Chắc chắn đã không ít lần bạn rơi vào tình trạng đang video chat với người thương thì cuộc gọi đứng hình, hay chạy game PUBG mà Ping lúc nào cũng đỏ chói, dẫn đến kết quả bết bát, rank tụt liên tục, vô cùng oan uổng dù phản xạ chẳng đến nỗi nào ?
Những lúc ấy bên cạnh cảm giác khó chịu chỉ muốn đập máy, xóa game, đa phần người dùng sẽ đổ lỗi cho “nhà mạng” cung cấp dịch vụ chất lượng kém. Tuy nhiên, nếu bạn đang kết nối Internet thông qua đường truyền WiFi, rất có thể vấn đề đến từ những yếu tố khác.
Ở bài viết trước, trong loạt bài viết về công nghệ truyền dẫn không dây tầm gần WiFi, chúng ta đã cùng tìm hiểu một số đặc tính kỹ thuật của sóng WiFi như băng tần, băng thông,… và đặc điểm của các chuẩn WiFi đã được phát triển (các bạn có thể tìm đọc lại bài viết trên tại đây).
Như đã đề cập trước đó, mỗi đặc tính đó đều góp phần quyết định tiêu chuẩn và hiệu năng sử dụng thực tế của mỗi phiên bản WiFi.
Và trong bài viết ngày hôm nay, chúng ta sẽ tiếp tục phân tích thêm về các yếu tố kỹ thuật và môi trường có thể gây ảnh hưởng đến tốc độ và độ ổn định tín hiệu của sóng WiFi.
Đọc thêm:
- Việt Nam đang sử dụng mấy tuyến cáp quang biển ?
- Tìm hiểu về mạng viễn thông (Networking) [Phần 1]
- Dos – DDos là gì ? Hacker tấn công DDos bằng cách nào ?
I. Nhắc lại một vài khái niệm quan trọng
- Băng tần: Một dải tần số liên tục tương đối hẹp thuộc dải tần số sóng vô tuyến.
- Băng thông: Độ rộng của băng tần, tính bằng khoảng giữa giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của dải tần số đó.
- Ping: Hiểu theo nghĩa đơn giản và phổ biến nhất là khoảng thời gian trễ tính từ khi một gói tin (Packet) được gửi đi từ thiết bị của bạn, qua hệ thống đường truyền, các máy chủ trung gian Internet tới máy chủ đích, nơi một gói tin trả lời được gửi trở lại thiết bị của bạn.
- Jitter: Độ biến thiên của độ trễ tín hiệu Latency (thời gian gói tin truyền đi theo một chiều), đặc trưng cho độ ổn định tín hiệu.
- Packet loss: Tỉ lệ tính theo % số packet bị mất trong quá trình truyền tin.
II. Những yếu tố vật lý gây ảnh hưởng đến chất lượng sóng WiFi
Nếu bạn là một Fan hâm mộ của môn vật lý phổ thông, chắc hẳn bạn vẫn còn ấn tượng mạnh khi thầy cô giảng về ánh sáng, một thứ vô cùng đặc biệt được ví von như một kẻ tâm thần khi mang trong mình cả hai đặc tính sóng và hạt, mà kết quả của những thí nghiệm kiểm chứng là khác nhau, tùy vào loại thí nghiệm mà bạn đang thực hiện!
Nếu làm thí nghiệm giao thoa, ánh sáng sẽ thỏa mãn bạn bằng những hệ vân giao thoa đẹp đẽ, hàm ý rằng bản chất của nó là một sóng.
Nhưng ánh sáng hoàn toàn không cần một môi trường để truyền như các loại sóng cơ (sóng âm thường truyền trong không khí và sóng nước thì, dĩ nhiên, truyền trên mặt nước), vậy là nó cũng mang bản chất của một chùm hạt.
Có lẽ bạn đang thắc mắc không biết ánh sáng thì có liên quan gì đến WiFi ?
