Tweet
Các chuẩn mạng không dây
Năm 1997, viện kỹ sư điện và điện tử IEEE đưa ra chuẩn mạng cục bộ không dây (WLAN) đầu tiên – được gọi là 802.11 theo tên của nhóm giám sát sự phát triển của chuẩn này. Lúc này, 802.11 sử dụng tần số 2,4 GHz và dùng kỹ thuật trải phổ trực tiếp ( Direct – Sequence Spread Spectrum-DSSS ) nhưng chỉ hỗ trợ băng thông tối đa là 2 Mbps – tốc độ khá chậm cho hầu hết các ứng dụng. Vì lý do đó, các sản phẩm chuẩn không dây này không còn được sản xuất nữa.
Trải phổ: Đa số các hệ thống mạng WLAN sử dụng công nghệ trải phổ, một kỹ thuật tần số vô tuyến băng rộng mà trước đây được phát triển bởi quân đội trong các hệ thống truyền thông tin cậy, an toàn, trọng yếu. Sự trải phổ được thiết kế hiệu quả với sự đánh đổi dải thông lấy độ tin cậy, khả năng tích hợp, và bảo mật. Nói cách khác, sử dụng nhiều băng thông hơn trường hợp truyền băng hẹp, nhưng đổi lại tạo ra tín hiệu mạnh hơn nên dễ được phát hiện hơn, miễn là máy thu biết các tham số của tín hiệu trải phổ của máy phát. Nếu một máy thu không chỉnh đúng tần số, thì tín hiệu trải phổ giống như nhiễu nền. Có hai kiểu trải phổ truyền đi bằng vô tuyến: nhảy tần và chuỗi trực tiếp.
1. Chuẩn 802.11a
Chuẩn 802.11a: IEEE đưa ra chuẩn mở rộng thứ hai cũng dựa vào 802.11 đầu tiên đó là 802.11a. Chuẩn 802.11a sử dụng tần số 5GHz, tốc độ 54Mbps. Chuẩn 802.11a cũng sử dụng kỹ thuật trải phổ khác với chuẩn 802.11b, đó là kỹ thuật trải phổ theo phương pháp đa phân chia tần số trực giao (Orthogonal Frequency Division Multiplexing-OFDM). Đây được coi là kỹ thuật trội hơn so với trải phổ trực tiếp (DSSS). Do chi phí cao hơn, 802.11a thường chỉ được dùng trong các mạng doanh nghiệp, ngược lại, 802.11b thích hợp hơn cho nhu cầu gia đình. Tuy nhiên, do tần số cao hơn tần số của chuẩn 802.11b nên tín hiệu của 802.11a gặp nhiều khó khăn hơn khi xuyên tường các vật chất cản khác. Vùng phủ sóng từ 30-70 m.
Do 802.11a và 802.11b sử dụng tần số khác nhau, hai công nghệ này không tương thích với nhau. Một vài hãng sản xuất bắt đầu cho ra đời sản phẩm “lai” 802.11a /b, nhưng các sản phẩm đơn thuần này chỉ đơn thuần là cung cấp 2 chuẩn sóng Wi-Fi cùng lúc (máy trạm dùng chuẩn nào thì kết nối theo chuẩn đó).
Ưu và nhược điểm của chuẩn 802.11a:
+ Ưu điểm: Tốc độ cao, với tần số 5GHz tránh được sự xuyên nhiễu từ các thiết bị khác.
+ Nhược điểm: Giá thành đắt tầm phủ sóng ngắn hơn và dễ bị che khuất, hoạt động trên tần số 5GHz, tốc độ truyền tải lên đến 54Mbps nhưng không xuyên qua được vật cản. Hiện nay dạng chuẩn này rất ít được sử dụng.
2. Chuẩn 802.11b
Từ tháng 6 năm 1999, IEEE mở rộng chuẩn 802.11 ban đầu và tạo ra các đặc tả kỹ thuật cho 802.11b. Chuẩn 802.11b hỗ trợ băng thông 11Mbps, ngang với tốc độ Ethernet thời bấy giờ. Đây là chuẩn WLAN lần đầu tiên được chấp nhận trên thị trường, sử dụng tần số 2,4 GHz. Chuẩn 802.11b sử dụng kỹ thuật điều chế khoá mã bù (Compementary Code Keying – CCK) và dùng kỹ thuật trải phổ trực tiếp giống như chuẩn 802.11 nguyên bản. Với lợi thế về tần số (bang tần nghiệp du ISM 2,4GHz), các hãng sản xuất sử dụng tần số này để giảm chi phí sản xuất, tốc độ truyền tải với tốc độ thấp hơn 802.11a, vùng phủ sóng từ 100-300m. Hai chuẩn 802.11b không tương thích với nhau.
