فناوری Beamforming چیست و چگونه کار می کند

آموزشی

۲۶ دی, ۱۴۰۱

در این مقاله قصد داریم به فناوری Beamforming چیست و کارکرد آن بپردازیم. در ادامه همراه ما باشید.

بیم فورمینگ (Beamforming) نوعی مدیریت فرکانس‌های رادیویی است که در آن سیگنال بی‌سیم به سمت یک دستگاه گیرنده خاص هدایت می‌شود. Beamforming که شکل‌دهی پرتو هم نامیده می‌شود در بسیاری از فناوری‌ها از جمله ارتباطات بی‌سیم، صوت شناسی، رادار و ردیاب صوتی استفاده می‌شود.

Beamforming از سال 1940 وجود داشته، اما امروزه نقش کلیدی در بهبود استانداردهای مدرن ارتباطات بی‌سیم مانند Wi-Fi و 5G ایفا می‌کند. بیم فورمینگ در ترکیب با فناوری‌های MU-MIMO به کاربران کمک می‌کند تا اتصالات دقیق‌تری داشته باشند و سرعت انتقال اطلاعات بالاتری را تجربه کنند. فناوری بیم فورمینگ، امواج رادیویی و صوتی را برای انتقال سیگنال هدایت می‌کند، یا به زبان بسیار ساده، قابلیت تمرکز امواج بی‌سیم در یک جهت خاص را میسر می‌سازد.

مودم یا روترهای قدیمی‌تر، سیگنال بی‌سیم (Wi-Fi) را در تمام جهات پخش می‌کردند اما Beamforming با شناسایی مکان دستگاه مثل تبلت، لپ‌تاپ، تلفن همراه یا هر چیز دیگری، سیگنال قوی‌تری را در جهت دستگاه شناسایی شده ارسال می‌کند. درنتیجه انتقال داده‌های بی‌سیم، سریع‌تر و مطمئن‌تر انجام خواهد شد.

با اینکه فناوری بیم فورمینگ یک فناوری جدید نیست اما معادلات ریاضی بسیار پیچیده‌ای دارد. هر شکلی از انرژی که به‌صورت امواج حرکت می‌کند، از جمله صدا، می‌تواند از تکنیک‌های Beamforming بهره‌مند شود. تکنیک‌های Beamforming اولین بار برای بهبود ردیاب صوتی در طول جنگ جهانی دوم استفاده شدند و هنوز هم برای مهندسی صدا مهم هستند. اما ما در اینجا بحث خود را به شبکه‌های بی‌سیم محدود می‌کنیم.

Beamforming بخشی از استاندارد 802.11n است ولی با استاندارد 802.11ac به اوج عملکرد خود رسید و در روترهای بی‌سیم و کارت‌های شبکه استفاده شد. برای بهره‌بری از فناوری بیم فورمینگ در مرحله اول باید روتر یا کارت شبکه شما از استاندارد 802.11ac و قابلیت بیم فورمینگ پشتیبانی کنند، همچنین دستگاه شما (مثلا گوشی موبایل، لپ‌تاپ، تبلت و…) نیز باید قابلیت پشتیبانی از استاندارد 802.11ac و بیم فورمینگ را داشته باشند

بیشتر بدانید:

استاندارد وای فای چیست؟

تفاوت‌ های استاندارد‌های وای فای در چیست؟

در نظر داشته باشید هر دستگاهی که قابلیت پشتیبانی از استاندارد 802.11ac را داشته باشد لزوما از فناوری بیم فورمینگ بهره نمی‌برد و برخی از دستگاه‌ها با اینکه از استاندارد 802.11ac پشتیبانی می‌کنند فاقد قابلیت Beamforming هستند. بیم فورمینگ ضمنی (implicit beamforming) و بیم فورمینگ آشکار (explicit beamforming)

تا اینجا هر چیزی گفته شد درمورد فناوری explicit beamforming (بیم فورمینگ آشکار) بود.

در بیم فورمینگ ضمنی مودم‌ها یا روترهای بی‌سیم سعی می‌کنند سیگنال‌های وای فای را روی دستگاه‌های قدیمی، مثل دستگاه‌هایی که از استاندارد 802.11ac پشتیبانی نمی‌کنند هم تقویت کرده و بهبود دهند. البته اگر از یک مودم یا روتری که دارای فناوری Beamforming است استفاده کنید و دستگاه‌های قدیمی‌تر که از استانداردهای 802.11b/g/n پشتیبانی می‌کنند را به آن متصل کنید، تغییر کمتری را نسبت به مودم یا روترهایی که از این فناوری پشتیبانی نمی‌کنند، احساس خواهید کرد.

اما اگر یک دستگاه جدید که از استاندارد 802.11ac پشتیبانی می‌کند و قابلیت بیم فورمینگ هم دارد، مثلا یک موبایل جدید را به مودم یا روتری که دارای بیم فورمینگ است متصل کنید کاملا تغییر سرعت را احساس خواهید کرد. هرچند بیم فورمینگ ضمنی تأثیر کمی دارد اما برخی از مزایای Beamforming را برای دستگاه‌های قدیمی به ارمغان می‌آورد.

مزایا و محدودیت‌های بیم فورمینگ (Beamforming)

فوکوس کردن سیگنال در یک جهت خاص به شما این امکان را می‌دهد تا بدون نیاز به تقویت کننده، سیگنال وای فای را با کیفیت بالاتری به گیرنده برسانید و درنتیجه سرعت انتقال اطلاعات بالاتر با خطاهای کمتر داشته باشید. از آنجایی که Beamforming می‌تواند برای کاهش یا حذف پخش سیگنال در جهاتی که نیاز نداریم، هم استفاده شود، می تواند به کاهش تداخل برای کاربرانی که سعی در دریافت سیگنال‌های دیگر دارند هم کمک کند.

آیا Beamforming ارزش استفاده را دارد

فناوری Beamforming و ویژگی‌های جدید دیگر مانند Wi-Fi سه باند در حال تبدیل شدن به یک استاندارد در روترهای بی‌سیم 802.11ac هستند. برای خرید یک روتر که دارای قابلیت بیم فورمینگ باشد هیچ شکی به دلتان راه ندهید، تنها مسئله هزینه بیشتری است که باید برای آن پرداخت کنید. شاید چون این نوع روترها هزینه بالاتری دارند، ممکن است واقعاً مایل به خرید یکی از آن‌ها نباشید.

به عنوان مثال اگر یک گوشی موبایل یا لپ‌تاپ جدید دارید که از استاندارد 802.11ac و قابلیت Beamforming پشتیبانی می‌کند، وجود یک روتر با فناوری Beamforming لدون تردید بسیار مفید و کارآمد خواهد بود. اگر روتری که می‌خرید فقط explicit beamforming یا بیم فورمینگ آشکار را ارائه دهد دستگاه‌های قدیمی‌تر هیچ سودی از آن نخواهند برد، اما اگر روتر شما implicit beamforming یا همان بیم فورمینگ ضمنی هم داشته باشد دستگاه‌های قدیمی‌تری که به آن وصل می‌شوند هم از مزایای این فناوری بهره می‌برند، اما بازهم مزایای بسیار کمتری نسبت به دستگاه‌های جدید 802.11ac خواهند داشت. درنتیجه اگر موبایل، لپ‌تاپ یا تبلت جدید با قابلیت پشتیبانی از 802.11ac و بیم فورمینگ دارید، بی شک این هزینه بیشتر، ارزشش را دارد.