Hóa ra là có, rất liên quan là đằng khác, vì ánh sáng là một loại sóng điện từ, và cả sóng WiFi cũng vậy. Vậy nên trong khi ánh sáng có thể truyền trong chân không, có thể bị chặn lại bởi vật cản, bị phản xạ, tán xạ khi gặp các phân tử trong không khí, pha trộn lẫn nhau và biến đổi về tính chất,… thì sóng WiFi cũng chịu ảnh hưởng y như vậy, có chăng sự khác nhau về tần số khiến biểu hiện của những tính chất này sẽ khác đôi chút giữa hai loại sóng mà thôi.
Tất cả những tính chất vừa nêu chính là hiện thân của một khái niệm quen thuộc: Nhiễu sóng. Độ nhiễu càng cao, chất lượng tín hiệu càng kém và dĩ nhiên, tốc độ giảm cùng với độ ổn định.
Bằng cách phân tích chính ánh sáng quen thuộc, sau đây mình sẽ chỉ ra những yếu tố vật lý có thể làm cản trở trải nghiệm WiFi của bạn.
#1. Vật cản
Ánh sáng cũng như các sóng điện từ khác được cấu tạo từ các vi hạt được gọi là Photon. Năng lượng của Photon chính là đặc điểm cơ bản phân chia các loại sóng điện từ thành các bước sóng (hay tần số) khác nhau.
Năng lượng Photon càng lớn, bước sóng càng nhỏ và khả năng tương tác với vật chất càng mạnh, do đó khi gặp vật cản nó nhanh chóng mất năng lượng do tương tác dẫn tới khoảng cách truyền không được xa.
Trên thang sóng điện từ, ánh sáng nằm ở vùng có bước sóng rất nhỏ, cỡ vài trăm Nanomet (1 nm= 1/1000000000m) do đó nó hầu như ngay lập tức bị chặn lại khi gặp vật cản, và một phần năng lượng của nó biến thành nhiệt năng làm nóng vật lên.
May mắn thay, ngay cả sóng vô tuyến ở cấp độ vi sóng như sóng WiFi cũng có bước sóng lớn hơn nhiều ánh sáng, cỡ 12.5cm. do đó nó không ngay lập tức bị chặn đứng khi gặp vật cản, mà còn đủ sức xuyên qua vài lớp tường để đem Internet đến cho bạn!
Nói như vậy không có nghĩa là ta có thể bỏ qua vật cản. Trên thực tế, mỗi lần đi qua một lớp vật cản, sẽ có một lượng photon nhất định bị hấp thu hoặc phân tán đi mất, mà những đứa còn ngoan cố cũng mất đi khá nhiều năng lượng.
Hệ quả là tín hiệu đến thiết bị của bạn yếu, thông tin không được truyền toàn vẹn đầy đủ (Packet loss). Khi đó, các thiết bị đầu cuối và AP liên tục phải gửi các gói tin bổ sung, làm chậm đáng kể độ ổn định và tốc độ trao đổi dữu liệu (tăng Ping và Jitter).
#2. Khoảng cách
Đương nhiên ai cũng biết khoảng cách có thể gây ảnh hưởng đến cường độ tín hiệu như thế nào, nhưng bạn có biết tại sao sóng điện từ, vốn có thể truyền vô hạn trong chân không, lại suy yếu nhanh chóng khi di chuyển trong không khí ?
Như đã đề cập ở trên, bước sóng chính là yếu tố quyết định khả năng tương tác với vật chất của sóng điện từ. Bầu không khí vốn hoàn toàn trong suốt trong mắt chúng ta, thực ra lại chứa vô số các hạt siêu nhỏ bao gồm bụi, hơi nước và các phân tử khí chuyển động ở tốc độ cao.
Photon chuyển động trong không khí cũng như bắn một mũi tên vào rừng cây. Mũi tên có thể lọt qua một số khoảng trống giữa những cái cây, nhưng càng tiến xa khả năng nó bị chặn lại bởi một thân cây trên đường đi càng lớn.
