Vrste bežičnih protokola
Bežični signali jedna su 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 veći broj pametnih uređaja na Internetu stvari ili IoT-u regulirane su nizom bežičnih protokola. Ovisno o njihovoj upotrebi, njihov domet može biti čak nekoliko milja ili svega nekoliko inča .
Mogućnosti interneta širokog područja
Ako ne živite u području koje opslužuju konvencionalni pružatelji internetskih usluga, vaše su mogućnosti tradicionalno ograničene na dial-up ili satelit, od kojih ni jedno nije posebno dobro za moderan, bogat internetski sadržaj. Bežična tehnologija može premostiti ovaj jaz na nekoliko različitih načina, pružajući uslugu tamo gdje inače ne bi bila dostupna.
Kućna usluga putem LTE-a
U područjima gdje kabelski i optički internet nisu ekonomični, isti LTE tehnologija koja omogućuje internetsku pokrivenost na vašem mobitelu može se iskoristiti za pružanje bežičnog interneta i kućnim korisnicima. Mogu ga isporučiti preko postojeće mobilne mreže glavni operateri ili neovisni pružatelji usluga koji odluče postaviti vlastite tornjeve. Brzine se razlikuju među pružateljima, s trenutnom tehnologijom 4. generacije, 4G , dajući brzine do respektabilnih 100 Mbps , dok nadolazeći 5G tehnologija bi teoretski mogla doseći 10 Gbps .
Internet s izravnim vidokrugom
Internetske usluge s izravnim vidom koristite ono što se svodi na verziju konvencionalnog Wi-Fi-ja velike snage, koja prenosi svoj signal od točke do točke pomoću visoko usmjerenih antena . Budući da emitira svoje signale na usko fokusiranu točku, manja je vjerojatnost da će ova vrsta usluge ometati druge uređaje i može koristiti signal veće snage koji bi inače bio nezakonit prema FCC propisima. Brzine su obično do 25 Mbps, što je prihvatljivo za većinu upotreba, ako ne i idealno.
Internet za uređaje u velikim područjima
S porastom Interneta stvari i njegove horde pametnih i polu-pametnih uređaja, također postoji potreba za bežičnom tehnologijom koja može raditi s velikim brojem tih uređaja male snage u velikim urbanim i prigradskim područjima. 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 gusto naseljenim prigradskim područjima.
IEEE i Wi-Fi protokol
Kao i mnoge druge električne stvari, bežična tehnologija koju koristite oko kuće temelji se na specifikacijama dizajna koje je postavio Institut inženjera elektrotehnike i elektronike ili IEEE. U ovom slučaju, stvarna specifikacija zove se 802.11, i nadograđivan je tijekom godina kako bi odražavao – i poticao – poboljšanja u tehnologiji. Te su promjene opisane dodavanjem slova, kao što je g , n ili ac nakon broja. Radi praktičnosti, te se varijacije u specifikacijama nazivaju bežični g , bežično n , bežični ac i tako dalje.
Kratki vodič za bežičnu mrežu
Vaš kućni Wi-Fi poznat je kao bežična lokalna mreža ili WLAN, ali većina ljudi to jednostavno naziva Wi-Fi i ostavlja na tome. Wi-Fi mreža vrti se oko središnjeg mrežnog uređaja, koji se naziva pristupna točka, koji omogućuje dvosmjernu komunikaciju sa svakim uređajem koji je priključen na mrežu. Svaki uređaj pak mora imati karticu sučelja bežične mreže ili NIC za komunikaciju s pristupnom točkom. Bežični protokoli koje koriste uvelike variraju u rasponu i izvedbi i sa svakom su generacijom sve bolji.
Pojas od 2,4 GHz naspram pojasa od 5 GHz
Većina Wi-Fi komunikacije odvija se u dva različita pojasa radijskih frekvencija, pojasu od 2,4 GHz i pojasu od 5 GHz. Ovi pojasevi su minimalno regulirani i koriste se za razne potrošačke uređaje od bebi monitora 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 veći domet i bolje prolaze kroz zidove. Povijesno se 2,4 GHz koristilo u više uređaja, ali to znači da su frekvencije od 2,4 GHz pretrpanije i sklonije smetnjama .
