استانداردهای مختلف شبکه‌های Wi-Fi را بشناسید
این روزها موارد زیادی پیش می‌آید که در هنگام بررسی مشخصات یک گوشی موبایل، یک تبلت، لپ‌تاپ، مادربرد و یا حتی یک پلتفرم موبایل مانند اسنپ‌دراگون ٨۴۵ با عبارت 802.11xx به‌عنوان استاندارد وای‌فای آن مواجه می‌شوید. با توجه به تغییرات سریع این استاندارد در چند سال اخیر (که البته همچنان ادامه خواهد داشت)، در این مقاله شما را با آخرین استانداردهای وای‌فای آشنا می‌کنیم.
تاریخچه
802.11 مجموعه مشخصات تصویب شده انجمن مهندسین برق و الکترونیک (IEEE) برای شبکه‌های بی‌سیم وای‌فای است. اولین نسخه از این استاندارد در سال ١٩٩٧ معرفی شد که در باند فرکانس ٢/۴ گیگاهرتز و با حداکثر نرخ انتقال ١/٢ مگابیت بر ثانیه کار می‌کرد. دو سال بعد یعنی در سپتامبر سال ١٩٩٩، دو استاندارد 802.11a و 802.11b به تصویب رسیدند که اولی در باند ۵ گیگاهرتز و دومی در همان باند ٢/۴ گیگاهرتزی کار می‌کرد. نرخ انتقال 802.11b با نزدیک به ١٠ برابر افزایش به ١١ مگابیت بر ثانیه رسید. از سوی دیگر، نرخ انتقال 802.11a معادل ۵۴ مگابیت بر ثانیه بود، هر چند که استفاده از یک باند فرکانس بالاتر باعث می‌شد در برخورد با موانع آسیب‌پذیرتر بوده و برد کوتاه‌تری داشته باشد.
در سال ٢٠٠٣ استاندارد 802.11g منتشر شد که بهترین ویژگی‌های دو استاندارد قبلی را با یکدیگر ترکیب می‌کرد. به‌عبارت ساده‌تر، این استاندارد در باند فرکانس ٢/۴ گیگاهرتز و با نرخ انتقال ۵۴ مگابیت بر ثانیه کار می‌کرد. به‌این ترتیب کاربران توانستند یک شبکه بی‌سیم واقعا قابل استفاده را برای مصارف مختلف تجربه کنند.
شبکه‌های بی‌سیم سریع
تا اینجا شبکه‌های کابلی ١٠٠ مگابیت بر ثانیه به‌عنوان یک استاندارد در کاربردهای عمومی در نظر گرفته می‌شدند و شبکه‌های بی‌سیم نیز با کمی فاصله آن‌ها را دنبال می‌کردند. اما به‌تدریج کارت‌های شبکه و تجهیزات شبکه‌سازی گیگابیتی وارد بازار مصرف‌کنندگان شدند. در شرایطی که درگاه‌های شبکه گیگابیتی به‌صورت پیش‌فرض روی مادربردها تعبیه می‌شدند و بسیاری از روترها یا سوییچ‌ها نیز چنین درگاه‌هایی را در اختیار کاربران قرار می‌دادند، فاصله سرعتی شبکه‌های بی‌سیم کاملا مشهود بود.
IEEE در سال ٢٠٠٩ استاندارد 802.11n را منتشر کرد که از هر دو باند فرکانس ۵ و ٢/۴ گیگاهرتز بهره می‌گرفت. این استاندارد به‌طور پیش‌فرض از نرخ انتقال ١۵٠ مگابیت بر ثانیه پشتیبانی می‌کرد که آن را در سطحی بالاتر از اترنت ١٠/١٠٠ قرار می‌داد. با این‌حال، استاندارد مذکور یک ویژگی جدید تحت عنوان MIMO (Multiple-Input Multiple Output) را نیز معرفی کرد که به آن امکان می‌داد با بهره‌گیری از آنتن‌های متعدد عملا چند جریان ورودی و خروجی را به‌طور هم‌زمان اداره کند. این قابلیت به استاندارد 802.11 امکان می‌داد که حداکثر نرخ انتقال را تا ۶٠٠ مگابیت بر ثانیه برساند. اکثر قریب به اتفاق شبکه‌های بی‌سیمی که امروزه از آن‌ها استفاده می‌کنید، مبتنی بر این استاندارد هستند.
ورود به محدوده گیگابیت
استاندارد بعدی وای‌فای یعنی 802.11ac در سال ٢٠١٣ منتشر شد. این استاندارد کاملا با 802.11n سازگار بود و در واقع به‌عنوان یک نسخه تکامل یافته از آن منتشر شد. استاندارد جدید در باند فرکانس ۵ گیگاهرتز کار می‌کرد، اما روترهای منطبق با این استاندارد، از باند فرکانس ٢/۴ گیگاهرتز نیز پشتیبانی نموده و در نتیجه کل ابزارهای منطبق با استاندارد 802.11n را تحت پوشش قرار می‌دهند. 802.11ac توانست نرخ انتقال شبکه‌های وای‌فای را به سطح گیگابیتی برساند، هر چند که این افزایش سرعت به بهای کاهش برد آن نسبت به استاندارد قبلی تمام شده است. این استاندارد در روند تکامل خود با تکیه بر ٣ ویژگی توانست سرعت‌های انتقال اطلاعات را به‌طور چشمگیری افزایش دهد:
١ – تعداد جریان‌های MIMO بیشتر (٨ بجای ۴ در استاندارد قبلی)
٢ – افزایش پهنای کانال فرکانس (٨٠ و ١۶٠ مگاهرتز بجای ۴٠ مگاهرتز در استاندارد قبلی)
٣ – معرفی ویژگی MU-MIMO (Multi-User MIMO) که امکان ارایه سرویس‌های چند جریانی هم‌زمان به کاربران (ابزارهای) متعدد را فراهم می‌کند.
ترکیب این ویژگی‌ها باعث شدند که مجموع نرخ انتقال استاندارد 802.11ac تا حدود ٧ گیگابیت بر ثانیه (نزدیک به یک گیگابایت در ثانیه) افزایش پیدا کند.
WiGig (802.11ad)
اولین نکته‌ای که در مورد این استاندارد باید به آن توجه داشته باشید این است که با هیچیک از استانداردهای قبلی سازگار نیست زیرا اساسا از یک طیف فرکانس متفاوت در محدوده امواج میلی‌متری یعنی طیف ۶٠ گیگاهرتز استفاده می‌کند. بهره‌گیری از این طیف فرکانس به 802.11ad امکان می‌دهد نرخ انتقال ٧ گیگابیت بر ثانیه را ارایه کند، اما در حداکثر برد ١٠ متر که عملا به زیر ۵ متر محدود میشود. به‌طور کلی می‌توان گفت این استاندارد برای ارایه بالاترین سرعت انتقال بی‌سیم ممکن در محدوده شخصی شما طراحی شده است.
البته برخی از تولیدکنندگان تجهیزات شبکه‌سازی محصولاتی را ارایه کرده‌اند که از هر سه طیف فرکانس ٢/۴، ۵ و ۶٠ گیگاهرتزی پشتیبانی می‌کنند، اما توجه داشته باشید که آن‌ها را در زیرشبکه‌های جداگانه‌ای اداره می‌کنند و نباید این موضوع را با سازگاری 802.11ad با سایر استانداردها اشتباه بگیرید.