Vrste bežičnih protokola

Bežični signali su jedna od najčešće korištenih komunikacijskih opcija, od vaših omiljenih lokalnih TV i radio postaja do vašeg mobilnog telefona. Neke od najvažnijih bežičnih tehnologija, one koje pokreću vaš kućni internet i sve više broj pametnih uređaja na Internetu stvari ili IoT-u reguliran je nizom bežičnih protokola. Ovisno o njihovoj upotrebi, njihov raspon može biti čak nekoliko milja ili samo nekoliko inča.

Ako ne živite u području koje opslužuju konvencionalni davatelji internetskih usluga, vaše su mogućnosti tradicionalno ograničeni su na dial-up ili satelit, od kojih nijedno nije posebno dobro u modernom, bogatom internetu sadržaj. Bežična tehnologija može premostiti ovaj jaz na nekoliko različitih načina, pružajući uslugu tamo gdje inače ne bi bila dostupna.

U područjima gdje kabelski i optički internet nisu ekonomični, isto

Internetske usluge pravocrtne vidljivosti koristiti ono što se svodi na inačicu konvencionalnog Wi-Fi-ja velike snage, koja prenosi svoj signal od točke do točke pomoću visoko usmjerene antene. Budući da prenosi svoje signale na usko fokusiranu točku, manja je vjerojatnost da će ova vrsta usluge ometati s drugim uređajima i može koristiti signal veće snage koji bi inače bio nezakonit prema FCC-u propisi. Brzine su obično do 25 Mbps, što je prihvatljivo za većinu korištenja, ako nije idealno.

Uz uspon Interneta stvari i njegove horde pametnih i polupametnih uređaja, postoji i potreba za bežičnu tehnologiju koja može raditi s ogromnim brojem tih uređaja male snage u velikim gradskim i prigradskim područjima područja. LTE tehnologija može raditi i za njih, iako je njena potrošnja energije relativno visoka. Konkurentna tehnologija je Protokol mreže velikog dometa ili LoRaWAN s dometom od nekoliko milja u urbanim sredinama i do tri puta većim u manje gustim prigradskim područjima.

Kao i mnoge druge električne, bežična tehnologija koju koristite u svojoj kući temelji se na specifikacijama dizajna koje je postavio Institut elektrotehničkih i elektroničkih inženjera ili IEEE. U ovom slučaju, stvarna specifikacija se zove 802.11, i nadograđen je tijekom godina kako bi odražavao – i poticao – poboljšanja u tehnologiji. Te se promjene opisuju dodavanjem slova, kao npr g, n ili ac nakon broja. Radi praktičnosti, te se varijacije u specifikacijama nazivaju bežični g, bežični n, bežični ac i tako dalje.

Vaš kućni Wi-Fi ispravno je poznat kao a bežična lokalna mreža ili WLAN, ali većina ljudi to jednostavno nazove Wi-Fi i ostavi tako. Wi-Fi mreža vrti se oko središnjeg mrežnog uređaja, nazvanog pristupna točka, koja osigurava dvosmjernu komunikaciju sa svakim uređajem koji je spojen na mrežu. Svaki uređaj, pak, mora imati karticu bežičnog mrežnog sučelja, ili NIC, za komunikaciju s pristupnom točkom. Bežični protokoli koje koriste uvelike se razlikuju po dometu i performansama i sa svakom generacijom postaju sve bolji.

Većina Wi-Fi komunikacije odvija se u dva različita pojasa radio frekvencija, pojasu od 2,4 GHz i pojasu od 5 GHz. Ovi su pojasevi minimalno regulirani i koriste se za razne potrošačke uređaje od monitora za bebe do bežičnih telefona. Dobri su u različitim stvarima. Frekvencije u pojasu od 5 GHz mogu brže prenijeti više podataka, ali one u pojasu od 2,4 GHz imaju duži domet i bolje prolaze kroz zidove. Povijesno gledano, 2,4 GHz se koristio u više uređaja, ali to znači Frekvencije od 2,4 GHz su gušće i sklonije smetnjama.

Najranije verzije 802.11 Wi-Fi specifikacije koje su stigle na tržište bile su bežični a i b, koji su standardizirani kasnih 90-ih i postali stvarni proizvodi početkom 2000-ih. Svaki je koristio drugačiji bend. Bežični b koristio je pojas od 2,4 GHz i bio je sposoban za umrežavanje brzinama do 11 megabita u sekundi i dometom do 150 stopa. Bežičnia koristio je pojas od 5 GHz i imao propusnost do 54 Mbps, ali je njegov raspon bio samo 25 do 75 stopa. Bežični b-ovibolji domet i relativno niska cijena učinilo ga popularnijim od ta dva.

