ประเภทของโปรโตคอลไร้สาย

สัญญาณไร้สายเป็นหนึ่งในตัวเลือกการสื่อสารที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด ตั้งแต่สถานีโทรทัศน์และวิทยุในพื้นที่ที่คุณชื่นชอบ ไปจนถึงโทรศัพท์มือถือของคุณ เทคโนโลยีไร้สายที่สำคัญที่สุดบางอย่าง ได้แก่ เทคโนโลยีที่ใช้อินเทอร์เน็ตที่บ้านของคุณและการเพิ่มขึ้น จำนวนสมาร์ทดีไวซ์บนอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งหรือ IoT ถูกควบคุมโดยโปรโตคอลไร้สายหลายแบบ ขึ้นอยู่กับการใช้งาน ช่วงของมันอาจจะ มากถึงหลายไมล์หรือเพียงไม่กี่นิ้ว.

หากคุณไม่ได้อาศัยอยู่ในพื้นที่ที่ให้บริการโดยผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตทั่วไป ตัวเลือกของคุณตามธรรมเนียม ได้รับการ จำกัด การโทรหรือดาวเทียมซึ่งทั้งสองอย่างนี้ไม่ดีโดยเฉพาะกับอินเทอร์เน็ตที่ทันสมัยและสมบูรณ์ เนื้อหา. เทคโนโลยีไร้สายสามารถลดช่องว่างนี้ได้หลายวิธี โดยให้บริการในที่ที่ไม่มีทางเป็นไปได้

ในพื้นที่ที่อินเทอร์เน็ตเคเบิลและไฟเบอร์ไม่ประหยัด เช่นเดียวกัน LTE เทคโนโลยีที่ให้ความคุ้มครองอินเทอร์เน็ตบนมือถือของคุณสามารถถูกควบคุมเพื่อให้อินเทอร์เน็ตไร้สายแก่ผู้ใช้ตามบ้านได้เช่นกัน สามารถจัดส่งผ่านเครือข่ายเซลลูลาร์ที่มีอยู่โดยผู้ให้บริการรายใหญ่หรือโดยผู้ให้บริการอิสระที่เลือกที่จะสร้างเสาของตนเอง ความเร็วแตกต่างกันไปตามผู้ให้บริการด้วยเทคโนโลยีรุ่นที่ 4 ปัจจุบัน

บริการอินเทอร์เน็ตแบบ Line-of-Sight ใช้สิ่งที่เดือดลงไปถึง Wi-Fi แบบธรรมดาที่มีกำลังแรงสูงซึ่งส่งสัญญาณจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งโดยใช้ เสาอากาศแบบมีทิศทางสูง. เนื่องจากมันส่งสัญญาณไปยังจุดโฟกัสที่แน่นหนา บริการประเภทนี้จึงมีโอกาสน้อยที่จะรบกวน กับอุปกรณ์อื่นๆ และสามารถใช้สัญญาณกำลังสูงที่อาจผิดกฎหมายภายใต้FCC กฎระเบียบ โดยทั่วไปแล้วความเร็วจะสูงถึง 25 Mbps ซึ่งเป็นที่ยอมรับสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่หากไม่เหมาะ

ด้วยการเพิ่มขึ้นของ Internet of Things และกลุ่มอุปกรณ์อัจฉริยะและกึ่งอัจฉริยะก็มีความจำเป็นเช่นกัน เทคโนโลยีไร้สายที่สามารถทำงานร่วมกับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำจำนวนมากได้ทั่วเมืองและชานเมืองขนาดใหญ่ พื้นที่ เทคโนโลยี LTE สามารถใช้งานได้เช่นกัน แม้ว่าการใช้พลังงานจะค่อนข้างสูง เทคโนโลยีการแข่งขันคือ โปรโตคอลเครือข่ายบริเวณกว้างระยะไกล หรือ LoRaWAN ด้วยระยะสองสามไมล์ในเขตเมืองและมากถึงสามเท่าในเขตชานเมืองที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า

เช่นเดียวกับอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ เทคโนโลยีไร้สายที่คุณใช้ในบ้านของคุณนั้นอิงตามข้อกำหนดการออกแบบที่กำหนดโดยสถาบันวิศวกรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์หรือ IEEE ในกรณีนี้, สเปกจริงเรียกว่า 802.11, และได้รับการอัพเกรดตลอดหลายปีที่ผ่านมาเพื่อสะท้อน - และสนับสนุน - การปรับปรุงเทคโนโลยี การเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นอธิบายโดยการเพิ่มตัวอักษรเช่น NS, NS หรือ ac หลังเลข. เพื่อความสะดวก รูปแบบต่างๆ ในข้อมูลจำเพาะจะเรียกว่า ไร้สาย g, ไร้สาย, ac .ไร้สาย และอื่นๆ

