5G trong bối cảnh phát triển bền vững: Lợi ích và tác động

Trong bối cảnh thế giới đang đối mặt với những thách thức ngày càng lớn về môi trường và xã hội, phát triển bền vững trở thành mục tiêu trọng tâm của nhiều quốc gia và tổ chức toàn cầu. Mạng 5G với tiềm năng kết nối hàng tỷ thiết bị và dữ liệu trong thời gian thực, được kỳ vọng sẽ không chỉ cải thiện các khía cạnh kinh tế và xã hội mà còn là giải pháp quan trọng để đối phó với các thách thức về môi trường Đồng thời, đây còn là yếu tố quan trọng giúp hiện thực hóa các mục tiêu phát triển bền vững (SDGs). 

Mạng 5G là gì?

Mạng 5G (viết tắt của "5th Generation" – thế hệ thứ 5) là thế hệ mạng di động tiếp theo sau 4G, cung cấp tốc độ kết nối nhanh hơn và độ trễ thấp hơn đáng kể. 5G không chỉ là một bước tiến về tốc độ truyền dữ liệu mà còn mở ra một kỷ nguyên mới cho các công nghệ tiên tiến như trí tuệ nhân tạo (AI), Internet vạn vật (IoT) và thực tế ảo (VR), nhờ khả năng kết nối đồng thời nhiều thiết bị và thời gian phản hồi nhanh hơn.

So với 4G, 5G mang lại nhiều cải tiến vượt trội. Nếu như 4G tập trung vào việc cải thiện tốc độ truyền dữ liệu và nâng cao chất lượng dịch vụ di động, 5G hướng tới việc cải thiện độ trễ thấp hơn (xuống chỉ còn 1 mili giây), tăng số lượng thiết bị có thể kết nối (hỗ trợ lên tới 1 triệu thiết bị trên mỗi km²) và tối ưu hóa hiệu quả năng lượng. 3G và 4G là các công nghệ chủ yếu dành cho kết nối dữ liệu di động, nhưng 5G mở ra nhiều tiềm năng mới, giúp tăng tốc độ và tính ổn định cho các ứng dụng phức tạp như điều khiển từ xa trong công nghiệp hay chăm sóc sức khỏe từ xa.

Bảng so sánh mạng 4G và mạng 5G

Công nghệ 5G đóng vai trò then chốt trong việc thúc đẩy phát triển bền vững nói chung và xu hướng chuyển đổi kép nói riêng. Với khả năng kết nối nhanh chóng và độ trễ thấp, 5G trở thành nền tảng vững chắc cho các công nghệ tiên tiến như IoT, AI và dữ liệu lớn, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và quản lý tài nguyên. Qua đó, giúp các doanh nghiệp/tổ chức tăng cường hiệu quả hoạt động kinh doanh, làm giảm lãng phí và phát thải. Các nhà máy thông minh, hệ thống logistics và năng lượng tái tạo đều có thể tận dụng 5G để giảm tiêu thụ năng lượng và phát triển các mô hình kinh doanh bền vững hơn.

Theo báo cáo từ Ericsson, ngành Công nghệ thông tin và truyền thông (ICT) hiện đóng góp 1,4% vào tổng lượng khí thải nhà kính toàn cầu. Tuy nhiên, ICT có tiềm năng giúp các lĩnh vực khác cắt giảm 15% lượng khí thải vào năm 2030. Khi tính đến sự phát triển của 5G, con số này có thể tăng lên tới 20%, nhờ khả năng tối ưu hóa quy trình và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong nhiều ngành công nghiệp.

5G là thế hệ mạng di động tiếp theo của 4G có tốc độ truyền tải nhanh và độ trễ thấp

Tác động của 5G đến phát triển bền vững

Kinh tế

5G mang lại sự tăng tốc trong phát triển công nghệ và cải thiện hiệu suất hoạt động của các ngành công nghiệp, nhờ khả năng kết nối nhanh và độ trễ thấp. Điều này dẫn đến sự gia tăng các ngành công nghiệp sử dụng công nghệ cao, chẳng hạn như sản xuất thông minh, nông nghiệp thông minh và thành phố thông minh, đòi hỏi công nghệ 5G để hỗ trợ quản lý dữ liệu lớn và điều khiển từ xa.

