Lịch sử phát triển mạng di động 1G, 2G..., 6G

Mạng di động đã trải qua một quá trình phát triển và cải thiện chưa quá dài, nhưng đã đóng góp căn bản vào việc thúc đẩy sự tiến bộ của nhân loại.

• 1G: Giọng nói analog → Khởi đầu di động. Đã ngừng hoạt động hoàn toàn.
• 2G: Số hóa → Tin nhắn và dữ liệu cơ bản. Còn sót lại ở các nước đang phát triển, nhưng đang bị thay thế.
• 3G: Internet di động → Smartphone ra đời. Gần biến mất ở các nước phát triển, vẫn tồn tại ở một số khu vực nghèo.
• 4G: Dữ liệu tốc độ cao → Kỷ nguyên số. Chủ đạo toàn cầu, chiếm phần lớn kết nối.
• 5G: Kết nối vạn vật → Thành phố thông minh. Phát triển mạnh ở các nước tiên tiến, đang mở rộng nhanh.
• 6G: Siêu kết nối → Tương lai công nghệ. Chưa triển khai, dự kiến 2030.

Dưới đây là chi tiết từng thế hệ:

1G - Thế hệ thứ nhất (First Generation)

• Thời gian ra đời: Cuối những năm 1970 đến đầu những năm 1980.
• Công nghệ chính: Analog (tín hiệu tương tự).
• Đặc điểm:
  • 1G là thế hệ mạng di động đầu tiên, tập trung vào việc truyền tải giọng nói.
  • Không hỗ trợ dữ liệu (data) hay tin nhắn.
  • Hệ thống nổi bật: AMPS (Advanced Mobile Phone System) ở Mỹ, NMT (Nordic Mobile Telephone) ở Bắc Âu, và TACS (Total Access Communication System) ở Anh.
• Tốc độ: Chỉ khoảng 2,4 Kbps, chủ yếu phục vụ thoại.
• Hạn chế:
  • Chất lượng âm thanh kém, dễ bị nhiễu.
  • Không có bảo mật, dễ bị nghe lén.
  • Dung lượng mạng thấp, chỉ phục vụ được số lượng người dùng hạn chế.
• Ý nghĩa: Đánh dấu sự ra đời của điện thoại di động, dù chỉ giới hạn ở tầng lớp giàu có hoặc doanh nghiệp.
• Phạm vi sử dụng trên thế giới hiện nay:
  • Đã hoàn toàn bị loại bỏ trên toàn cầu. Mạng 1G, vốn dựa trên công nghệ analog, không còn được sử dụng từ đầu những năm 2000 khi 2G ra đời. Không có quốc gia nào duy trì mạng 1G vào năm 2025.
• Thiết bị tiêu biểu:
  • Điện thoại di động cỡ lớn (như Motorola DynaTAC 8000X), chỉ hỗ trợ gọi thoại, không có dữ liệu hay tin nhắn.
• Dịch vụ tiêu biểu:
  • Chỉ có dịch vụ gọi thoại cơ bản.
• Nhà cung cấp lớn nhất (trong quá khứ):
  • Motorola (Mỹ) là công ty tiên phong và thống trị thị trường 1G trong những năm 1980.

2G - Thế hệ thứ hai (Second Generation)

