Các Dịch vụ Băng rộng Di động

Cho đến cuối thế kỷ 20, đã có một sự phân chia khá rõ ràng giữa công nghiệp di động và các công nghiệp viễn thông khác cung cấp các dịch vụ điện thoại cơ bản, TV, truyền hình, máy tính và Internet. Hầu hết các nhà khai thác di động đã sử dụng các công nghệ vô tuyến kỹ thuật số 2G để thực hiện các dịch vụ truyền thông thoại và dữ liệu hạn chế, trong khi hầu hết các hệ thống hữu tuyến, cáp và vệ tinh đã cung cấp trọn gói các dịch vụ viễn thông khác. Mặc dù những hạn chế ban đầu, truyền thông di động đã là một thành công khủng khiếp, vượt quá các đường truyền hữu tuyến cố định trên khắp thế giới vào năm 2001, chỉ có 12 năm sau khi đưa ra thị trường. Điều này đã đặc biệt là hiển nhiên tại các thị trường đang phát triển mới, nhờ các phí triển khai thấp hơn và tính linh hoạt mạng cao hơn, các công nghệ vô tuyến đã trở thành phương tiện liên lạc chủ yếu của hàng triệu người, khuyến khích phát triển kinh tế – xã hội của những thị trường này.

Từ đầu thế kỷ 21, đã có một chuyển đổi ấn tượng trong động lực thị trường của các dịch vụ viễn thông. Với việc đưa ra các công nghệ IMT-2000 thuộc hệ thứ ba (3G) dựa trên CDMA, các nhà khai thác di động đã có thể cung cấp những dịch vụ thoại chất lượng cao, cũng như truy cập Internet băng rộng và các dịch vụ multimedia, làm lu mờ các ranh giới giữa các công nghiệp viễn thông. Các nhà cung cấp dịch vụ và nhà quản lý ở khắp các thị trường đã phát triển và đang phát triển đều đã nhanh chóng sử dụng và quảng bá các công nghệ. Kết quả là, một động lực to lớn đã được xây dựng ở sau việc triển khai và sử dụng các dịch vụ 3G CDMA. Trong 7 năm từ lúc đưa ra vào năm 2000, trên 460 nhà khai thác đã khai trương các hệ thống CDMA2000 và WCDMA vượt quá nửa tỉ người dùng trước tháng 9/2007. Việc sử dụng các công nghệ băng rộng di động 3G, như CDMA2000 EV-DO và HSPA, cũng đã tăng nhanh, đạt 270 hệ thống thương mại phục vụ trên 100 triệu người dùng tại 165 nước.

Một lần nữa, công nghiệp vô tuyến đang đứng tại ngã tư đường để chọn lựa những công năng và dịch vụ để đưa vào tương lai. Những lĩnh vực mới này gồm có: phổ biến rộng rãi của thoại, video, TV, Internet băng rộng và các dịch vụ giá trị gia tăng (GTGT); tích hợp giữa các mạng di động và cố định để thực hiện cung cấp dễ dàng các dịch vụ này trên nhiều mạng; cải tiến kinh nghiệm sử dụng và hội tụ của các công nghiệp như viễn thông, thông tin và phát hình.

Thế hệ kế tiếp của các hệ thống IMT dựa trên các công nghệ CDMA và OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiple: Đa Phân chia theo tần số trực giao), cùng với các công nghệ phát hình dựa trên OFDM như DVB-H, FLO và ISDB-T, sẽ là một yếu tố thực hiện chính của chuyển đổi này. Đặc biệt, CDMA2000 EV-DO Rev. B, HSPA+, UMB (Ultra Mobile Broadband: Siêu băng rộng di động), LTE (Long term Evolution: Tiến hóa dài hạn), và WiMAX di động (802.16m), đều có thể cung cấp những đặc điểm năng suất để sẽ hỗ trợ cung cấp dữ liệu nhiều Mbps cho người dùng, VoIP cấp nhà khai thác và các ứng dụng nặng về băng rộng và thời gian thực khác (H.1)

Với động lực thị trường đáng kể và những tiết kiệm lớn do qui mô và tầm mức sản xuất, các công nghệ 3G CDMA sẽ tiếp tục là nền tảng dẫn đầu của truyền thông di động, gồm các dịch vụ băng rộng thế hệ kế tiếp, vượt qua năm 2020. Tuy nhiên, một số nhà khai thác hiện hành và những nhà cung cấp dịch vụ mới đang xem xét việc mua băng tần bổ sung và triển khai các hệ thống dựa trên OFDM.

