Mạng 4G nhanh cỡ nào so v​ới 3G?

Những lợi thế vượt trội và khả năng ứng dụng đa dạng của mạng tốc độ cao vào cuộc sống khiến 4G LTE đang trở thành đề tài nóng hổi ở Việt Nam.

Nhiều mẫu smartphone ra mắt trong 2015 đã đón đầu xu hướng kết nối băng thông rộng tốc độ cao 4G, hỗ trợ chuẩn 4G LTE – Ảnh minh họa: Internet

Nhịp Sống Số so sánh tốc độ tiêu chuẩn (lý tưởng) của mạng 4G so với các thế hệ trước để đánh giá về các dịch vụ tiềm năng của mạng này.

Từ thế hệ mạng 1G tới 4G, nhân loại đã trải qua rất nhiều cuộc cách mạng công nghệ kết nối di động. Mạng 1G thiết lập dịch vụ thoại không dây, trong khi công nghệ 2G cải tiến chất lượng thoại cũng như nâng tầm phủ sóng, cung cấp dịch vụ dữ liệu. Đến mạng 3G đảm nhiệm tối ưu hóa dịch vụ dữ liệu, triển khai dịch vụ băng thông rộng, một bước tiến trong việc kết nối không dây nhanh hơn và tốt hơn.

Mạng 4G hiện nay là bước cải tiến của 3G về khả năng phục vụ, tốc độ và trải nghiệm băng thông rộng nói chung.

4G hơn gì 3G?

3G và 4G đều là những công nghệ hỗ trợ kết nối không dây (wireless) thế hệ mới. Nếu cùng một nhà mạng, tốc độ 4G sẽ đương nhiên nhanh hơn 3G. Tuy nhiên, điều đó không đồng nghĩa mạng 4G của nhà mạng này sẽ luôn nhanh hơn mạng 3G của một nhà mạng khác.

Việt hóa đồ họa: Việt Thái

Để đạt chuẩn công nghệ 3G, các nhà mạng phải đảm bảo tốc độ truyền dữ liệu tối thiểu 200 Kbps. Trong khi đó, chuẩn 4G quy định tốc độ tối thiểu nhà mạng phải đảm bảo 100 Mbps với các thiết bị kết nối khi di chuyển, trên tàu hoặc xe hơi và 1 Gbps (Gigabit/giây) với các thiết bị kết nối cố định.

Tuy nhiên, các chuyên gia viễn thông khẳng định, cùng là 4G nhưng không phải tất cả các nhà mạng đều triển khai công nghệ giống nhau. Các lựa chọn công nghệ tiền-4G phổ biến hiện nay gồm LTE, WiMAX và HSPA+, trong đó LTE là phổ biến rộng rãi nhất.

LTE có tốc độ cao hơn so với 3G, nhưng vẫn chưa đạt chuẩn 4G theo quy định của ITU. Vào thời điểm 2013, gốc độ 4G LTE trung bình trên phạm vi toàn cầu đạt 10,4 Mbps (của 3G là 1,5 Mbps), như vậy, chuẩn LTE trên thực tế hiện được xem là nhanh gấp 5 đến 7 lần tốc độ 3G.

Theo đánh giá của chuyên trang về mạng 4G tại địa chỉ 4G.co.uk, giả sử tốc độ tải trung bình thực tế của 3G là 3 Mbps (về mặt lý thuyết tối đa là 7,2 Mbps), người dùng sẽ phải mất 10 giây để đợi YouTube tải, trước khi có thể xem được.

Tải (download) một tập tin 500 MB sẽ tốn 22 phút. Nếu dùng mạng 3G HSPA+, một bước tiến của 3G với tốc độ thực tế trung bình đạt 6 Mbps (lý thuyết đạt 42 Mbps), bạn vẫn phải đợi khoảng 11 phút để tải tập tin có dung lượng 500 MB.

Giả sử tốc độ tải trung bình của mạng 4G LTE thử nghiệm đạt tốc độ thực tế 14 Mbps, người dùng có thể tải tập tin 500 MB trong vòng chưa đến 5 phút. Trong khi đó với tốc độ thực tế của 4G LTE-Advanced (còn gọi là 4G+, LTE-A hay 4.5G), một tập tin 500 MB sẽ được tải trong vòng 2 phút, nhanh hơn so với một số kết nối băng thông rộng có dây hiện nay.

