Dù ra đời khá lâu và có nhiều công ngh�� cạnh tranh nhưng Wi-Fi vẫn là một công ngh�� thu hút được nhiều s�� chú ý của người dùng bởi tính ph�� biến và tiện dụng của nó. Với k�� thuật và công ngh�� luôn được cập nhật và cải tiến, Wi-Fi tiếp tục tiến lên một tầm cao mới với chuẩn IEEE 802.11n. Chuẩn mới này có gì cải tiến so với các chuẩn trước nó (802.11a/b/g)?

Điểm mới của chuẩn 802.11n

Một trong những điều mong đợi nhất của người dùng thiết b�� đầu cuối Wi-Fi không gì khác ngoài tốc đ�� và tầm ph�� sóng. Theo đặc t�� k�� thuật, chuẩn 802.11n có tốc đ�� lý thuyết lên đến 600Mbps (cao hơn 10 lần chuẩn 802.11g) và vùng ph�� sóng rộng khoảng 250m (cao hơn chuẩn 802.11g gần 2 lần, 140m). Hai đặc điểm then chốt này giúp việc s�� dụng các ứng dụng trong môi trường mạng Wi-Fi được cải tiến đáng k��, phục v�� tốt cho nhu cầu giải trí đa phương tiện, nhiều người dùng có th�� xem phim chất lượng cao (HD, Full HD, Full HD 3D...), gọi điện thoại qua mạng Internet (VoIP), tải tập tin dung lượng lớn đồng thời... mà chất lượng dịch v�� và đ�� tin cậy vẫn luôn đạt mức cao.

Hình 1: Logo chứng nhận sản phẩm đạt chuẩn 802.11n

Bên cạnh đó, chuẩn 802.11n vẫn đảm bảo kh�� năng tương thích ngược với các sản phẩm trước đó, chẳng hạn, nếu sản phẩm Wi-Fi chuẩn n s�� dụng đồng thời hai tần s�� 2,4GHz và 5GHz thì s�� tương thích ngược với các sản phẩm chuẩn 802.11a/b/g.

Chuẩn 802.11n đã được IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) phê duyệt đưa vào s�� dụng chính thức và cũng đã được Hiệp hội Wi-Fi (Wi-Fi Alliance) kiểm định và cấp chứng nhận cho các sản phẩm đạt chuẩn. Chứng nhận chuẩn Wi-Fi 802.11n là bước cập nhật thêm một s�� tính năng tùy chọn cho 802.11n d�� thảo 2.0 (draft 2.0, xem thêm bài viết ID: A0905_100) được Wi-Fi Alliance bắt đầu t�� hồi tháng 6/2007; các yêu cầu cơ bản (băng tần, tốc đ��, MIMO, các định dạng khung, kh�� năng tương thích ngược) không thay đổi. Đây là tin vui cho những ai đang s�� hữu thiết b�� đạt chứng nhận 802.11n draft 2.0. Chứng nhận Wi-Fi n vẫn đảm bảo cho hơn 700 sản phẩm được cấp chứng nhận draft 2.0 trước đây (gồm máy tính, thiết b�� điện t�� tiêu dùng như tivi, máy ch�� đa phương tiện (media server) và các thiết b�� mạng). Tất c�� thiết b�� được cấp chứng nhận dạng draft n có đ�� điều kiện đ�� s�� dụng logo "Wi-Fi CERTIFIED n" mà không cần phải kiểm tra lại (xem hình 1).

Vậy đâu là những công ngh�� quan trọng của chuẩn 802.11n? Một công ngh�� mới luôn gắn liền với các cải tiến đ�� nâng cao chất lượng dịch v�� và Wi-Fi 802.11n cũng vậy. Mục tiêu chính của công ngh�� này là tăng tốc đ�� và tầm ph�� sóng cho các thiết b�� bằng cách kết hợp các công ngh�� vượt trội và tiên tiến nhất (xem hình 2).

