Căn bản hệ thống mạng không dây – Xu hướng của tương lai

Với sự phát triển mạnh mẽ của các thiết bị không dây ngày nay, chúng ta không thể bỏ qua những kiến thức liên quan đến hệ thống mạng không dây. Tuy rằng hệ thống mạng dây đã và sẽ luôn đóng một vai trò hết sức quan trọng trong thế giới hiện đại, trong phạm vi vài chục hoặc vài trăm mét vuông của một hộ gia đình hay một công ty nhỏ, việc triển khai một hệ thống mạng LAN hoàn toàn “wireless” (không dây) không hẳn là quá khó khăn, lại giúp bớt đi được một đống dây rợ lằng nhằng trong nhà giúp việc sử dụng và di chuyển các thiết bị thuận tiện hơn. Trở ngại lớn nhất, ngoài chi phí của các thiết bị mạng không dây, là việc người dùng cần nắm vững các khái niệm mạng cơ bản nếu như muốn thực sự điều khiển được toàn bộ hoạt động của hệ thống đó theo ý mình. Trong bài viết lần này, hãy cùng tìm hiểu tiếp về những khái niệm thiết yếu của hệ thống mạng không dây cỡ nhỏ.

I. Sơ lược về các loại mạng không dây

Cũng tương tự với hệ thống mạng dây, cách phân chia cơ bản nhất của các hệ thống mạng không dây là theo phạm vi phủ sóng. Dĩ nhiên khi thiết lập mạng không dây trong phạm vi gia đình hoặc công ty cỡ nhỏ, chúng ta sẽ chủ yếu làm việc với mạng WLAN (Wireless Local Area Network hay Wireless LAN), tuy nhiên một vài hiểu biết về các phạm vi khác sau đây cũng không hẳn là thừa.

WPAN - Wireless Personal Area Network: Khi làm việc với mạng dây, khái niệm PAN – Personal Area Network chủ yếu được dùng để chỉ các kết nối trực tiếp bằng cáp (USB, Firewire) đến một máy cá nhân của người dùng, ví dụ như khi các thiết bị máy in, máy photo hay PDA được đấu nối trực tiếp với PC của bạn không thông qua thiết bị mạng. Do các cổng kết nối trên một máy tính thường rất hạn chế, và cách kết nối trực tiếp kiểu này chủ yếu nhắm tới việc phục vụ 1 người dùng nên khi kết nối bằng dây khó có thể gọi các kết nối PAN là một “hệ thống mạng” thực sự. Thường thì người dùng cũng không cần chú ý tới điều này, miễn sao khi nối cáp vào 2 thiết bị nhận ra nhau là được. Nhưng khi chuyển sang không dây, câu chuyện lại hơi khác một chút và chúng ta cần chú ý đến việc phân biệt được các kết nối WPAN để tránh mất thời gian tìm lỗi không đúng chỗ. Hai dạng WPAN phổ biến nhất là Bluetooth và hồng ngoại (Infrared Data Association – IrDA) tạo ra một kênh giao tiếp trực tiếp giữa hai thiết bị, không qua các thiết bị mạng trung gian – giống như khi ta nối cáp trực tiếp từ máy in vào PC vậy. Vì vậy các sự cố xảy ra trên các kết nối này không liên quan gì tới các thiết bị quản lý hệ thống WLAN như wireless repeater, access point cả.

 

                ·        WMANS: Wireless Metropolitan Area Networks – Hệ thống mạng đô thi không dây                  ·        WWANS: Wireless Wide Area Networks – Hệ thống mạng diện rộng không dây

