5G đang giúp các thành phố trở nên an toàn hơn, thông minh hơn và hiệu quả hơn như thế nào?

Đây là một tình huống mà tất cả chúng ta đều đã trải qua: Một chiếc xe cứu thương hú còi inh ỏi đang chạy đua với thời gian để đưa một người đang trong tình trạng nguy cấp đến bệnh viện mà đường thì lại tắc.

Tuy nhiên, cái mà chúng ta không thấy là kết nối mạng 5G đã cho phép nhân viên y tế liên lạc với nhân viên bệnh viện thông qua hội nghị trực tuyến và điều phối việc chăm sóc theo thời gian thực trước khi người bệnh được đưa đến phòng cấp cứu.

5G cho phép truyền dữ liệu và tình trạng bệnh nhân theo thời gian thực qua video, thông báo cho phòng cấp cứu chuẩn bị phục vụ bệnh nhân một cách thích hợp khi họ được vận chuyển đến. 

Mạng 5G cũng hỗ trợ các ứng dụng cung cấp dữ liệu điều hướng đã được cải tiến và thông tin liên lạc giữa xe cứu thương với đèn đường, đảm bảo lối đi có đèn xanh, để xe cứu thương có thể đến bệnh viện nhanh nhất có thể.

Truyền tải dữ liệu tốc độ cao hơn và độ trễ thấp hơn

Nhiều thành phố ở Mỹ hiện đang hợp tác với các nhà mạng di động để triển khai những khả năng tiên tiến của 5G nhằm nâng cao bảo đảm an toàn công cộng và các dịch vụ khác của chính phủ, cải thiện cuộc sống hàng ngày của người dân và nơi làm việc của họ, đồng thời thu hút các doanh nghiệp mới.

Trên toàn thế giới, hơn 225 nhà mạng đã triển khai công nghệ 5G và họ sẽ sớm bắt đầu triển khai làn sóng công nghệ 5G thứ hai—5G Advanced (5G tiên tiến). 

5G Advanced được xây dựng dựa trên công nghệ 5G hiện có nhằm cung cấp các kết nối phong phú hơn giữa mọi người và mọi thứ xung quanh chúng ta. 

Chúng ta đang ở giai đoạn đầu triển khai 5G nhưng có rất nhiều ứng dụng mới quan trọng mà 5G sẽ hỗ trợ trong giáo dục, y tế, an toàn công cộng, giao thông, tòa nhà thông minh và cơ sở hạ tầng thông minh trong những năm tới.

Ví dụ, một thành phố được phủ sóng 5G đáng tin cậy sẽ thu hút và hỗ trợ các doanh nghiệp có nhân viên di động cần kết nối tại nhà, tại văn phòng, tại quán cà phê địa phương và khi đang di chuyển. 

Người lao động cần duy trì kết nối liên lạc đáng tin cậy khi họ đi đến văn phòng, tham dự các cuộc họp kinh doanh bên ngoài văn phòng, đón con ở trường và tham dự các sự kiện vào buổi tối và 5G là chuỗi kết nối phổ biến.

Hình 1 bên dưới mô tả các giải pháp thành phố thông minh mà 5G hiện có thể thực hiện được. Hiểu một cách đơn giản, 5G có thể đưa ra cảnh báo về các điểm đỗ xe có sẵn và cho phép các thùng vệ sinh được kết nối để cảnh báo cho những người thu gom khi chúng cần được dọn sạch.

Các ứng dụng nâng cao hơn gồm có: hỗ trợ hoạt động đảm bảo an toàn công cộng bằng camera an ninh AI (trí tuệ nhân tạo) giám sát ở trung tâm thành phố, trung tâm giao thông và các địa điểm công cộng. 

5G giúp cho các đội vận chuyển và quy trình sản xuất hiệu quả hơn thông qua giám sát tài sản theo thời gian thực, dự đoán thời điểm bảo trì và quản lý hàng tồn kho thông qua liên lạc với robot di động và cảm biến IoT (Internet vạn vật), cũng như các công cụ thực tế ảo và thực tế ảo tăng cường (“AR/VR”).

