وای‌فای برای بیشتر مردم به یک آیکون ساده خلاصه می‌شود که با کلیک بر روی آن به اینترنت خانه یا محل کار متصل می‌شوند؛ ولی داستان Wi-Fi آنقدرها که فکر می‌کنید ساده نیست. این فناوری رایج و به‌ظاهر پیش‌پاافتاده، مسیر طولانی و پرپیچ‌وخمی را طی کرده است تا به جایگاه کنونی خود برسد. با مطالعه این مطلب خواهید دانست که وای فای فراتر از یک آیکون ساده است، نام آن هیچ معنای علمی ندارد و بخش بزرگی از آینده تکنولوژی جهان به آن وابسته است.
وای‌فای در یک نگاه
وای‌فای فناوری بی‌سیمی است که با استفاده از امواج رادیویی، دستگاه‌ها را به اینترنت و یکدیگر متصل می‌کند. این فناوری که در سال 1985 معرفی شد دارای دو فرکانس ۲.۴ و ۵ گیگاهرتز است. Wi-Fi پایه‌ای برای اینترنت اشیا، سیستم‌های هوشمند خانگی، تجهیزات پزشکی و حتی هنرهای تعاملی است. نام آن برگرفته از عبارت «Wireless Fidelity» است و استانداردهایش توسط موسسه IEEE تعیین می‌شوند. در ادامه، هرکدام از موضوعات بالا را به تفصیل توضیح می‌دهیم.
وای فای (Wi-Fi) چیست؟
به زبان ساده، وای‌فای امواج نامرئی است که دستگاه شما را به اینترنت متصل می‌کند. این فناوری با استفاده از امواج رادیویی، داده‌ها را بین روتر و گوشی، لپ‌تاپ یا تلویزیون جابه‌جا می‌کند. جالب است بدانید نام «وای‌فای» از عبارت «Wireless Fidelity» گرفته شده است؛ نامی که مربوط به یک برند تجاری است و معنای علمی خاصی ندارد!
شبکه‌های وای فای معمولاً در دو فرکانس ۲.۴ و ۵ گیگاهرتز کار می‌کنند. فرکانس پایین‌تر (۲.۴ گیگاهرتز) راحت‌تر از دیوارها و موانع عبور می‌کند؛ ولی سرعت کمتری دارد. در مقابل، فرکانس ۵ گیگاهرتز سرعت بالاتر و برد کوتاه‌تری دارد. خوشبختانه بسیاری از روترهای امروزی از هر دو فرکانس پشتیبانی می‌کنند.
البته که وای فای فقط برای اینترنت نیست! از چاپگرهای بی‌سیم گرفته تا سیستم‌های روشنایی هوشمند، همه از پروتکل‌های WiFi استفاده می‌کنند. با ظهور فناوری اینترنت اشیا، بسیاری از وسایل خانه هم از این فناوری بهره می‌برند.
داستان Wi-Fi: از یک پروتکل ساده تا نبرد بر سر حق امتیاز!
سال ۱۹۸۵ نقطه آغاز وای‌فای بود! کمیسیون ارتباطات فدرال آمریکا (FCC) استفاده از باندهای ISM (همان فرکانس‌های مورد استفاده در مایکروویو) را برای ارتباطات بی‌سیم آزاد کرد. این تصمیم اگرچه راه را برای توسعه فناوری باز کرد؛ اما یک مشکل بزرگ داشت: تداخل امواج با دستگاه‌هایی مثل مایکروویو. این مشکل یکی از چالش‌های اصلی بود که یافتن راه‌حل آن سال‌ها زمان برد.
سال ۱۹۹۱، شرکت‌های NCR و AT&T در شهر نیواخِین هلند، فناوری اولیه وای‌فای را با نام WaveLAN برای سیستم‌های فروشگاهی ساختند. ویک هیس و بروس توچ، دو مهندس اصلی این پروژه، به موسسه IEEE رفتند تا استانداردهای جهانی فناوری WiFi را تعیین کنند.
همزمان در استرالیا، تیمی از محققان سازمان CSIRO به رهبری جان اوسالیوان، از سال ۱۹۸۹ روی فناوری شبکه بی‌سیم کار می‌کردند. آن‌ها نیز در سال ۱۹۹۲ اولین نمونه آزمایشی شبکه محلی بی‌سیم (WLAN) را ساختند و در همان سال حق اختراع خود را دریافت کردند. همین حق اختراع سال‌ها بعد به مدرکی برای ادعای مالکیت استرالیا بر وای فای تبدیل شد!
