Internet gia đình qua mạng LTE: lời đề nghị hấp dẫn hay vấn đề bị hoãn lại?

Internet gia đình qua mạng LTE: lời đề nghị hấp dẫn hay vấn đề bị hoãn lại? 

Đã qua rồi thời kết nối internet tại nhà chỉ có thể bằng đường quay số chậm chạp. Ngày nay, các hộ gia đình có khá nhiều lựa chọn: cáp đồng của mạng điện thoại cũ, cáp quang và các giải pháp WiFi không dây.

Một lựa chọn mới là kết nối hộ gia đình qua mạng LTE của các nhà mạng di động. Các nhà mạng hứa hẹn thông số tuyệt vời cho kết nối cố định qua mạng LTE: tốc độ chóng mặt và dung lượng dữ liệu lớn. Nhưng liệu LTE có thực sự là kết nối cố định lý tưởng?

MẸO: Bạn thích tin tức mới? Hãy xem bài viết của chúng tôi Thực tế ảo – hiện tượng của thời đại.

Có dây hay không dây?

Loại kết nối internet cố định phổ biến nhất ở Cộng hòa Séc là kết nối qua đường dây điện thoại. Công nghệ này dựa trên nhiều biến thể xDSL (Digital Subscriber Line). Công nghệ có ưu điểm, nhưng cũng có nhược điểm. Kết nối phụ thuộc vào khoảng cách đến tổng đài hoặc DSLAM, chất lượng cáp đồng dưới đất và chất lượng hệ thống dây bên trong tòa nhà. Khi hội tụ đủ mọi điều kiện kỹ thuật đó thì xDSL mới chạy được. Nhưng trên thực tế, kết nối nhanh hiếm như lông phượng sừng lân.

Các công nghệ khác tốt hơn đáng kể: khách hàng trong vùng phủ mạng cáp quang hài lòng nhất, còn mạng cáp đồng trục (HFC) được xây dựng tốt cũng có tiềm năng. Tuy nhiên, việc xây dựng chúng tốn kém và còn phức tạp về thủ tục hành chính. Vì vậy các hộ gia đình chọn công nghệ không dây.  Công nghệ này ở Cộng hòa Séc rất phát triển, cả về thương mại lẫn kỹ thuật. Năm 2017, các nhà mạng di động bắt đầu đưa ra một giải pháp thay thế cho WiFi vốn rất thành công: kết nối cố định qua mạng LTE. Các kết nối này chưa được phản ánh trong thống kê của Cục Viễn thông Séc (CTU).

LTE và WiFi. Không chỉ người dùng điện thoại di động chắc hẳn đều biết thuật ngữ “kết nối LTE”. Chữ viết tắt LTE là “Long Term Evolution” và chỉ công nghệ kết nối internet di động tốc độ cao, được thiết kế để kế thừa GSM. Tốc độ lý thuyết tối đa của mạng thế hệ thứ 4, LTE, lên tới 172,8 Mbps tải xuống và 57,6 Mbps tải lên với độ rộng kênh 20 MHz. Đó là những con số lý thuyết rất ấn tượng. Nhưng mạng WiFi về lý thuyết cũng truyền được hàng trăm megabit. Vậy khác biệt lý thuyết thực sự giữa giao thức WiFi và LTE là gì?

LTE và WiFi dùng cùng các sơ đồ điều chế, cùng phương pháp ghép nhiều sóng mang vào băng MIMO và thậm chí dùng chung thuật ngữ kỹ thuật. Tất nhiên, điều đó không khiến chúng giống nhau: LTE có những tính năng mà mạng WiFi vốn không cần. Khác biệt chính nằm ở cách chuyển đổi giữa phát và thu: LTE là song công toàn phần, còn WiFi dùng cùng một kênh cho cả phát lẫn thu. Nhờ vậy, giao thức 802.11 tiết kiệm băng thông và trên cùng một kênh sóng có độ rộng như nhau truyền được lượng dữ liệu gần gấp đôi. Chúng ta có thể chất đống các định nghĩa kỹ thuật và những vấn đề phát sinh từ đó, nhưng tất cả đều giải quyết được bằng quy hoạch mạng đúng đắn.

