Tìm hiểu về Wifi AD, tốc độ lên tới 4,6 Gbps, tiềm năng thay thế được cả dây cáp

Hiện đã có một chuẩn Wifi mới, giúp đẩy tốc độ mạng lên một mức độ mới. Wifi chuẩn 802.11ad có tốc độ dữ liệu lên đến 4.600 Mbps, nhanh gấp 4 lần so với chuẩn tốc độ hiện tại, 802.11ac. Nó còn nhanh hơn nhiều chuẩn Gigabit Ethernet (tốc độ 1 Gbps) và hầu hết tốc độ băng thông rộng của hộ gia đình. Ngay cả khi bạn muốn xem phim trực tuyến với hình ảnh HDR, độ phân giải 4K qua Wifi, đó cũng không phải là vấn đề với 802.11ad, cho dù nhiều người dùng Wifi đã biết, vẫn có sự khác biệt lớn giữa tốc độ lý thuyết và thực tế.

Những router dành cho hộ gia đình đầu tiên được trang bị chuẩn Wifi mới này là Netgear Nighthawk X10 và TP-Link Talon AD7200. Cùng với công nghệ hoàn toàn mới, những router này cũng có giá không hề rẻ, với chiếc AD7200 có thể sẽ làm bạn phải “đau mắt” với mức giá 360 USD. Nhưng liệu nó có xứng đang với mức giá đỉnh cao đó?

Wifi chuẩn 802.11ad hoạt động như thế nào?

Giống như các phiên bản trước của Wifi, chuẩn 802.11ad là tiêu chuẩn được Liên minh Wifi phê chuẩn chính thức. Tuy nhiên, không giống như các phiên bản trước, công nghệ của chuẩn này không đến từ IEEE (Viện kỹ nghệ Điện và Điện tử). Thay vào đó, nó dựa trên công nghệ được tạo ra bởi Liên minh WiGig (Wireless Gigabit). Công nghệ này được thông bóa chính thức vào năm 2009, bắt đầu giai đoạn dự thảo với IEEE vào năm 2011 và cuối cùng nổi lên như một tiêu chuẩn ngày nay khi Liên minh WiGig sáp nhập với Liên minh Wifi vào năm 2013.

Điều quan trọng là chuẩn mới này sử dụng một dải tần số hoàn toàn khác với các chuẩn Wifi trước. Thay vì sử dụng tần số 2,4 GHz hay 5GHz như các chuẩn 802.11b/g/n/ac, nó hoạt động trên tần số 60GHz (nằm trong khoảng 57 – 66 GHz, tùy thuộc vào nơi bạn sống). Vùng tần số quanh 60GHz nghĩa là sẽ có nhiều dữ liệu hơn được truyền tải, nhưng nó cũng có những nhược điểm.

Vấn đề lớn nhất là: tần số cao hơn nghĩa là bước sóng ngắn hơn, kéo theo tốc độ suy giảm cũng lớn hơn. Điều này không thành vấn đề nếu ở môi trường chân không, nhưng trong thế giới thực, với vô số bức tường gỗ và gạch ở xung quanh chúng ta, sóng tần số cao nghĩa là sẽ gặp nhiều khó khăn hơn khi truyền tải quãng đường xa. Đó là lý do tại sao, những tín hiệu bước sóng dài như sóng vô tuyến và truyền hình có thể truyền đi với khoảng cách rất lớn trong khi sóng ngắn thì ngược lại.

Với Wifi, tất cả các tần số của chúng đều là vi sóng, trải dài từ 300MHz tới 300GHz, với độ dài bước sóng từ khoảng 1m cho tới 1mm. Trong khi, tần số 2,4GHz của các chuẩn Wifi cũ như a/b/g là đủ thấp để có khả năng đâm xuyên tốt và dễ dàng truyền qua cơ thể người, cánh cửa và các bức tường. Còn với 5GHz, phạm vi sử dụng chỉ còn phù hợp trong một ngôi nhà nhỏ.