Mỗi chủng loại trên hoàn toàn tương ứng với các hệ thống mạng MAN, WAN tương ứng, khác biệt duy nhất là việc không sử dụng dây dẫn. Việc triển khai WMAN - mạng không dây phạm vi đô thị phụ thuộc nhiều vào chính sách của thành phố, còn WWAN lại phụ thuộc chủ yếu vào nguồn lực của các công ty viễn thông và ISP như Viettel, VinaPhone, MobiFone. Là người dùng cuối, nhiều người nghĩ chúng ta chỉ cần chú ý vào việc tối ưu hệ thống WLAN. Tuy nhiên để tâm theo dõi tình hình triển khai mạng không dây công cộng của các thành phố và tình trạng hệ thống 3G, 4G trong nước cũng là việc cần làm. Xét cho cùng, với các bước tiến của công nghệ hiện nay, ngày mà chúng ta loại bỏ được hầu hết các cáp mạng cho nhu cầu bình dân trong phạm vi cỡ thành phố cũng không hẳn còn quá xa nữa. Biết đâu sẽ có lúc bạn chỉ cần mua router Wifi về, bắt sóng từ các trạm của ISP và nhập vào tài khoản thuê bao mạng mà ISP cấp cho là ngay lập tức đã có thể thiết lập kết nối Internet?

II. Các công nghệ kết nối không dây thường gặp trong WLAN

Việc phân loại mạng theo phạm vi địa phía trên thực chất không có nhiều ứng dụng trong thực tiễn, nhưng lại là những khái niệm cơ bản cần được nắm rõ trước khi bắt đầu tìm hiểu về các công nghệ truyền dẫn không dây. Xét cho cùng, tuy chúng ta chỉ làm việc với hệ thống WLAN nhưng trong tương lai khi các công nghệ kết nối xuất hiện ngày càng nhiều, nắm được xem mỗi công nghệ hoạt động trong phạm vi nào là việc cần làm đầu tiên trước khi tìm đến các chi tiết khác.

Về cơ bản, các kết nối không dây được thiết lập bằng sóng điện từ. Tùy theo mục đích hoạt động mà các dạng kết nối khác nhau sẽ sử dụng các dải tần số khác nhau, đồng thời các thiết bị sử dụng kết nối đó sẽ giao tiếp theo các phương pháp (giao thức) khác nhau. Trong phần lớn trường hợp, dữ liệu được truyền đi do các thiết bị tham gia mạng không dây phát sóng ra mọi hướng xung quanh (broadcast) chứ không được định hướng bằng dây dẫn. Cũng đồng nghĩa với việc những thiết bị không phải của người nhận cũng có thể tiếp cận các sóng có chứa dữ liệu của bạn, nhưng nhờ vào các phương pháp định danh (xác định địa chỉ gửi-nhận) và bảo mật của từng giao thức mạng nên thường thì chỉ người nhận mới có thể mở dữ liệu bạn gửi đi. Ví dụ gần gũi nhất chính là sóng điện thoại di động, tuy các trạm thu phát sóng di động truyền dữ liệu trên một phạm vi rất lớn, nhưng khi có cuộc gọi đến số máy của bạn thì chỉ có máy bạn đổ chuông còn các máy xung quanh sẽ không phản ứng.

Tuy vậy, cũng có một số công nghệ phát sóng theo dạng  “có hướng” chứ không hoàn toàn “vô hướng” , hơn nữa như đã nói các phương pháp định danh và bảo mật của từng công nghệ là khác nhau. Kết hợp một số vấn đề khác như giới hạn số lượng thiết bị, độ ổn định, khoảng cách hoạt động ..v.v. mà mỗi công nghệ sẽ có những ưu/nhược riêng của mình.

1. Wifi

Công nghệ kết nối đầu tiên cần nhắc đến hiển nhiên là Wifi – công nghệ kết nối không dây phổ biến nhất hiện nay. Cũng vì tính phổ biến của dạng kết nối này mà cái tên Wifi thường bị lạm dụng để chỉ kết nối không dây nói chung. Hơn nữa, nhiều tài liệu trích dẫn một slogan quảng cáo cũ của hiệp hội Wifi (Wifi Alliance – hiệp hội sở hữu và quản lý công nghệ này) là "The Standard for Wireless Fidelity" và cho rằng Wifi là viết tắt của Wireless Fidelity. Tuy nhiên các thành viên chính thức của hiệp hội luôn nhấn mạnh với báo chí rằng đây là một cái tên riêng, không phải để chỉ chung các kết nối không dây, lại càng không phải một từ viết tắt.

