Khái niệm Internet kết nối vạn vật - Internet of Things (IoT) lần đầu được chuyên gia công nghệ Kevin Ashton sử dụng từ năm 1999 để chỉ vật dụng, máy móc trong nhà như Ti vi, tủ lạnh, máy giặt, bếp gas... sẽ được trang bị những công nghệ như Wi-Fi, Bluetooth, cảm biến RFID, NFC... nhằm giúp chúng kết nối với nhau. Đến nay, IoT đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong sinh hoạt và sản xuất công nghiệp và trở thành một thành phần không thể thiếu trong chiến lược phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số của các nước trên thế giới.

Mạng 5G, với băng thông cao và độ trễ thấp, đã trở thành nền tảng quan trọng cho sự phát triển mạnh mẽ của IoT, hỗ trợ các ứng dụng thời gian thực trong nhiều lĩnh vực. Trong khi đó, mạng 6G, dù vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu, được kỳ vọng sẽ mang lại tốc độ và khả năng kết nối vượt trội, mở ra tiềm năng cho các ứng dụng IoT phức tạp hơn, hứa hẹn sẽ đưa IoT lên một tầm cao mới. Thế hệ không dây mới sẽ tích hợp điện toán biên, trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence - AI) và máy học (Machine learning - ML) để tạo ra các hệ thống thông minh hơn, hiệu quả hơn. Những cải tiến này sẽ định nghĩa lại cách các thiết bị IoT giao tiếp, vận hành và phát triển, sẽ cho phép hỗ trợ hàng tỷ thiết bị IoT, từ tủ lạnh thông minh đến xe tự hành, tất cả đều giao tiếp theo thời gian thực với độ trễ tối thiểu.

Tổng quan về IoT

Về bản chất, IoT là sự thu thập, trao đổi, và xử lý dữ liệu tự động và liên tục trong thời gian thực giữa các thiết bị thông minh thông qua kết nối mạng viễn thông. Một hệ thống IoT thường bao gồm 3 thành phần: (1) Thiết bị thông minh (bao gồm phần cứng, cảm biến, công cụ thu thập dữ liệu); (2) Ứng dụng IoT (bao gồm các phần mềm, phần cứng, công nghệ, cơ sở hạ tầng, mô hình dịch vụ sử dụng dữ liệu thu thập được từ thiết bị thông minh và xử lý chúng); (3) Giao diện đồ họa người dùng (để cho phép người dùng tương tác với hệ thống).[1] Trong hệ thống này, thiết bị thông minh đóng vai trò là công cụ thu thập dữ liệu thông qua cảm biến, camera, v.v… Dữ liệu thu thập được sẽ được truyền đến cơ sở vật chất xử lý dữ liệu như đám mây hoặc trung tâm dữ liệu để được xử lý và phân tích thông qua các công nghệ tiên tiến như học máy (machine learning) và trí tuệ nhân tạo (AI). Kết quả phân tích dữ liệu sẽ được truyền tải đến người dùng thông qua giao diện đồ họa, từ đó giúp con người đưa ra quyết định và tạo ra giá trị thực tiễn. Hình bên dưới mô tả tóm lược quy trình này:

Hình. Ví dụ về một hệ thống IoT

Nguồn: Bigelow (2023).[2]

Tính đến nay, IoT đang ngày càng được ứng dụng sâu rộng và có vai trò quan trọng trong mọi mặt của đời sống, từ sinh hoạt hàng ngày và sản xuất công nghiệp, thương mại cho đến quản lý cơ sở hạ tầng đô thị và thậm chí là quân sự. Dựa trên cơ sở quy mô và mức độ gần gũi với người tiêu dùng thông thường, có thể phân loại các giải pháp ứng dụng IoT thông dụng hiện nay thành 5 nhóm như sau:[3]