Cho dù vậy, với chuẩn 802.11ad, tín hiệu thậm chí còn không thể xuyên qua một bức tường đơn và bị suy giảm đáng kể khi gặp phải một bức tường gỗ. Kết quả là, cho dù 802.11ad mang lại tốc độ rất cao nếu bạn đang ở cùng căn phòng với router, nhưng khi bước ra bên ngoài căn phòng, hoặc thậm chí chỉ cần router khuất khỏi tầm mắt, bạn có thể mất tín hiệu.

Đó là lý do tại sao 802.11ad chưa phải là sự thay thế cho những chuẩn Wifi hiện tại. Thay vào đó, cũng như các router 5GHz vẫn hỗ trợ tần số 2,4GHz, những router 60GHz theo chuẩn 802.11ad vẫn hỗ trợ các chuẩn cũ hơn để chúng có thể sử dụng được ở khoảng cách xa.

Thay thế dây cáp

Tuy nhiên, 802.11ad có thể lại là sự thay thế hữu hiệu cho những sợi dây cáp, và trên thực tế, đó cũng là mục đích ban đầu của WiGig. Với các sản phẩm như TV, các hộp set-top, smartphone và thậm chí cả các camera không dây với độ phân giải 4K, hay các thiết bị NAS và những ổ cứng di động ở trong cùng một căn phòng, 802.11ad có thể loại bỏ mớ dây nối phức tạp giữa các thiết bị này.

Điều này cũng có thể mở rộng sang môi trường văn phòng với những chiếc laptop không dây, các màn hình kết nối sẽ được hưởng lợi bởi công nghệ này. Dell là một trong những hàng sớm chấp nhận WiGig vào năm 2013, khi họ tạo ra cổng kết nối không dây Dell Wireless Dock D5000, cho phép người dùng truyền video từ một chiếc laptop Latitude đến dock này và tới các màn hình bằng HDMI.

Thiết bị trang bị 802.11ad

Như đã nói ở trên, hiện chỉ có 2 router cho thấy nó được trang bị 802.11ad, nhưng chiếc Netgear Nighthawk X10 hiện vẫn chưa xuất hiện. Tuy vậy, Amazon vẫn đang niêm yết nó ở mức giá 624 USD, với những thông số rõ ràng dành cho phân khúc cao cấp. Bên cạnh 802.11ad, nó còn có 6 cổng Gigabit Ethernet kết hợp với đường dẫn dual-gigabit, một bộ xử lý lõi tứ 1,7GHz (dường như nền ARM), hai cổng USB 3.0 để chia sẻ máy in và file. Ngoài ra nó còn là router đầu tiên hỗ trợ cổng máy chủ Plex.

Trong khi đó, chiếc TP-Link Talon AD7200 có cách tiếp cận hạn chế hơn một chút, với chỉ 4 cổng Gigabit Ethernet, một bộ xử lý lõi tứ 1,4 GHz và cổng USB cơ bản, một sự lựa chọn khá khiêm tốn so với đối thủ trên. Tuy nhiên, nó vẫn có mức giá khá cao, 380 bảng (khoảng 474 USD).

Chiếc TP-Link Talon AD7200.

Mức giá này còn cao hơn nữa khi xét đến thời điểm của bài viết này, chẳng có thiết bị nào trong gia đình có thể kết nối với chiếc router này thông qua chuẩn 802.11ad. Nếu có, có lẽ mới chỉ có chiếc laptop Acer tầm trung Travelmate P648 ra mắt vào đầu năm nay. Có lẽ, cần ít nhất 6 tháng nữa trước khi tình hình này thay đổi.

Vì vậy, có lẽ lý do rõ ràng nhất để bạn mua một chiếc router loại này là nếu bạn muốn kết nối không dây hai chiếc router với nhau để mở rộng vùng phủ sóng của mình. Bạn sẽ kết nối mạng giữa hai văn phòng ngay cạnh nhau hoặc đưa Wifi đến mọi nơi trong nhà mình mà không cần dây dẫn.

Vậy có phải 802.11ad đã bị thổi phồng?

