უსადენო პროტოკოლების სახეები

უკაბელო სიგნალები არის ერთ-ერთი ყველაზე ფართოდ გამოყენებული საკომუნიკაციო ვარიანტი, თქვენი საყვარელი ადგილობრივი ტელევიზიიდან და რადიოსადგურებიდან დაწყებული მობილური ტელეფონით დამთავრებული. ზოგიერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი უკაბელო ტექნოლოგია, რომლებიც ამუშავებენ თქვენს სახლში ინტერნეტს და იზრდება ნივთების ინტერნეტში ან IoT-ზე ჭკვიანი მოწყობილობების რაოდენობა რეგულირდება უკაბელო პროტოკოლების მთელი რიგით. მათი გამოყენების მიხედვით, მათი დიაპაზონი შეიძლება იყოს რამდენიმე მილი ან სულ მცირე რამდენიმე ინჩი.

თუ არ ცხოვრობთ უბანში, რომელსაც ემსახურება ჩვეულებრივი ინტერნეტ პროვაიდერები, თქვენი არჩევანი ტრადიციულად შემოიფარგლება dial-up-ით ან სატელიტით, რომელთაგან არც ერთი არ არის განსაკუთრებით კარგი თანამედროვე, მდიდარ ინტერნეტში შინაარსი. უსადენო ტექნოლოგიას შეუძლია გადალახოს ეს ხარვეზი სხვადასხვა გზით, რაც უზრუნველყოფს სერვისს იქ, სადაც ის სხვაგვარად არ იქნებოდა ხელმისაწვდომი.

იმ ადგილებში, სადაც საკაბელო და ბოჭკოვანი ინტერნეტი არ არის ეკონომიური, იგივე LTE ტექნოლოგია, რომელიც უზრუნველყოფს ინტერნეტის დაფარვას თქვენს მობილურ ტელეფონზე, შეიძლება გამოყენებულ იქნას უკაბელო ინტერნეტის უზრუნველსაყოფად სახლის მომხმარებლებისთვისაც. მისი მიწოდება შესაძლებელია არსებული ფიჭური ქსელის მეშვეობით ძირითადი მატარებლების ან დამოუკიდებელი სერვისის პროვაიდერების მიერ, რომლებიც ირჩევენ საკუთარი კოშკების განთავსებას. სიჩქარე განსხვავდება პროვაიდერებს შორის, მე-4 თაობის ამჟამინდელი ტექნოლოგიით, 4G, მიცემა სიჩქარე 100 Mbps-მდე, ხოლო მომავალი 5გ ტექნოლოგიას შეეძლო თეორიულად აღწევს 10 გბ/წმ.

მხედველობის ხაზის ინტერნეტ სერვისები გამოიყენეთ ის, რაც ჩამოყალიბებულია ჩვეულებრივი Wi-Fi-ის მაღალი სიმძლავრის ვერსიით, რომელიც გადასცემს თავის სიგნალს წერტილიდან წერტილამდე გამოყენებით მაღალი მიმართულების ანტენები. იმის გამო, რომ ის ასხივებს თავის სიგნალებს მჭიდროდ ფოკუსირებულ წერტილამდე, ამ ტიპის მომსახურება ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ჩაერიოს სხვა მოწყობილობებთან ერთად და შეუძლია გამოიყენოს უფრო მაღალი სიმძლავრის სიგნალი, რომელიც სხვაგვარად უკანონო იქნებოდა FCC-ის მიხედვით რეგულაციები. სიჩქარე ჩვეულებრივ 25 Mbps-მდეა, რაც მისაღებია უმეტესი გამოყენებისთვის, თუ არა იდეალური.

