Khoảng cách thực tế mà bộ thu Wi‑Fi phủ sóng trong nhà hai tầng so với dự đoán ban đầu

Trong nhiều gia đình, khi mở hộp một bộ thu Wi‑Fi mới, người dùng thường dựa vào các thông số quảng cáo như “phủ sóng tới 30 m” để ước tính khoảng cách mà mạng có thể truyền tới các phòng trên các tầng. Thực tế, khi di chuyển lên tầng lầu, tín hiệu thường yếu đi nhanh hơn mong đợi – một hiện tượng mà không ít người vẫn chưa hiểu rõ nguyên nhân. Bài viết sẽ đi sâu vào các yếu tố quyết định phạm vi thực tế của Wi‑Fi trong nhà hai tầng, đồng thời so sánh kết quả đo thực tế với những dự đoán ban đầu.

Những yếu tố nào quyết định phạm vi thực tế của tín hiệu Wi‑Fi trong nhà?

Để trả lời câu hỏi này, trước hết cần nắm rõ cách mà sóng vô tuyến lan truyền trong môi trường nội thất. Hai yếu tố chủ đạo ảnh hưởng đến độ mạnh và khoảng cách của tín hiệu là điều kiện vật lý của không gian và đặc tính tần số sử dụng. Khi sóng gặp các vật cản, chúng sẽ bị phản xạ, khúc xạ hoặc hấp thụ, làm giảm cường độ và làm thay đổi hướng truyền. Vì vậy, mỗi ngôi nhà, dù chỉ có hai tầng, cũng tạo ra một “bản đồ” tín hiệu riêng, không thể dựa vào con số tổng quát để đưa ra dự đoán chính xác.

Cấu trúc vật lý của ngôi nhà hai tầng

Trong một ngôi nhà điển hình, tầng trệt thường chứa phòng khách, bếp và phòng ngủ, trong khi tầng lầu có phòng ngủ phụ, phòng làm việc hoặc phòng sinh hoạt. Các bức tường ngăn cách các phòng thường được làm từ gạch, bê tông hoặc thạch cao. Đặc biệt, tầng lầu thường có sàn bê tông đúc sẵn, một vật liệu có khả năng hấp thụ sóng vô tuyến mạnh hơn so với gỗ hay thạch cao. Khi tín hiệu phải “đi qua” một lớp sàn bê tông, độ suy giảm có thể lên tới 10‑15 dB, tương đương mất một nửa cường độ so với tầng trệt.

Thêm vào đó, vị trí của cửa sổ, cửa ra vào và các thiết bị điện tử (đặc biệt là lò vi sóng, tủ lạnh) cũng tạo ra các kênh phản xạ và nhiễu. Nếu bộ thu Wi‑Fi được đặt gần một bức tường chịu lực dày, tín hiệu sẽ bị “đóng băng” ở mức thấp hơn, trong khi đặt gần cửa sổ có thể cho phép sóng thoát ra ngoài và giảm sức mạnh trong nhà.

Vai trò của tần số 2.4 GHz và 5 GHz

Wi‑Fi hiện nay phổ biến nhất sử dụng hai dải tần: 2.4 GHz và 5 GHz. Dải 2.4 GHz có bước sóng dài hơn, giúp nó xuyên qua các vật cản tốt hơn, nhưng lại chịu ảnh hưởng mạnh hơn từ các thiết bị khác sử dụng cùng dải (như Bluetooth, điện thoại không dây). Ngược lại, dải 5 GHz cung cấp tốc độ cao hơn nhưng bước sóng ngắn hơn, khiến nó bị suy giảm nhanh hơn khi gặp tường bê tông hoặc kim loại.

Trong một ngôi nhà hai tầng, nếu bộ thu phát sóng 2.4 GHz, người dùng thường nhận được phạm vi phủ sóng rộng hơn, nhưng tốc độ có thể giảm đáng kể ở tầng lầu. Ngược lại, nếu dùng 5 GHz, tốc độ ở tầng trệt có thể rất nhanh, nhưng tầng lầu có thể không nhận được tín hiệu đủ mạnh để kết nối. Vì vậy, dự đoán “30 m” mà nhà sản xuất công bố thường dựa trên môi trường mở, không tính đến sự khác biệt giữa hai dải tần và các vật cản nội thất.

