بهترین رادیو وایرلس (نکات و موارد مهم)

در انتخاب رادیو وایرلس برای کاربردهای صنعتی، شناسایی ویژگی‌های کلیدی و نیازهای محیط کاری از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. این رادیوها که در دستگاه‌هایی مانند Single Board Computers (SBCs) استفاده می‌شوند، امکان ارتباط بی‌سیم با دیگر دستگاه‌ها و انتقال داده را فراهم می‌کنند. اما بهترین رادیو وایرلس کدام است؟ پاسخ به این سؤال بستگی به عوامل مختلفی دارد که در ادامه مقاله به آن می‌پردازیم.

نکات مهم برای تهیه بهترین رادیو وایرلس

رادیوهای وایرلس موجود در بازار تنوع زیادی دارند و انتخاب گزینه مناسب به عوامل مختلفی مانند فرکانس، قدرت ارسال، حساسیت دریافت، تعداد آنتن‌ها (MIMO)، نوع آنتن (همه‌جهته یا Yagi)، حالت‌های بی‌سیم، درایورهای نرم‌افزاری، محدوده دمایی، استانداردهای وای‌فای، فرم‌فاکتور، رابط داده، هزینه و تأییدیه‌های لازم وابسته است. هریک از این ویژگی‌ها بسته به نیاز و محیط استفاده، عملکرد متفاوتی را ارائه می‌دهند.

Gateworks با طراحی کامپیوترهای تک‌برد صنعتی (SBCs) مقاوم، امکان استفاده از رادیوهای وایرلس متنوع را فراهم کرده است. این SBCها با ارائه شیارهای انعطاف‌پذیر برای نصب رادیوهای مختلف، به کاربر اجازه می‌دهند تا باتوجه‌به نیازهای خود بهترین گزینه را انتخاب کند و عملکرد بهینه را تضمین کند. یکی از بهترین رادیو وایرلس های موجود در بازار، رادیو میموسا است.

فرکانس

فرکانس رادیو وایرلس نقش مهمی در عملکرد آن دارد و عواملی مانند نفوذ سیگنال و برد را تعیین می‌کند. در واقع اگر می‌‌خواهید بدانید که بهترین رادیو وایرلس کدام است؟ حتما به فرکانس توجه کنید. فرکانس‌های پایین‌تر مانند ۲.۴ گیگاهرتز، نفوذ بهتری در موانع دارند و برای بردهای طولانی مناسب هستند. در مقابل، فرکانس‌های بالاتر مانند ۶ گیگاهرتز برای برد کوتاه‌تر ولی سرعت انتقال داده بیشتر کاربرد دارند.

استاندارد جدید 802.11ah که با نام WiFi HaLow شناخته می‌شود، از فرکانس ۹۰۰ مگاهرتز استفاده می‌کند. این فرکانس برای بردهای بلند تا یک کیلومتر و سرعت انتقال پایین (کمتر از ۱۰ مگابیت‌برثانیه) طراحی شده است. رادیو Gateworks GW16146 نمونه‌ای از این فناوری است.

انتخاب فرکانس مناسب به نیازهای پروژه بستگی دارد. اگر برد بلند مهم‌تر باشد، فرکانس پایین‌تر ارجح است. اما اگر سرعت انتقال داده اولویت داشته باشد، فرکانس‌های بالاتر گزینه بهتری خواهند بود.

بیشتر بخوانید: رادیو وایرلس چیست؟

انتقال قدرت

انتقال قدرت نشان‌دهنده مقدار انرژی فرکانس رادیویی (RF) است که برای ارسال داده استفاده می‌شود. این قدرت که در واحد dBm اندازه‌گیری می‌شود، تأثیر مستقیمی بر برد و نفوذ سیگنال دارد. مثلا رادیوهایی مانند Silex SX-SDMAX قدرت خروجی 12-14 dBm دارند، درحالی‌که Compex WLE3002HX با 20 dBm می‌تواند برد بیشتری ارائه دهد. بااین‌حال، قدرت زیاد‌تر گرما تولید کرده و به خنک‌کننده نیاز دارد.

میزان حساسیت دریافت

حساسیت دریافت یا Receive Sensitivity به قابلیت رادیو برای دریافت سیگنال‌های ضعیف اشاره دارد و معمولا در محدوده -40 تا -100 dBm است. برای فواصل طولانی یا محیط‌های پر از موانع، حساسیت بالاتر ارتباط پایدارتری فراهم می‌کند.

فناوری MIMO که از آنتن‌های متعدد برای ارسال و دریافت داده استفاده می‌کند، نقش مهمی در افزایش توان عملیاتی دارد. رادیوهای 2×2 MIMO تا 1733 مگابیت‌برثانیه و 3×3 MIMO تا 2340 مگابیت‌برثانیه انتقال داده را امکان‌پذیر می‌سازند.

