وائی ​​فائی ٹیکنالوجی کا ارتقاء

802.11n، 802.11ac اور 802.11ax (Wi-Fi 6) جیسے نئے پروٹوکولز متعارف کروا کر معیار پچھلے 20 سالوں میں تیار ہوتا رہا ہے۔. نیا معیار 64 QAM، 256 QAM، اور 1024 QAM جیسی اعلیٰ ترتیب کی ماڈیولیشن سکیموں کو سپورٹ کرتا ہے۔ یہ نئے معیارات ایک ہی کلائنٹ یا ایک سے زیادہ کلائنٹس کو متعدد ڈیٹا اسٹریمز کی بیک وقت منتقلی کی حمایت کرتے ہیں۔ اعداد و شمار کی چوٹی کی شرح میں اضافے کے علاوہ، سپیکٹرل کارکردگی کو بڑھانے کے لیے بھی کوششیں کی جاتی ہیں، جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ نظام دستیاب سپیکٹرم کو کس حد تک استعمال کرتا ہے۔ نیٹ ورک کی کارکردگی اور نیٹ ورک کی صلاحیت کو بہتر بنانے کے لیے ملٹی یوزر ٹیکنالوجیز جیسے ملٹی یوزر ملٹی پل ان پٹ ملٹیپل آؤٹ پٹ (MU-MIMO) اور آرتھوگونل فریکوئنسی ڈویژن ملٹیپل ایکسس (OFDMA) متعارف کرائی گئی ہیں۔ ایک بار جب وائی فائی (802.11) معیار جاری کیا گیا اور لاگو کیا گیا تو، مارکیٹ کھلنے اور نئی ٹیکنالوجیز کے سامنے آنے کے ساتھ ہی دنیا بدلنا شروع ہوگئی۔ ہر نیا معیار رفتار اور وشوسنییتا میں بہتری کے ساتھ پچھلے ایک پر بنتا ہے۔

وائی ​​فائی معیارات

اگر آپ ایک نیا وائرلیس نیٹ ورک ڈیوائس یا موبائل ڈیوائس خریدنا چاہتے ہیں، تو آپ بہت سے انتخاب اور مخففات سے مغلوب ہو سکتے ہیں۔ چونکہ Wi-Fi پہلی بار 1997 میں صارفین کے لیے جاری کیا گیا تھا، اس کے معیارات مسلسل تیار ہوتے رہے ہیں، جس کے نتیجے میں اکثر تیز رفتاری اور نیٹ ورک/سپیکٹرم کی کارکردگی زیادہ ہوتی ہے۔ جیسا کہ اصل 802.11 معیار میں مزید خصوصیات شامل کی گئیں، اس کے متعلقہ اضافی معیارات (802.11b، 802.11g، وغیرہ) بھی معلوم ہونے لگے۔ جدول 1 مختلف معیارات اور زیادہ سے زیادہ نظریاتی ڈیٹا کی شرحوں کی فہرست دیتا ہے جو ان معیارات کی بنیاد پر حاصل کیے جا سکتے ہیں۔ مختلف عوامل کی وجہ سے عام شرحیں نظریاتی اقدار سے کم ہوں گی، بشمول فاصلے پر سگنل کی کشیدگی، ماڈیولیشن کی شرح اور فارورڈ ایرر تصحیح کوڈنگ، بینڈوتھ، MIMO ملٹی پلائرز، گارڈ وقفے، اور عام غلطی کی شرح۔ 802.11 فیملی ہاف ڈوپلیکس اوور دی ایئر ماڈیولیشن ٹیکنالوجیز کے خاندان پر مشتمل ہے جو ایک ہی بنیادی پروٹوکول کا استعمال کرتی ہے۔ اس مضمون میں، ہم ہر Wi-Fi معیار کی بنیادی باتوں پر بات کریں گے۔

