معرفی انواع تکنولوژی و استاندارد وایفای
تکنولوژی وایفای به عنوان گزینه دوست داشتنی برای دست‌یابی به بستگی اینترنتی بی‌سیم، از استانداردهای مختلفی بهره‌مند شده است. روترهایی که به قصد به کارگیری این فناوری دردسترس قرار گرفته‌اند نیز انواع و اقسام متفاوتی دارند. در این مطلب نگاهی دقیق‌تر به ابعاد مختلف این تکنولوژی خواهیم داشت.
تکنولوژی وایفای امروزه به یکی از اصلی‌ترین فناوری‌هایی تبدیل شده که در طیف وسیعی از دستگاه‌های الکترونیکی به اتفاق از آنگونه گوشی‌های هوشمند کاربرد می‌شود. این فناوری نیز مشابه با آنچه در دیگر تکنولوژی‌ها گواه هستیم روند توسعه را به تدریج پیموده الی تاثیر بیشتری را در کمر بستن کاربران قرار دهد. در این مطلب از شهر سخت‌افزار، نگاهی دقیق به استانداردهای گوناگون این فناوری و آنچه مایه می‌شود کاربران گوشی‌های هوشمند یا دیگر دستگاه‌های الکترونیکی همانند لپ‌تاپ‌ها، تبلت‌ها یا کامپیوترهای شخصی، به بهترین شکل شدنی از این تکنولوژی کاربرد کنند خواهیم داشت.
گوشی‌های هوشمند این ایام به گجت‌های الکترونیکی چندکاره‌ای تبدیل شده‌اند که طیف وسیعی از سرویس‌ها را در گزین کردن مالکان خود قرار می‌دهند. در این بین، ارتباط با شبکه اینترنت، قابلیتی کلیدی به حساب می‌آید که سرویس‌دهی بهتر و متنوع‌تر را فراهم می‌کند. اگرچه گوشی‌های هوشمند امکان به کارگیری شبکه تلفن به اتفاق را برای دسترسی به اینترنت فراهم می‌کنند اما دلایل مختلفی هستی دارند که کاربر را به استفاده از وایفای ترغیب می‌کنند. از جمله این دلایل می‌توان به استقامت بیشتر شبکه‌های وایفای یا سرعت بالاتر اشاره کرد. با این تفاسیر، آشنایی با استانداردهای شبکه وایفای برای دست‌یابی به بهترین تجربه کاربری اهمیت ویژه‌ای پیدا خواهد کرد.
پیش از آنکه نگاهی به جدیدترین فناوری‌های وایفای در قالب روترهای موجود در بازار داشته باشیم بد نیست تاریخچه این تکنولوژی را از عقیده بگذرانیم تا با آنچه در مسیر تکامل وایفای حادث شده بیش از قبل آشنا شویم.
استانداردهای وای فای
کاربران خانگی و بازرگانی وقتی که برای خرید ساز و برگ شبکه به بازار مراجعه می‌کنند با آرایه‌های متفاوتی مقابل می‌شوند. این در حالی است که سازگاری گوشی‌های هوشمند یا سایر دستگاه‌های الکترونیکی با این استانداردها نیز به همان اندازه اهمیت دارد. طیف وسیعی از محصولات، در حال حاضر استانداردهایی نظیر 802.11a، 802.11b/g/n یا 802.11ac را در مقابل شما قرار می‌دهند که در مجموع فناوری وایفای را تشکیل می‌دهند.
در این دسته از مطلب سعی خواهیم کرد نیم‌نگاهی به استانداردهای وایفای داشته باشیم الی تکامل آن‌ها را به‌طور دقیق‌تر و با جزئیات بالاتری بررسی کنیم.
802.11
در سنه 1997 میلادی انستیتو مهندسان برق و الکترونیک (IEEE) نخستین استاندارد WLAN را پایه‌گذاری کرد. این استاندارد بعد از تشکیل دسته جمعی که به پیگیری توسعه این استاندارد برآمد، 802.11 نام گرفت. بدبختانه شوربختانه 802.11 فقط از پهنای باندی بیشینه الی 2 مگابیت بر ثانیه پشتیبانی می‌کرد که برای بسیاری از کاربردها، محدود و پایین‌تر از سطح انتظار بود. همین فرمایش مایه شده تولید محصولات وایرلس با استاندارد 802.11 در حال آماده متوقف شود.
