CDMA thành chuẩn ĐTDĐ toàn cầu như thế nào (phần cuối)

CDMA là chuẩn điện thoại phổ biến nhất tại Mỹ và Hàn Quốc.

Áp dụng CDMA đồng nghĩa với việc phải giải quyết được một số vấn đề. Trước tiên là việc khớp các mã xác suất giả được dùng để dàn tín hiệu trên máy phát, rồi dồn vào máy nhận. Những mã này thay đổi một triệu lần mỗi giây. Hệ thống sẽ hoạt động nếu máy phát và nhận hoàn toàn đồng bộ với nhau.

Nhóm kỹ sư của Qualcomm đã bắt đầu từ việc đồng bộ hóa các trạm trung gian sử dụng đồng hồ nguyên tử của mạng vệ tinh định vị toàn cầu. Tiếp theo là khớp tín hiệu các máy cầm tay với trạm trung gian. Về cơ bản, việc này đã được thử nghiệm thành công. Tín hiệu radio (rất giống với tiếng ồn) được máy nhận tách ra trong không gian, và sau đó mã xác suất giả thích hợp được dùng để dồn một nhóm tín hiệu. Kết quả phần lớn vẫn là tiếng ồn. Mã này được điều chỉnh chút ít rồi lại được sử dụng, cứ điều chỉnh lên xuống vài lần cho đến khi nhận được tín hiệu rõ nét.

Công nghệ này cũng có thể mở rộng để cung cấp diện phủ sóng cao hơn trong các tòa nhà hoặc khu vực đã xây dựng, những nơi mà tín hiệu radio dội lại có thể gây nhiễu. Thủ thuật điều chỉnh thời gian để dồn và tách tín hiệu cũng có thể áp dụng để phát hiện tín hiệu phản hồi chậm, sau đó kết hợp với tín hiệu gốc qua một thiết bị có tên “máy gom tín hiệu”. Như vậy, điều này đòi hỏi nhiều phần mềm thông minh cài trong máy cầm tay.

Rào cản thứ hai là cái gọi "vấn đề gần-xa". Nguyên lý cơ bản (các tín hiệu truyền đi phải như tiếng ồn mặt đất với tất cả các máy cầm tay ngoại trừ máy được nhận) chỉ phù hợp nếu các tín hiệu truyền có cường độ như nhau. Điều này có nghĩa là máy cầm tay ở gần trạm trung gian CDMA phải truyền với công suất yếu hơn máy ở xa, để khi đến trạm trung gian, hai tín hiệu này có cường độ như nhau. Nếu không máy ở gần sẽ đẩy bật tín hiệu các máy ở xa hơn.

Để ngăn chặn việc này, các máy cầm tay CDMA điều chỉnh công suất phát ra 800 lần mỗi giây để đáp lại các tín hiệu từ những trạm trung gian gần đó. Nếu tín hiệu của máy quá yếu, trạm trung gian sẽ yêu cầu máy tăng công suất, còn nếu quá mạnh thì phải giảm đi. Kết quả là máy cầm tay luôn truyền với mức công suất nhỏ nhất có thể và điều này còn có một lợi ích khác là tăng tuổi thọ của pin. Tới đây, vấn đề “gần-xa” được xử lý, nhưng vấn đề chi phí làm cho điện thoại di động trở nên đắt đỏ và phức tạp hơn nhiều.

Tính ưu việt về kỹ thuật của CDMA chính là công nghệ logic đặt nền móng cho lĩnh vực điện thoại không dây thế hệ ba. Điều này dẫn đến một cuộc chiến mới. Thay vì chấp nhận công nghệ CDMA của Qualcomm, các kỹ sư người Nhật và châu Âu đã phát triển phiên bản mới của CDMA có tên W-CDMA, tương thích với cơ sở hạ tầng mạng GMS hiện có. Trong khi đó, Qualcomm xây dựng phiên bản CDMA thế hệ ba gọi là CDMA2000. Hiện nay, mạng CDMA2000 đã hoạt động tại Mỹ, Hàn Quốc và Nhật Bản.

