Tiến sĩ June Hee Lee (bên trái), Phó chủ tịch cấp cao kiêm Trưởng bộ phận Đội ngũ chiến lược công nghệ và tiến sĩ Won Joon Choi, Phó chủ tịch cấp cao kiêm Trưởng bộ phận nghiên cứu và phát triển sản phẩm Chủ lực.

Trong suốt hơn 35 năm, Samsung đã luôn đứng đầu trên toàn ngành di động, từ smartphone đến vi xử lý di động cho đến các giải pháp mạng. Trong hơn một thập kỷ qua, sự cống hiến trong việc vượt qua giới hạn những gì có thể của công ty đã dọn đường cho sự phát triển của giải pháp đầu cuối 5G đầu tiên.

Tinh thần tiên phong này đã dẫn lối Samsung trở thành công ty đầu tiên ra mắt những trải nghiệm 5G vì người tiêu dùng đột phá, bao gồm smartphone thương mại hóa 5G đầu tiên, Galaxy S10 5G, đã ra mắt tại Hàn Quốc vào tháng 4 và sẽ được ra mắt trên toàn cầu.

Tuy nhiên, vấn đề là,- 5G sẽ đem lại điều gì? Vì sao 5G lại quan trọng đến như vậy? Người dùng ngày này có thể trải nghiệm 5G như thế nào? Và đâu là những thách thức mà Samsung phải vượt qua để thương mại hóa 5G?

Hai nhân vật tại Samsung, Tiến sĩ Won Joon Choi, phó chủ tịch cấp cao kiêm trưởng đội ngũ nghiên cứu và phát triển sản phẩm hàng đầu, và tiến sĩ June Hee Lee, phó chủ tịch cấp cao kiêm trưởng đội ngũ chiến lược công nghệ, đều là một phần trong quá trình phát triển phần cứng và phần mềm 5G hàng đầu, và họ gần đây đã có những chia sẻ về những câu chuyện chi tiết hơn về phía sau quá trình phát triển 5G và khả năng dẫn đầu công nghệ.

Thúc đẩy giới hạn

Công nghệ 5G sẽ cách mạng hóa những gì là khả thi thể trên hệ thống mạng, giống như những khả năng chưa từng có trước đây mà 4G đã đem lại khi ra mắt. Mạng 4G đem mạng internet vào trong túi của bạn và mở ra khả năng làm việc và giải trí khi bạn đi bất cứ đâu. Với tốc độ tăng cao và độ trễ thấp của băng tầng 5G, 5G sẽ đem lại nhiều hơn là lợi ích di động so với LTE. “Khi dịch vụ 5G được hoàn toàn hiện thực hóa, khả năng đem lại không chỉ bị giới hạn trên smartphone; Ý tưởng các thiết bị không người lái, kết nối mạng sẽ có thể hoàn toàn thực hiện được, cũng như các nhà xưởng thông minh và người máy thông minh trong lĩnh vực y tế.”, Choi giải thích. “ Các cuộc họp qua video sẽ không còn chỉ ở 2D mà sẽ diễn ra trong không gian 3D,” Lee bổ sung, “và hơn nữa, không ai có thể tưởng tượng phát trực tiếp video 360 độ trên smartphone của bạn bằng mạng di động hiện thời, nhưng với 5G, điều này sẽ trở thành hiện thực,” Lee nhấn mạnh. Nhưng để thực hiện hóa những điều này là không hề dễ dàng.

Để xây dựng nên băng tần 5G, mọi khía cạnh của cơ sở hạ tầng hệ sinh thái mạng, từ các mẫu ăng ten cho đến vi xử lý thiết bị, phải được tái thiết lập do công nghệ 5G có phạm vi tần số khác biệt với các băng tần hiện tại. “Samsung đã luôn trực tiếp tham gia vào thị trường 5G từ thuở ban đầu, từ nghiên cứu tới công nghệ cho đến đặt ra các tiêu chuẩn quốc tế.”, Lee nhấn mạnh. “Samsung tập trung cho 5G là vì tư tưởng chúng tôi cho rằng, khi có một định hướng mà toàn ngành nên hướng tới, việc tiên phong là rất quan trọng, dù cho thách thức to lớn thế nào.”