• Thời gian ra đời: Đầu những năm 1990.
• Công nghệ chính: Digital (tín hiệu số).
• Đặc điểm:
  • Chuyển từ analog sang digital, cải thiện chất lượng âm thanh và bảo mật.
  • Hệ thống chính: GSM (Global System for Mobile Communications) và CDMA (Code Division Multiple Access).
  • Ra đời dịch vụ tin nhắn SMS (Short Message Service) và MMS (Multimedia Messaging Service).
• Tốc độ: Từ 9,6 Kbps đến khoảng 384 Kbps (với công nghệ 2.5G như GPRS và EDGE).
• Cải tiến:
  • Bảo mật tốt hơn nhờ mã hóa tín hiệu.
  • Hỗ trợ dữ liệu cơ bản (email, duyệt web đơn giản).
• Hạn chế:
  • Tốc độ dữ liệu vẫn chậm, không phù hợp với ứng dụng đa phương tiện.
• Ý nghĩa: Phổ biến điện thoại di động đến người dùng đại chúng, mở ra kỷ nguyên giao tiếp số.
• Phạm vi sử dụng trên thế giới hiện nay:
  • Đang dần bị loại bỏ ở hầu hết các khu vực phát triển như Bắc Mỹ, châu Âu, và Đông Á. Tuy nhiên, vẫn tồn tại ở một số quốc gia đang phát triển (chủ yếu ở châu Phi và Nam Á) do chi phí thấp và nhu cầu cơ bản về thoại/SMS.
  • Ví dụ: T-Mobile ở Mỹ vẫn duy trì một phần mạng 2G đến năm 2025, nhưng dự kiến sẽ tắt hoàn toàn trong tương lai gần. Ở châu Âu, một số nhà mạng giữ 2G làm mạng dự phòng cho các thiết bị cũ hoặc vùng sâu vùng xa.
• Thiết bị tiêu biểu:
  • Điện thoại cơ bản như Nokia 3310, Motorola StarTAC, hỗ trợ GSM hoặc CDMA.
• Dịch vụ tiêu biểu:
  • Thoại, SMS, MMS, dữ liệu cơ bản (GPRS/EDGE với tốc độ tối đa 384 Kbps).
• Nhà cung cấp lớn nhất:
  • Nokia (Phần Lan) từng là nhà cung cấp thiết bị và hạ tầng 2G lớn nhất trong thời kỳ đỉnh cao. Hiện tại, các nhà mạng lớn như Vodafone (Anh) và China Mobile (Trung Quốc) vẫn duy trì một phần mạng 2G.

3G - Thế hệ thứ ba (Third Generation)

• Thời gian ra đời: Đầu những năm 2000 (chính thức triển khai rộng rãi khoảng 2001-2003).
• Công nghệ chính: Dựa trên chuẩn UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) và CDMA2000.
• Đặc điểm:
  • Tập trung vào dữ liệu tốc độ cao, hỗ trợ video call, internet di động, và ứng dụng đa phương tiện.
  • Tốc độ lý thuyết lên đến 2 Mbps (sau này nâng cấp lên 3.5G như HSDPA đạt 14 Mbps).
• Cải tiến:
  • Kết nối internet nhanh hơn, cho phép duyệt web, streaming cơ bản.
  • Hỗ trợ các ứng dụng yêu cầu băng thông lớn hơn.
• Hạn chế:
  • Tiêu tốn nhiều năng lượng, pin điện thoại nhanh hết.
  • Phủ sóng không đồng đều, đặc biệt ở vùng sâu vùng xa.
• Ý nghĩa: Đánh dấu bước ngoặt trong việc tích hợp dữ liệu và thoại, mở đường cho smartphone.
• Phạm vi sử dụng trên thế giới hiện nay:
  • Đang trong giai đoạn cuối của quá trình loại bỏ. Nhiều quốc gia phát triển (Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc, châu Âu) đã tắt hoặc dự kiến tắt 3G hoàn toàn vào năm 2025-2028 để nhường băng tần cho 4G/5G.
  • Ví dụ: AT&T (Mỹ) đã tắt 3G từ 2022; Vodafone (Anh) và EE hoàn tất vào 2024; O2 (Anh) dự kiến 2025. Tuy nhiên, ở các nước thu nhập thấp (châu Phi, một phần Đông Nam Á), 3G vẫn là mạng chính do hạ tầng 4G/5G chưa phát triển đầy đủ.
• Thiết bị tiêu biểu:
  • Smartphone đời đầu như iPhone 3G, BlackBerry, Nokia N-series.
• Dịch vụ tiêu biểu:
  • Internet di động cơ bản, video call, streaming chất lượng thấp, email, ứng dụng nhắn tin (WhatsApp ra đời trong kỷ nguyên 3G).
• Nhà cung cấp lớn nhất:
  • Huawei (Trung Quốc) và Nokia là những nhà cung cấp hạ tầng 3G hàng đầu trong thời kỳ phát triển. Về nhà mạng, China Mobile có lượng người dùng 3G lớn nhất toàn cầu.

