Tổng quan về tình hình sử dụng phổ tần số trong băng tần trung cho 4G LTE và 5G trên toàn cầu

25/03/2021

(rfd.gov.vn)- Phổ tần số trong băng tần trung (Mid-band Spectrum) có tần số trong khoảng từ 1 GHz đến 6 GHz được các quốc gia trên thế giới đánh giá là phổ tần lý tưởng để triển khai các mạng di động, đặc biệt là 5G vì nó đáp ứng yêu cầu về phạm vi phủ sóng rộng và dung lượng mạng lớn.

Hiện nay, nhiều nhà khai thác di động của các quốc gia trên thế giới đã sử dụng phổ tần số trong băng tần trung để triển khai các mạng 4G LTE thương mại và phổ tần số này cũng đã được cơ quan quản lý phổ tần các nước cấp phép cho các nhà khai thác di động triển khai 5G.

Để triển khai các mạng di động (2G, 3G, 4G) nói chung và mạng 5G nói riêng thì các quốc gia trên thế giới đang tập trung vào 3 băng tần, đó là: Băng tần thấp (Low-band) có tần số dưới 1 GHz, băng tần trung (Mid-band) có tần số từ 1 GHz đến 6 GHz và băng tần cao (High-band hay còn gọi là băng mmWave) có tần số từ 24 GHz đến 100 GHz.

Mỗi băng tần đều có các đặc tính truyền sóng và cung cấp dung lượng mạng khác nhau. Phổ tần số trong băng tần thấp sẽ giúp các nhà khai thác di động có thể cung cấp phạm vi phủ sóng rộng nhưng dung lượng mạng thấp, nó phù hợp với việc phủ sóng di động ở các khu vực nông thôn, những nơi không cần dung lượng mạng lớn. Phổ tần số trong băng tần cao tuy hạn chế về phạm vi phủ sóng nhưng cho dung lượng mạng cực cao, nó phù hợp cho các khu vực “nóng”, nơi tập trung một lượng lớn người dùng, cần các dịch vụ tốc độ cao. Trong khi đó, phổ tần số trong băng tần trung được coi là phổ tần lý tưởng cho việc triển khai các mạng di động, đặc biệt là 5G vì nó có thể vừa cung cấp dung lượng lớn trong khi vẫn đảm bảo vùng phủ sóng rộng.

Báo cáo của Hiệp hội các nhà cung cấp di động toàn cầu (GSA) xuất bản vào tháng 3/2021 đã cung cấp một cái nhìn tổng quan về tình trạng sử dụng phổ tần trong băng tần trung trên toàn cầu cho việc triển khai các mạng 4G LTE và 5G. Trong năm 2020, một số quốc gia /vùng lãnh thổ đã cho phép các nhà khai thác di động sử dụng khẩn cấp nguồn tài nguyên phổ tần để đáp ứng nhu cầu các dịch vụ băng thông rộng trong thời gian phong tỏa do đại dịch Covid-19 diễn ra.

Hiện nay, một số băng tần chính trong băng tần trung đã được sử dụng cho mạng 4G LTE và 5G, bao gồm: 1700 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz, 2100 MHz, 2300 MHz, 2600 MHz, 3300 MHz – 4200 MHz (băng tần C) và 4400 MHz – 5000 MHz, trong đó băng tần 1800 MHz được sử dụng nhiều nhất, tiếp theo là băng tần C và băng tần 2600 MHz.

Băng tần 1700 MHz (băng n4 AWS: 1710-1755 MHz UL/2110-2155MHz DL)

Băng tần 1700 MHz được sử dụng rộng rãi ở khu vực Châu Mỹ cho các mạng 4G LTE. Tổng số 75 nhà khai thác di động ở 23 quốc gia/vùng lãnh thổ đã được cấp phép băng tần này để triển khai mạng di động, trong đó ít nhất 54 nhà khai thác đã triển khai hoặc đang triển khai mạng trong băng tần này.

Băng tần 1800 MHz (băng n3:1710-1785MHz UL/1805-1880MHz DL)

Băng tần 1800 MHz được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới cho 4G LTE và gần đây đã bắt đầu được sử dụng một cách hạn chế cho 5G. Trong tổng số 421 nhà khai thác di động đã và đang đầu tư vào mạng 4G LTE hoặc 5G ở băng tần 1800 MHz thì có 383 nhà khai thác đã triển khai hoặc đang triển khai mạng trong băng tần này, 37 nhà khai thác đã được cấp phép hoặc đang lên kế hoạch triển khai mạng lưới và 1 nhà khai thác đã tiến hành các cuộc thử nghiệm.

159 quốc gia/vùng lãnh thổ đã cấp phép phổ tần này cho các nhà khai thác di động để triển khai mạng 4G LTE hoặc 5G, trong đó 156 quốc gia/vùng lãnh thổ đã triển khai hoặc đang triển khai mạng. Số liệu của GSA cho thấy, đến nay có 17 nhà khai thác đang đầu tư vào 5G trong băng tần 1800 MHz, bao gồm 7 nhà khai thác đang tích cực triển khai mạng 5G của họ trong băng tần này.