W-CDMA phải mất nhiều thời gian hơn mới có thể trở nên phổ dụng trên toàn cầu vì một số lý do. Công nghệ này còn mới, chưa được thử nghiệm và việc tập hợp thiết bị từ các nhà cung cấp khác nhau để cùng hoạt động tỏ ra khó khăn hơn dự kiến. Mặc dù vậy, W-CDMA vẫn đang dần được đưa vào sử dụng trên khắp châu Âu. Bức tranh công nghệ còn phong phú hơn khi Trung Quốc phát triển chuẩn thế hệ ba của riêng mình gọi là TD-S CDMA, cũng là một phiên bản khác của CDMA.

Dù ở dạng này hay dạng khác thì CDMA sẽ trở thành công nghệ thống trị trong lĩnh vực điện thoại di động trên khắp thế giới, khi các loại mạng thế hệ hai được nâng cấp lên thế hệ ba. Tiến sĩ Jacobs tin rằng các phiên bản khác nhau, khi được tối ưu hóa cho việc truyền dữ liệu tốc độ cao, cuối cùng sẽ kết hợp được sức mạnh của kết nối Wi-Fi phạm vi nhỏ, tốc độ cao hiện được dùng nhiều ở các máy tính xách tay, với phạm vi phủ sóng toàn cầu của mạng di động. Một số mạng như vậy, sử dụng công nghệ CDMA gọi là EV-DO, đang được xây dựng ở Mỹ và Hàn Quốc. Theo Jacobs, mặc dù Wi-Fi đang chiếm vị trí ở các hộ gia đình, văn phòng và các trường đại học, ông vẫn không tin rằng công nghệ này sẽ phát triển rộng rãi và thống trị thị trường di động.

Có thể là quá tự tin khi cho rằng CDMA sẽ thành công hơn Wi-Fi. Bởi vì công nghệ không dây còn một hy vọng lớn khác: truyền dữ liệu băng thông siêu rộng (UWB). Tiến sĩ Jacobs cho rằng UWB không phù hợp với mạng diện rộng và sẽ chủ yếu được dùng để truyền dữ liệu phạm vi nhỏ - như là giữa máy quay video và máy tính cá nhân. Còn trong lĩnh vực điện thoại của tương lai, CDMA mới là chuẩn mực và sẽ không có nhiều đối thủ cạnh tranh.

Bài học lớn nhất rút ra từ câu chuyện về CDMA là những gì ngày hôm nay có thể rất phức tạp, ngày mai lại rất đơn giản - nhờ có sự tiến bộ liên tục của quy luật Moore. Moore là tên người đồng sáng lập ra hãng Intel. Năm 1965 ông đã đưa ra câu nói nổi tiếng về sau trở thành một định luật và kim chỉ nam cho sự phát triển của lĩnh vực máy tính và điện tử. Định luật này cho rằng số lượng bóng bán dẫn trên một chip có thể tăng lên gấp đôi mỗi năm.

Tiến sĩ Jacobs thừa nhận rằng không có nó, điện thoại CDMA sẽ rất đồ sộ, và các trạm trung gian phải rất tốn kém. Với việc Qualcomm đưa thêm nhiều tính năng vào chip CDMA bán cho các hãng sản xuất điện thoại hiện nay, máy cầm tay CDMA2000 mới nhất đã có màn hình màu, nhắn tin bằng hình ảnh, xem phim và tính năng định vị toàn cầu. Những bước tiếp theo sẽ là sản xuất các loại chip khai thác tối đa những tiện ích mà CDMA đem lại, kết hợp với GSM, nhằm cho phép mọi người có thể lang thang khắp quả đất chỉ với một chiếc điện thoại di động.

Phan Khương (theo Economist)