Công nghệ Beamforming là gì? Khám phá cách thức hoạt động và lợi ích công nghệ này mang lại

Khi lựa chọn các dòng sản phẩm bộ phát Wifi hiện nay, chắc hẳn bạn đọc sẽ để ý đến tính năng Beamforming được đề cập đến trong danh sách tính năng nổi bật. Vậy Beamforming là gì? Công nghệ này hoạt động như thế nào? Hãy cùng khám phá ngay trong bài viết sau đây của Unifi.vn!

beamforming là gì

Công nghệ beamforming là gì?

Công nghệ Beamforming được dịch theo Tiếng Việt là Định dạng chùm tia, đây là 1 công nghệ được sử dụng trong lĩnh vực truyền thông không dây để tăng cường hiệu suất của hệ thống truyền thông bằng cách tập trung năng lượng sóng vô tuyến theo một hướng cụ thể. Beamforming được áp dụng trong nhiều mô hình công nghệ, bao gồm thông tin liên lạc không dây, âm thanh, radar, Wifi và sóng siêu âm.

Thay vì tín hiệu sóng vô tuyến được truyền vô hướng ra ngoài không gian và bị suy giảm hiệu suất. Công nghệ Beamforming sẽ tập trung sóng radio theo 1 hướng cụ thể, chẳng hạn như hướng tới một thiết bị nhận duy nhất như laptop, điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng. Qua đó, tăng cường độ mạnh tín hiệu, đảm bảo sự ổn định của kết nối và giảm thiểu ảnh hưởng nhiễu sóng. 

Beamforming thực tế đã xuất hiện ở chuẩn Wifi IEEE 802.11n song công nghệ Wifi 4 vẫn chưa khai thác được tối đa khả năng của tính năng này. Cho đến khi chuẩn Wifi IEEE 802.11ac ra đời, các thiết bị kết nối hay bộ phát wifi hỗ trợ chuẩn Wifi 5 đã được tích hợp công nghệ Beamforming như một tiêu chuẩn chung. 

Nguyên lý hoạt động của công nghệ Beamforming

Công nghệ Beamforming sẽ có các nguyên lý hoạt động khác nhau, tùy thuộc vào kỹ thuật hoặc cách triển khai. Tuy nhiên, Beamforming sẽ sử dụng nhiều phần tử bức xạ truyền cùng một tín hiệu ở một bước sóng và pha giống hệt nhau. Điều này giúp xác định đường dẫn tốt nhất để tín hiệu đi đến vị trí thiết bị khách. Từ đó, công nghệ Beamforming sẽ hướng tín hiệu theo 1 hướng xác định với cường độ tín hiệu được tối ưu.

Công nghệ Beamforming có sự tương đồng với kỹ thuật xử lý tín hiệu sóng Radio. Bản chất Beamforming hoạt động dựa trên hệ thống anten MIMO. Để giải thích cho bạn đọc chưa biết về MIMO thì đây là công nghệ tối ưu việc truyền và nhận dữ liệu trên nhiều anten cùng lúc, đồng thời cho phép nhiều thiết bị nhận đồng thời nhiều luồng dữ liệu.

nguyên lý hoạt động của beamforming

Tổng hợp các kỹ thuật Beamforming thông dụng hiện nay

Analog beamforming

Analog beamforming là kỹ thuật sử dụng bộ dịch pha – phase shifter để gửi cùng một tín hiệu đồng thời trên nhiều anten. Tín hiệu được phát theo các pha khác nhau tập trung theo 1 hướng cụ thể. Các pha tín hiệu của tín hiệu anten được điều chỉnh trong môi trường RF, giúp cải thiện vùng phủ sóng.

Digital beamforming

Digital beamforming là kỹ thuật mà mỗi anten sẽ gửi các tín hiệu khác nhau trong dải tần cơ sở kỹ thuật số. Máy thu kỹ thuật số được đặt ở phần tử bức xạ của mỗi anten. Các pha khác nhau được áp dụng cho các dải tần số khác nhau, cho phép định dạng chùm tia kỹ thuật số linh hoạt hơn. Vì vậy, kỹ thuật Digital beamforming có thể điều khiển nhiều chùm tia độc lập theo bất kỳ hướng nào tùy vào yêu cầu truyền phát của hệ thống.

