#####################
تقنية الواي فاي:
Wi-Fi (Wireless Fidelity):
#####################
#####################
ما هو ال Wi-Fi؟!
#####################
الواي فاي وهي كلمه لاتينية WiFi وتعني Wireless Fidelity ( دقة الإرسال والاستقبال لاسلكيا ) وهو فقط اختصار يستخدم بدلا من الاسم الحقيقي وهو 802,11 وهو اسم لشبكات اللاسلكية مثل ما تم تسمية كرت الشبكة Ethernet بدلا من تسميته IEEE 208.3. وهناك أنواع من شبكة الواي فاي والتي تعمل على ترددات مختلفة. النوع 802,11b و أيضا 802,11g والتي تستخدم التردد 2,4 جيجا هرتز و 802,11a والتي تستخدم التردد 5 جيجا هرتز . وجديد هذه الأنواع وهو 802,11 n والذي يمتد لمسافة بعيدة. وهناك شهادة تمنح لأجهزة الواي فاي من جمعية حلفاء الواي فاي والتي تقوم بمتابعة كل تطورات الأجهزة اللاسلكية.
#####################
المبادئ:
#####################
تستعمل الشبكة اللاسلكية موجات الراديو لنقل البيانات و الإشارات. فهي تعمل تقريبا كالهاتف اللاسلكي أو أجهزة العرض المرئي (تلفزيون).
#####################
ماهي النقاط الساخنة (Hotspots):
#####################
إن مجال تغطية واحدة أو أكثر من نقاط الوصول اللاسلكية (access point) المتصلة مع بعضها هي نقطة ساخنة. فالنقطة الساخنة هي أي موقع تكون شبكة الwifi متاحة للاستخدام من قبل المستخدمين (و ذلك مجاناً أو بمقابل مادي). من أماكنها الشائعة المقاهي والمطاعم والمطارات والفنادق والجامعات والمكتبات وغيرها من الأماكن العامة لتأمين الاتصال بالإنترنت لكل زائر لديه جهاز محمول، مثل الكمبيوتر المحمول Notebook أو المساعد الشخصي الرقمي PDA أو الكمبيوتر اللوحى Tablet PC أو الهواتف الذكية المزودة بهذة الخدمة. يتراوح نطاق التغطية لهذه الشبكات ما بين 32 مترا في الداخل و95 مترا في الخارج وهذه الأرقام قابلة للزيادة في حال استخدام أجهزة التقوية.
#####################
أجهزة تستخدم ال Wi-Fi:
#####################
- في الآونة الأخيرة قامت الكثير من الشركات بإنتاج أجهزة تعتمد تقنية الواي فاي والتي تقوم باستخدام الاتصال اللاسلكي كأساس في الجهاز على سبيل المثال أجهزة المحمول تحتوي على الواي فاي والتي تسمح للمحمول بالاتصال بأي شبكة لا سلكية متوفرة.
- أيضا الطابعات والتي تقوم باتصال بشبكة واسعة عن طريق كرت الشبكة اللاسلكية واي فاي المدمج بها .
- أيضا انتشر في السوق مؤخرا قرص صلب مدمج يدعم الشبكات اللاسلكية فبإمكانك تركيب القرص الصلب في أي مكان والدخول إلى محتواه من أي جهاز بدون أسلاك.
- ومؤخرا انتشر ما يسمى بكروت الفلاش ميموري والتي يوجد بها أمكانيه استخدام الواي فاي.
- وتستطيع الاستغناء عن الكيبل لإيصال كاميرا الديجتل لديك لأنه قد تم إيصال كاميرا ديجتل بالواي فاي وهي جديدة من كانون.
- وفي القريب سوف نشاهد الكثير من الأجهزة إن لم تكن كلها تستخدم تقنية التحرر من الأسلاك (الواي فاي).
#####################
متطلبات لاستخدام ال Wi-Fi:
#####################
يجب أولاً أن يكون جهاز الحاسب المستخدم مهيأ للاتصال بنطاق الواي فاي(يدعم تقنية wifi) إن معظم الأجهزة المحمولة التي تباع الآن مهيأة ببطاقات واي فاي في داخلها، وهى معدّة لتكون متكاملة مع النقاط الساخنة التي توفر هذه الخدمة. يمكن أيضاً في حال عدم وجوده تهيئة الحاسب باستخدام adapter يتم وصله على مدخل usb (USB port) أو مدخل pc card (PC card slot). وعملية الاتصال بالإنترنت عن طريق واي فاي سهلة للغاية، فالبرمجيات التي تأتى مع البطاقة اللاسلكية تبحث أوتوماتيكيًا في المجال من حولها عن نقطة ساخنة، فإن وجدتها أمكن الاتصال بالإنترنت بكل سهولة.