Lý do mà kết nối Wifi được ưa chuộng như vậy đơn giản là vì khả năng hoạt động hiệu quả trong phạm vi vài chục đến vài trăm mét của các mạng WLAN – tâm điểm chú ý của bài viết lần này nói riêng cũng như các hộ gia đình, trường học, công ty cỡ nhỏ nói chung. Việc thiết lập kết nối Wifi – như chúng ta đều biết – cũng rất dễ dàng và không đòi hỏi nhiều kiến thức chuyên môn, vì thế đây được coi là giải pháp tối ưu cho người dùng cuối. Về mặt tốc độ, công nghệ Wifi ngày càng được cải thiện để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng. Được hiệp hội Wifi xây dựng dựa trên bộ giao thức IEEE 802.11, chúng ta có thể  thấy sự tiến bộ của công nghệ này theo từng năm tháng trong bảng sau đây:

 

Các chuẩn mới nhất như AC hay AD hiện nay vẫn đang được hoàn thiện và thử nghiệm, tuy nhiên trên lý thuyết tốc độ và tầm phủ sóng của chuẩn N hiện nay cũng đã khá đủ cho các nhu cầu thường nhật. Việc nhiều thiết bị hiện nay hỗ trợ băng tần kép (phát sóng bằng cả 2 dải tần 2.4GHz và 5GHz cùng lúc với băng thông chia nhỏ) cũng giúp tăng tính ổn định và phân phối tốc độ một cách hiệu quả.

Ngoài những ưu điểm về tính tiện dụng, linh hoạt, kết nối Wifi cũng có những nhược điểm riêng của mình. Như đã nói, phương pháp truyền tín hiệu broadcast trong các công nghệ không dây đòi hỏi phải có các biện pháp bảo mật phù hợp đi kèm để tránh thất thoát thông tin. Phương pháp mã hóa WEP - Wired Equivalent Privacy hiện đã quá cũ kĩ, quá dễ bị giải mã và phần lớn các hãng sản xuất cũng như trang tin công nghệ luôn khuyến cáo người dùng không nên sử dụng phương pháp này. Các công nghệ WPA, WPA2 mới hơn có nhiều biến thể khác nhau để phục vụ nhu cầu gia đình hoặc doanh nghiệp, nhưng nói chung là hiện vẫn đủ bảo mật cho các nhu cầu thường ngày.

Một nhược điểm nữa cần nhắc tới là việc sử dụng dải tần 2.4GHz khiến sóng Wifi dễ bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như sóng Bluetooth, máy bàn không dây, lò vi sóng và vô số thiết bị điện khác trong nhà. Tuy dải 5GHz phần nào giúp khắc phục điều này nhưng do sự phổ biến của Wifi, cũng không thể bỏ qua khả năng sóng Wifi của các nhà liền kề sẽ ảnh hưởng lẫn nhau. Tuy phần lớn các thiết bị đời mới có khả năng phát hiện các trùng lặp trong việc truyền sóng và điều chỉnh cho phù hợp, nhưng nếu muốn bạn cũng có thể sử dụng một số ứng dụng như Wifi Analyzer trên Android để tự điều chỉnh kênh sóng trong nhà nhằm đạt hiệu năng tốt nhất.

 

So sánh điểm khác biệt giữa wifi 2.4 GHz và 5 GHz

Wifi 2.4 GHz và 5 GHz đều là băng tần, một phần của mạng wifi, giống như các kênh phát sóng phát sóng khác nhau của tivi nhưng phát chung một chương trình. Trong đó, wifi 2.4Ghz là sóng vô tuyến không dây sử dụng băng tần 2.4 GHz. Nói cách khác, đây là một kênh của wifi có dải tần sóng phát tín hiệu 2.4 GHz. Wifi 5 GHz là sóng vô tuyến không dây sử dụng băng tần 5 GHz hay là một kênh của wifi có dải tần sóng phát tín hiệu 5 GHz.