802.11b
در سال 1999 میلادی پروسه توسعه استاندارد ابتدایی 802.11 به نقطه تکامل بعدی قبض و IEEE استاندارد 802.11b را برپایی کرد. 802.11b از پهنای باندی لغایت 11 مگابیت بر ثانیه پشتیبانی می‌کند.
802.11b از همان بسامد رادیویی 2.4 گیگاهرتز، مثل با آنچه در استاندارد ابتدایی 802.11 شاهد بودیم حمایت می‌کند. شرکت‌های سازنده ترجیح دادند از این فرکانس‌ها کاربرد کنند لغایت هزینه تولید محصولات خویش را تفریق دهند. درنظر داشته باشید که استاندارد 802.11b می‌تواند به واسطه مشخصات فنی، تداخل با مایکروویو، تلفن‌های بی‌سیم و دیگر دستگاه‌ها و تجهیزاتی که از همین باند فرکانسی 2.4 گیگاهرتز بهره‌گیری می‌کنند را به تعقیب داشته باشد. با هستی این، با نصب تجهیزات 802.11b در فاصله مشخص و بخردانه از دیگر تجهیزات، می‌توان به راحتی حجم زیادی تداخلات را از وسط برد.
مزایای 802.11b: هزینه کم، پوشش سیگنال در حتماً مطلوبی پیمان دارد، به راحتی مسدود نمی‌شود.
معایب 802.11b: حداکثر سرعت آن در پایین‌ترین مشقت شدنی در وسط استانداردهای موجود پیمان دارد. گمان کردن تداخل فرکانسی با سایر دستگاه‌ها و تجهیزات خانگی همواره هستی دارد.
802.11a
همزمان با توسعه 802.11b، متخصصان IEEE دست به توسعه استاندارد دیگری زدند که از 802.11 منشعب شده و 802.11a نام داشت.
از آنجایی که 802.11b خیلی سریع‌تر در مقایسه با 802.11a به محبوبیت قبض بعضی معتقدند 802.11a بعد از 802.11b ایجاد و ثبت شد. با هستی این، حقیقت آن است که این دو استاندارد تقریباً به طور مقارن برپایی شدند. با پروا به هزینه بالاتر، معمولاً استاندارد 802.11a در شبکه‌های تجاری و سازمانی یافت می‌شود. این در حالی است که 802.11b در بازار محصولات خانگی، محبوبیت و کاربرد اکثریت داشته است.
802.11a از پهنای باندی لغایت 54 مگابیت بر ثانیه و سیگنال‌هایی در طیف فرکانسی تایید شده نزدیک 5 گیگاهرتز پشتیبانی می‌کند. این فرکانس بالاتر در مقایسه با 802.11b، مایه خواهد شد محدوده پوشش شبکه‌های 802.11a کم‌تر شود. علاوه بر این، فرکانس بالاتر به این معنا هم خواهد بود که سیگنال‌های 802.11a راه سخت‌تری را برای نفوذ و گذر از دیوارها و دیگر موانع خواهند داشت.
از آنجایی که 802.11a و 802.11b از فرکانس‌های متفاوتی بهره‌گیری می‌کنند، این دو استاندارد با هم سازگاری ندارند. برخی شرکت‌های سازنده، ساز و برگ ترکیبی را در قالب به کارگیری دو استاندارد 802.11a/b ارائه می‌دهند اما این محصولات در هر لحظه، از یکی از استانداردها کاربرد می‌کنند. به عبارت دیگر، هر دستگاه متصل به وایفای باید از گرد از این دو استاندارد کاربرد کند.
مزایای 802.11a: سرعت حداکثری بالا. فرکانس‌های تایید شده راهبند از برپایی تداخل با تجهیزات سایر می‌شوند.
معایب 802.11a: هزینه بالا. پوشش سیگنالی کم‌تر که به راحتی مسدود شدن را به همراه خواهد داشت.