#####################
الحماية والأمان:
#####################
الواي فاي هي عبارة عن شبكة لا سلكية لا يمكن أن تحد من أن يصل إليها أي شخص فعلى سبيل المثال إذا كنت من الذين يستخدمون الشبكة العادية فلا يمكن لأحد أن يقوم بالدخول إلى الشبكة إلا عن طريق كيبل الشبكة إلى جهازه. فإذا لم يكن موصولا لا يتم الوصول إلى الشبكة . الواي فاي ليس بالخصوص أن يكون هناك أي كيبل، فقط المطلوب أن يكون لديه حاسب يدعم خدمة الواي فاي، ولذلك فعندما يكون قريباً من الشركة وحتى لو كان بالخارج فيستطيع الوصول إليها، إلا في حاله واحدة أن تكون الشبكة محمية. وقد تم مؤخرا حماية الشبكة بحيث يستحيل الوصول إليها لأنه قد تم تشفيرها بـ 128 بت وذلك لزيادة الحماية عليها، ويعني هذا أنك تحتاج إلى كود يسمى Key لكي تستطيع أن تقوم بالاتصال بالشبكة اللاسلكية.
#####################
ميزات نطاقات ال Wi-Fi:
#####################
1- عملية إعداد شبكاتها سريعة وسهلة، فهي لا تحتاج إلى تمديدات للأسلاك وحفر للجدران ويمكن تحريك هذه الأجهزة فيها بجميع الاتجاهات، وحملها والتجوّل بها بحيث يمكنك أن تبقى متصلاً بشكل دائم بالإنترنت.
2- هي تتيح قدرًا كبيرًا من المرونة وبالتالي تزيد الإنتاجية. وهى تتيح للمسافر البقاء متصلاً أثناء السفر.
3- تصل سرعة الاتصال عن طريق واي فاي من 11 إلى 54 ميغابايت في الثانية، فسرعتها لا تقارن مع المودم الهاتف، بل هي أسرع بعدة مرات من الاتصال عن طريق الكيبل أو DSL، كما يؤكد غراهام ميلفيل، مدير تسويق المنتجات في قسم الأعمال اللاسلكية في شركة سيمبل تكنولوجيز Symbol Technologies.
4- إعداد شبكات واي فاي أرخص من الشبكات السلكية، وبخاصة على مستوى الشركات الكبيرة، كما يفيد ميلفيل، وإدارتها أقل تكلفة أيضًا، وسوف تستمر أسعارها في الهبوط نظراً لازدياد الطلب عليها واستمرار دعم الأجهزة لها.
5- من الممكن تركيبها في أماكن من الصعب تمديد كابلات فيها، المواقع الأثرية أفضل مثال على ذلك حيث يصعب إجراء الحفريات فيها إن لم يكن من المستحيل فعل ذلك.
#####################
سلبياتها:
#####################
1.التداخل والتشويق.
2.تدني الأداء.
3.استهلاك كبير للطاقة.
4.محدودية مجال تغطيتها.
5.إمكانية اختراق البيانات الشخصية.
#####################
عمل تقنية ال Wi-Fi:
#####################
في الواقع إنها تشبه إلى حد كبير عملية التخاطب عبر جهاز راديو للإستقبال و الإرسال (جهاز اللاسلكي اليدوي). و هي تعمل كالتالي:
1- يقوم الجهاز اللاسلكي بترجمة بيانات الحاسوب إلى موجات راديو و من ثم يتم إرسالها عبر هوائي.
2- يستقبل جهاز التحويل تلك الموجات المرسلة و يفك تشفيرها (يعيد ترجمتها إلى بيانات خاصة بالحاسوب) و يرسل تلك البينات عبر سلك إلى شبكة المعلومات الدولية.
و طبعا تعمل هذه العملية بالعكس أيضا في حال إستقبال المعلومات من شبكة المعلومات الدولية. بإختصار تستطيع الأجهزة المستخدمة في تقنية الواي فاي أن ترسل و تستقبل موجات الراديو، و يمكنها تحويل الـ 1 و الـ 0 في التقنية الرقمية (الأرقام الثنائية – الباينري) إلى موجات راديو و بالعكس.
