تکنولوژی وایفای به عنوان گزینه محبوب برای دست‌یابی به ارتباط اینترنتی بی‌سیم، از استانداردهای مختلفی بهره‌مند شده است. روترهایی که به منظور استفاده از 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 همراه از جمله گوشی‌های هوشمند استفاده می‌شود. این فناوری نیز مشابه با آنچه در سایر تکنولوژی‌ها شاهد هستیم روند توسعه را به تدریج پیموده تا کارایی بیشتری را در اختیار کاربران قرار دهد. باهم ، نگاهی دقیق به استانداردهای مختلف این تکنولوژی و آنچه باعث می‌شود کاربران گوشی‌های هوشمند یا دیگر دستگاه‌های الکترونیکی نظیر لپ‌تاپ‌ها، تبلت‌ها یا کامپیوترهای شخصی، به بهترین شکل ممکن از این فناوری استفاده کنند خواهیم داشت.
گوشی‌های هوشمند این روزها به گجت‌های الکترونیکی چندکاره‌ای تبدیل شده‌اند که طیف وسیعی از سرویس‌ها را در اختیار 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 استفاده از شبکه تلفن همراه را برای دسترسی به اینترنت فراهم می‌کنند اما دلایل مختلفی وجود دارند که کاربر را به استفاده از وایفای ترغیب می‌کنند. از جمله این دلایل می‌توان به پایداری 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 فناوری را از نظر بگذرانیم تا با آنچه در مسیر تکامل وایفای حادث شده بیش از پیش آشنا شویم.
کاربران خانگی و تجاری وقتی که برای خرید تجهیزات شبکه به بازار مراجعه می‌کنند با آرایه‌های متفاوتی روبرو می‌شوند. این در حالی است که سازگاری گوشی‌های هوشمند یا دیگر 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 بخش از مطلب سعی خواهیم کرد نیم‌نگاهی به استانداردهای وایفای داشته باشیم تا تکامل آن‌ها را به‌طور دقیق‌تر و با جزئیات بالاتری بررسی کنیم.
802.11
در سال ۱۹۹۷ میلادی انستیتو مهندسان برق و الکترونیک (IEEE) اولین استاندارد WLAN را پایه‌گذاری کرد. این استاندارد پس از تشکیل گروهی که به دنبال توسعه این استاندارد برآمد، 802.11 نام گرفت. متاسفانه 802.11 تنها از پهنای باندی حداکثر تا ۲ مگابیت بر ثانیه پشتیبانی می‌کرد که برای بسیاری از کاربردها، محدود و پایین‌تر از سطح انتظار بود. همین امر باعث شده تولید محصولات وایرلس با استاندارد 802.11 در حال حاضر متوقف شود.
802.11b
در سال ۱۹۹۹ میلادی فرآیند توسعه استاندارد ابتدایی 802.11 به نقطه تکامل بعدی رسید و IEEE استاندارد 802.11b را ایجاد کرد. 802.11b از پهنای باندی تا ۱۱ مگابیت بر ثانیه پشتیبانی می‌کند.
802.11b از همان فرکانس رادیویی ۲.۴ گیگاهرتز، مشابه با آنچه در استاندارد ابتدایی 802.11 شاهد بودیم پشتیبانی می‌کند. شرکت‌های سازنده ترجیح دادند از این فرکانس‌ها استفاده کنند تا هزینه تولید محصولات خود را کاهش 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 ۲.۴ گیگاهرتز استفاده می‌کنند را به دنبال داشته باشد. با وجود این، با نصب تجهیزات 802.11b در فاصله مشخص و منطقی از دیگر تجهیزات، می‌توان به راحتی حجم زیادی تداخلات را از میان برد.
مزایای 802.11b: هزینه کم، پوشش سیگنال در حد مطلوبی قرار دارد، به راحتی مسدود نمی‌شود.
معایب 802.11b: حداکثر سرعت آن در پایین‌ترین رنج ممکن در میان استانداردهای موجود قرار دارد. احتمال تداخل فرکانسی با دیگر دستگاه‌ها و تجهیزات خانگی همواره وجود 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 رسید برخی معتقدند 802.11aپس از 802.11b ایجاد و ثبت شد. با وجود این، حقیقت آن است که این دو استاندارد تقریباً به طور همزمان ایجاد شدند. با توجه 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 بیشتری داشته است.
802.11a از پهنای باندی تا ۵۴ مگابیت بر ثانیه و سیگنال‌هایی در طیف فرکانسی تایید شده حدود ۵ گیگاهرتز پشتیبانی می‌کند. این فرکانس بالاتر در مقایسه با 802.11b، باعث خواهد شد محدوده پوشش شبکه‌های 802.11a کمتر شود. علاوه بر این، فرکانس بالاتر به این معنا هم خواهد بود که سیگنال‌های 802.11a مسیر سخت‌تری را برای نفوذ و گذر از دیوارها و دیگر موانع خواهند داشت.
از آنجایی که 802.11a و 802.11b از فرکانس‌های متفاوتی استفاده می‌کنند، این دو استاندارد با هم سازگاری ندارند. برخی شرکت‌های سازنده، تجهیزات ترکیبی را در قالب استفاده از دو استاندارد 802.11a/bارائه می‌دهند اما این محصولات در هر لحظه، از یکی از استانداردها استفاده می‌کنند. به عبارت دیگر، هر دستگاه متصل به وایفای باید از یکی از این دو استاندارد استفاده کند.