Quá trình chinh phục 5G

Sự ra đời của giải pháp đầu cuối đã luôn là chìa khóa cho sự phát triển mạng 5G toàn cầu của Samsung. Từ ban đầu, công ty đã có cách tiếp cận riêng trong việc không chỉ phát triển khả năng tạo nên một thiết bị 5G, mà còn lập nên những quan hệ hợp tác cần thiết cho việc ra mắt hệ sinh thái toàn diện, từ vi xử lý và cơ sở hạ tầng đại lý đến nhà mạng và các nhà cung cấp nội dung và dịch vụ. “Quá trình phát triển 5G khởi nguồn từ việc hình dung ra những công nghệ chủ chốt của 5G và cách có được chúng – như từ đầu, chúng tôi đã đi đầu trong việc hợp tác với nhiều đối tác, như các nhà cung cấp vi xử lý”, Choi giải thích. “Tất cả những việc này cho phép chúng tôi đóng vai trò dẫn dắt trong sự phát triển của 5G.”

Những khả năng được phát triển bởi Samsung trong những giai đoạn khai phá bắt đầu từ hơn một thập kỷ trước và cho phép công ty trụ ở vị trí dẫn đầu tại mỗi giai đoạn phát triển của 5G. Tần số hoạt động của 5G, mmWave và Sub-6GHz, cần đến rất nhiều sáng tạo cho phần cứng và phần mềm thiết bị, bao gồm mô-đun 5G, vi xử lý RF 5G, bộ phận RF đầu-cuối, và thiết bị nhận 5G. Vào năm 2013, Samsung đã phát triển thành công ứng dụng 5G đầu tiên, hai năm sau, tiêu chuẩn tiền 5G đầu tiên của công ty đã mở cửa đến những cột mốc khác – bao gồm việc tạo nên smartphone 5G phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế và 3GPP.

Điều khiến Samsung thành một nhà dẫn đầu trong 5G là nỗ lực kết hợp mọi yếu tố của quá trình phát triển, từ nghiên cứu đến phát triển, không chỉ trên cấp độ di động, mà trên tầm hệ thống toàn cầu. “Tiêu chuẩn 5G New Radio đầu tiên đã được thông qua vào cuối năm 2017”, Choi nhấn mạnh, “và Samsung đã đóng vai trò dẫn đầu trong việc lập nên tiêu chuẩn toàn cầu này”. Sự tiên phong trong hệ thống mạng không phải là tiền lệ chưa từng có trước đây với Samsung; công ty cũng tham gia trong việc đặt ra tiêu chuẩn hệ thống mạng quốc tế trong giai đoạn chuyển giao từ 3G sang LTE, và kinh nghiệm này, không chỉ ở cấp cơ sở hạ tầng hệ thống mạng mà còn ở mức người tiêu dùng, tức là công ty đã đạt mức hoàn thiện và sẵn sàng dẫn đầu quá trình phát triển 5G.

Thấu hiểu rằng cở sở hạ tầng 5G toàn cầu phải dần đi vào hoạt động, Samsung đảm bảo các dịch viện hiện tại làm giảm tối thiểu gián đoạn mạng thông qua việc cung cấp giai đoạn chuyển giao LTE-5G thông qua tiêu chuẩn hóa mạng NSA. “Dịch vụ 5G hiện tại ứng dùng mạng LTE ổn định cho việc truyền tải những thông tin quan trọng như điều khiển và chi tiết tín hiệu, bao gồm chuyển đổi LTE sang 5G, trong khi sử dụng 5G cho chuyển tải dữ liệu,” Choi phân tích. “Đối với Galaxy S10 5G, thiết bị được thiết kế cả về phần cứng lẫn phần mềm sẵn sàng cho việc sử dụng mạng NSA xuyên suốt quá trình chuyển đổi. Hơn nữa, sẽ luôn có những vấn đề không dự liệu trước xảy ra trong suốt quá trình chuyển giao. Chúng tôi hiện đang lắng nghe phản hồi từ khách hàng rất nghiêm túc và nhờ vào sự phối hợp chặt chẽ với mọi đối tác liên quan, cơ sở hạ tầng cải thiện, trải nghiệm 5G cũng vậy.”