Rani Wi-Fi s bežičnim A i B
Najranije verzije 802.11 Wi-Fi specifikacije koje su stigle na tržište bile su bežične i b , koji su standardizirani u kasnim 90-ima i postali stvarni proizvodi početkom 2000-ih. Svaki je koristio drugu traku. Bežično b koristio je pojas od 2,4 GHz i bio je sposoban za umrežavanje pri brzinama do 11 megabita u sekundi i dometu do 150 stopa. Bežično a koristio je pojas od 5 GHz i imao je propusnost do 54 Mbps, ali je njegov domet bio samo 25 do 75 stopa. Bežične b bolji domet i relativno niska cijena učinio ga je popularnijim od ta dva.
Glavni Wi-Fi s Wireless G
Prvi Wi-Fi protokol koji je imao velik uspjeh na potrošačkom tržištu bio je 802.11g ili bežični g . Koristio je isti pojas od 2,4 GHz kao bežični b , tako da je bio kompatibilan sa starijom opremom koja je koristila taj standard, ali pri 54 Mbps sada je nudio performanse usporedive s bežičnim mrežama. To je bilo dovoljno dobro za većinu kućnih korisnika, a bežični g je bio iznimno popularan tijekom prvog desetljeća 2000-ih.
Poboljšana izvedba uz Wireless N
Kako je Wi-Fi postajao korisniji i popularniji, korisnici su trebali bolje performanse za rukovanje video streamingom i drugim zahtjevnim aplikacijama. 802.11n specifikacija, koja je stigla 2009., riješila je to s nekim važnim tehničkim izmjenama, uglavnom oko Multiple-Input Multiple-Output antena ili MIMO , što je omogućilo brzine do 300 Mbps. Također nudi povezivanje kanala, mogućnost korištenja zasebnih kanala za uzvodni i nizvodni promet, što povećava potencijalnu propusnost – barem u teoriji – na 600 Mbps . Koristio je frekvencije od 2,4 i 5 GHz, tako da je bio kompatibilan s uređajima koji koriste bežični , b , i g .
Bežični AC povećava udio
Bežični ac specifikacija, koja datira iz 2014., dodatno je poboljšala tu tehnologiju upotrebom višekorisničke MIMO tehnologije ili MU-MIMO . To omogućuje osnovne brzine do 433 Mbps po kanalu, a uz povezivanje kanala, teoretski je moguće imati brzine bežične mreže do gigabita , ili tisuće Mbps. Bežični ac sama radi isključivo u pojasu od 5 GHz, ali mnogi proizvođači uključuju bežični n strujni krugovi kako bi njihovi usmjerivači bili kompatibilni s bežičnim b , g i n .
Bežični protokoli posebne namjene
Postoji nekoliko 802.11 protokola koji se ne koriste za Wi-Fi mreže opće namjene, već za određenu komunikaciju 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 ga je koristiti u situacijama koje zahtijevaju veliku propusnost između uređaja koji su blizu jedan drugome. Bežično ah , također poznat kao Wi-Fi HaLow , koristi donji pojas od 900 MHz za pružanje proširenog raspona s propusnošću ograničenom na najviše 347 Mbps. Namijenjen je pružanju signala većeg dometa za uređaje male snage kao što su pametni uređaji i druge IoT aplikacije.
Wireless AX je odmah iza ugla
Potražnja za poboljšanim performansama Wi-Fi mreže neće uskoro nestati – baš suprotno – tako da na tržište stiže novija IEEE specifikacija. Zove se bežična sjekira , i koristi digitalnu spretnost za povećanje propusnosti. Udvostručuje širinu svakog dostupnog bežičnog kanala i omogućuje signalima da koriste samo one dijelove svakog kanala koji su mu potrebni, čineći cijeli sustav učinkovitijim. Nudi do četiri puta veći domet i šest puta veću izvedbu od bežičnog izmjeničnog napajanja , barem u teoriji, i – što je važno za IoT – podržava mnogo više uređaja u isto vrijeme.
Promjena u brendiranju Wi-Fi mreže
Iako su specifikacije koje se koriste za Wi-Fi definirali inženjeri IEEE-a, sam pojam "Wi-Fi" i Wi-Fi logotip u vlasništvu su konzorcija proizvođača poznatog kao Wi-Fi Alliance . Inženjeri mogu biti savršeno sretni identificirajući standarde slovima i brojevima, ali proizvođači i njihovi marketinški odjeli vole držati stvari jednostavnima i nezaboravnima. Zato je Wi-Fi Alliance najavio novu robnu marku, preimenovanje Wireless n u Wireless 4, ac u Wireless 5, a axe u Wireless 6 . Takva vrsta sustava numeriranja koristi se za sve, od mobitela do filmskih franšiza, pa bi ga potrošači trebali lakše zapamtiti.
