Làn sóng thiết bị Wi-Fi 802.11ac thế hệ mới

Chuẩn 802.11ac được phát triển từ 802.11n, hứa hẹn nâng cao hiệu suất và tốc độ truyền dữ liệu nhưng vẫn duy trì khả năng tương thích ngược với chuẩn 802.11n. Wi-Fi 802.11ac sử dụng băng tần 5GHz với độ phủ sóng rộng hơn, ít can nhiễu tín hiệu từ những thiết bị không dây khác so với băng tần 2,4GHz.

Người dùng có thể nhận thấy, hầu hết router 802.11ac đầu tiên đều dựa trên bản dự thảo. Một số router mới hơn như Nighthawk X6 của Netgear trang bị đến 6 anten trên thiết bị và đây được xem là một trong những “thủ thuật” nhằm tăng hiệu suất đạt mức cao nhất. Theo đánh giá, một làn sóng router 802.11ac thế hệ thứ hai sẽ đổ bộ vào thị trường vào năm 2015.

Những thiết bị này hỗ trợ một số tính năng tùy chọn trong chuẩn 802.11ac, đồng thời các công nghệ không dây mới cũng như những ứng dụng đặc biệt được phát triển nhằm đẩy tốc độ truyền dữ liệu đạt mức cao nhất.

Bạn có thể tham khảo thêm về chuẩn 802.11ac qua bài viết “Wifi chuẩn 802.11ac” đăng trên tạp chí PCW số tháng 8/2013, hoặc trên PCWO theo địa chỉ www.pcworld.com.vn/T1234214.

Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu những thay đổi của chuẩn Wi-Fi thế hệ mới này.

Một thiết bị “kết” hai tổ chức

Viện kỹ thuật Điện và Điện tử (IEEE) là nơi phê duyệt đưa vào sử dụng chính thức các chuẩn Wi-Fi như 802.11ac và 802.11n trong khi Hiệp hội Wi-Fi (Wi-Fi Alliance) - tổ chức tập hợp các công ty sản xuất thiết bị mạng không dây sẽ kiểm định và cấp chứng nhận cho các sản phẩm đạt chuẩn.

Lưu ý là thiết bị không nhất thiết phải có chứng nhận của Wi-Fi Alliance (vì các hãng phải trả tiền để được cấp), nhưng chứng nhận này giúp tăng niềm tin của người dùng đối với sản phẩm và hãng. Điều này rất quan trọng trong bối cảnh hiện nay.

Thông thường, để IEEE chính thức thông qua một tiêu chuẩn mạng không dây mới có thể phải mất đến vài năm. Chẳng hạn tổ chức này bắt đầu phê chuẩn 802.11ac từ năm 2008 nhưng phải đến năm cuối cuối 2013 mới hoàn thiện. Trong khi đó, các nhà sản xuất thường không muốn phải chờ đợi, vì vậy họ đưa sản phẩm mới ra thị trường trong khi IEEE vừa bắt tay phê chuẩn với bản dự thảo. Buffalo tung ra thị trường router 802.11ac đầu tiên vào năm 2012, nhưng phải đến giữa năm 2013, Liên minh Wi-Fi mới bắt đầu công bố router này đạt chứng nhận 802.11ac đầu tiên.

Công nghệ SU-MIMO (single-user multiple input/multiple output) là một trong những điểm nổi bật của chuẩn 802.11n. Công nghệ SU-MIMO cho phép nhiều spatial streams (luồng dữ liệu được truyền đi bằng công nghệ đa anten MIMO) truyền trên một máy (client). Công nghệ này đã được kế thừa trong chuẩn 802.11ac và được tăng cường bằng kỹ thuật điều chế hơn mạnh mẽ hơn, hỗ trợ tốc độ tối đa lên đến 433Mbps trên mỗi luồng dữ liệu (spatial streams).

Vì router Wave 2 802.11ac hỗ trợ 3 spatial streams cùng một lúc, nên nó có thể gửi và nhận dữ liệu với tốc độ lên đến 1.3Gbps, cao hơn 3 lần so với các router 802.11n (hỗ trợ 3 spatial streams, mỗi spatial streams hỗ trợ tốc độ tối đa là 150Mbps nên tốc độ tối đa chỉ 450Mbps).

Router Wave 2 802.11ac sẽ có mặt trên thị trường vào 2015. Những thiết bị này cũng sẽ hoạt động trên kênh 5GHz (ít bị nhiễu bởi các thiết bị khác) với những lợi thế và các tùy chọn bắt buộc trong chuẩn 802.11ac. Trước tiên, những router này sẽ hỗ trợ công nghệ MU-MIMO, cho phép chúng truyền nhiều spatial streams cho nhiều client cùng một lúc.

Kế tiếp, những router này sẽ được liên kết nhiều kênh 5GHz để tạo ra một kênh duy nhất với băng thông 160MHz (các router Wave 1 802.11ac có thể liên kết nhiều kênh 5GHz nhưng chỉ với băng thông 80MHz.

Thứ ba, router 802.11n và router Wave 1 802.11ac hỗ trợ tối đa là 3 spatial streams, còn router Wave 2 802.11ac có khả năng hỗ trợ lên đến 8 spatial streams.

Việc kết hợp vài kênh rộng hơn hay thêm spatial streams (không đủ băng thông thực hiện cả hai) và các công nghệ khác giúp cải tiến beamforming, vì vậy tốc độ của các router Wave 2 802.11ac có thể lên đến 7-10Gbps. Quantenna Communications công bố chipset Wave 2 802.11ac vào tháng 4 vừa qua.