حق امتیاز Wi-Fi برای کیست؟
اولین نسخه رسمی استاندارد وای‌فای در سال ۱۹۹۷ با سرعت ناامیدکننده ۲ مگابیت بر ثانیه معرفی شد؛ اما دو سال بعد، استاندارد جدیدی سرعت را تا ۱۱ مگابیت افزایش داد. در همین سال، اتحادیه وای‌فای تشکیل شد تا نشان تجاری این فناوری را مدیریت کند. اکنون محصولات آماده ورود به بازار مصرف بودند!
سال ۱۹۹۹، اپل با معرفی لپ‌تاپ iBook اولین محصول مصرفی مجهز به وای‌فای را روانه بازار کرد. اپل این فناوری را AirPort نامید و برای توسعه آن با مهندسان شرکت لوسنت همکاری کرد. این لپ‌تاپ اولین محصولی بود که به‌صورت گسترده وای‌فای را به مردم معرفی کرد.
اما ماجرا اینجا تمام نشد! استرالیا، آمریکا و هلند همگی ادعا کردند وای‌فای اختراع آن‌هاست. سازمان CSIRO استرالیا در سال ۲۰۰۹ از ۱۴ شرکت فناوری ۲۰۰ میلیون دلار غرامت گرفت و در سال ۲۰۱۲ نیز ۲۳ شرکت دیگر را مجبور به پرداخت ۲۲۰ میلیون دلار کرد. در سال ۲۰۱۶، نمونه اولیه وای‌فای این سازمان به‌عنوان نماد نوآوری استرالیا در موزه ملی این کشور به نمایش گذاشته شد.
وای‌فای چطور کار می‌کند؟
WiFi شبیه یک مکالمه نامرئی است! روتر شما داده‌های اینترنت را از طریق کابل یا فیبر نوری دریافت و آن‌ها را به امواج رادیویی تبدیل می‌کند. این امواج در فضای اطراف پخش می‌شوند و دستگاه‌های مجهز به وای‌فای (مثل موبایل) آن‌ها را دریافت می‌کنند.
سوال بسیاری از مردم این است که چرا بعضی وقت‌ها سرعت وای‌فای کم می‌شود؟ دلیل اصلی تداخل امواج است. مایکروویو، تلفن‌های بی‌سیم و حتی لامپ‌های LED می‌توانند روی فرکانس ۲.۴ گیگاهرتز اختلال ایجاد کنند. راه‌حل این مشکل استفاده از فرکانس ۵ گیگاهرتز یا نصب روتر در مکانی مرتفع و دور از سایر دستگاه‌های الکترونیکی است.
نکته جالبی که در روترهای جدید مشاهده می‌شود، استفاده از آنتن‌های هوشمند است. این آنتن‌ها جهت امواج را به سمت دستگاه‌های فعال تنظیم می‌کنند. مثلاً اگر درحالِ تماشای فیلم در اتاق خواب باشید، روتر سیگنال Wi-Fi را مستقیماً به‌سمت شما متمرکز می‌کند تا کیفیت ارتباط بهتر شود!
مزایای وای‌فای: تجربه‌ای که نمی‌خواهید از دست بدهید
مهمترین مزیت وای‌فای، انعطاف‌پذیری است. می‌توانید در هر نقطه از خانه یا محل کار، بدون محدودیت سیم، آنلاین باشید. این قابلیت، به‌ویژه برای کارمندان دورکار حیاتی است؛ چون می‌توانند در عین جابه‌جایی بین اتاق‌ها، جلسات آنلاین را بدون قطعی برگزار کنند.
از نظر اقتصادی، وای‌فای هزینه‌های ارتباطی را کاهش داده است. پیش‌از این، هر دستگاهی نیاز به یک خط اینترنت جداگانه داشت؛ ولی امروزه یک روتر می‌تواند ده‌ها دستگاه را به اینترنت متصل کند.
البته وای‌فای هم مانند همه فناوری‌های نوین محدودیت‌هایی دارد. امنیت شبکه یکی از چالش‌های اصلی است. اگر روتر شما از پروتکل‌های قدیمی مانند WEP استفاده کند، هکرها می‌توانند به‌راحتی به شبکه نفوذ کنند. به‌همین‌دلیل، استفاده از رمزهای عبور قوی و به‌روزرسانی پروتکل‌های امنیتی ضروری است.
کاربردهای باورنکردنی Wi-Fi که احتمالا نمی‌دانید!
همان‌طور که در ابتدا گفتیم، وای‌فای فقط برای استفاده اینترنت نیست و در حوزه‌های مختلف کاربرد دارد. در ادامه به چند کاربرد مهم و جذاب این پروتکل اشاره می‌کنیم.
