Jenis Protokol Nirkabel

Sinyal nirkabel adalah salah satu pilihan komunikasi yang paling banyak digunakan, dari stasiun TV dan radio lokal favorit Anda hingga telepon seluler Anda. Beberapa teknologi nirkabel yang paling penting, yang menjalankan internet di rumah Anda dan semakin meningkat jumlah perangkat pintar di Internet of Things atau IoT diatur oleh berbagai protokol nirkabel. Tergantung pada penggunaannya, jangkauannya mungkin sejauh beberapa mil atau hanya beberapa inci.

Jika Anda tidak tinggal di area yang dilayani oleh penyedia internet konvensional, pilihan Anda secara tradisional terbatas pada dial-up atau satelit, tidak ada yang sangat bagus di internet modern yang kaya isi. Teknologi nirkabel dapat menjembatani kesenjangan ini dalam beberapa cara berbeda, menyediakan layanan di tempat yang sebelumnya tidak tersedia.

Di daerah di mana internet kabel dan fiber tidak ekonomis, sama

Layanan internet line-of-sight gunakan apa yang bermuara pada versi Wi-Fi konvensional bertenaga tinggi, yang mentransfer sinyalnya dari titik ke titik menggunakan antena yang sangat terarah. Karena memancarkan sinyalnya ke titik yang sangat terfokus, jenis layanan ini cenderung tidak mengganggu dengan perangkat lain dan dapat menggunakan sinyal berdaya lebih tinggi yang seharusnya ilegal menurut FCC peraturan. Kecepatan biasanya hingga 25 Mbps, yang dapat diterima untuk sebagian besar penggunaan jika tidak ideal.

Dengan munculnya Internet of Things dan gerombolan perangkat pintar dan semi-pintar, ada juga kebutuhan untuk teknologi nirkabel yang dapat bekerja dengan sejumlah besar perangkat berdaya rendah di perkotaan besar dan pinggiran kota daerah. Teknologi LTE juga dapat bekerja untuk itu, meskipun konsumsi dayanya relatif tinggi. Teknologi kompetitif adalah Protokol Jaringan Area Luas Jarak Jauh atau LoRaWAN dengan jangkauan beberapa mil di daerah perkotaan dan hingga tiga kali lipat di daerah pinggiran kota yang kurang padat.

Seperti banyak hal kelistrikan, teknologi nirkabel yang Anda gunakan di sekitar rumah Anda didasarkan pada spesifikasi desain yang ditetapkan oleh Institute of Electrical and Electronic Engineers, atau IEEE. Pada kasus ini, spesifikasi sebenarnya disebut 802.11, dan telah ditingkatkan selama bertahun-tahun untuk mencerminkan – dan mendorong – peningkatan teknologi. Perubahan tersebut dijelaskan dengan menambahkan huruf, seperti G, n atau ac setelah nomor. Untuk kenyamanan, variasi dalam spesifikasi tersebut disebut sebagai nirkabel, nirkabel, ac nirkabel dan seterusnya.

Wi-Fi rumah Anda dikenal dengan benar sebagai jaringan area lokal nirkabel atau WLAN, tetapi kebanyakan orang hanya menyebutnya Wi-Fi dan berhenti begitu saja. Jaringan Wi-Fi berputar di sekitar perangkat jaringan pusat, yang disebut titik akses, yang menyediakan komunikasi dua arah dengan setiap perangkat yang terhubung ke jaringan. Setiap perangkat, pada gilirannya, perlu memiliki kartu antarmuka jaringan nirkabel, atau NIC, untuk berkomunikasi dengan titik akses. Protokol nirkabel yang mereka gunakan sangat bervariasi dalam jangkauan dan kinerja dan semakin baik dengan setiap generasi.

Sebagian besar komunikasi Wi-Fi berlangsung di dua pita frekuensi radio yang berbeda, pita 2,4 GHz dan pita 5 GHz. Tali jam ini diatur secara minimal, dan digunakan untuk berbagai perangkat konsumen mulai dari monitor bayi hingga telepon nirkabel. Mereka pandai dalam hal yang berbeda. Frekuensi di pita 5 GHz dapat membawa lebih banyak data dengan lebih cepat, tetapi frekuensi di pita 2,4 GHz memiliki jangkauan yang lebih panjang, dan lebih baik dalam menembus dinding. Secara historis 2,4 GHz telah digunakan di lebih banyak perangkat, tetapi itu berarti Frekuensi 2,4 GHz lebih ramai dan rentan terhadap gangguan.

Versi paling awal dari spesifikasi Wi-Fi 802.11 yang menjangkau pasar adalah nirkabel dan B, yang distandarisasi pada akhir tahun 90-an dan menjadi produk aktual di awal tahun 2000-an. Masing-masing menggunakan band yang berbeda. nirkabel menggunakan pita 2,4 GHz, dan mampu berjejaring dengan kecepatan hingga 11 megabit per detik dan jangkauan hingga 150 kaki. NirkabelA menggunakan pita 5 GHz dan memiliki throughput hingga 54 Mbps, tetapi jangkauannya hanya 25 hingga 75 kaki. nirkabeljangkauan yang lebih baik dan biaya yang relatif rendah membuatnya lebih populer dari keduanya.

