تکنولوژی وای فای و استاندارد های معتبر آن

با توجه به پیشرفت روز افزون، تکنولوژی وای فای نیز اخیرا از استانداردهای مختلفی برخوردار شده است. تکنولوژی وای فای امروزه در طیف وسیعی از دستگاه های الکترونیکی از جمله گوشی های هوشمند استفاده می شود.

در این مقاله به بعضی از این استاندارد ها می پردازیم

استانداردها
در این بخش از مطلب سعی خواهیم کرد نیم‌نگاهی به استانداردهای وای‌فای داشته باشیم

۸۰۲٫۱۱
اولین استاندارد WLAN در سال ۱۹۹۷ توسط انیستیتو مهندسان برق و الکترونیک پایه گذاری شد. این استاندارد۸۰۲٫۱۱ نام گرفت. پهنای باندی که استاندارد 802.11 پشتیبانی می کرد ۲ مگابیت بر ثانیه پشتیبانی بود. این پهنای باند پاسخگو بسیاری از نیاز ها نبود و همین امر باعث منسوخ شدن این استاندارد گشت

۸۰۲٫۱۱b
در سال ۱۹۹۹ میلادی با توسعه استاندارد 802.11 استاندار دی به وجود آمد که تا پهنای باند ۱۱ مگابایت بر ثانیه پشتیبانی می کرد. این استاندارد، 802.11b نام گرفت. استاندارد ۸۰۲٫۱۱b از همان فرکانس رادیویی ۲.۴ گیگاهرتز، پشتیبانی می کرد اما می توانست به دلیل پاره ای از  مشلات دردسر ساز شود به عنوان مثال یکی از این مشکلات تداخل با دستگاه هایی بود که از همین باند فرکانسی استفاده می کردند. اما با استفاده از راهکارهایی، این استاندارد می توانست به دلیل کم هزینه بودن استفاده شود از مزایای این استاندارد این بود که پوشش سیگنال در حد مطلوبی قرار داشت و به راحتی مسدود نمی شد. اما همان طور که به آن اشاره کردیم احتمال تداخل فرکانسی با دیگر دستگاه ها وتجهیزات خانگی وجود داشت.

۸۰۲٫۱۱a
با توسعه 802.11b، متخصصان دست به توسعه استاندارد دیگری زدند که از 802.11 منشعب شده و 802.11a نام داشت.

 استاندارد ۸۰۲٫۱۱a  هزینه بالاتری دارد و معمولا در شبکه های تجاری و سازمانی یافت می شوند. این استاندارد از حداکثر پهنای باند ۵۴ مگابیت بر ثانیه و طیف فرکانسی ۵ گیگا هرتز پشتیبانی می کند. فرکانس بالاتر باعث می شود که محدوده پوشش شبکه های ۸۰۲٫۱۱a در مقایسه با  802.11b، کم‌تر شود. علاوه بر این، فرکانس بالاتر به این معنا هم خواهد بود که سیگنال‌های 802.11a برای نفوذ و گذر از دیوار یا موانع دیگر به مشکل بر خورند

برخی از سازندگان این گونه تجهیزات، از هردو استاندارد استفاده می کنند تا بنا بر شرایط موجود بتوانند یکی از این استاندارد ها را استفاده کنند

به عبارت دیگر، هر دستگاه متصل به وای‌فای باید از یکی از این دو استاندارد استفاده کند. از مزایای استاندارد ۸۰۲٫۱۱a می توان به سرعت بیشتر و عدم تداخل فرکانس با تجهیزات دیگر نام برد اما همانطور که در بالا به آن اشاره شد سیگنال تولیدی پوشش کمتری داشته و در عبور از موانع به مشکل بر می خورد

۸۰۲٫۱۱g
در سال ۲۰۰۳ با ترکیب قابلیت های استاندارد های ۸۰۲٫۱۱a و 802.11b، محصولاتی را روانه بازار شد که از استاندارد جدیدی با عنوان ۸۰۲٫۱۱g استفاده می کردند. این استاندارد می توانست پهنای باندی تا ۵۴ مگابایت بر ثانیه را پشتیبانی کرده و بتواند برای پوشش بیشتر از فرکانس ۲٫۴ گیگا هرتز استفاده کند. مزایای این استاندارد سرعت بالا و پوشش سیگنال خوب است به طوری که می توانست از موانع به راحتی عبور کند اما هزینه بیشتر در مقایسه با استاندارد های قبلی و امکان ایجاد تداخل با سایر تجهیزات از معایب آن می باشد

۸۰۲٫۱۱n

با استفاده از چندین سیگنال بی سیم و آنتن به جای یک مقدار واحد می توان پهنای باند پشتیبانی شده را افزایش داد در این استاندارد امکان دستیابی به پهنای باند شبکه ۳۰۰ مگابیت بر ثانیه فراهم می شود. استاندارد ۸۰۲٫۱۱n که از این تکنولوژی استفاده می کند می تواند بهترین پوشش سیگنال، مقاومت بیشتر در برابر تداخل سیگنال با منابع خارجی را به ارمغان آورد اما از معایب آن می توان به هزینه بیشتر، و تداخل آن اشاره نمود. نام دیگر این استاندارد Wireless N است.