Tạo nên một thiết bị cho thời đại 5G

Để đảm bảo rằng thiết bị 5G đầu tiên sẽ luôn thân thiện và trực quan với người dùng đúng như mong đợi của người tiêu dùng đối với dòng Galaxy, Samsung đã phát triển nên một sáng tạo phần cứng to lớn, “Bởi vì một điện thoại 5G phải hỗ trợ mọi phần cứng LTE, thêm vào các bộ phận cho 5G như chip mô đun 5G và chip 5G RF sẽ phải cần gắn thêm những bộ phận mới, Choi giải thích. “Nếu chúng tôi chỉ đơn giản gắn những bộ phận này lên thiết bị, điện thoại sẽ trở nên quá khổ. Thay vào đó, chúng tôi tỉ mỉ thiết kế phương pháp và vị trí gắn những bộ phận bổ sung này nhằm lưu giữ thiết kế nguyên khối hợp lý của dòng Galaxy.” Ngay cả khi gắn những bộ phận bổ sung cần thiết, Galaxy S10 5G vẫn sở hữu một ngoại hình nguyên khối thon gọn.

Đây không chỉ là khó khăn duy nhất mà Samsung phải vượt qua với Galaxy 5G; mạng 5G sẽ tiêu tốn rất nhiều lượng pin do lưu lượng dữ liệu lớn cần phải truyền tải. “Chúng tôi hạn chế thách thức này bằng cách tích hợp công nghệ tản nhiệt mới nhất sử dụng phần mềm AI tự động tối ưu pin, CPU, RAM, và thậm chí là nhiệt độ thiết bị dựa trên cách người dùng sử dụng điện thoại. Phần mềm thông minh này học hỏi từ người dùng và tiếp tục cải thiện theo thời gian,” Choi nhấn mạnh.

Thách thức lớn nhất mà Samsung gặp phải trên Galaxy S10 5G là phát triển công nghệ hỗ trợ băng tần 5G, hoạt động trên dải tần số cao hơn. “Dải tần số cao chưa bao giờ được hỗ trợ trên các thiết bị di động”, Choi giải thích. “Xét về mặt phần cứng, đưa ra giải pháp cho vấn đề này tiêu tốn hàng năm trời nghiên cứu cách tích hợp các tín hiệu yếu do trở ngại vật lý hay vật chắn đường đi các bước sóng, nhất là khi gặp các vật kim loại.” Về mặt phần mềm, Samsung cống hiến cho việc đem lại một trải nghiệm khách hàng mượt mà. “Giải pháp của chúng tôi dựa trên vô số những kinh nghiệm và kiến thức tích lũy được.” Lee nhấn mạnh. “Những lần tương tác với khách hàng đã cung cấp cho chúng tôi sự hiểu biết, như cách người tiêu dùng sử dụng và cầm nắm điện thoại, cho phép chúng tôi phát triển phần mềm giữ cho thiết bị luôn kết nối với tín hiệu 5G.”

Tương lai của kết nối 5G

Những thành tựu của Samsung trong 5G sẽ không chỉ giúp trải nghiệm di động cho người tiêu dùng chuyển mình, mà còn đem lại những ứng dụng tuyệt vời cho tương lại cuộc sống kết nối đồng thời đóng một vai trò to lớn trong việc tối ưu hóa hoạt động và kết nối của các thiết bị sử dụng trí thông minh nhân tạo (AI) và IoT (Internet vạn vật). “Thế giới 5G sẽ đem lại rất nhiều tiềm năng cho lĩnh vực công nghệ tương lai, bao gồm cả việc giúp hiện thực hóa nhà máy thông minh và đô thị thông minh,” Lee khẳng định.

