WiFi là công nghệ mạng không dây cho phép bạn kết nối các thiết bị hỗ trợ WiFi với mạng cục bộ. Sử dụng WiFi, bạn có thể truyền dữ liệu giữa các thiết bị mạng cục bộ hoặc kết nối với internet, nếu có kết nối. Chắc hẳn hầu hết mọi người đều biết điều này, vì tất cả chúng ta đều sử dụng WiFi hàng ngày, nhưng WiFi thực sự hoạt động như thế nào?
Nội dung bài viết
WiFi là radio
Sự thật cơ bản nhất về WiFi là nó sử dụng sóng vô tuyến để truyền thông tin. Sóng vô tuyến là cái mà chúng ta gọi là một dải tần số cụ thể của bức xạ điện từ. Ánh sáng là một phần của quang phổ mà mắt chúng ta nhạy cảm, nhưng được tạo ra từ “thứ” giống như sóng vô tuyến.
WiFi sử dụng hai tần số khác nhau để truyền: 2.4Ghz và 5Ghz. Đó là 2.400.000.000 và 5.000.000.000 chu kỳ mỗi giây tương ứng. Đây là mức khá cao so với đài FM chỉ có tần số khoảng 100Mhz.
Tần số chính xác của sóng vô tuyến thay đổi rất nhiều về các đặc tính của nó. Với tần số cao hơn, bạn có thể đóng gói nhiều thông tin hơn vào tín hiệu của mình. Tuy nhiên, một số tần số không có phạm vi rất dài.
Các tần số khác nhau cũng xuyên qua vật chất một cách khác nhau. Một số tần số có thể bị dội ra khỏi bầu khí quyển, vì vậy máy phát và máy thu của bạn không cần đường ngắm để hoạt động. Các tần số khác chỉ bắn thẳng ra ngoài không gian. Điều đó hữu ích nếu bạn muốn giao tiếp với vệ tinh, không quá nhiều nếu máy thu ở Trái đất.
Sóng tại các tần số hoạt động WiFi có thể đạt hàng trăm dặm nếu bạn đặt đủ công suất vào sức mạnh truyền tải, không có gì trong cách và sử dụng râu bên phải. Tuy nhiên, WiFi tiêu chuẩn dành cho hộ gia đình thường có phạm vi không bị cản trở trong khoảng 30-50 mét (khoảng 100/150 feet). WiFi 2.4Ghz có phạm vi dài hơn, WiFi 5Ghz có tốc độ cao hơn.
WiFi là kỹ thuật số
WiFi là radio, nhưng nó kỹ thuật số Đài. Điều đó có nghĩa là sóng vô tuyến được điều chế để mang mã kỹ thuật số. WiFi được đóng gói hoàn toàn với thông tin kỹ thuật số.
Công nghệ WiFi mới nhất và tốt nhất có giới hạn tốc độ lý thuyết là 4,8 Gbps, sử dụng bốn luồng dữ liệu 1,2Gbps cùng một lúc. Đó là 600 megabyte mỗi giây! Tất nhiên, tốc độ lý thuyết được xác định trong phòng thí nghiệm trong điều kiện tối ưu, nhưng ngay cả trong thế giới thực, WiFi hiện đại cũng rất nhanh.
WiFi có tiêu chuẩn & giao thức
WiFi đã xuất hiện từ lâu. Lần lặp lại thương mại đầu tiên của công nghệ này đã được phát hành vào năm 1997. Viện Kỹ sư Điện và Điện tử (IEEE) đã hệ thống hóa tiêu chuẩn WiFi, được gọi chính thức là IEEE 802.11. Thế hệ WiFi đầu tiên được gọi là 802.11a, nhưng theo thời gian, các phiên bản WiFi tốt hơn đã được phát triển:
- 802.11a
- 802.11b
- 802.11g
- 802.11n
- 802.11ac
- 802.11ax
WiFi không hoàn toàn tương thích ngược. Bạn sẽ không tìm thấy nhiều thiết bị hiện đại vẫn có thể giao tiếp với các thiết bị 802.11a. Nhiều thiết bị WiFi ngoài kia là “bgn” và sẽ hoạt động với ba tiêu chuẩn đó, tất cả đều sử dụng băng tần 2.4Ghz. 802.11ac sử dụng băng tần 5Ghz, nhưng hầu hết các bộ định tuyến này là “băng tần kép” và cũng cung cấp 2.4Ghz để nói chuyện với các thiết bị cũ hơn sử dụng các tiêu chuẩn cũ hơn.
Trên thực tế, khả năng tương thích ngược với WiFi là rất khó khăn, vì một số thiết bị bị khóa ở một số tốc độ nhất định trong mỗi tiêu chuẩn tương ứng. Các bộ định tuyến mới hơn có thể không để mọi thứ diễn ra chậm chạp như vậy!
Ngẫu nhiên, toàn bộ quy ước đặt tên “802.11” đã bị loại bỏ. 802.11ax mới nhất hiện được gọi là WiFi 6, với 802.11 là WiFi 5, v.v.
WiFi được mã hóa
Bất kỳ ai cũng có thể chặn sóng vô tuyến WiFi, nhưng nhờ mã hóa kỹ thuật số, họ không thể chỉ nghe trộm những gì đang được gửi và nhận. Ít nhất, đây là trường hợp nếu mạng WiFi của bạn được bảo vệ bằng mật khẩu.