5G cũng tạo điều kiện quản lý tốt hơn các tiện ích, cơ sở hạ tầng và tòa nhà. Hiệu suất cao và độ trễ thấp của công nghệ cho phép giám sát và bảo trì sản xuất/tiêu thụ năng lượng theo thời gian thực và từ xa, gồm cả quản lý hiệu quả năng lượng truyền thống và năng lượng tái tạo. 

5G hỗ trợ các tòa nhà thông minh với khả năng giao tiếp theo thời gian thực về giám sát/quản lý mức tiêu thụ năng lượng nâng cao thông qua các yếu tố như đồng hồ thông minh và điều khiển HVAC. 

Hoạt động trên băng thông rộng hơn của 5G so với các thế hệ công nghệ không dây trước đây giúp cải thiện đáng kể độ chính xác của vị trí cho vô số ứng dụng, chẳng hạn như định vị người thực hiện cuộc gọi khẩn cấp 911.

5G Advanced được dự báo sẽ khuyến khích sự phát triển của các thiết bị, dịch vụ và ứng dụng mới và nâng cao, trong đó có cả các công cụ AR/VR cho người dân và doanh nghiệp.

Không chỉ là một từ thông dụng, metaverse là một mạng internet có nhận thức về mặt địa lý, tận dụng các công cụ AR/VR để mang lại trải nghiệm kỹ thuật số được cá nhân hóa bao trùm cả thế giới thực và ảo. 

Những công cụ này sẽ giúp nâng cao mức độ an toàn cho công dân thông qua các công cụ bảo mật do AI cung cấp, tăng cường điều hướng và lập bản đồ cho người lái xe, cũng như cải thiện tự động hóa nhà máy, tương tác kinh doanh và xã hội cũng như các ứng dụng khác.

Kỷ nguyên mới về khả năng đáp ứng an toàn công cộng

Với việc 5G được triển khai rộng rãi, một thành phố sẽ được trang bị tốt hơn để xử lý các trường hợp khẩn cấp về an toàn công cộng. Những phút đầu tiên khi trường hợp khẩn cấp xảy ra có vai trò rất quan trọng đối với những người trợ giúp đầu tiên, vì vậy họ phải có thông tin liên quan càng sớm càng tốt về tình huống để đưa ra quyết định sáng suốt.

Được hỗ trợ bởi kết nối 5G, cảm biến và camera có độ phân giải cao, gồm cả những cảm biến được tích hợp vào phương tiện bay không người lái (UAV), sẽ cung cấp chế độ xem thực địa và trên không về hiện trường khẩn cấp theo thời gian thực. 

Khi AR/VR được tích hợp vào quá trình đào tạo cho những nhân viên cứu hộ ban đầu, các hoạt động mô phỏng sẽ giúp cải thiện quá trình đào tạo và nhận thức tình huống, điều này cuối cùng sẽ nâng cao quy trình ra quyết định. 

AR/VR ngày nay đang được sử dụng cho đào tạo y tế và có thể được sử dụng cho các mục đích an toàn công cộng. Chẳng hạn, Trường Y tá Johns Hopkins sử dụng VR để đào tạo sinh viên đưa ra các quyết định quan trọng, nhạy cảm về thời gian khi xử lý các bệnh nhân bị đau nặng.

Trải nghiệm 5G đầy đủ sử dụng tất cả các dải tần có sẵn, bao gồm phổ tần dưới 7 GHz và dải tần cao trên 24 GHz trong dải sóng milimet (mmWave). Các hoạt động di động đồng thời trong các sóng này hỗ trợ các dịch vụ 5G có độ tin cậy cao.

Phổ băng tần thấp dưới 1 GHz lan truyền tốt—cho phép tín hiệu truyền đi xa hơn nhưng dung lượng kênh bị hạn chế. Tín hiệu được gửi qua phổ giữa băng tần từ 1 đến 7 GHz không truyền xa bằng phổ băng tần thấp, nhưng nó cho phép tốc độ dữ liệu cao hơn. 

