تفاوت نسل‌های مختلف وای‌فای (Wi-Fi) در دستگاه‌های الکترونیکی

در دنیای امروز، اتصال به اینترنت یکی از نیازهای اساسی ما محسوب می‌شود. از گوشی‌های هوشمند و لپ‌تاپ‌ها گرفته تا تلویزیون‌های هوشمند و انواع گجت‌های خانه هوشمند، تقریباً همه چیز به نوعی به شبکه بی‌سیم (Wi-Fi) متصل است. اما آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که وای‌فای چگونه کار می‌کند یا چرا سرعت اینترنت شما روی یک دستگاه قدیمی‌تر، از دستگاه جدیدتان کمتر است؟ پاسخ این سوالات در نسل‌های مختلف وای‌فای نهفته است. درک این تفاوت‌ها تنها یک کنجکاوی فنی نیست، بلکه یک ضرورت عملی برای هر کسی است که قصد خرید یک روتر جدید، یک گوشی هوشمند، یا یک لپ‌تاپ را دارد.

تکامل وای‌فای: نگاهی اجمالی

تکنولوژی وای‌فای، که تحت استاندارد IEEE 802.11 توسعه یافته، یک مسیر طولانی و پرفراز و نشیب را پشت سر گذاشته است. هر نسل جدید، با هدف حل مشکلات نسل قبل و ارائه قابلیت‌های بیشتر در زمینه‌هایی چون سرعت (Throughput)، ظرفیت (Capacity)، پایداری (Reliability) و بهره‌وری انرژی (Efficiency) معرفی شده است. ما از سرعت‌های نسبتاً پایین در نسل‌های اولیه به سرعت‌های چند گیگابیتی در نسل‌های کنونی رسیده‌ایم.

اهمیت درک تفاوت‌ها برای خرید دستگاه‌ها

اگر شما یک روتر پرسرعت Wi-Fi 6 خریداری کنید، اما لپ‌تاپ شما تنها از Wi-Fi 4 پشتیبانی کند، متأسفانه نمی‌توانید از تمام پتانسیل سرعت روتر جدید بهره‌مند شوید. به همین سادگی، درک تفاوت نسل‌های وای‌فای به ما کمک می‌کند تا خرید هوشمندانه‌تری داشته باشیم و از انطباق (Compatibility) بین دستگاه‌های خود و شبکه خانگی‌مان اطمینان حاصل کنیم. این درک، ضامن تجربه بهتر شما از استریم ویدیوهای 4K یا بازی‌های آنلاین خواهد بود.

استانداردهای وای‌فای: از اعداد تا اسامی جدید

برای سال‌ها، نام‌گذاری وای‌فای با استفاده از ترکیبات خسته‌کننده اعداد و حروف مانند $802.11b$، $802.11g$، $802.11n$ و $802.11ac$ انجام می‌شد. این نام‌گذاری برای کاربران عادی بسیار گیج‌کننده بود. به همین دلیل، کنسرسیوم Wi-Fi Alliance تصمیم گرفت تا یک سیستم نام‌گذاری ساده‌تر و کاربرپسندتر را معرفی کند.

نام‌گذاری سنتی (۸۰۲.۱۱) و سیستم جدید (وای‌فای ۶، ۵، …)

امروزه، ما نسل‌های وای‌فای را با اعداد ساده می‌شناسیم:

• Wi-Fi 7 ⬅️ $802.11\text{be}$

• Wi-Fi 6E ⬅️ $802.11\text{ax}$ (با قابلیت‌های اضافی برای باند ۶ گیگاهرتز)

• Wi-Fi 6 ⬅️ $802.11\text{ax}$

• Wi-Fi 5 ⬅️ $802.11\text{ac}$

• Wi-Fi 4 ⬅️ $802.11\text{n}$

• Wi-Fi 3 ⬅️ $802.11\text{g}$

• Wi-Fi 2 ⬅️ $802.11\text{a}$

• Wi-Fi 1 ⬅️ $802.11\text{b}$

این نام‌گذاری جدید، درک سیر تکامل وای‌فای و توانایی‌های هر نسل را برای عموم بسیار آسان‌تر کرده است.

جدول مقایسه کلی نسل‌های اصلی

برای درک بهتر، بیایید به مقایسه‌ای سریع بین نسل‌های اصلی و پرکاربرد بپردازیم:

نسل‌های پیشگام: وای‌فای ۳ ($802.11\text{g}$) و وای‌فای ۴ ($802.11\text{n}$)

هرچند امروزه این نسل‌ها به تدریج از رده خارج شده‌اند، اما درک آن‌ها برای شناخت تاریخچه وای‌فای ضروری است.

وای‌فای ۳ ($802.11\text{g}$): عصر طلایی ۵۴ مگابیت بر ثانیه

$802.11\text{g}$ که در سال ۲۰۰۳ معرفی شد، تحولی بزرگ نسبت به نسل‌های قبل از خود بود. این استاندارد توانست سرعت حداکثر $54$ مگابیت بر ثانیه را ارائه دهد، در حالی که همچنان در باند پرکاربرد ۲.۴ گیگاهرتز فعالیت می‌کرد. مزیت اصلی این باند، برد (Range) بالا و توانایی نفوذ نسبی از میان دیوارها بود، اما همواره با مشکل تداخل از سوی دیگر دستگاه‌های خانگی (مانند تلفن‌های بی‌سیم و مایکروویوها) روبه‌رو بوده است.

