• Thứ Tư, 08/10/2008 07:03 (GMT+7)

    WiMax và LTE: Chiến hay hoà?

    Thế giới công nghệ không thể thiếu những cuộc chiến. Nhưng không phải cuộc chiến nào cũng "một mất một còn" như cuộc chiến giữa Blu-ray và HD DVD, đôi khi cũng không nhất thiết phải có thắng thua...

    Tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn và tầm phủ sóng xa hơn, các nhà nghiên cứu luôn cố gắng đưa ra những công nghệ không dây mới nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng di động. Nhưng ngành CNTT và viễn thông có những giải pháp khác nhau cho vấn đề này, điều này tạo nên sự phân chia giữa WiMax và LTE. WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) là nỗ lực của ngành CNTT lấn sân lĩnh vực viễn thông và LTE (Long Term Evolution) là đòn phản công của ngành viễn thông, đây là hai ứng viên chính cho mạng không dây thế hệ mới, hứa hẹn tạo nên thế giới không dây băng rộng tốc độ cao phủ khắp mọi nơi.

    WiMax

    Cách đây 4 năm, chuẩn WiMax đầu tiên – 802.16-2004 đã được IEEE chấp nhận (để có thêm thông tin, tham khảo bài “Chuẩn Wimax, USB không dây và UWB: Kiến tạo một thế giới di động toàn diện” - ID: A0501_92). Không giống các chuẩn không dây khác, WiMax cho phép truyền dữ liệu trên nhiều dải tần, có thể tránh “đụng độ” với những ứng dụng không dây khác. WiMax cho tốc độ cao một phần nhờ kỹ thuật OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) cho phép tăng băng thông bằng cách chia tách các kênh băng rộng thành nhiều kênh băng hẹp, mỗi kênh dùng tần số khác nhau để truyền đồng thời các gói dữ liệu.


    WiMax 802.126m và LTE – hai ứng viên sáng giá cho mạng di động 4G (nguồn: IEEE)

    Tháng 12/2005, IEEE phê chuẩn 802.16e – Mobile WiMax, bổ sung cho 802.16-2004. Mobile WiMax cung cấp khả năng di động bằng cách cho phép chuyển kênh truyền dữ liệu từ một trạm thu phát này sang một trạm khác khi người dùng di chuyển giữa 2 trạm. Tương tự phiên bản 802.11n của Wi-Fi, Mobile WiMax dùng công nghệ MIMO (Multiple Input Multiple Output, tham khảo bài “Mạng không dây: Nhanh hơn! Xa hơn!” - ID: A0508_98) cho phép phát và thu qua nhiều anten để cải thiện tốc độ và chất lượng tín hiệu. Mobile WiMax được kỳ vọng cạnh tranh với các công nghệ di động, Wi-Fi và các công nghệ truy cập Internet như DSL.

    Nhiều chuyên gia phân tích cho rằng Mobile WiMax sẽ nhanh chóng trở nên phổ biến vì không cần cơ sở hạ tầng tốn kém như các hệ thống dùng dây và cung cấp đủ băng thông cho các dịch vụ thoại, dữ liệu và các dịch vụ đa phương tiện như truyền hình độ nét cao (HDTV). Theo một nghiên cứu hồi tháng 4/2008, tổ chức WiMAX Forum dự báo trong 5 năm tới số lượng người dùng Mobile WiMax trên toàn cầu có thể đạt gần 100 triệu. Gần đây nhiều hãng đã bắt đầu đưa ra sản phẩm di động được WiMax Forum chứng nhận tuân theo chuẩn IEEE và có thể làm việc với nhau. Các nhà khai thác mạng tại nhiều quốc gia, đặc biệt là khu vực châu Á – Thái Bình Dương, đang hoặc có kế hoạch triển khai WiMax (tại Việt Nam cũng có 4 nhà khai thác viễn thông đã được cấp phép triển khai).

    Tuy nhiên, thế giới công nghệ thay đổi nhanh. Mới vừa nổi lên như một ứng viên nặng ký thách thức công nghệ di động 3G nhưng chưa kịp xác lập chỗ đứng trên thị trường thì WiMax đã phải đối mặt với một thách thức đáng gờm: LTE.