Mật khẩu WiFi của bạn cũng là khóa mã hóa, vì vậy bất kỳ ai có mật khẩu đều có thể xem tất cả các gói dữ liệu chưa được lọc. Đây là lý do tại sao bạn chỉ nên sử dụng các trang web được bật HTTPS và luôn sử dụng dịch vụ VPN nếu bạn đang sử dụng điểm phát sóng WiFi công cộng!
Các thiết bị WiFi của bạn rất có thể đang sử dụng WPA2. WPA là viết tắt của Truy cập được bảo vệ bằng WiFi và là một chương trình mã hóa rất mạnh cho các kết nối WiFi. Tuy nhiên, trong nhiều năm qua, tin tặc đã phát hiện ra nhiều cách khai thác khác nhau mà trong một số trường hợp, cho phép chúng phá vỡ các giao thức mã hóa WPA2.
Vào năm 2018, Liên minh WiFi, đơn vị giám sát công nghệ WiFi, đã công bố WPA3. Phiên bản mới này cải thiện bảo mật và bịt các lỗ hổng bảo mật được tìm thấy trong WPA2. Tất nhiên, sẽ phải mất một thời gian trước khi tất cả phần cứng ngoài tự nhiên sẽ hỗ trợ tiêu chuẩn bảo mật mới.
WiFi Direct là một vấn đề
WiFi được thiết kế để sử dụng một thiết bị trung tâm như bộ định tuyến để quản lý giao tiếp giữa các thiết bị. Tuy nhiên, WiFi cũng có thể được sử dụng để kết nối trực tiếp hai thiết bị theo kiểu kết nối “ngang hàng”. Điều này rất tiện dụng khi bạn muốn gửi một tệp lớn đến điện thoại thông minh của ai đó từ điện thoại thông minh của bạn.
Đây cũng là loại WiFi thường được sử dụng để truyền video từ điện thoại sang TV thông minh. Khi bạn sử dụng các thiết bị như máy ảnh GoPro hoặc một số máy bay không người lái có Wi-Fi nhất định, bạn cũng đang sử dụng kết nối Wi-Fi trực tiếp. Bluetooth nhận được hầu hết sự chú ý trong thế giới kết nối không dây ngang hàng, đặc biệt là vì nó rất tiết kiệm năng lượng, nhưng WiFi trực tiếp rất nhanh và sử dụng đơn giản.
Bộ định tuyến, bộ lặp & mạng lưới
Mặc dù ngày nay các kết nối WiFi trực tiếp rất phổ biến, nhưng tất cả chúng ta sử dụng hầu hết thời gian đều sử dụng thiết kế hub-and-chấu. Nói cách khác, tất cả các thiết bị WiFi của bạn đều kết nối với một thiết bị trung tâm, thiết bị này hoạt động như một thiết bị trung gian. Đối với hầu hết mọi người, đây sẽ là bộ định tuyến WiFi phổ biến.
Các bộ định tuyến hiện đại tự hào có nhiều ăng-ten, phân tách các dải tần khác nhau cũng như phần cứng gửi và nhận dữ liệu WiFi. Các bộ định tuyến này cũng xử lý kết nối internet của bạn và bất kỳ thiết bị Ethernet có dây nào trên mạng của bạn, cho phép mạng có dây và không dây giao tiếp với nhau.
Tuy nhiên, như chúng tôi đã nói ở trên, phạm vi tín hiệu WiFi khá hạn chế. Có nghĩa là bạn càng ở xa bộ định tuyến, cường độ tín hiệu càng kém. Một bộ lặp WiFi có thể được sử dụng để mở rộng tín hiệu đó ở rìa của phạm vi phủ sóng.
Trong khi các bộ lặp hoạt động đủ tốt, có một xu hướng mới đối với hệ thống WiFi “lưới”. Ở đây, không có bộ định tuyến trung tâm. Thay vào đó, một số bộ định tuyến nhỏ hơn được trải rộng khắp ngôi nhà của bạn, kết nối với nhau và cung cấp một đám mây WiFi liền mạch. Đây là công nghệ WiFi được sử dụng phổ biến nhất trong các doanh nghiệp lớn, nhưng nó trở nên hợp lý để sử dụng trong gia đình.
Ngoài WiFi
WiFi ở xung quanh chúng ta hơn bao giờ hết, vì tất cả các loại thiết bị hiện nay đều có nhu cầu kết nối mạng. Tuy nhiên, WiFi không phải là công nghệ cạnh tranh duy nhất khi nói đến truyền dữ liệu không dây. Bluetooth thống trị vai trò chủ đạo khi nói đến các kết nối công suất thấp, phạm vi ngắn. Các phiên bản tương lai của Bluetooth thậm chí có thể cung cấp cho WiFi một khoản tiền lớn khi nói đến tốc độ và phạm vi.
Tuy nhiên, đối thủ cạnh tranh lớn nhất với WiFi rất có thể là 5G. Công nghệ di động thế hệ thứ năm cung cấp tốc độ dữ liệu rẻ hơn và độ phủ đô thị dày đặc. 5G có thể không thay thế WiFi trong nhà, nhưng 5G cung cấp một giải pháp thay thế cho các điểm truy cập WiFi công cộng, vốn đã trở nên phổ biến chủ yếu do chi phí dữ liệu di động cao.