Wi-Fi ที่บ้านของคุณรู้จักกันดีในชื่อ a เครือข่ายท้องถิ่นไร้สาย หรือ WLAN แต่คนส่วนใหญ่เรียกมันว่า Wi-Fi แล้วปล่อยไว้อย่างนั้น เครือข่าย Wi-Fi หมุนรอบอุปกรณ์เครือข่ายกลางที่เรียกว่าจุดเข้าใช้งาน ซึ่งให้การสื่อสารแบบสองทางกับทุกอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับเครือข่าย ในทางกลับกัน อุปกรณ์แต่ละชิ้นจำเป็นต้องมีการ์ดอินเทอร์เฟซเครือข่ายไร้สายหรือ NIC เพื่อสื่อสารกับจุดเชื่อมต่อ โปรโตคอลไร้สายที่ใช้นั้นแตกต่างกันไปตามช่วงและประสิทธิภาพ และกำลังดีขึ้นในแต่ละรุ่น

การสื่อสารผ่าน Wi-Fi ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในคลื่นความถี่วิทยุที่แตกต่างกันสองแถบ คือ แถบความถี่ 2.4 GHz และแถบความถี่ 5 GHz แถบเหล่านี้ได้รับการควบคุมเพียงเล็กน้อย และใช้สำหรับอุปกรณ์ต่างๆ ของผู้บริโภคตั้งแต่อุปกรณ์เฝ้าดูเด็กไปจนถึงโทรศัพท์ไร้สาย พวกเขาเก่งในเรื่องต่างๆ ความถี่ในย่านความถี่ 5 GHz สามารถส่งข้อมูลได้เร็วกว่า แต่ย่านความถี่ 2.4 GHz มีช่วงที่ยาวกว่า และสามารถทะลุผ่านกำแพงได้ดีกว่า ในอดีตมีการใช้ 2.4 GHz ในอุปกรณ์ต่างๆ มากขึ้น แต่นั่นก็หมายความว่า ความถี่ 2.4 GHz มีผู้คนหนาแน่นและมีแนวโน้มที่จะถูกรบกวนมากขึ้น.

เวอร์ชั่นแรกสุดของข้อกำหนด 802.11 Wi-Fi ที่จะออกสู่ตลาดคือ ไร้สาย และ NSซึ่งได้รับมาตรฐานในช่วงปลายยุค 90 และกลายเป็นผลิตภัณฑ์จริงในช่วงต้นทศวรรษ 2000 แต่ละคนใช้วงดนตรีที่แตกต่างกัน ไร้สายข ใช้แบนด์ 2.4 GHz และสามารถเชื่อมต่อเครือข่ายด้วยความเร็วสูงถึง 11 เมกะบิตต่อวินาทีและระยะสูงสุด 150 ฟุต ไร้สายNS ใช้แบนด์ 5 GHz และมีทรูพุตสูงถึง 54 Mbps แต่ช่วงของมันอยู่ที่ 25 ถึง 75 ฟุตเท่านั้น ไร้สาย b'sช่วงที่ดีกว่าและต้นทุนค่อนข้างต่ำ ทำให้มันเป็นที่นิยมมากขึ้นของทั้งสอง

โปรโตคอล Wi-Fi แรกที่ประสบความสำเร็จในตลาดผู้บริโภคคือ 802.11g หรือ ไร้สาย g. ใช้แบนด์ 2.4 GHz เดียวกันกับ ไร้สาย bดังนั้นจึงเข้ากันได้กับอุปกรณ์รุ่นเก่าที่ใช้มาตรฐานนั้น แต่ที่ 54 Mbps ตอนนี้ให้ประสิทธิภาพเทียบเท่ากับเครือข่ายไร้สาย นั่นก็ดีเพียงพอสำหรับผู้ใช้ตามบ้านส่วนใหญ่และ wireless g ได้รับความนิยมอย่างมหาศาล ในช่วงทศวรรษแรกของปี 2000

