Các chuẩn WiFi phổ biến hiện nay - 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n và 802.11ac

Các chuẩn WiFi phổ biến hiện nay - 802.11b, 802.11a, 802.11g, 802.11n và 802.11ac

Khi mua một thiết bị mạng bạn sẽ phải đối mặt với rất nhiều lựa chọn. Các sản phẩm phù hợp với chuẩn không dây 802.11a, 802.11b/g/n hay 802.11ac được gọi là công nghệ WiFi. Vậy chuẩn WiFi 802.11 là gì, chúng khác gì nhau?

Bài viết này sẽ mô tả các chuẩn WiFi và những công nghệ có liên quan, so sánh để giúp bạn hiểu rõ hơn về sự phát triển của công nghệ WiFi, từ đó đưa ra quyết định đúng đắn trong khi thiết kế một mạng WiFi hay mua các thiết bị mạng phù hợp.

• MU-MIMO là gì? Tại sao bộ định tuyến WiFi tiếp theo của bạn nên có MU-MIMO?

Bảng tóm tắt các chuẩn WiFi:

1. Chuẩn WiFi đầu tiên 802.11

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, 802.11 chỉ hỗ trợ cho băng tần mạng cực đại lên đến 2Mbps – 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 nữa.

2. Chuẩn WiFi 802.11b (tên mới WiFi 1)

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

802.11b sử dụng tần số tín hiệu vô tuyến không được kiểm soát (2.4 GHz) giống như chuẩn ban đầu 802.11. Các nhà cung cấp thích sử dụng tần số này để giảm chi phí sản xuất. 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 lắp 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 thiết bị gia dụng có thể gây trở ngại cho tần số vô tuyến mà 802.11b bắt được.

3. Chuẩn WiFi 802.11a (tên mới WiFi 2)

Trong khi 802.11b vẫn đang được phát triển, IEEE đã tạo một mở rộng thứ hai 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 thường 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 tín hiệu trong một phổ tần số quy định quanh mức 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 lai cho 802.11a/b nhưng các sản phẩm này chỉ đơn thuần là thực hiện hai chuẩn này song song (mỗi thiết bị kết nối phải sử dụng một trong hai, không thể sử dụng đồng thời cả hai).

• Ưu điểm của 802.11a – tốc độ cực nhanh; tần số được kiểm soát nên tránh được sự xuyên nhiễu từ các thiết bị khác.

• Nhược điểm của 802.11a – giá thành đắt; phạm vi hẹp và dễ bị cản trở.

4. Chuẩn WiFi 802.11g (tên mới WiFi 3)

Vào năm 2002 và 2003, các sản phẩm WLAN hỗ trợ một chuẩn mới hơn đó là 802.11g,được đánh giá cao trên thị trường. 802.11g là một nỗ lực để kết hợp những ưu điểm của chuẩn 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 cực nhanh; phạm vi tín hiệu tốt và ít bị cản trở.

• Nhược điểm của 802.11g – giá thành đắt hơn 802.11b; các thiết bị có thể bị xuyên nhiễu từ những đồ gia dụng sử dụng cùng tần số tín hiệu vô tuyến không được kiểm soát.

5. Chuẩn WiFi 802.11n (tên mới WiFi 4)

802.11n (đôi khi được gọi tắt là Wireless N) 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).

802.11n đã được phê chuẩn vào năm 2009 với các đặc điểm kỹ thuật như cung cấp băng thông tối đa lên đến 600 Mbps. 802.11n cũng cung cấp phạm vi tốt hơn những chuẩn WiFi trước đó do cường độ tín hiệu của nó đã tăng lên, và 802.11n có khả năng tương thích ngược với các thiết bị 802.11b, 802.11g.

• Ưu điểm của 802.11n – tốc độ tối đa nhanh nhất và phạm vi tín hiệu tốt nhất; khả năng chống nhiễu tốt hơn từ các nguồn bên ngoài.

• Nhược điểm của 802.11n – giá thành đắt hơn 802.11g; việc sử dụng nhiều tín hiệu có thể gây nhiễu với các mạng dựa trên chuẩn 802.11b và 802.11g ở gần.