Tương tự như vậy, cuối cùng thì phần lớn photon sóng WiFi cũng sẽ bị chặn lại hoàn toàn bởi các phân tử trên đường đi của nó, đổi hướng hoặc bị hấp thu, vì năng lượng mà nó mang tạo ra khả năng tương tác vật chất không hề yếu.
#3. Lò vi sóng, Bluetooth và những mạng WiFi khác
Bạn có thắc mắc tại sao băng tần được sử dụng đầu tiên, và cho đến nay vẫn là phổ biến nhất cho chuẩn WiFi lại là 2.4GHz ?
Lí do đơn giản là không còn nhiều chỗ trong dải tần vô tuyến có thể được khai thác.
Thật vậy, sóng vô tuyến hóa ra lại là một loại tài nguyên hữu hạn như đất đai ở trên trái đất vậy. Các quốc gia và khu vực trên thế giới đều có những quy định riêng khá giống nhau về phân chia dải tần WiFi cho từng lĩnh vực riêng biệt, và bạn cần phải được cấp phép mới được phép sử dụng những tần số nhất định cho mục đích truyền tin.
Ví dụ như dải tần VHF (30-300MHz) được sử dụng cho sóng FM, đài thông tin thời tiết, giao tiếp hàng không,… và bạn không được phép tự ý lắp một trạm phát sóng trên nóc nhà để sử dụng cho mục đích cá nhân, vì hành động đó có thể gây nhiễu cho tất cả các dịch vụ nói trên trong khu vực bạn sinh sống.
Dù vậy vẫn có một dải sóng dao động quanh mốc 2.4GHz là không cần cấp phép, giống như một vùng đất hoang sơ mà bạn thỏa thích khai phá và sử dụng mà chẳng ai phàn nàn.
Tất nhiên những thứ như vậy đều thu hút, và hàng tá công nghệ khác nhau bắt đầu được xây dựng quanh dải tần này: Bluetooth, điều khiển xe hơi, giao tiếp chuột không dây, sóng WiFi và thậm chí là lò vi sóng!
Tất cả những công nghệ trên có điểm chung là không dây, khoảng cách ngắn, và quan trọng nhất là năng lượng sóng vừa phải giúp bạn không phải đeo trên lưng một cục pin nặng nề để cấp năng lượng hoặc cầm trên tay một cái antenna lớn đến kỳ cục để phát sóng, tất cả đều nhờ những tính chất tuyệt vời của tần số 2.4GHz!
Nhưng tài nguyên nào cũng có hạn. Quá nhiều xe trên một làn đường khiến va chạm, tắc đường xảy ra là điều không tránh khỏi.
Ngay cả khi chuẩn 802.11 đã chia dải sóng dùng cho WiFi thành 14 kênh sóng khác nhau, mỗi kênh có độ rộng 22 MHz để hạn chế hiện tượng chồng lấn tín hiệu gây nhiễu sóng, vẫn có một tỉ lệ rất cao hai thiết bị ở gần nhau sử dụng tần số trùng lặp với nhau trong lúc vận hành, như hình dưới đây:
Có thể thấy 5 kênh sóng liên tiếp chắc chắn sẽ có khoảng tần số trùng nhau (trừ kênh 14 không được phép sử dụng) hoặc ít hoặc nhiều, nghĩa là trong cùng một khu vực, để đảm bảo hạn chế sự chồng lấn tín hiệu WiFi làm nhiễu sóng và chậm kết nối, bạn cần phải thiết lập không quá 3 kênh không chồng lấn (vd: 1,6 và 11) cho các kết nối để đạt hiệu suất cao nhất.
Đáng tiếc, mật độ dân số quá dày ở các thành phố lớn và sự thật là chẳng mấy ai quan tâm đến cái gọi là kênh sóng WiFi khi thiết lập router khiến môi trường vô tuyến không dây lúc này chẳng khác nào một nút giao lộ không có quy tắc với cả ngàn chiếc xe cố gắng chen lấn di chuyển theo mọi hướng…
Và ở bên ngoài cuộc nội chiến của băng tần WiFi, đừng quên còn bè lũ ngoại xâm là sóng Bluetooth, bức xạ lò vi sóng,… luôn sẵn sàng tham gia để biến vùng đất 2.4GHz thành một nơi đầy hỗn loạn rối rắm!