انواع آنتن

انتخاب آنتن مناسب تأثیر زیادی بر عملکرد رادیو وایرلس دارد. آنتن‌های متداول شامل آنتن‌های همه‌جهته (Omnidirectional) و نیمه‌جهته (Semi-directional) هستند. آنتن‌های همه‌جهته سیگنال را به صورت ۳۶۰ درجه منتشر می‌کنند و برای کاربردهای عمومی مناسب‌اند. در مقابل، آنتن‌های نیمه‌جهته مانند آنتن‌های پنلی و Yagi برای انتشار سیگنال در جهت مشخص طراحی شده‌اند.

یکی از ویژگی‌های کلیدی آنتن، Gain یا تقویت‌کننده است که با افزایش آن، پرتوی سیگنال متمرکزتر و محدوده پوشش کوچکتر می‌شود. این ویژگی، همراه با قدرت انتقال رادیو، میزان EIRP (توان مؤثر تابشی ایزوتروپیک) را تعیین می‌کند. EIRP ترکیب قدرت خروجی رادیو، تقویت آنتن، و تلفات کابل است و باید با محدودیت‌های تنظیم‌شده در منطقه مطابقت داشته باشد. انتخاب آنتن مناسب از تولیدکنندگانی مانند Taoglas و TE Connectivity می‌تواند عملکرد بهترین رادیو وایرلس را بهینه کند.

حالت های بیسیم

رادیوهای وایرلس در حالت‌های مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند که رایج‌ترین آن‌ها شامل حالت Access Point و Client است. در حالت Access Point، رادیو به‌عنوان مرکزی عمل می‌کند که دستگاه‌های مختلف به آن متصل می‌شوند. حالت Client برعکس این عملکرد است و رادیو به یک Access Point متصل می‌شود.

حالت‌های دیگر مانند Monitor Mode نیز وجود دارند که برای شنود ترافیک اطراف و کاربردهای نظارتی استفاده می‌شوند. برای انتخاب بهترین رادیو وایرلس، شناسایی حالت مورد نیاز اهمیت زیادی دارد، زیرا تمامی رادیوها از همه حالت‌ها پشتیبانی نمی‌کنند.

رادیوهایی که از حالت Access Point پشتیبانی می‌کنند به دو نوع نرم‌افزاری (Soft AP) و سخت‌افزاری تقسیم می‌شوند. رادیوهای نرم‌افزاری، مانند SX-PCEAX، ظرفیت کمتری (تا ۳۲ دستگاه) دارند، اما رادیوهای سخت‌افزاری مانند SX-PCEAX-AP توانایی پشتیبانی از تعداد بیشتری (تا ۱۲۸ دستگاه) را دارند.

چیپ ست ها و درایورهای نرم افزاری

انتخاب درایور نرم‌افزاری و تراکِیس مناسب نقش مهمی در عملکرد رادیو وایرلس دارد. بسیاری از رادیوهای وایرلس از درایورهای مبتنی بر تراکِیس‌های Qualcomm Atheros مانند ath9k، ath10k و ath12k استفاده می‌کنند که توسط جامعه متن‌باز برای سیستم‌عامل لینوکس توسعه یافته‌اند. این درایورها به دلیل پشتیبانی گسترده و سازگاری با SBCهای مبتنی‌بر ARM، گزینه‌ای محبوب محسوب می‌شوند.

علاوه‌بر Qualcomm Atheros، تراکِیس‌های دیگری مانند، مدیاتک، اینتل، برادکام و NXP نیز در بازار وجود دارند. برای استفاده از ویژگی‌های پیشرفته و پشتیبانی خاص، می‌توان از قویترین درایور بیسیم اختصاصی که توسط تولیدکنندگان تراکِیس طراحی شده‌اند، استفاده کرد.

درایورهای اختصاصی معمولا به توافق‌نامه عدم افشا (NDA) و کامپایل دستی از کد منبع نیاز دارند که پیچیدگی فرآیند را افزایش می‌دهد. همچنین، استفاده از فریمور اختصاصی رادیو ممکن است برای دستیابی به عملکرد بهینه ضروری باشد.

بیشتر بخوانید: انواع شبکه های وایرلس

 

درجه بندی دما

رادیوهای وایرلس تجاری معمولا دامنه دمایی صفر تا ۷۰ درجه سانتی‌گراد دارند که برای محیط‌های داخلی مناسب است، اما در کاربردهای صنعتی فضای باز کافی نیست. برای محیط‌های سخت و صنعتی، دامنه دمایی گسترده‌تری از -۴۰ تا +۸۵ درجه سانتی‌گراد توصیه می‌شود تا عملکرد پایدار دستگاه تضمین شود.