ٹیبل 1وائی ​​فائی کی تاریخ

>> 802.11-1997 standard

802.11-1997، خاندان میں پہلا وائرلیس معیار، 1997 میں جاری کیا گیا تھا لیکن اب متروک ہے۔ یہ معیار تصادم سے بچنے والے کیریئر سینس ملٹیپل ایکسیس پروٹوکول (CSMA/CA) لوکل ایریا نیٹ ورکس (LANs) میں اوور دی ایئر ڈیٹا کمیونیکیشن کے آلات کے لیے پروٹوکولز اور ہم آہنگ انٹر کنکشنز کی وضاحت کرتا ہے۔ پروٹوکول تین فزیکل لیئر ٹیکنالوجیز کو سپورٹ کرتا ہے، بشمول 1 Mbps پر چلنے والی انفراریڈ، فریکوئنسی ہاپنگ اسپریڈ اسپیکٹرم (FHSS) جو 1 Mbps اور اختیاری 2 Mbps ڈیٹا ریٹس کو سپورٹ کرتا ہے، اور ڈائریکٹ سیکونس اسپریڈ اسپیکٹرم (DSSS) جو 1/2 Mbps ڈیٹا ریٹ کو بھی سپورٹ کرتا ہے۔ انٹرآپریبلٹی ایشوز، لاگت، اور کافی تھرو پٹ کی کمی کی وجہ سے پروٹوکول کو بڑے پیمانے پر قبول نہیں کیا گیا۔

>> 802.11b standard

1999 کے وسط میں 802.11b مصنوعات مارکیٹ میں آئیں۔ اس میں زیادہ سے زیادہ نظریاتی ڈیٹا کی شرح 11 Mbps ہے اور یہ وہی CSMA/CA میڈیا رسائی استعمال کرتا ہے جیسا کہ اصل معیار میں بیان کیا گیا ہے۔ قیمتوں میں نمایاں کمی کے ساتھ 802.11b تھرو پٹ میں ڈرامائی بہتری نے 802.11b کو وائرلیس ٹیکنالوجی کے طور پر وسیع پیمانے پر قبول کیا ہے۔ 802.11b 2.4~2.5 GHz کا ISM بغیر لائسنس فریکوئنسی بینڈ استعمال کرتا ہے، DSSS کا براہ راست توسیع ہے، اور اپنی ماڈیولیشن ٹیکنالوجی کے طور پر تکمیلی کوڈ کینگ (CCK) کا استعمال کرتا ہے۔ 802.11b پوائنٹ ٹو ملٹی پوائنٹ کنفیگریشنز میں استعمال ہوتا ہے جہاں ایکسیس پوائنٹ ایکسیس پوائنٹ کی حد کے اندر موبائل کلائنٹس کے ساتھ بات چیت کرتا ہے۔

یہ رینج RF ماحول، آؤٹ پٹ پاور، اور وصول کنندہ کی حساسیت پر منحصر ہے۔ 802.11b میں 22 میگاہرٹز چینل بینڈوڈتھ ہے اور یہ 11 ایم بی پی ایس پر کام کر سکتا ہے، لیکن غلطیوں کی وجہ سے ری پلے ریٹ کو کم کرنے کے لیے 5.5 ایم بی پی ایس، 2 ایم بی پی ایس، اور 1 ایم بی پی ایس (اپٹیو ریٹ سلیکشن) تک کا پیمانہ ہے۔ 802.11b معیار دیگر وائرلیس معیارات کی طرح فریکوئنسی بینڈوتھ کا اشتراک کرتا ہے۔ لہٰذا، گھر میں موجود وائرلیس ڈیوائسز جیسے مائیکرو ویو اوون، بلوٹوتھ ڈیوائسز، اور کورڈ لیس فونز وائی فائی میں مداخلت کا سبب بن سکتے ہیں۔

>> 802.11a standard

802.11a وہی بنیادی پروٹوکول استعمال کرتا ہے جیسا کہ اصل معیار ہے، 5 GHz پر کام کرتا ہے، 52 سب کیریئرز Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) کا استعمال کرتا ہے، اور اس کی زیادہ سے زیادہ نظریاتی ڈیٹا کی شرح 54 Mbps ہے، جس کے نتیجے میں 20 Mbps کا عملی تھرو پٹ ہوتا ہے۔ دیگر ڈیٹا کی شرحیں جو اس کی حمایت کرتی ہیں ان میں 6، 9، 12، 18، 24، 36 اور 48 ایم بی پی ایس شامل ہیں۔ 802.11a اور 802.11b آپس میں کام نہیں کرتے ہیں کیونکہ وہ مختلف غیر لائسنس یافتہ ISM بینڈز میں کام کرتے ہیں۔ جیسا کہ 2.4 GHz بینڈ میں تیزی سے ہجوم ہوتا جاتا ہے، 5 GHz بینڈ 802.11a میں اہم فوائد کا اضافہ کرتا ہے، لیکن مجموعی طور پر مؤثر رینج 802.11b/g سے چھوٹی ہے کیونکہ اعلی کیریئر فریکوئنسی کی وجہ سے۔