Băng tần 1900 MHz (băng n2: 1850-1910MHz UL/1930-1990 MHz DL và băng n25: 1850-1915MHz UL/1930-1995MHz DL)

Băng tần 1900 MHz được sử dụng cho mạng 4G LTE trong một số khu vực, với 25 quốc gia/vùng lãnh thổ đã ấn định phổ tần số trong băng tần này cho các nhà khai thác. Hiện nay, trên toàn cầu có tổng cộng 65 nhà khai thác di động đã  được cấp phép và đang đầu tư vào mạng 4G LTE ở băng tần 1900 MHz. Cho đến nay, GSA chưa xác định có bất kỳ nhà khai thác nào sử dụng băng tần này cho 5G.

Băng tần 2100 MHz (băng n1: 1920-1980MHz UL/2110-2170 MHz DL)

Mặc dù phổ tần số trong băng tần 2100 MHz đã được được sử dụng rộng rãi cho các mạng 3G trên toàn thế giới, bên cạnh đó nó cũng đã được triển khai trong mạng 4G LTE và hơn thế nữa gần đây là mạng 5G. Tổng cộng có 158 nhà khai thác đã và đang đầu tư vào 4G LTE hoặc 5G ở băng tần 2100 MHz, trong đó 98 nhà khai thác đã triển khai hoặc đang triển khai mạng của họ trong băng tần này, 53 nhà khai thác đã có giấy phép hoặc đang lập kế hoạch triển khai mạng và 7 nhà khai thác khác được biết là đã tham gia vào các cuộc thử nghiệm.

Băng tần này cũng đã được nhiều nhà khai thác di động quan tâm để triển khai mạng 5G. Số liệu của GSA cho thấy, hiện đã có 37 nhà khai thác đã và đang đầu tư để triển khai mạng 5G trong băng tần này, trong đó 20 nhà khai thác đã tiến hành triển khai mạng.

Băng tần 2300 MHz (băng n40: 2300-2400 MHz)

Số liệu của GSA cho thấy có 60 nhà khai thác di động ở 40 quốc gia/vùng lãnh thổ trên toàn thế giới đang đầu tư vào băng tần này, trong đó có khoảng 52 nhà khai thác đã triển khai mạng. Hiện tại, việc triển khai mạng 5G trong băng tần này còn rất hạn chế. Theo GSA, chỉ có 04 nhà khai thác đã và đang đầu tư vào băng tần này, trong đó 01 nhà khai thác đã triển khai thương mại, 01 nhà khai thác đã được cấp giấy phép và 02 nhà khai thác còn lại đã tiến hành các cuộc thử nghiệm.

Băng tần 2600 MHz (băng n7: 2500-2570MHz UL/2620-2690 MHz DL; băng n38: 2570 – 2620 MHz và băng n41: 2496 – 2690 MHz)

Băng tần 2600 MHz đã được các nhà khai thác sử dụng rộng rãi trong việc triển khai mạng 4G LTE và đang ngày càng được sử dụng phổ biến cho mạng 5G. Phổ tần số trong băng tần này sử dụng 2 phương pháp song công phổ biến trong các mạng di động, đó là FDD (ghép kênh phân chia theo tần số) và TDD (ghép kênh phân chia theo thời gian), trong đó phương pháp FDD sử dụng băng n7 (2500 MHz – 2570 MHz/2620 MHz – 2690 MHz) còn phương pháp TDD sử dụng các băng n38 (2570 MHz – 2620 MHz) và băng n41 (2496 MHz – 2690 MHz). Ở một số quốc gia/vùng lãnh thổ, chẳng hạn như Hoa Kỳ, sử dụng linh hoạt cả hai phương thức ghép kênh này.

Hiện nay, đoạn băng tần 2500 MHz - 2690 MHz được xem là phổ tần số phù hợp cho việc triển khai mạng 4G LTE hoặc 5G. Theo GSA, đoạn băng tần này đã được ấn định cho các nhà khai thác di động ở ít nhất 108 quốc gia/vùng lãnh thổ trên toàn thế giới.

Riêng băng tần 2600 MHz sử dụng phương pháp FDD ở đoạn băng tần n7 có tổng cộng 240 nhà khai thác tại 94 quốc gia/vùng lãnh thổ đã và đang đầu tư vào 4G LTE, trong đó 237 nhà khai thác đã nắm giữ giấy phép, đã triển khai hoặc đang lập kế hoạch để triển khai mạng; 02 nhà khai thác đã tham gia vào các cuộc thử nghiệm và 01 nhà khai thác đã triển khai mạng 5G.

