Các băng tần sóng di động và vai trò trong mạng viễn thông

Băng tần sóng di động đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tải tín hiệu giữa các thiết bị di động và trạm phát sóng. Trong bài viết này, hãy cùng HHN Tech Việt Nam tìm hiểu chi tiết về các băng tần phổ biến như 900MHz, 1800MHz, 2100MHz và 2600MHz, đồng thời so sánh để thấy rõ ưu, nhược điểm của từng loại.

1. Băng tần 900MHz

1.1 Tổng quan

Băng tần 900MHz là một trong những băng tần lâu đời nhất trong hệ thống viễn thông di động, được sử dụng chủ yếu cho công nghệ 2G (GSM 900) và sau đó mở rộng hỗ trợ cho 3G (UMTS 900) và 4G (LTE 900).

Băng tần này hoạt động ở khoảng 880 – 960MHz, bao gồm hai phần:

• 880 – 915MHz: Dành cho tín hiệu uplink (tín hiệu từ thiết bị di động gửi đến trạm phát sóng).
• 925 – 960MHz: Dành cho tín hiệu downlink (tín hiệu từ trạm phát sóng gửi đến thiết bị di động).

1.2 Đặc điểm kỹ thuật của băng tần 900MHz

• Tần số thấp, bước sóng dài: Điều này giúp tín hiệu truyền đi xa hơn và có thể phủ sóng trên một khu vực rộng lớn mà không cần quá nhiều trạm phát sóng.
• Khả năng xuyên vật cản tốt: Nhờ bước sóng dài, băng tần 900MHz có thể xuyên qua tường bê tông, cây cối và các vật cản khác dễ dàng hơn so với các băng tần cao hơn.
• Tiết kiệm chi phí triển khai: Do có phạm vi phủ sóng rộng, các nhà mạng có thể sử dụng ít trạm phát sóng hơn mà vẫn đảm bảo chất lượng kết nối, đặc biệt tại vùng nông thôn và vùng có địa hình phức tạp.

Tuy nhiên, băng tần 900MHz cũng có một số hạn chế:

• Băng thông hẹp: Do giới hạn về băng thông, tốc độ truyền tải dữ liệu trên băng tần này thấp hơn so với các băng tần cao hơn như 1800MHz, 2100MHz hay 2600MHz.
• Khả năng hỗ trợ tốc độ cao hạn chế: Băng tần 900MHz phù hợp cho các dịch vụ thoại và dữ liệu tốc độ thấp (2G, 3G) hơn là các dịch vụ băng rộng như 4G hay 5G.

1.3 Ứng dụng của băng tần 900MHz trong thực tế

Băng tần 900MHz được ứng dụng rộng rãi trong hệ thống viễn thông di động, đặc biệt ở các khu vực có điều kiện khó triển khai hạ tầng:

• Mạng 2G (GSM 900): Đây là ứng dụng đầu tiên của băng tần 900MHz, hỗ trợ các dịch vụ thoại, tin nhắn SMS và dữ liệu tốc độ thấp (GPRS, EDGE). Hiện nay, mạng 2G vẫn còn hoạt động tại nhiều quốc gia để đảm bảo kết nối cho các thiết bị cũ hoặc vùng xa chưa có mạng 3G/4G.
• Mạng 3G (UMTS 900): Sau này, nhiều nhà mạng đã sử dụng băng tần 900MHz để triển khai mạng 3G, mang lại khả năng truy cập internet tốt hơn, đặc biệt ở khu vực nông thôn và miền núi. Mạng 3G trên 900MHz giúp mở rộng vùng phủ sóng và cải thiện chất lượng tín hiệu ở những nơi mà băng tần 2100MHz (băng tần phổ biến của 3G) khó tiếp cận.
• Mạng 4G (LTE 900): Một số quốc gia và nhà mạng đã triển khai 4G LTE trên băng tần 900MHz, giúp cải thiện tốc độ internet di động ở vùng xa mà không cần đầu tư quá nhiều trạm phát sóng mới. Tuy nhiên, do băng thông hẹp, tốc độ 4G LTE trên 900MHz sẽ thấp hơn so với các băng tần cao hơn như 1800MHz hay 2600MHz.
• Ứng dụng trong IoT (Internet of Things): Các thiết bị IoT, như hệ thống giám sát từ xa, cảm biến môi trường và thiết bị đo lường thông minh, có thể tận dụng băng tần 900MHz để giao tiếp ở khoảng cách xa mà không tiêu tốn nhiều năng lượng. Các công nghệ như NB-IoT (Narrowband IoT) cũng có thể hoạt động trên băng tần này để đảm bảo kết nối ổn định cho các thiết bị công nghiệp và nông nghiệp.