Protokol Wi-Fi pertama yang sukses luas di pasar konsumen adalah 802.11g atau nirkabel. Itu menggunakan pita 2,4 GHz yang sama dengan nirkabel b, sehingga kompatibel dengan peralatan lama yang menggunakan standar itu, tetapi pada 54 Mbps sekarang menawarkan kinerja yang sebanding dengan jaringan nirkabel. Itu cukup bagus untuk sebagian besar pengguna rumahan, dan wireless g sangat populer selama dekade pertama tahun 2000-an.

Karena Wi-Fi menjadi lebih berguna dan populer, pengguna membutuhkan kinerja yang lebih baik untuk menangani streaming video dan aplikasi menuntut lainnya. NS 802.11n spesifikasi, yang datang pada tahun 2009, membahasnya dengan beberapa penyesuaian teknis penting, sebagian besar berputar di sekitar Antena Multiple-Input Multiple-Output atau MIMO, yang memungkinkan kecepatan hingga 300 Mbps. Itu juga menawarkan ikatan saluran, opsi untuk menggunakan saluran terpisah untuk lalu lintas hulu dan hilir, yang meningkatkan potensi throughput – setidaknya secara teori – hingga 600 Mbps. Ini menggunakan frekuensi 2,4 dan 5 GHz, jadi kompatibel dengan perangkat yang menggunakan nirkabel, B, dan G.

NS ac nirkabel spesifikasi, yang berasal dari 2014, menyempurnakan teknologi itu lebih lanjut melalui penggunaan teknologi MIMO multi-pengguna atau MU-MIMO. Ini memberikan kecepatan dasar hingga 433 Mbps per saluran, dan dengan ikatan saluran, secara teori dimungkinkan untuk memiliki kecepatan jaringan nirkabel hingga gigabit, atau ribuan Mbps. AC nirkabel sendiri beroperasi hanya di pita 5 GHz, tetapi banyak produsen menyertakan nirkabel sirkuit juga untuk menjaga agar router mereka kompatibel dengan nirkabel b, G dan n.

Ada beberapa protokol 802.11 yang tidak digunakan untuk jaringan Wi-Fi tujuan umum, tetapi untuk komunikasi perangkat-ke-perangkat tertentu. iklan nirkabel, misalnya, menggunakan pita 60 GHz dan memang sangat cepat – berpotensi hingga 6,7 ​​GHz – tetapi dalam jangkauan hanya 10 atau 11 kaki. Ini paling baik digunakan dalam situasi yang membutuhkan throughput tinggi antara perangkat yang berdekatan. Nirkabel ah, juga dikenal sebagai Wi-Fi Rendah, menggunakan pita 900 MHz yang lebih rendah untuk menyediakan jangkauan yang diperluas dengan throughput terbatas hingga maksimum 347 Mbps. Ini dimaksudkan untuk memberikan sinyal jarak jauh untuk perangkat berdaya rendah seperti peralatan pintar dan aplikasi IoT lainnya.

Permintaan untuk peningkatan kinerja jaringan Wi-Fi tidak akan hilang dalam waktu dekat – justru sebaliknya – jadi ada spesifikasi IEEE yang lebih baru yang tiba di pasar. Ini disebut kapak nirkabel, dan menggunakan beberapa sulap digital untuk meningkatkan throughput. Ini menggandakan lebar setiap saluran nirkabel yang tersedia dan memungkinkan sinyal untuk menggunakan hanya bagian dari setiap saluran yang dibutuhkan, membuat keseluruhan sistem lebih efisien. Menawarkan hingga empat kali jangkauan dan enam kali kinerja ac nirkabel, setidaknya secara teori, dan –penting untuk IoT – mendukung lebih banyak perangkat secara bersamaan.

Meskipun spesifikasi yang digunakan untuk Wi-Fi ditentukan oleh para insinyur IEEE, istilah "Wi-Fi" itu sendiri dan logo Wi-Fi dimiliki oleh konsorsium produsen yang dikenal sebagai Aliansi Wi-Fi. Insinyur mungkin sangat senang mengidentifikasi standar dengan huruf dan angka, tetapi pabrikan dan departemen pemasaran mereka suka menjaga hal-hal sederhana dan mudah diingat. Itu sebabnya Wi-Fi Alliance telah mengumumkan branding baru, mengganti nama nirkabel n sebagai Nirkabel 4, ac sebagai Nirkabel 5, dan kapak sebagai Nirkabel 6. Sistem penomoran seperti itu digunakan untuk segala hal mulai dari ponsel hingga franchise film, sehingga harus lebih mudah diingat konsumen.

Tidak semua protokol nirkabel dimaksudkan untuk mencakup area yang luas atau untuk menyediakan kemampuan komunikasi yang luas. Beberapa yang paling berguna adalah standar jarak pendek dimaksudkan untuk membantu perangkat berdaya rendah berinteraksi satu sama lain. Ini mungkin memengaruhi cara Anda berinteraksi dengan komputer, telepon, atau perangkat lain, atau cara perangkat berbicara satu sama lain secara langsung.

