WIFI – Tất tần tật

1. Khái niệm

Wifi là viết tắt của Wireless Fidelity là hệ thống truy cập internet không dây. Loại sóng vô tuyến này tương tự như sóng điện thoại, truyền hình và radio.

Wifi là công cụ kết nối không thể thiếu trên điện thoại, laptop, máy tính bảng và một số thiết bị thông minh khác như smartwatch.

Nguồn: Web TGDD, web namhi

2. Nguyên tắc hoạt động của mạng Wifi

Mạng WiFi hoạt động dựa trên nguyên tắc truyền và nhận sóng radio. Khi một thiết bị muốn kết nối với mạng, nó sẽ gửi yêu cầu đến bộ phát sóng WiFi. Bộ phát này sau đó sẽ xử lý yêu cầu và trao đổi thông tin với thiết bị thông qua sóng radio. Dựa trên tần số radio, việc trao đổi thông tin này có thể diễn ra ở tần số 2.4 GHz hoặc 5 GHz, tùy thuộc vào chuẩn mạng và thiết bị sử dụng. 

Để tạo được kết nối Wifi nhất thiết phải có Router (tích hợp phát wifi):

- Router này lấy thông tin từ mạng Internet qua kết nối hữu tuyến rồi chuyển nó sang tín hiệu vô tuyến và gửi đi.

- Bộ chuyển tín hiệu không dây (adapter) trên các thiết bị di động thu nhận tín hiệu này rồi giải mã nó sang những dữ liệu cần thiết.

Quá trình này có thể thực hiện ngược lại, Router nhận tín hiệu vô tuyến từ Adapter và giải mã chúng rồi gửi qua Internet.

3. Một số chuẩn kết nối Wifi

802.11: Wifi thế hệ thứ nhất

Năm 1997, IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) đã giới thiệu một chuẩn đầu tiên cho WLAN. Chuẩn này được gọi là 802.11 sau khi tên của nhóm được thiết lập nhằm giám sát sự phát triển của nó.

Tuy nhiên, 802.11chỉ hỗ trợ cho băng tần mạng cực đại lên đến 2Mbps, sử dụng băng tần 2,4Ghz của sóng radio hoặc hồng ngoại – quá chậm đối với hầu hết các ứng dụng. Với lý do đó, các sản phẩm không dây thiết kế theo chuẩn 802.11 ban đầu dần không được sản xuất.

802.11b: Wi-Fi thế hệ thứ hai (WiFi 1)

IEEE đã mở rộng trên chuẩn 802.11 gốc vào tháng Bảy năm 1999, đó chính là chuẩn 802.11b. Chuẩn này hỗ trợ băng thông lên đến 11Mbps, tương quan với Ethernet truyền thống.

802.11b sử dụng tần số vô tuyến (2.4 GHz) giống như chuẩn ban đầu 802.11. Các hãng thích sử dụng các tần số này để chi phí trong sản xuất của họ được giảm. Các thiết bị 802.11b có thể bị xuyên nhiễu từ các thiết bị điện thoại không dây (kéo dài), lò vi sóng hoặc các thiết bị khác sử dụng cùng dải tần 2.4 GHz. Mặc dù vậy, bằng cách cài đặt các thiết bị 802.11b cách xa các thiết bị như vậy có thể giảm được hiện tượng xuyên nhiễu này.

+Ưu điểm của 802.11b – giá thành thấp nhất; phạm vi tín hiệu tốt và không dễ bị cản trở.

+Nhược điểm của 802.11b – tốc độ tối đa thấp nhất; các ứng dụng gia đình có thể xuyên nhiễu.

802.11a: Wi-Fi thế hệ thứ hai (WiFi 2)

Trong khi 802.11b vẫn đang được phát triển, IEEE đã tạo một mở rộng thứ cấp cho chuẩn 802.11 có tên gọi 802.11a. 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. Do giá thành cao hơn nên 802.11a chỉ được sử dụng trong các mạng doanh nghiệp còn 802.11b thích hợp hơn với thị trường mạng gia đình.

802.11a hỗ trợ băng thông lên đến 54 Mbps và sử dụng tần số vô tuyến 5GHz. Tần số của 802.11a cao hơn so với 802.11b chính vì vậy đã làm cho phạm vi của hệ thống này hẹp hơn so với các mạng 802.11b. Với tần số này, các tín hiệu 802.11a cũng khó xuyên qua các vách tường và các vật cản khác hơn.

Do 802.11a và 802.11b sử dụng các tần số khác nhau, nên hai công nghệ này không thể tương thích với nhau. Chính vì vậy một số hãng đã cung cấp các thiết bị mạng hybrid cho 802.11a/b nhưng các sản phẩm này chỉ đơn thuần là bổ sung thêm hai chuẩn này.