مزایای 802.11a: سرعت حداکثری بالا. فرکانس‌های تایید شده مانع از ایجاد تداخل با تجهیزات دیگر می‌شوند.
معایب 802.11a: هزینه بالا. پوشش سیگنالی کمتر که به راحتی مسدود شدن را به همراه خواهد داشت.
802.11g
در سال‌های ۲۰۰۲ و ۲۰۰۳ میلادی شاهد پشتیبانی محصولات WLAN از استاندارد جدیدی به نام 802.11gبودیم. این دسته از محصولات در همین سال‌ها روانه بازار شدند. هدف از توسعه 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 تا ۵۴ مگابیت بر ثانیه پشتیبانی کرده و برای دست‌یابی به پوشش وسیع‌تر، از فرکانس ۲.۴ گیگاهرتز استفاده می کند. 802.11gپشتیبانی از 802.11b را همچنان پیش روی کاربران قرار می‌دهد. به این ترتیب امکان استفاده از اکسس پوینت‌های 802.11g با آداپتورهای بی‌سیم شبکه 802.11b و بالعکس وجود دارد.
مزایای 802.11g: سرعت حداکثری بالا، پوشش سیگنال در حد خوبی بوده و به راحتی مانعی در برابر آن ایجاد نمی‌شود.
معایب 802.11g: هزینه بیشتر در مقایسه با 802.11b، امکان ایجاد تداخل سیگنال به واسطه استفاده از باند فرکانسی ۲.۴ گیگاهرتز
802.11n
802.11n که از آن با عنوان Wireless N هم یاد می‌شود به نحوی طراحی شده تا 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 802.11gبهبود پیدا کند.
در سال ۲۰۰۹ میلادی، کمیته استانداردسازی اعلام کرد 802.11n امکان دست‌یابی به پهنای باند شبکه ۳۰۰ مگابیت برثانیه را فراهم می‌کند. 802.11n با توجه به بهره‌مندی از تراکم سیگنال بهبود یافته، پوشش گسترده‌تر را هم در مقایسه با استانداردهای قدیمی‌تر وایفای به همراه داشته است. علاوه بر این، شاهد سازگاری آن با مولفه‌های 802.11b/g در کلاینت‌ها هستیم.
مزایای 802.11n: بیشترین مقدار ثبت شده برای حداکثر سرعت در مقایسه با استانداردهای قدیمی‌تر، بهترین پوشش سیگنال، مقاومت بیشتر در برابر تداخل سیگنال با منابع خارجی
معایب 802.11n: هزینه بیشتر در مقایسه با 802.11g، استفاده از چند سیگنال ممکن 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 تکنولوژی ارتباط بی‌سیم دو بانده استفاده می‌کند. به این ترتیب امکان پشتیبانی همزمان از ارتباطات روی هر دو باند فرکانسی ۲.۴ گیگاهرتز و ۵ گیگاهرتز برای کلاینت فراهم خواهد شد. این در حالی است که در روتر باید از آنتن‌های جداگانه استفاده کرد. 802.11ac از گزینه سازگاری با نسل‌های قدیمی یعنی 802.11b/g/n هم در کنار پهنای باندی تا ۱۳۰۰ مگابیت بر ثانیه در باند ۵ گیگاهرتز به علاوه پهنای باند ۴۵۰ مگابیت بر ثانیه در باند ۲.۴ گیگاهرتز پشتیبانی می‌کند.
Wi-Fi 6 (802.11 ax)
کریستین کیم تحلیلگر ارشد حوزه اینترنت اشیا، ارتباطات و صنایع مخابراتی در شرکت IHS Markitتخمین زده میزان عرضه دستگاه‌های الکترونیکی مجهز به استاندارد Wi-Fi 6 (802.11 ax) تا سال ۲۰۲۱ میلادی به ۵۸ میلیون خواهد رسید. این در حالی است که IDCنوید داده شاهد بهره‌برداری روزافزون وایفای ۶ تا سال ۲۰۱۹ میلادی باشیم تا این استاندارد، به گزینه ارجح ارتباطی در بستر استانداردهای وایفای در سال ۲۰۲۱ تبدیل شود. یکی از دلایل این امر، افزایش چهار برابری ظرفیت انتقال اطلاعات وایفای ۶ یا همان 802.11 axدر مقایسه با نسل قبلی استاندارد وایفای یعنی Wi-Fi 5 (802.11 ac) است.
وایفای ۶ (802.11 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. OFDMA امکان انتقال مقادیر حجیم اطلاعات را در بستر یک کانال مملو از نویز و اغتشاش فراهم می‌کند. این عمل از طریق تقسیم یک سیگنال واحد به چند سیگنال کوچک‌تر انتقال یافته، ممکن می‌شود. ترکیب OFDMA و MU-MIMO امکان دست‌یابی به ظرفیت 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 همراه با استاندارد Wi-Fi 6 (802.11ax) معرفی شد. با بهره‌برداری از UL MU-MIMO، چندین و چند سرویس‌گیرنده متصل به نقطه اتصال می‌توانند پاسخ‌های تأیید (Acknowledgement Responses) را به طور همزمان ارسال کنند. به این ترتیب در زمان انتقال، صرفه‌جویی خواهد شد. در نهایت امر، این روند به بهبود خروجی و بهره‌وری شبکه منجر خواهد شد.