Nhưng khi đó tình trạng lộn xộn lại xảu ra, 802.11b có thể bị nhiễu lò vi sóng, điện thoại và các dụng cụ khác cùng sử dụng tần số 2,4 GHz. Tuy nhiên, bằng cách lắp đặt 802.11b ở khoảng cách hợp lý sẽ dễ dàng tránh được nhiễu.
Ưu và nhược điểm của chuẩn 802.11b.
+ Ưu điểm: Giá thành thấp nhất, tầm phủ sóng tốt và không dễ bị che khuất.
+ Nhược điểm: Tốc độ tối đa thấp, có thể bị nhiễu bởi các thiết bị gia dụng.
3. Chuẩn 802.11g
Năm 2002 và 2003, các sản phẩm WLAN hỗ trợ chuẩn mới hơn được gọi là 802.11g, được đánh giá cao trên thị trường, chuẩn này cố gắng kết hợp tốt nhất 802.11a và 802.11b. Chuẩn 802.11g hỗ trợ băng thông 54Mbps và sử dụng tần số 2,4GHz cho phạm vi phủ sóng lớn hơn. 802.11b, nghĩa là các điểm truy cập (access point – AP) 802.11g sẽ làm việc với card mạng Wi-Fi chuẩn 802.11b…
Tháng 7-2003, IEEE phê chuẩn 802.11g. Chuẩn này sử dụng phương thức điều chế OFDM tương tự 802.11a nhưng lại dùng tần số 2,4GHz giống với chuẩn 802.11b. Chuẩn này vẫn đạt tốc độ 54Mbps và có khả năng tương thích ngược với chuẩn 802.11b nhưng không tương thích với chuẩn 802.11a.
Vùng phủ sóng khoảng 38-40m. Chuẩn 802.11g phổ biến nhất hiện nay vùng phủ sóng khoảng 38-140m.
Ưu và nhược điểm của chuẩn 802.11g.
+ Ưu điểm: Tốc độ cao, tầm phủ song tốt và ít bị che khuất.
+ Nhược điểm: Giá thành đắt hơn 802.11b, có thể bị nhiễu bới các thiết bị khác sử dụng cùng băng thông.
4. Chuẩn 802.11n
Đây là chuẩn được thiết kế để cải thiện tính năng của 802.11g về tổng băng thông được hỗ trợ bằng cách tận dụng nhiều tín hiệu không dây và anten (gọi là công nghệ MIMO (Multiple Input and Multiple Output). Khi chuẩn này hoàn thành, 802.11n sẽ hỗ trợ tốc độ lên đến 248 Mbps. 802.11n cũng cho tầm phủ sóng tốt hơn các chuẩn Wi-Fi trước đó nhờ tăng cường độ tín hiệu. Các thiết bị 802.11n sẽ tương thích ngược với 802.11g, hoạt động trên cả hai tần số 2,4GHz và 5GHz. Vùng phủ sóng rộng khoảng 70-250m.
Ưu và nhược điểm của chuẩn 802.11n.
+ Ưu điểm: Tốc độ nhanh, vùng phủ sóng tốt, trở kháng lớn hơn để chống nhiễu từ các tác động của môi trường.
+ Nhược điểm: Chuẩn này vẫn chưa được ban bố, giá cao hơn 802.11g, sử dụng nhiều luồng tín hiệu có thể gây nhiễu với các thiết bị 802.11b/g kế cận.
Ngoài 4 chuẩn Wi-Fi chung ở trên, vẫn còn một vài công nghệ mạng không dây khác vẫn tồn tại.
Các chuẩn của nhóm 802.11 giống như 802.11h và 802.11j là các mở rộng của công nghệ Wi-Fi, mỗi một chuẩn phục vụ cho một mục đích cụ thể.
Bluetooh là một công nghệ mạng không dây khác. Công nghệ này hỗ trợ trong một phạm vi rất hẹp (xấp xỉ 10m) và bang thông thấp (1-3Mbps) được thiết kế cho các thiết bị mạng năng lượng thấp như các máy cầm tay. Giá thành sản phẩm thấp của phần cứng Bluetooh cũng hấp dẫn các hang sản xuất trong lĩnh vực này.
