Sự phát triển và tương lai của Wi-Fi – Phần 1&2
Công nghệ Wi-Fi xuất hiện lần đầu vào năm 1997. Ngày nay công nghệ
này đã được phát triển rất mạnh và hiện đang ở chuẩn 802.11n. Trong
loạt bài này chúng tôi sẽ giới thiệu cho các bạn một số kiến thức cơ bản
về công nghệ này, song song với đó là một phác thảo vắn tắt về sự phát
triển của nó.
Giới thiệu
Chuẩn 802.11 là chuẩn được sử dụng cho công nghệ Wi-Fi bắt đầu từ năm
1997 do Institute for Electrical and Electronics Engineers (IEEE) ban bố.
Theo thời gian chuẩn này đã được phát và ngày nay chúng ta đang có phiên
bản 802.11n.
Institute for Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
Chúng ta hãy bắt đầu với giới thiệu vắn tắt về IEEE là gì. IEEE là một tổ
chức khoa học nghề nghiệp được xây dựng nhằm mục đích hỗ trợ các hoạt
động nghiên cứu khoa học, thúc đẩy sự phát triển khoa học công nghệ trong
các lĩnh vực điện tử, viễn thông, công nghệ thông tin, khoa học máy tính.
Viện này gồm có nhiều kỹ sư điện và điện tử (nhiều người có bằng cấp cao
đang làm việc tại các trường Đại học danh tiếng trên toàn thế giới), có thể
nói họ là các chuyên gia trong từng lĩnh vực. Tổ chức các chuẩn này ra đời
xuất phát từ sự cần thiết cần có các chuẩn được chấp thuận rộng rãi để bảo
đảm khả năng tương thích giữa các thiết bị trên toàn thế giới. Đây chính là
một trong những nhiệm vụ khó khăn nhất của IEEE, bảo đảm sự chấp thuận
rộng rãi; một nhiệm vụ mà họ không phải lúc nào cũng thực hiện được. Các
chuẩn được công bố bởi IEEE bao gồm tất cả các lĩnh vực kỹ thuật điện tử
có liên quan đến mạng máy tính. Khi có ai đó phân tích các chuẩn, một điều
quan trọng cần phải nhớ rằng hiệu suất thường không phải là mục tiêu thiết
kế của các chuẩn. Trong thực tế, các chuẩn có thể không được hoàn hảo.
Mặc dù vậy, như chúng tôi gợi ý ở trên, một chuẩn chỉ có giá trị nếu nó được
chấp thuận rộng rãi; mục tiêu này chính là sợi chỉ đỏ xuyên suốt quá trình
thiết kế các chuẩn.
Tiểu ban của IEEE mà loạt bài viết này giới thiệu về là tiểu ban LAN/MAN.
Tiểu ban này đã được chỉ định bộ định danh 802, vì vậy mỗi một chuẩn
được quyết định bởi tiểu ban này sẽ bắt đầu với bộ định danh 802. Chỉ số 11
trong 802.11 có nghĩa chuẩn có liên quan đến sự điều biến trong không gian;
vì vậy tất cả các chuẩn 802.11 sẽ được công bố bởi tiểu ban 802 và sử dụng
sự điều biến trong không gian. Bạn sẽ thường thấy chỉ số 802.11 và nhiều
chuẩn khác cho chủ đề được viết cùng với thời gian phía sau bộ chỉ định,
chẳng hạn như 802.11-1997. Thời gian được ghi này chính là thời điểm công
bố chuẩn. Khi đưa ra một chuẩn, tiểu ban sẽ công bố những cập nhật mới
nhất và thời gian này sẽ thay đổi theo công bố gần nhất. Thêm vào đó bạn
cũng sẽ thường thấy các bộ định danh được miêu tả cùng với một chữ cái in
thường, chẳng hạn như 802.11b. Ở đây các chữ cái in thường chỉ thị sự sửa
đổi đối với chuẩn được công bố ban đầu. Trong trường hợp 802.11, chữ cái
in thường được gán cho những sửa đổi đã được phê chuẩn nhằm trợ giúp
công nghệ 802.11có được tốc độ lớn hơn, phạm vi rộng hơn, độ tin cậy tốt
hơn, hoặc sự kết hợp cả ba yếu tố trên.
802.11-1997
Chuẩn được công bố đầu tiên cho Wi-Fi là 802.11-1997, đây là chuẩn được
công bố vào năm 1997. Các bạn cần phải nhớ rằng khi chúng tôi nói IEEE
không phải lúc nào cũng thành công trong mục tiêu chấp thuận rộng rãi?