Wifi băng tần kép là thiết bị hỗ trợ cả hai loại băng tần là 2.4 GHz và 5 GHz. Hai băng tần wifi 2.4 GHz và 5 GHz có thể hoạt động trên hai tần số sóng khác nhau nên không gây nhiễu cho nhau. Wifi băng tần kép bao gồm nhiều thiết bị có kết nối wifi hiện nay như modem, router, PC/ laptop, smart TV, các thiết bị di động thông minh (tablet, smartphone, smartwatch), card mạng (không dây)…

Hiện nay, có 2 loại thiết bị định tuyến wifi (router wifi) băng tần kép là selectable dual-band và simultaneous dual-band. Trong đó, selectable dual-band chỉ phát sóng được 1 trong 2 băng tần là 2.4 GHz hoặc 5 GHz. Trong khi đó, loại simultaneous dual-band có khả năng phát sóng được cả hai băng tần cùng một lúc.

Về cơ bản, wifi 2.4 GHz và 5 GHz có sự khác biệt về tốc độ/ băng thông, phạm vi phủ sóng, khả năng xuyên nhiễu, khả năng tắc nghẽn và giá bán.

Tốc độ/ băng thông

Tần số càng cao thì dữ liệu được truyền trong không khí càng nhanh. Ở điều kiện lý tưởng, tốc độ mạng của wifi 2.4 GHz chỉ khoảng 450 – 600 Mbps, tùy thuộc vào loại router sử dụng. Trong khi đó, tốc độ mạng của wifi 5GHz có thể lên đến 1300 Mbps. Vì thế, nếu sử dụng wifi 5 GHz, bạn sẽ truy cập các trang web, download, tải file, chơi game online, xem phim trực tuyến… nhanh hơn.

Phạm vi phủ sóng

Theo nguyên lý truyền sóng vô tuyến, tần số tỉ lệ thuận với độ suy hao theo khoảng cách. Do đó, wifi 5 GHz hoạt động ở tần số cao nên độ suy hao tín hiệu cao và phạm vi kết nối hẹp hơn wifi 2.4 GHz. Trong điều kiện không có vật cản, router wifi tần số 2.4 GHz có thể phủ sóng tới 46 m trong nhà và 92 m ngoài trời. Tuy nhiên, router wifi tần số 5 GHz chỉ có thể phủ sóng tới 15 m trong nhà và 30 m ngoài trời.

Đặc biệt, wifi 2.4 GHz có bước sóng dài nên dễ xuyên qua tường và các vật thể rắn, phù hợp với nơi có phạm vi rộng hoặc nhiều vật cản. Ngược lại, wifi 5 GHz có bước sóng ngắn nên khó xuyên qua tường và các vật thể rắn, phù hợp với nơi có phạm vi hẹp, ít vật cản.

Khả năng xuyên nhiễu

Wifi 2.4 GHz thường bị nhiễu mạng do ảnh hưởng sóng điện từ của các thiết bị điện tử khác như lò vi sóng, loa bluetooth, tai nghe bluetooth, camera giám sát, thiết bị băng tần ISM... Trái lại, wifi 5 GHz không bị ảnh hưởng bởi sóng của các thiết bị điện tử này. Vì thế, khi sử dụng wifi 5 GHz, bạn sẽ có tốc độ mạng ổn định hơn.

Khả năng tắc nghẽn

Wifi 5 GHz hoạt động ở băng tần rộng hơn wifi 2.4 GHz. Nếu có nhiều thiết bị truy cập mạng thì wifi 2.4 GHz dễ xảy ra hiện tượng tắc nghẽn, ngắt kết nối đột ngột và tốc độ kết nối chậm hơn hơn. Còn khi bạn sử dụng wifi 5 GHz thì hiện tượng tắc nghẽn ít xảy ra, mạng có tính ổn định cao, kết nối nhanh và hoạt động trơn tru.

Bên cạnh đó, nếu như wifi 5 GHz có 23 kênh khả dụng thì wifi 2.4 Ghz chỉ có 11 kênh khả dụng. Những kênh này giúp cho các thiết bị trong cùng một khu vực có thể truyền tín hiệu trên các kênh khác nhau. Trường hợp quá nhiều thiết bị hoạt động trên cùng một kênh sẽ xảy ra hiện tượng nhiễu sóng, làm tốc độ và sự ổn định mạng bị ảnh hưởng. Vì thế, khi bạn sử dụng wifi 2.4 GHz dễ xảy ra hiện tượng trùng kênh, còn khi bạn sử dụng wifi 5 GHz thì hiện tượng này ít xảy ra hơn.