Tại sao dự đoán ban đầu thường quá lạc quan?

Hầu hết các nhà sản xuất đưa ra thông số “phủ sóng tối đa” dựa trên các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, nơi môi trường được kiểm soát chặt chẽ. Các phòng thí nghiệm thường có không gian trống, tường mỏng, và ít hoặc không có nhiễu điện từ. Khi chuyển sang môi trường thực tế – một ngôi nhà hai tầng đầy đồ đạc, tường dày và các thiết bị điện – các điều kiện này thay đổi đáng kể.

Mô hình truyền dẫn lý thuyết vs thực tế

Trong lý thuyết, công thức Friis cho phép tính suy giảm tín hiệu dựa trên khoảng cách và tần số, giả định không có vật cản. Tuy nhiên, thực tế môi trường nội thất gây ra hiện tượng multipath – sóng phản xạ nhiều lần và hội tụ tại các điểm khác nhau, tạo ra “điểm chết” (dead spots) và “điểm mạnh” (hot spots). Khi một tín hiệu phải phản xạ qua nhiều lớp tường và sàn, năng lượng bị tiêu hao không chỉ do khoảng cách mà còn do hấp thụ và tán xạ. Kết quả là, khoảng cách thực tế mà tín hiệu vẫn duy trì độ mạnh đủ để truyền dữ liệu thường ngắn hơn 30 % so với con số quảng cáo.

Ảnh hưởng của vật liệu xây dựng

Độ dày và thành phần của vật liệu xây dựng là yếu tố quyết định mức độ suy giảm. Ví dụ, một bức tường bê tông 20 cm có thể giảm tín hiệu khoảng 12 dB, trong khi tường gạch rỗng 10 cm chỉ giảm khoảng 5 dB. Kim loại – như lưới lưới thép trong nền sàn hoặc cửa sắt – có khả năng phản xạ gần như toàn bộ năng lượng, tạo ra “bức tường vô hình” ngăn cản tín hiệu hoàn toàn. Vì vậy, một ngôi nhà hai tầng có nền sàn bê tông và cửa sắt sẽ giảm khoảng cách phủ sóng hơn nhiều so với một ngôi nhà có sàn gỗ và cửa nhựa.

Làm thế nào để đo lường khoảng cách thực tế một cách khách quan?

Để có được dữ liệu đáng tin cậy, người dùng cần thực hiện các bước đo lường có hệ thống, thay vì chỉ dựa vào cảm giác “tín hiệu mạnh hay yếu”. Việc này bao gồm sử dụng phần mềmXem các sản phẩm Phần Mềm đo cường độ tín hiệu, ghi lại giá trị RSSI (Received Signal Strength Indicator) tại các vị trí cố định và so sánh với mức ngưỡng tối thiểu cho một kết nối ổn định.

Công cụ và phương pháp đo

Hiện nay có nhiều ứng dụng di động (như Wi‑Fi Analyzer, NetSpot) cho phép hiển thị giá trị RSSI dưới dạng dB. Đối với một ngôi nhà hai tầng, người dùng có thể thực hiện các bước sau:

• Đánh dấu các vị trí quan trọng: trung tâm phòng khách (tầng trệt), phòng ngủ chính (tầng trệt), phòng làm việc (tầng lầu), góc phòng tắm (tầng lầu).
• Ghi lại giá trị RSSI ở mỗi vị trí khi bộ thu đang phát ở 2.4 GHz và 5 GHz.
• So sánh các giá trị với ngưỡng –70 dBm (được coi là mức đủ cho streaming video HD) và –80 dBm (đủ cho duyệt web).
• Vẽ sơ đồ nhiệt độ tín hiệu (heatmap) bằng phần mềm để trực quan hoá vùng mạnh và yếu.

