Lịch sử phát triển của các chuẩn Wi-Fi
Các chuẩn Wi-Fi đều do Viện các Kỹ sư Điện và Điện tử (IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers) nghiên cứu và phát triển từ năm 1997 và phát hành phiên bản đầu tiên vào năm 1999.
- Chuẩn Wi-Fi IEEE 802.11b: Chuẩn Wi-Fi đầu tiên này được phát hành vào năm 1999, sử dụng tần số trong băng tần 2,4 GHz, cho tốc độ tối đa 11 Mbps;
- Chuẩn Wi-Fi IEEE 802.11a: Chuẩn Wi-Fi này cũng được phát hành trong năm 1999 nhưng sử dụng tần số trong băng tần 5 GHz và cho tốc độ tối đa đạt 54 Mbps(*);
- Chuẩn Wi-Fi IEEE 802.11g: Đến năm 2003, IEEE tiếp tục phát hành chuẩn 802.11g ở băng tần 2,4 GHz nhưng cho tốc độ tối đa lên tới 54 Mbps;
- Chuẩn Wi-Fi IEEE 802.11n: Năm 2009, IEEE cho ra đời chuẩn Wi-Fi tiếp theo mang tên 802.11n, với chuẩn mới này cho phép hoạt động ở trong cả 2 băng tần 2,4 GHz và 5 GHz với tốc độ tối đa cao gấp hơn 10 lần chuẩn trước đó (600 Mbps);
- Chuẩn Wi-Fi IEEE 802.11ac: Năm 2013, nhằm cung cấp cho người dùng những trải nghiệm tốc độ cao hơn IEEE tiếp tục cho ra đời chuẩn 802.11ac hoạt động trong băng tần 5 GHz và cho tốc độ tối đa lên tới 3 Gbps.
Trong bối cảnh băng tần Wi-Fi hiện tại đang bị tắc nghẽn và các chip định tuyến đang vật lộn để truyền một lượng dữ liệu khổng lồ nhằm đáp ứng nhu cầu của người dùng, việc ra đời một chuẩn vô tuyến mới là điều ai cũng muốn. Tiếp theo các chuẩn Wi-Fi hiện có, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu và phát triển một chuẩn Wi-Fi mới, Wi-Fi 6 với nhiều ưu điểm tuyệt vời. Vậy Wi-Fi 6 là gì và điều gì làm cho nó khác với các tiêu chuẩn Wi-Fi cũ?
Wi-Fi 6 là gì?
Đối với các chuẩn Wi-Fi trước đây, người ta sử dụng các số và chữ cái đầu để đặt tên cho các chuẩn như 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n và 802.11ac, tuy nhiên đến chuẩn tiếp theo này người ta đột nhiên sử dụng một chữ số đơn giản là Wi-Fi 6 nhằm tạo ra sự thân thiện với người dùng hơn và cũng nhằm mục đích cho người dùng biết đây là thế hệ thứ 6 của chuẩn Wi-Fi. Thế hệ mạng vô tuyến mới này vẫn là một phần của giao thức IEEE 802.11 tương thích Ethernet, do đó, nó còn được gọi là 802.11ax.
Về mặt lý thuyết, Wi-Fi 6 (802.11ax) có thể sử dụng dải tần từ 1 GHz đến 6 GHz với tổng băng thông lên tới 1 GHz, lớn hơn nhiều so với chuẩn 802.11n (hoạt động trong băng tần 2,4 GHz) với băng thông chỉ 20 MHz và chuẩn 802.11ac (hoạt động trong băng tần 5 GHz) với băng thông tăng thêm một ít. Nhờ vậy, chuẩn Wi-Fi 6 sẽ mở rộng đáng kể khả năng truyền dữ liệu và sử dụng nó hiệu quả hơn so với phổ tần hiện có. Đồng thời, chuẩn mới này sẽ giúp giảm thiểu can nhiễu với các dịch vụ đang hoạt động. Giáo sư Maziar Nekovee từ Đại học Sussex cho biết: “Hiện tại, Ủy ban Truyền thông liên bang Hoa Kỳ (FCC) đã cấp phép băng tần 6 GHz và với băng tần này, bạn có thể hoạt động ở băng thông 120 MHz. Theo lý thuyết thì khi tăng gấp đôi băng thông, tốc độ truyền tải dữ liệu theo đó cũng sẽ được cải thiện đáng kể”.
Các bộ định tuyến Wi-Fi 6 sử dụng một số công nghệ mới được thiết kế để cung cấp thông lượng về mặt lý thuyết gần 10 Gbps, so với tốc độ tối đa khoảng 3 Gbps cho chuẩn 802.11ac. Các thông số kỹ thuật trong Wi-Fi 6 cho phép tận dụng các tần số vô tuyến chưa sử dụng trước đây trong băng tần 2,4 GHz và 5 GHz để cung cấp tốc độ nhanh hơn, dung lượng lớn hơn và hiệu suất năng lượng được cải thiện tốt hơn so với các chuẩn Wi-Fi trước đó, đồng thời nó sử dụng quản lý băng thông được tinh chỉnh để cung cấp các tùy chọn Chất lượng dịch vụ (QoS) nâng cao.
