Đó là nội dung nghiên cứu tính đến tháng 4/2019 của Nhóm công tác về hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 5 (Nhóm công tác 5G) của Bộ Thông tin và Truyền thông. Nhóm công tác 5G do Phó Cục trưởng, Phụ trách Cục Tần số vô tuyến điện Lê Văn Tuấn làm Trưởng nhóm đã có phiên họp tháng 4/2019 với sự tham gia của các thành viên Nhóm công tác đến từ: Cục Tần số vô tuyến điện, Viện Chiến lược Thông tin và truyền thông, Tập đoàn Công nghiệp – Viễn thông quân đội, Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam, Tổng công ty Viễn thông MobiFone.
Phiên họp tháng 4 tập trung thảo luận về các kết quả nghiên cứu kinh nghiệm phát triển mạng 5G của các nước trên các khía cạnh, như: Kiến trúc mạng, triển khai hạ tầng nhà trạm và truyền dẫn, lộ trình phát triển hệ sinh thái thiết bị, các ứng dụng tiềm năng và phổ tần cho 5G từ đó xác định một số thách thức trên con đường phát triển hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 5 tại Việt Nam đồng thời tìm kiếm các giải pháp bước đầu.
Lựa chọn kịch bản kiến trúc triển khai mạng 5G
Về cơ bản, kiến trúc mạng 5G sẽ không có sự thay đổi lớn so với 4G. Mạng 5G có kiến trúc phát triển trên nền kiến trúc mạng 4G, kết hợp với một số công nghệ mới như: Cloud computing, SDN/NFV, Network Slicing, Massive MIMO,… cùng với sự thay thế hoặc nâng cấp một số phần tử mạng 4G.
3GPP đưa ra các kịch bản kiến trúc để triển khai mạng 5G như hình dưới, trong đó đáng chú ý là các kịch bản Standalone như Option 2, Option 5 và các kịch bản Non-standalone như Option 3, Option 4 và Option 7. Qua tham khảo kinh nghiệm các nước thì kịch bản Option 3x NSA được đánh giá là phù hợp với các nhà mạng ở giai đoạn đầu khi cần triển khai sớm NR trong hệ thống mạng LTE cũ với eNB và EPC đòi hỏi chi phí đầu tư thấp. Phương án này cho phép cung cấp dịch vụ eMBB và FWA cùng với các dịch vụ thoại VoIP, VoLTE hoặc CSFB tới các mạng (3G, 2G).
Tuy nhiên, về lâu dài khi Nhà mạng xem xét lộ trình dịch chuyển từ 4G lên 5G lại có sự phân tán giữa việc lựa chọn theo Option 2 SA hay Option 7x NSA khi đánh giá các yếu tố liên quan như: Chi phí đầu tư CAPEX, phổ tần khả dụng cho 5G, hệ sinh thái thiết bị bao gồm cả thiết bị đầu cuối, truyền dẫn và thiết bị mạng. Đây là nội dung sẽ được các Nhà mạng tiếp tục nghiên cứu, tham khảo và thảo luận.
Thách thức trong triển khai hạ tầng
Hạ tầng nhà trạm, truyền dẫn,… là yếu tố quan trọng quyết định khả năng triển khai thành công mạng 5G. Các thành viên của Nhóm công tác đã chỉ ra một loạt thách thức về hạ tầng mạng lõi, mạng truyền dẫn, mạng vô tuyến, nhà trạm, cột anten, nguồn điện và kể cả thiết bị đầu cuối. Kinh nghiệm phát triển hạ tầng của các Nhà mạng tại Việt Nam cho thấy: Yêu cầu cải tạo hạ tầng nhà trạm cột anten hiện có, thay thế các hệ thống nguồn điện để đáp ứng yêu cầu triển khai thiết bị 5G mới, đang là vấn đề lớn cho hầu hết các Doanh nghiệp, đặc biệt trong bối cảnh nhiều Doanh nghiệp đang khai thác một số lượng không nhỏ các nhà trạm theo hình thức xã hội hóa.
Một số giải pháp xử lý vấn đề hạ tầng nói trên đã được đưa ra thảo luận trong cuộc họp, như: Chuyển đổi sang sử dụng anten multi-band, thay thế nguồn sang hệ -57V và nâng cấp công suất nguồn điện, nâng cấp mạng truyền dẫn để chuẩn bị cho triển khai 5G.
Phát triển của hệ sinh thái thiết bị 5G
Hệ sinh thái thiết bị (bao gồm từ chipset, thiết bị đầu cuối đến thiết bị mạng) đóng vai trò quyết định trong việc thương mại thành công một dịch vụ thông tin di động.