Bežični protokoli orijentirani na uređaj
Nisu svi bežični protokoli namijenjeni pokrivanju velikih područja ili pružanju širokih komunikacijskih mogućnosti. Neki od najkorisnijih su standardi kratkog dometa namijenjen 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 međusobno izravno komuniciraju.
Izravna radiofrekventna komunikacija
Neki od najjednostavnijih oblika bežične tehnologije, uključujući standardni bežični miš i tipkovnicu, uopće ne koriste službeni bežični protokol. Umjesto toga, emitiraju izravno preko unaprijed postavljene radiofrekvencije. Stariji uređaji koriste frekvenciju od 27 MHz, koja se također koristi za igračke na radijsko upravljanje. Ima slab domet, ali je savršeno dobar 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.
Bluetooth je svestraniji
RF uređaji trebaju vlastiti prijemnik 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 za osobne mreže . Osobne mreže namijenjene su zamjeni žica i kabela unutar i oko jedne osobe ili radnog prostora . Bluetooth je tehnologija koja se koristi u ovoj vrsti mreže jer se povezuje pouzdano, koristi relativno malo energije i može podržavati do osam uređaja istovremeno.
Kako radi Bluetooth
Bluetooth povezuje uređaje na dijelu pojasa od 2,4 GHz. Kada su uređaji prvi put povezani ili upareni putem Bluetootha stvaraju jedinstveni sigurnosni kod kao neku vrstu tajnog rukovanja između njih. Nakon što se upare, automatski se ponovno povezuju u budućnosti i ne zahtijevaju nikakva dodatna podešavanja. 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.
Bluetooth Low Energy
Niska potrošnja energije uvijek je bila dio Bluetooth specifikacije jer se bežični uređaji nužno napajaju baterijama, ali čak i standardni Bluetooth koristi previše energije baterije za neke aplikacije. Revidirana verzija, Bluetooth Low Energy ili BLE , opslužuje taj segment tržišta smanjenjem propusnosti i dometa radi smanjenja potrošnje energije . Često se koristi u remenčićima za fitness i pametnim satovima, na primjer, a ima potencijal za upotrebu i s IoT uređajima.
Komunikacije kratkog polja
Near-Field Communications ili NFC , najkraći je domet od svih bežičnih protokola. Djeluje na udaljenosti od samo nekoliko inča , koristeći čipove vrlo male snage. Znate to kao tehnologiju koja se koristi u aplikacijama za plaćanje dodirom za vaš telefon, uključujući Apple Pay, Google Pay i Samsung Pay. Također se naširoko koristi u sigurnosnim ključevima i sličnim aplikacijama.
Bežični protokoli za IoT
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 u kućnoj automatizaciji. Temeljen na IEEE-ovom bežičnom standardu 802.15.4, koristi se u Nestovim detektorima dima i uređajima za automatizaciju. Ostali dobavljači mogu se odlučiti za korištenje Threada ako žele biti kompatibilni s proizvodima u ekosustavu Nest.
- Zigbee i Zigbee Pro: Zigbee i Zigbee Pro rade na frekvencijama od 2,4 GHz i 900 MHz i potencijalno mogu podržati tisuće uređaja u isto vrijeme na bilo kojem mjestu. Za razliku od Threada, Zigbee ima potporu konzorcija stotina proizvođača.
- ZWave i ZWave Plus: Drugi važan protokol za korištenje IoT-a je ZWave, koji je sličan Zigbee-u, ali dizajniran da bude jednostavniji i jeftiniji za implementaciju. Radi na frekvencijskim pojasima 800 i 900 MHz, koji nude dobar domet i manje smetnji od pojasa 2,4 GHz. Kreirala ga je danska tvrtka Zensys, ali sada ima široku podršku proizvođača.
- MQTT: Message Queue Telemetry Transport dizajniran je za uređaje male snage i male propusnosti, kao što su relativno "glupi" senzori, koji ne trebaju vrstu protoka podataka potrebnu za interaktivne "pametne" IoT uređaje.