เนื่องจาก Wi-Fi มีประโยชน์และเป็นที่นิยมมากขึ้น ผู้ใช้จึงต้องการประสิทธิภาพที่ดีขึ้นเพื่อจัดการกับการสตรีมวิดีโอและแอพพลิเคชั่นอื่นๆ ที่มีความต้องการสูง NS 802.11n ข้อมูลจำเพาะซึ่งมาพร้อมกับในปี 2009 ระบุว่าด้วยการปรับแต่งทางเทคนิคที่สำคัญบางอย่างซึ่งส่วนใหญ่หมุนเวียนไปรอบ ๆ เสาอากาศหลายช่องสัญญาณเข้าหลายช่อง หรือ MIMOsซึ่งอนุญาตให้มีความเร็วสูงถึง 300 Mbps นอกจากนี้ยังเสนอการเชื่อมโยงช่องสัญญาณ ทางเลือกในการใช้ช่องทางแยกสำหรับทราฟฟิกต้นน้ำและปลายน้ำ ซึ่ง เพิ่มปริมาณงานที่เป็นไปได้ – อย่างน้อยก็ในทางทฤษฎี – เป็น 600 Mbps. ใช้ทั้งความถี่ 2.4 และ 5 GHz ดังนั้นจึงเข้ากันได้กับอุปกรณ์ที่ใช้ ไร้สาย, NS, และ NS.

NS ac .ไร้สาย ข้อมูลจำเพาะสืบมาจากปี 2014 ได้ปรับปรุงเทคโนโลยีต่อไปโดยใช้ เทคโนโลยี MIMO แบบผู้ใช้หลายคน หรือ มู-มิโม. ซึ่งให้ความเร็วพื้นฐานสูงถึง 433 Mbps ต่อแชนเนล และด้วยการรวมแชนเนล ในทางทฤษฎีแล้วจะมี เครือข่ายไร้สายทำความเร็วได้ดีในระดับกิกะบิตหรือพัน Mbps ac .ไร้สาย ตัวเองทำงานในย่านความถี่ 5 GHz เท่านั้น แต่ผู้ผลิตหลายรายรวมถึง ไร้สาย วงจรรวมทั้งเพื่อให้เราเตอร์ของพวกเขาเข้ากันได้กับ ไร้สาย b, NS และ NS.

มีโปรโตคอล 802.11 สองสามตัวที่ไม่ได้ใช้สำหรับเครือข่าย Wi-Fi วัตถุประสงค์ทั่วไป แต่สำหรับ การสื่อสารแบบอุปกรณ์ต่ออุปกรณ์เฉพาะ. โฆษณาไร้สาย ตัวอย่างเช่น ใช้แบนด์ 60 GHz และเร็วมากจริง ๆ – อาจสูงถึง 6.7 GHz – แต่ภายในช่วงเพียง 10 หรือ 11 ฟุต ควรใช้ในสถานการณ์ที่ต้องการปริมาณงานสูงระหว่างอุปกรณ์ที่อยู่ใกล้กัน ไร้สาย ahหรือที่เรียกว่า Wi-Fi HaLow, ใช้ย่านความถี่ 900 MHz ที่ต่ำกว่าเพื่อขยายช่วงด้วยอัตราความเร็วที่จำกัดสูงสุดที่ 347 Mbps มีวัตถุประสงค์เพื่อให้สัญญาณช่วงที่ยาวขึ้นสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำ เช่น เครื่องใช้อัจฉริยะและแอปพลิเคชัน IoT อื่นๆ

ความต้องการปรับปรุงประสิทธิภาพของเครือข่าย Wi-Fi จะไม่หมดไปในเร็วๆ นี้ – ค่อนข้างตรงกันข้าม – ดังนั้นจึงมีข้อกำหนด IEEE ที่ใหม่กว่าเข้ามาในตลาด ก็เรียกว่า ขวานไร้สายและใช้มือแบบดิจิทัลเพื่อเพิ่มปริมาณงาน มันเพิ่มความกว้างของช่องสัญญาณไร้สายแต่ละช่องที่มีอยู่เป็นสองเท่า และอนุญาตให้สัญญาณใช้เฉพาะส่วนของแต่ละช่องสัญญาณที่ต้องการ ทำให้ทั้งระบบมีประสิทธิภาพมากขึ้น มันให้มากถึง สี่เท่าของช่วงและประสิทธิภาพการทำงานแบบไร้สายของ ac. หกเท่าอย่างน้อยก็ในทางทฤษฎี และที่สำคัญสำหรับ IoT รองรับอุปกรณ์อื่นๆ มากมายในเวลาเดียวกัน