Giá bán

Thiết bị wifi 2.4 GHz có tốc độ thấp vào kém ổn định nên thường có giá thấp hơn thiết bị wifi 5 GHz. Dưới đây là bảng so sánh wifi 2.4 GHz và wifi 5 GHz mà bạn có thể tham khảo để thấy rõ sự khác biệt.

Tiêu chí	WiFi 2.4GHz	WiFi 5GHz
Tốc độ	450 - 600 Mbps	1300 Mbps
Tần số hoạt động tiêu chuẩn	802.11b	802.11a
Băng thông	Thấp hơn wifi 5GHz	Cao hơn wifi 2.4GHz
Phạm vi truyền sóng	Xa	Ngắn
Khả năng xuyên vật rắn	Tốt	Kém

Các router thế hệ cũ đều hỗ trợ băng tần 2.4 GHz, còn router mới hỗ trợ băng tần 5 GHz, băng tần kép và ba băng tần. Để có thể biết rõ router của mình hỗ trợ loại băng tần nào, bạn dựa vào chuẩn wifi. Wifi chuẩn N thường là loại 2.4Ghz. Wifi chuẩn AC, AX thường là loại 5 GHz, băng tần kép… Bạn nên xem tại vỏ bao bì để biết được các thông số này.

Trường hợp nào nên chọn 2.4 GHz và 5 GHz?

Từ sự phân tích ở trên, có thể thấy wifi 2.4 GHz và wifi 5 GHz đều có ưu, nhược điểm riêng. Bạn nên chọn từng loại băng tần trong các trường hợp sau:

+ Trường hợp sử dụng 2.4 GHz: Wifi 2.4 GHz có phạm vi phủ sóng lớn, khả năng xuyên tường và vật thể rắn tốt. Tuy nhiên, loại băng tần này lại hạn chế về tốc độ, khả năng xuyên nhiễu, dễ bị tắc nghẽn. Do đó, bạn nên sử dụng băng tần 2.4 GHz ở những nơi có diện tích rộng, nhiều vật cản. Ví dụ như cửa hàng bách hóa, khách sạn có hồ bơi, quán bar nhiều tầng. Khi cần khả năng phủ sóng xa, phục vụ nhu cầu cơ bản (lướt web, mạng xã hội…), bạn cũng có thể chọn wifi 2.4 GHz.

+ Trường hợp nên chọn 5 GHz: Wifi 5 GHz có tốc độ cao, khả năng xuyên nhiễu, giảm tắc nghẽn tốt. Tuy nhiên, nhược điểm của wifi 5 GHz là phạm vi phủ sóng và khả năng xuyên vật thể rắn của loại băng tần này kém. Vì thế, bạn nên sử dụng wifi 5 GHz ở những nơi có phạm vi hẹp, ít vật cản, nhiều thiết bị truy cập mạng. Ví dụ như phòng họp, quán cà phê nhỏ, khu phức hợp có nhiều căn hộ đông đúc… Khi cần tốc độ cao, ổn định, phục vụ nhu cầu truy cập mạng lớn (xem video, xem phim bộ Full HD, 4K chất lượng cao, chơi game online, trao đổi dữ liệu nặng…), wifi 5 GHz là lựa chọn phù hợp. Đặc biệt, wifi 5 GHz phù hợp với thiết bị cần nhiều dữ liệu hơn như máy tính xách tay, máy tính bảng, điện thoại…

Như vậy, wifi 2.4 GHz và 5 GHz có nhiều điểm khác nhau và sở hữu những ưu điểm riêng, phù hợp với từng trường hợp sử dụng nhất định. Vì thế, bạn nên căn cứ vào trường hợp sử dụng cụ thể để sử dụng loại băng tần phù hợp nhằm phát huy tối đa lợi thế của mỗi loại. Bạn cũng có thể dùng wifi băng tần kép để phù hợp cho nhiều trường hợp sử dụng hơn.

