وای فای HaLow چیست؟ برد، سرعت و تفاوت با وای فای معمولی

نسل‌های جدید وای فای معمولاً با افزایش سرعت اینترنت، کاهش تأخیر و پشتیبانی از دستگاه‌های بیشتر شناخته می‌شوند، اما یک مشکل قدیمی همچنان وجود دارد: با فاصله گرفتن از مودم و روتر، قدرت سیگنال کاهش پیدا می‌کند و اتصال ممکن است کاملاً قطع شود. فناوری Wi-Fi HaLow رویکرد متفاوتی دارد و به جای تمرکز بر سرعت‌های چند گیگابیتی، برای ارتباط بی‌سیم در فاصله‌های طولانی طراحی شده است.

این فناوری که با استاندارد 802.11ah شناخته می‌شود، می‌تواند در شرایط مناسب دستگاه‌هایی را در فاصله چند کیلومتری به یکدیگر متصل کند. البته هدف اصلی آن افزایش برد وای فای برای گوشی و لپ‌تاپ نیست، بلکه ایجاد شبکه‌ای کم‌مصرف و گسترده برای تجهیزات هوشمند، حسگرها و اینترنت اشیا است.

وای فای HaLow چیست و چگونه برد شبکه بی سیم را افزایش می‌دهد؟

فناوری وای فای HaLow نوعی وای فای برد بلند است که بر پایه استاندارد IEEE 802.11ah توسعه یافته است. این استاندارد در سال ۲۰۱۶ تأیید و در سال ۲۰۱۷ منتشر شد و برخلاف وای فای معمولی، از فرکانس‌های کمتر از یک گیگاهرتز استفاده می‌کند.

شبکه‌های وای فای رایج در باندهای ۲٫۴ و ۵ گیگاهرتز فعالیت می‌کنند و وای فای ۶E و نسل‌های جدیدتر از باند ۶ گیگاهرتز نیز پشتیبانی می‌کنند. در مقابل، Wi-Fi HaLow معمولاً از محدوده فرکانسی نزدیک به ۹۰۰ مگاهرتز بهره می‌برد. محدوده دقیق فرکانس به مقررات هر کشور بستگی دارد؛ به عنوان مثال در آمریکا باند ۹۰۲ تا ۹۲۸ مگاهرتز و در بخش‌هایی از اروپا باندهای نزدیک به ۸۶۸ مگاهرتز کاربرد دارند.

فرکانس پایین‌تر به امواج رادیویی کمک می‌کند مسافت بیشتری را طی کنند و در بسیاری از شرایط، بهتر از سیگنال‌های فرکانس بالا از موانعی مانند دیوار، پوشش گیاهی و مصالح ساختمانی عبور کنند. البته دیوارهای ضخیم بتنی، سازه‌های فلزی و موانع متعدد همچنان می‌توانند ارتباط را مختل کنند.

ویژگی مهم دیگر، استفاده از کانال‌های باریک است. وای فای HaLow می‌تواند از کانال‌هایی با پهنای یک مگاهرتز استفاده کند؛ درحالی‌که کانال‌های متداول وای فای معمولی معمولاً حداقل ۲۰ مگاهرتز پهنا دارند. این طراحی می‌تواند حساسیت دریافت سیگنال را بهبود دهد و ارتباط در فاصله بیشتر را امکان‌پذیر کند، هرچند ظرفیت انتقال داده نیز کاهش پیدا می‌کند.

برد وای فای HaLow چقدر است؟ بررسی آزمایش اتصال در فاصله ۱۶ کیلومتری

یکی از جذاب‌ترین قابلیت‌های Wi-Fi HaLow، برد ارتباطی بسیار بیشتر نسبت به وای فای معمولی است. در بعضی شرایط، ارتباطی در حدود یک کیلومتر برای این فناوری قابل دستیابی است، اما آزمایش‌های ویژه نشان داده‌اند که می‌توان به فاصله بسیار بیشتری نیز رسید.