(1) Thiết bị đeo/mặc thông minh (Smart wearable): Bao gồm các thiết bị cá nhân được gắn cảm biến và tính năng thông minh mà người dùng có thể đeo hoặc mặc trực tiếp lên cơ thể hoặc mang theo trên người một cách thuận tiện. Các thiết bị từ điện thoại thông minh đến vòng tay, kính mắt, đồng hồ thông minh có thể thu thập dữ liệu về chỉ số cơ thể, thói quen sinh hoạt của người sử dụng một cách nhanh chóng, thường xuyên, và chính xác để phục vụ các ứng dụng IoT về sức khỏe, lối sống, và giải trí cá nhân…

(2) Nhà ở thông minh (Smart home): Bao gồm các giải pháp nâng cao chất lượng cuộc sống tại nhà riêng như đồ gia dụng, các hệ thống an toàn và an ninh, hoặc các hệ thống quản lý điều kiện sống trong nhà. Bằng cách xử lý dữ liệu thu thập được từ cảm biến tích hợp trong đồ gia dụng, hệ thống IoT có thể được ứng dụng vào nhiều mục đích như tự động kiểm soát mức độ tiêu thụ điện năng trong nhà, phát hiện sớm nguy cơ cháy nổ hoặc khói độc, điều chỉnh nhiệt độ hoặc độ ẩm, cho phép quản lý an ninh nhà từ xa, hoặc thậm chí là chăm sóc người già, trẻ em, người khuyết tật và những người cần hỗ trợ đặc biệt khác trong sinh hoạt thường ngày;

(3) Thành phố thông minh (Smart city): Là các giải pháp đảm bảo hoạt động trôi chảy cho hệ thống cơ sở hạ tầng đô thị cũng như nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân ở các khu vực đô thị. Các giải pháp này có thể bao gồm xe thông minh hoặc xe tự động, quản lý chất lượng cầu đường, thoát nước, giáo dục, y tế, giao thông, và theo dõi, giám sát an ninh trật tự;

(4) Môi trường thông minh (Smart environment): Là các giải pháp thu thập dữ liệu môi trường để theo dõi và quản lý các yếu tố tài nguyên thiên nhiên và môi trường như chất lượng không khí, nguồn nước, theo dõi và cảnh báo sớm thiên tai, hoặc ứng dụng vào sản xuất nông nghiệp theo hình thức trang trại thông minh; và

(5) Doanh nghiệp thông minh (Smart enterprise): Là các giải pháp nhằm hỗ trợ cho hoạt động của doanh nghiệp, cả trong thương mại, tiêu dùng và trong sản xuất công nghiệp. Các giải pháp này sử dụng cảm biến được tích hợp trong dây chuyền sản xuất, quy trình kinh doanh và trang thiết bị để quản lý cơ sở hạ tầng, vận chuyển và theo dõi hàng hóa, logistics, đảm bảo an toàn trong thi công xây dựng, tiêu thụ năng lượng, và quản lý tài nguyên. 

Nhìn chung, các ứng dụng IoT thường có một số đặc điểm chính nổi bật như sau: Thứ nhất là tính phân tán/phi tập trung, do các thiết bị trong hệ thống IoT thường được tích hợp các tính năng thu thập, xử lý độc lập sao cho không cần phụ thuộc vào một bộ phận điều khiển trung tâm nào. Thứ hai là khả năng kết nối nhanh chóng, vì hệ thống IoT hoạt động dựa trên cơ sở hạ tầng là kết nối mạng tốc độ cao để có thể gửi và nhận dữ liệu hiệu quả giữa các thành phần trong hệ thống. Thứ ba là tính cởi mở và đồng nhất, do hệ thống IoT đòi hỏi phải có nhiều thiết bị đa dạng cùng hoạt động một lúc với nhau nên các nhà sản xuất phải đảm bảo thiết bị của mình có thể tương thích với thiết bị đến từ các nhà sản xuất khác, bằng cách áp dụng các nền tảng công nghệ, tiêu chuẩn chung, cởi mở, linh hoạt, và không bị phụ thuộc vào một nguồn cung duy nhất nào. Thứ tư là khả năng tạo ra và truyền tải dữ liệu trong thời gian thực, do các hệ thống IoT cần phải có thể tự động xử lý các vấn đề phát sinh liên tục trong lúc hoạt động. Cuối cùng là chất lượng và hiệu quả cao do IoT sử dụng yếu tố đầu vào là dữ liệu, phương tiện là các công nghệ mới, và dựa trên mô hình hoạt động được tối ưu hóa nên có thể giúp đạt được cải thiện đáng kể về chất lượng, hiệu năng, chi phí, và mức độ đáng tin cậy trong sinh hoạt và sản xuất.[4]