Theo dự báo đến năm 2030, 5G có thể đóng góp thêm 1,3 nghìn tỷ USD vào GDP toàn cầu. Các ngành công nghiệp lớn như sản xuất, dịch vụ tài chính và dịch vụ công đang chuyển đổi mạnh mẽ để tích hợp 5G vào quy trình sản xuất và dịch vụ của mình. Tuy nhiên, sự triển khai 5G vẫn gặp nhiều thách thức do chi phí đầu tư cơ sở hạ tầng cao và sự chênh lệch về tốc độ triển khai giữa các quốc gia phát triển và đang phát triển.

Để tối ưu hóa tác động kinh tế của 5G, chính phủ và doanh nghiệp đã hợp tác để xây dựng cơ sở hạ tầng hỗ trợ 5G, đồng thời cung cấp các ưu đãi cho việc triển khai công nghệ này. Là một trong những quốc gia đi đầu trong việc phát triển 5G, Hàn Quốc đã đầu tư 26 tỷ USD để phát triển hạ tầng 5G vào năm 2022, giúp nâng cao năng suất và tạo ra hàng triệu việc làm mới trong các ngành công nghệ cao.

Xã hội

Sự phát triển của 5G không chỉ hỗ trợ các hoạt động kinh tế mà còn cải thiện chất lượng cuộc sống của con người thông qua việc tạo ra các dịch vụ kết nối thông minh, đặc biệt trong giáo dục và y tế. Các dịch vụ này giúp thu hẹp khoảng cách số giữa các khu vực và đảm bảo mọi người có thể tiếp cận các dịch vụ quan trọng.

Hiện nay, nhiều quốc gia đang tích cực triển khai 5G để giải quyết các vấn đề xã hội. Trong đó, Trung Quốc đã kết nối hơn 1,1 triệu trạm 5G vào cuối năm 2021, cung cấp dịch vụ y tế và giáo dục từ xa cho những khu vực khó tiếp cận. Hay Việt Nam, hiện đã được triển khai thử nghiệm với khoảng 500 trạm tại 63 tỉnh và thành phố. Tuy nhiên, không phải tất cả các nước đều có khả năng tiếp cận công nghệ 5G, điều này làm gia tăng khoảng cách số giữa các quốc gia phát triển và các quốc gia kém phát triển, khiến việc tiếp cận dịch vụ giáo dục, y tế trở nên khó khăn ở các khu vực nghèo. Các chương trình hợp tác quốc tế và chính sách hỗ trợ từ các chính phủ đang được triển khai để thúc đẩy sự phát triển 5G đồng đều hơn.

Môi trường

Công nghệ 5G hứa hẹn giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường nhờ vào việc tối ưu hóa hiệu suất năng lượng trong các ngành công nghiệp và hỗ trợ phát triển các giải pháp công nghệ xanh. Theo nghiên cứu của STL Partners, các trạm phát sóng 5G tiêu tốn chỉ khoảng 15% năng lượng so với trạm 4G để truyền cùng một lượng dữ liệu. Điều này cho thấy rằng, đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang 5G có thể giúp giảm đến 0,5 tỷ tấn CO2 toàn cầu vào năm 2030. Tương đương với việc giảm gần 80% lượng khí thải carbon, công nghệ 5G không chỉ mang lại lợi ích cho môi trường mà còn giúp doanh nghiệp cắt giảm chi phí vận hành gần 1/3 nhờ vào hiệu suất năng lượng vượt trội. 

