Tìm hiểu một số thông tin cơ bản về 802.11ac, chuẩn Wi-Fi thế hệ thứ năm

byVi-et Spaces 0 Nhận xét
WiFi_5G_80211ac
Trong khoảng một năm trở lại đây chúng ta được nghe nhắc nhiều đến chuẩn Wi-Fi 802.11ac, hay còn gọi là Wi-Fi thế hệ thứ năm. Nó là chuẩn mạng không dây đang ngày càng xuất hiện nhiều hơn trên các router, máy tính và tất nhiên là cả các thiết bị di động như smartphone. So với Wi-Fi 802.11n đang được dùng phổ biến hiện nay, chuẩn 802.11ac mang lại tốc độ nhanh hơn. Nhưng đó liệu có phải là tất cả? Mời các bạn xem qua bài viết này.

IEEE 802.11ac là gì?

Các chuẩn mạng Wi-Fi mà chúng ta sử dụng hiện nay đều thuộc bộ tiêu chuẩn IEEE 802.11 đi kèm một hoặc nhiều chữ cái phía sau. IEEE là chữ viết tắt cho Institute of Electrical and Electronics Engineers, tạm dịch là Hiệp hội các kĩ sư Điện và Điện Tử, cơ quan có trách nhiệm phê chuẩn cấu hình cũng như thúc đẩy sự phát triển của Wi-Fi. Từ năm 1999 đến nay, các chuẩn mạng Wi-Fi được sử dụng rộng rãi bao gồm:

  • (1997) 802.11: Wi-Fi thế hệ thứ nhất, có thể mang lại tốc độ 1Mb/s và 2Mb/s, sử dụng băng tần 2,4GHz của sóng radio hoặc hồng ngoại.

  • (1999) 802.11b: Wi-Fi thế hệ thứ hai, có khả năng mang lại tốc độ 11Mb/s ở băng tần 2.4 GHz trên sóng radio.

  • (1999) 802.11A: Wi-Fi thế hệ thứ ba, tuy nhiên nó lại ra mắt cùng thời điểm với 802.11b. chuẩn A mang lại tốc độ truyền tải nhanh hơn, lên đến 54Mb/s vì sử dụng băng tần 5GHz nhưng lại bị hạn chế về tầm phủ sóng so với 802.11b.

  • (2003) 802.11g: Wi-Fi thế hệ thứ ba, tốc độ truyền tải 54Mb/s và sử dụng băng tần 2,4GHz. Đây là chuẩn mạng vẫn còn xuất hiện ở nhiều thiết bị đến tận ngày hôm nay.

  • (2009) 802.11n: Wi-Fi thế hệ thứ tư, tốc độ tối đa 600Mb/s (trên thị trường phổ biến có các thiết bị 150Mb/s, 300Mb/s và 450Mb/s). Chuẩn này có thể hoạt động trên cả hai băng tần 2,4GHz lẫn 5GHz và nếu router hỗ trợ thì hai băng tần này có thể cùng được phát sóng song song nhau.

  • (201x) 802.11ac: tốc độ tối đa hiện là 1730Mb/s (sẽ còn tăng tiếp) và chỉ chạy ở băng tần 5GHz. Một số mức tốc độ thấp hơn (ứng với số luồng truyền dữ liệu thấp hơn) bao gồm 450Mb/s và 900Mb/s. Hiện chuẩn này chưa được phê duyệt chính thức nhưng điều đó sẽ sớm xảy ra mà thôi, có thể là ngay trong năm 2013 này.


WiFi_timeline

Theo Cisco, hiện chúng ta đang ở giai đoạn Wave 1 của Wi-Fi 802.11ac, sau đó sẽ có thêm Wave 2 và thậm chí là Wave 3. Bạn hãy nhìn biểu đồ bên dưới, màu đỏ là tốc độ tối thiểu, màu xanh dương là tốc độ phổ biến. Đường màu đen ghi chữ Product Max là tốc độ tối đa chúng ta có thể thấy trên các sản phẩm thương mại, còn đường STD Max là tốc độ cao nhất có thể đạt được theo cấu hình lý thuyết.
Wi-Fi_ac_wave

Về mặt lý thuyết, Wi-Fi 802.11ac sẽ cho tốc độ cao gấp ba lần so với Wi-Fi 802.11n ở cùng số luồng (stream) truyền, ví dụ khi dùng ăng-ten 1x1 thì Wi-Fi ac cho tốc độ 450Mb/s, trong khi Wi-Fi n chỉ là 150Mb/s. Còn nếu tăng lên ăng-ten 3x3 với ba luồng, Wi-Fi ac có thể cung cấp 1300Mb/s, trong khi Wi-Fi n chỉ là 450Mb/s. Tuy nhiên, những con số nói trên chỉ là tốc độ tối đa trên lý thuyết, còn trong đời thực thì tốc độ này sẽ giảm xuống tùy theo thiết bị thu phát, môi trường, vật cản, nhiễu tín hiệu...
Xem video Buffalo trình diễn mạng 802.11ac tại CES 2012

[youtube https://www.youtube.com/watch?v=pKfhdTcdGSI?wmode=opaque]

Ngoài tốc độ ra, 802.11ac còn có điểm gì mới?