1.4  Băng tần 900MHz phù hợp với những đối tượng nào?

• Người dùng ở vùng nông thôn, miền núi: Do khả năng phủ sóng rộng, băng tần này giúp duy trì kết nối ổn định ở những khu vực xa trung tâm.
• Doanh nghiệp triển khai hệ thống IoT: Các thiết bị cảm biến, đo lường thông minh có thể tận dụng băng tần này để giao tiếp với nhau ở khoảng cách xa mà không tiêu hao nhiều năng lượng.
• Nhà mạng muốn mở rộng vùng phủ sóng: Thay vì đầu tư nhiều trạm phát sóng, nhà mạng có thể sử dụng băng tần 900MHz để cung cấp dịch vụ mạng tại các khu vực rộng lớn với chi phí thấp hơn.

2. Băng tần 1800MHz

2.1 Tổng quan về băng tần 1800MHz

Băng tần 1800MHz (hay còn gọi là DCS 1800) là một trong những băng tần phổ biến nhất trong mạng di động hiện nay. Ban đầu, băng tần này được sử dụng cho mạng 2G (GSM 1800), nhưng về sau đã được mở rộng để hỗ trợ 3G (UMTS 1800) và 4G (LTE 1800). Hiện nay, 4G LTE trên băng tần 1800MHz là một trong những lựa chọn phổ biến nhất trên toàn cầu.

Băng tần 1800MHz hoạt động trong khoảng tần số:

• 1710 – 1785MHz: Dành cho tín hiệu uplink (từ điện thoại đến trạm phát sóng).
• 1805 – 1880MHz: Dành cho tín hiệu downlink (từ trạm phát sóng đến điện thoại).

2.2 Đặc điểm kỹ thuật của băng tần 1800MHz

• Tốc độ truyền tải dữ liệu cao hơn so với băng tần 900MHz: Do có băng thông rộng hơn, băng tần 1800MHz hỗ trợ 4G LTE với tốc độ cao hơn, giúp cải thiện trải nghiệm lướt web, xem video HD và chơi game trực tuyến.
• Phù hợp với khu vực đô thị: Băng tần 1800MHz có bước sóng ngắn hơn so với 900MHz, giúp tối ưu dung lượng mạng trong các thành phố đông dân. Cho phép nhiều người dùng kết nối cùng lúc mà không làm giảm hiệu suất mạng.

• Khả năng xuyên vật cản trung bình: So với 900MHz, băng tần 1800MHz có khả năng xuyên tường kém hơn nhưng vẫn tốt hơn các băng tần cao hơn như 2100MHz hay 2600MHz.
• Phạm vi phủ sóng nhỏ hơn so với 900MHz: Vì có tần số cao hơn, phạm vi phủ sóng của mỗi trạm phát sóng sẽ nhỏ hơn, đòi hỏi mật độ trạm phát sóng dày hơn để đảm bảo chất lượng kết nối.

