Trước hết, chúng ta cần làm rõ rằng mạng 5G không giống với Wi-Fi 5GHz mà chúng ta sẽ thảo luận hôm nay. Mạng 5G thực chất là viết tắt của mạng di động thế hệ thứ 5, chủ yếu đề cập đến công nghệ truyền thông di động tế bào. Còn 5G ở đây đề cập đến băng tần 5GHz trong chuẩn WiFi, tức là tín hiệu WiFi sử dụng băng tần 5GHz để truyền dữ liệu.
Hầu hết các thiết bị Wi-Fi trên thị trường hiện nay đều hỗ trợ tần số 2.4 GHz, và các thiết bị tốt hơn có thể hỗ trợ cả hai tần số, tức là 2.4 GHz và 5 GHz. Các bộ định tuyến băng thông rộng như vậy được gọi là bộ định tuyến không dây băng tần kép.
Hãy cùng tìm hiểu về băng tần 2.4GHz và 5GHz trong mạng Wi-Fi dưới đây.
Sự phát triển của công nghệ Wi-Fi có lịch sử 20 năm, từ thế hệ đầu tiên 802.11b đến 802.11g, 802.11a, 802.11n, và đến chuẩn 802.11ax (WiFi6) hiện nay.
Tiêu chuẩn Wi-Fi
WiFi chỉ là từ viết tắt. Thực chất, chúng là một tập hợp con của chuẩn mạng cục bộ không dây 802.11. Kể từ khi ra đời vào năm 1997, hơn 35 phiên bản với kích thước khác nhau đã được phát triển. Trong số đó, 802.11a/b/g/n/ac đã phát triển thêm sáu phiên bản hoàn thiện hơn.
IEEE 802.11a
IEEE 802.11a là một tiêu chuẩn được sửa đổi từ tiêu chuẩn 802.11 gốc và được phê duyệt vào năm 1999. Tiêu chuẩn 802.11a sử dụng cùng một giao thức cốt lõi như tiêu chuẩn gốc. Tần số hoạt động là 5GHz, sử dụng 52 sóng mang phụ ghép kênh phân chia tần số trực giao, và tốc độ truyền dữ liệu thô tối đa là 54Mb/s, đáp ứng được yêu cầu thông lượng trung bình của mạng thực tế (20Mb/s).
Do băng tần 2.4G ngày càng trở nên tắc nghẽn, việc sử dụng băng tần 5G là một cải tiến quan trọng của chuẩn 802.11a. Tuy nhiên, nó cũng mang lại một số vấn đề. Khoảng cách truyền dẫn không tốt bằng 802.11b/g; về lý thuyết, tín hiệu 5G dễ bị chặn và hấp thụ bởi tường hơn, do đó vùng phủ sóng của 802.11a không tốt bằng 801.11b. 802.11a cũng có thể bị nhiễu, nhưng vì không có nhiều tín hiệu gây nhiễu ở gần đó, nên 802.11a thường có thông lượng tốt hơn.
IEEE 802.11b
IEEE 802.11b là một tiêu chuẩn cho mạng cục bộ không dây. Tần số sóng mang là 2,4GHz, có thể cung cấp nhiều tốc độ truyền tải khác nhau là 1, 2, 5,5 và 11 Mbit/s. Nó đôi khi bị gọi nhầm là Wi-Fi. Trên thực tế, Wi-Fi là nhãn hiệu của Liên minh Wi-Fi. Nhãn hiệu này chỉ đảm bảo rằng các sản phẩm sử dụng nhãn hiệu có thể hoạt động tương thích với nhau, và không liên quan gì đến bản thân tiêu chuẩn. Trong băng tần ISM 2,4GHz, có tổng cộng 11 kênh với băng thông 22MHz, là 11 băng tần chồng chéo nhau. Chuẩn kế nhiệm của IEEE 802.11b là IEEE 802.11g.