شرکت مورس میکرو در ژانویه ۲۰۲۴ توانست در منطقه ساحلی اوشن بیچ شهر سان‌فرانسیسکو ارتباطی به طول حدود ۳ کیلومتر برقرار کند. سرعت انتقال داده در این فاصله حدود یک مگابیت بر ثانیه بود و امکان برقراری تماس ویدیویی با کیفیت محدود وجود داشت.

در آزمایش دیگری که سپتامبر ۲۰۲۴ در پارک ملی جاشوا تری آمریکا انجام شد، ارتباط وای فای HaLow تا فاصله ۱۵٫۹ کیلومتر برقرار ماند و سرعت انتقال داده در آزمایش UDP به حدود ۲ مگابیت بر ثانیه رسید.

البته این اعداد نباید با برد معمول تجهیزات خانگی اشتباه گرفته شوند. آزمایش دوم در محیطی باز با نویز رادیویی کم و شرایط نزدیک به ایدئال انجام شد. برد واقعی به عواملی مانند قدرت فرستنده، نوع آنتن، ارتفاع نصب، موانع، تداخل امواج و محدودیت‌های قانونی بستگی دارد.

همچنین فاصله بیشتر معمولاً با کاهش سرعت همراه است. سرعت یک یا دو مگابیت بر ثانیه برای ارسال اطلاعات حسگرها، پیام‌های متنی یا بعضی ارتباطات ساده کافی است، اما برای انتقال ویدیوهای باکیفیت یا دانلود فایل‌های حجیم مناسب نیست. میزان تأخیر ارتباط نیز باید جداگانه اندازه‌گیری شود.

بنابراین اگر هدف شما افزایش برد وای فای برای دستگاه‌های معمولی و استفاده روزمره از اینترنت است، نباید تصور کنید که هر دستگاه HaLow می‌تواند اینترنت پرسرعت را تا فاصله ۱۶ کیلومتری منتقل کند.

کاربرد وای فای HaLow در اینترنت اشیا و خانه هوشمند

با وجود برد بسیار زیاد، مهم‌ترین کاربرد وای فای HaLow اتصال گوشی و لپ‌تاپ نیست. این فناوری بیشتر برای اینترنت اشیا طراحی شده است؛ جایی که تعداد زیادی دستگاه باید با مصرف انرژی کم و در فواصل مختلف به شبکه متصل بمانند.

استاندارد HaLow از نظر ساختار شناسه‌های اتصال، امکان ثبت حداکثر ۸۱۹۱ دستگاه در یک اکسس پوینت را فراهم می‌کند. البته این عدد به معنای پشتیبانی عملی و هم‌زمان از این تعداد دستگاه فعال با عملکرد مطلوب نیست. ظرفیت واقعی به سخت‌افزار، ترافیک شبکه و نحوه استفاده دستگاه‌ها بستگی دارد.

از طرف دیگر، قابلیت‌های مدیریت زمان دسترسی و حالت‌های کم‌مصرف اجازه می‌دهند حسگرها بخش زیادی از زمان را در وضعیت خواب باقی بمانند و فقط هنگام ارسال یا دریافت اطلاعات فعال شوند. چنین قابلیتی برای تجهیزات باتری‌خور اهمیت زیادی دارد.

کاربردهای مهم این فناوری عبارت‌اند از:

• کشاورزی هوشمند: اتصال حسگرهای رطوبت خاک، دمای محیط، تجهیزات آبیاری و سامانه‌های کنترل مزارع در مساحت‌های بزرگ.
• دوربین مداربسته بی سیم: برقراری ارتباط با دوربین‌های سازگار در نقاط دورافتاده، با توجه به سرعت موردنیاز تصویر و شرایط پوشش شبکه.
• خانه هوشمند: اتصال حسگرهای در و پنجره، تجهیزات اندازه‌گیری انرژی، کلیدهای هوشمند و دستگاه‌های کم‌مصرف در ساختمان‌های بزرگ.
• کارخانه و انبار: جمع‌آوری اطلاعات دستگاه‌ها، تجهیزات اندازه‌گیری و حسگرهای صنعتی بدون نیاز به کابل‌کشی گسترده.