Hình 2: Các tính năng tùy chọn trong chương trình cấp chứng nhận Wi-Fi n

MIMO tr�� thành bắt buộc

Với đặc t�� k�� thuật được phê chuẩn, MIMO (tham khảo ID: A0905_100) là công ngh�� bắt buộc phải có trong các sản phẩm Wi-Fi 802.11n. MIMO có th�� làm tăng tốc đ�� lên nhiều lần thông qua k�� thuật đa phân chia theo không gian (spatial multiplexing) - chia một chuỗi d�� liệu thành nhiều chuỗi d�� liệu nh�� hơn và phát nhiều chuỗi nh�� song song đồng thời trong cùng một kênh - tương t�� các làn xe trên xa l��. Ngoài ra, MIMO còn giúp cải thiện phạm vi ph�� sóng và đ�� tin cậy (giảm t�� l�� lỗi) của thiết b�� thông qua một k�� thuật được gọi là phân tập không gian (spatial diversity). Kết hợp với công ngh�� MIMO là 2 k�� thuật (tùy chọn): Mã hóa d�� liệu STBC (Space Time Block Coding) giúp cải thiện việc thu/phát tín hiệu trên nhiều anten; và ch�� đ�� HT Duplicate (MCS 32) - cho phép gửi thêm gói tin tương t�� cùng lúc lên mỗi kênh 20MHz khi thiết b�� hoạt động �� ch�� đ�� 40MHz �� giúp tăng đ�� tin cậy cho thiết b�� phát (xem hình 3).

Nâng cao kênh tần s��

Ngoài những lợi ích đạt được t�� MIMO, công ngh�� 802.11n còn s�� dụng một s�� k�� thuật khác nhằm tăng tốc đ�� d�� liệu nhanh hơn bằng cách s�� dụng kênh (channelization) rộng hơn. Thay vì ch�� s�� dụng kênh 20MHz như các chuẩn 802.11a/b/g trước đây, chuẩn 802.11n s�� dụng c�� hai kênh 20MHz và 40MHz. Các kênh 40MHz giúp tốc đ�� truyền d�� liệu tăng gấp đôi, lên đến 150Mbps/một chuỗi d�� liệu không gian (spatial stream), xem bảng tốc đ�� của chuẩn 802.11n (xem hình 4 và bảng tốc đ��).

Tăng cường hiệu năng

Hình 3: H�� thống MIMO NxM có N kênh phát và M kênh thu. Các tín hiệu t�� mỗi kênh phát có th�� đến kênh thu thông qua một đường duy nhất, cho phép ghép kênh không gian �� k�� thuật gửi nhiều luồng d�� liệu trong cùng một kênh, nh�� vậy tốc đ�� truyền d�� liệu s�� tăng theo cấp s�� nhân.

Ngoài công ngh�� MIMO, các thiết b�� còn có th�� được tích hợp thêm một s�� k�� thuật khác đ�� tăng tốc đ��. Đầu tiên là k�� thuật SGI (Short Guard Interval) cũng có th�� góp phần cải thiện tốc đ�� bằng cách giảm kích thước của khoảng cách giữa các symbol (ký hiệu). Bên cạnh đó là một s�� k�� thuật trên lớp vật lý với các cải tiến nhằm giảm overhead (gói tin mào đầu) - trực tiếp góp phần cải thiện tốc đ��. Đ�� giảm overhead, 802.11n dùng k�� thuật tập hợp khung (frame aggregation - FA) - ghép hai hay nhiều khung (frame) thành một frame đơn đ�� truyền đi. Chuẩn 802.11n s�� dụng 2 k�� thuật ghép frame: A-MSDU (Aggregation - MAC Service Data Units) hay viết gọn là MSDU - làm tăng kích thước khung dùng đ�� phát các frame qua giao thức MAC (Media Access Control) và A-MPDU (Aggregation - MAC Protocol Data Unit) - làm tăng kích thước tối đa của các frame 802.11n được phát đi lên đến 64K byte (chuẩn trước ch�� có 2304byte) (xem hình 5).
Một cách cải thiện thông lượng b�� sung khác là giảm kích thước frame ACK xuống còn 8byte (chuẩn cũ là 128byte). Ngoài ra, một k�� thuật được gọi là SGI (Short Guard Interval) cũng có th�� góp phần cải thiện 10% tốc đ�� bằng cách giảm khoảng cách giữa các symbol (ký hiệu) t�� 4 nano giây xuống còn 3,6 nano giây. Cuối cùng là k�� thuật GreenField Preamble được s�� dụng đ�� rút ngắn gói tin đầu tiên của frame (preamble) nhằm cải thiện hiệu năng và công suất tiêu th�� cho thiết b��.