ნივთების ინტერნეტისა და მისი ჭკვიანური და ნახევრად ჭკვიანური მოწყობილობების ამაღლების გამო, ასევე საჭიროა უკაბელო ტექნოლოგია, რომელსაც შეუძლია იმუშაოს დიდი რაოდენობით დაბალი სიმძლავრის მოწყობილობებთან დიდ ქალაქში და გარეუბნებში ტერიტორიები. LTE ტექნოლოგია შეიძლება იმუშაოს მათთვისაც, თუმცა მისი ენერგიის მოხმარება შედარებით მაღალია. კონკურენტუნარიანი ტექნოლოგია არის გრძელვადიანი ფართო არეალის ქსელის პროტოკოლი ან ლორავანი რამდენიმე მილის მანძილით ურბანულ გარემოში და სამჯერ ვიდრე ნაკლებად მკვრივ გარეუბნებში.

ისევე როგორც ბევრი ელექტრული, უკაბელო ტექნოლოგია, რომელსაც იყენებთ თქვენი სახლის გარშემო, ეფუძნება დიზაინის სპეციფიკაციებს, რომლებიც ჩამოყალიბებულია ელექტრო და ელექტრონული ინჟინრების ინსტიტუტის ან IEEE-ს მიერ. Ამ შემთხვევაში, ფაქტობრივ სპეციფიკაციას ჰქვია 802.11, და ის განახლდა წლების განმავლობაში, რათა აისახოს – და წაახალისოს – ტექნოლოგიების გაუმჯობესება. ეს ცვლილებები აღწერილია ასოების დამატებით, როგორიცაა გ, ნ ან აწ ნომრის შემდეგ. მოხერხებულობისთვის, სპეციფიკაციის ეს ვარიაციები მოხსენიებულია როგორც უკაბელო გ, უკაბელო n, უკაბელო AC და ასე შემდეგ.

თქვენი სახლის Wi-Fi ცნობილია, როგორც ა უკაბელო ლოკალური ქსელი ან WLAN, მაგრამ უმეტესობა მას უბრალოდ უწოდებს Wi-Fi-ს და ტოვებს მას. Wi-Fi ქსელი ბრუნავს ცენტრალური ქსელის მოწყობილობის გარშემო, რომელსაც ეწოდება წვდომის წერტილი, რომელიც უზრუნველყოფს ორმხრივ კომუნიკაციას ყველა მოწყობილობასთან, რომელიც დაკავშირებულია ქსელთან. თითოეულ მოწყობილობას, თავის მხრივ, უნდა ჰქონდეს უკაბელო ქსელის ინტერფეისის ბარათი, ან NIC, წვდომის წერტილთან კომუნიკაციისთვის. უკაბელო პროტოკოლები, რომლებსაც ისინი იყენებენ, ფართოდ განსხვავდება დიაპაზონში და შესრულებაში და უმჯობესდება ყოველ თაობასთან ერთად.

Wi-Fi კომუნიკაციების უმეტესობა ხდება რადიო სიხშირეების ორ განსხვავებულ ზოლში, 2.4 გჰც და 5 გჰც დიაპაზონში. ეს ზოლები მინიმალურად რეგულირდება და ისინი გამოიყენება სხვადასხვა სამომხმარებლო მოწყობილობებისთვის, ბავშვის მონიტორებიდან უსადენო ტელეფონებამდე. ისინი კარგად არიან სხვადასხვა საქმეებში. 5 გჰც დიაპაზონის სიხშირეებს შეუძლიათ უფრო სწრაფად გადაიტანონ მეტი მონაცემები, მაგრამ 2.4 გჰც დიაპაზონში მყოფი სიხშირეები უფრო დიდი დიაპაზონია და ისინი უკეთესად ახერხებენ კედლებში გავლას. ისტორიულად 2.4 გჰც გამოიყენებოდა უფრო მეტ მოწყობილობაში, მაგრამ ეს ნიშნავს 2.4 გჰც სიხშირეები უფრო ხალხმრავალია და მიდრეკილია ჩარევისკენ.

