مطالب داغ
صفحه اصلی » موبایل و تبلت » آشنائی با Wi-Fi 6 و WiGig نسل‌های بعدی ارتباطات بی‌سیم

آشنائی با Wi-Fi 6 و WiGig نسل‌های بعدی ارتباطات بی‌سیم

با وجود گسترش شبکه‌های دیتای موبایلی، وای‌فای هنوز از محبوبیت بیشتری در بین کاربران برخوردار بوده و برای دسترسی به دیتای حجیم و به خصوص دانلود محتوا، در دسترس‌ترین و اغلب ارزان‌ترین راه‌حل ممکن به حساب می‌آید. نسل‌های مختلف شبکه‌های وای‌فای که تا به امروز با عبارت 802.11a/b/g/n/ac توصیف می‌شدند حالا توسط اتحادیه وای‌فای (Wi-Fi Alliance) به صورت ساده با اعداد نام‌گذاری شده‌اند به طوری‌که آخرین نسل این شبکه به سادگی Wi-Fi 6 نامیده می‌شود. وای‌فای 6 تغییرات بزرگی را در مقایسه با وای‌فای 5 یا ac تجربه کرده که در ادامه با این تغییرات و نسل بعدی ارتباطات بی‌سیم یعنی WiGig آشنا می‌شویم.

Wi-Fi 6 and WiGig Overview

وای‌فای 6 – تفاوت در سرعت و کیفیت

پیش از این در مقاله جداگانه‌ای به پرداخته‌ایم و به همین علت در این نوبت به طور کامل روی جدیدترین استاندارد این شبکه ارتباطی یعنی وای‌فای 6 که تا قبل از معرفی سیستم جدید نام‌گذاری Wi-Fi Alliance با نام Wi-Fi ax شناخته می‌شد تمرکز می‌کنیم. در سیستم جدید Wi-Fi Alliance، سه نسخه اخیر وای‌فای یعنی 802.11ac ،802.11n و بالاخره 802.11ax به ترتیب وای‌فای 4، وای‌فای 5 و وای‌فای 6 نامیده شده و این شماره‌ها از این پس روی دیوایس‌های پشتیبانی‌کننده از این فناوری‌ها از جمله در اکسس‌پوینت‌ها و روترها، ‌نقش خواهد بست. نسل‌های قبل‌تر این فناوری یعنی نسخه‌های b ،a و g نیز با اینکه به صورت رسمی نام‌گذاری نشده‌اند اما طبق این سیستم می‌توان آنها را به ترتیب وای‌فای 1، وای‌فای 2 و وای‌فای 3 نامید.

Wi-Fi 6 and WiGig Overview

طبق انتظار در جدیدترین نسخه این فناوری یعنی وای‌فای 6 اولین تغییر مشهود به سرعت تبادل دیتا تعلق دارد؛ جائی‌که روی کاغذ حداکثر سرعت استاندارد وای‌فای 6 به گفته اینتل نسبت به وای‌فای 5 تا 40 درصد ارتقاء کرده است. ارتقاء سرعت در این استاندارد از طریق حمل تعداد بیشتری از واحدهای اطلاعات روی امواج رادیوئی معمول رخ می‌دهد و بدین‌منظور از چیپ‌ست قدرتمندتری برای رمزگذاری و رمزگشائی (encode/decode)‌ در دیوایس‌های پشتیبانی‌کننده از این فناوری و ارسال و دریافت حجم بیشتری از اطلاعات استفاده می‌شود. در حالی‌که در کاربردهای صنعتی و مهم برای جلوگری از تداخل فرکانسی اغلب از فرکانس 5 گیگاهرتز برای تبادل دیتا در شبکه وای‌فای استفاده می‌شود، اما نسخه ششم این استاندارد بستر 2.4 گیگاهرتزی را نیز فراموش نکرده و سرعت تبادل اطلاعات در این فرکانس را نیز ارتقاء بخشیده است. فرکانس 2.4 گیگاهرتز نسبت به فرکانس 5 گیگاهرتز از نفوذ بهتری در موانع سخت (مثل دیوارها) برخوردار است اما در سوی مقابل تداخل فرکانسی بیشتری را نیز در مواجهه با دیگر ابزارهای وایرلس مثل تلفن‌های بی‌سیم تجربه می‌کند.