Đối với thiết bị đầu cuối, theo Hiệp hội các nhà sản xuất di động (GSA), tính đến 3/2019, đã có 23 nhà sản xuất công bố 7 nền tảng gồm 33 thiết bị 5G gồm (12 điện thoại thông minh, 5 thiết bị hotspot, 8 thiết bị CPE trong nhà / ngoài trời, 5 module 5G, 2 khóa cứng 5G và 1 USB 5G_Modem), được phát triển trên chipset của 5 nhà sản xuất, gồm: Qualcomm, Samsung, Intel, Huawei và Mediatek. Loạt thiết bị đầu cuối này chủ yếu hỗ trợ các băng tần dưới 6 GHz do mới chỉ có duy nhất 1 chipset của Samsung hỗ trợ băng tần mmW (n257).
Về thiết bị mạng, bốn nhà sản xuất chính là Huawei, ZTE, Ericsson và Nokia đều công bố một loạt thiết bị trạm gốc hỗ trợ một số băng tần 5G trong đó chủ yếu là các băng 3.4-3.8 GHz (n78), 26.5 – 29.5 GHz (n257) và 2496 – 2690 MHz (n41).
Thông tin từ các nhà sản xuất cho thấy, thiết bị smartphone hỗ trợ 5G đầu tiên dự kiến ra mắt đầu năm 2019 sẽ hỗ trợ các băng tần dưới 6 GHz trong khi đó các smartphone hỗ trợ dải tần mmW sẽ xuất hiện trễ hơn khoảng nửa năm. Một số băng tần đang còn hạn chế về hệ sinh thái như n77 (toàn bộ dải 3.3-4.2 GHz), n40 (2.3-2.4 GHz) hay n258 (24.25 – 27.5 GHz).
Một điểm đáng chú ý khác đối với kế hoạch thử nghiệm 5G sớm của Việt Nam là thế hệ thiết bị đầu cuối 5G thương mại đầu tiên được sản xuất theo xu hướng khóa vào các mạng chủ dẫn đến khó khăn cho các Doanh nghiệp Việt Nam khi tìm kiếm thiết bị đầu cuối trên thị trường đưa vào phục vụ thử nghiệm. Đây là nội dung được các Doanh nghiệp kiến nghị Bộ TTTT xem xét, tìm kiếm giải pháp hỗ trợ.
Xác định các ứng dụng tiềm năng trên 5G với thị trường Việt Nam
Công nghệ 5G được đánh giá sẽ tạo ra một nền tảng thuận lợi giúp thúc đẩy sáng tạo và phát triển trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, như: Giải trí, giao thông vận tải, sản xuất chế tạo, y tế, giáo dục, năng lượng, nông nghiệp, thành phố thông minh,… Do đó, cả cơ quan quản lý và các nhà mạng đều rất quan tâm đến việc xác định các ứng dụng tiềm năng cùng với mô hình kinh doanh trên hạ tầng mạng và dịch vụ 5G tại thị trường Việt Nam cho giai đoạn đầu và trong dài hạn của con đường phát triển lên 5G để từ đó đặt ra lộ trình phát triển mạng 5G cho phù hợp.
Đánh giá ban đầu với thị trường Việt Nam trong ngắn hạn (3 năm tới), một số kịch bản ứng dụng 5G như eMBB với tốc độ vài chục Gigabit/giây cho trải nghiệm VR/AR/3D hologram hay uRLLC với độ trễ dưới 1ms cho xe tự hành; dịch vụ y tế, phẫu thuật từ xa chưa có nhu cầu cao. Đổi lại, kịch bản ứng dụng mMTC hỗ trợ hàng triệu kết nối/km2 hay còn gọi là IoT có thể thấy bắt đầu xuất hiện nhu cầu để cung cấp dịch vụ trong một số lĩnh vực giám sát môi trường, nông nghiệp, thành phố thông minh,…. Tuy nhiên, trước mắt dịch vụ IoT nói trên đã có thể được đáp ứng bởi các công nghệ IoT phát triển trên nền 4G/LTE như NB-IoT và LTE-M. Trong quá trình nghiên cứu, một ứng dụng trước đây chưa được tính đến là Truy cập vô tuyến cố định băng rộng (FWA) lại xuất hiện như một ứng dụng tiềm năng cho giai đoạn đầu phát triển 5G trên hạ tầng mmW đối với một số nhà mạng.
Theo đó, Nhóm công tác xác định nội dung khảo sát nhu cầu thị trường để xác định ứng dụng tiềm năng là một nhiệm vụ rất quan trọng giúp Bộ TTTT hoạch định chính sách quản lý phát triển, đồng thời hỗ trợ các Doanh nghiệp có hướng đầu tư xây dựng mạng 5G hiệu quả. Hiện tại, Nhóm công tác đang gấp rút hoàn thiện phương án khảo sát để có thể triển khai trong Quý 2/ 2019.