Mạng 5G được đánh giá là có thể làm giảm 80% lượng khí thải Carbon

Lợi ích của việc ứng dụng 5G

Green 5G - 5G xanh là việc triển khai và vận hành mạng 5G tập trung vào hiệu quả năng lượng và tính bền vững. Dưới đây là một số khía cạnh kỹ thuật chính:

Hiệu quả năng lượng trong mạng 5G

Hiệu quả năng lượng là một yếu tố quan trọng trong sự phát triển và triển khai của mạng 5G. So với các thế hệ mạng trước, 5G được thiết kế để tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng, giúp giảm tiêu thụ điện năng trên mỗi bit dữ liệu được truyền tải. Điều này không chỉ giúp các nhà cung cấp dịch vụ mạng giảm chi phí vận hành mà còn góp phần giảm lượng khí thải carbon, đóng góp vào mục tiêu phát triển bền vững. Một số nghiên cứu cho thấy 5G có thể tiêu thụ ít hơn 90% năng lượng cho mỗi đơn vị dữ liệu so với 4G.

Các nhà cung cấp thiết bị mạng như Nokia và Huawei đang phát triển các công nghệ trạm gốc tiết kiệm năng lượng, sử dụng thuật toán quản lý năng lượng tiên tiến để tự động điều chỉnh mức tiêu thụ điện dựa trên nhu cầu sử dụng dữ liệu theo thời gian thực. Những cải tiến này giúp giảm đáng kể lượng điện năng tiêu thụ trong giờ thấp điểm, góp phần tạo ra mạng lưới viễn thông hiệu quả hơn về năng lượng.

Ảo hóa mạng và điện toán biên

Ảo hóa mạng (Network Function Virtualization - NFV) và điện toán biên (Edge Computing) là hai yếu tố then chốt trong việc triển khai 5G, giúp nâng cao tính linh hoạt và khả năng mở rộng của mạng. Ảo hóa mạng cho phép tách biệt các chức năng mạng phần mềm khỏi phần cứng, giúp các nhà cung cấp dịch vụ mạng có thể triển khai và quản lý các ứng dụng nhanh chóng và linh hoạt hơn. Điều này giúp giảm chi phí vận hành và tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên, đồng thời cho phép triển khai các dịch vụ mới mà không cần đầu tư quá lớn vào cơ sở hạ tầng vật lý.

Điện toán biên giúp đẩy mạnh khả năng xử lý dữ liệu tại các địa điểm gần với người dùng cuối, giảm độ trễ và cải thiện trải nghiệm người dùng. Bằng cách di chuyển một phần xử lý dữ liệu từ trung tâm đám mây ra biên mạng, các ứng dụng yêu cầu phản hồi nhanh như xe tự lái, thực tế ảo (VR) và trò chơi trực tuyến có thể hoạt động mượt mà hơn. Việc kết hợp ảo hóa mạng và điện toán biên sẽ giúp mạng 5G trở nên hiệu quả và linh hoạt hơn, đặc biệt khi hỗ trợ các ứng dụng thời gian thực.

Trí tuệ nhân tạo và học máy

Trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy (Machine Learning) đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hoạt động của mạng 5G, đặc biệt trong việc quản lý tài nguyên mạng và dự đoán nhu cầu sử dụng. AI có thể giúp phân tích khối lượng dữ liệu khổng lồ được tạo ra bởi các thiết bị kết nối trên mạng 5G, từ đó dự đoán lưu lượng và điều chỉnh tài nguyên mạng theo thời gian thực, giúp giảm thiểu tình trạng tắc nghẽn và cải thiện chất lượng dịch vụ. Điều này cũng giúp mạng 5G trở nên tự động hóa hơn, giảm bớt sự can thiệp của con người trong quá trình quản lý và vận hành.

Ngoài ra, AI và học máy cũng được ứng dụng trong việc bảo mật mạng 5G, với khả năng phát hiện và ngăn chặn các cuộc tấn công mạng dựa trên việc phân tích hành vi. Hệ thống bảo mật thông minh có thể nhận diện các mối đe dọa tiềm ẩn và phản hồi ngay lập tức, bảo vệ dữ liệu người dùng và duy trì sự ổn định của mạng lưới.

