Làn sóng thứ 2 của Wi-Fi 802.11ac

(PCWorldVN) Công nghệ MU-MIMO hứa hẹn làm bùng nổ làn sóng thứ 2 của Wi-Fi 802.11ac, đem lại lợi ích đáng kể cho mạng doanh nghiệp, điểm phát sóng công cộng.

• Bạn đã sẵn sàng cho Wi-Fi 802.11ac?
• Chuẩn Wi-Fi 802.11ac mở đường cho công nghệ beamforming
• Bộ định tuyến Cisco hỗ trợ Wi-Fi 802.11ac, dịch vụ đám mây
• Làn sóng thiết bị Wi-Fi 802.11ac thế hệ mới
• 7 công cụ khảo sát & phân tích mạng Wi-Fi miễn phí

Trong một sự kiện mới được Qualcomm tổ chức gần đây, hãng sản xuất chip di động hàng đầu thế giới đã trình diễn công nghệ MU-MIMO cho phép cải thiện hiệu suất toàn mạng Wi-Fi, thậm chí mang lại kết quả tốt hơn cho cả các thiết bị không được hỗ trợ, mà không nhất thiết phải tăng tốc độ của thiết bị đầu cuối.  

Công nghệ mới MU-MIMO hỗ trợ đa người dùng (Multi-User), giao tiếp đa kênh (Multiple Input Multiple Output) với tiềm năng tăng cao thông lượng mạng không dây, tạo ra sự khác biệt lớn trong các mạng đông đúc và công suất cao, hứa hẹn làm bùng nổ làn sóng thứ 2 (Wave 2) của Wi-Fi 802.11ac.

Điểm nổi bật của công nghệ MU-MIMO là cho phép các điểm truy cập (AP – access point ) 802.11ac đồng thời gửi một hay nhiều luồng dữ liệu cho nhiều người sử dụng. Trong khi đó, các chuẩn và công nghệ không dây từ trước tới nay chỉ tập trung vào việc tăng tốc độ truyền dữ liệu lên cao, nhưng mới chỉ áp dụng cho một người sử dụng tại mỗi thời điểm. Chẳng hạn, chuẩn 802.11n với công nghệ hỗ trợ một người dùng SU-MIMO (Single-User MIMO) cho phép tới 4 luồng dữ liệu được gửi và nhận đồng thời giữa một người sử dụng duy nhất và AP.

Sơ đồ của Qualcomm mô tả MU-MIMO có thể gửi lượng dữ liệu lớn gấp 3 lần so với SU-MIMO trong cùng một khoảng thời gian, tăng hơn gấp đôi tốc độ dữ liệu của mỗi thiết bị.

Sơ đồ này cho thấy SU-MIMO chỉ có thể giao tiếp với từng thiết bị đầu cuối, còn MU-MIMO thì cho phép giao tiếp đồng thời với nhiều thiết bị đầu cuối.

Hình dung cách thức MIMO hoạt động

Hãy tưởng tượng dòng người xếp hàng vào tham dự sự kiện trong một khán phòng có bốn cửa vào khác nhau. Hàng chờ vào cửa giống như một AP, người xếp hàng tương tự dữ liệu (data), và cửa vào/ra giống như các bộ thu tín hiệu, là những thiết bị đầu cuối kết nối mạng Wi-Fi.

Nếu không phải là công nghệ MIMO, một số người ngẫu nhiên (dữ liệu) sẽ được phép đi vào qua một trong các cửa (các thiết bị kết nối Wi-Fi) tại một thời điểm; sau đó cửa này sẽ đóng lại và nhóm tiếp theo sẽ đi vào qua một cửa khác (thiết bị kết nối Wi-Fi).

Với công nghệ MIMO, có 4 hàng chờ lớn (4 luồng dữ liệu) dẫn tới 4 cửa vào phòng. Mỗi hàng chờ tương tự một luồng dữ liệu và nhóm các hàng chờ cùng nhau giống như AP. 4 cửa đại diện cho các bộ tiếp nhận dữ liệu, là các thiết bị kết nối Wi-Fi.

Nếu SU-MIMO được áp dụng, một số lượng người ngẫu nhiên (dữ liệu) từ một trong 4 hàng chờ (các luồng dữ liệu) đi vào chỉ một trong các cửa (thiết bị Wi-Fi), lúc nào cũng mở. Điều này sẽ tăng tốc độ tại mỗi hàng chờ vào cửa; tuy nhiên, nó vẫn chưa tận dụng cả 4 cửa.

Với MU-MIMO, mọi người (dữ liệu) từ mỗi hàng chờ (luồng dữ liệu) đồng thời vào qua mọi cửa. Mọi người vào nhanh hơn vì cả 4 dòng người cùng đi vào qua các cửa khác nhau.

Hãy nhớ, hiện tại MU-MIMO chỉ hỗ trợ truyền dẫn cho chiều xuống (downlink): chẳng hạn, từ AP tới thiết bị của người dùng như smartphone, laptop, và các thiết bị kết nối Wi-Fi khác. Do vậy, các thiết bị này vẫn sẽ phải tranh chấp với nhau chiều lên (uplink) khi truyền tín hiệu đến AP. Điều này cũng giống như việc cho phép người (dữ liệu) từ mọi hàng chờ (luồng dữ liệu) đồng thời đi vào qua tất cả các cửa (thiết bị kết nối Wi-Fi) nhưng các cửa được sử dụng xen kẽ cho người đi ra (gửi ngược lại tới AP).