یکی دیگر از قابلیت‌های مهم Wi-Fi 6 (802.11 ax)پشتیبانی آن از سرویس‌گیرنده‌هایی است که تنها در بستر ۲۰ مگاهرتزی قرار دارند. این امر، به طور ویژه، 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.
پروتکل Wi-Fi 6 (802.11 ax)، امکان آپ‌استریم و دان‌استریم همزمان اطلاعات با پشتیبانی از MU-MIMO را در فرکانس یادشده فراهم می‌کند. در نتیجه این امر، شاهد عملکرد سطح بالاتر در بستر وایفای، به ویژه در محیط‌های با تراکم بالاتر نظیر استادیوم‌ها، مراکز حمل و نقل یا دیگر محیط‌های اینچنینی خواهیم بود.
درنظر داشته باشید که MU-MIMO و OFDMA در کنار 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 تا متوسط است. این در حالی است که OFDMA تاثیرگذاری خود را در تمامی ابعاد نزدیک، متوسط و دور نشان می‌دهد. MU-MIMO سرویس‌دهی به چند کاربر را از طریق بافردهی کامل به ترافیک انتقالی، عملی می‌کند. این در حالی است که OFDMA زمانی بهره‌برداری می‌شود که چندین و چند بستر ارتباطی، مقادیر محدود اطلاعات را انتقال می‌دهند.
مزایای 802.11 ax: قابلیت اطمینان بالاتر، بهبود سرعت تا چهار برابر در مقایسه با 802.11 ac، افزایش ظرفیت به ویژه در بستر اینترنت اشیا به همراه بهبود عملکرد باتری دستگاه‌های الکترونیکی
معایب 802.11 ax: فراگیر نبودن این استاندارد در حوزه‌های مختلف که البته انتظار می‌رود با گذشت زمان، مرتفع شود.
استانداردهای متفرقه
در کنار استانداردهای مرسوم و متداول در ابعاد بین‌المللی و بازارهای متداول، نمونه‌های دیگری هم وجود دارند که به دلایلی، آنچنان که باید و شاید متداول نبوده یا به مرحله بهره‌برداری نرسیده‌اند. برخی نیز با مقاصد و اهداف خاصی، توسعه یافته و از همین رو، به صورت محدودتر استفاده می‌شوند.
802.11 aj
این استاندارد که از آن با عنوان موج میلی‌متری چین (China Millimeter Wave) نیز یاد می‌شود در واقع بیان‌گر تغییراتی است که روی لایه فیزیکی 802.11 ad و همچنین لایه مک (MAC layer) اعمال شده تا امکان بهره‌برداری از آن را در باند فرکانسی ۵۹ تا ۶۴ گیگاهرتز کشور چین ممکن سازد. به بیان دیگر، هدف از به‌کارگیری این استاندارد، ایجاد سازگاری برای استاندارد 802.11ad (60GHz) در مواردی است که شاهد بهره‌برداری از آن در رنج ۵۹ تا ۶۴ هرتز و همچنین باند فرکانسی ۴۵ گیگاهرتزی چین هستیم. این در حالی است که تجربه کاربری که پیش از این در قالب استاندارد 802.11 شاهد بودیم همچنان ارائه می‌شود.
802.11 ay
این استاندارد که از آن با عنوان نسل جدید ۶۰ گیگاهرتزی نیز یاد می‌شود به منظور پشتیبانی از توان عملیاتی 20Gbps در محدوده فرکانسی ۶۰ گیگاهرتزی توسعه یافته است. این در حالی است که 802.11 adامکان رسیدن به سطح عملکرد 7Gbps را فراهم می‌کند. علاوه بر این، شاهد افزایش محدوده پوشش و همچنین قابلیت اطمینان خواهیم بود. انتظار می‌رود این استاندارد در بازه زمانی بین سپتامبر و نوامبر ۲۰۱۹ میلادی به تایید برسد.
802.11 az
802.11 az که از آن با عنوان نسل جدید موقعیت‌یابی (NGP) یاد می‌شود، در واقع خروجی مطالعاتی است که سنگ‌بنای آن در سال ۲۰۱۵ میلادی بنا نهاده شد. این مطالعات با هدف ایجاد تغییر روی لایه‌های MACو PHY که امکان تشخیص دقیق و نسبی موقعیت را با دقت بهتر، از طریق پروتکل اندازه‌گیری مناسب زمانی (MTM) فراهم می‌کند کلید خورد. علاوه بر این، شاهد کاهش مصرف توان در حوزه‌های مختلف خواهیم بود. انتظار می‌رود در حوالی ماه مارس ۲۰۲۱ میلادی شاهد تایید این استاندارد باشیم.
802.11 ba
این استاندارد که از آن با عنوان Wake-Up Radio یا WUR یاد می‌شود در واقع فناوری جدیدی است که با هدف بهبود عملکرد باتری دستگاه‌ها و سنسورها در بستر شبکه‌های اینترنت اشیا، توسعه یافته است. هدف از توسعه WUR، در واقع پاسخگویی به افزایش چشمگیر نیاز برای شارژ مجدد و همچنین تعویض باتری دستگاه‌های الکترونیکی است. انتظار می‌رود این استاندارد نیز در ماه جولای 2020 میلادی به تایید برسد.
