Internet tốc độ cao thực tế hoạt động như thế nào?

Nếu như DSL hay cáp quang đang là hình thức kết nối phổ biến nhất thì LTE (4G) được xem là xu hướng phát triển của Internet tốc độ cao trong tương lai.

Khi kết nối Internet tại gia đình, đa số sử dụng băng rộng. Băng rộng được định nghĩa bằng nhiều chuẩn khác nhau để có khả năng truyền tải dữ liệu ở 1,5 hay 2 Megabits (Mbits)/s. Đây là các tốc độ cần thiết để có thể tải video độ phân giải cao, chơi game trực tuyến, gửi và nhận khối lượng lớn các dữ liệu. Dưới đây là các công nghệ Internet băng rộng cho gia đình phổ biến nhất.

Đường cáp

Ở Mỹ, Internet cáp là một trong những phương thức truy nhập Internet phổ biến nhất. Giống như cáp sợi quang và DSL (sẽ được đề cập dưới đây), cáp vận hành bằng cách cung cấp cái gọi là “truy nhập dặm cuối” (last mile access) từ ISP đến người sử dụng cuối. Dặm cuối liên quan đến chặng cuối của mạng viễn thông. Nó là một phần thực tế vươn tới người sử dụng.

Internet cáp cần có một modem cáp ở phía người sử dụng và một hệ thống kết cuối modem cáp tại hạ tầng của nhà khai thác cáp. Hai hệ thống này được kết nối nhờ sử dụng cáp đồng trục, tương tự cáp bạn sử dụng để xem truyền hình cáp. Khoảng cách giữa modem và phía hạ tầng nhà khai thác có thể lên tới 100 dặm (hơn 160 km) cho các thành phố lớn hơn và phần lớn các nhà cung cấp cáp quốc gia hoạt động vươn ra ngoài nhiều hub khác.

Các tốc độ cáp được chia sẻ cho mọi người sử dụng và cáp được thiết kế để phân phối truy nhập đều nhau. Nếu quá nhiều người sử dụng quá nhiều dữ liệu, tốc độ sẽ chậm lại.

Để giúp hạn chế số người sử dụng chiếm hết băng thông hiện có, các modem được lập trình với các giới hạn tốc độ. Các gói cáp cao hơn thường cung cấp các tốc độ cao hơn. Trong những năm gần đây, một số nhà cung cấp băng rộng lớn cũng đã di chuyển sang cung cấp các tốc độ được đo lường, có nghĩa là người sử dụng nhiều dữ liệu hơn thì phải trả nhiều hơn người sử dụng dữ liệu ít hơn.

Các tốc độ trên cáp về mặt lý thuyết có thể tới 100 Megabit/giây cho hộ gia đình tải xuống và nhanh tới 20 Mbit/s tải lên.

DSL

Cạnh tranh chính với cáp là DSL, được biết đến là đường dây thuê bao số (digital subscriber line).

Trong khi Internet cáp sử dụng hệ thống truyền hình cáp cho hạ tầng của mình, thì DSL sử dụng mạng điện thoại. DSL được cung cấp đồng thời qua một đường dây điện thoại hữu tuyến thông thường.

Phần lớn DSL hộ dân là DSL bất đối xứng (hay ADSL). Điều này có nghĩa là các tốc độ tải xuống có thể nhanh hơn các tốc độ tải lên. Với DSL đối xứng ít phổ biến hơn (SDSL), các tốc độ tải lên và tải xuống là như nhau.

Giống như cáp, DSL hoạt động bằng cách kết nối một ISP tới dặm cuối cho người sử dụng. Trong trường hợp này, có nghĩa là kết nối tới đường dây điện thoại cáp đồng của người sử dụng và một tổng đài điện thoại. Kết nối giữa một đường dây điện thoại người sử dụng và tổng đài điện thoại bị giới hạn trong khoảng 2 dặm (3,6km). Càng cách xa tổng đài điện thoại thì tốc độ càng chậm. Do vậy, DSL được sử dụng tối ưu ở các khu vực nằm gần với một tổng đài điện thoại.

Các tốc độ tải xuống cho DSL ở nhà dân thường giới hạn đến 40 Mbit/s - mặc dù trung bình có xu hướng ít hơn nhiều.

Cáp sợi quang

Trong những năm gần đây, cáp và DSL đã chứng kiến sự cạnh tranh gia tăng từ các hệ thống cáp sợi quang (fiber). Lợi ích của cáp sợi quang nhờ các đường dây điện thoại đồng trục hay cáp đồng là có thể cung cấp các tốc độ dữ liệu cao hơn nhiều qua các khoảng cách dài hơn.

Trên thực tế, phần lớn Internet và các đường trục cáp đã sử dụng sợi quang cho hạ tầng quan trọng. Các hệ thống nay sau đó chuyển sang các công nghệ khác để thực hiện truyền dẫn cuối cùng.

Các tốc độ 100 Mbit/s ở cả hai hướng không được biết đến cho tới khi có cáp sợi quang. Trên thực tế Google Fiber hy vọng mang đến các kết nối 1000 Mbit trên cả hai hướng trực tiếp tới nhà của người sử dụng.

Hiện nay, cản trở lớn nhất với cáp sợi quang là sự triển khai. Các gia đình và tòa nhà cần được kết nối nhờ sợi cáp và trang bị thêm các vị trí hộ dân phải mất thêm nhiều thời gian nữa.

LTE

Vượt ra khỏi các kết nối Internet hữu tuyến, công nghệ vô tuyến đang dần thay thế băng rộng di động tại gia đình.

LTE (Long-Term Evolution) là một thế hệ các công nghệ vô tuyến tiếp theo. Ở Mỹ, các nhà mạng Verizon, AT&T và Sprint đã có mạng LTE (Verizon có mạng lớn nhất nhưng AT&T đang triển khai nhanh chóng) và cung cấp cho người sử dụng các tốc độ băng rộng thực sự từ các thiết bị di động và modem không dây.

Không giống như cáp, cáp quang và DSL, LTE không cần kết nối hữu tuyến để truy cập. Thay vào đó, người sử dụng có thể sử dụng điện thoại hay máy tính bảng LTE hay một USB hoặc dongle chạy pin để truy cập.

Các tốc độ có thể lên tới 50 Mbit/s tải xuống và hơn 30 Mbit/s tải lên. Bước phát triển tiếp theo của LTE là LTE Advanced, hứa hẹn các tốc độ thậm chí nhanh hơn.

Khía cạnh hứa hẹn nhất của LTE là hỗ trợ đáng kể vấn đề “dặm cuối”. Dù cáp và cáp quang có thể vận hành tốt ở các khoảng cách trung bình, các hệ thống vẫn không thể vươn tới các cộng đồng nông thôn ở các nước đang phát triển nếu không có hạ tầng chôn ngầm.

Ngược lại, LTE có thể hoạt động vươn tới những khoảng cách xa hơn và mở rộng hỗ trợ cần dựng các BTS di động mới.

Ưu điểm khác của LTE là truy cập của LTE có thể đi cùng với người sử dụng. Không giống cáp, cáp quang và DSL, LTE có thể được truy cập mọi nơi. Bạn có thể sử dụng kết nối LTE của iPad từ bất cứ nơi nào hỗ trợ LTE. Nếu không có LTE ở khu vực đó, tín hiệu sẽ mặc định trở lại 3G.