Bất chấp cách tiếp cận và lộ trình công nghệ hiện có của nhà khai thác, điều trở thành hiển nhiên là chiến lược “một mạng thích hợp tất cả” sẽ không đủ cho các thị trường cạnh tranh tương lai. Chọn các công nghệ xen kẽ sẽ rất tùy thuộc vào một loạt tình huống độc đáo của nhà khai thác, gồm những cơ hội thị trường, các giấy phép được cấp, băng tần sử dụng, những chọn lựa công nghệ trước, các mối quan hệ của nhà cung cấp thiết bị và khuynh hướng rủi ro. Nói cách khác, các nhà cung cấp dịch vụ sẽ chọn lộ trình và các công nghệ đáp ứng tốt nhất thị trường và các yêu cầu kinh tế của họ.

Từ lúc bắt đầu, lộ trình công nghệ CDMA đã cung cấp cho các nhà khai thác những công năng thực hiện dẫn đầu công nghệ và một thuận lợi về thời gian đưa ra thị trường. Nhờ những nâng cấp công nghệ tương thích ngược và xuôi của CDMA trong kênh vô tuyến CDMA 1,25MHz, các nhà khai thác CDMA đã hưởng lợi từ hiệu quả kinh tế thuận lợi của một giải pháp tiến hóa “trong băng”. Kết quả họ có thể triển khai công nghệ mới và dịch vụ giá trị thêm thông qua toàn bộ mạng của họ nhiều hơn đối thủ cạnh tranh.

Giòng công nghệ CDMA2000 vẫn giữ vị trí mạnh đến sự tiến hóa hội tụ. Với khả năng sử dụng thương mại của CDMA2000 1xEV-DO Rev.A vào năm 2006 và EV-DO nhiều sóng mang, hoặc EV-DO Rev.B vào năm 2008 để cung cấp dung lượng bổ sung qua một nâng cấp phần mềm đơn giản, các nhà khai thác CDMA2000 sẽ có thể cung cấp các tốc độ dữ liệu trung bình nhiều Mbps cho những người dùng cá nhân trong khi vẫn thúc đẩy những tiết kiệm lớn do qui mô sản xuất và mức độ mà công nghiệp CDMA2000 đem lại.

So sánh các công nghệ băng rộng di động

Các công nghệ CDMA và dựa trên OFDM dùng những giao diện vô tuyến và kỹ thuật ăng ten khác nhau để thực hiện những đặc điểm năng suất riêng của chúng. Tùy theo tiêu chuẩn kỹ thuật và thực hiện tại hiện trường của nó, những kết quả thực hiện của chúng sẽ thay đổi. Chúng có thể cung cấp những công năng khác nhau, dù đó là dành cho kết nối đường truyền ngược cố định, tiếp vận truyền hình hoặc những dịch vụ băng rộng di động băng thông cao.

Phần này cung cấp một so sánh về những đặc điểm thực hiện của mỗi tiêu chuẩn công nghệ băng rộng di động hiện có và tương lai dựa trên một loạt chung của các giả thiết và thông số. Những so sánh đã được thực hiện trong một môi trường hoàn toàn di động trong băng tần số từ 1,9 đến 2GHz, với những băng thông được tiêu chuẩn hóa ở 10MHz (2x5MHz FDD hoặc 10MHz TDD 2.1) ngoại trừ so sánh dung lượng VoIP mà WiMAX Di động đã được chỉ định 30MHz của băng thông.

Đối với những công nghệ hiện có, năng suất được dựa trên những số đo thực nghiệm từ các hệ thống thương mại gồm CDMA2000 1X, 1xEV-DO Rel.0, 1xEV-DO Rev.A, GPRS, EDGE, WCDMA, HSDPA và HSPA. Đối với những công nghệ đang được phát triển, năng suất về thời gian chờ được dựa trên những kết quả thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và những hiệu suất băng tần/thông lượng sector được dựa trên những mô phỏng trên máy tính đang xem xét những biên tế thực hiện dự kiến, phủ sóng hợp lý và nhiều điều kiện di động khác nhau. Những phương pháp mô phỏng “mô hình kênh hỗn hợp” của 3GPP và 3GPP2 đã được dùng cho để ước tính gần đúng nhất năng suất hệ thống “thực sự” mà các nhà khai thác nên dự kiến để có những giá trị mà các nhà cung cấp thiết bị đang muốn “bảo đảm”.

Các công nghệ dựa trên OFDM cung cấp cho các nhà khai thác một cơ hội để bổ túc các giải pháp 3G trong cung cấp các dịch vụ hội tụ.

Do tiết kiệm to lớn nhờ quy mô sản xuất lớn, 3G CDMA sẽ còn có một thuận lợi về chi phí đáng kể so với các công nghệ dựa trên OFDM khi nói đến cung cấp các dịch vụ ĐTDĐ và băng rộng, một thuận lợi về chi phí là ví dụ của việc sử dụng các thiết bị cầm tay 3G CDMA2000 giá rất thấp. Gần 100 kiểu ĐTDĐ CDMA2000 giá rất thấp (dưới 50USD giá sỉ) từ 19 nhà cung cấp khác nhau hiện được bán tại những thị trường mới nổi có tăng trưởng cao trên khắp thế giới. Năm 2008, trên 50 triệu ĐTDĐ CDMA2000 giá rất rẻ được dự kiến xuất xưởng.