+Ưu điểm của 802.11a – tốc độ cao; tần số 5Ghz tránh được sự xuyên nhiễu từ các thiết bị khác.

+Nhược điểm của 802.11a – giá thành đắt; phạm vi hẹp và dễ bị che khuất.

802.11g Wi-Fi thế hệ thứ ba (Wifi 3)

Vào năm 2003, các sản phẩm WLAN hỗ trợ một chuẩn mới hơn đó là 802.11g, được đánh giá cao trên thị trường. 802.11g thực hiện sự kết hợp tốt nhất giữa 802.11a và 802.11b. Nó hỗ trợ băng thông lên đến 54Mbps và sử dụng tần số 2.4 Ghz để có phạm vi rộng. 802.11g có khả năng tương thích với các chuẩn 802.11b, điều đó có nghĩa là các điểm truy cập 802.11g sẽ làm việc với các adapter mạng không dây 802.11b và ngược lại.

+Ưu điểm của 802.11g – tốc độ cao; phạm vi tín hiệu tốt và ít bị che khuất.

+Nhược điểm của 802.11g – giá thành đắt hơn 802.11b; các thiết bị có thể bị xuyên nhiễu từ nhiều thiết bị khác sử dụng cùng băng tần.

802.11n: Wi-Fi thế hệ thứ tư (Wifi 4)

Năm 2009 một chuẩn mới Wi-Fi được ra mắt chính là 802.11n. Đây là chuẩn được thiết kế để cải thiện cho 802.11g trong tổng số băng thông được hỗ trợ bằng cách tận dụng nhiều tín hiệu không dây và các anten (công nghệ MIMO).

Các kết nối 802.11n sẽ hỗ trợ tốc độ tối đa 600Mb/s (trên thị trường phổ biến có các thiết bị 150Mb/s, 300Mb/s và 450Mb/s). 802.11n cũng cung cấp phạm vi bao phủ tốt hơn so với các chuẩn Wi-Fi trước nó nhờ cường độ tín hiệu mạnh của nó. 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. Thiết bị 802.11n sẽ tương thích với các thiết bị 802.11g.

+Ưu điểm của 802.11n – tốc độ nhanh và phạm vi tín hiệu tốt nhất; khả năng chịu đựng tốt hơn từ việc xuyên nhiễu từ các nguồn bên ngoài.

+Nhược điểm của 802.11n – giá thành đắt hơn 802.11g; sử dụng nhiều tín hiệu có thể gây nhiễu với các mạng 802.11b/g ở gần.

802.11ac: Wi-Fi thế hệ thứ năm (Wifi 5)

Chuẩn Wifi thế hệ thứ 5, 802.11ac ra đời trong năm 2013. So với các chuẩn trước đó, 802.11ac hỗ trợ 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.

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...

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 (simultaneous), băng tần 2,4GHz sẽ được sử dụng để phát Wi-Fi n, còn 5GHz sẽ dùng để phát Wi-Fi ac.

802.11ax: Wi-Fi thế hệ thứ sáu (Wifi 6):

Wi-Fi 6 là bản cập nhật mới nhất cho chuẩn mạng không dây. Wi-Fi 6 dựa trên tiêu chuẩn IEEE 802.11ax, với tốc độ nhanh hơn, dung lượng lớn hơn và hiệu suất năng lượng được cải thiện hơn so với chuẩn 802.11ac tiền nhiệm (hiện còn được gọi là Wi-Fi 5).

Đúng theo quy luật chung, tiêu chuẩn không dây mới nhất cung cấp cho người dùng tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn. Về lý thuyết, Wifi 6 mang đến tốc độ lên tới 10Gbps, và đạt 12Gbps ở tần số phát sóng không dây cao nhất và trong khoảng cách rất ngắn. Đây là một cải tiến khá lớn về tốc độ (tăng 30-40% so với chuẩn Wifi 5 cũ).

WiFi 6 đã trở thành một tiêu chuẩn WiFi phổ biến trong suốt năm 2020. Nhưng đến cuối năm 2020, một tiêu chuẩn "mới" khác đã bắt đầu tăng tốc. WiFi 6E là một phần mở rộng của WiFi 6. Bản cập nhật cho phép kết nối WiFi phát qua băng tần 6GHz mới.

Trước đây, tất cả các kết nối WiFi đều bị hạn chế ở hai băng tần là 2.4GHz và 5GHz. Hai dải tần đó đều bận rộn, mỗi dải được chia nhỏ thành các kênh nhỏ hơn. Ví dụ, nếu bạn sống trong một tòa nhà chung cư, bạn có thể có nhiều router WiFi đang cố gắng phát sóng trên cùng một tần số, sử dụng cùng một kênh.