2.3 Ứng dụng của băng tần 1800MHz trong thực tế

Băng tần 1800MHz có nhiều ứng dụng quan trọng trong hệ thống viễn thông, đặc biệt là trong các thành phố lớn:

• Mạng 2G (GSM 1800) Được triển khai song song với GSM 900 để tăng dung lượng mạng ở các khu vực đông dân. Hiện vẫn còn được sử dụng ở một số quốc gia để cung cấp dịch vụ thoại, SMS và GPRS/EDGE.
• Mạng 4G (LTE 1800) – Băng tần phổ biến nhất cho 4G: LTE 1800 (Băng tần 3 – Band 3) được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu cho dịch vụ 4G LTE, giúp cung cấp tốc độ internet cao, độ trễ thấp. Nhiều nhà mạng triển khai 4G LTE trên 1800MHz để tận dụng sự cân bằng giữa tốc độ, vùng phủ sóng và khả năng xuyên vật cản.
• Mạng 5G (NR 1800): Một số quốc gia đã thử nghiệm và triển khai 5G trên băng tần 1800MHz để tận dụng cơ sở hạ tầng sẵn có của mạng 4G LTE. Mặc dù 1800MHz không phải là băng tần chính cho 5G (so với các băng tần mmWave cao hơn), nhưng nó có thể đóng vai trò bổ trợ trong triển khai mạng 5G diện rộng.

2.4 Băng tần 1800MHz phù hợp với những đối tượng nào?

• Người dùng ở thành phố, khu vực đông dân cư: Do khả năng hỗ trợ nhiều kết nối cùng lúc, băng tần này rất phù hợp cho các thành phố lớn.
• Nhà mạng muốn nâng cấp lên 4G LTE nhanh chóng: Vì LTE 1800MHz được hỗ trợ rộng rãi trên các thiết bị di động, nhà mạng có thể triển khai 4G dễ dàng mà không cần thay đổi quá nhiều về hạ tầng.
• Người dùng có nhu cầu truy cập internet tốc độ cao: Nếu điện thoại hỗ trợ 4G LTE trên 1800MHz, tốc độ mạng sẽ ổn định hơn so với các băng tần thấp hơn.

3. Băng tần 2100MHz

3.1 Tổng quan về băng tần 2100MHz

Băng tần 2100MHz (hay còn gọi là Band 1 trong mạng 3G/4G LTE) là một trong những băng tần quan trọng và phổ biến nhất trên toàn cầu. Ban đầu, nó được triển khai chủ yếu cho mạng 3G UMTS/HSPA, nhưng hiện nay, băng tần này cũng được sử dụng rộng rãi trong mạng 4G LTE và 5G tại một số quốc gia.

Băng tần 2100MHz hoạt động trong dải tần số:

• 1920 – 1980MHz: Dành cho tín hiệu uplink (từ điện thoại đến trạm phát sóng).
• 2110 – 2170MHz: Dành cho tín hiệu downlink (từ trạm phát sóng đến điện thoại).

Băng tần này có sự cân bằng giữa tốc độ truyền dữ liệu, phạm vi phủ sóng và khả năng xuyên vật cản, nên thường được sử dụng ở các khu vực thành thị, vùng ngoại ô và một số khu vực nông thôn có hạ tầng tốt.

3.2 Đặc điểm kỹ thuật của băng tần 2100MHz

• Tốc độ truyền dữ liệu khá cao: Hỗ trợ tốc độ 3G HSPA+ lên đến 42Mbps và 4G LTE từ 100Mbps – 300Mbps, giúp cải thiện đáng kể trải nghiệm lướt web, xem video và gọi thoại qua mạng di động.
• Khả năng phủ sóng rộng hơn 2600MHz, nhưng kém hơn 900MHz: So với 900MHz, băng tần 2100MHz có phạm vi phủ sóng nhỏ hơn. Tuy nhiên, nó tốt hơn so với băng tần 2600MHz nhờ có khả năng lan truyền sóng tốt hơn trong môi trường đô thị và bán đô thị.
• Khả năng xuyên vật cản trung bình: Tốt hơn băng tần 2600MHz nhưng kém hơn 900MHz và 1800MHz. Sóng có thể đi qua một số vật cản như tường nhà, nhưng sẽ yếu hơn nếu có quá nhiều vật cản hoặc bị che chắn bởi các tòa nhà cao tầng.
• Dung lượng mạng tốt, phù hợp với khu vực đông người: Vì có băng thông rộng, băng tần này có thể phục vụ nhiều người dùng cùng lúc mà không bị tắc nghẽn, đặc biệt là khi sử dụng cho 4G LTE hoặc 3G HSPA+.
• Được sử dụng phổ biến cho 3G và 4G trên toàn thế giới: Đây là một trong những băng tần phổ biến nhất trong mạng 3G và 4G LTE, nên hầu hết các thiết bị di động và trạm phát sóng đều hỗ trợ băng tần này.