Tích hợp với năng lượng tái tạo

Mạng 5G có tiềm năng kết hợp hiệu quả với năng lượng tái tạo, góp phần vào phát triển bền vững và giảm thiểu tác động môi trường. Khi các trạm phát sóng và trung tâm dữ liệu tiêu thụ năng lượng từ các nguồn tái tạo như năng lượng mặt trời và gió, lượng phát thải carbon của ngành viễn thông có thể giảm đáng kể. Các dự án thử nghiệm tại một số quốc gia phát triển đã tích hợp các trạm 5G với hệ thống năng lượng mặt trời, giúp giảm sự phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch và giảm chi phí vận hành trong dài hạn.

Ngoài ra, sự kết hợp giữa 5G và năng lượng tái tạo còn hỗ trợ việc phát triển hệ thống quản lý năng lượng thông minh. Với khả năng kết nối thời gian thực của 5G, các hệ thống điện mặt trời hoặc gió có thể được quản lý và điều khiển một cách hiệu quả hơn, giúp tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và giảm lãng phí trong quá trình sản xuất và tiêu thụ điện.

Cơ sở hạ tầng bền vững

Việc triển khai cơ sở hạ tầng bền vững cho 5G là một yếu tố quan trọng trong chiến lược phát triển dài hạn của ngành viễn thông. Các nhà cung cấp dịch vụ đang nỗ lực thiết kế và xây dựng các trạm phát sóng 5G với mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn, sử dụng vật liệu tái chế và thân thiện với môi trường trong quá trình xây dựng. Điều này không chỉ giảm chi phí vận hành mà còn giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường, giúp các doanh nghiệp viễn thông đáp ứng các tiêu chuẩn về phát triển bền vững và bảo vệ môi trường.

Ngoài ra, các chính phủ và tổ chức quốc tế cũng đang thúc đẩy các chính sách và quy định để khuyến khích phát triển cơ sở hạ tầng bền vững cho 5G. Chẳng hạn, Liên minh Châu Âu đã đưa ra các hướng dẫn về phát triển cơ sở hạ tầng 5G thân thiện với môi trường, yêu cầu các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông tuân thủ các tiêu chuẩn khắt khe về tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường trong quá trình triển khai mạng lưới.

5G mang đến những lợi ích tích cực trong quá trình phát triển bền vững

Thách thức trong việc triển khai 5G

1. Tăng lưu lượng dữ liệu
2. Chi phí đầu tư và cơ sở hạ tầng
3. Tiếp cận và ứng dụng công nghệ

Tăng lưu lượng dữ liệu

Một trong những thách thức lớn nhất của việc triển khai 5G là việc quản lý và xử lý khối lượng dữ liệu khổng lồ mà mạng này tạo ra. Với tốc độ kết nối nhanh và độ trễ thấp, 5G cho phép nhiều thiết bị kết nối đồng thời hơn, từ các thiết bị cá nhân như điện thoại, máy tính, đến các cảm biến và hệ thống điều khiển trong các nhà máy thông minh hay thành phố thông minh. Điều này tạo ra nhu cầu lớn về băng thông, cơ sở hạ tầng lưu trữ và quản lý dữ liệu một cách hiệu quả.

Các nhà cung cấp dịch vụ mạng đang phải đối mặt với việc xây dựng các trung tâm dữ liệu và cơ sở hạ tầng phù hợp để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về lưu trữ và phân tích dữ liệu theo thời gian thực. Theo dự báo, thế giới sẽ lưu trữ 200 Zettabyte vào năm 2025, gấp nhiều lần so với thời điểm hiện tại. Điều này đòi hỏi các giải pháp quản lý dữ liệu hiệu quả hơn, đồng thời yêu cầu các mạng 5G phải có khả năng mở rộng để đối phó với sự bùng nổ về lưu lượng.