لاگت کے عوامل، خراب کوریج، اور 802.11b کے ساتھ عدم مطابقت کی وجہ سے ابتدائی طور پر 802.11a مصنوعات کو وسیع پیمانے پر قبول نہیں کیا گیا تھا۔ 52 OFDM سب کیریئرز میں سے، 48 ڈیٹا کے لیے استعمال ہوتے ہیں اور 4 پائلٹ سب کیریئرز ہیں، جن میں کیریئر سپیسنگ 312.5 kHz ہے۔ ان سب کیریئرز میں سے ہر ایک BPSK، QPSK، 16 QAM، یا 64 QAM ہو سکتا ہے۔ چینل بینڈوڈتھ 20 میگاہرٹز، مقبوضہ بینڈوتھ 16.6 میگاہرٹز؛ علامت کا دورانیہ 4 مائیکرو سیکنڈ، بشمول 0.8 مائیکرو سیکنڈ گارڈ وقفہ۔ OFDM کے فوائد میں استقبالیہ میں ملٹی پاتھ اثرات کو کم کرنا اور سپیکٹرل کارکردگی کو بہتر بنانا شامل ہے [2]۔ جدول 2 میں 11a اور ان کے متعلقہ نظریاتی اعداد و شمار کی شرح کے ذریعہ تعاون یافتہ مختلف ماڈیولیشنز کی فہرست دی گئی ہے۔

ٹیبل 2802.11a ماڈیولیشن ریٹ اور ڈیٹا ریٹ 20 میگاہرٹز چینل سپیسنگ کے ساتھ

>> 802.11g standard

802.11g 2003 کے موسم گرما میں دستیاب ہوا۔ یہ 802.11a جیسی OFDM ٹیکنالوجی استعمال کرتا ہے، اور 802.11a کی طرح 54Mbps کی زیادہ سے زیادہ نظریاتی شرح کو سپورٹ کرتا ہے۔ لیکن 802.11b کی طرح، یہ بھیڑ 2.4 GHz پر کام کرتا ہے اور اس لیے مداخلت اور دیگر عوامل کے لیے حساس ہے۔ 802.11g 802.11b کے ساتھ پسماندہ مطابقت رکھتا ہے (یعنی، 802.11b ڈیوائسز 802.11g رسائی پوائنٹس سے منسلک ہو سکتی ہیں)۔ 802.11g ڈوئل بینڈ یا ڈوئل موڈ رسائی پوائنٹس کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے جو 802.11a اور 802.11b/g استعمال کرتے ہیں۔

>> 802.11n standard

802.11n کے تعارف نے Wi-Fi کو تیز تر اور زیادہ قابل اعتماد بنا دیا ہے۔ یہ پیشرفت MIMO اور 40 میگاہرٹز چینلز کو فزیکل لیئر (PHY) اور MAC پرت میں فریم ایگریگیشن شامل کرکے حاصل کی گئی۔ MIMO ایک وائرلیس لنک کی صلاحیت کو دوگنا کرنے کا ایک طریقہ ہے جس میں ملٹی پاتھ پروپیگیشن کا فائدہ اٹھانے کے لیے ایک سے زیادہ ٹرانسمٹ اور انٹینا وصول کرتے ہیں۔ ان اینٹینا کو مقامی طور پر الگ کرنے کی ضرورت ہے تاکہ ہر ایک موصول ہونے والے اینٹینا کو منتقل کرنے والے انٹینا سے سگنلز مختلف مقامی خصوصیات کے حامل ہوں تاکہ ان اسٹریمز کو ریسیور پر متوازی آزاد چینلز میں الگ کیا جا سکے۔

40 میگاہرٹز بینڈوڈتھ پر کام کرنے والے چینلز کو چوڑائی میں دوگنا کیا جا سکتا ہے اور ایک 20 میگاہرٹز چینل پر PHY ڈیٹا کی شرح سے دوگنا حاصل کیا جا سکتا ہے۔ 802.11n ڈرافٹ 600 Mbps کے زیادہ سے زیادہ نظریاتی تھرو پٹ کے ساتھ 4 مقامی اسٹریمز تک کی اجازت دیتا ہے۔