فناوری‌های آینده وایفای
802.11ah
این فناوری با فرکانس 900 مگاهرتز کار می‌کند و به همین دلیل مصرف انرژی کمتر و برد بسیار بیشتری دارد. لقب این پروتکل کم‌مصرف بوده و بیشتر برای حسگرها به کار می‌رود که به برد بالا و نرخ پایین انتقال اطلاعات نیاز دارند.
مزایا: قابلیت عبور از دیوارها و موانع بهتر از استاندارد 802.11ad که پایین‌تر بررسی خواهد شد. عالی برای اطلاعات کوتاه و ناگهانی که نیازی به انرژی بالا نداشته و باید در فواصل زیاد جابجا شوند. این قابلیت برای لوازم خانگی هوشمند، سیستم‌های نورپردازی هوشمند و همچنین سیستم‌های امنیتی هوشمند مناسب است. کاربرد دیگر این نوع وایفای در ابزارهای هوشمنند شهری مانند پارکینگ‌ها و پارکرومترهاست.
معایب: استاندارد جهانی برای 900 مگاهرتز وجود ندارد. در حال حاضر 80 درصد از دنیا از باند فرکانسی 2.4 گیگاهرتز استفاده می‌کنند. اگر از مک استفاده می‌کنید می‌توانید با نگه‌داشتن دکمه option و کلیک روی علامت وایفای بالای صفحه اطلاعاتی نظیر کانال و فرکانس را مشاهده کنید. به این ترتیب دستگاه‌های کمی هستند که می‌توانند به این فرکانس خاص متصل شوند و برای اتصال باید دستگاه شما از این فرکانس پشتیبانی کند. AH هنوز در دسترس نیست. در حال حاضر IEEE در فازهای نهایی استانداردسازی این پروتکل است و وقتی این کار انجام شد (احتمالاً در اسفندماه) سازندگان چیپ‌های وایفای مانند هواوی، برودکام و کوالکام می‌توانند چیپ‌های فیزیکی را تولید کنند. به این ترتیب حداقل تا 18 ماه یا 2 سال دیگر از دستگاه‌های وایفای با این فناوری خبری نخواهد بود. خبر خوب اینکه سازمان‌ها فناوری مشابهی را برای شبکه‌های بازه‌پهن با انرژی پایین LPWAN به کار گرفته‌اند و نیازی به تکمیل 802.11ah برای بهره بردن از این فناوری نیست.
802.11af
این پروتکل از طیف‌های تلویزیونی استفاده نشده‌ای موسوم به فضای سفید یا White Space برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کند. به همین دلیل لقب این فناوری White-Fi نیز عنوان شده است. از آنجایی که بازه فرکانسی این پروتکل بین 54 تا 790 مگاهرتز است af نیز می‌تواند مانند ah برای مسافت‌های زیاد با انرژی کم استفده شود. این فناوری احتمالاً مورد استفاده ارگان‌های نیازمند به شبکه‌های بی‌سیم با برد بسیار بالا خواهد بود.
مزایا: تداخل کمتر به لطف اسفاده از فضای سفید عملکرد را بهبود می‌بخشد به دلیل استفاده از امواج تلویزیونی برد بسیار زیاد این فناوری گاهی به چندین کیلومتر نیز می‌رسد.
معایب: هنوز در مراحل ابتدایی قرار داشته و هنوز برای ورود به بازار تأیید نشده است. کانال‌های فضای سفید در همه جا وجود ندارند و در شهرهای بزرگ اکثر فضاها اشغال شده است.
802.11ad
فناوری AD درست برعکس AH است. این فناوری برای سرعت فوق‌العاده بالا اما برد بسیار پایین کاربرد دارد. این پروتکل پیش از این WiGig نیز نامیده می‌شد خود را از باندهای فرکانسی 2.4 و 5 گیگاهرتزی جدا کرده و بر روی فرکانس 60 گیگاهرتز کار می‌کند. این فضا کاملاً خالی و باز است و به این ترتیب سرعتی حدود 50 برابر WiFi N را امکان‌پذیر خواهد کرد. همان‌طور فرکانس بالاتر به معنای برد کمتر اما توان بیشتر است. مورد استفاده این فناوری احتمالاً سازمان‌های نیازمند به پهنای باند فوق‌العاده بالا خواهند بود.
مزایا: برای تبادل اطلاعات با سرعت بسیار بالا و برد پایین. به گفته Fast Company این پروتکل آن‌قدر سریع خواهد بود که با سرعت حدودی 8 گیگابیت بر ثانیه حافظه‌های جانبی می‌توانند با وجود اتصال بی‌سیم به رایانه شما سرعتی برابر یا حتی بیشتر از حافظه‌های متصل به مادربورد داشته باشند! به این ترتیب یک کلاس جدید از دستگاه‌ها را با جهانی شدن 802.11ad شاهد خواهیم بود.