به عنوان مثال، یک مجموعه کشاورزی می‌تواند چندین حسگر دما و رطوبت را در بخش‌های مختلف زمین نصب کند و اطلاعات آن‌ها را از طریق یک شبکه مرکزی جمع‌آوری کند. به این ترتیب، نیاز به استفاده از اینترنت سیم‌کارتی مستقل برای هر حسگر کمتر می‌شود.

این فناوری همچنین از ارتباط مبتنی بر IP و قابلیت‌های امنیتی مدرن مانند WPA3 در تجهیزات سازگار پشتیبانی می‌کند؛ موضوعی که یکپارچه‌سازی آن با زیرساخت‌های شبکه موجود را ساده‌تر می‌کند.

تفاوت وای فای HaLow با وای فای ۶ و ۷؛ آیا این فناوری جایگزین وای فای معمولی می‌شود؟

نسل‌های جدید وای فای مانند وای فای ۶ و وای فای ۷ با هدف افزایش سرعت، ظرفیت انتقال اطلاعات و بهبود عملکرد شبکه‌های پرترافیک توسعه پیدا کرده‌اند. در مقابل، Wi-Fi HaLow اولویت متفاوتی دارد و بیشتر برای پوشش گسترده، تعداد زیاد دستگاه‌های کم‌مصرف و ارتباط در فاصله طولانی مناسب است.

به همین دلیل، این فناوری جایگزین مستقیم وای فای خانگی محسوب نمی‌شود. حتی اگر برد وای فای HaLow چند برابر بیشتر باشد، پهنای باند آن در بسیاری از کاربردها نمی‌تواند با شبکه‌های وای فای پرسرعت رقابت کند.

تفاوت دیگر به سازگاری دستگاه‌ها مربوط می‌شود. بیشتر گوشی‌ها، لپ‌تاپ‌ها و تلویزیون‌های معمولی به‌صورت پیش‌فرض از HaLow پشتیبانی نمی‌کنند. برای استفاده از آن به تجهیزات سازگار یا یک پل ارتباطی نیاز است که شبکه HaLow را به اترنت یا وای فای معمولی متصل کند.

در سال ۲۰۲۶ تجهیزات تجاری بیشتری وارد بازار شده‌اند. به عنوان مثال، روتر HaLowLink 2 با تراشه MM8108 شرکت مورس میکرو عرضه شده است و قابلیت کار به‌عنوان روتر، اکسس پوینت و توسعه‌دهنده ارتباط HaLow را دارد. آداپتورهای USB و تجهیزات صنعتی سازگار نیز وجود دارند، اما انتخاب محصولات مصرفی هنوز در مقایسه با وای فای معمولی محدودتر است.

برای انتخاب فناوری مناسب باید به نوع استفاده توجه کنید:

• برای گوشی، لپ‌تاپ و اینترنت پرسرعت خانگی: استفاده از وای فای معمولی، سیستم مش یا اکسس پوینت اضافی با اتصال کابلی معمولاً انتخاب مناسب‌تری است.
• برای حسگرهای متعدد در مساحت بزرگ: وای فای HaLow می‌تواند به دلیل برد بالا و قابلیت‌های کاهش مصرف انرژی گزینه مناسبی باشد.
• برای انتقال اطلاعات بسیار کم در فاصله‌های طولانی: فناوری‌هایی مانند LoRaWAN نیز ارزش بررسی دارند، هرچند معمولاً سرعت انتقال اطلاعات آن‌ها از HaLow پایین‌تر است.

در مجموع، Wi-Fi HaLow راهکاری کاربردی برای برقراری ارتباط کم‌مصرف در فاصله‌های طولانی است، اما برای استفاده عمومی از اینترنت هنوز نمی‌تواند جایگزین کامل شبکه‌های وای فای رایج شود. آینده این فناوری بیشتر به گسترش محصولات سازگار، کاهش هزینه تجهیزات و پشتیبانی گسترده‌تر سازندگان وابسته است.

اینتوتک