المدرب: الترددات اللاسلكية.
لقد تحدثنا عن أساسيات الاتصال اللاسلكي.
حان الوقت الآن لكي نتعمق قليلاً في
الترددات المحددة المستخدمة
في هذا الطيف اللاسلكي.
أولاً، أريد أن أتحدث عن الإرسال اللاسلكي
ذو الطيف المنتشر.
هناك ثلاث طرق رئيسية يمكننا من خلالها القيام بذلك.
الأول هو DSSS، أو طيف
انتشار التسلسل المباشر.
التالي هو FHSS، أو طيف
انتشار قفز التردد.
والثالث هو OFDM، أو تعدد
الإرسال بتقسيم التردد المتعامد.
الآن في شبكات اليوم لا
نعتمد كثيرًا على التنقل بين الترددات.
بدلاً من ذلك، نفضل استخدام التسلسل المباشر
أو تقسيم التردد المتعامد.
سنتحدث الآن عن هذا
بينما نتناول كل جزء من الأجزاء التالية من هذا الدرس.
أولاً، لدينا DSSS أو طيف انتشار التسلسل المباشر.
سيؤدي هذا إلى تعديل بياناتك
عبر النطاق الكامل للترددات باستخدام
سلسلة من الإشارات التي تسمى الرقائق.
الآن، هذه الرقائق أكثر عرضة
للتداخل الكهربائي والتداخل البيئي، وهذا سيؤدي
إلى تباطؤ عرض النطاق الترددي.
لهذا السبب، نحن لا نستخدمها في كثير من الأحيان.
كما أنها ستستخدم تردد الطيف بأكمله
لنقل الإشارة.
وهذا هو دون المستوى الأمثل للغاية بالنسبة لنا.
لذلك، على سبيل المثال،
إذا كنت أستخدم القناة 1 أو القناة 6 أو القناة 11، يمكنك أن
ترى هنا على الشاشة أن لدي
أجزاء كبيرة من نطاق التردد
هذا قيد الاستخدام.
الآن، لكي لا يكون هناك قنوات متداخلة
ومنع التداخل، لا بد
لي من استخدام القنوات 1 و6 و11.
لكن هذا يعني أنني سأتخلى عن
كل القنوات الأخرى؛ 2، 3، 4، 5، 7، 8، 9، و10.
يمكنك أن ترى أن هذا يمثل الكثير من المساحة
المهدرة هنا لأننا نستخدم DSSS.
من ناحية أخرى، فإن FHSS أو طيف
انتشار قفز التردد سيسمح للأجهزة
بالقفز بين الترددات
المحددة مسبقًا.
الآن، هذا يجعل من الصعب تخمين
مكان التردد الفعلي، اعتمادًا على
الخوارزمية التي يستخدمها
البروتوكول الخاص بك.
الآن، يتم استخدام قفز التردد
كإجراء أمني في بعض الشبكات.
لكن في معظم الشبكات اللاسلكية ذات الدرجة التجارية،
لن نستخدمها لأنها تبطئ
قدرتنا على استخدام النطاق الترددي بالكامل وتقلل من
مقدار الطيف المتاح لديك
لاستخدامه في النطاق الترددي.
وهذا سيبدأ في إبطاء شبكتك، على
الرغم من أنه يزيد من الأمان.
لذا فإن استخدامه يعد بمثابة مقايضة
إذا قررت استخدامه.
يُعرف التالي والأكثر شيوعًا الذي نستخدمه
في الوقت الحاضر باسم OFDM، تعدد
الإرسال بتقسيم التردد المتعامد.
الآن، سوف يستخدم OFDM معدل تعديل بطيء مع عمليات
إرسال متزامنة عبر 52 تدفقًا
مختلفًا للبيانات.
من خلال القيام بذلك بهذه القطع الصغيرة،
نحن قادرون على أخذ
جزء أكبر من الطيف ومنحنا المزيد
من النطاق الترددي.
الآن، هذا يمنحنا معدلات بيانات
أعلى وفي نفس الوقت مقاومة التداخل، لأن
تدفقات البيانات هذه عبارة عن قطع صغيرة صغيرة.
الآن، إذا قارنا OFDM الذي
يستخدمه Wireless G وWireless N، يمكننا
أن نرى كيف يختلفان.
عندما نستخدمه مع الشبكة
اللاسلكية G، سنستخدمه مع طيف 22 ميجاهرتز.
وستقام هذه المقاطع
على القنوات 1 و6 و11.
الآن، إذا انتقلت إلى شبكة
N اللاسلكية في نطاق 5 جيجا هرتز،
فسنحصل الآن على قطعة بتردد 40 ميجا هرتز.
سيمنحنا ذلك القدرة وعرض
النطاق الترددي الإضافي
لزيادة سرعاتنا في شبكة N اللاسلكية
ومتابعة البروتوكولات مثل
wireless AC وwireless AX.