معایب: ساخت چیپ‌های این پروتکل بسیار گران است و به این ترتیب استفاده از این فناوری هنوز صرفه اقتصادی ندارد. برد AD بسیار کوتاه است. به علت استفاده از فرکانس 60 گیگاهرتز برد بسیار پایین بوده و برای نفوذ سیگنال از دیوارها احتمالاً به روترهای اضافه نیاز خواهید داشت. AD یک استاندارد بین‌المللی شناخته نمی‌شود. درست مانند AH این پروتکل هنوز استاندارد بین‌المللی دریافت نکرده است.
این سه پروتکل جدید و مهم از انواع استانداردهای وای فای که در آینده مورد استفاده قرار خواهد گرفت :
AH (سرعت پایین برای حسگرهای برد بالا و کنترلرها).
AF (یا وایت‌فای با استفاده از طیف‌های تلویزیون برای دسترسی به برد بالا).
AD (برای سرعت‌های چندگیگابیتی بی‌سیم با برد پایین).
نگاهی به بلوتوث و وایمکس
جدا از این پنج دسته استاندارد عمومی وایفای، گزینه‌های دیگری هم وجود دارند که در حوزه تکنولوژی شبکه‌های بی‌سیم، قابل توجه به حساب می‌آیند. در ادامه نگاهی به این استانداردها هم خواهیم داشت.
- استانداردهای IEEE 802.11 نظیر 802.11h و 802.11jدر واقع اکستنشن‌هایی برای تکنولوژی وایفای به حساب می‌آیند و هریک اهداف و کاربردهای کاملاً خاص و متفاوت خود را دارند.
بلوتوث، تکنولوژی متفاوتی در حوزه شبکه‌های بی‌سیم به حساب می‌آید. این تکنولوژی مسیر توسعه متفاوتی را در مقایسه با خانواده 802.11 طی کرده است. فناوری بلوتوث، پوشش محدودی در حدود ۱۰ متر داشته و پهنای باند تقریباً پایین یعنی ۱ تا ۳ مگابیت بر ثانیه را در عمل به همراه خواهد داشت. این تکنولوژی برای استفاده در شبکه‌هایی با مصرف محدود و توان الکتریکی پایین نظیر آنچه در گوشی‌های هوشمند و دیگر دستگاه‌های الکترونیکی شاهد هستیم توسعه یافته است. هزینه ساخت پایین برای بهره‌برداری از بلوتوث هم یکی دیگر از گزینه‌هایی است که باب میل شرکت‌های تولیدکننده است.
وایمکس (WiMax) هم تکنولوژی دیگری است که به طور مستقل از استانداردهای وایفای، توسعه یافته است. وایمکس گزینهای است که برای شبکه‌هایی با محدوده‌ی بالا در حد چند مایل یا چند کیلومتر توسعه یافته است.
مقایسه باند فرکانسی ۲.۴ گیگاهرتز و ۵ گیگاهرتز
همان‌طور که گفته شد شبکه‌های بی‌سیم بهره‌مند از تکنولوژی وایفای، از سیگنال‌های رادیویی در باندهای فرکانسی ۲.۴ گیگاهرتز یا ۵ گیگاهرتز استفاده می‌کنند. این اعداد را معمولاً می‌توانید روی جعبه دستگاه‌های بهره‌مند از استاندارد وایفای مشاهده کنید. با وجود این پرسشی که توسط اغلب کاربران مطرح می‌شود آن است که آیا باند فرکانسی ۵ گیگاهرتزی وایفای واقعاً از باند فرکانسی ۲.۴ گیگاهرتز برتر است؟ در صورت مثبت بودن پاسخ این پرسش، دلایل این برتری کدامند؟
تمامی دستگاه‌های مدرن مجهز به تکنولوژی وایفای از باند فرکانسی ۲.۴ گیگاهرتز پشتیبانی می کنند. این در حالی است که تجهیزات مدرن‌تر از هر دو باند فرکانسی پشتیبانی می‌کنند. روترهایی که از هر دو باند فرکانسی ۲.۴ و ۵ گیگاهرتز پشتیبانی می‌کنند روترهای دوبانده نامیده می‌شوند که در ادامه نگاه دقیق‌تری به آن‌ها خواهیم داشت.
اگرچه در ادامه نگاهی دقیق‌تر به تفاوت‌های موجود در استفاده از این دو باند فرکانسی خواهیم داشت اما راه‌اندازی شبکه خانگی دوبانده می‌تواند به بهره‌مندی حداکثری از هر دو فرکانس منجر شود.
گیگاهرتز و سرعت شبکه
در نظر داشته باشید که رنج گیگاهرتزی امواج رادیویی تنها ارتباط نسبی و حدودی با سرعت شبکه بی‌سیم شما دارند. به عنوان مثال، 802.11a WiFi قدیمی در باند فرکانسی ۵ گیگاهرتز سرویس‌دهی می کند اما از همان حداکثر نرخ دیتای ۵۴ مگابیت بر ثانیه‌ای پشتیبانی می‌کند که در شبکه‌های 802.11g جدیدتر با باند فرکانسی ۲.۴ گیگاهرتز شاهد هستیم.