Tác động của 5G đến sự phát triển các ứng dụng IoT

Trong số các đặc điểm nêu trên, có thể thấy rõ rằng yếu tố công nghệ kết nối viễn thông có đóng vai trò quyết định, và công nghệ mạng di động thế hệ mới 5g sẽ càng góp phần phát huy những đặc điểm đó. Đầu tiên, do có những ưu thế vượt trội so với mạng di động thế hệ trước (4G LTE) nên công nghệ 5G sẽ cải thiện rõ rệt chất lượng hoạt động của các ứng dụng IoT so với hiện nay. Tiếp theo, công nghệ 5G sẽ mở ra nhiều cơ hội và trường hợp ứng dụng IoT mới. Tuy nhiên, công nghệ 5G cũng có thể kéo theo một số rủi ro và thách thức cần được chú ý đến.

Cải thiện chất lượng của ứng dụng IoT hiện tại

Công nghệ mạng 5G vượt trội hơn so với thế hệ mạng viễn thông di động trước đó về tốc độ truyền dữ liệu, mức độ ổn định, quy mô, và hiệu năng hoạt động.[5] Mạng 5G có thể giúp truyền dữ liệu nhanh hơn rất nhiều, với độ trễ chỉ bằng một vài mili giây và tốc độ tải xuống tối đa trên lý thuyết có thể lên đến 10 Gbps, gấp 100 lần tốc độ của mạng 4G là 100 Mbps.[6] Điều này cho phép các thiết bị IoT vừa có thể gửi và nhận dữ liệu nhanh hơn, vừa xử lý và thực hiện tác vụ nhanh hơn dựa trên kết quả phân tích dữ liệu đó, một lợi ích đặc biệt quan trọng trong những ứng dụng IoT như chăm sóc y tế. Công nghệ 5G cũng được thiết kế để phục vụ cùng lúc nhiều thiết bị hơn, với mật độ có thể lên tới 1 triệu thiết bị trên 1 km2, và có thể duy trì kết nối ổn định trong cả những điều kiện khó khăn như thành phố đông dân hoặc khu vực hẻo lánh mà trước đây vốn khó phủ sóng, qua đó đảm bảo thiết bị IoT có thể duy trì hoạt động thường xuyên, lâu dài mà không bị ngắt quãng.[7] Ngoài ra, việc truyền dữ liệu nhanh và hiệu quả hơn cũng giúp giảm thời gian hoạt động và mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị IoT, qua đó nâng cao hiệu quả và làm giảm chi phí và các tác động về môi trường của ứng dụng IoT.

Với tốc độ tiềm năng từ 1-20 Gbps, mạng 5G cho phép giao tiếp và xử lý dữ liệu theo thời gian thực. Các thiết bị IoT có thể hoạt động hiệu quả hơn, mang lại trải nghiệm phong phú hơn và hỗ trợ nhiều ứng dụng hơn, từ thực tế tăng cường nhập vai đến phát trực tuyến video độ nét cao.

Ở Phần Lan, một dự án 5G ban đầu đã tận dụng các khả năng băng rộng di động nâng cao (enhanced mobile broadband – eMBB) để đưa thực tế tăng cường vào một nhà máy gỗ hàng đầu. Với các mô hình ảo của máy móc chế biến được hiển thị trong AR—và theo thời gian thực—nhà máy có thể tăng hiệu quả bảo trì để loại bỏ thời gian chết tốn kém. 