الآن، قبل أن نذهب
أبعد من ذلك، أريد أن أشير إلى أنه
بالنسبة للاختبار، لا تحتاج إلى التعمق في DSSS، أو قفز
التردد أو التقسيم المتعامد.
بدلا من ذلك، تحتاج فقط إلى معرفة هذه المصطلحات الثلاثة.
وعندما تراها، فهي
تشير إلى شيء ما في عالم
الشبكات اللاسلكية.
إذا كنت تعلم أنك ستتمكن من اختيار الإجابة
الصحيحة في يوم الاختبار.
إن مجرد التعرف على هذه المصطلحات
الثلاثة المتعلقة بالشبكات اللاسلكية
يعد أمرًا متعمقًا بقدر ما تحتاج إليه
في هذا الاختبار بالتحديد.
بعد ذلك، دعونا نتحدث عن الترددات والقنوات.
الآن، لقد تطرقنا بالفعل إلى هذا الأمر
قليلًا عندما بدأت الحديث عن 2. 4 جيجا هرتز و 5 جيجا هرتز.
هذان طيفان مختلفان تستخدمهما
الشبكات اللاسلكية اليوم.
2. النطاق 4 جيجا هرتز في الواقع ليس 2. 4 جيجا هرتز،
وهو 2. 4 و 2. 5 جيجا هرتز.
ولكن بالنسبة للامتحان
وأي شيء آخر تراه في الحياة الواقعية،
سيقول الناس 2. 4 جيجا هرتز وهذا يكفي.
الآن نفس الشيء ينطبق على 5 جيجا هرتز.
من الناحية الفنية هو 5. 75 إلى 5. 875 جيجا هرتز، لكن الجميع
يطلق عليه 5 جيجا هرتز فقط.
وبالنسبة للامتحان، فهذا ما سيسمونه أيضًا.
إذن كل فرقة هنا بين 2. 5 غيغاهرتز و5 غيغاهرتز لهما
ترددات وقنوات محددة سيتم استخدامها.
وهذا يساعدنا على تجنب التداخل مع الإشارات الأخرى
والتسبب في التداخل.
الآن، عندما أتحدث عن قناة
ما، فأنا أتحدث حقًا عن شيء مشابه
للوسيط المادي.
الآن، عندما نفكر في قناة
ما، فإن الأمر يتعلق بشكل أساسي بكيفية نقل المعلومات
عبر شبكاتنا اللاسلكية.
فكر في الأمر كأنبوب افتراضي.
إنها تشبه إلى حد كبير الكابلات المادية التي
نستخدمها في شبكاتنا السلكية.
ولكن بدلاً من كابل النحاس أو الألياف المادي، فإننا
نستخدم جزءًا من التردد اللاسلكي الموجود
لإنشاء هذه القنوات ومركز البيانات
عبر هذه الأنابيب الافتراضية عبر موجات الأثير.
الآن، اعتمادًا على نطاق التردد الذي تستخدمه،
سيكون لديك قنوات أكثر أو أقل متاحة.
عندما نتعامل مع 2. طيف 4 جيجا هرتز،
هناك 11 قناة أو 14 قناة.
الآن، سبب وجود الاختلاف
هو التنظيم.
اعتمادًا على مكان تواجدك في العالم،
سيكون لديك إمكانية الوصول إلى 11 قناة أو 14 قناة.
يتم تنظيم جميع الترددات اللاسلكية
بواسطة البلد الذي تعمل فيه.
لذا، إذا كنت تعيش في الولايات المتحدة،
فيمكنك استخدام 11 قناة فقط ضمن
القناتين. طيف 4 جيجا هرتز.
يمتد هذا من 2401 ميجا هرتز إلى 2473 ميجا هرتز.
الآن، إذا كنت
تعمل في بقية أنحاء العالم باستثناء
اليابان، فيمكنك العمل من 2401 ميجاهرتز تمامًا مثل الولايات
المتحدة، حتى 2483 ميجاهرتز.
إذا كنت تعمل في اليابان،
فيمكنك الوصول إلى تردد يصل إلى 2495 ميجاهرتز.
وهذا يعني أن لدينا في الولايات المتحدة 11 قناة فقط.
بقية العالم لديه 13 قناة
واليابان لديها 14 قناة.
الآن، يبلغ عرض كل قناة من هذه القنوات حوالي 22 ميجاهرتز فقط
ضمن النطاق 2. طيف 4 جيجا هرتز.
سيؤدي هذا إلى الحد من كمية البيانات
التي يمكننا إرسالها في أي وقت.
المشكلة الأخرى التي نواجهها
بالنسبة لهذه القنوات هي أنها تتداخل
كثيرًا في الواقع لأن لدينا فقط 72 ميجاهرتز من التردد الإجمالي
داخل 2. طيف 4 جيجا هرتز تم تخصيصه
لنا من قبل لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC)
والسلطات التنظيمية الأخرى ضمن
معاييرنا اللاسلكية 80211.
لذلك إذا كنت تتعامل مع 2. 4 جيجا هرتز على سبيل
المثال، ستكون هناك
ثلاث قنوات عليك
حفظها واستخدامها لمنع التداخل.