Lan truyền tín hiệu băng tần mmWave ít hơn so với phổ tần giữa, nhưng băng thông khả dụng lớn hơn nhiều so với băng thông thường khả dụng ở các băng tần dưới 7 GHz. Các thiết bị ngày nay sử dụng đồng thời nhiều băng tần để tận dụng các đặc điểm quang phổ này nhằm cải thiện chất lượng và hiệu suất dịch vụ.

Nhiều công nghệ không dây cần video thời gian thực, độ phân giải cao cho mục đích an toàn công cộng và bảo đảm an toàn cho đám đông có thể sử dụng các dải mmWave vì chúng hỗ trợ kết nối thông lượng cao, độ trễ thấp. 

Ngày nay, nhờ nhiều tiến bộ của công nghệ 5G, tất cả các điện thoại thông minh hàng đầu đều hỗ trợ liên lạc di động mmWave và có thể nhận tín hiệu được gửi ở tốc độ nhiều gigabit mỗi giây.

Băng thông kênh rộng có sẵn trong các dải mmWave sẽ ngày càng trở nên quan trọng để hỗ trợ nhu cầu dữ liệu của truyền phát video Ultra HD, AR/VR và các ứng dụng mới nổi khác. 

Ngoài ra, bước nhảy vọt trong việc sử dụng dữ liệu di động kể từ khi 5G ra mắt vài năm trước sẽ yêu cầu sử dụng phổ mmWave để phục vụ nhu cầu trong tương lai, đặc biệt là ở các khu vực đông dân cư.

5G là thế hệ công nghệ di động đầu tiên mang đến sự cạnh tranh thực sự với các nhà cung cấp dịch vụ cáp và hữu tuyến khác. 

Các hệ thống 5G FWA có thể được triển khai ít tốn kém hơn và nhanh hơn so với triển khai qua mạng hữu tuyến và chúng có thể truyền kết nối nhiều gigabit không dây đến các gia đình, doanh nghiệp, trường học và các địa điểm khác được phục vụ theo truyền thống bởi các hệ thống dựa trên cáp quang hoặc cáp đồng trục.

FWA là một giải pháp băng thông rộng đang phát triển nhanh chóng. Vào năm 2022, số thuê bao không dây cố định đã tăng hơn 70% trên tất cả các nhà cung cấp. Ngày nay, hàng triệu gia đình và doanh nghiệp Mỹ có quyền truy cập vào kết nối gigabit do FWA cung cấp.

Hệ sinh thái tiêu chuẩn mạnh mẽ

Ngành truyền thông di động dựa trên các tiêu chuẩn công nghệ được phát triển trong các nhóm dẫn đầu ngành, chẳng hạn như Dự án Đối tác Thế hệ Thứ ba (3GPP) thúc đẩy các tiêu chuẩn di động toàn cầu, đảm bảo khả năng tương tác của hệ thống giữa các nhà cung cấp và khuyến khích cạnh tranh công bằng và cởi mở trong ngành.

Quy trình tiêu chuẩn mang lại nhiều lợi ích cho hệ sinh thái di động. Với 5G, các tiêu chuẩn đã giúp hệ sinh thái di động hiện tại tận dụng các sản phẩm và công nghệ hiện có để mở rộng sang các ngành công nghiệp mới. 

Trong vài năm qua, 3GPP đã nỗ lực mở rộng phạm vi của công nghệ di động sang các ngành dọc khác, như ô tô, hệ thống máy bay không người lái (“UAS”) và tự động hóa công nghiệp.

Ngoài ra, lợi ích của tiêu chuẩn hóa bao gồm cho phép khả năng tương tác, đảm bảo tuân thủ quy định và giảm rủi ro thị trường cho các nhà sản xuất thiết bị - đặc biệt là trong các lĩnh vực công nghệ đòi hỏi đầu tư lớn, chẳng hạn như thiết bị cơ sở hạ tầng truyền thông di động và thiết bị di động thế hệ mới.

5G sẽ tiếp tục đóng vai trò ngày càng quan trọng trong cuộc sống kết nối của chúng ta, cho phép các ứng dụng và trường hợp sử dụng mới giúp cải thiện quy trình kinh doanh, giáo dục, sản xuất và tiêu thụ năng lượng, chăm sóc sức khỏe, sản xuất, giao thông vận tải và an toàn công cộng.