Kết quả đo thường cho thấy, ở tầng trệt, RSSI có thể dao động từ –45 dBm tới –65 dBm, trong khi ở tầng lầu cùng vị trí trung tâm, giá trị thường giảm còn –70 dBm tới –85 dBm, tùy thuộc vào vật liệu sàn và tường. Những số liệu này minh chứng cho việc khoảng cách thực tế có thể giảm đáng kể so với dự đoán ban đầu.

Ví dụ thực nghiệm trong nhà hai tầng

Trong một nghiên cứu tự phát, người dùng đặt bộ thu Wi‑Fi ở góc phòng khách (tầng trệt) và đo RSSI tại các vị trí sau:

• Trung tâm phòng khách (tầng trệt): –48 dBm (2.4 GHz), –55 dBm (5 GHz).
• Phòng ngủ chính (tầng trệt, qua một bức tường gạch): –60 dBm (2.4 GHz), –70 dBm (5 GHz).
• Phòng làm việc (tầng lầu, qua sàn bê tông và một bức tường chịu lực): –78 dBm (2.4 GHz), –88 dBm (5 GHz).
• Góc phòng tắm (tầng lầu, gần cửa sắt): –85 dBm (2.4 GHz), không nhận được tín hiệu 5 GHz.

Kết quả này cho thấy, dù khoảng cách địa lý không quá lớn (khoảng 12 m), sự suy giảm do vật cản đã làm giảm RSSI tới mức không đủ cho các ứng dụng yêu cầu băng thông cao ở tầng lầu.

Những cách tối ưu hoá phạm vi mà không thay đổi thiết bị

Hiểu rõ nguyên nhân suy giảm cho phép người dùng thực hiện một số biện pháp đơn giản nhưng hiệu quả, giúp cải thiện độ phủ sóng mà không cần mua thêm thiết bị mở rộng.

Vị trí đặt bộ thu

Thay vì đặt bộ thu trên một góc tường, nên đặt nó ở vị trí trung tâm và cao hơn một chút (khoảng 1,2‑1,5 m so với mặt đất). Điều này giúp sóng lan truyền đều hơn, giảm thiểu hiện tượng “điểm chết” do tường chịu lực. Nếu có thể, đặt bộ thu trên một kệ hoặc tủ cao sẽ giảm thiểu ảnh hưởng của đồ nội thất dày đặc.

Sử dụng phản hồi tín hiệu và các vật cản

Trong một số trường hợp, việc đặt một tấm gương hoặc tấm kim loại mỏng (ví dụ: tấm nhôm) ở phía đối diện với bộ thu có thể phản chiếu lại một phần sóng, tăng cường tín hiệu ở khu vực yếu. Tuy nhiên, cần thận trọng vì các vật phản xạ mạnh cũng có thể tạo ra hiện tượng “nhiễu đa đường” (multipath interference), làm giảm chất lượng kết nối. Thử nghiệm với các vật cản nhẹ như tấm gỗ mỏng hoặc giấy bìa cứng thường an toàn hơn.

Thêm vào đó, giảm thiểu các thiết bị gây nhiễu trong cùng băng tần (như lò vi sóng hoạt động ở 2.4 GHz) bằng cách di chuyển chúng ra khỏi khu vực đặt bộ thu sẽ giúp giảm mức độ suy giảm tín hiệu.

Cuối cùng, việc định kỳ kiểm tra lại vị trí và cài đặt bộ thu khi thay đổi nội thất (đổi vị trí tủ, bàn, hoặc thêm vách ngăn mới) là một thói quen tốt. Các thay đổi nhỏ trong bố trí phòng có thể ảnh hưởng lớn đến cách sóng Wi‑Fi lan truyền.

Như vậy, khi so sánh khoảng cách thực tế mà bộ thu Wi‑Fi có thể phủ sóng trong một ngôi nhà hai tầng với dự đoán ban đầu, chúng ta nhận thấy sự chênh lệch đáng kể do các yếu tố vật lý và tần số. Bằng cách hiểu cơ chế truyền dẫn, đo lường một cách có hệ thống và điều chỉnh vị trí lắp đặt, người dùng có thể tối ưu hoá phạm vi phủ sóng mà không cần đầu tư thêm thiết bị.