20 میگاہرٹز چینل میں 56 OFDM سب کیرئیر ہیں، 52 ڈیٹا کے لیے اور 4 پائلٹ کے لیے، کیریئر سپیسنگ 312.5 kHz کے ساتھ۔ ان سب کیریئرز میں سے ہر ایک BPSK، QPSK، 16 QAM، یا 64 QAM ہو سکتا ہے۔ کل علامت کا دورانیہ 3.6 یا 4 مائیکرو سیکنڈز ہے، بشمول بالترتیب 0.4 یا 0.8 مائیکرو سیکنڈز کا گارڈ وقفہ۔ جدول 3 ایک واحد ڈیٹا سٹریم کے لیے مختلف ماڈیولیشن اور کوڈنگ سکیموں کی فہرست دیتا ہے (متعدد ڈیٹا اسٹریمز کے لیے، ڈیٹا کی شرح اسٹریمز کی تعداد کا ایک کثیر ہے)۔ 802.11n فریم ایگریگیشن کو سپورٹ کرتا ہے، جہاں ایک سے زیادہ MAC سروس ڈیٹا یونٹس (MSDU) یا MAC پروٹوکول ڈیٹا یونٹس (MPDU) کو ایک ساتھ پیک کیا جاتا ہے تاکہ اوور ہیڈ کو کم کیا جا سکے اور صارف کی سطح کے ڈیٹا کی شرحوں کو بڑھانے کے لیے اسے متعدد فریموں پر اوسط کیا جا سکے۔ مزید برآں، 802.11n پیچھے کی طرف 802.11g، 11b، اور 11a[3] کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے۔ Qorvo 802.11n اجزاء کا ایک اہم سپلائر رہا ہے، بشمول پاور ایمپلیفائر، کم شور والے ایمپلیفائر، سوئچز اور مربوط فرنٹ اینڈ ماڈیولز (FEMs)۔

ٹیبل 3ایک ڈیٹا سٹریم کے لیے 802.11n ماڈیولیشن اور ڈیٹا کی شرح

>> 802.11ac standard

802.11ac وسیع بینڈوڈتھ (160 میگاہرٹز تک)، مزید MIMO مقامی اسٹریمز (8 تک)، ڈاؤن لنک ملٹی یوزر MIMO (4 کلائنٹس تک)، اور ہائی-اپ ڈیننس (Q5AM 6 تک) کو شامل کرنے کے لیے 802.11n تصور کو بڑھا کر گیگا بٹس فی سیکنڈ فراہم کرکے Wi-Fi کو تیز کرتا ہے۔ 802.11ac 3/4، 5/6 کوڈ ریٹ (MCS8/9) پر 256 QAM کو سپورٹ کرتا ہے، جس کے لیے زیادہ سخت 6 dB سسٹم لیول EVM (-34 dB) کی ضرورت ہوتی ہے۔ Qorvo کے 11ac اجزاء آسانی سے EVM کی ان ضروریات کو پورا کرتے ہیں۔ 802.11ac صرف 5 GHz بینڈ میں کام کرتا ہے، لہذا ڈوئل بینڈ رسائی پوائنٹس اور کلائنٹس 2.4 GHz پر 802.11n استعمال کرنا جاری رکھیں گے۔ 2013 میں پہلی 802.11ac ریلیزز نے صرف 80 میگاہرٹز چینلز اور 3 مقامی اسٹریمز کو سپورٹ کیا، جو فزیکل لیئر پر 1300 Mbps تک کی رفتار فراہم کرتے ہیں۔ مصنوعات کی دوسری لہر (802.11ac Wave 2) 2015 میں جاری کی گئی تھی اور مزید چینل بانڈنگ، زیادہ مقامی اسٹریمز اور MU-MIMO کو سپورٹ کرتی ہے۔ MUMIMO 802.11ac پر ایک اہم پیشرفت ہے — جب کہ MIMO ایک ہی صارف کے لیے متعدد اسٹریمز کی ہدایت کرتا ہے، MU-MIMO نیٹ ورک کی کارکردگی کو بہتر بناتے ہوئے بیک وقت متعدد کلائنٹس کو مقامی سلسلے کی ہدایت کر سکتا ہے۔ مزید برآں، 802.11ac بیمفارمنگ نامی ٹیکنالوجی استعمال کرتا ہے۔ بیمفارمنگ کے ساتھ، ایک اینٹینا بنیادی طور پر ایک مخصوص ڈیوائس پر ریڈیو سگنل کو بیم کرتا ہے۔ 802.11ac راؤٹرز 802.11b، 11g، 11a، اور 11n کے ساتھ پسماندہ مطابقت رکھتے ہیں، جس کا مطلب ہے کہ تمام لیگیسی کلائنٹس 802.11ac راؤٹرز کے ساتھ صحیح طریقے سے کام کریں گے[4]۔