Prvi Wi-Fi protokol koji je imao veliki uspjeh na potrošačkom tržištu bio je 802,11 g ili bežični g. Koristio je isti opseg od 2,4 GHz kao bežični b, tako da je bio kompatibilan sa starijom opremom koristeći taj standard, ali pri 54 Mbps sada je nudio performanse usporedive s bežičnim mrežama. To je bilo dovoljno dobro za većinu kućnih korisnika, i bežični g je bio iznimno popularan tijekom prvog desetljeća 2000-ih.

Kako je Wi-Fi postao korisniji i popularniji, korisnicima su bile potrebne bolje performanse za rukovanje video streamingom i drugim zahtjevnim aplikacijama. The 802.11n specifikacija, koja se pojavila 2009., riješila je to s nekim važnim tehničkim ugađanjima, uglavnom se vrteći oko Antene s više ulaza i više izlaza ili MIMO, što je omogućilo brzine do 300 Mbps. Također je ponudio povezivanje kanala, mogućnost korištenja zasebnih kanala za uzvodni i nizvodni promet, što povećan potencijalni protok – barem u teoriji – na 600 Mbps. Koristio je frekvencije od 2,4 i 5 GHz, tako da je bio unatrag kompatibilan s uređajima koji koriste bežični a, b, i g.

The bežični ac specifikacija, koja datira iz 2014., dodatno je poboljšala tu tehnologiju korištenjem višekorisnička MIMO tehnologija ili MU-MIMO. To osigurava osnovne brzine do 433 Mbps po kanalu, a uz povezivanje kanala, teoretski je moguće imati bežična mreža dostiže gigabitne brzine, ili tisuće Mbps. Bežični ac sama radi isključivo u pojasu od 5 GHz, ali mnogi proizvođači uključuju bežični n sklopovi kao i kako bi njihovi usmjerivači bili kompatibilni bežični b, g i n.

Postoji nekoliko 802.11 protokola koji se ne koriste za Wi-Fi mreže opće namjene, već za specifične komunikacije između uređaja. bežični oglas, na primjer, koristi pojas od 60 GHz i doista je vrlo brz – potencijalno do 6,7 GHz – ali unutar raspona od samo 10 ili 11 stopa. Najbolje se koristi u situacijama koje zahtijevaju visoku propusnost između uređaja u blizini. Bežični ah, također poznat kao Wi-Fi HaLow, koristi donji pojas od 900 MHz za pružanje proširenog raspona s propusnošću ograničenom na maksimalno 347 Mbps. Namijenjen je za pružanje signala većeg dometa za uređaje male snage kao što su pametni uređaji i druge IoT aplikacije.

Potražnja za poboljšanim performansama Wi-Fi mreže neće uskoro nestati – upravo suprotno – tako da na tržište stiže novija IEEE specifikacija. To se zove bežična sjekira, i koristi malo digitalne spretnosti za povećanje propusnosti. Udvostručuje širinu svakog dostupnog bežičnog kanala i omogućuje signalima da koriste samo dijelove svakog kanala koji su mu potrebni, čineći cijeli sustav učinkovitijim. Nudi do četiri puta veći domet i šest puta bolji učinak od bežičnog ac, barem u teoriji, i – što je važno za IoT – podržava mnogo više uređaja u isto vrijeme.

Iako su specifikacije koje se koriste za Wi-Fi definirali inženjeri IEEE, sam pojam "Wi-Fi" i logotip Wi-Fi u vlasništvu su konzorcija proizvođača poznatih kao Wi-Fi savez. Inženjeri su možda savršeno sretni što standarde identificiraju slovima i brojevima, ali proizvođači i njihovi marketinški odjeli vole da stvari budu jednostavne i nezaboravne. Zato je Wi-Fi Alliance najavio novi brend, preimenovanje bežičnog n u Wireless 4, ac u Wireless 5 i axe u Wireless 6. Taj se sustav numeriranja koristi za sve, od mobitela do filmskih franšiza, pa bi ga potrošači trebali lakše zapamtiti.

Nisu svi bežični protokoli namijenjeni pokrivanju velikih područja ili pružanju širokih komunikacijskih mogućnosti. Neki od najkorisnijih su standardi kratkog dometa namijenjeno pomoći uređajima male snage u međusobnoj interakciji. To može utjecati na vašu interakciju s računalom, telefonom ili drugim uređajima ili na način na koji uređaji izravno razgovaraju jedni s drugima.