1. Băng thông kênh truyền rộng hơn: Băng thông rộng hơn giúp việc truyền dữ liệu giữa hai thiết bị được nhanh hơn. Trên băng tần 5GHz, Wi-Fi 802.11ac hỗ trợ các kênh với độ rộng băng thông 20MHz, 40MHz, 80MHz và tùy chọn 160MHz. Trong khi đó, 802.11n chỉ hỗ trợ kênh 20MHz và 40MHz mà thôi. Như đã nói ở trên, kênh 80MHz thì tất nhiên chứa được nhiều dữ liệu hơn là kênh 40MHz rồi.
Bang_thong

2. Nhiều luồng dữ liệu hơn: Spatial stream là một luồng dữ liệu được truyền đi bằng công nghệ đa ăng-ten MIMO. Nó cho phép một thiết bị có thể phát đi cùng lúc nhiều tín hiệu bằng cách sử dụng nhiều hơn 1 ăng-ten. 802.11n có thể đảm đương tối đa 4 spatial stream, còn với Wi-Fi 802.11ac thì con số này được đẩy lên đến 8 luồng. Tương ứng với đó sẽ là 8 ăng-ten, còn gắn trong hay ngoài thì tùy nhà sản xuất nhưng thường họ sẽ chọn giải pháp gắn trong để đảm bảo tính thẩm mỹ.

3. Hỗ trợ Multi user-MIMO: Ở Wi-Fi 802.11n, một thiết bị có thể truyền nhiều spatial stream nhưng chỉ nhắm đến 1 địa chỉ duy nhất. Điều này có nghĩa là chỉ một thiết bị (hoặc một người dùng) có thể nhận dữ liệu ở một thời điểm. Người ta gọi đây là single-user MIMO (SU-MIMO). Còn với chuẩn 802.11ac, một kĩ thuật mới được bổ sung vào với tên gọi multi-user MIMO. Nó cho phép một access point sử dụng nhiều ăng-ten để truyền tín hiệu đến nhiều thiết bị (hoặc nhiều người dùng) cùng lúc và trên cùng một băng tần. Các thiết bị nhận sẽ không phải chờ đợi đến lượt mình như SU-MIMO, từ đó độ trễ sẽ được giảm xuống đáng kể.
MU_MIMO

Tuy nhiên, Multi user-MIMO là một kĩ thuật khó và ở thời điểm hiện tại, nó sẽ không có mặt trên các access point và router Wi-Fi 802.11ac. Phải đến đợt thứ hai (wave 2) thì ..-MIMO mới có mặt, nhưng sự hiện diện cũng sẽ rất hạn chế.

Thêm một số thông tin cho bạn về ăng-ten MIMO. Ăng-ten phát được kí hiệu là Tx, và ăng-ten thu là Rx. Trên một số thiết bị mạng như router, card mạng, chip Wi-Fi, bạn sẽ thấy những con số như 2x2, 2x3, 3x3 thì số đầu tiên trước dấu nhân là ăng-ten phát (Tx), còn phía sau là ăng-ten thu (Rx). Ví dụ, thiết bị 2x2 là có 2 ăng-ten thu và 2 ăng-ten phát.

4. Beamforimg: Wi-Fi là một mạng đa hướng, tức tín hiệu từ router phát ra sẽ tỏa ra khắp mọi hướng. Tuy nhiên, các thiết bị 802.11ac có thể sử dụng một công nghệ dùng để định hướng tín hiệu truyền nhận gọi là beamforming (dịch ra thì chữ này có nghĩa là "tạo ra một chùm tín hiệu"). Router sẽ có khả năng xác định vị trí của thiết bị nhận, ví dụ như laptop, smartphone, tablet, để rồi tập trung đẩy năng lượng tín hiệu lên mức mạnh hơn hướng về phía thiết bị đó. Mục đích của beamforming đó là giảm nhiễu
Beam_Forming

Mặc dù sóng Wi-Fi vẫn tỏa ra khắp mọi hướng, tuy nhiên với công nghệ beamforming thì chùm tín hiệu có thể được định hướng tốt hơn đến một thiết bị xác định trong vùng phủ sóng

Theo giải thích của Cisco, thực chất bất kì trạm phát Wi-Fi nào có nhiều ăng-ten đều có thể beamform, tuy nhiên Wi-Fi 802.11ac dùng kĩ thuật gọi là "sounding" để giúp router xác định vị trí của thiết bị nhận một cách chính xác hơn.