Wi-Fi 6 and WiGig Overview

سرعت بیشتر، تنها ویژگی برجسته وای‌فای 6 در مقایسه با فناوری‌های قبلی در این زمینه نیست و در یک جنبه مهم دیگر یعنی در مصرف انرژی نیز شرایط بهتری را ارائه می‌کند؛ ویژگی “زمان بیدار شدن مقصد” یا target wake time که به صورت مخفف TWT نامیده می‌شود نقش اصلی را در بهبود مصرف انرژی در وای‌فای 6 ایفا می‌کند. در این حالت اکسس‌پوینت در زمان برقراری ارتباط با دستگاه دریافت‌کننده (مثلا اسمارت‌فون یا تبلت)، لحظه دقیق خاموش کردن سیگنال رادیوئی و روشن کردن مجدد آن برای دریافت پکیج بعدی اطلاعات را در اختیار دستگاه قرار می‌دهد و بدین‌ترتیب با طولانی‌تر شدن حالت غیر فعال یا Sleep mode، در مصرف انرژی صرفه‌جوئی مشخصی صورت می‌گیرد. این قابلیت همچنین برای دیوایس‌های فوق کم‌مصرفی مثل دستگاه‌های اینترنت اشیاء نیز شرایط ایده‌آلی را فراهم می‌کند.

Wi-Fi 6 and WiGig Overview

یکی از مشکلات شایع در شبکه‌های وای‌فای، ‌ایجاد اختلال در آن‌ها با افزایش ازدحام و دستگاه‌های متصل به شبکه است که تأثیر محسوسی در سرعت و کیفیت اتصال کاربران برجای می‌گذارد؛‌ بدین‌ترتیب در شرایطی مثل استادیوم‌های ورزشی، فرودگاه‌های پر رفت و آمد، هتل‌ها، فروشگاه‌های بزرگ و حتی در دفاتر کاری که همه به یک شبکه وای‌فای یکسان متصل هستند مشکل بزرگی در تأمین کیفیت اتصال وجود خواهد داشت. خوشبختانه به این مشکل نیز در وای‌فای ax یا همان نسخه 6 پرداخته شده و با به‌کارگیری این فناوری، در یک شرایط ایده‌آل سرعت کاربران تا 4 برابر ارتقاء پیدا خواهد کرد. این ارتقاء البته تنها مختص مکان‌های عمومی شلوغ نبوده و حتی در محیط خانگی نیز در صورت وجود چندین و چند دستگاه متصل به وای‌فای می‌تواند تأثیر مثبتی را بر جای بگذارد.

وای‌فای 6 برای انجام این کار از فناوری خاصی به نام دسترسی چندگانه بخش فرکانس عمودی (Orthogonal Frequency Division Multiple Access یا OFDMA) استفاده می‌کند که در آن یک کانال وایرلس به تعداد زیادی زیر کانال تقسیم شده که در هر کدام پکت‌های اطلاعات مربوط به دیوایس‌های مختلف جای می‌گیرد و بدین‌ترتیب با یک اکسس‌پوینت وای‌فای می‌توان در هر لحظه با تعداد بیشتری دستگاه گیرنده (بدون ایجاد اختلال برای سایرین) در تماس بود. این فناوری همچنین در زمینه MIMO و آنتن‌های چندگانه نیز با بهبود روبرو شده و از این طریق نیز تعداد دیوایس‌های در ارتباط با اکسس‌پوینت قابل افزایش است. این قابلیت در وای‌فای 5 یا همان نسخه ac نیز پیش‌بینی شده بود و با وجود آنکه اکسس‌پوینت امکان گفت‌وگوی مستقیم با دیوایس‌های متعدد در یک لحظه را داشت اما آن دستگاه‌‌ها نمی‌توانستند به صورت همزمان و در لحظه پاسخ را به اکسس‌پوینت بازگردانند. در وای‌فای 6 با ارائه نسخه ارتقاء یافته‌ای از میمو چند کاربره یا MU-MIMO، این ارتباط نیز به صورت آنی و در لحظه قابل انجام است.

