เรียนรู้ที่จะแยกความแตกต่างระหว่างเครือข่าย WiFi ต่างๆ และความถี่ของเครือข่าย

คำจำกัดความ Wi-Fi

เป็นชุดของโปรโตคอลการสื่อสารไร้สายที่ได้มาตรฐานซึ่งใช้ในการ เข้าถึงอินเทอร์เน็ตหรือสร้างเครือข่ายท้องถิ่นโดยไม่ต้องใช้สายเคเบิล . ข้อมูลจะถูกส่งโดยใช้คลื่นวิทยุที่ความถี่ที่กำหนด ทำให้ไม่จำเป็นต้องมีการเชื่อมต่อทางกายภาพระหว่างอุปกรณ์

WiFi ไม่ใช่ชื่อของเทคโนโลยีจริงๆ (ชื่อจริงคือ IEEE 802.11) แต่เป็นชื่อทางการค้า ก่อตั้งขึ้นโดย WiFi Alliance . นี่คือองค์กรไม่แสวงหาผลกำไรที่รับผิดชอบในการพัฒนาเทคโนโลยีดังกล่าว ปัจจุบัน องค์กรนี้ประกอบด้วยบริษัทมากกว่า 800 แห่งทั่วโลก

ที่มาและเหตุการณ์สำคัญที่โดดเด่น

แม้ว่าเทคโนโลยี WiFi จะเป็นโซลูชั่นที่ทันสมัย ​​แต่ก็มีจุดกำเนิดที่น่าสนใจ ที่มาของเทคโนโลยีนี้สามารถพบได้ในก ระบบเครือข่ายไร้สายที่สร้างโดย ALOHA Systems ไปยัง ต่อ เกาะฮาวาย ใน 1971

พื้นที่ คณะกรรมการการสื่อสารแห่งชาติ (FCC) ของสหรัฐอเมริกาใน 1985 นำเสนอ เครือข่ายสำหรับการใช้งานทั่วไป ด้วยแบนด์วิธ 900 MHz, 2.4 GHz และ 5.8 GHz ต่อมาจึงเรียกย่านความถี่เหล่านี้ว่า วง ISM . มันสอดคล้องกับการพัฒนาของ Token Ring LAN ของ IBM เครือข่ายซึ่งช่วยให้คอมพิวเตอร์สามารถเชื่อมต่อเพื่อถ่ายโอนข้อมูลได้

ในปี พ.ศ. 1988 ระบบ ATM ไร้สายเครื่องแรกซึ่งใช้เทคโนโลยีของ IBM ได้รับการพัฒนา ซึ่งลงเอยด้วยการเรียกว่า waveLAN ต่อมาในปี 1989 ได้กลายเป็นมาตรฐาน IEEE 802.11 LAN/MAN

Vic Hayes หรือที่เรียกว่า "บิดาแห่ง WiFi" ได้สร้างคณะทำงานชุดแรกสำหรับ มาตรฐาน IEEE 801.11 สำหรับ LAN ไร้สาย ต่อจากนั้น ความก้าวหน้าต่อไปนี้ในเทคโนโลยีนี้ประสบความสำเร็จ:

• พ.ศ. 1994: ดร. อเล็กซ์ ฮิลส์ นำเสนอโครงการเกี่ยวกับเครือข่ายไร้สาย ซึ่งเขาให้บริการการเชื่อมต่อแบบไร้สายกับอาคารทั้งหมด 7 หลัง
• 1996: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization เปิดตัวเครือข่ายไร้สายที่ใช้โปรโตคอล IEEE 802.11
• พ.ศ. 1997: เปิดตัวเทคโนโลยี WiFi อย่างเป็นทางการและเชิงพาณิชย์รุ่นแรกด้วยความเร็วสูงสุด 2 Mb/s
• 1999: ความเร็วเพิ่มขึ้นเป็น 11 Mb/s บนความถี่ 2.4 GHz (IEEE 802.11b) หนึ่งเดือนต่อมา มีความเร็วถึง 54 MB/s สำหรับย่านความถี่ 5 GHz
• 2003: ความเร็ว 108 Mb/s ทำได้สำหรับย่านความถี่ 2.4 GHz (IEEE 802.11g)
• 2009: ครั้งแรกที่ความถี่ 2.4 GHz และ 5 GHz ถูกรวมเข้าด้วยกันด้วยความเร็วสูงถึง 600 Mb/s (IEEE 802.11n)
• 2014: ความเร็วถึง 6933 MB/s สำหรับย่านความถี่ 5 GHz (IEEE 802.11ac)
• 2019: พวกเขาสามารถเพิ่มความเร็วเป็น 9608 Mb/s (802.11ax) โปรดทราบว่ามีชื่อทางการค้าสองชื่อในกรณีนี้ WiFi 6 รองรับเฉพาะย่านความถี่ 2.4 GHz และ 5 GHz และ WiFi 6E เพิ่มย่านความถี่ 6 GHz เป็นครั้งแรก
• 2022: ประกาศมาตรฐาน WiFi 7 (802.11be) ที่เพิ่มความเร็วเป็น 46,120 Mb/s และรวมแถบความถี่ 2.4 GHz, 5 GHz และ 6 GHz ไว้ในมาตรฐานเดียวเป็นครั้งแรก

มาตรฐาน IEEE 802.11

สำหรับการใช้เทคโนโลยีที่สม่ำเสมอ เป็นเรื่องปกติที่จะสร้าง ได้รับการรับรองและควบคุมมาตรฐาน . สิ่งนี้ทำให้ผู้ผลิตสามารถพัฒนาโซลูชันที่สามารถทำงานได้โดยไม่มีปัญหา เหนือสิ่งอื่นใด สิ่งนี้มีความสำคัญในเครือข่ายการสื่อสาร เพราะมิฉะนั้นอาจเกิดความโกลาหลได้

ใครรับผิดชอบ ควบคุมและจัดการ เหล่านี้ มาตรฐาน ใน สถาบันวิศวกรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (IEEE) ของสหรัฐอเมริกา

เรามีชุดมาตรฐาน IEEE 802 ที่อิงตามเสาหลักสามประการเหล่านี้:

• เทคนิคเครือข่ายท้องถิ่น (LAN) มาตรฐาน
• ชุดโปรโตคอลการเข้าถึงสื่อ (MAC)
• ชั้นทางกายภาพ (PHY) ในการดำเนินการ การสื่อสารคอมพิวเตอร์ในพื้นที่ไร้สาย (WLAN)

เนื่องจากเทคโนโลยี WiFi ใช้เทคโนโลยีนี้ จึงจัดอยู่ในมาตรฐาน IEEE 802 ในระดับเทคนิคเรียกว่า IEEE 802.11 และมีการเพิ่มตัวอักษรเพื่อแยกแยะเวอร์ชัน

เนื่องจากชื่อนี้จำยาก WiFi Alliance ตั้งแต่ปี 2008 จึงเริ่มสร้างชื่อทางการค้าว่า “WiFi 4” สำหรับมาตรฐาน IEEE 802.11n จนกระทั่งถึงปี 2014 ด้วย WiFi 5 เมื่อนิกายนี้เริ่มแพร่หลายมากขึ้น

มาตรฐาน WiFi ปัจจุบันคืออะไร

จำนวนอุปกรณ์ที่รองรับโปรโตคอลการสื่อสารนี้เพิ่มขึ้นอย่างมาก การมาของสมาร์ทโฟนหรือแท็บเล็ตทำให้ต้องมีการปรับเปลี่ยนเพื่อรองรับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อพร้อมกันจำนวนมาก การเล่นเกมทำให้มาตรฐานได้รับการปรับปรุงเพื่อมอบประสิทธิภาพที่ดีที่สุดแก่ผู้ใช้

เราจะดูว่ามีความแตกต่างอะไรบ้างระหว่างแต่ละเวอร์ชันเหล่านี้โดยคำนึงถึงความต้องการที่ตรวจพบโดย WiFi Alliance

Wi-Fi 7

ร่างมาตรฐาน 802.11be ที่กำหนดแง่มุมต่างๆ ของเทคโนโลยีนี้จะนำเสนอในเดือนมีนาคม 2021 . ระหว่างเดือนพฤศจิกายนถึงธันวาคม 2022 จะมีการนำเสนออุปกรณ์ WiFi 7 ตัวแรก ซึ่งจะเริ่มวางตลาดในปี 2023 คาดว่าภายในปี 2024 ควรมีการกำหนดมาตรฐานของมาตรฐานใหม่นี้