802.11g
در سال‌های 2002 و 2003 میلادی گواه پشتیبانی محصولات WLAN از استاندارد جدیدی به اسم 802.11g بودیم. این تقسیم از محصولات در همین سال‌ها روانه بازار شدند. هدف از گسترش 802.11g آن بود که ترکیبی از بهترین قابلیت‌ها و گزینه‌های موجود در 802.11a و 802.11b گرد هم آورده شود.
802.11g از پهنای باندی لغایت 54 مگابیت بر ثانیه حمایت کرده و برای دست‌یابی به پوشش وسیع‌تر، از بسامد 2.4 گیگاهرتز کاربرد می کند. 802.11g حمایت از 802.11b را کماکان قبل روی کاربران پیمان می‌دهد. به این ترتیب امکان به کارگیری اکسس پوینت‌های 802.11g با آداپتورهای بی‌سیم شبکه 802.11b و بالعکس هستی دارد.
مزایای 802.11g: سرعت حداکثری بالا، پوشش سیگنال در مرز خوبی بوده و به راحتی مانعی در برابر آن ایجاد نمی‌شود.
معایب 802.11g: هزینه بیشتر در مقایسه با 802.11b، امکان برپایی تداخل سیگنال به واسطه به کارگیری باند فرکانسی 2.4 گیگاهرتز
802.11n
802.11n که از آن با عنوان Wireless N هم یاد می‌شود به نحوی طراحی شده الی با استفاده از چندین سیگنال بی‌سیم و آنتن (که از این مجموعه، با عنوان تکنولوژی MIMO یاد می‌شود) به جای یک مقدار واحد، پهنای باند پشتیبانی شده در مقایسه با 802.11g درمان پیدا کند.
در سنه 2009 میلادی، کمیته استانداردسازی اعلام کرد 802.11n امکان دست‌یابی به پهنای باند شبکه 300 مگابیت برثانیه را فراهم می‌کند. 802.11n با توجه به بهره‌مندی از تراکم سیگنال درمان یافته، پوشش گسترده‌تر را هم در مقایسه با استانداردهای قدیمی‌تر وایفای به همراه داشته است. علاوه بر این، گواه سازگاری آن با مولفه‌های 802.11b/g در کلاینت‌ها هستیم.
مزایای 802.11n: بیشترین مقدار ثبت شده برای بیشینه سرعت در سنجش با استانداردهای قدیمی‌تر، بهترین پوشش سیگنال، مقاومت اغلب در برابر تداخل سیگنال با منابع خارجی
معایب 802.11n: هزینه اغلب در سنجش با 802.11g، استفاده از چند سیگنال شدنی است به تداخل با شبکه‌های موجود بر پایه استانداردهای 802.11b/g منجر شود.
802.11ac
نسل جدید استاندارد وایفای که گزینه‌ای محبوب هم به حساب می‌آید 802.11ac نام گرفته که از فناوری وابستگی بی‌سیم دو بانده استفاده می‌کند. به این ترتیب امکان حمایت همزمان از ارتباطات روی هر دو باند فرکانسی 2.4 گیگاهرتز و 5 گیگاهرتز برای کلاینت فراهم خواهد شد. این در حالی است که در روتر باید از آنتن‌های جداگانه کاربرد کرد. 802.11ac از گزینه سازگاری با نسل‌های باستانی یعنی 802.11b/g/n هم در کنار پهنای باندی لغایت 1300 مگابیت بر ثانیه در باند 5 گیگاهرتز به علاوه پهنای باند 450 مگابیت بر ثانیه در باند 2.4 گیگاهرتز پشتیبانی می‌کند.
(Wi-Fi 6 (802.11 ax
کریستین کیم تحلیلگر ارشد گستره اینترنت اشیا، ارتباطات و صنایع مخابراتی در کمپانی IHS Markit برآورد زده میزان عرضه دستگاه‌های الکترونیکی مجهز به استاندارد Wi-Fi 6 (802.11 ax) الی سنه 2021 میلادی به 58 میلیون خواهد رسید. این در حالی است که IDC نوید دیتا شاهد بهره‌برداری روزافزون وایفای 6 تا سنه 2019 میلادی باشیم لغایت این استاندارد، به گزینه ارجح ارتباطی در بستر استانداردهای وایفای در سنه 2021 تبدیل شود. یگانه از انگیزه ها این امر، افزایش چهار تساوی گنجایش انتقال اطلاعات وایفای 6 یا همان 802.11 ax در سنجش با نسل قبلی استاندارد وایفای یعنی Wi-Fi 5 (802.11 ac) است.