802.11n là một tiêu chuẩn công nghiệp của IEEE về truyền thông mạng không dây Wi-Fi. Mặc dù 802.11n được thiết kế để thay thế các công nghệ Wi-Fi 802.11a, 802.11b và 802.11g cũ hơn, nhưng nó đã được thay thế bởi chuẩn 802.11ac. Mỗi tiêu chuẩn mới thường nhanh và đáng tin cậy hơn so với tiêu chuẩn trước đó. Trên bất kỳ thiết bị Wi-Fi nào bạn mua sẽ phản ánh tiêu chuẩn nào sẽ hỗ trợ thiết bị đó.

a. Công nghệ không dây chính trong 802.11n

802.11n sử dụng nhiều ăng-ten không dây song song để truyền và nhận dữ liệu. Thuật ngữ MIMO (Multiple Input, Multiple Output) liên quan đề cập đến khả năng của 802.11n và các công nghệ tương tự để phối hợp nhiều tín hiệu vô tuyến đồng thời. 802.11n hỗ trợ tối đa 4 luồng đồng thời. MIMO giúp tăng cả phạm vi và thông lượng của mạng không dây.

Một kỹ thuật bổ sung được sử dụng bởi 802.11n liên quan đến việc tăng băng thông kênh. Như trong kết nối mạng 802.11a/b/g, mỗi thiết bị 802.11n sử dụng kênh Wi-Fi đặt sẵn để truyền phát. Chuẩn 802.11n sử dụng dải tần số lớn hơn các tiêu chuẩn trước đó, giúp tăng thông lượng dữ liệu.

b. Hiệu suất 802.11n

Kết nối 802.11n hỗ trợ băng thông mạng tối đa trên lý thuyết lên tới 300Mbps tùy thuộc chủ yếu vào số lượng radio không dây được tích hợp trong các thiết bị. Các thiết bị 802.11n hoạt động ở cả băng tần 2.4 GHz và 5 GHz.

c. Thiết bị mạng 802.11n so với các tiêu chuẩn trước đó

Trong vài năm trước khi 802.11n chính thức được phê chuẩn, các nhà sản xuất thiết bị mạng đã bán cái gọi là thiết bị N thử nghiệm, dựa trên bản nháp sơ bộ của tiêu chuẩn này. Phần cứng này thường tương thích với thiết bị 802.11n hiện tại, mặc dù có thể cần phải nâng cấp firmware cho các thiết bị cũ này.

d. Thế hệ tiếp nối của 802.11n

802.11n đóng vai trò là chuẩn Wi-Fi nhanh nhất trong 5 năm trước khi giao thức 802.11ac được phê duyệt vào năm 2014. 802.11ac cung cấp tốc độ từ 433Mbps đến vài gigabit mỗi giây, gần bằng tốc độ và hiệu suất của các kết nối có dây. Nó hoạt động hoàn toàn trong băng tần 5MHz và hỗ trợ lên đến 8 luồng đồng thời.

6. Chuẩn WiFi 802.11ac (tên mới WiFi 5)

802.11ac là chuẩn WiFi mới nhất, được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. 802.11ac sử dụng công nghệ không dây băng tần kép, hỗ trợ các kết nối đồng thời trên cả băng tần 2.4 GHz và 5 GHz. 802.11ac cung cấp khả năng tương thích ngượ với các chuẩn 802.11b, 802.11g, 802.11n và băng thông đạt tới 1.300 Mbps trên băng tần 5 GHz, 450 Mbps trên 2.4GHz.

7. Bluetooth và phần còn lại

Ngoài 4 chuẩn Wi-Fi chung ở trên, vẫn còn một vài công nghệ mạng không dây khác vẫn tồn tại.

• Các chuẩn của nhóm 802.11 giống như 802.11h và 802.11j là các mở rộng của công nghệ Wi-Fi, mỗi một chuẩn phục vụ cho một mục đích cụ thể.