۸۰۲٫۱۱ac
استاندارد جدید دیگر که باعث پیدایش نسل جدیدی در این تکنولوژی شده است ۸۰۲٫۱۱ac نام دارد. در این استاندارد از تکنولوژی ارتباط بیسیم دو بانده استفاده میشود. یعنی امکان پشتیبانی همزمان هر دو باند فرکانسی ۲٫۴ و ۵ گیگاهرتز وجود دارد. اما در روتر باید آنتن های جداگانه ای برای هر باند فرکانس وجود داشته باشد. این استاندارد می تواند در باند ۵ گیگاهرتز تا ۱۳۰۰ مگابیت بر ثانیه و همچنین در باند ۲٫۴ گیگاهرتز تا ۴۵۰ مگابیت را پشتیبانی کند.

۸۰۲٫۱۱ad

 WiGig که تحت پروتکل IEEE ۸۰۲٫۱۱ad در سال ۲۰۰۹ معرفی شد ‌قادر است اطلاعات با با حجم گیگابیت و بدون نیاز به رابط‌های سیمی مخصوص را به شکل وایرلس منتقل کند. این تکنولوژی که در باند ۶۰ گیگاهرتز کار می‌کند(مودم‌های امروزی در باند ۵GHz و ۲٫۴GHz کار می‌کنند) توانست پس از انجام آزمایشات متعدد و دریافت مجوز‌های رسمی در سال ۲۰۱۳ به صورت رسمی مورد استفاده قرار گیرد.

مودم‌های دارای این فناوری که به آنها Tri-Band گفته می‌شود قادرند در باند‌های  ۲.۴ و ۵ و ۶۰ گیگاهرتز فعالیت کرده و تبادل اطلاعاتی بیش از ۸ گیگابیت را انجام دهند که این میزان در حدود ۲ برابر سریعتر از تبادل اطلاعاتی در وای‌فای‌های قدیمی تر است.

 802.11 ax  یا WiFi6.

افزایش چهار برابری ظرفیت انتقال اطلاعات وای‌فای ۶ یا همان 802.11 ax در مقایسه با نسل قبلی استاندارد وای‌فای یعنی Wi-Fi 5 (802.11 ac) . باعث شده که میزان استفاده از این ، به گزینه ارجح ارتباطی در بستر استانداردهای وای‌فای در سال ۲۰۲۱ تبدیل شود. در عمل این پیشرفت‌ها به معنی پشتیبانی از نرخ‌های انتقال ۱.۱ گیگابیت در ثانیه روی باند ۲.۴ گیگاهرتز (با چهار استریم در دسترس) و ۴.۸ گیگابیت در ثانیه روی باند ۵ گیگاهرتز (با هشت استریم موجود) است؛ اگرچه این فناوری هنوز در حال تصحیح است اما می توان انتظار سرعت ۴ تا ۱۰ برابر سرعت فعلی را داشت.از مزایای مهم Wifi6 می توان به مصرف توان کمتر و عمر طولانی‌تر باتری اشاره کرد. با  وای‌فای ۶ ، همزمان ۲۰ دستگاه می‌توانند بدون افت سرعت به اینترنت وصل شوند. تخمین زده شده است میزان عرضه دستگاه‌های الکترونیکی مجهز به استاندارد Wi-Fi 6 (802.11 ax) تا سال ۲۰۲۱ میلادی به ۵۸ میلیون خواهد رسید. یکی دیگر از قابلیت‌های مهم Wi-Fi 6  پشتیبانی آن از سرویس ‌گیرنده‌هایی است که تنها در بستر ۲۰ مگاهرتزی قرار دارند. این امر، گزینه‌ای مفید برای دستگاه‌های فعال در بستر اینترنت اشیا است که به توان مصرفی پایینی نیاز داشته و البته از باتری‌هایی با ابعاد کوچک برخوردارند. در مقام مقایسه، Wi-Fi 5 (802.11 ac) از سرویس‌دهنده‌های ۸۰ مگاهرتزی پشتیبانی می‌کند. وایفای ۶ (۸۰۲٫۱۱ ax) دسترسی به نسخه چند کاربره OFDMA و  MU-MIMO را برای بهره‌وری بهتر در بخش  انتقال داده‌ها در زمینه‌های بارگذاری و پایین‌گذاری به همراه دارد. عبارت MU-MIMO  مخفف عبارت”Multi-User Multiple Input Multiple Output” است. ویژگی MIMO در مواقعی که شما نیاز دارید سیگنال را به ابزارهای متعددی بفرستید، از فرآیند برش زمانی (time-slice) روی داده‌ها استفاده می‌کند. به‌عبارت دیگر در روش مذکور هر قطعه از داده‌ها هر بار با یک ابزار تبادل می‌شوند و سپس نوبت به ابزار بعدی و قطعه بعدی می‌رسد. همچنین OFDMA  که مخفف عبارت “Orthogonal Frequency Division Multiple Access” می باشد، زمانی بهره‌برداری می‌شود که چندین و چند بستر ارتباطی، مقادیر محدود اطلاعات را انتقال می‌دهند. OFDMA تاثیرگذاری خود را در تمامی ابعاد نزدیک، متوسط و دور نشان می‌دهد.

پروتکل Wi-Fi ۶ (۸۰۲٫۱۱ ax)،  می توند در محیط های با ترکم بالا عملکرد سطح بالاتری را در بستر وای فای فراهم کند چرا که با پشتبیانی MU-MIMO متواند به صورت همزمان از امکان آپ‌استریم و دان‌استریم استفاده کند.

فهرست