Đây là một trường hợp như vậy. Chuẩn ban đầu đã nhận được rất ít sự thừa
nhận. Một phần là do tốc độ bit thấp của nó chỉ khoảng 1 hoặc 2MB/s. Tốc
độ bit thực sự phụ thuộc vào liên kết vật lý được sử dụng để truyền tải dữ
liệu. Chuẩn 802.11-1997 đã cho phép ba công nghệ khác nhau có thể sử
dụng:
1. Hồng ngoại: Công nghệ cung cấp thông lượng 1 MB/s
2. Frequency Hoping Spread Spectrum: Công nghệ cung cấp thông
lượng 1 hoặc 2 MB/s.
3. Direct Sequence Spread Spectrum: Công nghệ cũng cung cấp thông
lượng 1 hoặc 2 MB/s.
Tỉ lệ chấp thuận thấp đối với chuẩn công nghệ này là do một phần tốc độ bit
thấp, tuy nhiên nó cũng có một phần là sự đắt đỏ của công nghệ. Vào năm
1997, việc thiết kế các bộ thu và phát được yêu cầu để sử dụng chuẩn
802.11-1997 khá đắt tính trên đầu các máy tính, đặc biệt là các máy tính
laptop, do khả năng di động của chúng yêu cầu cần phải có công nghệ Wi-
Fi). Tuy nhiên về sau này, chuẩn 802.11 được cập nhật vào năm 1999 với
các bộ định danh “a” và “b” đã nhận được sự đồng thuận nhiều hơn. Mặc dù
802.11a và 802.11b đều được phát hành đồng thời vào năm 1999 nhưng chỉ
có 802.11b được chấp thuận một cách rộng rãi.
802.11a và 802.11b
802.11a là một chuẩn được cải thiện từ 802.11-1997. Trong khi 802.11-1997
chỉ có thể truyền tải dữ liệu với tốc độ 2MB/s thì 802.11a có thể truyền tải
dữ liệu với tốc độ 54 MB/s. Việc tăng tốc độ truyền tải dữ liệu này là do sử
dụng tần số 5GHz thay cho tần số 2.4GHz được sử dụng trong 802.11-1997
( tần số được sử dụng cho các tùy chọn Frequency Hoping Spread Spectrum
và the Direct Sequence Spread Spectrum; không có tùy chọn hồng ngoại).
Ngoài việc tăng về tốc độ, một ưu điểm khác trong việc sử dụng tần số
5GHz là không có nhiều thiết bị sử dụng tần số này, vì vậy khả năng xuyên
nhiễu giữa các thiết bị sẽ giảm. Mặc dù vậy việc sử dụng băng tần 5GHz
cũng có một nhược điểm lớn. Do tần số 5GHz sử dụng sóng ngắn (tần số có
tỷ lệ ngược với bước sóng; chính vì vậy tần số càng cao thì bước sóng sẽ
càng ngắn) nên kỹ thuật này có phạm vi phủ sóng kém hơn và tín hiệu bị cản
trở nhiều hơn bởi những vật cản như các bức tường; thậm chí không có
nhiều bức tường nhưng nếu tín hiệu truyền trong không gian có nhiều đối
tượng (bàn và ghế,…) cường độ tín hiệu bị suy giảm rất nhanh.
802.11b thừa hưởng Direct Sequence Spread Spectrum từ chuẩn 802.11-
1997 ban đầu, cùng với tần số hoạt động 2.4 GHz. Việc tiếp tục sử dụng tần
số 2.4 GHz có cả ưu điểm và nhược điểm. Ưu điểm ở đây là tần số này
không bị điều chỉnh lại và vì vậy giá thành chi phí sản xuất sẽ rẻ hơn. Tuy
nhiên nhược điểm là có nhiều thiết sử dụng sử dụng tần số này (điện thoại
kéo dài, các bộ kiểm tra trẻ nhỏ), tất cả chúng đều có thể xuyên nhiễu lẫn
nhau.
Thay đổi chủ yếu trong 802.11b là tốc độ dữ liệu tối đa. Tốc độ dữ liệu tối
đa của 802.11b đạt khoảng 11MB/s, con số có thể so sánh với tốc độ
Ethernet truyền thống ở những năm 1999 và 2000. Vơi tốc độ này, nhiều
khách hàng có thể sử dụng Wi-Fi, thừa hưởng tất cả những ưu điểm về khả
năng di động mà không bị các nhược điểm về tốc độ. Cùng với việc giảm
được đánh kể giá thành trong công nghệ đã làm cho công nghệ 802.11b
được sự chấp thuận một cách rộng rãi.
802.11g
Khi tốc độ Ethernet tăng, điều này đã tác động đến chuẩn 802.11. Vào năm
2003, IEEE đã phê duyệt chuẩn 802.11g. Chuẩn 802.11g này hoạt động ở