Chi phí đầu tư và cơ sở hạ tầng

Chi phí đầu tư để triển khai 5G là một trong những rào cản lớn đối với nhiều quốc gia và doanh nghiệp. Xây dựng cơ sở hạ tầng mạng 5G đòi hỏi các khoản đầu tư lớn vào việc nâng cấp hoặc xây dựng mới các trạm gốc, cáp quang và các công nghệ liên quan. Các thành phần như ăng-ten nhỏ (small cells) và trạm thu phát sóng (base stations) cần được lắp đặt dày đặc để đảm bảo chất lượng kết nối và tốc độ 5G, đặc biệt ở các thành phố lớn với mật độ dân cư cao. Tại Hoa Kỳ, bốn công ty viễn thông lớn nhất là AT&T, Verizon Communications, T-Mobile US và DISH Network đã chi gần 100 tỷ USD trong hai năm để tham gia vào các cuộc đấu giá phổ tần 5G, cho thấy sự quyết tâm và nỗ lực đầu tư của họ vào công nghệ này.

Hiện nay, nhiều nhà mạng và chính phủ đang nỗ lực tìm kiếm các giải pháp để giảm chi phí triển khai 5G. Tuy nhiên, theo ước tính của McKinsey, việc triển khai đầy đủ mạng 5G trên toàn cầu có thể tốn đến 1 nghìn tỷ USD từ năm 2020 đến 2030. Các quốc gia phát triển đã tiến xa trong quá trình này nhưng ở các quốc gia đang phát triển, chi phí đầu tư cao vẫn là trở ngại chính, làm chậm quá trình áp dụng công nghệ này trên diện rộng.

Tiếp cận và ứng dụng công nghệ

Mặc dù 5G đã được triển khai ở các thành phố lớn trên thế giới, nhưng ở các khu vực nông thôn và các quốc gia có thu nhập thấp, việc tiếp cận 5G còn rất hạn chế. Sự chênh lệch này gây ra khoảng cách lớn về khả năng truy cập các dịch vụ công nghệ cao như chăm sóc y tế từ xa, giáo dục số và các dịch vụ giao thông thông minh.

Các quốc gia đang phát triển và các khu vực xa xôi thường không có đủ cơ sở hạ tầng viễn thông cần thiết hoặc không đủ nguồn lực tài chính để triển khai 5G. Điều này khiến việc ứng dụng công nghệ 5G trong các lĩnh vực như nông nghiệp thông minh hay y tế từ xa gặp khó khăn. Giải pháp có thể là các chương trình hợp tác công tư (PPP) để giảm bớt gánh nặng tài chính và triển khai công nghệ đồng đều hơn, nhưng điều này đòi hỏi sự nỗ lực lớn từ cả khu vực công và tư nhân để thu hẹp khoảng cách số trong tương lai.

Khả năng tiếp cận và ứng dụng 5G còn hạn chế ở nhiều quốc gia và doanh nghiệp

Các lĩnh vực ứng dụng 5G

1. Vận tải
2. Sức khỏe
3. Sản xuất
4. Một số lĩnh vực khác

Vận tải

5G đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện hệ thống giao thông vận tải nhờ khả năng kết nối cao và tốc độ truyền dữ liệu cực nhanh. Trong vận tải đường bộ, 5G hỗ trợ phát triển xe tự lái với khả năng xử lý thông tin trong thời gian thực, giúp tăng tính an toàn và giảm thiểu tai nạn. Các phương tiện có thể giao tiếp với nhau và với hạ tầng giao thông, tạo ra mạng lưới giao thông thông minh, tự động điều chỉnh lộ trình để tránh ùn tắc và tăng hiệu suất.

Ngoài ra, 5G còn cải thiện quản lý giao thông đường sắt, hàng không và hàng hải. Các hệ thống giám sát và điều hành vận tải sử dụng công nghệ 5G có thể nhanh chóng phản hồi trước các tình huống khẩn cấp, đảm bảo tính an toàn cao hơn và tối ưu hóa hoạt động vận hành. Sự phát triển của các cảng thông minh, sân bay thông minh và hệ thống quản lý kho bãi cũng sẽ tăng cường nhờ ứng dụng 5G.