WiFi 6E tạo ra 14 kênh 80MHz mới và 7 kênh 160Mhz, tăng đáng kể dung lượng mạng khả dụng cho người dùng. Những người dùng ở những khu vực đông đúc, tắc nghẽn sẽ có nhiều băng thông hơn đáng kể để sử dụng, giảm nhiễu WiFi. Nói tóm lại, WiFi 6E tăng gấp 4 lần dung lượng có sẵn cho kết nối WiFi của bạn.

Hệ thống đặt tên WiFi Alliance chạy đồng thời với quy ước IEEE 802.11. Đây là cách các tiêu chuẩn đặt tên tương quan:

•                  WiFi 6E: 11ax (2021)

•                  WiFi 6: 11ax (2019)

•                  WiFi 5: 11ac (2014)

•                  WiFi 4: 11n (2009)

•                  WiFi 3: 11g (2003)

•                  WiFi 2: 11a (1999)

•                  WiFi 1: 11b (1999)

•                  Legacy: 11 (1997)

Kể từ bây giờ, Wi-Fi có tên phiên bản thay vì kiểu gọi cũ, chẳng hạn như 802.11ac được đổi tên thành Wi-Fi 5, hay Wi-Fi 4 là 802.11n và Wi-Fi 6 mới nhất là 802.11ax. Ngoài ra còn có những cái tên như Wi-Fi 1 cho 802.11b, Wi-Fi 2 cho 802.11a và Wi-Fi 3 cho 802.11g.

Chuẩn WiFi 7

Bạn vừa mới "đập hộp" router WiFi 6E của mình thì mọi người trên Internet đã nói về WiFi 7. Tuy nhiên, bạn chưa phải lo lắng về thế hệ WiFi tiếp theo, vì thông số kỹ thuật chính thức của WiFi 7 vẫn chưa được hoàn thiện. IEEE dự kiến sẽ hoàn thiện các thông số kỹ thuật của WiFi 7 vào đầu năm 2024, điều đó có nghĩa là chúng ta khó có thể thấy các thiết bị sử dụng WiFi 7 cho đến ít nhất là năm 2025.

Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là chúng ta không thể xem xét các tính năng có thể có của WiFi 7:

•                  Băng thông và tốc độ tăng: WiFi 7 được thiết kế để mang lại thông lượng tối đa lên tới 40Gbps và 46Gbps, nhanh hơn 3 lần so với 9,6Gbps của WiFi 6.

•                  Kênh 320 MHz: WiFi 7 sẽ hỗ trợ băng thông kênh rộng hơn, lên tới 320 MHz, so với mức tối đa 160 MHz trên WiFi 6. Điều này cho phép truyền dữ liệu hiệu quả hơn và có thể tăng thông lượng đáng kể.

•                  Multi-Link Operation (MLO): Tính năng này cho phép các thiết bị truyền và nhận dữ liệu trên nhiều dải tần cùng một lúc. MLO có thể cải thiện độ tin cậy và giảm độ trễ bằng cách chuyển đổi liền mạch giữa các băng tần tùy thuộc vào điều kiện mạng. MLO là một bước phát triển rất thú vị dành cho WiFi 7, cho phép các thiết bị kết nối hiệu quả với nhiều băng tần và tăng cường đáng kể tiềm năng truyền dữ liệu.

•                  Thứ tự điều chế (Order Modulation) cao hơn: WiFi 7 dự kiến sẽ hỗ trợ 4096-QAM (Quadrature Amplitude Modulation), một bước tiến so với 1024-QAM được sử dụng trong WiFi 6. Nói tóm lại, nhiều dữ liệu hơn có thể được truyền đi với mỗi tín hiệu, làm tăng tốc độ dữ liệu tổng thể, nghĩa là kết nối Internet có cảm giác nhanh hơn.

Như đã nói, thông số kỹ thuật cuối cùng của WiFi 7 vẫn chưa hoàn chỉnh, nhưng chúng ta có thể yên tâm rằng những thông số kỹ thuật này sẽ xuất hiện ở sản phẩm cuối cùng.