WiMax cũng được phát triển riêng với Wi-Fi. WiMax được thiết kế nhằm có thể kết nối mạng trong phạm vi rộng hơn (hàng trăm).
Đặng Nguyễn Nhựt Trường – VnPro
Trải phổ: Đa số các hệ thống mạng WLAN sử dụng công nghệ trải phổ, một kỹ thuật tần số vô tuyến băng rộng mà trước đây được phát triển bởi quân đội trong các hệ thống truyền thông tin cậy, an toàn, trọng yếu. Sự trải phổ được thiết kế hiệu quả với sự đánh đổi dải thông lấy độ tin cậy, khả năng tích hợp, và bảo mật. Nói cách khác, sử dụng nhiều băng thông hơn trường hợp truyền băng hẹp, nhưng đổi lại tạo ra tín hiệu mạnh hơn nên dễ được phát hiện hơn, miễn là máy thu biết các tham số của tín hiệu trải phổ của máy phát. Nếu một máy thu không chỉnh đúng tần số, thì tín hiệu trải phổ giống như nhiễu nền. Có hai kiểu trải phổ truyền đi bằng vô tuyến: nhảy tần và chuỗi trực tiếp.
1. Chuẩn 802.11a
Chuẩn 802.11a: IEEE đưa ra chuẩn mở rộng thứ hai cũng dựa vào 802.11 đầu tiên đó là 802.11a. Chuẩn 802.11a sử dụng tần số 5GHz, tốc độ 54Mbps. Chuẩn 802.11a cũng sử dụng kỹ thuật trải phổ khác với chuẩn 802.11b, đó là kỹ thuật trải phổ theo phương pháp đa phân chia tần số trực giao (Orthogonal Frequency Division Multiplexing-OFDM). Đây được coi là kỹ thuật trội hơn so với trải phổ trực tiếp (DSSS). Do chi phí cao hơn, 802.11a thường chỉ được dùng trong các mạng doanh nghiệp, ngược lại, 802.11b thích hợp hơn cho nhu cầu gia đình. Tuy nhiên, do tần số cao hơn tần số của chuẩn 802.11b nên tín hiệu của 802.11a gặp nhiều khó khăn hơn khi xuyên tường các vật chất cản khác. Vùng phủ sóng từ 30-70 m.
Do 802.11a và 802.11b sử dụng tần số khác nhau, hai công nghệ này không tương thích với nhau. Một vài hãng sản xuất bắt đầu cho ra đời sản phẩm “lai” 802.11a /b, nhưng các sản phẩm đơn thuần này chỉ đơn thuần là cung cấp 2 chuẩn sóng Wi-Fi cùng lúc (máy trạm dùng chuẩn nào thì kết nối theo chuẩn đó).
Ưu và nhược điểm của chuẩn 802.11a:
+ Ưu điểm: Tốc độ cao, với tần số 5GHz tránh được sự xuyên nhiễu từ các thiết bị khác.
+ Nhược điểm: Giá thành đắt tầm phủ sóng ngắn hơn và dễ bị che khuất, hoạt động trên tần số 5GHz, tốc độ truyền tải lên đến 54Mbps nhưng không xuyên qua được vật cản. Hiện nay dạng chuẩn này rất ít được sử dụng.
2. Chuẩn 802.11b
Từ tháng 6 năm 1999, IEEE mở rộng chuẩn 802.11 ban đầu và tạo ra các đặc tả kỹ thuật cho 802.11b. Chuẩn 802.11b hỗ trợ băng thông 11Mbps, ngang với tốc độ Ethernet thời bấy giờ. Đây là chuẩn WLAN lần đầu tiên được chấp nhận trên thị trường, sử dụng tần số 2,4 GHz. Chuẩn 802.11b sử dụng kỹ thuật điều chế khoá mã bù (Compementary Code Keying – CCK) và dùng kỹ thuật trải phổ trực tiếp giống như chuẩn 802.11 nguyên bản. Với lợi thế về tần số (bang tần nghiệp du ISM 2,4GHz), các hãng sản xuất sử dụng tần số này để giảm chi phí sản xuất, tốc độ truyền tải với tốc độ thấp hơn 802.11a, vùng phủ sóng từ 100-300m. Hai chuẩn 802.11b không tương thích với nhau.
Nhưng khi đó tình trạng lộn xộn lại xảu ra, 802.11b có thể bị nhiễu lò vi sóng, điện thoại và các dụng cụ khác cùng sử dụng tần số 2,4 GHz. Tuy nhiên, bằng cách lắp đặt 802.11b ở khoảng cách hợp lý sẽ dễ dàng tránh được nhiễu.
Ưu và nhược điểm của chuẩn 802.11b.
+ Ưu điểm: Giá thành thấp nhất, tầm phủ sóng tốt và không dễ bị che khuất.
+ Nhược điểm: Tốc độ tối đa thấp, có thể bị nhiễu bởi các thiết bị gia dụng.
3. Chuẩn 802.11g
Năm 2002 và 2003, các sản phẩm WLAN hỗ trợ chuẩn mới hơn được gọi là 802.11g, được đánh giá cao trên thị trường, chuẩn này cố gắng kết hợp tốt nhất 802.11a và 802.11b. Chuẩn 802.11g hỗ trợ băng thông 54Mbps và sử dụng tần số 2,4GHz cho phạm vi phủ sóng lớn hơn. 802.11b, nghĩa là các điểm truy cập (access point – AP) 802.11g sẽ làm việc với card mạng Wi-Fi chuẩn 802.11b…
Tháng 7-2003, IEEE phê chuẩn 802.11g. Chuẩn này sử dụng phương thức điều chế OFDM tương tự 802.11a nhưng lại dùng tần số 2,4GHz giống với chuẩn 802.11b. Chuẩn này vẫn đạt tốc độ 54Mbps và có khả năng tương thích ngược với chuẩn 802.11b nhưng không tương thích với chuẩn 802.11a.
Vùng phủ sóng khoảng 38-40m. Chuẩn 802.11g phổ biến nhất hiện nay vùng phủ sóng khoảng 38-140m.
Ưu và nhược điểm của chuẩn 802.11g.
+ Ưu điểm: Tốc độ cao, tầm phủ song tốt và ít bị che khuất.
+ Nhược điểm: Giá thành đắt hơn 802.11b, có thể bị nhiễu bới các thiết bị khác sử dụng cùng băng thông.
4. Chuẩn 802.11n
Đây là chuẩn được thiết kế để cải thiện tính năng của 802.11g về tổng băng thông được hỗ trợ bằng cách tận dụng nhiều tín hiệu không dây và anten (gọi là công nghệ MIMO (Multiple Input and Multiple Output). Khi chuẩn này hoàn thành, 802.11n sẽ hỗ trợ tốc độ lên đến 248 Mbps. 802.11n cũng cho tầm phủ sóng tốt hơn các chuẩn Wi-Fi trước đó nhờ tăng cường độ tín hiệu. Các thiết bị 802.11n sẽ tương thích ngược với 802.11g, hoạt động trên cả hai tần số 2,4GHz và 5GHz. Vùng phủ sóng rộng khoảng 70-250m.
Ưu và nhược điểm của chuẩn 802.11n.
+ Ưu điểm: Tốc độ nhanh, vùng phủ sóng tốt, trở kháng lớn hơn để chống nhiễu từ các tác động của môi trường.
+ Nhược điểm: Chuẩn này vẫn chưa được ban bố, giá cao hơn 802.11g, sử dụng nhiều luồng tín hiệu có thể gây nhiễu với các thiết bị 802.11b/g kế cận.
Ngoài 4 chuẩn Wi-Fi chung ở trên, vẫn còn một vài công nghệ mạng không dây khác vẫn tồn tại.
Các chuẩn của nhóm 802.11 giống như 802.11h và 802.11j là các mở rộng của công nghệ Wi-Fi, mỗi một chuẩn phục vụ cho một mục đích cụ thể.
Bluetooh là một công nghệ mạng không dây khác. Công nghệ này hỗ trợ trong một phạm vi rất hẹp (xấp xỉ 10m) và bang thông thấp (1-3Mbps) được thiết kế cho các thiết bị mạng năng lượng thấp như các máy cầm tay. Giá thành sản phẩm thấp của phần cứng Bluetooh cũng hấp dẫn các hang sản xuất trong lĩnh vực này.
WiMax cũng được phát triển riêng với Wi-Fi. WiMax được thiết kế nhằm có thể kết nối mạng trong phạm vi rộng hơn (hàng trăm).
Đặng Nguyễn Nhựt Trường – VnPro