Theo đó, tốc độ mạng 4G tiêu chuẩn về mặt lý thuyết sẽ cao hơn từ 5-10 lần so với tốc độ thực tế.

Với mạng 3G, về mặt lý thuyết tốc độ tải xuống tối đa đạt 7.2 Mpbs, trong khi thực tế chỉ khoảng 1.4 Mpbs. Với 4G LTE, về mặt lý thuyết tốc độ tải xuống đạt 100 Mbps trong khi thực tế khoảng 5-12 Mpbs. Với mạng 4G chuẩn, tức LTE Advanced, tốc độ tối đa sẽ đạt 1Gbps (kết nối cố định)

Nguồn The New Economy

Hai mức lý thuyết và thực tế của tốc độ tải về (download) của mạng 3G, 3G HSPA+, 4G-LTE và mạng 4G tiêu chuẩn (4G-LTE Advanced) – Ảnh: 4G.co.uk

Hai mức lý thuyết và thực tế của tốc độ tải lên (upload) của mạng 3G, 3G HSPA+, 4G-LTE và mạng 4G tiêu chuẩn (4G-LTE Advanced) – Ảnh: 4G.co.uk

Quá trình tiến hóa các chuẩn mạng lên 4G

Năm 1857 được coi là một trong số các dấu mốc quan trọng trong lịch sử phát triển của công nghệ mạng di động khi nhà toán học, vật lý học người Scotland Clerk Maxwell đã công bố thuyết điện từ trường hợp nhất, làm nền tảng để Guglielmo Marconi phát minh ra máy điện báo radio năm 1901. Đây là một thành tựu vĩ đại, nhưng sau hơn nửa thế kỷ, tỉ lệ truyền dẫn dữ liệu vẫn chưa có nhiều cải tiến. Một số mẫu điện thoại tiền thân của công nghệ viễn thông hiện đại được lần đầu tiên giới thiệu vào những năm 1940 ở Mỹ và châu Âu, thường có kích thước rất lớn và hạn chế về khả năng di chuyển cũng như chất lượng dịch vụ kém và rất đắt đỏ.

Vào đầu thập niên 70 thế kỷ trước, mạng không dây thế hệ thứ nhất (1G) xuất hiện, dựa vào hệ thống truyền dẫn analog với các thiết bị nhỏ gọn và giá rẻ hơn trước. Các chuẩn phổ dụng triển khai 1G gồm AMPS TACS và NMT đã giúp thị trường tăng trưởng 30 – 50 % mỗi năm.

Thời điểm 1990 đã có tới 20 triệu lượt thuê bao toàn cầu.

Mạng 2G (GMS và GPRS) xuất hiện vào đầu những năm 1990. GSM sử dụng công nghệ biến điệu số nhằm cải thiện chất lượng thoại nhưng các dịch vụ dữ liệu lại khá hạn chế, chủ yếu gồm WAP, HSCSD và MLS. Dần dà, các nhà mạng 2G bắt đầu cung cấp một dịch vụ mở rộng như fax, gửi tin nhắn, tin nhắn thoại.

Ở giai đoạn chuyển tiếp, mạng 2G đã được nâng cấp lên mạng 2,5G vào cuối những năm 1990 với chuẩn GPRS, cho phép người dùng gửi dữ liệu hình ảnh, mở ra chặng đường phát triển của Internet. Mạng EDGE, hiện vẫn còn khá phổ biến ở Việt Nam, chính là sản phẩm của công nghệ di động 2.5G.

Thế hệ mạng 3G được nhà mạng Verizon (Mỹ) giới thiệu lần đầu tiên năm 2002, hiện vẫn được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu với tốc độ trung bình 1,5 Mbps. Cuộc cách mạng 3G mang đến những bước tiến vượt bậc về tốc độ, cho phép sử dụng các ứng dụng video, đồ họa và thoại như xem các video phát trực tiếp, họp qua mạng, mặc dù các dịch vụ này bị hạn chế ít nhiều bởi tốc độ truyền tải chưa cao. Một trong số các vấn đề của 3G chính là chuẩn hóa một giao thức mạng toàn cầu đơn nhất, thay vì một loại các chuẩn được triển khai khác nhau theo nhà mạng và vùng địa lý.

Về mặt lý thuyết, 3G đạt tốc độ trung bình 2Mpbs, nhưng có khi chỉ ở mức 145 Kbps.