در حوزه پزشکی، وای‌فای امکان جراحی از راه دور را فراهم می‌کند. پزشکان می‌توانند از طریق ارتباط بی‌سیم پرسرعت، ربات‌های جراحی را در شهرهای دیگر کنترل کنند. این فناوری تاکنون جان انسان‌های زیادی را نجات داده است.
این پروتکل حتی در نگهداری از حیوانات خانگی هم کاربرد دارد! قلاده‌های هوشمند مجهز به GPS و وای‌فای، موقعیت لحظه‌ای سگ یا گربه شما را نشان می‌دهند. اگر حیوان از محدوده تعیین‌شده خارج شود، هشدار مستقیم به موبایل شما ارسال می‌شود. این فناوری خوراک صاحبان حیوانات خانگی در شهرهای شلوغ و پرازدحام است.
ردپای WiFi در هنرهای مدرن هم دیده می‌شود. برخی هنرمندان از سیگنال‌های وای‌فای برای خلق آثار تعاملی استفاده می‌کنند. مثلاً شدت امواج می‌تواند رنگ‌های یک نقاشی دیجیتال را تغییر بدهد یا با توجه به رفتار بازدیدکنندگان، موسیقی محیط را تغییر دهد.
وای‌فای در مقابل رقبای قدیمی
در دنیای دیجیتال فناوری‌های زیادی برای ارتباطات بی‌سیم وجود دارد. باوجوداین هر کدام ویژگی‌های خاص خود را دارند و هیچ‌یک جایگزین دیگری نمی‌شوند. در ادامه می‌خواهیم این پروتکل را با چند فناوری معروف بی‌سیم یعنی بلوتوث، 5G و Li-Fi مقایسه کنیم.
بلوتوث برای انتقال فایل بین دو دستگاه عالی است؛ اما محدودیت سرعت و بُرد دارد. سرعت انتقال بلوتوث 5 حداکثر 2 مگابیت بر ثانیه است، درحالی‌که این عدد برای وای‌فای 6 به 9.6 گیگابایت می‌رسد! همچنین، بلوتوث برای اتصال همزمان به چند دستگاه مناسب نیست.
سرعت اینترنت 5G از وای‌فای بالاتر است (تا ۲۰ گیگابیت)؛ اما هزینه آن بسیار زیاد است. علاوه‌بر‌این، امواج 5G در فواصل کوتاه‌تر کارایی دارند و برای محیط‌های بسته مانند آپارتمان‌ها چندان بهینه نیستند. مصرف باتری بالا در دستگاه‌های متصل به 5G نیز یک چالش بزرگ است.
Li-Fi فناوری نوظهوری است که داده‌ها را از طریق نور منتقل می‌کند. سرعت انتقال آن به ۲۲۴ گیگابایت می‌رسد؛ اما نور باید مستقیماً به گیرنده بتابد! این یعنی Li-Fi نمی‌تواند جایگزین وای‌فای در محیط‌های پرمانع شود؛ اما برای دفاتر مدرن با نورپردازی پیشرفته گزینه‌ای مناسب است.
آینده وای‌فای: از هوش مصنوعی تا اینترنت فضایی
هوش مصنوعی قرار است وای‌فای را شخصی‌سازی کند! در آینده روترهای مدرن با تحلیل عادات کاربران، پهنای باند را به‌صورت هوشمند تقسیم می‌کنند. مثلاً هنگام بازی آنلاین، بیشترین سرعت را به کنسول بازی اختصاص می‌دهند و هنگام دانلود فایل، منابع را طوری مدیریت می‌کنند که سرعت دانلود بیشتر شود.
ساخت شهرهای هوشمند هم به پروتکل‌های Wi-Fi وابسته خواهند بود. سنسورهای ترافیک، چراغ‌های راهنمایی و سیستم‌های حمل‌و‌نقل عمومی همگی از طریق شبکه‌های بی‌سیم با هم ارتباط برقرار می‌کنند.
پروژه‌های بلندپروازانه مانند استارلینک هم قصد دارند وای‌فای را از فضا به زمین بیاورند! ماهواره‌های درحالِ گردش، اینترنت پرسرعت را به روستاهای دورافتاده و کشتی‌های اقیانوس‌پیما می‌رسانند. بعید نیست تا ۱۰ سال آینده، حتی در قله اورست هم سیگنال داشته باشید!
وقتی همه چیز به هم وصل می‌شود!
ظهور اینترنت اشیاء (IoT) بدون وای‌فای تقریباً غیرممکن بود! امروزه میلیون‌ها دستگاه IoT در جهان وجود دارد که از یخچال‌های هوشمند تا ترموستات‌ها را شامل می‌شود. این دستگاه‌ها با اتصال به وای‌فای، داده‌ها را ارسال می‌کنند و از راه دور کنترل می‌شوند. مثلاً می‌توانید دمای خانه را پیش‌از رسیدن تنظیم یا از محل کار چای‌سازتان را روشن کنید!