เราต้องจำไว้ว่า ปัจจุบัน (มีนาคม 2023) มาตรฐาน 802.11be ยังไม่ใช่มาตรฐานขั้นสุดท้าย แต่อยู่ในขั้นตอนการร่าง ซึ่งหมายความว่ามีเทคโนโลยีตัวเลือกที่จะอยู่ในมาตรฐานสุดท้ายและตัวเลือกอื่น ๆ ที่อาจเพิ่มหรือไม่ก็ได้

คุณสมบัติผู้สมัคร

สิ่งเหล่านี้ปรากฏในคำขออนุญาตโครงการคือ:

• แบนด์วิดธ์ 320 MHz และการใช้คลื่นความถี่ที่ไม่ต่อเนื่องกันได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
• การรวมและการทำงานแบบหลายแบนด์/หลายช่องสัญญาณ
• 16 สตรีมเชิงพื้นที่ และการปรับปรุงใน หลายอินพุตหลายเอาต์พุต (MIMO) โปรโตคอล
• การประสานงานของจุดเชื่อมต่อหลายจุด (AP)
• Enhanced Link Adaptation และ Retransmission Protocol
• หากจำเป็นให้ปรับให้เข้ากับ มาตรฐานการกำกับดูแลเฉพาะของคลื่นความถี่ 6 GHz
• การบูรณาการ ส่วนขยาย IEEE 802.1Q ของ Time Sensitive Networks (TSN) สำหรับทราฟฟิกตามเวลาจริงที่มีความหน่วงต่ำ

Wi-Fi 6

พื้นที่ มาตรฐาน IEEE 802.11ax ถูกนำมาใช้ในปี 2019 เพิ่มคุณสมบัติที่เน้นประสิทธิภาพ โดยมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มประสิทธิภาพในพื้นที่ที่มีความหนาแน่นของอุปกรณ์สูง เช่น ห้างสรรพสินค้า สิ่งนี้เป็นไปได้ที่จะปรับปรุงสเปกตรัมโดยเพิ่มการเข้าถึงหลายทางด้วยการแบ่งความถี่แบบมุมฉาก (OFDMA)

คุณสมบัติใหม่ที่สำคัญที่สุดคือ:

• OFMA: อย่างที่เรากล่าวไปแล้วก็คือ การแบ่งความถี่มุมฉากหลายทาง แม้ว่าจะมีอยู่ในเวอร์ชันก่อนหน้า แต่ก็อนุญาต ช่องที่จะแบ่งย่อย เพื่อนำเสนอทางไปยังผู้ใช้และอุปกรณ์ต่างๆ สิ่งนี้ช่วยให้คุณลดเวลาแฝงและปรับปรุงประสิทธิภาพเมื่อเชื่อมต่ออุปกรณ์หลายเครื่อง ช่วยให้การรับส่งข้อมูลมีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อการเชื่อมต่อไม่ดี
• มู-มิโม: อนุญาตให้ส่ง สตรีมข้อมูลพร้อมกันไปยังอุปกรณ์ต่างๆ เมื่อก่อนทำทีละอย่าง ขณะนี้เราเตอร์สามารถส่งและรับข้อมูลไปยังอุปกรณ์หลายเครื่องพร้อมกันได้เร็วขึ้น แทนที่จะต้องเข้าคิวรอทีละเครื่อง
• ระบายสี BSS: นี่เป็นเทคนิคการใช้ซ้ำแบบพิเศษที่ ใช้เครื่องหมายหรือ "สี" เพื่อระบุเครือข่าย ใช้เพื่อให้จุดเชื่อมต่อสามารถตัดสินใจว่าจะอนุญาตให้ใช้สื่อไร้สายพร้อมกันหรือไม่ ลดการรบกวน
• ลดการใช้พลังงาน: รวมถึง เวลาปลุกเป้าหมาย (TWT) เทคโนโลยี. จนถึงขณะนี้อุปกรณ์ค้นหาการรับส่งข้อมูลใหม่เป็นครั้งคราว ขณะนี้ เราท์เตอร์และอุปกรณ์ได้รับอนุญาตให้ต่อรองเวลาที่คาดไว้ สิ่งนี้ทำให้ เพื่อลดการใช้พลังงาน