802.11 Wi-Fi სპეციფიკაციის ყველაზე ადრეული ვერსიები იყო ბაზარზე უკაბელო ა და ბ, რომლებიც სტანდარტიზებული იქნა 90-იანი წლების ბოლოს და გახდა ფაქტობრივი პროდუქტი 2000-იანი წლების დასაწყისში. თითოეულმა გამოიყენა სხვადასხვა ჯგუფი. უსადენო ბ იყენებდა 2.4 გჰც დიაპაზონს და მას შეეძლო ქსელში დაკავშირება წამში 11 მეგაბიტამდე სიჩქარით და 150 ფუტის დიაპაზონში. Უკაბელოა იყენებდა 5 გჰც დიაპაზონს და ჰქონდა გამტარუნარიანობა 54 Mbps-მდე, მაგრამ მისი დიაპაზონი იყო მხოლოდ 25-დან 75 ფუტამდე. უკაბელო b-ებიუკეთესი დიაპაზონი და შედარებით დაბალი ღირებულება გახადა იგი ამ ორიდან უფრო პოპულარული.

პირველი Wi-Fi პროტოკოლი, რომელსაც ფართო წარმატება ჰქონდა სამომხმარებლო ბაზარზე, იყო 802.11 გ ან უკაბელო გ. იყენებდა იგივე 2.4 გჰც დიაპაზონს, როგორც უკაბელო ბ, ასე რომ, ის თავსებადია ძველ აღჭურვილობასთან ამ სტანდარტის გამოყენებით, მაგრამ 54 Mbps სიჩქარით ახლა შესთავაზა უსადენო ქსელებთან შედარებით შესრულება. ეს საკმარისი იყო სახლის მომხმარებლების უმეტესობისთვის და უკაბელო g ძალიან პოპულარული იყო 2000-იანი წლების პირველ ათწლეულში.

როდესაც Wi-Fi გახდა უფრო სასარგებლო და პოპულარული, მომხმარებლებს სჭირდებოდათ უკეთესი შესრულება ვიდეო ნაკადის და სხვა მომთხოვნი აპლიკაციების დასამუშავებლად. The 802.11n სპეციფიკაცია, რომელიც მოვიდა 2009 წელს, ეხებოდა ამას რამდენიმე მნიშვნელოვანი ტექნიკური შესწორებით, რომლებიც ძირითადად ტრიალებს გარშემო მრავალჯერადი შეყვანის მრავალჯერადი გამომავალი ანტენები ან MIMO-ები, რომელიც იძლეოდა 300 Mbps-მდე სიჩქარეს. მან ასევე შესთავაზა არხების შეერთება, ცალკეული არხების გამოყენების შესაძლებლობა ზედა და ქვედა დინების ტრაფიკისთვის, რაც გაზარდა პოტენციური გამტარუნარიანობა - ყოველ შემთხვევაში თეორიულად - 600 Mbps-მდე. ის იყენებდა როგორც 2.4, ასევე 5 გჰც სიხშირეებს, ასე რომ, ის თავსებადია მოწყობილობებთან. უკაბელო ა, ბ, და გ.

The უკაბელო AC სპეციფიკაცია, რომელიც დათარიღებულია 2014 წლიდან, კიდევ უფრო დახვეწა ეს ტექნოლოგია გამოყენებით მრავალ მომხმარებლის MIMO ტექნოლოგია ან MU-MIMO. ეს უზრუნველყოფს საბაზისო სიჩქარეს 433 Mbps-მდე არხზე და არხის შეერთებით, თეორიულად შესაძლებელია უკაბელო ქსელი კარგად აღწევს გიგაბიტებს, ან ათასობით Mbps. უკაბელო AC თავად მუშაობს მხოლოდ 5 გჰც სიხშირეზე, მაგრამ ბევრი მწარმოებელი მოიცავს უკაბელო n მიკროსქემები ასევე მათი მარშრუტიზატორების თავსებადობის შესანარჩუნებლად უკაბელო ბ, გ და ნ.

