IEEE 802.11ac Chuẩn Wifi Thế Hệ Thứ 5 Có Gì đặc Biệt? - Blog SNT

IEEE 802.11ac là gì

IEEE 802.11ac là một chuẩn mạng wifi thuộc bộ tiêu chuẩn IEEE 802.11, các chữ cái phía sau giúp phân biệt các chuẩn trong bộ này. IEEE là viết tắt của Institute of Electrical and Electronics Engineers, tạm dịch là Hiệp hội các kĩ sư Điện và Điện tử, cơ quan chịu trách nhiệm đánh giá, công nhận, phát triển các chuẩn, trong đó có các chuẩn wifi mà chúng ta đang sử dụng.

Các chuẩn mạng Wi-Fi được sử dụng rộng rãi bao gồm:

• (1997) 802.11: Wi-Fi thế hệ đầu tiên, có thể mang lại tốc độ 1Mb/s và 2Mb/s, sử dụng kênh 2,4GHz.
• (1999) 802.11b: Wi-Fi thế hệ thứ hai, có khả năng mang lại tốc độ 11Mb/s ở kênh 2.4 GHz.
• (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 kênh 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 kênh 2,4GHz.
• (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 kênh 2,4GHz lẫn 5GHz và nếu router hỗ trợ thì hai kênh này có thể cùng được phát sóng song song nhau.
• (2013) 802.11ac: tốc độ tối đa hiện là 1730Mb/s (sẽ còn tăng tiếp) và chỉ chạy ở băng tần 5GHz.

Đôi khi còn được gọi là 802.11ac wave 1 và 802.11ac wave 2, đó là vì chuẩn 802.11ac còn đang trong quá trình phát triển, wave 1 chỉ luồng sản phẩm đầu tiên ứng dụng chuẩn 802.11ac ra đời với băng thông hoạt động chủ yếu là 80MHz, tốc độ tùy thuộc số spatial streams (SS) mà thiết bị hỗ trợ (433Mbps (1SS), 867Mbps (2SS), 1300Mbps (3SS)). Luồng sản phẩm thứ 2 có thể đạt tới 3.46Gbps (băng thông 160MHz, 4SS). Tuy nhiên các sản phẩm cao cấp hiện tại chỉ đạt tới băng thông 80MHz với 4SS.

Các đặc điểm nổi bật của của chuẩn 802.11ac

Băng thông rộng hơn

Có thể đạt đến 160MHz, băng thông lớn tăng tốc độ truyền nhận nhưng giảm số kênh truyền (4 giảm còn 2 theo tiêu chuẩn châu Âu), có nghĩa là 1 người dùng sẽ nhận được tốc độ tải lên/ tải xuống cao hơn, nhưng số người dùng mà AP phục vụ sẽ giảm.

Nhiều luồng dữ liệu (Spatial Stream) hơn

Cơ bản về Spatial Streams: Có thể gọi đó là một luồng dữ liệu được gửi và nhận bằng sóng radio, bên nhận có khả năng tái tạo dữ liệu ấy bằng phương thức toán học. Với Mutil In Mutil Out, các Spatial Streams này truyền trên cùng một kênh truyền (Cùng băng tần). Vấn đề truyền nhiều luồng dữ liệu trên cùng một băng tần mà không lo lắng về nhiễu được giải quyết bởi việc bên phát (hoặc cả thu) có nhiều anten vật lý, từ đó sóng truyền từ 2 hay nhiều anten phát có thể phân biệt được bằng sự khác biệt về pha. Bằng kĩ thuật xử lý số tín hiệu bên thu có thể tái tạo lại dữ liệu. Spatial stream giúp tăng tốc độ truyền dữ liệu, hiện nay wave 2 hỗ trợ lên đến 4SS cho tốc độ x4 so với 1SS (Không sử dụng spatial stream).

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.

Về mặt kĩ thuật, các AP có nhiều anten, các anten này tập hợp thành một mảng anten, với kĩ thuật gọi là phased antenna array. Kĩ thuật này điều khiển sự phân bố công suất tín hiệu trong không gian, tức là Spatial Stream nhắm đến Client #1 sẽ có cường độ tín hiệu mạnh nhất tại vị trí của Client #1.

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 công nghệ dùng để định hướng tín hiệu truyền nhận gọi là beamforming (dịch nôm na thì 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 cũng như hỗ trợ MU-MIMO

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 dùng 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.

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.

Ứng dụng của Wi-Fi 802.11ac

Đầu tiên, với tốc độ truyền tải nhanh hơn, chúng ta sẽ có tốc độ kết nối Internet nhanh hơn. Nếu 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.

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

Ngoài ra, Wifi 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 Wifi 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.

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.

Nguồn: Tinh Tế, Cisco, Wikipedia, networkcomputing,