IEEE 802.11g
Chuẩn IEEE 802.11g được thông qua vào tháng 7 năm 2003. Tần số sóng mang của nó là 2,4GHz (giống như 802.11b), tổng cộng có 14 băng tần, tốc độ truyền tải ban đầu là 54Mbit/s, và tốc độ truyền tải thực tế khoảng 24,7Mbit/s (giống như 802.11a). Các thiết bị 802.11g tương thích ngược với 802.11b.
Sau đó, một số nhà sản xuất bộ định tuyến không dây đã phát triển các tiêu chuẩn mới dựa trên tiêu chuẩn IEEE 802.11g để đáp ứng nhu cầu thị trường và tăng tốc độ truyền tải lý thuyết lên 108 Mbit/s hoặc 125 Mbit/s.
IEEE 802.11n
IEEE 802.11n là một tiêu chuẩn được phát triển dựa trên tiêu chuẩn 802.11-2007 bởi một nhóm làm việc mới được IEEE thành lập vào tháng 1 năm 2004 và được chính thức phê duyệt vào tháng 9 năm 2009. Tiêu chuẩn này bổ sung hỗ trợ MIMO, cho phép băng thông không dây lên đến 40MHz, và tốc độ truyền tải tối đa về mặt lý thuyết là 600Mbit/s. Đồng thời, bằng cách sử dụng mã khối không gian-thời gian do Alamouti đề xuất, tiêu chuẩn này mở rộng phạm vi truyền dữ liệu.
IEEE 802.11ac
IEEE 802.11ac là một tiêu chuẩn truyền thông mạng máy tính không dây 802.11 đang được phát triển, sử dụng băng tần 6GHz (còn được gọi là băng tần 5GHz) cho truyền thông mạng cục bộ không dây (WLAN). Về lý thuyết, nó có thể cung cấp băng thông ít nhất 1 Gigabit mỗi giây cho truyền thông mạng cục bộ không dây (WLAN) đa trạm, hoặc ít nhất 500 megabit mỗi giây (500 Mbit/s) cho băng thông truyền tải của một kết nối đơn.
Chuẩn này kế thừa và mở rộng khái niệm giao diện không dây được phát triển từ 802.11n, bao gồm: băng thông RF rộng hơn (lên đến 160 MHz), nhiều luồng không gian MIMO hơn (tăng lên 8), MU-MIMO và giải điều chế mật độ cao (điều chế, lên đến 256QAM). Đây là một chuẩn có tiềm năng kế nhiệm IEEE 802.11n.
IEEE 802.11ax
Năm 2017, Broadcom đã tiên phong trong việc ra mắt chip không dây 802.11ax. Bởi vì chuẩn 802.11ad trước đó chủ yếu hoạt động ở băng tần 60GHz, mặc dù tốc độ truyền tải được tăng lên nhưng phạm vi phủ sóng bị hạn chế, và nó trở thành một công nghệ hỗ trợ cho 802.11ac. Theo dự án chính thức của IEEE, thế hệ Wi-Fi thứ sáu kế thừa 802.11ac là 802.11ax, và thiết bị hỗ trợ chia sẻ đã được ra mắt từ năm 2018.
Sự khác biệt giữa 2.4GHz và 5GHz
Chuẩn truyền dẫn không dây thế hệ đầu tiên IEEE 802.11 ra đời năm 1997, vì vậy nhiều thiết bị điện tử thường sử dụng tần số không dây 2.4GHz, chẳng hạn như lò vi sóng, thiết bị Bluetooth, v.v., chúng sẽ ít nhiều gây nhiễu cho Wi-Fi 2.4GHz, do đó tín hiệu bị ảnh hưởng ở một mức độ nhất định, giống như một con đường có xe ngựa, xe đạp và ô tô cùng chạy, và tốc độ chạy của ô tô đương nhiên sẽ bị ảnh hưởng.