“Với 4G, tốc độ là điểm duy nhất được cải thiện, tuy nhiên đối với 5G thì lại khác”, Choi chú ý. “Chúng tôi xem công nghệ 5G là công nghệ nền tảng chủ chốt có thể mang lại một thị trường băng thông rộng mới đích thực, không chỉ giới hạn ở mảng di động.”

5G không chỉ có băng rộng di động nâng cao eMBB (Enhanced Mobile Broadband) nhờ vào tốc độ truyền tải lên tới gấp 20 lần mạng LTE, công nghệ truyền thông có độ tin cậy cực cao và độ trễ thấp (URKKC) tới thiểu hóa thời gian dữ liệu truyền tải từ điểm này đến điểm hác và Truyền thông Máy móc trên quy mô lớn mở đường cho nhà máy thông minh và các chuỗi cung ứng. “Với khả năng truyền tải dữ liệu cùng độ trễ thấp nhất và độ tin cậy cao nhất, công nghệ 5G rất quan trọng đối với các tính năng an toàn của xe hơi thông minh, sự ổn định của nhà máy thông minh và độ chính xác của người máy thông minh trong lĩnh vực y tế; Về cơ bản, nó là công nghệ chủ chốt giúp biến những công nghệ tương lai thành điều có thể.” Choi giải thích.

“Với 5G, băng tần tối đa của hệ thống mạng đã được nâng cao”, Lee bổ sung. “Lấy ví dụ như là xe hơi kết nối, dữ liệu cần phải được truyền đến tài xế cực kì nhanh chóng. Ví dụ, trong trường hợp một chiếc xe di chuyển với tốc độ 100 cây số một giờ, độ trễ tín hiệu 0.1 giây có thể tạo nên sự khác biệt trong vòng 3 mét. Hơn thế nữa, đối với đô thị thông minh, 5G 5G đem lại lợi thế quan trọng nhờ vào khả năng kết nối nâng cao. Theo lý thuyết, với 5G, chúng ta có thể kết nối gấp 10 lần số lượng thiết bị mạng LTE có thể kết nối cùng lúc.”

Do vậy 5G rất thiết yếu cho các lĩnh vực ngoài lĩnh vực di động. Các nhánh ứng dụng của công nghệ này có thể mang tính toàn cầu, và Samsung, công ty đã luôn phát triển các giải pháp với điều này từ thuở ban đầu, đang dẫn dắt việc mang lại cuộc cách mạng 5G.

Khoảng 1.500 chuyên gia về tiêu chuẩn đến từ các công ty cung cấp chipset, điện thoại và các thiết bị trong đó có Samsung, Qualcomm, cùng các nhà mạng hàng đầu như Verizon, AT&T, NTT DoCoMo, KT và SK Telecom sẽ bắt tay vào hoàn tất tiêu chuẩn 5G giai đoạn 1.

Seunghwan Cho, Phó chủ tịch Điều hành Trung tâm Nghiên cứu Samsung cho biết: “Tiêu chuẩn 5G đầu tiên, bao gồm các công nghệ tiên tiến được Công ty Điện tử Samsung phát triển, sẽ được hoàn tất tại hội thảo 3GPP lần này. Thông qua đó, mạng 5G sẽ được thương mại hóa ra thị trường với vai trò là cốt lõi cơ sở hạ tầng cho cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư sắp tới.”

Tại hội thảo này, tất cả các nhóm nghiên cứu (các nhóm nghiên cứu RAN từ 1 đến 5) chuyên phát triển công nghệ không dây 5G sẽ cùng nhau phê duyệt lần cuối các công nghệ phục vụ cho việc thương mại hóa mạng 5G. Trong số đó bao gồm công nghệ truy cập không dây 5G có khả năng cung cấp dữ liệu tốc độ cực cao và thời gian chờ cực thấp cũng như phương pháp kiểm tra các thiết bị đầu cuối 5G tương thích.

