Preamble Puncturing - Công nghệ tối ưu hiệu quả Channel Wifi 6

Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về 1 công nghệ được triển khai trên Wi-Fi 6 và sắp tới là Wi-Fi 7, giúp chúng ta có thể tối ưu hóa được hiệu quả của các channel (Improves Channel Efficiency), đó là công nghệ Preamble Puncturing. Đây có lẽ là 1 chủ đề được rất ít người quan tâm và biết đến, nó cũng không được nói đến nhiều trong các buổi giới thiệu về Wi-Fi 6 của các hãng, tuy nhiên thì nó lại cực kỳ hiệu quả với các channel.

Channel Bonding là gì?

Trước tiên thì mình sẽ nói qua 1 chút về khái niệm “Liên kết kênh” hay Channel Bonding. Như các bạn đã biết thì sóng wifi được truyền trên các dải tín hiệu tần số cao, từ 2.4 cho đến 6 GHz.

IEEE 802.11 đã phân chia các băng tần này thành các kênh nhỏ, mỗi kênh có độ rộng là 20 MHz và cung cấp khả năng truyền dẫn hạn chế. Để giải quyết vấn đề này, trên tiêu chuẩn 802.11n, hay còn gọi là Wi-Fi 4 đã giới thiệu công nghệ Channel Bonding, có khả năng hợp nhất 2 kênh 20 MHz liền kề nhau thành 1 kênh 40 MHz duy nhất, do đó tăng gấp đôi tốc độ truyền dữ liệu.

Các bạn cứ hình dung Channel như 1 con đường vậy, ban đầu chúng ta có 1 con đường 20 MHz tương ứng với 2 làn đường, nếu số lượng xe quá lớn thì rõ ràng là sẽ có tắc đường. Khi sử dụng Channel Bonding thì nó sẽ được bổ sung thêm vào 20 MHz nữa, thành 1 con đường 40 MHz, tương ứng với 4 làn đường. Khi đó thì có thể tăng lưu lượng truy cập. Vậy thì rõ ràng là chúng ta sẽ muốn sử dụng các kênh rộng hơn, để có thể đạt được tốc độ cao hơn đúng không nào.

Tuy nhiên thì sẽ có nhiều vấn đề mà các bạn cần phải quan tâm và hiểu về nó khi sử dụng các kênh lớn hơn.

Đầu tiên là 2 kênh 20 MHz khi được ghép thành 1 kênh 40 MHz này vẫn có các vai trò khác nhau, 1 kênh sẽ trở thành kênh chính, gọi là Channel Primary, trong khi các kênh kia chỉ là kênh thứ cấp là Channel Secondary. Kênh chính thì vẫn chiếm ưu thế, và truyền các gói tin quản lý, như Beacon chẳng hạn, còn các kênh phụ sẽ chỉ truyền các gói dữ liệu thôi.

Tương tự chúng ta sẽ có các kênh 80 MHz, 160 MHz, được ghép lại nhờ công nghệ này trên tiêu chuẩn 802.11ac, hay là WiFi 5 để tăng băng thông kết nối.

Vấn đề thứ 2 là tài nguyên kênh rõ ràng là có hạn. Ở băng tần 5 GHz thì chúng ta chỉ có 2 kênh 160 MHz hoặc 6 kênh 80 MHz không chồng chéo lên nhau. Do vậy nếu triển khai ở các khu vực nhiều AP thì chúng ta sẽ bị xung đột tín hiệu, hay còn gọi là nhiễu đồng kênh. Như trong hình bên dưới, các bạn có thể thấy chúng ta có 1 channel 80 MHz được ghép lại từ 4 channel 36, 40, 44, và 48. Channel 36 đang là channel chính, nếu như channel 44 hoặc 48 bị nhiễu, thì băng thông sẽ giảm 1 nửa do nó chỉ là channel phụ thôi, và chỉ còn 20 MHz nếu như channel 40 bị nhiễu, do channel 40 đang liền kề với channel chính 36 và chỉ có channel chính là channel mang các gói tin quản lý. Như vậy chỉ cần nhiễu 1 channel liền kề với channel chính là chúng ta đã bị giảm mất 3/4.