Wi-Fi 6 and WiGig Overview

spatial frequency reuse یا استفاده مجدد از فرکانس فضائی، یکی دیگر از ویژگی‌های جالب در مورد وای‌فای 6 به حساب می‌آید؛ در حالت عادی، اکسس‌پوینت‌های نزدیک به یکدیگر ممکن است به ارسال اطلاعات در یک کانال مشترک مشغول باشند در این حالت برای جلوگیری از اختلال، فرستنده دوم قبل از ارسال اطلاعات، منتظر وقفه‌ای برای یافتن یک سیگنال خالی از سوی فرستنده اول باقی می‌ماند. در وای‌فای 6، اکسس‌پوینت‌ها را می‌توان به گونه‌ای پیکربندی نمود که BSSهای رنگی مختلف داشته باشند؛ BSS یا Basic Service Set مجموعه‌ای از پارامترهای شبکه‌ای مشترک (مثل فرکانس رادیوئی، نوع مدولاسیون و…) بین دستگاه‌های در حال تبادل اطلاعات با یکدیگر در یک شبکه است. برای ایجاد تفاوت بین این BSSها در شبکه‌های مختلف در وای‌فای 6 از کدهای رنگی استفاده می‌شود که البته رنگ در اینجا تنها یک عدد مابین 0 تا 7 است. بدین‌ترتیب در وای‌فای 6 اگر فرستنده‌ای در حین ارسال سیگنال، متوجه سیگنال دیگری با کد رنگی متفاوتی شد دیگر برخلاف نسخه‌های قبلی، نیازی به انتظار نداشته و می‌تواند بلافاصله سیگنال خود را مخابره کند که این موضوع نیز بار دیگر به خصوص در شبکه‌های پرتراکم به ارتقاء سرعت و کیفیت شبکه می‌انجامد.

Wi-Fi 6 and WiGig Overview

وای‌فای 6 در زمینه امنیت قادر به پشتیبانی از استاندارد جدید امنیتی WPA3 است که چندی پیش جانشین استاندارد قدیمی WPA2 شد اما این پشتیبانی، اجباری در سازندگان در این زمینه ایجاد نمی‌کند و ممکن است در آینده در یک دستگاه با وجود وای‌فای 6 از پروتکل امنیتی WPA2 استفاده شود. وای‌فای 6 هنوز در حال پشت سر گذاشتن آخرین مراحل نهائی شدن خود بوده و به گفته اتحادیه وای‌فای، احتمالا در سال 2019 شاهد حضور سخت‌افزارهای پشتیبانی‌کننده از این فناوری در بازار باشیم.

WiGig – آینده فناوری در صنعت وایرلس

با وجود آنکه وای‌فای 6 تغییرات بزرگی را در زمینه کیفیت و سرعت ارتباطات بی‌سیم ایجاد می‌کند، آینده این صنعت در بخش اتصالات فوق پر سرعت در فواصل کوتاه در حوزه اختیارات فناوری دیگری با نام اختصاری WiGig است. WiGig که در ابتدا در سال 2009 توسط یک مجموعه تجاری با نام Wireless Gigabit Alliance معرفی شد، در سال 2013 به زیر مجموعه اتحادیه وای‌فای درآمد و به یکی از استانداردهای این موسسه مثل وای‌فای 6 تبدیل شد. وای‌گیگ برخلاف نسل‌های پیشین ارتباطات وای‌فای به جای استفاده از فرکانس‌های معمول 2.4 و 5 گیگاهرتز، از فرکانس جدید 60 گیگاهرتز استفاده می‌کند که به دلیل تراکم کمتر در طول موج آن، امکان انتقال حجم بسیار بالاتری از اطلاعات را در یک لحظه خواهد داشت. این حجم بالاتر به سرعت بیشتری در تبادل اطلاعات منجر شده و در حالی‌که وای‌فای 6 در دنیای واقعی حداکثر به سرعتی نزدیک به 2Gbps دست پیدا می‌کند، این سرعت برای وای‌گیگ به حوالی 5Gbps نیز قابل افزایش است و حتی در نسخه‌های بهبود یافته این فناوری،‌ از سرعت‌های نزدیک به 10Gbps نیز سخن به میان آمده است.