#####################
طريقة تركيب ال Wi-Fi:
#####################
لكي تستطيع الحصول على تقنية الواي فاي كشبكة لشركتك فهو أمر سهل جدا. أولا يجب عليك الحصول أو شراء جهاز راوتر ويفضل أن يكون يدعم تقنية الواي فاي 802,11 والتي تتميز بإمكانية الوصول إلى مسافات بعيدة تصل إلى 200 متر والذي يصل سعره إلى 600 ريال تقريبا. أيضا يجب الحصول إما على أجهزة محمول تدعم خدمة الواي فاي. فإن لم تتوفر تستطيع شراء كروت واي فاي ويتم إدخالها عن طريق فتحة الـ PCI Slot الموجود في الجهاز المحمول. أما للأجهزة المكتبية فتحتاج إلى كرت واي فاي عن طريق منفذ الـ USB أو عن طريق تركيبة بداخل الجهاز . يصل سعر كرت الواي فاي الـ USB إلى 180 ريالاً تقريبا.
#####################
أنماط نطاقات ال Wi-Fi:
#####################
من أكثر الأنماط الشائعة اثنان:
1) ال Infrastructure mode:
يحتاج إلى نقطة وصول لاسلكية access point للاتصال بالإنترنت عبر الشبكة اللاسلكية المحلية عند عمل configuration لنقطة الدخول يجب أن نعرف SSID الSSID عبارة عن مفتاح للحماية يمنع المستخدمين غير المرخص لهم من الدخول إلى الشبكة لذلك يجب على المستخدمين معرفتها ليستطيعوا الدخول إلى الشبكة. نقاط الوصولaccess point تكون عادة مرتبطة بالإنترنيت عن طريق بوابة Ethernet.
2) ال AD-Hoc mode:
تستخدم للاتصال بين الحواسيب بشكل مباشر في حال تواجد الحواسيب في نفس الcell(أي نفس مجال التغطية) تستخدم لإنشاء اتصال سهل وسريع لتبادل المعطيات بين الحواسيب إلا أنها صعبة الإدارة ولا تؤمن حماية جيدة.
#####################
مقارنة بين النمطين:
#####################
النمط Infrastructure mode يؤمن استقرار وقدرة على التوسع وسهولة في الإدارة وتحسين في الحمايات(privacy) بينما النمط AD-Hoc Mode لا يؤمن نفس المستوى من الحماية والإدارة تكون صعبة وخاصة عند ازدياد حجم الشبكة والأداء أيضا يتأثر بهذه الزيادة ولكن السيئة في النمط Infrastructure mode هي السعر المرتفع لنقطة الوصول اللازم للشبكة والذي لا نحتاجه في AD-Hoc Mode .
#####################
أهم 4 عوامل تحقيق بث بعيد:
#####################
1) ال high receive sensitivity:
(على الأقل في جانب ال Server Radio)..
والـ receive sensitivity هي عبارة عن مدى قوة حساسية السمع في جهاز الإستقبال (سيكون الأكسيس بوينت في حال الـ Server) , ويمكن تشبيه ذلك تمام برهافة حاسة السمع لدى البشر فيوجد أشخاص حاسة السمع لديهم أكثر حدة ويستطيعون تمييز الأصوات الرهيفة جدا والتعرف عليها , فلو كان Client Radio قد أرسل رسالة ووصلت لل Access point ضعيفة وواهنة , فيمكن لأجهزة معينة أن تحقق الإتصال في حين ستفشل الكثير من الأجهزة الأخرى التعرف على تفاصيل هذه الإشارة وستعتبر غير صالحة ولن يتحقق الإتصال في هذه الحال .
أغلب Access Points فيها receive sensitivity تصل إلى -90 dbm عند الوصول ل 1 mb/s في طور 802.11b , وتوجد أخرى تصل فيها ال sensitivity إلى -96 dbm , وكل مازادت القيمة السالبة كل ماكان أفضل .
2) الـ output power في كل من المرسل والمستقبل (يجب أن تكون في الطرفين):
هنا في Output power وفي الـ receive sensitivity لم أدخل الأنتينات في الموضوع بعد , فأنا فقط أتحدث حاليا عن إمكانيات ال radio في كل من المرسل والمستقبل , فكما هو واضح كل مازدنا ال Output power سنزيد من قوة ال signal والتي بدورها إحتمال أن تصل لوجهتها (سليمة) وواضحة بحيث يستطيع المستقبل بمستوى ال receive sensitivity فيه أن يستمع إليها( بوضوح) سيكون كبير .