Hiện thực phần cứng với 802.11n

Các hãng sản xuất chip Wi-Fi lớn như Atheros, Broadcom đã xuất xưởng các chip h�� tr�� chuẩn 802.11n và đã đạt được chứng nhận của Wi-Fi Alliance, chẳng hạn chip BCM943224HMS, BCM94313HMGB của Broadcom, chip AR5B195 của Atheros. Các chip này h�� tr�� đầy đ�� 4 chuẩn 802.11a/b/g/n với rất nhiều tính năng tùy chọn (Short Guard Interval, Greenfield Preamble, A-MPDU, STBC, 40MHz trên tần s�� 2,4GHz hay 5GHz...), ch�� đ�� bảo mật WPA2 cao cấp, tính năng WMM (Wi-Fi Multimedia) h�� tr�� giải trí đa phương tiện và các tính năng tiện ích khác như cài đặt mã hóa Wi-Fi nhanh theo dạng PIN (Personal Identification Number) hay PBC (Push button configuration)...

Các hãng sản xuất thiết b�� phần cứng cũng đã trình làng sản phẩm 802.11n đầu tiên của mình. Tra cứu trong danh sách các sản phẩm được Wi-Fi Alliance (www.wi-fi.org) cấp chứng nhận, bạn s�� thấy rất nhiều hãng quen thuộc đã sẵn sàng với 802.11n, ví d�� Apple A1355, Buffalo Nfiniti Router WHR-G300N, Cisco AIR-CT5500 và AP801-AGN-K9, D-Link DWA-525/ DWA-525EU/ DWA525US, DrayTek Vigor2930n/ Vigor2930Vn/ Vigor2930VSn, Huawei EchoLife WS310, Netgear DGN3500B... Đặc biệt, ngoài các sản phẩm là b�� định tuyến, Access Point, card mạng không dây còn có sản phẩm tích hợp Wi-Fi dành cho giải trí khác cũng được Wi-Fi Alliance cấp chứng nhận, nổi bật là đầu Blu-ray của các hãng LG, Panasonic, Sony, Samsung...

Chọn sản phẩm

Hình 4: Các kênh 20MHz và 40MHz

Đ�� chọn sản phẩm đạt chất lượng tốt, bạn cần quan tâm đến nhiều yếu t��. Đầu tiên là chọn nơi cung cấp sản phẩm uy tín, k�� tiếp phải xem sản phẩm đó có đạt chứng nhận của Wi-Fi Alliance không (đ�� đảm bảo nhiều yếu t�� như công ngh�� s�� dụng trên thiết b��, kh�� năng tương thích ngược, đ�� tin cậy...).

Đ�� xem sản phẩm cần mua đạt chứng nhận hay chưa, bạn truy cập vào website của Wi-Fi Alliance (www.wi-fi.org), vào mục "Wi-Fi Certified Products", sau đó tìm kiếm sản phẩm của hãng cần xem (Search Product). Tại đây, bạn có th�� xem các tính năng của sản phẩm (link đến hãng) và xem chứng nhận của sản phẩm (View Wi-Fi Certifications) như hình 6.

Với cách làm này, ngoài việc biết sản phẩm đã đạt chuẩn quy định, bạn còn có th�� biết khá đầy đ�� thông tin v�� sản phẩm, t�� các chuẩn mà thiết b�� đạt được (chuẩn IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g, IEEE 802.11n) cho đến các tính năng tùy chọn (Short Guard Interval, TX A-MPDU, 40MHz hoạt động trên tần s�� 5GHz); s�� spatial stream thu phát (3x3), 2 tần s�� 2,4GHz và 5GHz hoạt động đồng thời; bảo mật WPA2 với các loại EAP...