Hữu ích với người dùng trong mạng đông đúc, công suất cao

Wi-Fi luôn gặp các vấn đề mật độ và công suất, đặc biệt ở băng tần 2,4GHz có nhiều mạng không dây hoạt động trong phạm vi hẹp. Việc sử dụng các chuẩn giao tiếp 802.11n hay 802.11ac ở băng tần 5GHz giúp tăng nhiều kênh hơn và tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn. Nhưng, MU-MIMO thậm chí còn giúp ích hơn nữa khi nhiều thiết bị có thể được phục vụ đồng thời. Điều này dẫn đến tăng thông lượng, giải phóng đường truyền nhiều hơn, và cho phép các AP phục vụ nhiều thiết bị hơn hẳn.

Điều quan trọng cần lưu ý là MU-MIMO có thể tăng thông lượng như đã mô tả mà không đòi hỏi phải ghép kênh. Với chuẩn 802.11n chẳng hạn, hai kênh 20MHz có thể được ghép lại, không cần đến SU-MIMO, cho phép nhiều dữ liệu hơn được truyền đi mỗi lần. Các kênh 40MHz này có thể chấp nhận được ở băng tần 5GHz sử dụng dải tần số rộng hơn, tuy nhiên sẽ có vấn đề với băng tần 2,4GHz nơi đông đúc thiết bị sử dụng. Cũng với băng tần 5GHz, làn sóng đầu tiên (Wave 1) của 802.11ac đã cho phép sử dụng các kênh 80MHz, cho dù dùng SU-MIMO hay không; Wave 2 có khả năng sử dụng kênh có độ rộng gấp đôi, lên tới 160MHz, với công nghệ SU-MIMO, MU-MIMO, hoặc không ứng dụng các công nghệ này. Tất nhiên việc sử dụng các kênh 160MHz sẽ làm giảm đáng kể số lượng kênh ở băng tần 5GHz.

Không đòi hỏi thiết bị đầu cuối tiên tiến

SU-MIMO đòi hỏi mọi thiết bị người dùng cuối và AP đều hỗ trợ công nghệ và chứa nhiều ăng-ten. Hơn nữa, để thiết bị đầu cuối nhận được nhiều luồng đồng thời nó phải thực hiện xử lý tín hiệu. Thiết bị tích hợp nhiều ăng-ten hơn và hỗ trợ đa luồng sẽ tiêu tốn điện năng hơn, kích thước lớn hơn và giá thành sản xuất cao hơn, vì thế nhiều thiết bị người dùng cuối vẫn chỉ hỗ trợ đơn luồng. Đây không phải là vấn đề đối với MU-MIMO, do thiết bị đầu cuối không phải xử lý tín hiệu; gánh nặng xử lý được dồn lên AP.

Mặc dù MU-MIMO vẫn đòi hỏi các thiết bị của người dùng cuối hỗ trợ công nghệ cùng AP, chúng có thể dùng một ăng-ten và vẫn được phục vụ luồng duy nhất của chúng đồng thời với các thiết bị khác.

Việc không đòi hỏi các thiết bị đầu cuối phải có nhiều ăng-ten cũng giúp MU-MIMO hấp dẫn với các điểm phát sóng Wi-Fi công cộng. Như vậy, về cơ bản chúng ta có thể hy vọng triển khai các mạng Wi-Fi công cộng tốt hơn khi nhiều thiết bị hơn hỗ trợ công nghệ mới này.

Thiết bị đầu cuối cũ có thể truyền dữ liệu tốc độ cao hơn

Mặc dù MU-MIMO đòi hỏi hỗ trợ với cả AP và các thiết bị người dùng cuối, các thiết bị cũ hoặc kể cả mới mà không hỗ trợ công nghệ này vẫn hưởng lợi gián tiếp, như đã nói ở trên, khi hoạt động trong các mạng đông đúc và công suất cao. Và, khi các thiết bị hỗ trợ được phục vụ đồng thời, chúng giải phóng nhiều đường truyền hơn để các thiết bị khác được phục vụ. Điều này áp dụng cho cả các thiết bị nhiều ăng-ten cũng như chỉ một ăng-ten. Nhìn chung, khi các thiết bị được phục vụ nhanh hơn, tốc độ truyền dữ liệu sẽ cao hơn. Đây là lý do vì sao các thiết bị không hỗ trợ vẫn có thể thấy thông lượng tăng lên.

MU-MIMO còn cung cấp lợi ích bảo mật gián tiếp. Cách thức dữ liệu được mã hóa khi gửi từ một AP tới một thiết bị ngăn ngừa các thiết bị khác đọc nội dung thực sự của gói tin, thậm chí cả khi chúng được kết nối tới cùng một AP. Điều đó tránh bị lộ dữ liệu nhạy cảm. Bất kỳ kẻ xấu nào thực hiện bắt trộm gói tin truyền theo công nghệ MU-MIMO sẽ bị hạn chế thấy những chi tiết định danh, như MU Group, điều biến được sử dụng, và địa chỉ MAC của thiết bị đầu cuối. Tuy nhiên, lưu ý là MU-MIMO chỉ hoạt động theo chiều tải xuống, nên kẻ xấu có thể vẫn đọc được các gói tin chưa được mã hóa truyền từ các thiết bị MU-MIMO tới AP.

Làn sóng công nghệ mới sớm tràn tới

Chúng ta đang thấy những thiết bị MU-MIMO đầu tiên xuất xưởng, như bộ định tuyến Linksys EA8500 và những laptop thuộc dòng Aspire E-series của Acer. Từ nay tới cuối năm, chúng ta sẽ thấy nhiều sản phẩm hơn nữa hỗ trợ công nghệ này, như các AP và smartphone dùng cho doanh nghiệp. Qualcomm cho biết, công ty đã bắt đầu trang bị công nghệ này trong các thiết bị di động từ năm 2013, bây giờ chỉ việc nâng cấp phần mềm để kích hoạt.