Tuy nhiên, trong nhiều năm sử dụng thiết bị kết nối mạng, khi người dùng rời xa bộ định tuyến, tốc độ truyền có thể giảm xuống khá nhanh. Đây vốn là hiệu ứng vật lý dễ hiểu khi một nguồn sóng vô tuyến hoặc nguồn sáng phát ra theo mọi hướng, nếu người dùng đứng xa gấp đôi khoảng cách ban đầu, cường độ sóng sẽ giảm đi bốn lần. Tuy nhiên, WiFi 6 có một số thủ thuật để cải thiện vấn đề này và nhiều cách trong số đó là hướng tới một thế hệ mạng di động mới, đó là 5G. Giáo sư Maziar Nekovee giải thích thêm: “Hai công nghệ này có rất nhiều điểm chung và học hỏi lẫn nhau. Ưu điểm của mạng 5G cho phép một lượng đầu vào/đầu ra khổng lồ, vì vậy tại các trạm phát sóng, người ta có thể đặt tới 64 ăng ten cho mạng 5G. Với Wi-Fi 6, nó sẽ có 8 ăng ten cho phép hỗ trợ nhiều người dùng đồng thời hoặc cung cấp tất cả các luồng cho một số lượng nhỏ người dùng”.
Ngoài ra, chúng ta còn có một giải pháp khác gọi là đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao (OFDMA – Orthogonal Frequency Division Multiple Access), cho phép bạn chia mỗi kênh Wi-Fi thành các kênh con. Đây vốn là một tính năng có sẵn trên Wi-Fi 5, nhưng trong khi nó chỉ cho phép 52 kênh con trên mỗi băng thông 20 MHz, Wi-Fi 6 cung cấp tới 234 kênh con. Điều này cho phép Wi-Fi 6 phân chia hiệu quả băng thông giữa nhiều người dùng và kích hoạt trở lại các kênh không sử dụng nhanh hơn cho người dùng nếu họ kết nối.
Bên cạnh đó, việc sử dụng kỹ thuật OFDMA cho phép tối đa 30 khách hàng chia sẻ một kênh cùng một lúc, do đó cải thiện hiệu quả bằng cách tăng công suất tổng thể trong khi giảm độ trễ mạng. Với đặc tính này sẽ cho phép người dùng trong gia đình sử dụng đồng thời các thiết bị như máy tính xách tay, điện thoại, nhà thông minh và các thiết bị phát trực tuyến mà không bị ảnh hưởng bởi mạng.
Wi-Fi 6 cũng sử dụng tính năng Target Wake Time (TWT), tạm dịch là “thời gian đánh thức mục tiêu”, cho phép các thiết bị xác định khi nào chúng sẽ được đánh thức để bắt đầu gửi và nhận dữ liệu. Điều này giúp kéo dài tuổi thọ của các thiết bị di động như điện thoại thông minh và máy tính bảng, cũng như các thiết bị nhà thông minh chạy bằng pin như camera an ninh và chuông cửa video.
Một vấn đề khác cũng đang được nghiên cứu là khả năng “xuyên tường” của sóng Wi-Fi. Theo vật lý cơ bản, khi tần số càng cao thì bước sóng càng nhỏ. Các loại sóng có bước sóng nhỏ thường dễ dàng bị hấp thụ bởi các phân tử bề mặt hơn bước sóng trong dải VHF. Đây là lý do tại sao đối với thông tin vô tuyến liên lạc tầm xa, tần số thấp là lựa chọn hợp lý và điều này cũng giải thích cho việc tại sao ăng ten của mạng 5G thường có xu hướng đặt gần nhau hơn so với ăng ten của mạng 4G.
Các kết quả thử nghiệm thực tế đều cho thấy, trong hầu hết các trường hợp, chuẩn Wi-Fi 6 cung cấp hiệu suất tăng đáng kể so với các chuẩn Wi-Fi trước đó, đặc biệt là ở cự ly gần. Tuy nhiên, người dùng cần phải sử dụng các thiết bị tương thích với Wi-Fi 6 để tận dụng hiệu suất cao đó.
Hiện tại, Wi-Fi 6 vẫn còn trong giai đoạn non trẻ và khi các nhà cung cấp bộ định tuyến và PC phát hành các chipset và linh kiện cải tiến và điều chỉnh trình điều khiển của họ, lúc đó người dùng sẽ được trải nghiệm mạng Wi-Fi tốc độ nhanh hơn với hiệu suất mạng tốt hơn nhiều.
Khi Wi-Fi và 5G xích lại gần nhau hơn, thật dễ dàng để tưởng tượng ra một tương lai khi chỉ có duy nhất một tiêu chuẩn truyền dữ liệu mà bạn không phải lo lắng về việc chuyển đổi giữa chúng. Chuẩn Wi-Fi 6 đã có thể hoạt động ổn định với đủ băng thông để cung cấp cho một hộ gia đình tiêu chuẩn, ngay cả khi cần nhiều nghiên cứu hơn để giúp cải thiện tốc độ và sự ổn định của nó so với mạng có dây. Nhưng đối với nhiều người trong chúng ta, khi Wi-Fi 6 vẫn còn là một cái gì đó xa lạ, Wi-Fi 7 đã được các nhà nghiên cứu xúc tiến và sẽ được triển khai trong tương lai gần.
(*) Vì 802.11b được sử dụng rộng rãi quá nhanh so với 802.11a, nên một số người cho rằng 802.11a được tạo sau 802.11b. Tuy nhiên trong thực tế, 802.11a và 802.11b được tạo một cách đồng thời.
Tài liệu tham khảo:
https://www.pcmag.com/news/how-fast-is-wi-fi-6
https://electrodealpro.com/wifi-6-the-new-generation-of-wireless-network/
https://quantrimang.com/cac-chuan-wireless-802-11b-802-11a-802-11g-va-802-11n-47723