3G CDMA vẫn còn có một thuận lợi về chi phí đáng kể so với các công nghệ dựa trên OFDM khi nói đến các dịch vụ băng rộng di động có mặt ở mọi nơi.

Các nhà phân tích dự đoán rằng trước năm 2010, sẽ có 548 triệu người dùng băng rộng di động trên khắp thế giới, và 94% trong số họ sẽ dùng những nhắc lại của các công nghệ hiện có, như EV-DO và HSPA, sẽ qua mặt tất cả các công nghệ băng rộng thay thế. Tiết kiệm do quy mô sản xuất lớn là yếu tố đóng góp lớn nhất duy nhất theo hướng thực hiện những giá thiết bị hấp dẫn hơn, vì nó làm giảm các chi phí sản xuất và phân phối chi phí phát triển qua một con số lớn thiết bị.

Sự hài lòng của băng tần có băng thông cao hơn dành cho các giải pháp dựa trên OFDM sẽ là cần thiết để xây dựng những tiết kiệm do quy mô sản xuất lớn. Xét WCDMA như là một ví dụ về thời gian cần có để khai trương một công nghệ mới, các giải pháp dựa trên OFDM phải mất ít nhất là một thập niên để cung cấp phủ sóng khắp nơi, chuyển vùng toàn cầu và các thiết bị cầm tay có giá cạnh tranh.

Đối với những nhà cung cấp dịch vụ muốn cung cấp các dịch vụ phát nhiều hướng và phát hình di động, các công nghệ dựa trên OFDM như DMB, DVB-H hoặc MediaFLO thích hợp tốt hơn để cung cấp nội dung multimedia phong phú cùng một lúc từ một trạm gốc thu phát đến nhiều người trong cùng một sector. Trường hợp này, mạng phát hình bổ túc dựa trên OFDM sẽ phủ sóng lên mạng di động 2G/3G để cung cấp các dịch vụ nội dung video và giống như truyền hình ưu hạng.

Đối với những nhà cung cấp dịch vụ với với một lượng băng tần hiện có hoặc giới hạn, các công nghệ dựa trên CDMA là chọn lựa tốt nhất vì chúng hiệu quả hơn về băng tần trong những băng thông rộng đến 5MHz. Đối với một nhà cung cấp dịch vụ có một lượng lớn băng thông (ví dụ, trên 10 MHz của băng tần), các công nghệ dựa trên OFDM có thể là một chọn lựa thích hợp để đưa ra những dịch vụ mới nặng về băng thông hoặc bổ túc những giải pháp 2G hoặc 3G hiện có với dung lượng băng rộng bổ sung trong những vùng thủ phủ đông dân, còn gọi là “vùng nóng”. Đó là vì các kênh vô tuyến rộng hơn hỗ trợ những thông lượng dữ liệu cao hơn tại những vùng trở ngại cho dung lượng như những vùng lưu lượng dữ liệu bận rộn và đông đúc. Khi băng thông tăng quá 2*5MHz FDD hoặc 10 MHz TDD, các công nghệ dựa trên OFDM cung cấp một thực hiện đơn giản hơn các công nghệ CDMA. Ở bên ngoài những vùng thủ phủ có lưu lượng cao, các hệ thống dựa trên OFDM không lợi về kinh tế vì băng tần và mạng sẽ hầu như còn chưa sử dụng hết.

IMS có thể dùng để kết hợp những thuận lợi kinh tế mà mạng 3G có mặt khắp nơi với một mạng bổ túc băng rộng OFDM có băng rộng thông rộng hơn tại những vùng lưu lượng cao hoặc “vùng nóng” trong mạng. Trong bối cảnh phủ sóng chồng lên này, một nhà khai thác sẽ giữ lại mạng 3G để phủ sóng băng rộng diện rộng trong lúc người tiêu dùng sẽ cần có một thiết bị cầm tay hai chế độ (CDMA + OFDM) để tiếp cận các dịch vụ băng rộng băng thông cao hơn ở trong và ở ngoài các vùng phủ sóng OFDM.

Ở một mức độ nào đó, mối quan hệ giữa các mạng 3G/2G và OFDM di động rất giống như mối quan hệ giữa 2G/3G và Wi Fi. Cũng như Wi-Fi bổ túc cho 3G, các công nghệ OFDM di động sẽ bổ túc cho các dịch vụ, tính năng và dung lượng mạng do 3G cung cấp.

Thi Vân