شبکه ۵ گیگاهرتزی، امکان انتقال حجم بیشتر داده‌ها را در مقایسه با شبکه ۲.۴ گیگاهرتزی دارد. البته این به شرطی است که فرض کنیم توان الکتریکی برای امواج رادیویی با فرکانس بالاتر تامین شده باشد. با وجود این، برخی محصولات قدیمی ۲.۴ گیگاهرتزی با استاندارد 802.11g موفق شده‌اند حتی از سرعت بالقوه ۵ گیگاهرتزی‌های با استاندارد 802.11a هم پیشی بگیرند. امری که به کمک استفاده از ترکیب چند سیگنال رادیویی، به جای استفاده از مقدار واحد، ممکن شده است. با این راهکار، ظرفیت در شرایط مناسب به ۱۰۸ مگابیت بر ثانیه افزایش یافته است.
این در حالی است که با روترهای جدید 802.11n و 802.11ac، سیگنال‌های رادیویی ۵ گیگاهرتزی موفق شده‌اند از نرخ حداکثری بالاتر انتقال داده‌ها پشتیبانی کنند. دستگاه‌های خانگی که طیف قابل توجهی از ترافیک شبکه را تولید یا مصرف می کنند نظیر دستگاه‌های ویژه استریم ویدئویی یا کنسول‌های بازی هم در شبکه‌هایی با باند فرکانسی ۵ گیگاهرتز سرعت بالاتری خواهند داشت.
پیروز میدان در این بخش: ۵ گیگاهرتز
گیگاهرتز و پوشش شبکه
هرچه فرکانس سیگنال امواج رادیویی بی‌سیم بالاتر باشد، محدوده پوشش کاهش خواهد یافت.
با این تفاسیر، طبیعی است که انتظار داشته باشیم شبکه‌های بی‌سیم در باند فرکانسی ۲.۴ گیگاهرتز پوشش بهتری را در مقایسه با شبکه‌های ۵ گیگاهرتزی به همراه داشته باشند. در واقع، سیگنال‌های باند فرکانسی ۵ گیگاهرتز نمی‌توانند به راحتی سیگنال‌های ۲.۴ گیگاهرتزی از موانع عبور کرده و به دستگاه الکترونیکی مصرف کننده برسند.
طیف زیادی از دستگاه‌های قدیمی‌تر مجهز به وای فای هم از پوشش باند فرکانسی ۵ گیگاهرتزی بی‌نصیب مانده و از همین رو برای کاربران، چاره‌ای به جز استفاده از کانال‌های ۲.۴ گیگاهرتز برای استفاده از آن‌ها باقی نخواهد ماند.
پیروز میدان در این بخش: ۲.۴ گیگاهرتز
گیگاهرتز و تداخل شبکه
برخی از تلفن‌های بی‌سیم، در بازکن‌های خانگی و دیگر تجهیزات و لوازم خانگی و آشپزخانه هم از باند فرکانسی ۲.۴ گیگاهرتز استفاده می‌کنند. از آنجایی که این رنج فرکانسی، گزینهای متداول برای استفاده در محصولات خانگی به حساب می‌آید احتمال آنکه شبکه خانگی شما با باند فرکانسی ۲.۴ گیگاهرتز با این محصولات تداخل فرکانسی پیدا کرده و نتواند عملکرد مورد انتظار را ارائه دهد، به مراتب بیشتر از امکان ایجاد تداخل برای شبکه‌های خانگی ۵ گیگاهرتزی است.
پیروز میدان در این بخش: ۵ گیگاهرتز
گیگاهرتز و هزینه
برخی افراد به اشتباه تصور می‌کنند تکنولوژی شبکه‌های ۵ گیگاهرتزی جدیدتر بوده یا نوآوری بیشتری را در مقایسه با باند فرکانسی ۲.۴ گیگاهرتزی به همراه دارد. در حقیقت هر دو باند فرکانسی یادشده سال‌های سال است که در دسترس قرار گرفته و اتفاقاً هر دو هم تکنولوژی‌هایی پر کاربرد هستند.
از آنجایی که روترهای خانگی ۵ گیگاهرتزی معمولاً محصولات جدیدتری بوده و البته در اکثر موارد از سیگنال‌های رادیوی باند فرکانسی ۲.۴ گیگاهرتزی هم پشتیبانی می‌کنند معمولاً قیمت بیشتری هم دارند.
پیروز میدان در این بخش: ۲.۴ گیگاهرتز
در مجموع باید پذیرفت که باندهای فرکانسی ۲.۴ و ۵ گیگاهرتزی هریک مزایا و معایب خاص خود را برای استفاده در شبکه‌های وایفای به همراه دارند و به طور قطع نمی‌توان از برتری یکی بر دیگری گفت.
با این تفاسیر، نمی‌توان مدعی شد شبکه‌های بی‌سیم با فرکانس بالاتر، الزاماً برتر از نمونه‌های با فرکانس پایین‌تر هستند. در این بین، سخت‌افزارهای دو بانده نظیر آنچه در روترهای 802.11ac شاهد هستیم ترکیبی از بهترین‌های این دو باند را فراهم کرده تا به گزینهای قابل توجه در ایجاد شبکه‌های بی‌سیم خانگی مبدل شوند.
مقایسه 802.11ac و 802.11n
در میان استانداردهای یادشده، 802.11n و 802.11acگزینه‌های مدرن‌تر و با کیفیت‌تری به حساب می‌آیند. از همین رو بد نیست در ادامه نگاهی به مزایا و معایب استفاده از این دو استاندارد و مقایسه شانه به شانه آن‌ها با یکدیگر داشته باشیم.