وای‌فای ۴ ($802.11\text{n}$): ورود MIMO و افزایش چشمگیر سرعت

معرفی $802.11\text{n}$ یا Wi-Fi 4 در سال ۲۰۰۹، یک نقطه عطف واقعی بود. این نسل، برای اولین بار توانست سرعت را به چندین برابر افزایش دهد و حداکثر سرعت تئوری آن به $600$ مگابیت بر ثانیه می‌رسید. اما مهم‌ترین نوآوری آن، تکنولوژی MIMO بود.

مفهوم آنتن‌های چندگانه (MIMO)

MIMO (Multiple Input, Multiple Output) به معنای استفاده از چندین آنتن در فرستنده و گیرنده به طور همزمان است. تا پیش از این، روترها و دستگاه‌ها تنها از یک آنتن برای ارسال و یک آنتن برای دریافت استفاده می‌کردند. MIMO با استفاده از چندین جریان فضایی (Spatial Stream) به طور همزمان، توانست ظرفیت کانال را افزایش دهد. این فناوری مانند این است که به جای یک خط لوله برای انتقال آب، از چند خط لوله به طور موازی استفاده شود تا حجم بیشتری از داده در واحد زمان منتقل شود. Wi-Fi 4 همچنین قابلیت استفاده از هر دو باند ۲.۴ گیگاهرتز و ۵ گیگاهرتز را به صورت اختیاری فراهم کرد.

انقلاب در سرعت و کارایی: وای‌فای ۵ ($802.11\text{ac}$)

Wi-Fi 5 یا $802.11\text{ac}$ که در سال ۲۰۱۳ عرضه شد، تمرکز خود را بر روی افزایش هرچه بیشتر سرعت گذاشت و آن را به سطح گیگابیتی نزدیک کرد.

معرفی باند ۵ گیگاهرتز و دلایل اهمیت آن

یکی از بزرگترین تغییرات در Wi-Fi 5، الزام به استفاده از باند ۵ گیگاهرتز برای رسیدن به بالاترین سرعت‌ها بود. چرا باند ۵ گیگاهرتز؟

1. کانال‌های گسترده‌تر: این باند دارای کانال‌های فرکانسی بسیار بیشتری نسبت به ۲.۴ گیگاهرتز است که اجازه می‌دهد پهنای باند بیشتری (تا ۱۶۰ مگاهرتز) برای انتقال داده استفاده شود.

2. تداخل کمتر: از آنجایی که دستگاه‌های کمتری از ۵ گیگاهرتز استفاده می‌کنند (به استثنای Wi-Fi)، تداخل بسیار کمتری وجود دارد.

3. سرعت بالاتر: با پهنای باند بیشتر، سرعت انتقال داده به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد (تا $6.9$ گیگابیت بر ثانیه تئوری).

البته، باند ۵ گیگاهرتز یک نقطه ضعف دارد: برد کمتر و نفوذ ضعیف‌تر از میان موانع مانند دیوارها. به همین دلیل است که روترهای Wi-Fi 5 و بعد از آن، معمولاً از دو باند (Dual-Band) یا سه باند (Tri-Band) استفاده می‌کنند.

فناوری MU-MIMO: مدیریت همزمان چندین دستگاه

اگرچه Wi-Fi 4 از MIMO استفاده می‌کرد، اما هنوز هم روتر در یک لحظه تنها با یک دستگاه ارتباط برقرار می‌کرد (SU-MIMO یا Single-User MIMO). Wi-Fi 5 با معرفی MU-MIMO (Multi-User MIMO) یک تحول بزرگ ایجاد کرد. MU-MIMO به روتر اجازه می‌دهد تا همزمان با چندین دستگاه مختلف صحبت کند. این کار به طور چشمگیری ظرفیت شبکه و کارایی را در محیط‌های شلوغ که چندین دستگاه فعال هستند، بهبود می‌بخشد.

وای‌فای ۶ ($802.11\text{ax}$): کارایی در ازدحام شبکه

Wi-Fi 6 یا $802.11\text{ax}$ که از سال ۲۰۱۹ رایج شد، یک جهش بزرگ نیست؛ بلکه یک “بهینه‌سازی بزرگ” برای شبکه‌های شلوغ و متراکم است. در حالی که حداکثر سرعت تئوری آن ($9.6$ گیگابیت بر ثانیه) تنها کمی بیشتر از Wi-Fi 5 است، تمرکز اصلی آن بر روی افزایش کارایی و کاهش تأخیر (Latency) در سناریوهای استفاده‌ی پر از دستگاه است. در واقع، Wi-Fi 6 شبکه‌ای را برای ما فراهم می‌کند که در آن هرگز از کمبود سرعت یا تداخل سیگنال‌ها در خانه‌های شلوغ امروزی رنج نبریم.