Neki od najjednostavnijih oblika bežične tehnologije, uključujući standardni bežični miš i tipkovnicu, uopće ne koriste formalni bežični protokol. Umjesto toga, emitiraju izravno preko unaprijed postavljene radio frekvencije. Stariji uređaji koriste frekvenciju od 27 MHz, koja se također koristi za radio-kontrolirane igračke. Ima slab domet, ali je sasvim u redu za uređaje koji dijele stol. Novije verzije koriste pojas od 2,4 GHz i mogu se koristiti dalje, što je sjajno ako sjedite daleko od golemog monitora.

RF uređaji trebaju svoj prijamnik za rad, ali Bluetooth ne, zbog čega Bluetooth tehnologija je svestraniji. Bluetooth se temelji na drugoj IEEE bežičnoj specifikaciji, 802.15.1, koja je opisana kao osobne mreže. Osobne mreže namijenjene su zamijenite žice i kabele ui oko jedne osobe ili radnog prostora. Bluetooth je tehnologija koja se koristi u ovoj vrsti mreže jer se pouzdano povezuje, koristi relativno malo energije i može podržati do osam uređaja istovremeno.

Bluetooth povezuje uređaje na dijelu pojasa od 2,4 GHz. Kada su uređaji prvi put povezani ili uparen putem Bluetootha stvaraju jedinstveni sigurnosni kod kao neku vrstu tajnog rukovanja između sebe. Nakon što su upareni, oni ponovno se automatski spojiti u budućnosti i ne zahtijevaju nikakve dodatne postavke. Bluetooth protok podataka je relativno nizak, pa se uglavnom koristi za ulazne i izlazne uređaje kao što su miševi i tipkovnice, zvučnici te mikrofoni i slušalice.

Niska potrošnja energije uvijek je bila dio Bluetooth specifikacije jer bežični uređaji jesu radi na baterije po potrebi, ali čak i standardni Bluetooth za neke koristi previše energije baterije aplikacije. Revidirana verzija, Bluetooth niske energije ili BLE, služi za taj segment tržišta rezanjem propusnosti i raspona do smanjiti potrošnju energije. Često se koristi u fitness narukvicama i pametnim satovima, na primjer, a ima potencijal za korištenje i s IoT uređajima.

Komunikacije bliskog polja, ili NFC, je najkraći domet od svih bežičnih protokola. Djeluje na udaljenosti od samo nekoliko centimetara, koristeći čipove vrlo male snage. Poznajete to kao tehnologiju koja se koristi u aplikacijama za plaćanje dodirom za vaš telefon, uključujući Apple Pay, Google Pay i Samsung Pay. Također se široko koristi u sigurnosnim ključevima i sličnim aplikacijama.

Pojavljuju se i drugi bežični protokoli kako bi zadovoljili potrebe pojedinačnih pametnih uređaja i interneta stvari zajedno. Oni kao takvi nisu orijentirani na potrošače, iako proizvodi koje omogućuju svakako jesu. Neki od istaknutijih uključuju:

• Nit: Ovaj bežični protokol postao je dio Googleovog portfelja kada je kupio Nest lidera za kućnu automatizaciju. Temeljen na bežičnom standardu IEEE 802.15.4, koristi se u Nestovim detektorima dima i uređajima za automatizaciju. Drugi dobavljači mogu se odlučiti za korištenje Thread ako žele biti kompatibilni s proizvodima u Nest ekosustavu.
  
• Zigbee i Zigbee Pro: Zigbee i Zigbee Pro rade na opsezima od 2,4 GHz i 900 MHz i potencijalno mogu podržati tisuće uređaja istovremeno na bilo kojem mjestu. Za razliku od Threada, Zigbee podržava konzorcij stotina proizvođača.
  
• ZWave i ZWave Plus: Drugi važan protokol za korištenje IoT-a je ZWave, koji je sličan Zigbeeu, ali dizajniran da bude jednostavniji i jeftiniji za implementaciju. Radi na pojasevima od 800 i 900 MHz, koji nude dobar domet i manje smetnji od pojasa od 2,4 GHz. Kreirala ga je danska tvrtka Zensys, ali sada ima široku podršku proizvođača.
• MQTT: Telemetrijski transport reda poruka dizajniran je za uređaje male snage i niske propusnosti kao što su relativno "glupi" senzori, koji ne trebaju vrstu protoka podataka koja je potrebna za interaktivni "pametni" IoT uređaja.