802.11ac به عنوان جدیدترین و سطح بالاترین استاندارد وایفای، مراحل آماده‌سازی را در سال ۲۰۱۳ میلادی پشت‌سر گذاشت تا حالا در طیف قابل توجهی از گوشی‌های هوشمند، لپ‌تاپ‌ها، کامپیوترهای شخصی و تلویزیون‌های هوشمند پیش روی مشتاقان قرار گیرد. این استاندارد در واقع جایگزینی برای 802.11n بود که از سال ۲۰۰۷ میلادی در دسترس بوده و مزایای ویژه‌ای را به همراه داشته است.
سازگاری
خبر خوب اینکه تراشه‌های بهره‌مند از استاندارد 802.11ac سازگاری کاملی با استانداردهای وای فای قدیمی‌تر دارند. به این ترتیب، می‌توانید بدون مشکل از تعامل دستگاه‌های مدرن خود با استانداردهای 802.11a، 802.11b، 802.11g و 802.11n اطمینان حاصل کنید. خبر بد اینکه در این صورت، عملکرد شما به استانداردهای قدیمی‌تر محدود شده و تنها در صورتی می‌توانید از تمامی مزایای Wireless AC یا AC WiFiاستفاده کنید که از دستگاهی با استاندارد 802.11ac به دستگاهی دیگر با همین استاندارد متصل شوید. به بیان دقیق‌تر، باید از روتر 802.11ac و دستگاهی سازگار با استاندارد 802.11ac استفاده کنید.
سرعت
همان‌طور که احتمالاً توجه کرده‌اید فاصله زمانی در حدود شش سال میان توسعه 802.11n و 802.11ac به چشم می‌خورد. این فاصله زمانی باعث شده در 802.11ac از نقطه‌نظر سرعت، بهبود چشمگیری را شاهد باشیم.
در خصوص استانداردهای وایفای معمولاً از سرعت‌های تئوریک برای تشریح عملکرد استفاده می‌شود. در این بخش، 802.11ac می‌تواند به رقم ۱۳۰۰ مگابیت بر ثانیه برساند که معادل با ۱۶۲.۵ مگابایت بر ثانیه است.
مسئله اینجاست که در دنیای واقعی حتی نزدیک شدن به این سرعت‌ها هم برای کاربران ممکن نخواهد بود. در دنیای واقعی، سریع‌ترین سرعت برای 802.11ac چیزی حدود ۷۲۰ مگابیت بر ثانیه (۹۰ مگابایت بر ثانیه) خواهد بود. در مقام مقایسه، 802.11n می‌تواند رسیدن به سرعت ۲۴۰ مگابیت بر ثانیه (۳۰ مگابایت بر ثانیه) را فراهم کند. با این تفاسیر، همچنان برتری سه برابری سرعت در این بخش، صادق خواهد بود.
علاوه بر این، گزینه دیگری هم وجود دارد که روی تجربه واقعی شما تاثیر خواهد گذاشت و این امر، تعداد آنتن‌های تعبیه شده در روتر است. استاندارد 802.11acامکان پشتیبانی تا هشت آنتن را فراهم می‌کند که هر کدام رسیدن به پهنای باند ۴۰۰ مگابیت بر ثانیه را میسر خواهند ساخت. با وجود این، در حال حاضر سریع‌ترین روتری که به مرحله تولید و بهره‌برداری رسیده تنها چهار آنتن دارد. دلیل این امر، اضافه شدن به مقدار هزینه‌های تولید و همچنین افزایش فضای لازم برای تعبیه آنتن‌ها است.
به طور معمول، گوشی‌های هوشمند از یک آنتن بهره می‌برند. آداپتورهای یو‌اس‌بی، ۱ یا ۲ آنتن دارند. تبلت‌ها از ۲ آنتن بهره می‌برند. لپ‌تاپ‌ها از ۲ آنتن استفاده می‌کنند و کامپیوترهای دسکتاپی هم ۳ یا ۴ آنتن دارند.
در نظر داشته باشید در صورتی که از روتر 802.11acچهار آنتنه برای اتصال به گوشی هوشمند 802.11ac تک آنتنه استفاده می‌کنید پهنای باند ۴۰۰ مگابیت بر ثانیه (۵۰ مگابایت بر ثانیه) حداکثر پهنای باند تئوریک بوده و پهنای باند ۲۰۰ مگابیت بر ثانیه (۲۵ مگابایت بر ثانیه) رقم واقع‌گرایانه‌تری خواهد بود.
در طرف مقابل، 802.11n تنها از چهار آنتن با پهنای باند ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه (۱۲.۵ مگابایت بر ثانیه) استفاده می‌کند.
محدوده پوشش
با آنچه در قسمت قبل گفته شد به این نتیجه می‌رسیم که استاندارد 802.11ac یا همان AC WiFi دسترسی به سرعت بالاتر را فراهم می‌کند اما سرعت بیشینه بالاتر، تنها مزیت این استاندارد در مقایسه با 802.11n نیست؛ بلکه سرعتی که در فواصل طولانی‌تر شاهد خواهید بود نیز در این زمینه تاثیر گذار خواهد شد.