არსებობს რამდენიმე 802.11 პროტოკოლი, რომლებიც არ გამოიყენება ზოგადი დანიშნულების Wi-Fi ქსელებისთვის, მაგრამ კონკრეტული მოწყობილობა-მოწყობილობა კომუნიკაციები. უკაბელო რეკლამა, მაგალითად, იყენებს 60 გჰც დიაპაზონს და მართლაც ძალიან სწრაფია - პოტენციურად 6.7 გჰც-მდე - მაგრამ მხოლოდ 10 ან 11 ფუტის დიაპაზონში. ის საუკეთესოდ გამოიყენება სიტუაციებში, რომლებიც საჭიროებენ მაღალ გამტარუნარიანობას ერთმანეთთან ახლოს მოწყობილობებს შორის. უსადენო აჰ, ასევე ცნობილია, როგორც Wi-Fi HaLow, იყენებს ქვედა 900 MHz დიაპაზონს, რათა უზრუნველყოს გაფართოებული დიაპაზონი გამტარუნარიანობის მაქსიმუმ 347 Mbps. ის გამიზნულია უფრო დიდი დიაპაზონის სიგნალების მიწოდებისთვის დაბალი სიმძლავრის მოწყობილობებისთვის, როგორიცაა ჭკვიანი მოწყობილობები და სხვა IoT აპლიკაციები.

მოთხოვნა გაუმჯობესებული Wi-Fi ქსელის მუშაობაზე მალე არ გაქრება – პირიქით – ასე რომ, ბაზარზე ახალი IEEE სპეციფიკაცია შემოდის. ჰქვია უკაბელო ცული, და ის იყენებს ციფრულ სისწრაფეს გამტარუნარიანობის გასაზრდელად. ის აორმაგებს თითოეული ხელმისაწვდომი უკაბელო არხის სიგანეს და საშუალებას აძლევს სიგნალებს გამოიყენონ მისთვის საჭირო თითოეული არხის მხოლოდ ნაწილი, რაც მთელ სისტემას უფრო ეფექტურს გახდის. ის გთავაზობთ მდე ოთხჯერ აღემატება დიაპაზონს და ექვსჯერ აღემატება უკაბელო AC-ს, ყოველ შემთხვევაში, თეორიულად და - რაც მნიშვნელოვანია IoT-სთვის - მხარს უჭერს ბევრ სხვა მოწყობილობას ერთდროულად.

მიუხედავად იმისა, რომ Wi-Fi-სთვის გამოყენებული სპეციფიკაციები განსაზღვრულია IEEE-ს ინჟინრების მიერ, თავად ტერმინი "Wi-Fi" და Wi-Fi ლოგო ეკუთვნის მწარმოებელთა კონსორციუმს, რომელიც ცნობილია როგორც Wi-Fi ალიანსი. ინჟინრები შეიძლება კმაყოფილი იყვნენ ასოებითა და ციფრებით სტანდარტების იდენტიფიცირებით, მაგრამ მწარმოებლებს და მათ მარკეტინგის განყოფილებებს მოსწონთ, რომ ყველაფერი მარტივი და დასამახსოვრებელი იყოს. ამიტომაც Wi-Fi ალიანსმა გამოაცხადა ახალი ბრენდინგი, უკაბელო n-ს გადარქმევა Wireless 4-ად, ac-ად Wireless 5-ად და ax-ით Wireless 6-ად. ასეთი ნუმერაციის სისტემა გამოიყენება ყველაფერში, მობილური ტელეფონებიდან დაწყებული ფილმების ფრენჩაიზებით დამთავრებული, ამიტომ მომხმარებლებისთვის მისი დამახსოვრება უფრო ადვილი უნდა იყოს.