Wi-Fi 6 and WiGig Overview

اما پیش از هیجان‌زده شدن از سرعت برق‌آسای WiGig بهتر است با محدودیت‌های جدی آن نیز روبرو شد؛ بزرگ‌ترین محدودیت این شبکه در همان نکته مثبت اصلی آن یعنی فرکانس کارکرد نهفته است؛ فرکانس 60 گیگاهرتزی WiGig از طول موج کمتری نسبت به فرکانس‌های 2.4 و 5 گیگاهرتز برخوردار بوده و به همین علت، برد این شبکه بسیار کوتاه‌تر از همتایان با سابقه آن است؛ به گفته اتحادیه وای‌فای، برد فعلی این شبکه حداکثر 10 متر،‌آن‌هم به لطف فناوری ارسال نقطه‌ای اطلاعات (beamforming) است اما دستیابی به همین برد نیز در دنیای واقعی با وجود موانع فیزیکی مثل دیوارها چندان آسان نخواهد بود. البته فرستنده‌های WiGig در مواقع برخورد با این موانع می‌توانند به فرکانس‌های عادی 2.4 و 5 گیگاهرتز سوئیچ کنند اما این سوئیچ طبیعتا به بهای از دست رفتن سرعت بالای آنها خواهد بود.

Wi-Fi 6 and WiGig Overview

نسخه اولیه وای‌گیگ که از استاندارد 802.11ad استفاده می‌کرد به سرعت 5Gbps در حداکثر فاصله 10 متری دست پیدا نمود اما ورژن جدیدتری از آن که 802.11ay نامیده شده و برای رونمائی در سال 2019 آماده می‌شود ظاهرا سرعت این فناوری را به دو برابر ارتقاء داده و در زمینه برد نیز به رقم ایده‌آل 100 متر دست پیدا می‌کند البته باید به این نکته توجه کرد که حتی در این نسخه جدید نیز بهبودی در کیفیت نفوذ سیگنال‌های وای‌گیگ در موانع سخت و دیوارها ایجاد نشده و به همین دلیل نمی‌توان آن را جایگزینی برای وای‌فای 6 و حتی نسخه‌های قبلی وای‌فای دانست چرا که برای برخورداری از سرعت بالاتر وای‌گیگ باید دو دستگاه پشتیبانی‌کننده از این فناوری در یک اتاق بوده و با یکدیگر خط دید مستقیم داشته باشند. بدین‌ترتیب با وجود سرعت بسیار بالای وای‌گیگ، استفاده از این فناوری تنها محدود به برخی کاربری‌های خاص خواهد بود که از آن جمله می‌‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

– کامپیوترهای تأمین‌کننده دیتای بی‌سیم مورد نیاز هدست‌های واقعیت مجازی مثل تطبیق‌دهنده بی‌سیم هدست واقعیت مجازی Vive شرکت HTC

Wi-Fi 6 and WiGig Overview

– ارسال بی سیم اطلاعات از یک گوشی، تبلت یا یک کامپیوتر به یک تلویزیون یا یک نمایشگر تصویری حاضر در همان اتاق مثل اسمارت‌فون مخصوص بازی ROG Phone شرکت ایسوس که قادر به برقراری ارتباط بی‌سیم از طریق یک داک جداگانه با تلویزیون است.

Wi-Fi 6 and WiGig Overview

– اکسس‌پوینت‌های بزرگ خارجی که از این فناوری برای ارائه اینترنت فوق‌ پر سرعت به کاربران استفاده می‌کنند مثل پروژه Terragraph فیس‌بوک که اینترنت را به‌صورت بی‌سیم در اختیار کاربران قرار خواهد داد.

Wi-Fi 6 and WiGig Overview

بدین‌ترتیب وای‌گیگ را می‌توان به عنوان افزونه‌ای برای فناوری‌های فعلی وای‌فای تصور کرد جائی‌که با پشتیبانی از این قابلیت در دستگاه‌های فرستنده و گیرنده و نزدیک بودن آنها به یکدیگر می‌توان به سرعت بسیار بالائی در تبادل اطلاعات دست یافت اما این تکنولوژی به دلیل مشکلات مربوط به نفوذپذیری و برد آن امکان جایگزینی نسخه‌های فعلی وای‌فای را ندارد و از این گذشته دیوایس‌های پشتیبانی‌کننده از آن در حال حاضر تنها در حضور لوازم جانبی خود قادر به استفاده از این فناوری هستند (هدست Vive از طریق فرستنده/گیرنده اختصاصی و گوشی Asus ROG نیز از طریق یک داک اختصاصی) و تا حضور آن در بین تمامی کاربران و فراگیر شدن این فناوری ظاهرا هنوز راه درازی در پیش است.

درباره مهندس رضا نقاش زاده

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

alldigi.ir