خبر بد اینکه 802.11ac قرار نیست محدوده پوشش بیشتری را در مقایسه با 802.11n به همراه داشته باشد. به بیان دقیق‌تر، 802.11ac از باند ۵ گیگاهرتزی استفاده می‌کند و این در حالی است که 802.11n از فرکانس‌های ۵ گیگاهرتزی و ۲.۴ گیگاهرتزی پشتیبانی می‌کند. اگرچه باندهای فرکانسی بالاتر، سرعت بیشتر را به همراه خواهند داشت اما باندهای فرکانسی پایین‌تر، طی کردن مسافت بیشتر را به دنبال خواهند داشت.
در مقام عمل، تجربه ثابت کرده از نظر توان سیگنال دریافتی، تفاوت بسیار جزئی را میان استاندارد 802.11ac در باند فرکانسی ۵ گیگاهرتز و 802.11n در باندهای فرکانسی ۵ گیگاهرتز و ۲.۴ گیگاهرتز شاهد خواهیم بود.
دلیل این امر به دو مورد مربوط است. اول اینکه باند فرکانسی ۲.۴ گیگاهرتز برای طیف قابل توجهی از دستگاه‌ها نظیر تلفن‌های بی‌سیم و مایکروویوها استفاده می‌شود. حال آنکه باند فرکانسی ۵ گیگاهرتز بدون تداخل با سیگنال تجهیزات یادشده، دست‌یابی به سیگنالی پاک‌تر و بدون تداخل را ممکن خواهد ساخت.
دلیل دوم به استفاده از تکنولوژی به نام Beamforming باز می‌گردد. اصولاً سیگنال‌های شبکه بی‌سیم از طریق روتر شما به طور مساوی در تمامی جهات توزیع می‌شوند. از همین رو پیشنهاد می‌شود روتر خود را تا حد امکان نزدیک به مرکز منزل یا محل کار و تا حد امکان در ارتفاع زیاد قرار دهید. این در حالی است که در قالب بهره‌برداری از Beamforming، سازوکار متفاوتی را شاهد خواهیم بود. این تکنولوژی در استاندارد 802.11ac ادغام شده و به نوعی پراکندگی هوشمندانه سیگنال‌ها را به دنبال خواهد داشت. در قالب این راهکار، روتر می‌تواند موقعیت دستگاه‌های متصل شده به شبکه را شناسایی کرده و قدرت سیگنال‌ها را به طور ویژه در جهت آن‌ها افزایش دهد.
تمامی موارد یادشده باعث خواهد شد عملکرد 802.11ac به مراتب بهبود پیدا کند. این امر حتی ممکن است باعث چند برابر شدن حداکثر سرعت شود. در ادامه نمونه‌ای از سرعت‌های به ثبت رسیده را در فواصل مختلف شاهد خواهید بود.
- استاندارد 802.11ac در فاصله یک متری: ۹۰ مگابیت بر ثانیه، ۱۰ متری: ۷۰ مگابیت بر ثانیه و در فاصله ۲۰ متری با گذر از دو دیوار: ۵۰ مگابیت بر ثانیه
- استاندارد 802.11n در فاصله یک متری: ۳۰ مگابیت بر ثانیه، ۱۰ متری: ۲۰ مگابیت بر ثانیه و در فاصله ۲۰ متری با گذر از دو دیوار: ۵ تا ۱۰ مگابیت بر ثانیه.
در دسترس بودن و قیمت
در حال حاضر استاندارد 802.11ac را تقریباً در تمامی گوشی‌های هوشمند سطح بالا، تبلت‌ها، لپ‌تاپ‌ها و حتی تلویزیون‌های هوشمند می‌توانید پیدا کنید. این گزینه حتی در گوشی‌های هوشمند میان رده نیز به استانداردی متداول تبدیل شده است.
دلیل اول، بهبود چشمگیر عملکرد است که به ویژه برای دستگاه‌های تک آنتنه نظیر گوشی‌های هوشمند یک مزیت غیرقابل انکار به حساب می‌آید. دلیل دوم به بهینه‌سازی سطح بالاتر این استاندارد در بهره‌برداری از باتری باز می‌گردد زیرا زمانی که انتقال داده‌ها با سرعت بالاتری انجام شود به زمان کم‌تری برای فعال‌سازی وایفای نیاز خواهد بود. دلیل سوم هم بهره‌برداری گسترده از این استاندارد است که به کاهش هزینه‌های تولید منجر شده است.
در این بین توجه داشته باشید که دستگاه‌هایی را خریداری کنید که حتماً از لوگوی رسمی WiFi بهره می‌برند. درنظر داشته باشید که برخی دستگاه‌های همچنان عنوان Draft 802.11ac را روی جعبه یا بدنه دارند. این دستگاه‌ها اگرچه ممکن است عملکرد طبیعی داشته و در نهایت هم به روزرسانی‌های لازم را دریافت کنند اما هیچ تضمینی برای این امر وجود ندارد.
وقتی صحبت از قیمت می‌شود، اکثر دستگاه‌هایی که امروزه خریداری می کنیم از استاندارد 802.11ac بهره می‌برند. با این تفاسیر نیازی نخواهد بود تا هزینه بیشتری را برای در اختیار داشتن چنین دستگاهی بپردازید. بخشی که همچنان در آن شاهد افزایش هزینه‌ها هستیم، روترها هستند.