ყველა უკაბელო პროტოკოლი არ არის განკუთვნილი დიდი ტერიტორიების დასაფარად ან ფართო კომუნიკაციის შესაძლებლობის უზრუნველსაყოფად. ზოგიერთი ყველაზე სასარგებლო არის მოკლე დიაპაზონის სტანდარტები მიზნად ისახავს დაეხმაროს დაბალი სიმძლავრის მოწყობილობებს ერთმანეთთან ურთიერთქმედებაში. ამან შეიძლება გავლენა მოახდინოს თქვენს ურთიერთობაზე კომპიუტერთან, ტელეფონთან ან სხვა მოწყობილობებთან, ან იმაზე, თუ როგორ ესაუბრებიან მოწყობილობები ერთმანეთს პირდაპირ.

უკაბელო ტექნოლოგიის ზოგიერთი უმარტივესი ფორმა, მათ შორის სტანდარტული უკაბელო მაუსი და კლავიატურა, საერთოდ არ იყენებს ოფიციალურ უკაბელო პროტოკოლს. ამის ნაცვლად, ისინი პირდაპირ გადასცემენ წინასწარ დაყენებულ რადიოს სიხშირეზე. ძველი მოწყობილობები იყენებენ 27 MHz სიხშირეს, ასევე გამოიყენება რადიო კონტროლირებადი სათამაშოებისთვის. მას აქვს ცუდი დიაპაზონი, მაგრამ შესანიშნავად არის შესაფერისი მოწყობილობებისთვის, რომლებიც იზიარებენ სამუშაო მაგიდას. უახლესი ვერსიები იყენებენ 2.4 გჰც დიაპაზონს და მათი გამოყენება უფრო შორს არის შესაძლებელი, რაც შესანიშნავია, თუ გიგანტურ მონიტორს კარგად ზიხართ.

RF მოწყობილობებს სჭირდებათ საკუთარი მიმღები იმისთვის, რომ იმუშაონ, მაგრამ Bluetooth არა, რის გამოც Bluetooth ტექნოლოგია უფრო მრავალმხრივია. Bluetooth ეფუძნება სხვა IEEE უკაბელო სპეციფიკაციას, 802.15.1, რომელიც აღწერილია, როგორც პერსონალური ქსელები. პერსონალური ზონის ქსელები განკუთვნილია შეცვალეთ მავთულები და კაბელები ერთ ადამიანში ან სამუშაო სივრცეში და მის გარშემო. Bluetooth არის ტექნოლოგია, რომელიც გამოიყენება ამ ტიპის ქსელში, რადგან ის საიმედოდ აკავშირებს, იყენებს შედარებით მცირე ენერგიას და შეუძლია ერთდროულად რვა მოწყობილობის მხარდაჭერა.

Bluetooth აკავშირებს მოწყობილობებს 2.4 გჰც სიხშირეზე. როდესაც მოწყობილობები პირველად არის დაკავშირებული ან დაწყვილებული Bluetooth-ის საშუალებით ისინი ქმნიან უნიკალურ უსაფრთხოების კოდს, როგორც ერთგვარი საიდუმლო ხელის ჩამორთმევას მათ შორის. დაწყვილების შემდეგ ისინი ხელახლა დაკავშირება ავტომატურად მომავალში და არ საჭიროებს დამატებით კონფიგურაციას. Bluetooth მონაცემთა გამტარუნარიანობა შედარებით დაბალია, ამიტომ ის ძირითადად გამოიყენება შეყვანისა და გამომავალი მოწყობილობებისთვის, როგორიცაა მაუსები და კლავიატურები, დინამიკები და მიკროფონები და ყურსასმენები.