WiFi 5GHz sử dụng băng tần cao hơn để giảm tắc nghẽn kênh. Nó sử dụng 22 kênh và không gây nhiễu lẫn nhau. So với 3 kênh của 2.4GHz, nó giảm đáng kể tắc nghẽn tín hiệu. Vì vậy, tốc độ truyền tải của 5GHz nhanh hơn 2.4GHz.
Băng tần Wi-Fi 5GHz sử dụng giao thức 802.11ac thế hệ thứ năm có thể đạt tốc độ truyền tải 433Mbps ở băng thông 80MHz và tốc độ truyền tải 866Mbps ở băng thông 160MHz, so với tốc độ truyền tải cao nhất là 300Mbps của băng tần 2.4GHz, tốc độ này đã được cải thiện đáng kể.
5GHz Không bị cản trở
Tuy nhiên, Wi-Fi 5GHz cũng có những nhược điểm. Nhược điểm đó nằm ở khoảng cách truyền tín hiệu và khả năng xuyên vật cản.
Vì Wi-Fi là sóng điện từ, phương pháp truyền sóng chính của nó là truyền theo đường thẳng. Khi gặp vật cản, nó sẽ tạo ra các hiện tượng xuyên thấu, phản xạ, nhiễu xạ và các hiện tượng khác. Trong đó, xuyên thấu là hiện tượng chính, và một phần nhỏ tín hiệu sẽ bị phản xạ và nhiễu xạ. Đặc tính vật lý của sóng vô tuyến là: tần số càng thấp, bước sóng càng dài, tổn hao trong quá trình truyền càng nhỏ, phạm vi phủ sóng càng rộng và càng dễ vượt qua vật cản; tần số càng cao, phạm vi phủ sóng càng nhỏ và càng khó vượt qua vật cản.
Do đó, tín hiệu 5G với tần số cao và bước sóng ngắn có vùng phủ sóng tương đối nhỏ và khả năng xuyên vật cản không tốt bằng tín hiệu 2.4GHz.
Về khoảng cách truyền dẫn, Wi-Fi 2.4GHz có thể đạt phạm vi phủ sóng tối đa 70 mét trong nhà và 250 mét ngoài trời. Còn Wi-Fi 5GHz chỉ có thể đạt phạm vi phủ sóng tối đa 35 mét trong nhà.
Hình dưới đây so sánh phạm vi phủ sóng của Ekahau Site Survey giữa hai băng tần 2.4 GHz và 5 GHz trong trình thiết kế ảo. Màu xanh đậm nhất trong hai mô phỏng thể hiện tốc độ 150 Mbps. Màu đỏ trong mô phỏng 2.4 GHz biểu thị tốc độ 1 Mbps, và màu đỏ trong 5 GHz biểu thị tốc độ 6 Mbps. Như bạn có thể thấy, phạm vi phủ sóng của các AP 2.4 GHz thực sự rộng hơn một chút, nhưng tốc độ ở rìa vùng phủ sóng 5 GHz lại nhanh hơn.
Tần số 5 GHz và 2.4 GHz khác nhau, mỗi tần số đều có những ưu điểm riêng đối với mạng Wi-Fi, và những ưu điểm này có thể phụ thuộc vào cách bạn bố trí mạng - đặc biệt là khi xem xét phạm vi và các vật cản (tường, v.v.) mà tín hiệu cần phải vượt qua. Liệu như vậy có quá nhiều không?
Nếu bạn cần phủ sóng khu vực rộng hơn hoặc khả năng xuyên tường tốt hơn, băng tần 2.4 GHz sẽ là lựa chọn tốt hơn. Tuy nhiên, nếu không có những hạn chế này, 5 GHz sẽ nhanh hơn. Khi kết hợp những ưu điểm và nhược điểm của hai băng tần này thành một, bằng cách sử dụng các điểm truy cập băng tần kép trong triển khai mạng không dây, chúng ta có thể tăng gấp đôi băng thông không dây, giảm thiểu ảnh hưởng của nhiễu và tận hưởng mạng Wi-Fi tốt hơn toàn diện.
Thời gian đăng bài: 09/06/2021