أجهزة إعادة الإرسال ومعززات Wi-Fi

على الرغم من أنّ أجهزة توجيه شبكة (Wi-Fi) أصبحت الآن أكثر فاعلية من أي وقت مضى، إلّا أنّه لا تزال هناك مشكلات تتعلق بالنقاط الميتة والتغطية السيئة في المنزل أو المكتب، حيث يتمثل أحد الحلول لهذه المشكلة في استخدام موسعات النطاق أو المعززات أو المكررات، كما تؤدي هذه الموسعات والمعززات والمكررات نفس الوظيفة بشكل أساسي، وعادةً ما تكون هذه الموسعات سهلة التركيب والإعداد ويمكنها تمكين حل مشكلات التغطية السيئة بسهولة بالغة.

ما هي موسعات النطاق أو معززات Wi-Fi؟

معززات Wi-Fi: هو الجهاز الذي يعزز إشارة (Wi-Fi) ويوسع نطاق جهاز التوجيه، وغالباً ما يتم توصيلها  مباشرةً بالموجه الرئيسي، وعادةً عبر منفذ (Ethernet) وتنقل إشارة أقوى.

عادةً ما تقوم المعززات على تطوير جهاز توجيه (Wi-Fi) ممّا يقوي من إشارة (Wi-Fi)، كما يمكن أن يكون مضخماً للإشارة المرسلة أو في بعض الحالات قد يكون هوائياً أفضل، وللحصول على تغطية جيدة من الضروري أن تكون قادراً على التواصل في كلا الاتجاهين، حيث يجب أن يكون العميل أي العنصر المتصل بجهاز توجيه (Wi-Fi) قادراً على إرسال البيانات مرة أخرى، ولن يؤثر المعزز إذا كان مضخماً ولذلك يمكن أن يحدث المعزز بمفرده فرقاً كبيراً في كثير من الحالات، أمّا الهوائيات فهي الأفضل لأنّها تعمل بشكل طبيعي في كلا الاتجاهين.

آلية عمل مكررات Wi-Fi:

مكررات (Wi-Fi): هي عنصر يستخدم لتوسيع النطاق والتغطية، وغالباً ما يطلق عليها أيضاً موسعات النطاق، وهي جهاز تكرر الإشارة اللاسلكية من جهاز التوجيه الرئيسي لتوسيع تغطيته حيث يستقبل إشارة (Wi-Fi) من جهاز التوجيه الرئيسي ثم يعيد بثها، وبهذه الطريقة يمكنه توسيع نطاق إشارة الموجه الرئيسية، ممّا يسمح بتغطية المناطق التي لا يغطيها موجه (Wi-Fi) الرئيسي.

يحتوي المكرر على معرف مجموعة الخدمات (SSID) كنقطة الوصول الرئيسية، ممّا يجعل الاتصال سهلاً عادةً، كما يستقبل مكرر (Wi-Fi) إطاراً من جهاز التوجيه الرئيسي ثم يعيد بثه، ممّا يستغرق هذا بشكل طبيعي ضِعف الوقت لإرسال الإطار إلى جهاز الاستقبال النهائي، كما يتم إبطاء أداء الشبكة اللاسلكية إلى نصف معدل الشبكة الأصلية في أفضل الأحوال.

تُعد أجهزة إعادة الإرسال حلاً جيداً للغاية عند الحاجة إلى تغطية مسكن كبير، ولكن يجب توخي الحذر إذا تم استخدام بيانات كميات كبيرة، فعلى سبيل المثال عن طريق دفق الفيديو حيث سيكون الأداء أقل من المعتاد، ومع السرعات المتاحة اليوم قد يكون هذا أكثر من كافٍ ولكن من الأفضل أن تكون على دراية بالمشكلة.

كيفية إعداد مكرر Wi-Fi:

عادةً ما يكون من السهل إعداد موسعات نطاق (Wi-Fi) بنمط مكرر، حيث سيتم تحديد الإعداد الفعلي للمكرر بحيث يسجل الدخول إلى جهاز التوجيه الرئيسي من خلال المكرر الفعلي نفسه، وعادةً ما ابتكر مطورو ومصنعو هذه المنتجات طرقًا آمنة ولكنّها سهلة؛ ليقوم المكرر الجديد من تسجيل الدخول إلى شبكة (Wi-Fi)، حيث أنّ مكان وجود المكرر هو مفتاح الأداء ويجب وضعه في موضع يتلقى فيه إشارة جيدة من موجه (Wi-Fi) الرئيسي وأيضاً حيث يمكنه توفير تغطية جيدة للنقطة الميتة.

عادةً ما يتم وضع مكرر (Wi-Fi) حيث يكون له مسار خط مستقيم إلى جهاز التوجيه الرئيسي ثم مسار خط مستقيم إلى نقطة توقف (Wi-Fi)، وغالباً ما يعني هذا أنّ المكرر سيكون في منتصف الطريق تقريباً بين جهاز التوجيه ومنطقة التغطية الجديدة، كما تأتي العديد من مكررات (Wi-Fi) مع تطبيق هاتف ذكي يمكن تنزيله وتشغيله لتمكين أفضل موقع للعثور على المكرر.

