Công nghệ Wi-Fi mới cho phép truyền dữ liệu xa gấp 10 lần Wi-Fi hiện tại

Đây được xem là khoảng cách truyền dữ liệu thông qua công nghệ Wi-Fi xa nhất trên thế giới cho đến thời điểm hiện tại, xa gấp 10 lần và vùng phủ sóng rộng gấp 100 lần so với các chuẩn Wi-Fi thông thường đang sử dụng hiện nay.

Wi-Fi HaLow là gì?

Theo định nghĩa từ Liên minh Wi-Fi thì “Wi-Fi HaLow là chuẩn Wi-Fi mới hoạt động trong phổ tần dưới 1 GHz để cung cấp kết nối phạm vi xa hơn và công suất thấp hơn nhằm đáp ứng các yêu cầu đối với Internet vạn vật (IoT), cho phép nhiều trường hợp sử dụng khác nhau trong môi trường công nghiệp, nông nghiệp, tòa nhà thông minh và thành phố thông minh”.

Công nghệ Wi-Fi HaLow đã được chuẩn hóa bởi Viện các Kỹ sư Điện và Điện tử (IEEE) với tên gọi là chuẩn IEEE 802.11ah. Chuẩn Wi-Fi mới này hoạt động trong phổ tần miễn cấp phép dưới 1 GHz, cung cấp tốc độ dữ liệu từ hàng trăm Kilôbit mỗi giây (Kbps) đến hàng chục Megabit mỗi giây (Mbps) và trên khoảng cách hàng chục mét đến hơn 1 km.

Wi-Fi HaLow cho phép cung cấp vùng phủ sóng rộng hơn, tăng tuổi thọ pin cho các thiết bị kết nối Wi-Fi và phù hợp cho thiết bị được kết nối vô tuyến thông qua ứng dụng IoT. Các ứng dụng IoT ngày càng có xu hướng phát triển mạnh, từ cảm biến, thiết bị truyền động và camera an ninh đến các thiết bị tự động hóa trong gia đình, tất cả đều nhằm cải thiện trải nghiệm người dùng và giảm chi phí lắp đặt và vận hành.

Mặc dù các chuẩn Wi-Fi truyền thống được xem là giao thức mạng vô tuyến phổ biến nhất được sử dụng trên thế giới, mang hơn một nửa lưu lượng truy cập internet nhưng nó cũng đã bộc lộ những lỗ hổng trong công nghệ và những điểm yếu trong một thế giới siêu kết nối như hiện nay. Với tốc độ phát triển một cách nhanh chóng của thiết bị IoT cùng với nhu cầu ngày càng cao về kết nối tầm xa và tiêu thụ điện năng thấp cho nhiều ứng dụng IoT và giao tiếp giữa máy với máy (M2M: Machine to Machine) đang mở ra nhiều cơ hội phát triển cho Wi-Fi HaLow trong thời gian tới.

Wi-Fi HaLow: bước đột phá trong công nghệ không dây

Trong nhiều năm qua, các giao thức Wi-Fi truyền thống đã đóng vai trò nền tảng cho kết nối không dây. Tuy nhiên, sự phát triển mạnh mẽ của các ứng dụng IoT trong nhà thông minh, hệ thống tự động hóa tòa nhà và công nghiệp, cùng với cơ sở hạ tầng không dây đã bộc lộ những hạn chế về tầm phủ sóng và hiệu quả năng lượng. Năm 2016, Morse Micro nhận thấy thách thức này và phát triển Wi-Fi HaLow để giải quyết những lỗ hổng công nghệ. Hiện nay, Wi-Fi HaLow đang nhanh chóng được triển khai rộng rãi. Liên minh Wi-Fi cũng đang thực hiện những bước quan trọng để thúc đẩy lợi ích về kết nối của giao thức này, mở rộng phạm vi của các tiêu chuẩn Wi-Fi hiện có khác.

Phạm vi truyền xa 3 km chưa từng có của giao thức này được hỗ trợ bởi giải pháp SoC (hệ thống trên một chíp) được Wi-Fi CERTIFIED HaLow của Morse Micro cung cấp, mở ra triển vọng ứng dụng cho mạng lưới Internet vạn vật (IoT) quy mô lớn.

Wi-Fi HaLow vượt qua những hạn chế của Wi-Fi truyền thống, cho phép công nghệ xuyên qua vật cản và mang lại hiệu suất chưa từng có, ngay cả trong môi trường nhiễu loạn với nhiều thiết bị và camera được kết nối. Wi-Fi HaLow không chỉ tăng phạm vi phủ sóng mà còn kéo dài tuổi thọ pin nhờ các tính năng tiết kiệm năng lượng.

Đánh giá về bước đột phá này, ông Michael De Nil, đồng sáng lập và Giám đốc điều hành của Morse Micro cho rằng: “Buổi trình diễn thành công cuộc gọi video dựa trên chuẩn Wi-Fi HaLow với khoảng cách 3 km trong môi trường đô thị thực tế đầy thử thách đánh dấu một cột mốc quan trọng đối với kết nối Wi-Fi, cho thấy phạm vi đáng kinh ngạc của giao thức không dây này”.