وال output power تكون للموجة الحاملة لموجة الداتا التي فيها البيانات والتي ستخبو شيئا فشيئا وهي في طريقها للمستقبل , والعوامل التي تأثر على إستمرارية قوتها كبيرة , منها المسافة والعوائق عموما ومستوى الضجيج noise والكثير غيرها لكن هذه أهم العوامل .
أغلب أجهزة ال Client تكون ال output power فيها 15-18 dbm أو 32-65 mw , وبالنسبة الى Access point , تكون أيضا في المدى بين 15-23 dbm أو من 32-200 mw .
مايحدث حتى الآن هو كالتالي:
مرسل Client أرسل رسالة لـ Access point بعيد , وبدأ الإتصال بالطاقة القصوى لتكن 18 dbm أو 65 mw , (سنتحدث بال dbm) , المستقبل access point حاليا في طور الإرسال الحالي سيتمع لل signal فقط إن كانت قوتها قد وصلت كحد أقصى في ضعفها إلى -90 dbm , (في طور الإرسال الحالي) , ومن هنا ستتحرك ال signal من ال Client radio , وتخترق أول جدار (جدار الغرفة مثلا) , ثم جدار آخر أو جدارين , وكل جدار خرساني ينقص ال Signal بحوالي 12dbm , والفراغ أيضا ينقص ال signal بشكل كبير , ومع كل عائق ننقص في قيمة الإشارة حتى تصل للجهاز المستقبل , إن وصلت هذه القيمة لأقل من -90 dbm فلن يستطيع ال access تمييزها , وإلا فإنها ستكون مسموعة وسيجهز ال Access فورا للرد عليها بإشارة أخرى .
هذا الشرح بسيط جدا , حيث أن مستوى الضجيج غالبا ما يكون السبب الأهم في عدم وصول الإشارة حتى لو لم تكن العوائق ستتسبب في توهين الإشارة بهذا الشكل .
3) ال Noise , أو مستوى الضجيج:
وال noise قد يصدر من عدة أماكن , أولا قد يكون صادر عن access point أو Client radio يبث في نفس التردد الذي تبث فيه شبكتنا حاليا , أي يبث في نفس ال channel ولتكن مثلا channel 1 , وترددها من 2.402 حتى 2.422 بعرض 20 Mhz في 11g , هذا الضجيج Noise يمكن تشبيهه تماما كما لو أنك جالس في غرفة وبجانبك مسجل يعمل ويصدر صوت , ويدخل للغرفة شخص آخر يريد التحدث إليك , فحتى لو كان سمعك رهيف , قد تحتاج للمزيد من التركيز للتمييز بين الصوتين بطريقة واضحة وإلا فإنك في الغالب ستطلب من المتحدث أن يعيد كلامه لأنك لم تستطع التمييز , وستضطر في النهاية إلى إغلاق المسجل !
لسوء الحظ لايمكن إغلاق أي radio آخر في المجال لكي لايتسبب في حدوث تعارضات مع البث الحالي حيث يمكن أن يكون خاص بشركة أخرى في البناية المجاورة ! , وفي نفس الوقت لحسن الحظ , يمكن الإتفاف على هذه المشكلة , ومن إحدى الطرق تغيير قناة البث وإختيار الأفضل من حيث ال noise .
بشكل عام يوجد مصطلح أساسي في عالم ال wireless وصلت لفهمه بعد مدة طويلة (لأني كنت أبحث بعيدا في أسباب أخرى تحديدا output power) , وهو ال SNR إختصارا ل Signal to noise ratio , وهو قيمة الفرق بين قوة إشارة ال noise أو ال noise floor , مع قوة signal الخاصة بنا في بثنا , وكل مازادت قيمة SNR كلما زادت إمكانية الحصول على بث stable ومستقر . المتوسط المطلوب ل SNR في system مناسب هو 15 dbm , حيث لو كان ال noise -90 وقوة ال signal الخاصة بنا -60 dbm فإن ال SNR سيكون 30 وهي قيمة ممتازة جدا .
4) الأنتينات ويمكن تضمينها لكل من 1) و 2):
الإنتينات تزيد من قوة كل من الإرسال والإستقبال وحتى ال noise (في الإستقبال) , أي تزيد من outpout power بشكل كبير وتزيد ال recive sensitivity أيضا بشكل كبير.