>>وائی ​​فائی 6 یا 802.11ax standard

802.11ax Wi-Fi کی چھٹی جنریشن ہے جو زیادہ وائرلیس صلاحیت اور بھروسے کی فراہمی کے لیے 802.11ac کی طاقتوں پر استوار ہے۔ 802.11ax یہ فوائد denser modulation (1024 QAM, OFDMA) کو لاگو کرکے، سب کیرئیر اسپیسنگ (78.125 kHz) کو کم کرکے، اور وسائل کی طے شدہ تقسیم کی بنیاد پر حاصل کرتا ہے۔ 802.11ac کے برعکس، 802.11ax ایک 2.4 اور 5 GHz ڈوئل بینڈ ٹیکنالوجی ہے اور 802.11a/g/n/ac کلائنٹس کے ساتھ موثر طریقے سے ایک ساتھ رہنے کے لیے زیادہ سے زیادہ مطابقت کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ 802.11ax OFDMA کا استعمال کرتا ہے، جو ریسورس یونٹس (RUs) کو کلائنٹ کی ضروریات کی بنیاد پر بینڈوتھ کو تقسیم کرنے اور ایک سے زیادہ صارفین کو تیز رفتاری سے ایک ہی تجربہ فراہم کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ 802.11ac میں ہر PLCP پروٹوکول ڈیٹا یونٹ (PPDU) میں کیریئر کے کسی بھی نقطہ پر، Wi-Fi چینل کو OFDM ذیلی چینلز کے چھوٹے سیٹ میں توڑ دیا جاتا ہے۔ تاہم، OFDMA (802.11ax) کی وجہ سے، ہر سب کیرئیر گروپ کلائنٹ کو بطور وسائل یونٹ فی PPDU کی بنیاد پر مختص کیا جاتا ہے (شکل 2)۔

图 2 OFDM اور OFDMA وسائل کی تقسیم کا موازنہ

ابتدائی 802.11 معیار کے CSMA/CA نقطہ نظر میں، وائرلیس کلائنٹ نے پہلے چینل کو محسوس کیا اور صرف اس وقت منتقل کیا جب اسے محسوس ہوا کہ چینل بیکار ہے، اس طرح تصادم سے بچنے کی کوشش کی۔ اگرچہ اندازہ لگانے اور تنازعات سے بچنے کا یہ واضح طریقہ کارآمد ہے، لیکن جب کلائنٹس کی تعداد بہت زیادہ بڑھ جاتی ہے تو یہ غیر موثر ہو جاتا ہے۔ 802.11ax پروٹوکول اس مسئلے کو OFDMA اور شیڈولنگ پر مبنی وسائل کی تقسیم [5] کے ذریعے حل کرتا ہے۔ 802.11ax رسائی پوائنٹس حکم دیتے ہیں جب آلہ چلتا ہے، لہذا یہ گاہکوں کو زیادہ مؤثر طریقے سے ہینڈل کرتا ہے. وسائل کا شیڈولنگ نیند کے اوقات میں بجلی کی کھپت کو بھی نمایاں طور پر کم کر سکتا ہے، اس طرح کلائنٹ کی بیٹری کی زندگی میں بہتری آتی ہے۔ جدول 4 میں 802.11ac اور 802.11ax پروٹوکول کے درمیان فرق کی فہرست دی گئی ہے۔ Qorvo کے وسیع 802.11ax پروڈکٹ پورٹ فولیو میں 2.4 GHz اور 5 GHz (FEM) اور بلک ایکوسٹک ویو (BAW) فلٹرز شامل ہیں۔ پورٹ فولیو کا توانائی سے بھرپور FEM Wi-Fi آلات میں MIMO سپورٹ سے وابستہ تھرمل بوجھ کو دور کرتا ہے، جس سے مینوفیکچررز کو پروڈکٹ کا سائز اور لاگت کم کرنے کی اجازت ملتی ہے۔ Qorvo کے edgeBoostTM (بینڈ ایج) اور coexBoostTM (باہمی وجود) BAW فلٹرز Wi-Fi سروس کے معیار کو بہتر بناتے ہیں اور ملحقہ LTE فریکوئنسیوں میں مداخلت کو روکتے ہیں۔

ٹیبل 4802.11ac vs. 802.11ax

یہ مضمون اس سے آیا ہے "Qorvo”، اگر کوئی خلاف ورزی یا دیگر مسائل ہیں، تو براہ کرم اسے حذف کرنے کے لیے ہم سے رابطہ کریں۔دانشورانہ املاک کے حقوق کے تحفظ کی حمایت کریں، براہ کرم دوبارہ پرنٹ کرتے وقت اصل ماخذ اور مصنف کی نشاندہی کریں۔