Băng tần 2600 MHz sử dụng phương pháp TDD hiện cũng đã được 108 nhà khai thác đầu tư vào việc triển khai 4G LTE, trong đó có 81 nhà khai thác đầu tư vào băng n38 (2570 MHz – 2620 MHz), 20 nhà khai thác đầu tư vào băng n41 (2496 MHz – 2690 MHz). Bên cạnh đó, băng tần 2600 MHz sử dụng phương pháp TDD cũng đang được các nhà khai thác di động quan tâm để đầu tư vào việc triển khai mạng 5G. Theo báo cáo của GSA, hiện có 17 nhà khai thác đã được xác định là đầu tư vào 5G trong băng tần này, trong đó 16 nhà khai thác sử dụng phổ tần số trong băng n41 và 01 nhà khai thác sử dụng băng n38.

Băng tần 3300–4200 MHz (hay còn gọi là băng tần C)

Trong khi phổ tần số trong băng tần C đang đóng vai trò ngày càng tăng trong các mạng 4G LTE thì nó cũng là lựa chọn hàng đầu của các nhà khai thác di động trong việc triển khai mạng 5G cho đến nay. GSA đã xác định có 264 nhà khai thác ở 70 quốc gia/lãnh thổ nắm giữ giấy phép cho phép họ triển khai mạng 4G LTE hoặc 5G trong băng tần C. Trong số đó, 105 nhà khai thác đang tích cực triển khai hoặc đã ra mắt mạng thương mại 5G sử dụng băng n77 (3400 – 4200 MHz) hoặc n78 (3300 – 3800 MHz).

Băng tần 4400–5000 MHz (băng n79)

Băng tần này không được sử dụng cho mạng 4G LTE nhưng đang được xem xét triển khai 5G tại các thị trường được lựa chọn. GSA xác định có 08 nhà khai thác đã đầu tư vào 5G ở băng tần này, trong đó 01 nhà khai thác đã triển khai thương mại, 04 nhà khai thác đang nắm giữ giấy phép, 01 nhà khai thác đang chạy thử nghiệm và 02 nhà khai thác đang thực hiện các bước thử nghiệm.

Số lượng thiết bị LTE được hỗ trợ băng tần trung

Theo thống kê của GSA cho thấy, số lượng thiết bị có sẵn trên thị trường có thể hỗ trợ các đoạn băng tần chính trong băng tần trung từ 1 GHz đến 6 GHz rất khác nhau. Theo đó, băng n65 (1920 – 2010 MHz UL / 2110 – 2200 MHz DL) chỉ có 01 thiết bị được hỗ trợ, trong khi băng n3 (1710 – 1785 MHz UL / 1805 – 1880 MHz DL) có đến 12.626 thiết bị hỗ trợ.

Các băng tần trung được hỗ trợ bởi nhiều thiết bị LTE nhất được thể hiện trong bảng dưới đây (số liệu được GSA cập nhật đến cuối tháng 01/2021).

Dữ liệu này cho thấy rõ ràng rằng, các băng tần chính cho LTE đều được hỗ trợ rất tốt, với hàng nghìn thiết bị được cung cấp.

Số lượng thiết bị 5G được hỗ trợ băng tần trung

Thiết bị 5G hỗ trợ trong băng tần trung đang phát triển ở giai đoạn đầu nên số lượng vẫn đang còn hạn chế. Theo dữ liệu của GSA cho thấy, đã có 299 thiết bị đã được thương mại hóa và có mặt trên thị trường, hỗ trợ một hoặc nhiều đoạn băng tần trong băng tần trung và 62 thiết bị tiền thương mại khác dự kiến sẽ hỗ trợ một hoặc nhiều đoạn băng tần này khi chúng được tung ra thị trường.

Các băng tần trung được hỗ trợ bởi nhiều thiết bị 5G nhất được thể hiện trong bảng dưới đây (số liệu được GSA cập nhật đến cuối tháng 01/2021, bao gồm cả thiết bị được công bố, thiết bị tiền thương mại).

Tóm lại, khi mà việc thương mại hóa mạng 5G tiếp tục phát triển và nhu cầu băng thông tiếp tục tăng nhanh trong cả mạng 4G LTE và 5G, cơ quan quản lý viễn thông của các quốc gia trên thế giới vẫn đang tích cực làm việc để giải phóng nhiều hơn nữa phổ tần số cho các nhà khai thác di động. Dự kiến, có hơn 30 phiên đấu giá hoặc ấn định phổ tần số trong băng tần trung sẽ được thực hiện trong năm 2021. Bên cạnh đó, nhiều quốc gia/vùng lãnh thổ khác đang bắt đầu lên kế hoạch để cấp phép phổ tần số trong băng tần trung cho 5G vào các năm 2021, 2022 và 2023.

Tài liệu tham khảo

[1]. GSA: Mid-band Spectrum summary report – March 2021;

[2]. https://en.wikipedia.org/wiki/LTE_frequency_bands

[3]. https://www.futurithmic.com/2020/02/11/why-spectrum-bands-matter-in-a-5g-world/