وایفای 6 (802.11 ax) دسترسی به نسخه چند کاربره OFDMA و MU-MIMO را برای بهره‌وری بهتر در دسته انتقال داده‌ها در زمینه‌های بارگذاری و پایین‌گذاری به به اتفاق دارد. OFDMA امکان انتقال مقادیر حجیم اطلاعات را در بستر یک کانال مملو از نویز و آشفتگی فراهم می‌کند. این عمل از راه بخش یک سیگنال واحد به چند سیگنال کوچک‌تر انتقال یافته، ممکن می‌شود. ترکیب OFDMA و MU-MIMO امکان دست‌یابی به گنجایش افزایش یافته، پوشش بهبودیافته و همچنین عملکرد سطح بالاتر را در محیط‌های با تراکم فوق‌العاده زیاد فراهم می‌کند.
UL MU-MIMO یک قابلیت کلیدی جدید است که به اتفاق با استاندارد Wi-Fi 6 (802.11ax) معرفی شد. با بهره‌برداری از UL MU-MIMO، چندین و چند سرویس‌گیرنده متصل به نقطه پیوستگی می‌توانند پاسخ‌های تأیید (Acknowledgement Responses) را به طور مقارن ارسال کنند. به این ترتیب در سررسید انتقال، صرفه‌جویی خواهد شد. در پایان امر، این روند به شفا خروجی و بهره‌وری شبکه منجر خواهد شد.
یکی سایر از قابلیت‌های مهم Wi-Fi 6 (802.11 ax) حمایت آن از سرویس‌گیرنده‌هایی است که فقط در بستر 20 مگاهرتزی پیمان دارند. این امر، به طور ویژه، گزینه‌ای سودمند برای دستگاه‌های پرکار در بستر اینترنت اشیا است که به طاقت مصرفی پایینی احتیاج داشته و البته از باتری‌هایی با ابعاد حقیر برخوردارند. در مقام مقایسه، Wi-Fi 5 (802.11 ac) از سرویس‌دهنده‌های 80 مگاهرتزی حمایت می‌کند.
پروتکل Wi-Fi 6 (802.11 ax)، امکان آپ‌استریم و دان‌استریم مقارن اطلاعات با حمایت از MU-MIMO را در بسامد مذکور فراهم می‌کند. در نتیجه این امر، گواه عملکرد سطح بالاتر در بستر وایفای، به گزیده تر در محیط‌های با تراکم بالاتر همانند استادیوم‌ها، مراکز ترابری یا سایر محیط‌های اینچنینی خواهیم بود.
درنظر داشته باشید که MU-MIMO و OFDMA در ساحل هم راهکارهای قابل توجهی را برای سرویس‌دهی هرچه بهتر به چندین و چند کاربر فراهم می‌کنند. از نگاهی دیگر، باید توجه داشت که MU-MIMO موثرترین راهکار برای محدوده‌های پوششی نزدیک الی میانه است. این در حالی است که OFDMA تاثیرگذاری خویش را در تمامی ابعاد نزدیک، میانه و دور نشان می‌دهد. MU-MIMO سرویس‌دهی به چند کاربر را از راه بافردهی کامل به ترافیک انتقالی، عملی می‌کند. این در حالی است که OFDMA زمانی بهره‌برداری می‌شود که چندین و چند بستر ارتباطی، مقادیر اندک اطلاعات را انتقال می‌دهند.
مزایای 802.11 ax: قابلیت اطمینان بالاتر، درمان سرعت تا چهار برابر در مقایسه با 802.11 ac، افزایش گنجایش به اخص در بستر اینترنت اشیا به همراه شفا عملکرد باتری دستگاه‌های الکترونیکی
معایب 802.11 ax: فراگیر نبودن این استاندارد در حوزه‌های مختلف که البته چشمداشت می‌رود با گذشت زمان، مرتفع شود.