Sẵn sàng phổ tần cho 5G
Sẵn sàng các phổ tần phù hợp là yếu tố tiên quyết trong việc phát triển dịch vụ di động băng rộng như 5G. Với khả năng truyền sóng tốt thì các tần số thấp (dưới 2 GHz) sẽ đặc biệt cần thiết cho khu vực nông thôn. Băng tần cao hơn (2 - 6 GHz), ngược lại tuy có vùng phủ nhỏ hơn nhưng sẽ cung cấp dung lượng cao hơn cho số lượng lớn các thiết bị. Các băng tần rất cao (trên 24 GHz hay thường gọi là mmW) cũng sẽ cần thiết để có thể cung cấp dịch vụ có tốc độ cực cao cỡ vài chục Gbps tuy nhiên do vùng phủ sóng của các băng tần này rất hạn chế nên thường được xem xét cho các vùng phủ sóng nội bộ/trong tòa nhà, các điểm nóng hotspot.
Tại Việt Nam, quan tâm hiện nay chủ yếu tập trung vào băng tần 3.5 GHz (3.3 – 3.8 GHz là n78 hay 1 phần của n77) và 26/28 GHz (24.25 – 29.5 GHz gồm n258 và n257). Đối với băng tần 26 GHz (24.25 – 27.5 GHz hay n258) thì vấn đề chủ yếu được Nhóm công tác xác định là kết luận của Hội nghị Thông tin vô tuyến thế giới năm 2019 (WRC-19) sắp diễn ra vào tháng 11 năm nay sẽ quyết định mức độ hài hòa tần số tác động đến việc thúc đẩy hệ sinh thái trong băng tần này. Vì vậy, sự chuẩn bi và tham gia của Việt Nam tại các diễn đàn liên quan đến vấn đề này như Hội nghị chuẩn bị cho WRC-19 của khu vực Châu Á - Thái Bình Dương (APG19-5) và chính Hội nghị WRC-19 sẽ có vai trò quan trọng, cần được Bộ TTTT và các Doanh nghiệp quan tâm đầu tư.
Băng tần 3.5 GHz hay n78 đóng vai trò rất quan trọng với sự phát triển 5G tại Việt Nam, bởi khả năng truyền sóng tốt hơn băng tần mmW, với hệ sinh thái thiết bị 5G rất lớn và đã sẵn sàng. Băng tần C có thể phân bổ được các khối băng tần 100 MHz để thiết lập các trạm small-cell trong khu vực nội đô nơi tập trung chủ yếu của nhu cầu lưu lượng dữ liệu di động. Tuy nhiên, việc xem xét sử dụng băng tần C cho 5G ở Việt Nam phải tính đến ảnh hưởng với mạng vệ tinh cố định VINASAT-1 để đảm bảo chất lượng cho cả 2 dịch vụ 5G và VSAT ở mức chấp nhận được.
Nhóm công tác đã có những nghiên cứu khá sâu về tính toán can nhiễu giữa 2 hệ thống, khảo sát đánh giá hiện trạng sử dụng mạng VINASAT-1 và thiết bị trạm VSAT trong băng tần C, tìm kiếm các giải pháp kỹ thuật bao gồm việc sử dụng các bộ lọc để giảm can nhiễu. Đồng thời, trong thời gian tới đây, Nhóm công tác và các đơn vị chức năng của Cục Tần số vô tuyến điện cũng sẽ phối hợp chặt chẽ với các nhà mạng trong quá trình thử nghiệm 5G trên băng tần C để đánh giá thực tế mức độ ảnh hưởng từ 5G đến VSAT nhằm hoàn thiện cho các nghiên cứu nói trên.
Những nhiệm vụ tiếp theo
Theo chương trình nghiên cứu đã đề ra, trong thời gian tiếp theo, Nhóm công tác sẽ tập trung triển khai một số nội dung nghiên cứu như: Tiếp tục cập nhật, nghiên cứu, tham khảo kinh nghiệm phát triển 5G của các nước; khẩn trương triển khai nội dung khảo sát các ứng dụng tiềm năng, xác định ứng dụng chủ lực (killer app) của 5G; hoàn thiện nghiên cứu về khả năng phối hợp tần số, phòng tránh can nhiễu giữa trạm gốc 5G và trạm VSAT trong băng tần 3.5 GHz; tiếp tục nghiên cứu làm rõ hiệu quả khai thác băng tần mmW cho 5G cũng như khả năng sử dụng trên các băng tần tiềm năng khác; rà soát, xác định các bất cập (nếu có) đối với việc thúc đẩy phát triển 5G để đề xuất chính sách phù hợp, hiệu quả.