Phát triển ứng dụng IoT với độ trễ cực thấp

Một trong những lợi thế quan trọng nhất của 5G đối với IoT là độ trễ cực thấp hoặc thời gian dữ liệu di chuyển giữa các thiết bị. 5G cung cấp thời gian phản hồi gần như tức thời, khiến nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu tương tác thời gian thực, chẳng hạn như xe tự hành, tự động hóa công nghiệp và phẫu thuật từ xa. Bằng cách giảm thiểu độ trễ, 5G trao quyền cho các thiết bị IoT đưa ra quyết định trong tích tắc, tăng cường tính an toàn, độ tin cậy và hiệu quả.

Ví dụ ở Na Uy, các thử nghiệm trên 5G với phà tự lái đang có những bước tiến hướng tới du lịch biển tự động. Phương tiện phân tích dữ liệu để điều hướng, tránh chướng ngại vật, đồng thời đo khoảng cách đến bến tàu để neo đậu thuyền an toàn.

Tăng cường kết nối đáng tin cậy với số lượng lớn thiết bị

Một tính năng quan trọng khác của 5G là khả năng truyền thông máy số lượng lớn (massive machine type communications mMTC), cho phép các mạng kết nối một số lượng lớn thiết bị cùng một lúc. Điều này đặc biệt tốt cho các triển khai IoT, nơi hàng triệu cảm biến và thiết bị thông minh phải giao tiếp liền mạch, mở ra những khả năng mới cho thông tin chi tiết và tự động hóa dựa trên dữ liệu lớn.

Ví dụ ở Thụy Điển, nơi có hơn hai triệu đồng hồ đo thông minh kết nối trên khắp cả nước và các nhà cung cấp tiện ích có thể tận dụng IoT khổng lồ. Trong khi các đồng hồ đo kết nối với Internet vạn vật băng thông hẹp NB-IoT (Narrowband Internet of Things), sẽ tiếp tục phát triển trong gia đình 5G, ví dụ này cho thấy khả năng của các giải pháp IoT tiết kiệm năng lượng, quy mô lớn, ngay cả ở những nơi khó tiếp cận¹¹.

Tạo ra thêm ứng dụng IoT mới - Thúc đẩy sự đổi mới trong các ngành công nghiệp

Bên cạnh việc cải thiện chất lượng các ứng dụng IoT hiện có, công nghệ 5G sẽ tạo ra cơ hội phát triển thêm nhiều mô hình ứng dụng mới khi những lợi thế mà 5G mang lại – tốc độ, ổn định, và quy mô – được kết hợp với các công nghệ mới như điện toán biên, điện toán đám mây, và học máy/AI. Ví dụ, IBM và Verizon đang nghiên cứu và phát triển các giải pháp IoT công nghiệp như theo dõi, kiểm tra tình trạng cơ sở hạ tầng, máy móc và trang thiết bị ở những khu vực xa xôi hẻo lánh nguy hiểm bằng dữ liệu từ cảm biến tại chỗ, camera, và máy bay không người lái thay vì phải cử con người đến tận nơi, sử dụng AI và tận dụng tốc độ nhanh chóng của mạng 5G để phân tích hình ảnh sản phẩm và phát hiện sai sót, khiếm khuyết ngay từ trên dây chuyền sản xuất, sử dụng AI và công nghệ thực tế tăng cường (augmented reality) để hỗ trợ kỹ thuật viên ngay trong lúc làm việc, quản lý và kiểm soát các cơ sở vật chất lớn như sân vận động, cảng hàng không, v.v…[8]

Ngoài ra, một đặc trưng của công nghệ 5G là kỹ thuật phân chia mạng (network slicing, tức phân chia một hệ thống mạng vật lý thành nhiều “lát cắt” hay mạng ảo riêng biệt, mỗi mạng ảo trong đó được tùy chỉnh về tốc độ, dung lượng sao cho phù hợp nhất có thể với từng mục đích sử dụng cụ thể khác nhau) sẽ cho phép kết hợp đa dạng và tối ưu nhiều ứng dụng IoT khác nhau trên cùng một cơ sở hạ tầng mạng, điều mà với công nghệ 4G thì không thể làm được.[9]