5. Tầm phủ sóng rộng hơn

Biểu đồ bên dưới do Netgear cung cấp, theo đó chúng ta có thể thấy rằng với cùng 3 ăng-ten, router dùng chuẩn 802.11ac sẽ cho tầm phủ sóng rộng đến 90 mét, trong khi router xài mạng 802.11n có tầm phủ sóng chỉ khoảng 80 mét là tối đa. Tốc độ của mạng 802.11ac ở từng mức khoảng cách cũng nhanh hơn 802.11n, biểu thị bằng vùng màu xanh dương luôn nằm cao hơn vùng màu xanh lá. Với những nhà, văn phòng rộng, chúng ta có thể giảm số lượng repeater cần dùng để khuếch đại và lặp tín hiệu, tiết kiệm được kha khá chi phí.
5g-wifi-speed-and-coverage-vs-11n

Router Wi-Fi 802.11ac sẽ tương thích ngược với các chuẩn cũ

Hiện nay, hầu hết các router Wi-Fi trên thị trường có hỗ trợ chuẩn 802.11ac sẽ hỗ trợ thêm các chuẩn cũ, bao gồm b/g/n. Chúng cũng sẽ có hai băng tần 2,4GHz lẫn 5GHz. Đối với những router có khả năng chạy hai băng tần cùng lúc (bạn sẽ thấy quảng cáo có chữ simultaneous), băng tần 2,4GHz sẽ được sử dụng để phát Wi-Fi n, còn 5GHz sẽ dùng để phát Wi-Fi ac.

Cũng chính vì khả năng phát song song như trên mà tốc độ tối đa do nhà sản xuất quảng cáo sẽ là phép cộng của tốc độ tối đa trên dải 2,4GHz và 5GHz. Ví dụ, router RT-AC66U của Asus có "max speed" là 1,75Gbps, bao gồm 1,3Gbps cho chuẩn ac ở băng tần 5GHz và 450Mbps cho chuẩn n ở băng tần 2,4GHz.

Ứng dụng của Wi-Fi 802.11ac

Ồ, hiểu rồi, Wi-Fi 802.11ac nhanh hơn, mạnh hơn đó, vậy thì nó giúp gì được cho chúng ta? Trước hết, với tốc độ truyền tải nhanh hơn, chúng ta sẽ có tốc độ kết nối Internet nhanh hơn. Hãy thử tưởng tượng nhà bạn có được một đường kết nối mạng lên đến 1Gbps (như Google Fiber ở Mỹ chẳng hạn), nếu chỉ sử dụng router Wi-Fi 802.11n thì bạn chỉ có tốc độ tối đa là 450Mb/s (nếu hai băng tần thì lên 900Mb/s là hết mức), chưa tận dụng được hết tốc độ mà nhà cung cấp đưa cho chúng ta. Còn nếu trong nhà bạn có một chiếc router 802.11ac thì bạn có thể tận dụng tốt nhất đường truyền mạng này bởi tốc độ tối đa có thể đạt mức 1,3Gbps lận.

Tất nhiên, ở Việt Nam chúng ta thì cơ sở hạ tầng mạng chưa phát triển được đến mức như thế, một gói cước cáp quang cho hộ gia đình cũng chỉ mới đạt khoảng 10Mbps là nhanh nên Wi-Fi 802.11n cũng đủ chơi rồi. Trong môi trường doanh nghiệp với cáp quang tốc độ siêu cao thì may ra Wi-Fi 802.11ac mới tỏ ra hữu ích.

Ngoài ra, Wi-Fi 802.11ac còn có thể được áp dụng để truyền dữ liệu giữa các thiết bị trong một mạng nội bộ hoặc mạng gia đình với tốc độ cao hơn hiện nay. Một ứng dụng dễ thấy nhất là để stream video Full-HD. Trong một đợt trình diễn, hãng Netgear có thể sử dụng router 802.11ac của họ để truyền 4 bộ phim Full-HD cùng lúc đến bốn chiếc HDTV khác nhau, điều không thể làm được với Wi-Fi n hiện nay. Nó cũng sẽ giúp quá trình sao chép dữ liệu giữa máy tính, smartphone, tablet với ổ cứng mạng cũng như giữa các thiết bị với nhau được nhanh chóng hơn (về lý thuyết là chỉ tốn 1/3 thời gian so với chuẩn 802.11n). Và thời thời gian chờ đợi ngắn hơn kéo theo thời lượng pin sẽ dài hơn bởi năng lượng tiêu thị ít hơn.

Một số thiết bị hiện có trên thị trường hỗ trợ cho 802.11ac

Vậy còn các chữ khác của Wi-Fi 802.11 như thế nào?

Chúng ta đã thấy a, b, g, n, ac được dùng trong tên gọi của các chuẩn mạng không dây, tuy nhiên điều đó không có nghĩa là các chữ cái khác bị bỏ qua. Chúng ta có c, d, e, f, h, k, u, v, w, y, thậm chí là aa, ad, ae, mc, aj... Mỗi một chữ như thế sẽ ứng với mạng dùng cho các mục đích khác nhau, ví dụ như 802.11c dùng trong quá trình bắt cầu mạng, 802.11y bao gồm băng tần 3650–3700 MHz xài ở Mỹ, còn 802.11aj dùng cho mạng của quân đội Trung Quốc. Một số trong số đó là phần bổ sung (amendment) cho một chuẩn hiện có, ví dụ như 802.11e là mở rộng của 802.11.

 
Tags

Post a Comment

Đăng nhận xét

Mới hơn Cũ hơn