2. Bluetooth

Bluetooth là chuẩn kết nối không dây tầm ngắn, thiết kế cho các kết nối thiết bị cá nhân hay mạng cục bộ nhỏ, trong phạm vi băng tần từ 2,4 đến 2,485 GHz. Nếu Wifi là giải pháp tối ưu cho các mạng WLAN – dùng để kết nối người dùng trên các máy tính khác nhau và với internet thì phạm vi hoạt động của Bluetooth lại hướng nhiều hơn đến các mạng WPAN – kết nối các thiết bị xách tay (portable) như PDA, chuột, headset hay gần đây là tablet, smartphone đến máy tính để phục vụ một hoặc hai người dùng.

 

Về tầm phủ sóng, bluetooth có 3 class: Class 1 với tầm phủ sóng gần 100m; class 2 tầm phủ sóng khoảng 10m và class 3 chỉ khoảng 5m. Nhìn chung kết nối bluetooth thường tốn nhiều năng lượng hơn kết nối Wifi, nhưng các chuẩn mới dần đã cải thiện được điều này. Tốc độ truyền dữ liệu cũng khác nhau theo từng phiên bản, từ khi ra đời vào năm 1994 đến nay Bluetooth đã trải qua khoảng 7 phiên bản chính. Ngoài phiên bản 2.1 là phiên bản đầu tiên hỗ trợ kết nối nhiều thiết bị cùng lúc, hiện nay trên thị trường chủ yếu tồn tại các biến thể của hai phiên bản mới nhất là 3.0 và 4.0.

Bluetooth 3.1 hay Bluetooth 3.0 HS (High Speed) được giới thiệu vào năm 2009 cho phép truyền tải dữ liệu với tốc độ lên tới 24Mbps trên nền mạng không dây (Wi-Fi) 802.11 (Bluetooth chỉ sử dụng để thiết lập kết nối giữa các thiết bị). Đối với những thiết bị bluetooth 3.0 nhưng không có HS sẽ không đạt được tốc độ trên. Tuy tốc độ không cao nhưng vẫn đủ hỗ trợ các nhu cầu như chia sẻ file nhanh, kết nối với loa, tai nghe…

Bluetooth phiên bản 4.0 là sự kết hợp của “classic Bluetooth” (Bluetooth 2.1 và 3.0), “Bluetooth high speed” (Bluetooth 3.0 HS) và “Bluetooth low energy – Bluetooth năng lượng thấp” (Bluetooth Smart Ready/Bluetooth Smart). Mỗi chuẩn thiết bị khác nhau đều có sự tương thích khác nhau, chúng ta có thể xem thông tin tương thích của các thiết bị với từng chuẩn bluetooth trong bảng sau.

3. IrDA – Kết nối hồng ngoại

Đây là một trong những công nghệ kết nối không dây có hướng hiếm hoi với tầm hoạt động ngắn – chỉ khoảng 5m. Tuy hiện nay các kết nối hồng ngoại vẫn được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điều khiển như điều khiển tivi, cũng như được tích hợp trong một số smartphone để phục vụ chức năng điều khiển tương tự (trong trường hợp người dùng có nhu cầu), việc chia sẻ dữ liệu qua kết nối hồng ngoại không còn phổ biến. Ngoài lý do quan trọng là sự thống trị của các kết nối tầm gần khác như Wifi và Bluetooth, việc truyền sóng có hướng cũng là một bất lợi đáng kể khi sử dụng kết nối hồng ngoại để chia sẻ dữ liệu do tính linh động bị giảm đi rất nhiều. Thử tưởng tượng bạn phải đặt laptop không chỉ trong tầm của thiết bị phát sóng, mà còn phải nằm ở đúng hướng phát sóng? Thà dùng dây nối còn tiện hơn.

4. Zigbee

Nếu bạn đã biết đến IOT và ứng dụng của nó, có lẽ bạn cũng đã phần nào nắm được tầm quan trọng của kết nối Zigbee trong tương lai không xa, bất kể việc hiện nay đây vẫn là cái tên xa lạ với nhiều người dùng ở nước ta. Các kết nối Bluetooth hay Wifi tuy có tốc độ ngày càng cải thiện, tiện dụng cho người dùng và hỗ trợ nhiều ứng dụng, phần mềm khác nhau nhưng cũng vì thế các đòi hỏi về phần cứng, điện năng tiêu thụ cũng lớn hơn. Zigbee ra đời để bổ khuyết cho phần còn thiếu của thế giới mạng: một công nghệ hoạt động trong phạm vi hẹp, tiêu thụ ít năng lượng để phục vụ việc kết nối và quản lý các cảm biến – sensor (theo như quảng cáo một cặp pin AA có thể cấp năng lượng cho kết nối Zigbee trong… 2 năm).