هذه هي القنوات 1 و 6 و 11.
تعتبر هذه القنوات الثلاث مهمة حقًا لأنها
بعيدة بما يكفي عن بعضها البعض
لمنع أي نوع من التداخل من خلال
إعطائك 22 ميجا هرتز لكل من هذه القنوات الثلاث ولا
تزال مناسبة ضمن إجمالي الطيف 72 ميجا هرتز المقدم.
لذا، إذا سُئلت يومًا
عن كيفية منع التداخل اللاسلكي،
وسألك شخص ما عن القنوات التي يجب عليك
استخدامها، ستكون الإجابة دائمًا 1 و6 و11 إذا كنا
نتحدث عن استخدام اللاسلكي B أو اللاسلكي G أو اللاسلكي
ن ضمن 2. طيف 4 جيجا هرتز.
وبسبب هذا القيد، ستعمل
الشبكات اللاسلكية الأحدث في
نطاق 5 جيجا هرتز بدلاً من ذلك.
في أطياف 5 جيجا هرتز، أعطانا
المنظمون من 5. 725 جيجا هرتز
حتى 5. 875 جيجا هرتز.
وهذا يسمح لنا بتشغيل
شبكاتنا اللاسلكية ضمن هذا النطاق.
الآن، إذا واصلنا استخدام القنوات ذات العرض 20 ميجاهرتز
التي نستخدمها مع 2. 4 جيجا هرتز، سيكون
لدينا الآن 24 قناة غير متداخلة.
وهو تحسن كبير مقارنة
بالأقدم 2. شبكات 4 جيجا هرتز،
والتي تحتوي فقط على القنوات الثلاث
غير المتداخلة 1 و6 و11.
الآن، داخل شبكاتنا ذات النطاق 5
جيجا هرتز، يمكننا أيضًا إنشاء قنوات
أوسع من 20 ميجا هرتز فقط.
بدءًا من شبكات N اللاسلكية،
هناك خيار لتنفيذ
ما يعرف بربط القنوات.
وتمت زيادة هذا في التيار المتردد
اللاسلكي للسماح بقنوات 80
ميجا هرتز وقنوات 160 ميجا هرتز أيضًا.
إذن ما هو ربط القنوات؟
حسنًا، يتيح لك ربط القناة إنشاء قناة أوسع من خلال
دمج القنوات المجاورة في قناة واحدة.
فكر في الأمر كما لو كان لدينا هذه الأنابيب
الافتراضية وقمنا بتجميعها
معًا، وهذا سيسمح لنا بإرسال المزيد من
البيانات في نفس الوقت.
لذا بدلاً من شغل مساحة واحدة بتردد 20 ميجاهرتز لقناة واحدة،
يمكننا الآن أن نأخذ
قناتين بتردد 20 ميجاهرتز لمنحنا قناة
مرتبطة بتردد 40 ميجاهرتز.
أو يمكنني دمج ثماني من هذه القنوات والحصول
على قناة بتردد 160 ميجاهرتز.
من خلال وجود هذه القناة الأوسع،
يمكنني دفع المزيد من البيانات عبر الشبكة في وقت واحد مما
يؤدي إلى زيادة السرعات وعرض النطاق الترددي الإضافي.
الآن، التحدي الوحيد في ربط
القنوات هو أنه يزيد الآن من احتمال
تعرضك للتداخل.
لأنك تقوم الآن بتقليل عدد
القنوات غير المتداخلة، لأنك
استحوذت على قدر أكبر من الطيف
من خلال دمج هذه القنوات معًا.
يتذكر. مع شبكات 5 جيجا هرتز،
لدينا 24 قناة غير متداخلة بتردد 20 ميجا هرتز لكل منها.
ولكن إذا قمت بإنشاء قناة مرتبطة بتردد 160 ميجاهرتز، فقد
استخدمت ما يعادل
8 من تلك القنوات الـ 24 غير المتداخلة.
قد يؤدي هذا إلى قيام أجهزة الشبكة اللاسلكية
الأخرى القريبة من نقطة الوصول
الخاصة بي بالبدء في التسبب في التداخل مع شبكتي.
الآن، بالنسبة للامتحان، لا تحتاج إلى حفظ
جميع الترددات المختلفة للقنوات المختلفة.
بدلاً من ذلك، يجب أن تكون
على دراية بأن حجم القناة القياسي هو 20
ميجاهرتز لكلا 2. شبكات 4 جيجا هرتز و 5 جيجا هرتز.
ولكن إذا كنت تستخدم ربط القنوات مع شبكة 5 جيجا هرتز،
فيمكنك جعلها أكبر.
يمكنك جعلها أكبر مرتين أو أربع
مرات أو ثماني مرات.
الآن عندما تفعل
ذلك، يمكنك الوصول إلى سرعات أعلى
للشبكة، لكنك تخاطر أيضًا بمزيد من التداخل.
لذلك فهو عمل متوازن بين هذه.