Trong khi chuẩn 802.11ad vẫn còn chưa phổ biến, liệu hiệu năng của nó có đáng để bạn đầu tư.

Để thử nghiệm chuẩn này, trang Arstechnica thử cài đặt TP-Link Talon AD7200 và kết nối với một chiếc laptop có gắn card ngoài PCIe 802.11ad, cũng được cung cấp bởi TP-Link, để chạy bài test LAN Speed. Bài kiểm tra này sẽ tải một ứng dụng trên thiết bị máy chủ và truyền dữ liệu thẳng từ bộ nhớ vào mạng lưới, nhằm loại bỏ nút cổ chai về lưu trữ. Để làm vậy, họ sử dụng một laptop thứ hai như một máy chủ thử nghiệm, kết nối với router TP-Link qua một trong các cổng Gigabit Ethernet.

Sử dụng thiết lập này, họ ghi nhận tốc độ tải xuống tối đa 868 Mbps hay 108,5 MB/s. Có vẻ thông số này còn kém xa so với tốc độ lý thuyết 4.600 Mbps, nhưng nó vẫn gần gấp đôi tốc độ nhanh nhất của Wifi chuẩn ac mà họ từng thử nghiệm.

Kết quả thử nghiệm Wifi chuẩn 802.11ad trên TP-Link Talon AD7200.

Hơn nữa, cũng có khả năng cổng Gigabit Ethernet trong chiếc laptop thứ hai đã giới hạn tốc độ. Vì vậy, rất có thể chiếc Netgear X10 sẽ cho tốc độ cao hơn nữa, khi cổng Gigabit Ethernet của nó được tích hợp kênh đôi, tương đương với việc sử dụng 2 cổng Ethernet cùng lúc để gấp đôi tốc độ kết nối.

Tuy nhiên, bên cạnh tiềm năng về tốc độ cao, nhược điểm của nó cũng thể hiện rất rõ rệt. Trong khi phạm vi tối đa của một không gian mở của gia đình có thể lên đến 10m hoặc ngắn hơn, nhưng chỉ cần đứng phía sau một cánh cửa gỗ, tín hiệu gần như không còn nữa. Còn nếu bước thêm một bước ra sau khung cửa, tín hiệu sẽ mất hẳn, dù khoảng cách so với router chỉ chưa đến 4m.

Trong khi chưa có nhiều thiết bị được trang bị chuẩn công nghệ mới này, trải nghiệm kỳ lạ của kết quả kiểm tra cho thấy, có lẽ khi trở nên phổ biến, người dùng và các nhà sản xuất thiết bị sẽ phải sử dụng 802.11ad theo cách hoàn toàn khác biệt.

Kết nối thông minh

Trong khi phạm vi ngắn của 802.11ad có những vấn đề cố hữu, vẫn có cách để router khắc phục vấn đề này. Khi bạn đi ra ngoài vùng phủ sóng, thiết bị của bạn sẽ tự động chuyển về dải tần có bước sóng dài hơn. Những router có khả năng như vậy, thường được gọi là “band-steering” (điều khiển băng tần), hay thường được gọi là tính năng “Smart Connect” (Kết nối thông minh).

Router trang bị tính năng này sẽ chỉ cần một tên Wifi SSID để người dùng kết nối, thay vì chia thành nhiều SSID cho mỗi băng tần, và nó có thể tự động xác định băng tần nào sẽ được sử dụng để giao tiếp với thiết bị, dựa trên độ mạnh tín hiệu, độ tương thích và tranh chấp dải tần.

SmartConnect - tính năng không có trên chiếc TP-Link Talon AD7200.

Tuy nhiên, chiếc TP-Link Talon AD7200 không có tính năng “band-steering” này, vì vậy bạn sẽ phải cài đặt từ 2 đến 3 SSID Wifi khi di chuyển từ vùng tín hiệu gần đến xa. Có thể tính năng này sẽ được cung cấp khi AD7200 được cập nhật firmware trong tương lai, nhưng đó là điều không rõ ràng.