 

            Đối tượng mà công nghệ Zigbee nhắm đến là các giải pháp nhà thông minh (SmartHome) hay các hệ thống tự động. Trong đó các thiết bị sẽ tự thu thập dữ liệu thông qua các sensor và tự động trao đổi với nhau để đem đến trải nghiệm tốt nhất cho người dùng. Các thiết bị tự động của thế giới Internet of Things trong tương lai phụ thuộc rất nhiều vào những dạng kết nối như Zigbee để truyền tải dữ liệu, còn các kết nối Bluetooth hay Wifi hiện nay chủ yếu vẫn sẽ chỉ dùng để phục vụ con người một cách trực tiếp.

 

            Ngoài những cái tên trên, còn rất nhiều công nghệ kết nối không dây khác như WiMax,NFC, UWB , EDGE… nhưng đều không phù hợp cho hệ thống WLAN cỡ nhỏ ngày nay. Để đảm bảo tính thực tiễn, tiếp theo chúng ta sẽ điểm qua các loại thiết bị thường thấy trong hệ thống mạng WLAN.

III. Các dạng thiết bị thường gặp trong mạng WLAN

Do sự phổ biến của công nghệ truyền sóng Wifi trong mạng WLAN, các thiết bị trong WLAN sau đây cũng chủ yếu giao tiếp với nhau bằng sóng Wifi. Tuy nhiên đôi lúc ta vẫn có thể bắt gặp các thiết bị hỗ trợ cả sóng Bluetooth.

1. Access Point: Câu chuyện về Access Point cũng khá tương tự câu chuyện về modem mà chúng ta đã được biết qua bài viết về mạng có dây lần trước. Về cốt lõi, Access Point là thiết bị cầu nối giữa hệ thống mạng có dây và không dây, chấm hết. Để tiện lợi cho người sử dụng, các hãng sản xuất thường tích hợp chức năng Access Point lên các thiết bị như router (tạo ra router wireless) hay modem (modem + router + wifi), nhưng cũng đồng thời tạo ra khá nhiều hiểu lầm. Để dễ tưởng tượng cách phân chia công việc, chúng ta hãy lấy ví dụ một công ty gia đình nhỏ gồm vô số máy bàn không có kết nối không dây (tính cả PC và các máy chủ web,dns.v.v.)  và một vài thiết bị di động như tablet, smartphone. Nếu mỗi thiết bị mạng chỉ phục vụ chức năng cơ bản của mình – không tích hợp thêm thắt gì phức tạp, ta sẽ có hệ thống gồm 3 thiết bị mạng: một thiết bị Access Point cơ bản (chỉ phục vụ việc nối mạng có dây với không dây) để tạo mạng không dây (wifi) cho các thiết bị di động – nối với - một router không có chức năng modem để kết nối các máy bàn – router này sau đó sẽ được nối với modem để đưa tất cả ra Internet.

 

Hệ thống với 3 thiết bị mạng thực hiện đúng chức năng cơ bản.

Nhưng với cách tích hợp thuận tiện hiện nay, trong phần lớn trường hợp chiếc router kể trên sẽ kiêm luôn việc tạo mạng không dây, trong hệ thống chỉ còn 2 thiết bị: 1 router wireles và 1 modem. Nếu sử dụng modem nhiều cổng kiêm luôn cả chức năng phát sóng không dây phổ biến trên thị trường, ta chỉ tốn một thiết bị mạng cho cả hệ thống (3 trong 1: Modem + Router + Wifi)! Hơn nữa nếu không thích người dùng hoàn toàn có thể rút hết dây mạng và để Access Point chỉ thực hiện nhiệm vụ tạo hệ thống mạng không dây mà thôi, đơn giản hóa vấn đề. Nhưng xin cũng đừng vì thế mà chủ quan, như đã đề cập trong bài viết lần trước, việc kiêm nhiệm quá nhiều chức năng trong phần lớn trường hợp sẽ giảm đáng kể hiệu năng làm việc của các thiết bị. Chưa kể trong nhiều trường hợp, nếu số cổng có sẵn của các dạng thiết bị “đa năng” này không đủ và bạn cần lắp thêm thiết bị để mở rộng hệ thống mạng, việc phân biệt được đâu là Access Point, đâu là router và đâu là modem là cực kì quan trọng.