رادیوهای وایرلس به دلیل تولید گرما به راهکارهای خنک‌سازی نیاز دارند. استفاده از خنک‌کننده‌هایی مانند هیت‌سینک، فن یا طراحی محفظه‌های خاص می‌تواند به کاهش دما و حفظ عملکرد بهینه کمک کند. انتخاب رادیویی با دامنه دمایی مناسب و طراحی خنک‌کننده صحیح، از اهمیت بالایی برخوردار است.

استانداردهای بیسیم

فناوری وای‌فای با استانداردهای جدید، سریع‌تر و قوی‌تر شده است. مؤسسه IEEE استانداردهای جدید را تعریف کرده و تولیدکنندگان رادیو آن‌ها را اجرا می‌کنند. در ادامه خلاصه‌ای از استانداردهای اصلی را ارائه کرده‌ایم:

• Wi-Fi 5 (802.11ac): معرفی شده در ۲۰۱۴ با نرخ تئوری تا ۶۹۳۳ Mbps و پشتیبانی از ۴×۴ MIMO. این استاندارد از فرکانس‌های ۲.۴ و ۵.۸ گیگاهرتز و مدولاسیون 256-QAM پشتیبانی می‌کند.
• Wi-Fi 6 و 6E (802.11ax): معرفی شده در ۲۰۱۹، با نرخ تئوری تا ۹۶۰۸ Mbps و پشتیبانی از ۸×۸ MIMO. Wi-Fi 6E برای اولین بار فرکانس ۶ گیگاهرتز را به همراه ۲.۴ و ۵.۸ گیگاهرتز معرفی کرد. مدولاسیون 1024-QAM است.
• Wi-Fi 7 (802.11be): معرفی شده در ۲۰۲۴، با نرخ تئوری تا ۴۶,۱۲۰ Mbps و پشتیبانی از ۱۶×۱۶ MIMO. این استاندارد از پهنای باند ۳۲۰ مگاهرتز و مدولاسیون 4096-QAM پشتیبانی می‌کند.
• WiFi Halow (802.11ah): مناسب برای کاربردهای برد بلند و نرخ انتقال پایین، با فرکانس ۹۰۰ مگاهرتز و نرخ تئوری ۱۵ Mbps.

رابط داده

رادیوهای وای‌فای در فرم‌فاکتورهای Mini-PCIe یا M.2 با استفاده از رابط‌های داده متناسب با این فرم‌فاکتورها عمل می‌کنند. برای مثال، Mini-PCIe تنها از رابط‌های USB و PCIe پشتیبانی می‌کند، درحالی‌که PCIe به دلیل سرعت بالا و عملکرد برتر، به گزینه اصلی در رادیوهای Mini-PCIe تبدیل شده است.

فرم‌فاکتور M.2 تنوع بیشتری از رابط‌ها از جمله SDIO را فراهم می‌کند که برای کاربردهای خاص مناسب است. انتخاب رابط داده مناسب برای رادیو، مانند رادیو میموسا، در دستگاه‌های SBC مانند Gateworks باید بر اساس نیازهای پهنای باند و الزامات پروژه انجام شود.

هزینه

یکی از مهم‌ترین مواردی که کمک می‌کند تا بر اساس آن انتخاب کنیم برای ما بهترین رادیو وایرلس کدام است؟ هزینه و قیمت این محصول است. هرچه سرعت و عملکرد یک رادیو وای‌فای بیشتر باشد، قیمت آن نیز بالاتر است. برای مثال، یک کارت WiFi 5 با قیمت ۲۰ دلار و یک کارت WiFi 7 با عملکرد بالا تا ۳۰۰ دلار عرضه می‌شود. تعداد آنتن‌ها (MIMO) و پشتیبانی سخت‌افزاری از Access Point نیز قیمت را افزایش می‌دهند. انتخاب رادیویی که فقط ویژگی‌های ضروری را دارد، اقتصادی‌ترین راه است. رادیو میموسا با قابلیت ارتقا در SBCهای Gateworks گزینه‌ای انعطاف‌پذیر محسوب می‌شود.

گواهینامه

پروژه‌های رادیو وای‌فای در آمریکا مانند رادیو mimosa c5c و رادیو میکروتیک نیازمند تأییدیه FCC هستند که شامل سیستم کامل مانند منبع تغذیه، SBC و آنتن می‌شود. استفاده از رادیوهای دارای پیش‌تأییدیه و آنتن مشابه، شانس موفقیت در تأییدیه را افزایش می‌دهد.

کشور مبدا