4G - Thế hệ thứ tư (Fourth Generation)

• Thời gian ra đời: Cuối những năm 2000, triển khai rộng rãi từ 2010.
• Công nghệ chính: LTE (Long Term Evolution) và WiMAX.
• Đặc điểm:
  • Tập trung hoàn toàn vào dữ liệu tốc độ cao, với tốc độ lý thuyết lên đến 100 Mbps (di động) và 1 Gbps (cố định).
  • Hỗ trợ video HD, chơi game online, và các ứng dụng đòi hỏi băng thông lớn.
• Cải tiến:
  • Độ trễ (latency) giảm đáng kể, cải thiện trải nghiệm thực tế.
  • Hiệu suất mạng tốt hơn, kết nối ổn định hơn.
• Hạn chế:
  • Tiêu thụ dữ liệu lớn, đòi hỏi hạ tầng mạng mạnh mẽ và chi phí cao.
  • Phủ sóng chưa tối ưu ở một số khu vực nông thôn.
• Ý nghĩa: Thúc đẩy sự bùng nổ của smartphone, mạng xã hội, và nền kinh tế số.
• Phạm vi sử dụng trên thế giới hiện nay:
  • Là mạng di động chủ đạo trên toàn cầu, chiếm khoảng 60% kết nối di động vào năm 2022 và vẫn giữ vị trí quan trọng vào năm 2025. Được triển khai rộng rãi ở hầu hết các quốc gia, từ đô thị đến nông thôn.
  • 4G vẫn là lựa chọn chính ở các nước phát triển khi 5G chưa phủ sóng hoàn toàn, và là mạng chính ở các nước đang phát triển.
• Thiết bị tiêu biểu:
  • Smartphone hiện đại (iPhone 5 trở lên, Samsung Galaxy S-series), máy tính bảng, modem 4G, thiết bị IoT cơ bản.
• Dịch vụ tiêu biểu:
  • Streaming video HD, chơi game online, VoIP (Skype, Zoom), mạng xã hội, ứng dụng đòi hỏi băng thông lớn.
• Nhà cung cấp lớn nhất:
  • Huawei là nhà cung cấp thiết bị 4G lớn nhất về hạ tầng. Về nhà mạng, China Mobile dẫn đầu với số lượng thuê bao 4G khổng lồ (hơn 900 triệu người dùng vào thời điểm đỉnh cao).

5G - Thế hệ thứ năm (Fifth Generation)