დაბალი ენერგიის მოხმარება ყოველთვის იყო Bluetooth სპეციფიკაციის ნაწილი, რადგან უკაბელო მოწყობილობებია ბატარეით იმართება აუცილებლობით, მაგრამ სტანდარტული Bluetooth-იც კი ზედმეტად ბევრ ბატარეას იყენებს ზოგიერთისთვის აპლიკაციები. შესწორებული ვერსია, Bluetooth დაბალი ენერგია ან BLE, ემსახურება ბაზრის ამ სეგმენტს გამტარუნარიანობის და დიაპაზონის შემცირებით ენერგიის მოხმარების შემცირება. ის ხშირად გამოიყენება ფიტნეს ზოლებსა და სმარტ საათებში, მაგალითად, და ასევე აქვს IoT მოწყობილობებთან გამოყენების პოტენციალი.

ახლო საველე კომუნიკაციები, ან NFC, არის ყველა უკაბელო პროტოკოლის უმოკლეს დიაპაზონი. ის მუშაობს მანძილზე სულ რამდენიმე ინჩი, ძალიან დაბალი სიმძლავრის ჩიპების გამოყენებით. თქვენ იცით ეს, როგორც ტექნოლოგია, რომელიც გამოიყენება თქვენი ტელეფონის შეხებით გადახდის აპებში, მათ შორის Apple Pay, Google Pay და Samsung Pay. ის ასევე ფართოდ გამოიყენება უსაფრთხოების გასაღების ბარათებში და მსგავს აპლიკაციებში.

სხვა უკაბელო პროტოკოლები ჩნდება ინდივიდუალური სმარტ მოწყობილობების მოთხოვნილებების დასაკმაყოფილებლად და ერთობლივად. ეს არ არის მომხმარებელზე ორიენტირებული, როგორც ასეთი, თუმცა პროდუქტები, რომლებიც მათ საშუალებას აძლევს, რა თქმა უნდა არის. რამდენიმე უფრო გამორჩეული მოიცავს:

• თემა: ეს უკაბელო პროტოკოლი გახდა Google-ის პორტფოლიოს ნაწილი, როდესაც მან იყიდა სახლის ავტომატიზაციის ლიდერი Nest. IEEE-ის 802.15.4 უკაბელო სტანდარტის საფუძველზე, ის გამოიყენება Nest-ის კვამლის დეტექტორებსა და ავტომატიზაციის მოწყობილობებში. სხვა მომწოდებლებს შეუძლიათ აირჩიონ Thread-ის გამოყენება, თუ მათ სურთ იყვნენ თავსებადი Nest ეკოსისტემის პროდუქტებთან.
  
• Zigbee და Zigbee Pro: Zigbee და Zigbee Pro მუშაობენ 2.4 GHz და 900 MHz ზოლებზე და პოტენციურად შეუძლიათ ათასობით მოწყობილობის მხარდაჭერა ნებისმიერ მოცემულ საიტზე. Thread-ისგან განსხვავებით, Zigbee-ს მხარს უჭერს ასობით მწარმოებლის კონსორციუმი.
  
• ZWave და ZWave Plus: კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი პროტოკოლი IoT გამოყენებისთვის არის ZWave, რომელიც მსგავსია Zigbee-ს, მაგრამ შექმნილია იმისთვის, რომ იყოს უფრო მარტივი და ნაკლებად ძვირი დასანერგად. ის მუშაობს 800 და 900 MHz ზოლებზე, რომლებიც გვთავაზობენ კარგ დიაპაზონს და ნაკლებ ჩარევას, ვიდრე 2.4 GHz დიაპაზონი. ის შეიქმნა დანიური კომპანიის Zensys-ის მიერ, მაგრამ ახლა მას აქვს მწარმოებლების ფართო მხარდაჭერა.
• MQTT: შეტყობინებების რიგის ტელემეტრიული ტრანსპორტი განკუთვნილია დაბალი სიმძლავრის, დაბალი გამტარუნარიანობის მოწყობილობებისთვის, როგორიცაა შედარებით "მუნჯი" სენსორები, რომლებსაც არ სჭირდებათ მონაცემთა გამტარუნარიანობა, რომელიც საჭიროა ინტერაქტიული "ჭკვიანი" IoT-ისთვის მოწყობილობები.