Như vậy, các hệ thống vô tuyến về cơ bản khá giống nhau. Thoạt nhìn, ưu đãi LTE cố định của các nhà mạng di động dường như không có điểm gì đáng ngại. Nhưng vì sao LTE cố định ở châu Âu lại không thành công lắm? 

Giải pháp lý tưởng?

Mạng LTE không được phát triển và thiết kế chủ yếu cho kết nối cố định tại nhà. Đúng là về nguyên tắc không thể loại trừ cách dùng này, và các chiến lược phát triển mạng thế hệ thứ 5 cũng có tính đến việc sử dụng cố định. Nhưng điều đó đòi hỏi phải thay đổi căn bản triết lý quy hoạch và xây dựng các mạng như vậy.

Vấn đề chính của mạng di động là không thể dự đoán tải dữ liệu. Đúng là các nhà mạng di động có đủ băng thông để kết nối điện thoại với trạm gốc (BTS); thậm chí một số tần số 4G còn không được sử dụng.

Trở ngại nằm ở dung lượng của mạng truyền dẫn (backhaul), nơi tập hợp dữ liệu của khách hàng và đưa vào hạ tầng cáp quang, rồi tiếp đến các trung tâm dữ liệu, nơi các mạng được kết nối với nhau và hình thành Internet.

Chúng ta không được quên rằng mọi khách hàng của mạng di động đều dùng chung một đường truy cập. Điện thoại thông minh kết nối với một cell thường sử dụng hết kết nối dữ liệu của mình. Cộng thêm các cuộc gọi của khách hàng, và nữa là lưu lượng của các kết nối gia đình cố định mới xây dựng, bạn sẽ có những yếu tố kỹ thuật làm hạn chế sự ổn định của kết nối.

Tải của mạng di động đơn giản là không thể dự đoán. Và các nhà mạng di động rất tốn kém khi định cỡ mạng để phục vụ được tất cả người dùng đã kết nối. Có thể suy luận hợp lý vì sao các nhà mạng di động coi việc giới hạn gói dữ liệu bằng FUP (chính sách sử dụng hợp lý) là quan trọng. Hãy tin tôi, gói cước di động không giới hạn dữ liệu rất dễ gây nghiện, còn xem video HD chỉ là phần tô điểm thêm cho những khả năng mà kiểu kết nối này mang lại. Đó là lý do các đồng nghiệp bên di động chỉ cho phép kết nối LTE cố định ở những trạm gốc còn dư dung lượng. Suy cho cùng, trong một hộ gia đình có thể cùng lúc kết nối nhiều thiết bị ngốn dữ liệu. TV internet HD là kẻ ngốn băng thông tham lam, cũng như vài chiếc điện thoại thông minh của các thành viên trong gia đình, luồng video từ camera an ninh, và một video YouTube đang phát ầm ầm tiếng la hét quen thuộc của một cậu thiếu niên trong nhà.

Mạng di động không được xây dựng cho việc đó, và chất lượng của kết nối như vậy cho thấy rõ điều này.

Tôi đã thực hiện một phép tính theo phương pháp luận của CTU để kiểm tra thông số của mạng cố định.

Tôi mô phỏng điều gì xảy ra nếu lần lượt kết nối các hộ gia đình dùng gói cước 100 Mbps vào một sector của mạng LTE với độ rộng băng tần 20 MHz. Bạn có dám đoán xem theo phương pháp luận hiện hành có thể kết nối bao nhiêu hộ mà kết nối vẫn đạt MEF 23.1 Tier 1 Medium, chuẩn mực của kết nối chất lượng cao không?

Một sector với đường backhaul 360 Mbps (đường 1:1, không có bất kỳ sự gộp kênh nào) chỉ kết nối được tám người dùng gia đình.

Nếu nhà mạng kết nối tám khách hàng dùng gói 100 Mbps trong một vùng phủ sóng BTS, thì sẽ không còn dung lượng cho những người dùng khác của mạng di động. Và đó không phải là kịch bản chấp nhận được, vì nhà mạng phải cung cấp dịch vụ điện thoại di động. Do đó, chất lượng sụt giảm sẽ rơi vào các kết nối gia đình.