WiFi 6E

มันเป็นการอัปเดต "เล็กน้อย" ที่เรียบง่ายของ มาตรฐาน IEEE 802.11ax มันโดดเด่นสำหรับการเพิ่มการสนับสนุนเชิงพาณิชย์สำหรับ ความถี่ 6 กิกะเฮิรตซ์, ซึ่งไม่ได้รับการสนับสนุน การใช้งานนี้ปรับปรุงในทางทฤษฎี ความเร็วสูงสุดได้ถึง 30%

Wi-Fi 5

ใหม่ มาตรฐาน 802.11ac เริ่มที่จะ ปรับใช้ในปี 2014 และโดดเด่นด้วยการเพิ่มความถี่ 5 GHz โดยกำเนิด ในเชิงพาณิชย์เรียกว่า WiFi 5 แต่ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับคลื่นความถี่ใหม่ มันโดดเด่นในด้านการปรับปรุงแบนด์วิธ การปรับปรุงโฟลว์พิเศษและการมอดูเลต

คุณสมบัติหลักที่เพิ่มเข้ามาคือ:

• ลิงค์ช่องขยาย: เพิ่มไฟล์ แถบช่องสัญญาณ 160 MHz เสริม และบังคับ 80 MHz สำหรับสถานี
• MIME
  • รองรับสตรีมพิเศษได้ถึงแปดสตรีม
  • Downlink multiurio มากถึงสี่เลน
  • STA หลายตัว แต่ละอันมีเสาอากาศตั้งแต่หนึ่งเสาขึ้นไป ส่งหรือรับสตรีมข้อมูลที่แยกจากกัน
  • การเข้าถึงหลายส่วนแบบพิเศษ (SDMA) ซึ่งไม่ได้แยกความถี่ แต่ได้รับการแก้ไขเป็นพิเศษในลักษณะคล้ายคลึงกับ MIMO
  • เพิ่มดาวน์ลิงก์ MU-MIMO เป็นโหมดพิเศษ
• การปรับ
  • เพิ่ม 256-QAM เป็นโหมดพิเศษ
  • สามารถนำเสนอโหมด 1024-QAM ที่ไม่ได้มาตรฐาน ทำให้มีอัตราข้อมูลสูงขึ้น 25% เมื่อเทียบกับ 256-QAM
• คุณสมบัติอื่น ๆ
  • Beamforming พร้อมเสียงมาตรฐานและข้อเสนอแนะสำหรับความเข้ากันได้ข้ามผู้ขาย
  • การปรับเปลี่ยน MAC
  • การอยู่ร่วมกันของช่อง 20, 40, 80 และ 160 MHz
  • ฟิลด์ส่วนหัว PPDU ใหม่สี่ฟิลด์

การเปรียบเทียบรุ่นต่างๆ

ความแตกต่างระหว่างความถี่ 2.4 GHz, 5 GHz และ 6 GHz

คุณอาจไม่ทราบ แต่ความถี่ที่เราเชื่อมต่อมีความสำคัญมาก มีความแตกต่างที่สำคัญในการทำงานและประสิทธิภาพระหว่างความถี่ เราสรุปไว้ในตารางต่อไปนี้ด้วยวิธีที่ค่อนข้างง่าย

ย่านความถี่ 2.4 GHz นั้นถือว่าดีที่สุดสำหรับการใช้งานทั่วไป การท่องเว็บ และอื่นๆ ย่านความถี่ 5 GHz และ 6 GHz เน้นไปที่การเล่นเกมและการถ่ายโอนข้อมูลขนาดใหญ่ คุณต้องจำไว้ว่าความครอบคลุมของความถี่ต่ำจะดีกว่าความถี่สูงเสมอ หากคลื่นต้องผ่านกำแพงสองด้าน ย่านความถี่ 2.4 GHz จะให้ความคุ้มครองและประสิทธิภาพที่ดีกว่าย่านความถี่ 5 GHz และ 6 GHz