Preamble Puncturing là gì?

Rõ ràng là trong khác khu vực có các bộ phát wifi được lắp dày đặc, thì các thiết bị wifi sẽ bị giới hạn ở 20 MHz, do số lượng AP nhiều mà channel thì ít. Để giải quyết vấn đề này, Preamble Puncturing được giới thiệu trên Wi-Fi 6 để cho phép tối ưu cho vấn đề này.

Preamble Puncturing là 1 công nghệ được phát triển và giới thiệu trên Wi-Fi 6, giúp cho các bộ phát Wifi có thể sử dụng các Channel với độ rông cao hơn, như 80 MHz, 160 MHz hay 320 MHz trên Wi-Fi 7, kể cả trong môi trường có nhiễu, giúp tối ưu hóa hiệu quả Channel, tăng băng thông sử dụng.

Cách Preamble Puncturing tối ưu hiệu quả Channel

Bây giờ chúng ta sẽ cùng tìm hiểu nghĩa của từ Puncturing nhé. Puncturing nếu các bạn dịch ra tiếng việt thì sẽ là bị đánh thủng, chọc thủng, hay là đục lỗ. Vẫn với ví dụ bên trên nhưng trong trường hợp này đã được áp dụng công nghệ Preamble Puncturing, giả sử như Channel 40 này là kênh thứ cấp đang bị nhiễu, thì Channel 36 chính và kênh 40 MHz thứ cấp phía trên vẫn có sẵn đề truyền dữ liệu.

Nếu như ban đầu mà kênh 40 bị nhiễu thì chỉ có kênh 20 MHz chính sẽ tiếp tục hoạt động thôi. Nhưng với Preamble Puncturing thì kênh 20 MHz chính và kênh 40 MHz phụ sẽ vẫn tiếp tục hoạt động, điều này cải thiện hiệu quả phổ lên đến 300%. Nó giống như việc channel của chúng ta bị chọc thủng 1 lỗ vậy, đúng như tên gọi của công nghệ này. Còn từ Preamble thì nó dựa vào cách công nghệ này kết nối kệnh 20MHz chính tới kênh 40 MHz phụ, do 2 kênh này sẽ không liền kề nhau.

Một lưu ý nữa là Preamble Puncturing sẽ chỉ được áp dụng cho các kênh 80, 160 MHz, và sắp tới là kênh 320 MHz trên wifi 7 thôi nhé. Còn rõ ràng với kênh 40 Mhz thì khi 1 kênh bị nhiễu thì chúng ta cũng chỉ còn 20 MHz thôi.

Tuy nhiên thì Preamble Puncturing yêu cầu cả wifi và các thiết bị Client đều phải hỗ trợ, do vậy thì nó chưa được ứng dụng rộng rãi nhiều ở Việt Nam, phần lớn là do các thiết bị Client đang sử dụng ở Việt Nam vẫn đang chỉ là Wifi 5, chỉ 1 phần nhỏ người dùng được hưởng lợi từ công nghệ này. Do vậy thì có thể trong 1 vài năm tới, khi thiết bị của chúng ta chuyển đổi hết sang card Wi-Fi 6, và wifi 7 cũng được ra mắt, thì nó sẽ trở thành 1 tính năng cực kỳ hữu ích.

Trên đây cũng chỉ là ví dụ nhỏ để các bạn có thể dễ hiểu hơn về cách hoạt động của Preamble Puncturing, trên thực tế thì sẽ có rất nhiều cách để kết hợp các channel lại với nhau dựa trên công nghệ này.

OK như vậy chắc hẳn các bạn cũng đã hiểu được phần nào về cách tối ưu hóa Channel trên Wifi rồi. Hãy cùng CNTTShop tìm hiểu các công nghệ khác để chúng ta có thể tối ưu hóa đươc mạng Wi-Fi mà chúng ta đang sử dụng nhé.