Wi-Fi thế hệ kế tiếp: IEEE 802.11ax

Trong một cuộc họp gần đây, Phó Chủ tịch phụ trách công nghệ của Liên minh Wi-Fi công nghệ Greg Ennis cho biết IEEE dự kiến tiếp theo chuẩn 802.11ac sẽ là 802.11ax. Chuẩn mới sẽ không được phê cho đến tháng 3/2019, các sản phẩm phiên bản dự thảo có thể tiếp cận thị trường trước năm 2016 - cũng giống như chúng ta đã thấy sản phẩm 802.11n, 802.11ac dự thảo trước khi chính thức được phê chuẩn.

Theo Ennis, một trong những mục tiêu hàng đầu của 802.11ax là tăng tốc độ không dây lên 4 lần đối với mạng riêng lẻ - không chỉ tăng tốc độ của toàn mạng. Các kỹ sư của Huawei – những người làm việc trong nhóm IEEE 802.11ax cho biết, tốc độ kết nối của 802.11ax có thể lên đến 10,53Gbps với kênh 5GHz.

Ennis cho biết chuẩn 802.11ax sẽ cải tiến hiệu năng Wi-Fi trong môi trường có nhiều người sử dụng. Điều này sẽ được thực hiện bằng cách sử dụng phổ (spectrum) có sẵn hiệu quả hơn, quản lý nhiễu tốt hơn và các giao thức cơ bản như kiểm soát truy cập trung bình (MAC) cũng sẽ được cải tiến hơn. Điều này sẽ làm cho các điểm truy cập Wi-Fi công cộng (Wi-Fi hotspots) nhanh hơn và đáng tin cậy hơn.

Chuẩn 802.11ax cũng sẽ sử dụng công nghệ đa truy nhập phân tần trực giao (OFDMA - orthogonal frequency-division multiple access) để tăng số lượng dữ liệu có thể truyền tải trên router. Như công nghệ ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM - orthogonal frequency-division multiplexing), OFDMA mã hóa dữ liệu trên nhiều tần số sóng mang (sub-carrier frequencies) - đóng gói nhiều dữ liệu hơn vào cùng một diện tích. “Đa truy cập” trong OFDMA có thể hiểu theo nghĩa là giao các tập con của những tần số sóng mang cho những cá nhân riêng lẻ.

Qualcomm so sánh single-user MIMO và multi-user MIMO bằng chùm sóng (beamforming - kỹ thuật xử lý tín hiệu được sử dụng trong các chuỗi cảm biến để truyền hay nhận tín hiệu có định hướng).

Các chuẩn bổ sung
Trong khi IEEE đang thực hiện chuẩn kế nhiệm 802.11ac, một nhóm làm việc khác đang làm việc trên 2 chuẩn mạng bổ sung nhằm giải quyết các nhu cầu khác. Các chuẩn IEEE 802.11ad sử dụng dải phổ không cấp giấy phép trong kênh 60GHz để xây dựng mạng không dây tầm ngắn nhanh hơn với tốc độ khoảng 7Gbps.

Có hai nhược điểm lớn để truyền dữ liệu tại kênh 60GHz: Một là các sóng cực ngắn khó xuyên qua các bức tường. Hai là các phân tử oxy bị hấp thụ năng lượng điện từ ở kênh 60GHz.

Wireless Dock D5000 của Dell hoạt động ở kênh 60GHz phù hợp cho những nơi cần loại bỏ dây nhợ ở khoảng cách ngắn như màn hình, chuột, bàn phím, cáp âm thanh.

Điều đó giải thích lý do tại sao hiện nay vẫn có ít sản phẩm 60GHz tiếp cận thị trường được thiết kế để hoạt động ở phạm vi rất ngắn, hoặc trong một căn phòng duy nhất. Wireless Dock 5000 của Dell là một ví dụ, và DVDO Air – truyền âm thanh HD và video từ máy chơi nhạc Blu-ray tới máy chiếu mà không dùng cáp.

Wi-Fi Alliance công bố chứng nhận 802.11ad vào cuối năm ngoái. Nhóm sẽ đóng dấu tương thích “WiGig Certified” vào sản phẩm 802.11ad khi chương trình chứng nhận bắt đầu vào năm 2015.

Chuẩn IEEE 802.11ah, hoạt động ở băng tần 900MHz không cần cấp phép, dễ dàng xuyên qua các bức tường, nhưng nó không cung cấp nhiều băng thông, tối đa chỉ từ 100Kbps đến 40Mbps. Với đặc điểm này, chuẩn IEEE 802.11ah có thể được tích hợp trong các cảm biến và thiết bị thăm dò trong nhà hay tòa nhà. IEEE có thể sẽ không phê chuẩn cho đến tháng Giêng, năm 2016. 802.11ah được xem là đối thủ cạnh tranh của các công nghệ “kết nối vạn vật” (Internet of Things) là Z-Wave và ZigBee.

Những gì với 802.11ac, -ad và -ax, tương lai của Wi-Fi trông rất giống trò chơi “sắp xếp bảng chữ cái”. Nhưng nó thực sự là sự phát triển của Wi-Fi, các chuẩn phù hợp với nhu cầu kết nối không dây của các thiết bị thế hệ mới.

PC World VN