Tác động chuyển đổi của 5G đối với IoT vượt xa các khả năng kỹ thuật. Nó cũng là chất xúc tác cho sự đổi mới và phá vỡ trong các ngành công nghiệp. Ngày nay, chúng ta đang thấy các ví dụ từ chăm sóc sức khỏe đến nông nghiệp và sản xuất. Các giải pháp IoT hỗ trợ 5G thúc đẩy các mô hình kinh doanh mới, nâng cao trải nghiệm của khách hàng và mở ra các nguồn doanh thu mới.

Ở Thụy Điển và Phần Lan, mạng lõi 5G sáng tạo đang cho phép các công ty công nghiệp hàng đầu khám phá các khả năng 5G mới nhất. Ví dụ, hành lang vận tải 5G dành cho xe tự lái sẽ giúp thay đổi tương lai của các dịch vụ vận tải ở Thụy Điển. 

Ở Na Uy, công nghệ phân chia mạng 5G sẽ tách lưu lượng di động khỏi các lưu lượng khác trong mạng 5G quốc gia dành cho Lực lượng vũ trang Na Uy¹¹.

Mang đến rủi ro, thách thức mới?

Tuy nhiên, những tiến bộ và triển vọng mà công nghệ 5G mang lại đối với sự phát triển các ứng dụng IoT cũng đi kèm với khả năng tạo ra một số rủi ro, thách thức mới, cụ thể là trong các lĩnh vực như bảo mật và an toàn thông tin, khả năng hoạt động liên kết giữa các thiết bị và hệ thống, hiệu quả sử dụng so với tiêu thụ năng lượng và chi phí, và các nhu cầu về thể chế, pháp lý phù hợp.[10]

Về an toàn thông tin, khi các mạng lưới IoT ngày càng được mở rộng về quy mô và tốc độ và khi các hoạt động sinh hoạt và sản xuất ngày càng gắn bó và phụ thuộc vào công nghệ, thì các rủi ro về bảo mật, rò rỉ dữ liệu, tấn công từ xa, v.v… cũng sẽ có nhiều khả năng xảy ra hơn và gây ra tác động lớn hơn.

Về khả năng hoạt động liên kết, tuy trên lý thuyết các công nghệ về 5G đã và đang được phát triển dựa trên các tiêu chuẩn mở chung và tương đối đồng bộ để đảm bảo thiết bị từ các nhà sản xuất khác nhau có thể dễ dàng hoạt động tương thích với nhau, song trên thực tế thì các tiêu chuẩn này cần phải được tích cực áp dụng và liên tục phát triển để đảm bảo công nghệ được phổ biến đồng đều, tránh tình trạng áp dụng không cân bằng dẫn đến chênh lệch trình độ giữa các khu vực, đối tượng sử dụng.

Về hiệu quả sử dụng, tuy các công nghệ 5G mới có những cải thiện rõ rệt về hiệu năng tiêu thụ năng lượng và tác động môi trường, song việc chuyển đổi từ công nghệ cũ sang các công nghệ mới này, đặc biệt ở các giai đoạn ban đầu, vẫn có thể gây ra gánh nặng lớn về chi phí và đào tạo, nhất là trong trường hợp đối tượng sử dụng là các doanh nghiệp nhỏ và vừa, công ty khởi nghiệp, hoặc các nước đang phát triển.

Kết luận và triển vọng

Sự phát triển của các ứng dụng IoT trong mạng 5G sẽ ngày càng chuyển sang hệ thống thông minh, tích hợp cao, có khả năng xử lý các tác vụ phức tạp và tương tác trong thời gian thực. Với tốc độ tăng trưởng thị trường mạnh mẽ và tiềm năng từ mạng 5G, các lĩnh vực như y tế, vận tải và nông nghiệp sẽ chứng kiến những đổi mới đáng kể, dù vẫn cần giải quyết các thách thức về an ninh, hiệu quả năng lượng và chuẩn hóa.