III. Yếu tố “mềm”
#1. Firmware đã quá cũ kỹ
Đối với đa số người dùng phổ thông, sự đơn giản, tiện lợi trong quá trình sử dụng làm nên sức hấp dẫn cho những thiết bị điện tử. Điều đó lý giải tại sao nhiều người có chung quan điểm rằng iOS là hệ điều hành di động tốt nhất, bất chấp Android phổ biến hơn với khả năng tùy biến cao và “mở” hơn rất nhiều.
Dựa vào lập luận trên, chắc chắn chẳng ai mong muốn mỗi vài tuần phải kiểm tra xem liệu router của mình có phiên bản phần mềm mới hay không, chưa kể đến những bước cài đặt phức tạp ẩn chứa rủi ro, rồi lại phải thiết lập lại tất cả các thông số cho AP,… chỉ nghe thôi đã khiến những “tay to” về công nghệ cũng phải ngại ngán ngẩm.
Vậy là phần lớn bộ phát WiFi sống vòng đời của mình với lớp áo cũ kỹ, với những lỗ hổng ngày càng nghiêm trọng cho mã độc và các cuộc tấn công.
Bên cạnh đó, những bản cập nhật còn chứa những đoạn mã giúp tối ưu hiệu suất không đến được sản phẩm vô tình khiến thiết bị của bạn chạy chậm hơn so với những gì mà nó có thể.
#2. Ảnh hưởng từ thuật toán bảo mật
Để đổi lấy khả năng kết nối bảo mật và an toàn cao hơn, những chuẩn mã hóa tín hiệu WiFi ngày một trở nên phức tạp và cồng kềnh.
Sẽ không có gì nghiêm trọng khi những chiếc router mới nhất trên thị trường luôn được trang bị phần cứng đủ mạnh cho nhu cầu của bạn, nhưng trên những thiết bị cũ hơn với khả năng xử lý hạn chế, thiết lập một thuật toán mã hóa mạnh như AES-256 bit có thể là một gánh nặng đáng kể kéo tụt tốc độ và hiệu suất sử dụng WiFi của bạn.
Ngoài ra, các ứng dụng mã hóa kết nối như VPN và Proxy chắc chắn cũng sẽ làm giảm tốc độ kết nối của bạn một cách đáng kể!
#3. Quá tải băng thông
Nhu cầu của con người là không giới hạn, bạn trả tiền cho nhà cung cấp dịch vụ Internet và nhận về băng thông tương xứng. Tuy vậy việc chia sẻ cùng một đường truyền cho quá nhiều người và thiết bị dẫn đến hậu quả tất yếu là tốc độ chậm chạp, trải nghiệm lag giật,…
Có lẽ đây là yếu tố phi kỹ thuật và có vẻ vô phương nhất về khả năng cải thiện bằng những thủ thuật. Tuy nhiên nếu xác định được một danh sách ưu tiên cho các thiết bị và ứng dụng sử dụng mạng WiFi, có vài thiết lập trên router có thể làm bạn cảm thấy thoải mái hơn trong trải nghiệm truy cập internet.
IV. Lời Kết
Như vậy qua bài viết hôm nay mình đã đề cập sơ lược với các bạn những yếu tố phổ biến làm có thể làm ảnh hưởng đến chất lượng kết nối WiFi của bạn.
Vẫn còn những câu hỏi để ngỏ về cách khắc phục các yếu tố đó để có được trải nghiệm Internet tốt nhất mà mình xin phép được gửi đến các bạn trong bài viết tiếp theo.
Hi vọng các bạn sẽ luôn tìm được những thông tin hữu ích từ blogchiasekienthuc.com nhé !
CTV: Vũ Hữu Thăng – Blogchiasekienthuc.com