Router và Access Point được kết hợp làm một.

2. Wireless Repeater: Trong tương lai gần nếu các nhà sản xuất sớm hoàn thiện được công nghệ sạc không dây, có lẽ các Wireless Repeater sẽ là những thiết bị đầu tiên thực sự….. Wireless. Chỉ có nhiệm vụ bắt sóng tín hiệu và khuếch đại trở lại để mở rộng tầm phủ sóng, các thiết bị đảm nhiệm chức năng này không cần nối với bất cứ dây mạng nào.

3. Ad hoc: Không phải lúc nào các máy tính sau khi kết nối không dây với nhau cũng cần được nối ra Internet. Như đã đề cập ở trên, ta có thể thiết lập loại mạng này bằng cách bỏ hết các dây mạng trên Access Point. Nhưng cách đơn giản nhất là để các thiết bị không dây kết nối với nhau ở dạng ad-hoc. Ở chế độ này, các thiết bị tham gia mạng không dây ad-hoc ngoài việc giao tiếp với nhau còn đảm nhiệm luôn cả việc chuyển tiếp dữ liệu (hay đúng hơn là kiêm luôn chức năng repeater) cho các thiết bị khác trong mạng. Tuy có phần tiện dụng hơn, nhưng nên nhớ rằng khả năng phát sóng và xử lý dữ liệu của các NIC không dây trong các thiết bị cuối như laptop, tablet không thể sánh với thiết bị mạng thực thụ, vì vậy khả năng mở rộng phạm vi cũng như số lượng máy trong mạng không nhiều.

 

4. Wireless Client: Các thiết bị đầu cuối được quản lý bởi Access Point để tạo thành một mạng không dây. Nếu các thiết bị không dây kết nối một cách trực tiếp, ví dụ như khi kết nối chuột không dây với laptop – hay chia sẻ dữ liệu trực tiếp giữa tablet bằng bluetooth, các kết nối này không liên quan gì đến AP và ta không gọi đó là Wireless Client. Trong trường hợp hệ thống mạng không dây được tạo bởi Access Point hay Repeater, chế độ kết nối của các thiết bị đầu cuối lúc này là Infrastructure Mode, do lúc này các kết nối hoạt động dựa trên hạ tầng (Infrastructure) là các thiết bị mạng và "hầu như" hoàn toàn bảo mật. Đối với mạng ad-hoc, chế độ kết nối ad-hoc không bị phụ thuộc vào hạ tầng mạng nhưng lại có nhược điểm là kém hiệu quả và bảo mật hơn do các thiết bị tự giúp nhau chuyển dữ liệu. Điều này nảy sinh một vấn đề là khi sử dụng một số phần mềm chia sẻ Internet giữa các thiết bị cuối, ví dụ như chia sẻ kết nối ADSL từ laptop sang tablet, hay chia sẻ kết nối 3G từ smartphone sang tablet, trong nhiều trường hợp việc chia sẻ sẽ thất bại nếu ta để chế độ kết nối là ad-hoc. Lý do là các nhà sản xuất phần cứng hoặc hệ điều hành đã cài đặt để các máy này chỉ có thể vào Internet nếu đang kết nối bằng Infrastructure Mode - nhằm tăng hiệu năng và tính vào mật. Để khắc phục vấn đề này, một số phần mềm chia sẻ Internet thường xuyên được cập nhật như connectify có chế độ chia sẻ Infrastructure Mode, cho phép thiết bị thực hiện chia sẻ Internet được nhận dạng như một thiết bị mạng Access Point thực thụ, qua mặt được các rào cản mà nhà sản xuất đã đặt ra.

2 chế độ chia sẻ của Connectify.

          Trên đây là một số nội dung về mạng không dây. Cảm ơn các bạn!