Cuối cùng, để đảm bảo việc ứng dụng IoT thực sự hiệu quả và có ích cho phát triển kinh tế - xã hội, các cơ chế, chính sách của nhà nước cần phải được cập nhật, bổ sung kịp thời nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho tổ chức và doanh nghiệp chuyển đổi sang công nghệ mới, đồng thời khắc phục những tác động xã hội tiêu cực có thể phát sinh khi những cải tiến về công nghệ và tăng cường tự động hóa trong sản xuất công nghiệp dẫn đến việc lực lượng lao động con người ngày càng có nguy cơ bị thay thế.

Đặng Thị Hoa, Lê Hoàng Giang

Ban Tổng hợp và Hợp tác Quốc tế.

[1] AWS (2024). Tlđd.

[2] Bigelow, S. J. (2023). Ultimate IoT implementation guide for businesses. TechTarget. https://www.techtarget.com/iotagenda/Ultimate-IoT-implementation-guide-for-businesses; 31.

[3] Dựa theo khảo sát thực trạng ứng dụng IoT của các tổ chức và doanh nghiệp trên thị trường trong Perera, C., Liu, C. H., & Jayawardena, S. (2015). “The Emerging Internet of Things Marketplace From an Industrial Perspective: A Survey”. IEEE Transactions on Emerging Topics in Computing, 3(4), 585–598. https://doi.org/10.1109/TETC.2015.2390034. Ngoài ra, một nghiên cứu khác dựa trên phương pháp khảo sát và tổng hợp các nghiên cứu khoa học về chủ đề ứng dụng IoT cũng đưa ra cách phân loại gần như tương tự. Asghari, P., Rahmani, A. M., & Javadi, H. H. S. (2019). “Internet of Things applications: A systematic review”. Computer Networks, 148, 241–261. https://doi.org/10.1016/j.comnet.2018.12.008.

[4] Rahmani, A. M., Bayramov, S., & Kiani Kalejahi, B. (2022). “Internet of Things Applications: Opportunities and Threats”. Wireless Personal Communications, 122(1), 451–476. https://doi.org/10.1007/s11277-021-08907-0.

[5] Qualcomm (2025). “Everything you need to know about 5G”. Qualcomm. https://www.qualcomm.com/5g/what-is-5g; Nexus (2024). “How Does 5G Technology Enhance the Internet of Things?”. Nexusgroup. https://www.nexusgroup.com/how-does-5g-technology-enhance-the-internet-of-things-nexus-group/.

[6] GSMA (2024). 5G-Advanced: Shaping the future of operator services. GSMA White Paper. https://www.editionmultimedia.fr/wp-content/uploads/2024/04/GSMA-5G-Advanced-Shaping-the-Future-of-Operator-Services_February-2024.pdf.

[7] Apte, P. (2025). “5G device density and the industries it will impact”. Verizon Business. https://www.verizon.com/business/resources/articles/s/5G-device-density-and-the-industries-it-will-impact/.

[8] Vaish, R., & Matthews, S. (2025). “5G Will Accelerate a New Wave of IoT Applications”. IBM Newsroom. https://newsroom.ibm.com/5G-accelerate-IOT.

[9] Lekshmi, S. (2024). “Network Slicing for IoT: Tailoring Connectivity for Different Applications”. Calsoft. https://www.calsoftinc.com/blogs/network-slicing-for-iot-tailoring-connectivity-for-different-applications.html.

[10] Xem thêm Rahmani et al. (2022). Tlđd., 471-473; Nguyen et al. (2022). Tlđd.

[11] Telia Company (2024): Real-World Examples of How 5G Is Reshaping IoT

https://www.iotforall.com/real-world-examples-of-how-5g-is-reshaping-iot