Hybrid beamforming

Hybrid Beamforming là kỹ thuật kết hợp giữa Analog beamforming và Digital beamforming. Phương pháp này hỗ trợ khả năng truyền dẫn tín hiệu đa luồng trên một mảng anten. Quá trình này xác định số lượng chùm tia tương tự đồng thời cho phép một số biến thể tần số.

kỹ thuật beamforming

Massive MIMO

Massive MIMO là công nghệ anten dành cho các mô hình mạng không dây, trong đó nhiều anten được sử dụng để truyền & nhận tín hiệu ở cả đầu phát và đầu thu. Massive MIMO sử dụng tần số chung sau đó được điều khiển theo nhiều hướng. Thời gian truyền đến của tín hiệu khác nhau tạo thành các kênh song công phân chia theo thời gian, cung cấp đường dẫn dự phòng. Massive MIMO được ứng dụng trong công nghệ không dây Wifi và mạng di động 5G.

Beam steering

Beam steering là kỹ thuật thay đổi pha của tín hiệu đầu vào trên mỗi phần tử anten bức xạ. Phương pháp này về cơ bản sẽ theo dõi thiết bị nhận, gửi tín hiệu đến thiết bị đó. Tần số chung được điều khiển bằng chùm tín hiệu theo đúng hướng. Trong khi đó, các tín hiệu khác nhau có thể được gửi đến các thiết bị khác trong khu vực.

beam steering

Beamforming mang lại lợi ích gì?

Beamforming mang lại những lợi ích nổi bật như:

  • Độ mạnh tín hiệu được cải thiện khi được tổng hợp và truyền theo 1 hướng được chỉ định.
  • Chất lượng tín hiệu cao hơn đến thiết bị nhận, giúp tăng khả năng phủ sóng của tháp phát sóng hoặc bộ phát Wifi.
  • Tốc độ truyền tải được tối ưu.
  • Giảm thiểu tối đa tình trạng nhiễu tín hiệu.
  • Beamforming có thể được ứng dụng trong nhiều hệ thống phát sóng khác nhau.

Một số hạn chế của Beamforming

Bên cạnh những lợi ích mà Beamforming mang lại, công nghệ truyền tải tín hiệu này vẫn tồn tại những mặt hạn chế như:

  • Chi phí: Các mô hình sử dụng công nghệ beamforming thường tích hợp hệ thống anten phức tạp và các bộ xử lý tín hiệu mạnh mẽ. Điều này có thể làm tăng chi phí đầu tư khi triển khai hệ thống.
  • Triển khai phức tạp: 1 số mô hình Beamforming có thể phức tạp trong việc triển khai
    & quản lý các tham số. Cần có hệ thống quản lý thông minh để theo dõi và điều chỉnh các thông số liên quan để đạt được hiệu suất tối ưu.
  • Tiêu thụ năng lượng: Việc sử dụng beamforming có thể tăng mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị, đặc biệt là trong các mô hình anten phức tạp.

Ứng dụng của Beamforming trong môi trường doanh nghiệp

Ứng dụng nổi bật của công nghệ Beamforming bao gồm:

  • Truyền thông di động: Cải thiện chất lượng tín hiệu và tăng khả năng ổn định trong các mạng di động như 4G và 5G.
  • Wifi: Beamforming được trang bị trên các thiết bị phát Wifi để tối ưu hóa việc truyền tín hiệu, ổn định kết nối và giảm thiểu sự suy giảm tín hiệu không dây khi truyền ra ngoài không gian.
  • Radar và sonar: Sử dụng trong các ứng dụng như hệ thống radar hàng không và sóng siêu âm dưới nước để theo dõi và nhận biết các mục tiêu.