แม้ว่าข้อมูลจำเพาะที่ใช้สำหรับ Wi-Fi จะถูกกำหนดโดยวิศวกรของ IEEE แต่คำว่า "Wi-Fi" และโลโก้ Wi-Fi นั้นเป็นของสมาคมผู้ผลิตที่รู้จักกันในชื่อ Wi-Fi Alliance. วิศวกรอาจพอใจกับการระบุมาตรฐานด้วยตัวอักษรและตัวเลข แต่ผู้ผลิตและฝ่ายการตลาดต้องการทำให้ทุกอย่างเรียบง่ายและน่าจดจำ นั่นเป็นเหตุผลที่ Wi-Fi Alliance ได้ประกาศแบรนด์ใหม่ เปลี่ยนชื่อ wireless n เป็น Wireless 4, ac เป็น Wireless 5 และ ax เป็น Wireless 6. ระบบการนับประเภทนั้นใช้สำหรับทุกอย่างตั้งแต่โทรศัพท์มือถือไปจนถึงแฟรนไชส์ภาพยนตร์ ดังนั้นผู้บริโภคจึงควรจดจำได้ง่ายขึ้น

โปรโตคอลไร้สายบางชนิดไม่ได้มีไว้เพื่อครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่หรือเพื่อให้มีความสามารถในการสื่อสารที่หลากหลาย มาตรฐานบางส่วนที่มีประโยชน์มากที่สุดคือมาตรฐานระยะสั้น หมายถึงการช่วยให้อุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำโต้ตอบกัน สิ่งเหล่านี้อาจส่งผลต่อวิธีที่คุณโต้ตอบกับคอมพิวเตอร์ โทรศัพท์ หรืออุปกรณ์อื่นๆ หรือวิธีที่อุปกรณ์พูดคุยกันโดยตรง

เทคโนโลยีไร้สายรูปแบบที่ง่ายที่สุดบางรูปแบบ รวมถึงเมาส์และคีย์บอร์ดไร้สายมาตรฐาน ไม่ใช้โปรโตคอลไร้สายที่เป็นทางการเลย พวกเขาส่งโดยตรงผ่านความถี่วิทยุที่ตั้งไว้แทน อุปกรณ์รุ่นเก่าใช้ความถี่ 27 MHz ซึ่งใช้สำหรับของเล่นที่ควบคุมด้วยวิทยุ มีช่วงที่ไม่ดีแต่ก็สมบูรณ์แบบสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้โต๊ะร่วมกัน เวอร์ชันที่ใหม่กว่าใช้แบนด์ 2.4 GHz และสามารถใช้งานได้ไกลขึ้น ซึ่งดีมาก หากคุณนั่งเอนหลังได้ดีจากจอภาพขนาดใหญ่

อุปกรณ์ RF ต้องการตัวรับสัญญาณของตัวเองเพื่อทำงาน แต่บลูทูธไม่ต้องการ นั่นคือเหตุผล เทคโนโลยีบลูทูธ มีความหลากหลายมากขึ้น Bluetooth อิงตามข้อกำหนดไร้สาย IEEE อื่น 802.15.1 ซึ่งอธิบายว่าใช้สำหรับ เครือข่ายพื้นที่ส่วนบุคคล. เครือข่ายพื้นที่ส่วนบุคคลมีวัตถุประสงค์เพื่อ เปลี่ยนสายไฟและสายเคเบิลในและรอบๆ คนคนเดียวหรือพื้นที่ทำงาน. บลูทูธเป็นเทคโนโลยีที่ใช้ในเครือข่ายประเภทนี้เพราะเชื่อมต่อได้อย่างน่าเชื่อถือ ใช้พลังงานค่อนข้างน้อย และสามารถรองรับอุปกรณ์ได้ถึงแปดเครื่องพร้อมกัน

Bluetooth เชื่อมต่ออุปกรณ์บนแถบความถี่ 2.4 GHz เมื่ออุปกรณ์เชื่อมต่อครั้งแรกหรือ จับคู่ ผ่านบลูทูธ พวกเขาสร้างรหัสความปลอดภัยที่ไม่เหมือนใครเพื่อเป็นการจับมือกันแบบลับๆ ระหว่างพวกเขา หลังจากจับคู่กันแล้ว เชื่อมต่อใหม่โดยอัตโนมัติในอนาคต และไม่ต้องตั้งค่าเพิ่มเติมใดๆ ทรูพุตข้อมูลบลูทูธค่อนข้างต่ำ ดังนั้นจึงมักใช้กับอุปกรณ์อินพุตและเอาต์พุต เช่น เมาส์และคีย์บอร์ด ลำโพง ไมโครโฟน และชุดหูฟัง