Độ trễ: trở ngại

Một trong những lý do chính khiến nhiều người dùng cân nhắc LTE làm kết nối cố định là tốc độ truyền. Tuy nhiên, con số đó chỉ mang tính lý thuyết và phụ thuộc vào tải của mạng, vốn khá cao do người dùng di động. Tốc độ thực tế mà người dùng nhận được trên thực tế thấp hơn nhiều, và khi mạng tải nặng, độ trễ của LTE tăng gần như theo hàm mũ.

Độ trễ là khoảng thời gian từ khi yêu cầu thực hiện một hành động đến khi nó được thực hiện, tức là thời gian một đơn vị dữ liệu đi từ điểm gửi đến đích. Độ trễ được đo bằng công cụ gọi là “ping”, có sẵn trực tuyến hoặc qua cửa sổ dòng lệnh trên máy tính của bạn.

Trên máy tính chạy Windows, hãy gõ cmd.exe vào ô tìm kiếm trong menu Start rồi nhấn Enter. Trên máy tính macOS/OS X, mở Finder, vào Applications -> Utilities -> Terminal, hoặc nhấn Cmd + Space rồi gõ Terminal vào ô tìm kiếm. Trên Linux, bạn sẽ tìm thấy Terminal trong thư mục Accessories của thư mục Applications; trong Ubuntu chỉ cần dùng tổ hợp phím Ctrl + Alt + T. Trong cửa sổ terminal màu đen, hãy gõ ví dụ “ping www.seznam.cz” (không có dấu ngoặc kép), và trong chốc lát bạn sẽ thấy dữ liệu về phản hồi mạng của kết nối.

Kết nối Ethernet có dây trung bình cho độ trễ 5–20 ms, tương tự như kết nối WiFi chẳng hạn.

Trên mạng di động (4G, 3G), độ trễ có thể lên tới hàng trăm mili giây, một giá trị có thể cảm nhận rõ rệt. Phương pháp luận MEF 23.1 nêu trên cho phép 20 ms một chiều, nghĩa là 40 ms cả đi lẫn về.

Khi số thiết bị đăng ký trên mạng 4G LTE tăng lên, độ trễ tăng dần từ gói tin này sang gói tin khác lên tới trên 100 ms.

Với thời gian phản hồi như vậy, kết nối đã bị coi là kém chất lượng và ví dụ gần như không thể dùng để chơi game trực tuyến. Vì LTE luôn ưu tiên dịch vụ thoại hơn dữ liệu, các trạm phát liên quan thường bị quá tải, dù thoại không đòi hỏi nhiều dung lượng dữ liệu.

Khi các khe thời gian truyền thông bị lấp đầy bởi một số lượng lớn điện thoại di động đã đăng ký, thời gian phản hồi thường dao động tới hàng trăm mili giây. Chính việc độ trễ tăng lên tới hàng trăm mili giây, ngay cả khi dung lượng truyền vẫn đủ, là dấu hiệu điển hình của kết nối cố định trên mạng di động. Chỉ cần một lượng người bất thường trong lễ hội làng trên bãi cỏ chung của làng cũng đủ gây ra hiện tượng như vậy.

Dung lượng kết nối

Khi nhiều thiết bị kết nối, thời gian phản hồi của mạng tăng lên, nhưng nếu cộng nhu cầu dữ liệu của những người dùng dữ liệu di động cùng lúc kết nối vào một BTS, chúng ta sẽ thấy dung lượng của các kết nối gia đình trên LTE sụt giảm nhanh chóng. Và những chiếc điện thoại hiện đại với camera HD, sao lưu ảnh trực tuyến, Facebook cùng các tiện ích khác là những kẻ ngốn megabit khổng lồ.

Các nhà mạng LTE tự bảo vệ trước những khiếu nại mà người dùng công nghệ này chắc chắn sẽ nêu ra bằng cách viện dẫn nội dung Điều khoản và Điều kiện chung của họ. Cả ba nhà mạng cung cấp gói cước hàng chục Mbps cho kết nối gia đình chỉ coi là căn cứ khiếu nại trong điều khoản của họ khi tốc độ tải xuống giảm xuống tới 16 kbps. Đó là 0,016 Mbps.  Không phải là một sự bảo đảm lớn, phải không?