فناوری OFDMA: ارسال داده کارآمدتر

OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) مهم‌ترین نوآوری در Wi-Fi 6 است. قبل از این، روتر باید تمام پهنای باند یک کانال را به یک دستگاه اختصاص می‌داد. OFDMA مانند یک کامیون بزرگ است که می‌تواند همزمان بسته‌های کوچک داده‌های مربوط به چندین دستگاه مختلف را بار بزند و تحویل دهد. این کار باعث می‌شود تا منابع فرکانسی به شکل بهینه‌تری استفاده شوند و تأخیر در شبکه به شدت کاهش یابد.

بهبود عمر باتری با TWT (Target Wake Time)

با افزایش روزافزون دستگاه‌های اینترنت اشیا (IoT) مانند سنسورها و لامپ‌های هوشمند، مصرف باتری اهمیت زیادی پیدا می‌کند. TWT (Target Wake Time) به روتر و دستگاه اجازه می‌دهد تا زمان دقیق بیدار شدن و ارسال یا دریافت داده را از قبل برنامه‌ریزی کنند. این یعنی دستگاه‌های کم‌مصرف می‌توانند برای مدت زمان طولانی‌تری به خواب بروند و در زمان مقرر “بیدار شوند”، که نتیجه‌ی آن افزایش قابل توجه عمر باتری در دستگاه‌های الکترونیکی است.

وای‌فای ۶E و وای‌فای ۷ ($802.11\text{be}$): آینده‌ای بسیار سریع

تکنولوژی وای‌فای همچنان در حال پیشرفت است و نسل‌های جدید برای رسیدگی به نیازهای رو به رشد ما برای پهنای باند بیشتر (مانند واقعیت مجازی و استریم 8K) معرفی شده‌اند.

وای‌فای ۶E: باز شدن باند ۶ گیگاهرتز

Wi-Fi 6E (E مخفف Extended یا توسعه یافته است) همان Wi-Fi 6 است، اما با یک تفاوت بزرگ: توانایی استفاده از باند ۶ گیگاهرتز. این باند فرکانسی کاملاً جدید و باز، عریض‌تر از مجموع باندهای ۲.۴ و ۵ گیگاهرتز است و عملاً “اتوبان خلوتی” را برای انتقال داده‌ها با سرعت گیگابیتی بدون هیچ‌گونه تداخلی از تجهیزات قدیمی فراهم می‌کند. دستگاه‌های سازگار با Wi-Fi 6E می‌توانند از این باند اختصاصی برای اتصال‌های فوق‌العاده سریع و پایدار استفاده کنند.

وای‌فای ۷: جهش بزرگ با پهنای باند ۳۲۰ مگاهرتز

Wi-Fi 7 یا $802.11\text{be}$ (که با نام EHT یا Extremely High Throughput نیز شناخته می‌شود) آخرین و قدرتمندترین نسل وای‌فای است. این استاندارد که هنوز به طور کامل رایج نشده، با وعده‌هایی مبنی بر سرعت‌های تا ۴۶ گیگابیت بر ثانیه و قابلیت‌های پیشرفته‌ای نظیر:

• پهنای باند کانال تا ۳۲۰ مگاهرتز: دو برابر پهنای باند Wi-Fi 6.

• MLO (Multi-Link Operation): امکان استفاده همزمان از چند باند فرکانسی (مثلاً ۵ گیگاهرتز و ۶ گیگاهرتز) برای ارسال داده و افزایش سرعت و پایداری.

Wi-Fi 7 برای پشتیبانی از نیازهای آینده مانند متاورس، واقعیت افزوده/مجازی و ارتباطات فوق قابل اطمینان و کم‌تأخیر (URLLC) طراحی شده است.

نتیجه‌گیری: انتخاب درست بر اساس نیاز

همانطور که مشاهده کردید، تفاوت نسل‌های وای‌فای فراتر از یک عدد روی جعبه است؛ این تفاوت در سرعت، ظرفیت، کارایی در شبکه‌های شلوغ و حتی عمر باتری دستگاه‌های شما تأثیرگذار است. اگر در یک خانه پر از دستگاه‌های هوشمند زندگی می‌کنید و به طور مرتب ویدیوهای با کیفیت بالا استریم می‌کنید یا بازی‌های آنلاین انجام می‌دهید، انتخاب دستگاه‌هایی با پشتیبانی از Wi-Fi 6 یا Wi-Fi 6E یک ضرورت است. از سوی دیگر، اگر بودجه محدودتری دارید و تنها از اینترنت برای کارهای سبک استفاده می‌کنید، Wi-Fi 5 نیز می‌تواند نیازهای شما را برآورده سازد. همواره به یاد داشته باشید که برای بهره‌مندی از حداکثر سرعت یک نسل وای‌فای، هم روتر و هم دستگاه الکترونیکی شما باید از آن نسل پشتیبانی کنند. با آگاهی از این تفاوت‌ها، می‌توانید تجربه‌ای به مراتب بهتر و روان‌تر از دنیای همیشه متصل داشته باشید.