การใช้พลังงานต่ำเป็นส่วนหนึ่งของข้อกำหนด Bluetooth เสมอ เพราะอุปกรณ์ไร้สายนั้น ใช้แบตเตอรี่โดยความจำเป็น แต่ถึงกระนั้น Bluetooth มาตรฐานก็ใช้พลังงานแบตเตอรี่มากเกินไปสำหรับบางคน แอปพลิเคชัน ฉบับแก้ไข, บลูทูธพลังงานต่ำ หรือ BLE, รองรับส่วนนั้นของตลาดโดยการตัดแบนด์วิดธ์และช่วงเป็น ลดการใช้พลังงาน. มักใช้ในสายฟิตเนสและสมาร์ทวอทช์ และมีศักยภาพในการใช้งานกับอุปกรณ์ IoT เช่นกัน

การสื่อสารระยะใกล้, หรือ NFCเป็นช่วงที่สั้นที่สุดของโปรโตคอลไร้สายทั้งหมด มันทำงานผ่านระยะทางของ เพียงไม่กี่นิ้วโดยใช้ชิปที่ใช้พลังงานต่ำมาก คุณทราบดีว่าเป็นเทคโนโลยีที่ใช้ในแอปแตะเพื่อจ่ายสำหรับโทรศัพท์ของคุณ ซึ่งรวมถึง Apple Pay, Google Pay และ Samsung Pay นอกจากนี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในคีย์การ์ดรักษาความปลอดภัยและแอปพลิเคชันที่คล้ายคลึงกัน

โปรโตคอลไร้สายอื่น ๆ กำลังพัฒนาเพื่อตอบสนองความต้องการของอุปกรณ์อัจฉริยะแต่ละเครื่องและอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่าง ๆ โดยรวม สิ่งเหล่านี้ไม่ได้เน้นที่ผู้บริโภคแม้ว่าผลิตภัณฑ์ที่พวกเขาเปิดใช้งานจะเป็นอย่างแน่นอน ที่โดดเด่นกว่าบางส่วน ได้แก่ :

• เกลียว: โปรโตคอลไร้สายนี้กลายเป็นส่วนหนึ่งของพอร์ตโฟลิโอของ Google เมื่อซื้อ Nest ผู้นำด้านระบบอัตโนมัติภายในบ้าน ตามมาตรฐานไร้สาย 802.15.4 ของ IEEE ใช้ในเครื่องตรวจจับควันไฟและอุปกรณ์อัตโนมัติของ Nest ผู้จำหน่ายรายอื่นสามารถเลือกใช้ Thread ได้หากต้องการเข้ากันได้กับผลิตภัณฑ์ในระบบนิเวศของ Nest
  
• Zigbee และ Zigbee Pro: Zigbee และ Zigbee Pro ทำงานบนแถบความถี่ 2.4 GHz และ 900 MHz และอาจรองรับอุปกรณ์หลายพันเครื่องในแต่ละครั้งในไซต์ใดก็ตาม Zigbee ต่างจาก Thread ตรงที่ได้รับการสนับสนุนจากกลุ่มผู้ผลิตหลายร้อยราย
  
• ZWave และ ZWave Plus: โปรโตคอลที่สำคัญอีกประการหนึ่งสำหรับการใช้งาน IoT คือ ZWave ซึ่งคล้ายกับ Zigbee แต่ได้รับการออกแบบให้ใช้งานได้ง่ายกว่าและมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าในการนำไปใช้ ทำงานบนแถบความถี่ 800 และ 900 MHz ซึ่งมีช่วงที่ดีและมีสัญญาณรบกวนน้อยกว่าแถบความถี่ 2.4 GHz มันถูกสร้างขึ้นโดย บริษัท Zensys ของเดนมาร์ก แต่ตอนนี้ได้รับการสนับสนุนอย่างกว้างขวางจากผู้ผลิต
• เอ็มคิวทีที: Message Queue Telemetry Transport ออกแบบมาสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำและมีปริมาณงานต่ำ เช่น ค่อนข้าง เซ็นเซอร์ "โง่" ซึ่งไม่ต้องการปริมาณข้อมูลที่จำเป็นสำหรับ IoT. "อัจฉริยะ" เชิงโต้ตอบ อุปกรณ์