    LTE

    LTE là thế hệ thứ tư tương lai của chuẩn UMTS do 3GPP phát triển. UMTS thế hệ thứ ba dựa trên WCDMA đã được triển khai trên toàn thế giới. Để đảm bảo tính cạnh tranh cho hệ thống này trong tương lai, tháng 11/2004 3GPP đã bắt đầu dự án nhằm xác định bước phát triển về lâu dài cho công nghệ di động UMTS với tên gọi Long Term Evolution (LTE). 3GPP đặt ra yêu cầu cao cho LTE, bao gồm giảm chi phí cho mỗi bit thông tin, cung cấp dịch vụ tốt hơn, sử dụng linh hoạt các băng tần hiện có và băng tần mới, đơn giản hóa kiến trúc mạng với các giao tiếp mở và giảm đáng kể năng lượng tiêu thụ ở thiết bị đầu cuối. Đặc tả kỹ thuật cho LTE đang được hoàn tất và dự kiến sản phẩm LTE sẽ ra mắt thị trường trong 2 năm tới.

                                         Lộ trình cho LTE (nguồn: Nortel)

    Về công nghệ, LTE và WiMax có một số khác biệt nhưng cũng có nhiều điểm tương đồng. Cả hai công nghệ đều dựa trên nền tảng IP. Cả hai đều dùng kỹ thuật MIMO để cải thiện chất lượng truyền/nhận tín hiệu, đường xuống từ trạm thu phát đến thiết bị đầu cuối đều được tăng tốc bằng kỹ thuật OFDM hỗ trợ truyền tải dữ liệu đa phương tiện và video. Theo lý thuyết, chuẩn WiMax hiện tại (802.16e) cho tốc độ tải xuống tối đa là 70Mbps, còn LTE dự kiến có thể cho tốc độ đến 300Mbps. Tuy nhiên, khi LTE được triển khai ra thị trường có thể WiMax cũng sẽ được nâng cấp lên chuẩn 802.16m (còn được gọi là WiMax 2.0) có tốc độ tương đương hoặc cao hơn.

    Đường lên từ thiết bị đầu cuối đến trạm thu phát có sự khác nhau giữa 2 công nghệ. WiMax dùng OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access – một biến thể của OFDM), còn LTE dùng kỹ thuật SC-FDMA (Single Carrier - Frequency Division Multiple Access). Về lý thuyết, SC-FDMA được thiết kế làm việc hiệu quả hơn và các thiết bị đầu cuối tiêu thụ năng lượng thấp hơn OFDMA.

    Mặc dù người dùng ở nhiều quốc gia còn chưa trải nghiệm qua mạng 3G, nhưng nhiều hãng sản xuất thiết bị hiện đã làm việc với công nghệ 4G. Và LTE được cho là cơ hội cho các nhà cung cấp mạng di động ở các quốc gia mới phát triển chuyển thẳng từ 2G lên 4G.

    LTE còn có ưu thế hơn WiMax vì được thiết kế tương thích với cả phương thức TDD (Time Division Duplex) và FDD (Frequency Division Duplex). Ngược lại, WiMax hiện chỉ tương thích với TDD (theo một báo cáo được công bố đầu năm nay, WiMax Forum đang làm việc với một phiên bản Mobile WiMax tích hợp FDD). TDD truyền dữ liệu lên và xuống thông qua 1 kênh tần số (dùng phương thức phân chia thời gian), còn FDD cho phép truyền dữ liệu lên và xuống thông qua 2 kênh tần số riêng biệt. Điều này có nghĩa LTE có nhiều phổ tần sử dụng hơn WiMax. Tuy nhiên, sự khác biệt công nghệ không có ý nghĩa quyết định trong cuộc chiến giữa WiMax và TLE.

                                               BẢNG 1: TIẾN TRÌNH PHÁT TRIỂN CÁC CHUẨN CỦA 3GPP
    Phiên bản

    Thời điểm hoàn tất

    Tính năng chính / Thông tin
    Release 99

    Quí 1/2000

    Giới thiệu UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) và WCDMA (Wideband CDMA).
    Release 4

    Quí 2/2001

    Bổ sung một số tính năng như mạng lõi dựa trên IP và có những cải tiến cho UMTS.
    Release 5

    Quí 1/2002

    Giới thiệu IMS (IP Multimedia Subsystems) và HSDPA (High-Speed Download Packet Access).
    Release 6

    Quí 4/2004

    Kết hợp với Wireless LAN, thêm HSUPA (High-Speed Upload Packet Access) và các tính năng nâng cao cho IMS như Push to Talk over Cellular (PoC).
    Release 7

    Quí 4/2007

    Tập trung giảm độ trễ, cải thiện chất lượng dịch vụ và các ứng dụng thời gian thực như VoIP. Phiên bản này cũng tập trung vào HSPA+ (High Speeed Packet Evolution) và EDGE Evolution.
    Release 8

    Dự kiến cuối năm 2008 hoặc đầu năm 2009

    Giới thiệu LTE và kiến trúc lại UMTS như là mạng IP thế hệ thứ tư hoàn toàn dựa trên IP.