في حال ال Output power فتوجد أنتينات متفاوته في قوة البث , ويعتمد مداها على قيمة ال dbi فيها , فتوجد أنيتنات من 1 dbi حتى 32 dbi , في مجال ترددنا الحالي 2.4Ghz وهذا ماأعرفه , وتتراوح أسعارها بدأ ب 5 دولار إنتهائا ب 299 دولار , عند تركيب أنيتنا بقوة 15 dbi مثلا لتتصل مع ال radio بشكل مباشر فإنك تزيد من قيمة ال Output power ب 15dbm إضافية , أي أن لو كان ال radio output power حوالي 18 dbm وركبنا في الراديو أنتينا 15 dbi فإن قيمة ال output power ستصبح 33 dbm , أي 2 watt , وبالطبع ستزيد من إحتمالية وصول الإشارة للمستقبل البعيد , الأنتينات حقيقة لا تقوي الإشارة , لكن تعمل على تركيز بثها في مجال ضيق وبالتالي من قوتها في هذا الإتجاه , ويمكن أن تشبه ذلك بما لو أنك أمسكت بخرطوش مياه وقمت بتضييق فوهته فإن مدى إندفاع المياه (بنصف قطر أقل) سيزيد , وهذا نفس مبدأ عمل ال antenna في حال الإرسال.
في حال الإستقبال , ففي الأنتينات كال parabolic dish , فإن تصميم ال dish نفسه يعمل على تركيز الموجة المستقبلة في البؤرة (المنتصف) حيث توجد ال antenna والمتصلة بدورها بسلك coaxial (غالبا) , والمتصل مباشرة بالـ radio , لو إستخدمت إنتينا قوية ستلاحظ بشكل حقيقي قوة الإستقبال الكبيرة التي زادت , وغالبا ستحقق إتصال مقبول لو راعيت الأمور أعلاه .
#####################
الفرق بين موجات الراديو العادية وموجات ال Wi-Fi:
#####################
1- يتم بث موجات الواي فاي على ترددات تتراوح ما بين 2.4 و 5 جيجا هرتز، و هي أعلى نسبيا من الترددات التي تستعملها الهواتف اللاسلكية و الأجهزة المرئية و أجهزة اللاسلكي اليدوية. الترددات العالية هذه تسمح بحمل بيانات أكثر.
2- تستعمل تقنية الواي فاي المعايير القياسية رقم 802.11 (و هي مجموعة قواعد دولية موحدة للشبكات اللاسلكية) لتوصيل الشبكات بحيث يمكنها نقل بيانات بسرعة تصل إلى 11 ميغا بيت في الثانية الواحدة بهذه الطريقة. و هناك معايير أخرى من نفس الفئة يمكنها نقل البيانات بسرعة تصل إلى 54 ميغابيت في الثانية، و في الطريق هناك معايير أكثر سرعة لإستعمالها في المستقبل.
3- يمكن لموجات الواي فاي أن تنتقل بسرعة بإستعمال أي موجة راديو ثلاثية ( لها ثلاث ترددات) بحيث أنها تقفز من تردد إلى آخر و بهذا تقلل من فرص تداخل الموجات و تسمح بإستعمال نفس الوصلة اللاسلكية لعدد أكبر من الأجهزة في نفس الوقت. و بشرط وجود وصلة مهايئة أو كرت لاسلكي في الأجهزة المراد تركيبها في الشبكة، يمكننا توصيل العديد من الأجهزة بإستعمال محول واحد لتوصيلها جميعا بشبكة المعلومات الدولية. طريقة التوصيل هذه تعتبر كافية و غير مرئية و يكمن الإعتماد عليها.
#####################
الفرق بين ال Wi-Fi والبلوتوث (bluetooth):
#####################
كلاهما مصطلحات تقنية للاتصالات اللاسلكية وتعتمد على الأمواج الراديوية للنقل. تكنولوجيا البلوتوث تقع ضمن البروتوكول IEEE802.15.1 بينما الwifi يقع ضمن 802.11 هذا يعني أن الأجهزة التي تستخدم تكنولوجيا الwifi لا يمكنها بالضرورة أن تستخدم البلوتوث تكنولوجيا الwifi تتميز بسرعات كبيرة لنقل المعطيات مما يجعلها بديلاً جيدا لشبكات الإيثرنت بينما تتميز تقنية البلوتوث بأنها تحتاج إلى طاقة أقل لذلك تبرز أكثر في الأجهزة الصغيرة مثل pda. أيضا يكمن الفرق في المساحة المغطاة فمدي البلوتوث أقل بكثير من تقنية الواي فاي. حيث المساحة الفعلية المغطاة للبلوتوث ما بين 7الي 10 متر في حين أنها تقارب 60 متر في ال واي-فاي.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق