Wifi là gì? Cách hoạt động của Wifi như thế nào?

Ngày nay một trong những việc đầu tiên chúng ta làm khi tới sân bay, quán cafe, quán ăn, v.v đó là hỏi pass Wifi. Mặc dù phổ biến là vậy nhưng bạn đã bao giờ biết cách hoạt động của loại công nghệ này chưa?

Vậy thì Wifi là gì? Làm sao mà nó có thể truyền được tín hiệu như hình ảnh, âm thanh qua không khí một cách “vi diệu” như thế?

Trong bài viết này mình sẽ giải đáp cho tất cả các bạn những thắc mắc về Wifi bao gồm sơ lược về lịch sử ra đời, cách hoạt động cũng như một số chuẩn phổ biến trên thế giới hiện nay.

1. Wifi là gì?

Wi-Fi hay còn có tên Wireless Fidelity là công nghệ mạng không dây (WLAN) giúp các thiết bị như máy tính (PC/Laptop), thiết bị di động (Smartphone, Tablet, Smartwatch, v.v) và các thiết bị khác (máy in, camera) giao tiếp với Internet. Nó cho phép các thiết bị này trao đổi thông tin với nhau trong mạng cục bộ (LAN) và thậm chí là mạng diện rộng (WAN).

Bài viết này được đăng tại [free tuts .net]

Wi-Fi là một loại mạng WLAN, cơ bản sẽ truyền tín hiệu mạng thông qua sóng vô tuyến tương tự “sóng điện thoại, truyền hình và radio” do đó có tính linh động và tiện lợi hơn rất nhiều so với Ethernet (mạng dây).

* Lưu ý: Wi-Fi không phải là một từ viết tắt; nó là một tên thương hiệu được tạo ra bởi một công ty tiếp thị (marketing).

Wi-Fi bắt nguồn từ Hawaii vào năm 1971, lúc này mạng gói UHF không dây có tên ALOHAnet được sử dụng để truyền thông tin và kết nối các hòn đảo. Các giao thức sau đó được NCR và AT & T phát triển vào năm 1991 được gọi là WaveLAN - trở thành tiền thân của tiêu chuẩn IEEE 802.11.

Tổ chức Wi-Fi Alliance được thành lập vào năm 1999 và hiện đang sở hữu đăng ký bản quyền Wi-Fi. Chỉ những sản phẩm đã vượt qua bài kiểm tra của Wi-Fi Alliance mới được phép gọi sản phẩm đó là "Wi-Fi Certified" (nhãn hiệu đã đăng ký)

Ban đầu Wi-Fi chỉ được sử dụng thay cho tiêu chuẩn 2.4GHz 802.11b, tuy nhiên Wi-Fi Alliance đã mở rộng việc sử dụng chung thuật ngữ Wi-Fi để bao hàm tất cả sản phẩm WLAN dựa trên bất kỳ tiêu chuẩn 802.11 nào bao gồm 802.11b, 802.11a, v.v.

2. Wi-Fi hoạt động như thế nào?

Mạng Wi-Fi không cần kết nối bằng dây cáp vật lý giữa người gửi và người nhận. Thay vào đó, chúng hoạt động bằng cách sử dụng công nghệ tần số vô tuyến (RF) - một tần số nằm trong phổ điện từ liên quan đến việc truyền sóng vô tuyến. Khi dòng điện RF được cung cấp cho một ăng-ten phát sóng, một trường điện từ sẽ được tạo ra có thể lan truyền trong không gian.

Cách hoạt động cơ bản

Bạn có thể nhìn sơ đồ phía trên để hiểu rõ hơn cách hoạt động của Wifi. Cơ bản thì tín hiệu truyền qua lại trong mạng Wifi được tóm tắt theo các bước sau:

1. Tín hiệu / thông tin dữ liệu của mạng diện rộng (Internet WAN) sẽ được điểm truy cập không dây (Wireless Access Point), bộ phát wifi hay bộ định tuyến như Router, Modem chuyển thành tín hiệu không dây qua sóng vô tuyến.

2. Tiếp theo để kết nối với Router, Modem này thì các thiết bị như máy tính / laptop / Smartphone, v.v phải bắt được sóng Wifi.

Máy tính PC đời cũ thường không được tích hợp sẵn card mạng Wifi trên Mainboard, do đó thường phải mua thêm card wifi rời để lắp đặt mới có thể sử dụng.

Đối với những thiết bị linh động hơn như Laptop, Smartphone, Tablet, v.v thì hầu hết đã được trang bị Adapter (card wifi) để bắt sóng Wifi và kết nối tới bộ định tuyến một cách dễ dàng.

* Có thể bạn chưa biết: Dữ liệu được truyền qua không khí như thế nào?

Giải thích chi tiết

Sóng vô tuyến WiFi thường có tần số 2,4 gigahertz hoặc 5,8 gigahertz. Những băng tần Wi-Fi này sau đó được chia thành nhiều kênh, mỗi kênh có thể được chia sẻ bởi nhiều mạng khác nhau.

Khi bạn tải xuống một tập tin (file) qua mạng WiFi, trước tiên một thiết bị được gọi là bộ định tuyến không dây (Router) sẽ nhận dữ liệu từ internet thông qua kết nối internet băng thông rộng và chuyển đổi nó thành sóng vô tuyến. Sau đó bộ định tuyến không dây phát sóng vô tuyến ra khu vực xung quanh và thiết bị không dây ban đầu đã thực hiện lệnh tải xuống này sẽ thu nhận và giải mã chúng.

Vì WiFi phụ thuộc vào sóng vô tuyến nên mạng có thể bị gián đoạn do nhiễu sóng, thường vì nhiều mạng WiFi ở gần nhau có chung một băng tần hoặc quá nhiều thiết bị truy cập vào cùng một điểm phát Wifi. Ngoài ra cũng có thể bị nhiễu sóng do một số thiết bị điện tử khác như lò vi sóng, điện thoại không dây, tủ lạnh, TV, đài Radio hoặc thiết bị Bluetooth.

Để đảm bảo hiệu suất WiFi tối ưu, quản trị viên mạng thường dựa vào các bộ phân tích WiFi như NetSpot để trực quan hóa, quản lý và khắc phục sự cố kết nối WiFi. NetSpot có thể tạo bản đồ trực quan toàn diện về mạng WiFi, làm nổi bật các khu vực tín hiệu yếu và tiết lộ các nguyên nhân gây nhiễu tiềm ẩn.

Trong thời đại mạng WiFi phủ sóng khắp nơi như hiện nay, một công cụ như NetSpot là không thể thiếu ngay cả khi thiết lập một mạng WiFi cơ bản tại nhà.

NetSpot - Công cụ phân tích WiFi

Mặc dù NetSpot chỉ thường được sử dụng bởi các chuyên gia, nó cũng phù hợp cho những người trong gia đình không có thời gian để tìm hiểu về các thông tin chi tiết trong việc thiết lập mạng nhưng vẫn muốn tận hưởng tốc độ WiFi mà họ xứng đáng khi đã trả tiền mạng.

NetSpot chạy trên bất kỳ MacBook nào có hệ điều hành macOS 10.10+ hoặc bất kỳ PC / Laptop nào có Windows 7/8/10.

3. Wi-Fi so với Internet

Wi-Fi và Internet có liên quan chặt chẽ với nhau nhưng trước hết, Internet là một mạng diện rộng (WAN) sử dụng một loạt các giao thức để truyền thông tin giữa các mạng và thiết bị trên khắp thế giới. Mặt khác Wi-Fi chỉ đơn giản là một phương tiện để kết nối các thiết bị mà không cần dây cáp.

Bạn hoàn toàn có thể có kết nối Wi-Fi trong khi không có Internet, tức là không có modem hoặc dịch vụ Internet từ ISP. Vì lý do này nên cường độ tín hiệu của mạng Wi-Fi không tương quan trực tiếp với tốc độ Internet mà người dùng có thể gặp phải khi kết nối. Đó cũng là lý do tại sao các sự cố kết nối Internet thường do thiết bị của người dùng hoặc bộ định tuyến mạng Wi-Fi thay vì dịch vụ của ISP (Nhà cung cấp dịch vụ mạng).

Mình có thể giải thích đơn giản hơn qua một ví dụ sau:

1. Bạn đang cầm chiếc điện thoại và ở rất gần điểm phát Wifi và tải một bộ phim với tốc độ gần 30Mbps, tốc độ này gần như là max băng thông so với tốc độ mà nhà cung cấp dịch vụ Internet nào đó cung cấp.
2. Sau đó bạn di chuyển ra xa khỏi điểm phát Wifi thì tốc độ dần giảm xuống, lúc này thì sự cố kết nối Internet xảy ra do khoảng cách giữa thiết bị của bạn và bộ định tuyến, chứ không phải do trục trặc từ phía nhà cung cấp dịch vụ Internet.

4. Cách lắp đặt mạng wifi không dây trong nhà của bạn

Để thiết lập một mạng WiFi trong nhà, tất cả những gì bạn cần có là Modem được kết nối với bộ định tuyến không dây (Router).

Tuy nhiên hiện nay thì các nhà cung cấp dịch vụ mạng ở Việt Nam (Viettel, VNPT, FPT, v.v) đã cung cấp Modem Wifi, giúp người dùng tiết kiệm chi phí trong việc lắp wifi bởi thiết bị này có tích hợp tính năng phát Wifi, không cần kết nối với một Router nữa.

Điều bạn cần làm duy nhất sau khi đăng ký với các nhà cung cấp dịch vụ mạng là yêu cầu họ đặt bộ định tuyến ở vị trí thoáng mát, ở giữa ngôi nhà sao cho sóng Wifi có thể đi tới khắp các phòng - tránh tình trạng chập chờn tín hiệu Wifi khi di chuyển trong nhà.

5. WiFi có an toàn không?

Bởi vì các thiết bị WiFi sử dụng tín hiệu phát sóng (không dây) thay vì có dây (Ethernet) để kết nối với Internet, nên người dùng trái phép có thể truy cập vào mạng của bạn. Điều này có thể làm giảm tốc độ kết nối của bạn hoặc khiến bạn bị đánh cắp thông tin, danh tính. Tuy nhiên vẫn có nhiều cách để đảm bảo rằng mạng gia đình không dây của bạn được an toàn.

Bạn có thể tham khảo bài hướng dẫn cách đổi mật khẩu Wifi sau đó đặt mật khẩu khó + dài một chút / sau đó chọn tiêu chuẩn bảo mật cao nhất là WPE2. Hạn chế đưa mật khẩu cho “hàng xóm” cũng như những người bạn không thể tin tưởng.

6. Wifi vs Ethernet

Ethernet từng là loại kết nối nhanh và ổn định nhất nhưng chúng ta không thể phủ nhật được lợi ích và tính linh động của Wifi trong thời đại ngày nay.

Tuy nhiên nếu bạn đang cần một kết nối ổn định và bảo mật hơn, Ethernet luôn là lựa chọn số một. Đặc biệt việc sử dụng kết nối mạng bằng cáp Ethernet sẽ giúp giảm ping LOL hiệu quả cũng như các trò chơi điện tử thời gian thực khác.

Bài viết liên quan: Nên sử dụng mạng có dây (Ethernet) hay mạng không dây (WiFi)?

7. Thiết bị nào hiện nay có hỗ trợ Wi-Fi

Wi-Fi được hỗ trợ bởi nhiều thiết bị bao gồm máy chơi game (Game Console), thiết bị gia đình thông minh (nhà thông minh), máy tính bảng, điện thoại di động, v.v.

Bất kỳ sản phẩm nào được kiểm tra và phê duyệt "Chứng nhận Wi-Fi" (nhãn hiệu đã đăng ký) bởi Wi-Fi Alliance đều được đảm bảo tương thích với nhau, ngay cả khi chúng đến từ các nhà sản xuất khác nhau. Điều này có nghĩa là người dùng có sản phẩm được chứng nhận Wi-Fi có thể bắt sóng và kết nối với bộ định tuyến, modem của bất kỳ thương hiệu nào khác cũng có chứng nhận Wi-Fi (Wi-Fi Certified).

Các sản phẩm đạt chứng nhận này bắt buộc phải có con dấu nhận dạng trên bao bì có ghi "Wi-Fi Certified" và cho biết dải tần số vô tuyến được sử dụng (2,5GHz cho 802.11b, 802.11g hoặc 802.11n và 5GHz cho 802.11a). Các thế hệ mới của chuẩn 802.11x được phát hành vài năm một lần để cải thiện hiệu suất và bảo mật.

8. Tần số vô tuyến là gì?

Như mình đã đề cập thì WiFi được truyền ở tần số 2,4 GHz và 5 GHz. Ở Bắc Mỹ thì băng tần 2,4 GHz được chia thành 11 kênh với các kênh 1, 6 và 11 không chồng chéo. Băng tần 5 GHz được chia thành số lượng kênh lớn hơn nhiều, mỗi quốc gia sẽ áp dụng quy định riêng đối với các kênh cho phép.

Wifi 2,4 GHz gặp khó khăn trong việc xuyên tường và các vật thể rắn, trong khi đó thì băng tần 5 GHz có dải kênh lớn hơn và khắc phục được khá nhiều nhược điểm của 2,4 GHz, phù hợp ứng dụng trong các khu vực đô thị đông dân cư nơi mà mạng WiFi hầu như ở khắp mọi nơi.

9. Các chuẩn Wifi phổ biến hiện nay

Như mình đã đề cập thì tổ chức IEEE đặt ra nhiều tiêu chuẩn cho mạng Ethernet và cả Wifi, bạn có thể xem qua một số chuẩn Wifi phổ biến nhất hiện nay trong bảng trên.

Nếu tò mò về chuẩn Wifi và muốn tìm hiểu chi tiết hơn, bạn có thể xem bài viết chia sẻ các chuẩn Wifi mới nhất hiện nay.

Tất cả các chuẩn WiFi trong danh sách trên thì Việt Nam đều có sử dụng nhưng chỉ 802.11g và 802.11n được dùng nhiều nhất, hoạt động ở 2 dải băng tần 2.4GHz và 5GHz.

10. Wi-Fi 6 là gì? Wi-Fi 5? Wi-Fi 4?

Tổ chức Wi-Fi Alliance thấy rằng các chuẩn Wifi đặt tên theo tổ chức IEEE hơi khó hiểu và quyết định đưa ra một số tên đơn giản hơn .

Giờ đây thay vì đọc tên wifi kèm theo các chuẩn thông thường, bạn có thể gọi nó đơn giản như sau:

• Chuẩn kết nối 802.11ax là Wi-Fi 6
• Chuẩn kết nối 802.11ac là Wi-Fi 5
• Chuẩn kết nối 802.11n là Wi-Fi 4

Có một danh mục phụ của Wi-Fi 6 được gọi là Wi-Fi 6E được gán với thông số kỹ thuật 802.11ax để phù hợp với phổ tần bổ sung có thể được thêm vào. Điều đó xảy ra vào tháng 4 năm 2020, nâng cấp đáng kể tốc độ tiềm năng của các điểm truy cập Wi-Fi 6E so với các AP Wi-Fi 6 ban đầu.

Trong khi đó, Wi-Fi Alliance không tạo ra những cái tên đơn giản hơn cho tất cả các chuẩn 802.11 (cũ hơn), vì vậy đôi khi bạn vẫn cần biết rằng chúng thực chất có tên dài như thế nào. Ngoài ra IEEE tiếp tục duy trì hoạt động trên các phiên bản mới hơn của 802.11 mặc dù đã không sử dụng các tên này trên phiên bản mới.

Vì vậy việc cố gắng theo dõi và sử dụng các chuẩn wifi theo tên gọi mới sẽ khiến mọi thứ trở nên phức tạp hơn. Tên truyền thống của các chuẩn Wifi tạo ra một “món súp bảng chữ cái” phức tạp, khiến mọi thứ trở nên khó hiểu hơn vì chúng không được sắp xếp theo thứ tự.

Vì thế bạn có thể tham khảo bài viết chia sẻ các chuẩn Wifi, mình đã gắn link trong phần 9 để theo dõi những chuẩn mới nhất, tốc độ cũng như tính chất của nó.

11. Giao thức bảo mật WiFi

Các giao thức bảo mật WiFi ngăn chặn việc truy cập trái phép hoặc làm hỏng máy tính sử dụng mạng không dây. Chế độ bảo mật không dây cơ bản nhất WEP, được phê chuẩn vào năm 1997 và tuyên bố không được dùng nữa vào năm 2004 vì những hạn chế về bảo mật của nó.

WEP đã được thay thế bằng Wi-Fi Protected Access (WPA) và Wi-Fi Protected Access II (WPA2) lần lượt có mặt vào năm 2003 và 2004. Chẳng bao lâu nữa WPA2 sẽ được thay thế bởi WPA3, sử dụng mã hóa thậm chí còn mạnh hơn và giảm thiểu các vấn đề bảo mật do mật khẩu yếu gây ra.

Bài viết tổng quan về Wifi tới đây là kết thúc. Mình tin rằng giờ đây bạn đã được giải đáp câu hỏi Wifi là gì cũng như biết cách hoạt động cơ bản của nó. Trước khi rời đi, bạn đừng quên chia sẻ bài viết này khi thấy hữu ích nha!

12. Wifi Speed Test

Nếu đang thắc mắc tốc độ của mạng Wifi đang sử dụng, bạn có thể nhanh chóng truy cập Speedtest.net sau đó bấm vào GO để bắt đầu.

Quá trình đo tốc độ diễn ra chỉ vài giây, đưa ra kết quả khách quan và chính xác về tốc độ hiện tại của nhà cung cấp mạng Wifi.

Bạn cũng đừng quên nếu đang dùng Ethernet hay bất kỳ loại kết nối mạng nào khác, speedtest vẫn đưa ra một kết quả cực kỳ chính xác nha!

Tham khảo: xfinity | netspotapp | cisco | webopedia | networkworld