Chuẩn WiFi 8

Chắc hẳn bạn đang thắc mắc WiFi 7 chưa ra thì làm sao có thể nói về WiFi 8 chứ? Sự thật là hầu hết các cuộc thảo luận về WiFi 8 chỉ là lý thuyết; không có thông số kỹ thuật hoạt động chính thức nào cho WiFi 8 và cũng chưa có thông tin rò rỉ hoặc chi tiết chính thức nào. Tuy nhiên, WiFi 8 có thể sẽ tập trung vào một số lĩnh vực chính giúp WiFi nhanh hơn:

•                  Tăng băng thông và tốc độ: WiFi 8 được kỳ vọng sẽ tăng tốc độ WiFi một cách đáng kể, có khả năng đẩy tốc độ lên tới 100Gbps ở mức tối đa theo lý thuyết (một lần nữa, nghe có vẻ khó tin nhưng tốc độ thực tế có thể sẽ chậm hơn).

•                  Kênh WiFi lớn hơn: Với sự gia tăng của thế hệ trước, WiFi 8 có thể sẽ mang lại các kênh WiFi lớn hơn, cho phép thông lượng dữ liệu lớn hơn.

•                  Tích hợp các băng tần mới: Mặc dù không có gì chắc chắn nhưng một số phân tích cho thấy WiFi 8 có thể bao gồm các băng tần WiFi mới, khác nhau trong thông số kỹ thuật của nó. Ví dụ, WiFi Now lưu ý rằng "đã có nhiều tranh luận về việc đưa các dải tần số cao hơn như 60 GHz vào chuẩn 802.11bn", điều này sẽ cho phép WiFi 8 truy cập vào sóng milimet (5G không di động) và tốc độ cực nhanh.

Như đã nói, tất cả chỉ là lý thuyết, nhưng WiFi 8 sẽ xuất hiện nhanh hơn chúng ta nghĩ. Ngày ra mắt WiFi 8 dự kiến vào khoảng năm 2028, mặc dù giống như tất cả các tiêu chuẩn WiFi mới, những thiết bị sử dụng công nghệ mới sẽ mất thời gian để tung ra thị trường. Bạn có thể phải chờ đến năm 2030 để có thể sử dụng router WiFi 8!

4. Ưu điểm nổi bật của Wi-Fi 6 so với thế hệ trước?

Tốc độ cao hơn

Wi-Fi 6 mang đến tốc độ lên tới 10 Gbps, đạt 12 Gbps ở tần số phát sóng không dây cao nhất và trong khoảng cách rất ngắn. Đây là một cải tiến lớn về tốc độ, tăng khoảng 30-40% so với chuẩn Wi-Fi 5.

Hoạt động được trên nhiều băng tần

Hiện Router đang hoạt động trên cả hai băng tần là 2.4 GHz (chuẩn 802.11n Wifi 4) và 5 GHz. Wi-Fi 5 (802.11ac) chỉ hoạt động được trên băng tần 5 GHz, trong khi đó Wi-Fi 6 hoạt động được trên hai băng tầng là 2.4 GHz và 5 GHz. Cho nên, băng thông sẽ lớn hơn và nhiều thiết bị có thể truy cập cùng lúc.

Bảo mật cao

Wi-Fi 6 sử dụng chuẩn bảo mật WPA3 (Wi-Fi Protected Access) giúp thiết bị kết nối an toàn. Khi dùng modem hỗ trợ chuẩn Wi-Fi 6 kết nối với mạng công cộng, có một lợi ích rất lớn là giúp chống lại các cuộc tấn công nặc danh, mã hóa các thiết bị truy cập và kết nối dễ dàng hơn cho thiết bị không có màn hình.

Tiết kiệm năng lượng cho thiết bị truy cập

Wi-Fi 6 hỗ trợ một tính năng mới là “target wake time” (TWT) giúp cho smartphone, laptop và các thiết bị hỗ trợ kết nối Wi-Fi khác sẽ tiết kiệm năng lượng khi kết nối hơn. Bởi vì tính năng TWT là biết chính xác khi nào nên đưa kết nối Wi-Fi của bạn vào chế độ nghỉ và lúc cần đánh thức Wi-Fi để tiếp tục nhận đường truyền.

Kết nối nhanh khu vực đông người

Wi-Fi có xu hướng bị chậm khi nhiều người cùng dùng thiết bị của họ kết nối cùng lúc, nhất là sân vận động, sân bay, khách sạn...

Wi-Fi 6 kết hợp nhiều công nghệ để giúp việc kết nối nhanh hơn ở khu vực đông người, cải thiện tốc độ trung bình của mỗi người dùng khoảng 4 lần.

5. Việt Nam sử dụng phổ biến chuẩn nào.

Hai chuẩn phổ biến nhất hiện nay là 802.11g (Wifi 3) và 802.11n (Wifi 4) và được sử dụng nhiều nhất vẫn là 802.11n, hoạt động ở 2 dải tần 2.4GHz và 5GHz. Tuy nhiên, chuẩn Wifi 5 và Wifi 6 cũng dần thay thế và được sử dụng ngày càng nhiều.