Beberapa bentuk teknologi nirkabel yang paling sederhana, termasuk mouse dan keyboard nirkabel standar, tidak menggunakan protokol nirkabel formal sama sekali. Mereka mengirimkan langsung melalui frekuensi radio preset, sebagai gantinya. Perangkat yang lebih tua menggunakan frekuensi 27 MHz, juga digunakan untuk mainan yang dikendalikan radio. Ini memiliki jangkauan yang buruk tetapi baik-baik saja untuk perangkat yang berbagi meja. Versi yang lebih baru menggunakan pita 2,4 GHz dan dapat digunakan lebih jauh, yang sangat bagus jika Anda duduk jauh dari monitor raksasa.

Perangkat RF memerlukan penerimanya sendiri untuk berfungsi, tetapi Bluetooth tidak, itulah sebabnya Teknologi Bluetooth lebih serbaguna. Bluetooth didasarkan pada spesifikasi nirkabel IEEE lain, 802.15.1, yang digambarkan sebagai untuk jaringan area pribadi. Jaringan area pribadi dimaksudkan untuk ganti kabel dan kabel di dalam dan di sekitar satu orang atau ruang kerja. Bluetooth merupakan teknologi yang digunakan pada jenis jaringan ini karena terhubung dengan andal, menggunakan daya yang relatif kecil, dan dapat mendukung hingga delapan perangkat secara bersamaan.

Bluetooth menghubungkan perangkat pada sepotong pita 2,4 GHz. Saat perangkat pertama kali terhubung atau berpasangan melalui Bluetooth, mereka membuat kode keamanan unik sebagai semacam jabat tangan rahasia di antara mereka. Setelah mereka dipasangkan, mereka sambungkan kembali secara otomatis di masa mendatang dan tidak memerlukan pengaturan tambahan. Throughput data Bluetooth relatif rendah, sehingga sebagian besar digunakan untuk perangkat input dan output seperti mouse dan keyboard, speaker, serta mikrofon dan headset.

Konsumsi daya yang rendah selalu menjadi bagian dari spesifikasi Bluetooth karena perangkat nirkabel dioperasikan dengan baterai karena kebutuhan, tetapi bahkan Bluetooth standar menggunakan terlalu banyak daya baterai untuk beberapa orang aplikasi. Versi revisi, Bluetooth Hemat Energi atau BLE, melayani segmen pasar tersebut dengan memotong bandwidth dan jangkauan ke mengurangi konsumsi energi. Ini sering digunakan di gelang kebugaran dan jam tangan pintar, misalnya, dan memiliki potensi untuk digunakan dengan perangkat IoT juga.

Komunikasi Jarak Dekat, atau NFC, adalah jarak terpendek dari semua protokol nirkabel. Ini beroperasi pada jarak hanya beberapa inci, menggunakan chip berdaya sangat rendah. Anda mengetahuinya sebagai teknologi yang digunakan dalam aplikasi tap-to-pay untuk ponsel Anda, termasuk Apple Pay, Google Pay, dan Samsung Pay. Ini juga banyak digunakan dalam kartu kunci keamanan dan aplikasi serupa.

Protokol nirkabel lainnya muncul untuk memenuhi kebutuhan perangkat pintar individu, dan Internet of Things secara kolektif. Ini tidak berorientasi konsumen seperti itu, meskipun produk yang mereka aktifkan tentu saja. Beberapa yang lebih menonjol termasuk:

• Benang: Protokol nirkabel ini menjadi bagian dari portofolio Google ketika membeli Nest pemimpin otomasi rumah. Berdasarkan standar nirkabel 802.15.4 IEEE, ini digunakan di detektor asap dan perangkat otomatisasi Nest. Vendor lain dapat memilih untuk menggunakan Thread jika mereka ingin kompatibel dengan produk di ekosistem Nest.
  
• Zigbee dan Zigbee Pro: Zigbee dan Zigbee Pro beroperasi pada pita 2,4 GHz dan 900 MHz dan berpotensi mendukung ribuan perangkat sekaligus di situs mana pun. Tidak seperti Thread, Zigbee didukung oleh konsorsium ratusan produsen.
  
• ZWave dan ZWave Plus: Protokol penting lainnya untuk penggunaan IoT adalah ZWave, yang mirip dengan Zigbee tetapi dirancang agar lebih sederhana dan lebih murah untuk diterapkan. Ini beroperasi pada pita 800 dan 900 MHz, yang menawarkan jangkauan yang baik dan gangguan yang lebih sedikit daripada pita 2,4 GHz. Itu dibuat oleh perusahaan Denmark Zensys tetapi sekarang mendapat dukungan luas dari produsen.
• MQTT: Pesan Antrian Telemetri Transport dirancang untuk daya rendah, perangkat throughput rendah seperti relatif sensor "bodoh", yang tidak memerlukan jenis throughput data yang diperlukan untuk IoT "pintar" interaktif perangkat.