Một số thiết bị Wifi được tích hợp Beamforming

Một số thiết bị Wifi được tích hợp Beamforming có thể kể đến như:

Aruba Instant On AP11

Aruba Instant On AP11 là thiết bị phát Wifi chuẩn IEEE 802.11ac đến từ hãng Aruba Network. Tốc độ truyền tải của thiết bị lên tới 300 Mb/giây trên băng tần 2.4 GHz và 867 Mb/giây với băng tần 5 GHz. Aruba Instant On AP11 hỗ trợ tính năng MU-MIMO 2×2:2 trên băng tần 5GHz, cho phép xử lý đồng thời nhiều luồng dữ liệu tới nhiều thiết bị khách. Qua đó giảm thiểu tối đa độ trễ mạng, giải phóng hiệu năng thiết bị.

aruba instant on ap11

Unifi AC Pro

UniFi AC Pro (UAP-AC-Pro) là bộ phát Wifi 5 Indoor phù hợp với các mô hình hộ gia đình hoặc văn phòng, doanh nghiệp nhỏ. Bộ phát wifi UniFi AC Pro hoạt động trên cả 2 dải băng tần 2.4GHz tốc độ 450Mbps và 5GHz tốc độ 1300Mbps, hỗ trợ tốc độ lên tới 1.7Gbps với công suất phát lớn mang tới một trải nghiệm lướt sóng wifi ổn định với tốc độ cao. 

Công nghệ MIMO 3×3 trên cả 2 băng tần 2.4GHz, 5GHz giúp tối ưu độ trễ mạng, xử lý đa luồng dữ liệu tới nhiều thiết bị trong mạng.

Cả 2 mẫu sản phẩm bộ phát Wifi này hiện đang được phân phối bởi đơn vị Unifi.vn tại thị trường Việt Nam. Chúng tôi cam kết giá thành cạnh tranh hàng đầu thị trường, chiết khấu giá tốt cho các đối tác dự án lớn. Bên cạnh đó, đội ngũ kỹ thuật viên tận tâm sẽ giải quyết các vấn đề phát sinh trong quá trình sử dụng sản phẩm của khách hàng.

unifi ac pro

So sánh Ruckus BeamFlex và Beamforming truyền thống

BeamFlex là công nghệ tương tự như Beamforming được Ruckus phát triển và tối ưu trên các dòng bộ phát Wifi của hãng. Công nghệ Anten thích nghi này cho phép quản lý tập trung và điều khiển sóng Wifi, được phát triển bởi hãng Ruckus cho các thiết bị phát Wifi của hãng.

Bạn đọc có thể tham khảo sự khác biệt giữa công nghệ Ruckus BeamFlex và Beamforming truyền thống:

  • Beamforming trong 802.11ac là một công nghệ dựa trên sóng vô tuyến. Trong khi BeamFlex là công nghệ dựa trên anten.
  • Những gì Ruckus làm là sử dụng công nghệ Beamforming (dựa trên sóng vô tuyến) và kết hợp với hệ thống anten thích ứng của hãng để tối đa hóa hiệu suất. 
  • BeamFlex không phụ thuộc vào thiết bị khách. Công nghệ này có thể hoạt động với bất kỳ máy khách hỗ trợ chuẩn 802.11 nào. Trong khi đó, Beamforming yêu cầu thiết bị khách hỗ trợ chuẩn Wifi 802.11ac. Ngoài ra, không phải tất cả các thiết bị khách hỗ trợ chuẩn 802.11ac đều được tích hợp sẵn TxBF.
  • Khi kết hợp Spatial Multiplexing với Transmit Beamforming, có thể xảy ra trường hợp một trong hai chuỗi (antenna chains) được sử dụng để truyền một bản sao của cùng một dữ liệu. Điều này thường được thực hiện để tăng khả năng chịu tải của hệ thống và giảm thiểu tác động của nhiễu.
  • BeamFlex tiếp cận đích chính xác hơn. Điều này sẽ ít gây nhiễu cho hàng xóm hơn và cũng tối đa hóa hiệu suất.

ruckus beamflex vs beamforming

Tổng kết

Trên đây là những thông tin và kiến thức bổ ích bạn đọc cần biết về công nghệ Beamforming. Đừng quên theo dõi những bài viết mới nhất của Unifi.vn sẽ được đăng tải trong thời gian sắp tới!