Đặc biệt, nhóm nghiên cứu mạng truy cập vô tuyến RAN4 của Samsung sẽ chịu trách nhiệm xác định các yêu cầu về hiệu năng sóng vô tuyến đối với các thiết bị đầu cuối và các trạm gốc 5G trong đó có các băng tần ở mức 3,5GHz và 28GHz. Yêu cầu này sẽ chỉ rõ các quy định về sóng vô tuyến, đóng vai trò chìa khóa trong việc triển khai mạng 5G tổng quát khi mạng 5G bắt đầu được triển khai một cách bài bản tại Hàn Quốc, Hoa Kỳ và Nhật Bản.

Vào tháng 12 năm ngoái, 3GPP đã chứng nhận tiêu chuẩn 5G Non-Standalone (NSA) sử dụng mạng 4G Tiến hóa Dài hạn (Long Term Evolution – LTE) làm nền tảng để kết nối với 5G. Và với tiêu chuẩn 5G Standalone (SA) được hoàn tất trong cuộc họp Busan này, tiêu chuẩn 5G giai đoạn 1 sẽ chính thức được phê chuẩn tại cuộc họp 3GPP vào tháng tới tại Hoa Kỳ.

Samsung đang tiên phong ứng dụng mạng 5G vào phát triển các công nghệ mới, hoạt động chuẩn hóa và bằng sáng chế. Tính đến tháng này, với 1,254 bằng sáng chế, Công ty Điện tử Samsung đang dẫn đầu danh sách các công ty thành viên của 3GPP có các bằng sáng chế tiêu chuẩn 5G thiết yếu được trình cho Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu (ETSI).

Công ty đã thực hiện thành công thử nghiệm mạng di động 5G đầu tiên trên thế giới giữa các trạm gốc qua dải tần số cực cao (mmWave) vào năm 2015 sau quá trình nghiên cứu công nghệ này vào năm 2012. Vào năm 2017, công ty đã tiến hành thành công việc truyền dữ liệu 5G trên tốc độ ngang với một chiếc xe đang di chuyển 200km/h và lần đầu tiên thực hiện tải một đoan video 8K cũng như đăng một đoạn video 4K trên một chuyến tàu cao tốc.

Samsung đã ký một thỏa thuận thương mại công nghệ truy cập không dây cố định 5G (FWA) với Verizon vào tháng 1 năm nay dựa trên các công nghệ nghệ 5G dẫn đầu, các tiêu chuẩn tiên phong và vô số thực nghiệm khác nhau. Tháng 2 này, Samsung đã trở thành hãng đầu tiên trên thế giới nhận được chứng nhận của Ủy ban Truyền thông Liên bang (FCC), cơ quan chính phủ Hoa Kỳ về quy định thông tin liên lạc liên bang, dành cho thiết bị truy cập mạng vô tuyến 5G và Thiết bị Thuộc Sở hữu Khách hàng ngoài trời (CPE), cũng như thiết bị Home router 5G (CPE Trong nhà) vào tháng này.

Younsun Kim (ở giữa), Kỹ sư chính của Nhóm nghiên cứu tiêu chuẩn tại Trung tâm nghiên cứu Samsung, đang chào đón những người tham dự cuộc họp Nhóm hoạt động hội thảo 3GPP 5G (RAN1), được tổ chức tại Busan vào ngày 21 tháng 5 năm 2018.

※ Thông tin bổ sung

Dự án đối tác thế hệ thứ 3 (3GPP):

Một tổ chức phát triển tiêu chuẩn công nghệ truyền thông 5G. Hiện có hơn 550 công ty đang tham gia với tư cách là công ty thành viên. Tổ chức bao gồm 16 nhóm nghiên cứu phát triển các thông số tiêu chuẩn kỹ thuật công nghệ E2E của thiết bị đầu cuối, trạm gốc và hệ thống.

So sánh LTE và 5G (ITU-R, 2017.02)

Cấu trúc 3GPP

Ba nhóm TSG (Nhóm chỉ đạo công nghệ) và 16 nhóm nghiên cứu.

Cấp bậc Lãnh đạo của Samsung trong 3GPP