3.3 Ứng dụng của băng tần 2100MHz trong thực tế

• Mạng 3G UMTS/HSPA+: Là băng tần chính của mạng 3G trên toàn thế giới, giúp đảm bảo kết nối dữ liệu ổn định và tốc độ cao hơn 2G. Hỗ trợ các dịch vụ video call, duyệt web nhanh, email di động và streaming nhạc/video.
• Mạng 4G LTE (Band 1): Ngày nay, băng tần này được dùng nhiều cho 4G LTE, giúp cải thiện tốc độ mạng di động. 4G trên 2100MHz có thể đạt tốc độ hơn 100Mbps, hỗ trợ xem video HD, gọi VoLTE và các ứng dụng cần băng thông lớn.

• Mạng 5G (NR 2100MHz): Một số quốc gia triển khai 5G trên băng tần 2100MHz (Band n1) để mở rộng vùng phủ sóng. Dù không nhanh như mmWave (26GHz, 28GHz) nhưng 5G trên 2100MHz vẫn giúp cải thiện tốc độ kết nối đáng kể so với 4G.
• Ứng dụng trong thành phố, vùng ngoại ô, thậm chí cả nông thôn: Do có khả năng cân bằng giữa tốc độ và phạm vi phủ sóng, băng tần 2100MHz được sử dụng rộng rãi trong các thành phố lớn, thị trấn nhỏ và cả một số vùng nông thôn có hạ tầng viễn thông tốt.

3.4 Băng tần 2100MHz phù hợp với những đối tượng nào?

• Người dùng tại khu vực thành phố và vùng ngoại ô: Phù hợp với môi trường có các tòa nhà, khu dân cư đông đúc, giúp duy trì kết nối ổn định và tốc độ cao.
• Người dùng vẫn sử dụng mạng 3G: Nếu khu vực của bạn chưa có 4G mạnh, băng tần 2100MHz trên 3G vẫn đảm bảo tốc độ đủ dùng cho công việc, giải trí và liên lạc.
• Người muốn có mạng 4G ổn định, không quá phụ thuộc vào băng tần 2600MHz: Nếu bạn sống ở khu vực không quá đông đúc, băng tần 2100MHz mang lại sự cân bằng giữa tốc độ và vùng phủ sóng, giúp sử dụng mạng ổn định hơn.
• Nhà mạng muốn tối ưu hóa hạ tầng viễn thông: Vì 2100MHz được sử dụng rộng rãi, các nhà mạng có thể tái sử dụng băng tần này cho 4G hoặc 5G để tăng hiệu suất mạng mà không cần triển khai hạ tầng mới quá nhiều.

4. Băng tần 2600MHz

4.1 Tổng quan về băng tần 2600MHz

Băng tần 2600MHz (hay còn gọi là LTE Band 7 hoặc Band 38, 40, 41) là một trong những băng tần cao nhất được sử dụng trong hệ thống mạng di động hiện nay. Băng tần này chủ yếu được sử dụng cho mạng 4G LTE và 5G, cung cấp tốc độ dữ liệu cực nhanh nhưng có phạm vi phủ sóng ngắn hơn so với các băng tần thấp hơn như 900MHz hoặc 1800MHz.

Băng tần 2600MHz hoạt động trong khoảng tần số:

• 2500 – 2570MHz: Dành cho tín hiệu uplink (từ điện thoại đến trạm phát sóng).
• 2620 – 2690MHz: Dành cho tín hiệu downlink (từ trạm phát sóng đến điện thoại).