آینده IoT و وای‌فای نیز جذاب است. پیش‌بینی می‌شود تا سال ۲۰۳۰، هر فرد حداقل ۱۵ دستگاه متصل به اینترنت اشیا داشته داشته باشد: یعنی مجموعاً 125 میلیارد دستگاه مختلف به این سیستم متصل خواهند شد! این دستگاه‌ها می‌توانند با تحلیل داده‌ها، الگوهای زندگی شما را یاد بگیرند. مثلاً قهوه‌ساز می‌داند چه ساعتی از خواب بیدار می‌شوید و دقیقاً در آن زمان قهوه آماده می‌کند!
چگونه امنیت Wi-Fi را افزایش دهیم؟
امنیت یکی از مشکلات قدیمی و دغدغه‌های اصلی کاربران است. یک شبکه ناامن می‌تواند به‌آسانی هک شود و اطلاعات حساسی مانند رمزهای عبور یا جزئیات حساب بانکی شما را لو بدهد. اولین قدم برای محافظت، انتخاب رمز عبور قوی است. ترکیبی از حروف بزرگ و کوچک، اعداد و نمادها مانند «#» یا «@» می‌تواند شکستن رمز را برای هکرها دشوار کند.
پروتکل‌های امنیتی نیز نقش مهمی دارند. پروتکل WPA 3 که در سال ۲۰۱۸ معرفی شد، امنیت را تا ۱۰۰ برابر نسبت به نسل قدیمی (WEP) افزایش داده است. با این پروتکل حتی اگر هکرها رمز عبور را بدانند، نمی‌توانند داده‌های گذشته را decrypt کنند!
راهکار ساده دیگر، غیرفعال کردن WPS است. باوجوداینکه این قابلیت اتصال دستگاه‌ها را آسان می‌کند؛ اما یک آسیب‌پذیری بزرگ امنیتی است. همچنین، ایجاد یک شبکه مهمان (Guest Network) برای دستگاه‌های غیرضروری مانند لامپ‌های هوشمند، خطر نفوذ به شبکه اصلی را کاهش می‌دهد.
چطور سرعت Wi-Fi را افزایش دهیم؟
حال‌که با وای‌فای و قابلیت‌های آن آشنا شدید، بهتر است به عنوان حسن‌ختام کمی درباره راهکارهای بهینه‌سازی و افزایش سرعت این پروتکل هم مطالعه کنید.
مکان روتر شما می‌تواند سرعت شبکه را متحول کند! بهترین نقطه، مرکز خانه و در ارتفاعی بالاتر از سطح زمین (مثلاً روی کمد) است. دیوارهای بتنی، آینه‌ها و حتی آکواریوم می‌توانند سیگنال را ضعیف کنند. اگر روتر شما آنتن خارجی دارد، جهت آن را به‌صورت عمودی تنظیم کنید تا امواج به‌شکل افقی پخش شوند.
به کانال وای فای هم توجه کنید. بیشتر روترها به‌طور پیش‌فرض روی کانال ۱ یا ۶ تنظیم شده‌اند که شلوغ‌ترین کانال‌ها هستند! با اپلیکیشن‌هایی مثل WiFi Analyzer، کم‌ترافیک‌ترین کانال را پیدا کنید و از تنظیمات روتر آن را تغییر دهید. همچنین، اگر روتر شما از دو باند ۲.۴ و ۵ گیگاهرتز پشتیبانی می‌کند، دستگاه‌های پرسرعت مثل لپ‌تاپ را به باند ۵ گیگاهرتز وصل کنید.
برای خانه‌های بزرگ، سیستم‌های مِش (Mesh) بهترین راهکار هستند. این سیستم‌ها شامل چندین دستگاه هستند که سیگنال را در تمام خانه پخش می‌کنند. از به‌روزرسانی روتر هم غافل نشوید. آپدیت فریمور روتر باگ‌های امنیتی و مشکلات عملکردی را رفع می‌کند.
سخن پایانی
در این مقاله با تعریف، تاریخچه و کاربردهای Wi-Fi آشنا شدید. اکنون می‌دانید که این فناوری بسیار فراتر از یک آیکون ساده در گوشی شماست. جالب اینجاست که با گذشت بیش‌از 20 سال از خلق وای‌فای، این پروتکل همچنان با قدرت به کار خود ادامه می‌دهد و بعید است تا سال‌ها فناوری جدیدی جایگزین آن شود.
منابع:
نظرات کاربران