Không dây không phải loại nào cũng như nhau

Ngược lại, một mạng không dây được thiết kế và xây dựng tốt không có những nhược điểm như vậy.

Bất cứ lúc nào bạn cũng biết có bao nhiêu khách hàng đang kết nối với một điểm truy cập. Thường là rất ít, thông thường chỉ vài kết nối trên mỗi điểm truy cập. Việc quản lý lưu lượng theo gói cước của khách hàng và phân bổ tài nguyên động tại router biên đảm bảo độ trễ ổn định, đều đặn và thấp. Ngay cả so với mạng thuần cáp quang, các giá trị của mạng không dây cố định cũng không khác biệt về cơ bản. Ở chặng cuối đến khách hàng sử dụng các phần tử song công phân chia theo thời gian không dây; các phần tử còn lại cho đến tận trung tâm dữ liệu, trừ một vài ngoại lệ, là các công nghệ chuyên nghiệp dựa trên truyền thông vi ba với độ trễ dưới 1 ms, kết nối với hạ tầng cáp quang trục chính. Do đó yếu tố quyết định là cách quản lý mức độ sử dụng của điểm truy cập trong mạng. Còn trên mạng LTE thì điều đó không thể dự đoán.

Vì vậy các nhà cung cấp địa phương có thể cam kết tốc độ tối thiểu cao hơn nhiều.

Chi phí ban đầu

Đây là phần thường bị bỏ qua trong giá của gói cước. Thiết bị không dây cho kết nối LTE cố định thường được cho thuê theo hợp đồng 24 tháng với giá tượng trưng, nhưng giá trị thật nằm ở chi phí lắp đặt. Khi dịch vụ kết thúc, người dùng phải trả tiền tháo dỡ, và đó là khoản đáng kể khoảng 2.500 CZK. Nếu không có hợp đồng, ví dụ dùng thử với quyền trả lại thiết bị, việc lắp đặt và tháo dỡ sẽ tốn 5.000 CZK. Không nhà cung cấp địa phương nào thu những chi phí như vậy, ít nhất theo tôi biết. Thêm vào đó, cần cộng giá router WiFi gia đình, thường là một khoản đầu tư khác hơn 1.000 CZK.

* 499 CZK đã bao gồm VAT khi có hợp đồng, 749 CZK đã bao gồm VAT khi không có hợp đồng

** 1.499 CZK modem cơ bản, 3.999 CZK modem cao cấp

*** Giá thực của modem là 2.301 CZK, trả góp hằng tháng 100 CZK

**** Gói cước 399 CZK/tháng + trả góp modem 100 CZK/tháng

***** 1 CZK với hợp đồng có thời hạn, 2.599 CZK với hợp đồng không thời hạn

Chọn phương án an toàn

Khi chọn kết nối internet phù hợp, bạn cần dùng lẽ thường và phép tính số học cơ bản, đồng thời nghiên cứu kỹ các điều khoản và điều kiện. Hiện nay, kết nối LTE chủ yếu nhắm tới chủ sở hữu điện thoại thông minh. Thiết bị di động và dịch vụ thoại luôn được ưu tiên trên mạng này, và chúng có thể làm mạng quá tải đến mức kết nối gần như không dùng được cho những người dùng khác.

Khi chọn kết nối lý tưởng cho hộ gia đình, tốt nhất là trước hết kiểm tra xem tại địa chỉ của bạn có những dịch vụ nào. Sau đó hãy cân nhắc bạn dùng internet để làm gì. Người thường xuyên tải nội dung lớn lên web (ví dụ ảnh độ phân giải cao) sẽ có yêu cầu cao hơn về chất lượng tải lên, còn người chủ yếu dùng internet để lướt mạng xã hội và đọc e-mail thì không cần lo nhiều về thông số này. Khi đã cân nhắc mọi khía cạnh, chắc chắn bạn sẽ chọn được kết nối phù hợp nhất cho hộ gia đình mình, với đầy đủ ưu điểm và nhược điểm.

Tác giả: Amaya Tomanová, Jakub Moník

Cập nhật ngày 5 tháng 3 năm 2024