    Đua đường dài

    Hiện tại WiMax có lợi thế đi trước LTE: mạng WiMax đã được triển khai và thiết bị WiMax cũng đã có mặt trên thị trường, còn LTE thì sớm nhất cũng phải đến năm 2010 người dùng mới được trải nghiệm. Tuy nhiên LTE vẫn có lợi thế quan trọng so với WiMax. LTE được hiệp hội các nhà khai thác GSM (GSM Association) chấp nhận là công nghệ băng rộng di động tương lai của hệ di động hiện đang thống trị thị trường di động toàn cầu với khoảng 2,5 tỉ thuê bao (theo Informa Telecoms & Media) và trong 3 năm tới có thể chiếm thị phần đến 89% (theo Gartner) – những con số “trong mơ” đối với WiMax. Hơn nữa, LTE cho phép tận dụng dụng hạ tầng GSM có sẵn (tuy vẫn cần đầu tư thêm thiết bị) trong khi WiMax phải xây dựng từ đầu.

                                                                           BẢNG 2: LTE VÀ WIMAX
    Tính năng 3GPP LTE RAN1 802.16e/Mobile WiMax R1 802.16m/Mobile WiMax R2
    Ghép kênh TDD, FDD TDD TDD, FDD
    Băng tần dự kiến
    700MHz – 2,6GHz
    2,3GHz, 2,5GHz, 3,3-3,8GHz 2,3GHz, 2,5GHz, 3,3-3,8GHz
    Tốc độ tối đa (Download/Upload) 300Mbps /100Mbps 70Mbps /70Mbps 300Mbps /100Mbps
    Di động 350km/h 120km/h 350km/h
    Phạm vi phủ sóng 5/30/100km 1/5/30km 1/5/30km
    Số người dùng VoIP đồng thời 80 50 100
    Thời điểm hoàn tất chuẩn Dự kiến cuối năm 2008 hoặc đầu năm 2009 2005

    Dự kiến trong năm 2009
    Triển khai ra thị trường 2009-2010/2012 2007-2008/2009 2010

    Thời thế đổi thay, nhận thấy lợi thế của LTE, một số nhà khai thác mạng đã cân nhắc lại việc triển khai WiMax và đã có nhà khai thác quyết định từ bỏ con đường WiMax để chuyển sang LTE, đáng kể trong số đó có hai tên tuổi lớn nhất tại Mỹ là AT&T và Verizon Wireless. Theo một khảo sát do RCR Wireless News và Yankee Group thực hiện gần đây, có đến 56% nhà khai thác di động chọn LTE, chỉ có 30% đi theo 802.16e. Khảo sát cho thấy các nhà khai thác di động ở Bắc Mỹ và Tây Âu nghiên về LTE, trong khi các nước mới phát triển (đặc biệt là ở khu vực châu Á - Thái Bình Dương) thì ủng hộ WiMax.

    Nhiều hãng sản xuất thiết bị đi nước đôi, một mặt tuyên bố vẫn ủng hộ WiMax, mặt khác lại dốc tiền đầu tư cho LTE. Ngay như Intel, đầu tàu hậu thuẫn WiMax, cũng “đổi giọng”. Cả Siavash M. Alamouti, giám đốc kỹ thuật Wireless Mobile Group và Sean Maloney, giám đốc tiếp thị của Intel, trong các phát biểu gần đây đều cho rằng WiMax có thể “hoà hợp” với LTE.

    Trong cuộc đua 4G, WiMax và LTE hiện là hai công nghệ sáng giá nhất. Liệu hai công nghệ này có thể cùng tồn tại độc lập hay sẽ sát nhập thành một chuẩn chung? Hiệu năng của WiMax và LTE tương đương nhau, do vậy việc quyết định hiện nay phụ thuộc vào yếu tố sẵn sàng và khả năng thâm nhập thị trường.

    Phương Uyên

    Nguồn tham khảo:
    3GPP, WiMax Forum và IEEE Computer Society

    ID: A0809_126