• Bluetooth là một công nghệ mạng không dây khác. Công nghệ này hỗ trợ trong mọt phạm vi rất hẹp (xấp xỉ 10m) và băng thông thấp (1-3Mbps) được thiết kế cho các thiết bị mạng năng lượng thấp giống như các máy cầm tay. Giá thành sản xuất thấp của phần cứng Bluetooth cũng hấp dẫn các hãng sản xuất trong lĩnh vực này. Bạn có thể tìm thấy Bluetooth trong kết nối mạng PDA hoặc các điện thoại di động với các máy tính PC, nhưng nó hiếm khi được sử dụng cho mục đích kết nối mạng WLAN nói chung do phạm vi và tốc độ.

• WiMax cũng được phát triển riêng với Wi-Fi. WiMax được thiết kế nhằm có thể kết nối mạng trong phạm vi rộng hơn (trải rộng đến hàng dặm hoặc km).

Các tiêu chuẩn IEEE 802.11 sau đây tồn tại hoặc đang được phát triển để hỗ trợ việc tạo ra các công nghệ cho WLAN:

• 802.11a - 54 Mbps, tín hiệu 5 GHz (được phê chuẩn 1999)
• 802.11ac - 3.46Gbps, hỗ trợ tần số 2.4 và 5GHz thông qua 802.11n
• 802.11ad - 6.7Gbps, tín hiệu 60GHz (2012)
• 802.11ah - tạo ra các mạng Wifi có phạm vi mở rộng vượt ra ngoài tầm của mạng 2.4-5GHz thông thường
• 802.11aj - được phê chuẩn năm 2017, được sử dụng chủ yếu ở Trung Quốc.
• 802.11ax - đang chờ được phê chuẩn, dự là trong năm 2018, nếu được thông qua đây chính là chuẩn Wifi 6 đang được mọi người mong chờ.
• 802.11ay - đang chờ được phê chuẩn, dự là trong năm 2019
• 802.11az - đang chờ, mong đợi được phê chuẩn vào năm 2019
• 802.11b - Chuẩn 11 Mbps, tín hiệu 2.4 GHz (1999)
• 802.11c - hoạt động của các kết nối bridge (chuyển sang 802.1D)
• 802.11d - tiêu chuẩn toàn cầu đối với các quy định sử dụng phổ tín hiệu không dây (2001)
• 802.11e - hỗ trợ Chất lượng Dịch vụ (QoS) (chưa được phê chuẩn)
• 802.11F - Inter-Access Point Protocol, được đề xuất cho giao tiếp giữa các điểm truy cập để hỗ trợ roaming client (2003)
• 802.11g - 54 Mbps, tín hiệu 2.4 GHz (2003)
• 802.11h - phiên bản nâng cao của 802.11a để hỗ trợ các yêu cầu quy định của châu Âu (2003)
• 802.11i - cải tiến an ninh cho dòng 802.11 (2004)
• 802.11j - cải tiến cho tín hiệu 5 GHz để hỗ trợ các yêu cầu quy định của Nhật Bản (2004)
• 802.11k - quản lý hệ thống WLAN
• 802.11l - bỏ qua để tránh nhầm lẫn với 802.11i
• 802.11m - nâng cấp tài liệu hướng dẫn cho chuẩn 802.11
• 802.11n - cải thiện 100+ Mbps trên 802.11g (2009)
• 802.11o - đã bỏ qua
• 802.11p - truy cập không dây cho môi trường xe cộ
• 802.11q - bỏ qua
• 802.11r - hỗ trợ chuyển vùng nhanh qua Chuyển tiếp dịch vụ cơ bản
• 802.11s - mạng lưới ESS cho các điểm truy cập
• 802.11T - dự đoán Hiệu suất Không dây - đề xuất cho các tiêu chuẩn và chỉ số thử nghiệm
• 802.11u - liên mạng với mạng 3G, mạng di động và các dạng mạng bên ngoài khác
• 802.11v - quản lý mạng không dây, cấu hình thiết bị
• 802.11w - tăng cường bảo mật cho các frame quản lý được bảo vệ
• 802.11x - bỏ qua (tên chung cho cả dòng tiêu chuẩn 802.11)
• 802.11y - giao thức dựa trên bối cảnh để tránh xung đột

Bạn có thể tham khảo chi tiết hơn tại trang web chính thức của IEEE 802.11: http://grouper.ieee.org/groups/802/11/Reports/802.11_Timelines.htm