Sự bất tiện này sẽ là một điểm yếu cốt tử của router TP-Link, khi chuẩn Wifi này trở nên phổ biến hơn khi nhiều nhà cung cấp khác tham gia vào thị trường. Không những vậy, sự bất tiện này cũng sẽ hạn chế tiềm năng của AD7200 ngay hiện tại, khi người dùng sẽ thấy kém thoải mái với những hạn chế của router này, và họ có xu hướng chờ đến khi có nhiều lựa chọn hoàn thiện hơn xuất hiện.

Liệu 802.11ad đã phải là giới hạn cuối cùng?

Vậy nếu 802.11ad chưa phải là một tiêu chuẩn cuối cùng cho Wifi trong tương lai gần, nhưng trong thời gian xa hơn nữa thì sao?

Hiện tại đã có một số phiên bản sửa đổi với 802.11ac và 802.11ad sẽ xuất hiện trong 3 năm tới hoặc tương tự như vậy. Đầu tiên là 802.11ax, sử dụng dải tần 2,4 GHz và 5 GHz đồng thời hỗ trợ cho chế độ xử lý tín hiệu 1024QAM cũng như OFDMA, để làm tốc độ tổng thể nhanh hơn đáng kể. Dù có tốc độ thử nghiệm lên đến 10 Gbit/s, tuy nhiên, chỉ có phòng thí nghiệm dữ liệu mới đủ khả năng chi trả cho nó, và phải đến năm 2019, chuẩn này mới chính thức ra mắt.

Ngoài ra còn có 802.11ay, một phiên bản mở rộng của 802.11ad. Chuẩn này bổ sung liên kết kênh và MU-MIMO (công nghệ kết nối nhiều điểm vào và ra) để tăng lưu lượng lên 20-40 Gbit/s trong khi vùng phủ sóng được mở rộng đến 300-500m. Bản nâng cấp này sẽ đến vào năm 2017, vì vậy, cũng có thể những router 60 GHz thế hệ thứ hai cũng sẽ xuất hiện vào thời gian này năm tới.

Nhưng giới hạn về vùng phủ sóng đã tác động lớn đến việc không đưa ra các chuẩn có tần số cao hơn nữa. Tuy nhiên, một số nghiên cứu đang tạo ra Wifi nhanh hơn nữa khi họ sử dụng một vùng tần số hoàn toàn khác: ánh sáng nhìn thấy. Được gọi là “Li-Fi” nó tương tự như cáp quang học, nhưng được truyền theo mọi hướng của ánh sáng bóng đèn. Phạm vi phủ sóng vẫn là vấn đề với chuẩn này, khi phải luôn duy trì hướng nhìn thấy, ngoài ra nó còn tiêu thụ năng lượng lớn và bị nhiễu do nguồn sáng khác.

Trong khi đó, lại có những chuẩn khác ưu tiên tần số thấp hơn để tăng phạm vi phủ sóng. Như chuẩn 802.11ah, với dải tần 1GHz có tầm phủ sóng lên đến 1 km và tiêu thụ năng lượng rất thấp, nhưng chỉ có tốc độ dữ liệu trong khoảng 150 Kbps. Với tốc độ như vậy, chuẩn này lý tưởng để kết nối với thiết bị IoT, vốn chỉ cần các kết nối Internet đơn giản.

Tương tự như vậy, chuẩn 802.11af – còn gọi là Super Wifi hay Wifi vùng trắng – với tần số còn thấp hơn nữa, khi nằm giữa 54 MHz và 790 MHz, cho phép nó truyền đi được khoảng cách rất xa. Tuy nhiên, nó ít có tác dụng khi dùng tại gia đình, bởi dải tần số của nó vượt qua giao tiếp truyền hình được cấp phép, và nó đòi hỏi phải có xác nhận về vị trí GPS để xác thực tần số mà thiết bị được sử dụng.

Hiện tại, 802.11ad vẫn là đỉnh cao của công nghệ Wifi gia đình, nhưng có lẽ bạn sẽ phải chờ một thời gian nữa cho đến khi chuẩn này trở nên phổ biến hơn và giá giảm đi nhiều.

Tham khảo Arstechnica