• Thời gian ra đời: Bắt đầu từ 2019, triển khai rộng rãi trong thập kỷ 2020.
• Công nghệ chính: Dựa trên NR (New Radio), sử dụng sóng milimet (mmWave) và băng tần thấp/trung.
• Đặc điểm:
  • Tốc độ lý thuyết lên đến 20 Gbps, độ trễ giảm xuống dưới 1ms.
  • Hỗ trợ IoT (Internet of Things), xe tự hành, thực tế ảo (VR), và trí tuệ nhân tạo (AI).
• Cải tiến:
  • Dung lượng mạng lớn, kết nối hàng triệu thiết bị cùng lúc.
  • Tiết kiệm năng lượng hơn cho các thiết bị IoT.
  • Độ trễ cực thấp, phù hợp với ứng dụng thời gian thực.
• Hạn chế:
  • Chi phí triển khai cao, cần nhiều trạm phát sóng hơn do sóng milimet có tầm phủ ngắn.
  • Vẫn đang trong giai đoạn mở rộng, chưa phủ sóng toàn cầu.
• Ý nghĩa: Định hình tương lai của các thành phố thông minh, công nghiệp 4.0, và kết nối vạn vật.
• Phạm vi sử dụng trên thế giới hiện nay:
  • Đang mở rộng nhanh chóng, đặc biệt ở các nước phát triển và mới nổi như Mỹ, Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản, châu Âu. Tính đến 2025, 5G phủ sóng khoảng 40-50% dân số thế giới, với hơn 3 tỷ thuê bao dự kiến (theo GSMA).
  • Các nước như Trung Quốc và Hàn Quốc dẫn đầu về số lượng trạm phát sóng (Trung Quốc có hơn 2 triệu trạm 5G vào 2024). Ở các khu vực nông thôn hoặc nước nghèo, 5G vẫn hạn chế do chi phí cao.
• Thiết bị tiêu biểu:
  • Smartphone 5G (iPhone 12 trở lên, Samsung Galaxy S20 trở lên), thiết bị IoT tiên tiến, xe tự hành, kính VR/AR.
• Dịch vụ tiêu biểu:
  • Streaming 4K/8K, thực tế ảo (VR), thực tế tăng cường (AR), IoT quy mô lớn (nhà thông minh, thành phố thông minh), ứng dụng công nghiệp (robot tự động, y tế từ xa).
• Nhà cung cấp lớn nhất:
  • Huawei là nhà cung cấp hạ tầng 5G hàng đầu (dù bị cấm ở một số nước phương Tây). Nokia và Ericsson (Thụy Điển) cũng chiếm thị phần lớn. Về nhà mạng, China Mobile dẫn đầu với số lượng thuê bao 5G lớn nhất thế giới.

6G - Thế hệ thứ sáu (Sixth Generation)

• Thời gian ra đời: Dự kiến khoảng 2030 (hiện vẫn trong giai đoạn nghiên cứu).
• Công nghệ chính: Chưa xác định rõ, nhưng dự kiến sử dụng tần số THz (Terahertz), AI tích hợp sâu, và mạng lưới vệ tinh.
• Đặc điểm (dự đoán):
  • Tốc độ có thể đạt 1 Tbps (1000 Gbps), độ trễ gần bằng 0.
  • Hỗ trợ thực tế tăng cường (AR), hologram, và kết nối não-máy (brain-computer interface).
  • Tích hợp sâu với AI để tối ưu hóa mạng và trải nghiệm người dùng.
• Cải tiến (dự kiến):
  • Phủ sóng toàn cầu nhờ vệ tinh và công nghệ tiên tiến.
  • Kết nối siêu thông minh, hỗ trợ các ứng dụng chưa từng có.
• Thách thức:
  • Công nghệ THz còn nhiều rào cản vật lý (tầm phủ ngắn, dễ bị cản).
  • Chi phí nghiên cứu và triển khai khổng lồ.
• Ý nghĩa: Hứa hẹn thay đổi hoàn toàn cách con người tương tác với công nghệ, đưa nhân loại vào kỷ nguyên "siêu kết nối".
• Phạm vi sử dụng trên thế giới hiện nay:
  • Chưa được triển khai thương mại vào năm 2025 vì vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển (R&D). Các thử nghiệm sơ bộ diễn ra ở Trung Quốc, Hàn Quốc, Nhật Bản, và châu Âu. Dự kiến 6G sẽ ra mắt vào khoảng 2030.
• Thiết bị tiêu biểu:
  • Chưa có thiết bị thương mại, nhưng dự kiến bao gồm smartphone siêu thông minh, thiết bị hologram, giao diện não-máy (brain-computer interface), cảm biến IoT tiên tiến.
• Dịch vụ tiêu biểu:
  • Hologram 3D, kết nối AI thời gian thực, mạng lưới vệ tinh toàn cầu, ứng dụng y tế/sản xuất siêu chính xác.
• Nhà cung cấp lớn nhất:
  • Hiện tại, Huawei (Trung Quốc) dẫn đầu về số lượng bằng sáng chế 6G. Các công ty khác như Nokia, Ericsson, và Samsung (Hàn Quốc) cũng đang đầu tư mạnh. Nhà mạng lớn nhất trong tương lai có thể là China Mobile hoặc Verizon (Mỹ), tùy vào tốc độ triển khai.