Sức khỏe

Công nghệ 5G đã và đang mang đến sự thay đổi đột phá trong ngành y tế, đặc biệt là trong việc cải thiện các dịch vụ chăm sóc sức khỏe từ xa. Với băng thông lớn và độ trễ thấp, 5G cho phép thực hiện các cuộc phẫu thuật từ xa, nơi các bác sĩ có thể điều khiển robot phẫu thuật ở một địa điểm khác, mang đến khả năng tiếp cận các dịch vụ y tế tiên tiến cho những vùng xa xôi. Các dịch vụ chăm sóc từ xa và giám sát sức khỏe bệnh nhân cũng trở nên chính xác và hiệu quả hơn, giúp bác sĩ theo dõi tình trạng của bệnh nhân theo thời gian thực.

5G cũng góp phần cải thiện hệ thống y tế thông minh, nơi các thiết bị y tế được kết nối với nhau và chia sẻ thông tin qua mạng lưới, tạo ra các phòng khám và bệnh viện thông minh. Điều này cho phép tối ưu hóa quy trình điều trị và quản lý bệnh nhân, giảm thiểu lỗi y tế và cải thiện hiệu suất hoạt động của các cơ sở y tế.

Sản xuất

Trong lĩnh vực sản xuất, 5G mở ra cơ hội lớn để phát triển các nhà máy thông minh. Với khả năng kết nối tốc độ cao và độ tin cậy cao, các thiết bị máy móc trong nhà máy có thể giao tiếp với nhau một cách mượt mà, giúp quản lý sản xuất chính xác và hiệu quả hơn. 5G hỗ trợ tự động hóa toàn bộ quá trình sản xuất từ việc quản lý kho hàng, vận chuyển cho đến kiểm soát chất lượng, từ đó tối ưu hóa năng suất và giảm chi phí.

Ngoài ra, việc áp dụng 5G trong sản xuất còn cho phép giám sát và bảo trì từ xa thông qua các hệ thống cảm biến tiên tiến. Điều này giúp phát hiện sự cố nhanh chóng và giảm thời gian ngừng hoạt động của máy móc, cải thiện độ tin cậy của quá trình sản xuất. Việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) và Internet vạn vật (IoT) trong nhà máy cũng được nâng cao nhờ 5G, tạo nên môi trường sản xuất linh hoạt và sáng tạo.

Một số lĩnh vực khác

Bên cạnh vận tải, sức khỏe và sản xuất, 5G còn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác như giáo dục, nông nghiệp, truyền thông,.... Trong giáo dục, 5G hỗ trợ học tập từ xa với chất lượng cao hơn, cho phép trải nghiệm học trực tuyến qua thực tế ảo (VR) và thực tế tăng cường (AR). Học sinh và giáo viên có thể tương tác với nhau và với môi trường học tập một cách sinh động hơn, mang đến sự đổi mới trong phương pháp giáo dục.

Trong nông nghiệp, 5G giúp tăng cường quản lý nông trại thông minh, khi các thiết bị cảm biến có thể đo đạc độ ẩm, nhiệt độ và các yếu tố khác của môi trường nông nghiệp theo thời gian thực, giúp tối ưu hóa sản xuất nông nghiệp và giảm thiểu lãng phí. Đối với truyền thông và giải trí, 5G mang đến trải nghiệm người dùng cao cấp hơn với tốc độ tải video nhanh, chất lượng hình ảnh 4K và 8K, cũng như phát triển các ứng dụng VR và AR độc đáo.

5G được ứng dụng hiệu quả trong nhiều lĩnh vực khác nhau như y tế, vận tải, sản xuất,...

Sự xuất hiện của 5G mang đến nhiều cơ hội để đẩy nhanh quá trình chuyển đổi sang một nền kinh tế xanh và bền vững. Bằng việc hỗ trợ các giải pháp năng lượng hiệu quả, tự động hóa và quản lý thông minh, 5G đang giúp giảm thiểu sự phụ thuộc vào tài nguyên thiên nhiên và năng lượng hóa thạch. Đồng thời, sự phát triển của các hệ thống mạng 5G thân thiện với môi trường và khả năng tích hợp với năng lượng tái tạo cũng là một bước tiến lớn trong hành trình hướng tới sự bền vững toàn cầu.