Băng tần này thường được sử dụng tại các khu vực đô thị, trung tâm thương mại, sân vận động và các khu vực đông người cần tốc độ mạng cao.

4.2 Đặc điểm kỹ thuật của băng tần 2600MHz

• Tốc độ truyền tải dữ liệu cực cao: Do có băng thông rộng, băng tần 2600MHz hỗ trợ 4G LTE Advanced và 5G với tốc độ tải xuống lên đến 1Gbps, giúp tối ưu hóa trải nghiệm xem video 4K, chơi game trực tuyến và livestream.
• Dung lượng mạng lớn, phù hợp cho khu vực đông đúc: Băng tần 2600MHz có khả năng phục vụ nhiều người dùng cùng lúc, đặc biệt quan trọng trong các khu vực có mật độ dân số cao như thành phố, sân bay, trung tâm thương mại, sân vận động.
• Khả năng xuyên vật cản kém: Do tần số cao, băng tần này có khả năng xuyên tường và vật cản kém hơn so với 900MHz hoặc 1800MHz.
  Điều này dẫn đến việc cần nhiều trạm phát sóng hơn để đảm bảo vùng phủ sóng tốt.
• Phạm vi phủ sóng nhỏ nhất trong các băng tần phổ biến: Một trạm phát sóng 2600MHz chỉ có thể phủ sóng trong bán kính vài trăm mét, trong khi 900MHz có thể lên đến vài km.

4.3 Ứng dụng của băng tần 2600MHz trong thực tế

• Mạng 4G LTE (Band 7, 38, 40, 41): Band 7 (FDD-LTE) được sử dụng phổ biến tại Châu Âu, Châu Á và một số khu vực khác để cung cấp tốc độ 4G LTE cao. Band 38, 40, 41 (TDD-LTE) thường được sử dụng tại Trung Quốc, Ấn Độ, Mỹ và một số quốc gia khác để tối ưu dung lượng mạng.

• Mạng 5G (NR 2600MHz): Một số quốc gia đã triển khai 5G trên băng tần 2600MHz để tận dụng cơ sở hạ tầng sẵn có của 4G LTE. 5G trên 2600MHz có thể đạt tốc độ hàng Gbps, giúp cải thiện đáng kể trải nghiệm người dùng.
• Ứng dụng trong các khu vực đô thị, sân bay, nhà ga, sân vận động: Do dung lượng lớn và tốc độ cao, băng tần này phù hợp với các khu vực đông đúc cần kết nối internet mạnh, ổn định. Hỗ trợ tốt cho các dịch vụ như livestream, video call, thực tế ảo (VR/AR), IoT (Internet of Things).

4.4 Băng tần 2600MHz phù hợp với những đối tượng nào?

• Người dùng tại khu vực thành phố, khu vực đông dân cư: Tận dụng được tốc độ mạng cao và độ trễ thấp.
• Những người có nhu cầu sử dụng internet tốc độ cao: Livestream, chơi game, video call, thực tế ảo (VR).
• Nhà mạng muốn mở rộng hạ tầng 4G LTE và triển khai 5G: Do có băng thông rộng, băng tần này giúp tăng cường hiệu suất mạng di động.

4. So sánh các băng tần

Mỗi băng tần có ưu, nhược điểm riêng và được ứng dụng phù hợp với từng điều kiện sử dụng khác nhau. Để có kết nối mạng ổn định, các nhà mạng thường triển khai nhiều băng tần song song, tối ưu hóa chất lượng sóng tại từng khu vực.

Người dùng nên lựa chọn thiết bị di động hỗ trợ đa băng tần để đảm bảo khả năng kết nối tốt nhất trong mọi điều kiện, từ thành thị đến nông thôn. Việc hiểu rõ về băng tần cũng giúp tối ưu việc sử dụng sóng di động, mang lại trải nghiệm mạng ổn định và nhanh chóng hơn.