“Wi-Fi HaLow là một công nghệ mang tính cách mạng, phá vỡ mọi giới hạn của kết nối không dây hiện nay. Với tầm phủ sóng vô song, mức tiêu thụ điện năng cực thấp và tốc độ vượt trội, Wi-Fi HaLow đang dẫn đầu trong lĩnh vực IoT và là tương lai của kết nối không dây”, ông Michael De Nil cho biết thêm.

Sự khác biệt giữa Wi-Fi truyền thống và Wi-Fi HaLow

Wi-Fi truyền thống cho phép người dùng truyền tải dữ liệu nhanh chóng nhờ vào việc sử dụng các kênh tần số rộng hơn ở các băng tần 2.4 GHz, 5 GHz và 6 GHz. Tuy nhiên, do hoạt động ở các băng tần số cao hơn nên phạm vi phủ sóng hẹp hơn, bên cạnh đó các thiết bị kết nối với hệ thống Wi-Fi này sẽ tiêu thụ nguồn năng lượng lớn hơn, dẫn đến tiêu hao pin nhanh, đòi hỏi thiết bị phải được sạc thường xuyên hoặc phải kết nối với nguồn điện.

Trong khi đó, Wi-Fi HaLow được xây dựng dựa trên kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM), đảm bảo tính bảo mật cao và hiệu quả về nguồn tài nguyên phổ tần số. Đồng thời việc sử dụng các kênh tần số hẹp hơn trong băng tần dưới 1 GHz sẽ cho phép tín hiệu thâm nhập tốt hơn qua các vật cản và phạm vi phủ sóng xa hơn 10 lần so với Wi-Fi truyền thống, có thể lên đến 3 km mà không cần đến bộ khuếch đại tín hiệu.

Hoạt động trong băng tần công nghiệp, khoa học và y tế (ISM), Wi-Fi HaLow có thể sử dụng các đoạn băng tần trong khoảng từ 750 - 950 MHz, tùy vào từng quốc gia và khu vực khác nhau.

Bên cạnh đó, Wi-Fi HaLow cũng rất phù hợp cho các thiết bị IoT vì một điểm truy cập (AP) có thể xử lý tới 8.191 thiết bị, nhiều hơn gấp 4 lần so với một AP của Wi-Fi truyền thống. Đây được xem là một lợi thế để kết nối mọi bóng đèn, công tắc đèn, khóa cửa thông minh, bộ điều khiển nhiệt độ, bộ cảnh báo cháy, camera an ninh hoặc bất kỳ thiết bị nhà thông minh nào trong tương lai.

Cung cấp cho người dùng đầu cuối một giải pháp IoT vô tuyến với phạm vi hàng trăm mét mà không cần dùng thêm các bộ khếch đại hoặc gói dữ liệu di động tốn kém là một lợi thế cạnh tranh chính của giao thức 802.11 ah. Với khả năng tiếp cận khoảng cách xa, Wi-Fi HaLow cho phép người dùng điều khiển các thiết bị IoT ở khoảng cách xa, vượt xa tầm với của các giao thức Wi-Fi truyền thống.

Sự tắc nghẽn mạng, giới hạn về phạm vi phủ sóng, mức tiêu thụ điện năng cao và số lượng thiết bị kết nối với một điểm truy cập bị hạn chế của các chuẩn Wi-Fi truyền thống đã không còn phù hợp trong thế giới kết nối của các thiết bị thông minh. Những hạn chế như vậy đã làm cản trở các mô hình kinh doanh lấy IoT làm trung tâm đang xuất hiện ngày càng nhiều trong các ngành công nghiệp, chăm sóc sức khỏe, thành phố thông minh…Vì vậy, việc thử nghiệm thành công truyền dữ liệu với khoảng cách lên tới 3 km của chuẩn Wi-Fi HaLow được kỳ vọng sẽ khắc phục các hạn chế nêu trên.

Các trường hợp sử dụng Wi-Fi HaLow

Trong giai đoạn đầu triển khai, Wi-Fi HaLow dự kiến ​​sẽ được sử dụng trong cả các ứng dụng trong nhà và ngoài trời nơi không thể tiếp cận Wi-Fi tiêu chuẩn như trong trường hợp hệ thống giám sát hoạt động bằng pin, camera vô tuyến và chuông cửa.

Một trường hợp sử dụng điển hình khác là các điểm nóng (hot spot), nơi một điểm truy cập Wi-Fi HaLow duy nhất có thể thay thế cho một số lượng lớn các điểm truy cập Wi-Fi truyền thống. Cấu trúc liên kết mạng hình sao, khả năng xâm nhập cao, phạm vi phủ sóng rộng và dung lượng lớn của Wi-Fi HaLow giúp giải phóng kết nối khỏi các mạng lưới khó triển khai và hạn chế về băng thông, đơn giản hóa việc cài đặt mạng và giảm thiểu chi phí.

Wi-Fi HaLow nổi bật vì tính linh hoạt của nó. Các trường hợp sử dụng tiềm năng cho Wi-Fi HaLow rất rộng, cho phép mọi thứ luôn được kết nối trong một thế giới ngày càng tự động hóa, bao gồm: Nhà thông minh; Hệ thống giám sát; Kiểm soát truy cập; Kiểm soát quy trình công nghiệp; Logistics và quản lý tài sản; Cửa hàng bán lẽ; Tự động hóa tòa nhà; Thiết bị di động; Thành phố thông minh; Cảm biến sử dụng trong nông nghiệp và môi trường.