غالباً ما تقوم مكررات (Wi-Fi) بتوفير حلاً مفيداً لمشكلات التغطية، حيث تم تحسين العديد من أجهزة إعادة الإرسال الحديثة بشكل كبير لضمان أدائها الجيد، ولا سيما تلك التي تنتجها جهات تصنيع معروفة وعند اختيار مكرر أو موسع نطاق، تأكد من أنّه يمكن أن يستوعب أحدث معايير (Wi-Fi) حيث تتضمن الأجهزة الجديدة عند شرائها أحدث معايير (Wi-Fi)، وبالتالي فإنّ مواكبة التطورات ستضمن أفضل أداء.

تأكد من أنّ جهاز التوجيه الرئيسي مُحدّث ويستخدم أحدث معايير أو متغيرات (Wi-Fi) مثل (802.11ac)، ولا فائدة من وجود مكرر يستخدم آخر التحديثات إذا لم تفعل أي من المعدات الأخرى، وعلى الرغم من أنّها تعمل على إثبات ذلك في المستقبل، وهناك نقطة أخرى يجب وضعها في الاعتبار وهي أنّ العديد من أجهزة إعادة الإرسال تأتي مع برنامج أو تطبيق للعثور على أفضل موضع للمكرر، حيث يمكن أن يكون هذا لا يقدر بثمن في ضمان تحقيق أفضل أداء.

ما هو معيار IEEE 802.15.4؟

معيار (IEEE 802.15.4): هو معيار تم تطويره لتوفير إطار عمل والطبقات السفلية في نموذج (OSI) لشبكات اتصال لاسلكية منخفضة التكلفة ومنخفضة الطاقة، حيث يوفر (IEEE 802.15.4) طبقات (MAC) و(PHY)، تاركاً الطبقات العليا ليتم تطويرها لمعايير أعلى محددة لاحقة مثل (Thread) و(ZigBee) و(6LoWPAN).

تُعد الطاقة المنخفضة أحد المكونات الرئيسية لـ (802.15.4)، كما يتم استخدامها في العديد من المناطق حيث تحتاج أجهزة الاستشعار عن بُعد للعمل على طاقة البطارية وربما لسنوات دون اهتمام، كما يهدف معيار (IEEE 802.15.4) إلى توفير طبقات الشبكة الأساسية السفلية لشبكة المنطقة الشخصية اللاسلكية (WPAN)، المتطلبات الرئيسية هي الاتصالات في كل مكان منخفضة التكلفة ومنخفضة السرعة بين الأجهزة.

لا يسعى (IEEE 802.15.4) إلى التنافس مع الأنظمة الموجهة للمستخدم النهائي الأكثر استخداماً مثل (IEEE 802.11)، حيث التكاليف ليست حرجة ويتم طلب سرعات أعلى وقد لا تكون الطاقة حرجة تماماً كما يتيح (IEEE 802.15.4) اتصالات منخفضة التكلفة وعلى توفير اتصالات عبر مسافات تصل إلى حوالي 10 أمتار ومعدلات نقل بيانات قصوى تبلغ (250 كيلوبت في الثانية).

تنسيقات تعديل IEEE 802.15.4:

تتوفر نوعان مختلفان من مخططات التعديل الخاصة بـ (IEEE 802.15.4) في المعيار الأساسي الذي تم إصداره في عام 2003م، حيث تعتمد كل من تكوينات واجهه المستخدم أو الواجهة الراديوية على طيف الانتشار المتسلسل المباشر أي تقنيات (DSSS)، كما يتيح النطاق الخاص بنطاقات التردد المنخفضة معدل بيانات أقل في المعاينة إذا كان عرض القناة الأصغر، بينما يتيح التنسيق المستخدم عند (2.4 جيجا هرتز) نقل البيانات بمعدلات تصل إلى (250 كيلو بت في الثانية).

ما هو الهدف من طبقة IEEE 802.15.4 MAC؟

يُعد الهدف من طبقة (IEEE 802.15.4 MAC) هو إتاحة واجهة بين الطبقة المادية وطبقة التطبيق، حيث لا يحدد (IEEE 802.15.4) طبقة التطبيق، وهو بشكل عام نظام تطبيق مثل (ZigBee) و(RF4CE) و(MiWi) كما يوفر (IEEE 802.15.4 MAC) الواجهة لطبقة التطبيق باستخدام عنصرين:

• خدمة إدارة (MAC): تسمى كيان إدارة طبقة (MAC MLME)، حيث يعمل على توفير واجهات الخدمة التي يمكن من خلالها الوصول إلى وظائف إدارة الطبقة أو الوصول إليها، كما يُعد (IEEE 802.15.4 MAC MLME) مسؤولاً أيضاً عن التحكم في قاعدة بيانات الكائنات لطبقة (MAC) وتُعتبر قاعدة البيانات (MLME) بأنّها قاعدة معلومات (PAN) لطبقة (MAC أو PIB)، حيث يتمتع (MLME) بإمكانية الوصول إلى خدمات (MCPS) لأنشطة نقل البيانات.

• خدمة بيانات (MAC): تسمى هذه الطبقة بـ (MAC Common Port Layer – MCPS)، حيث يوفر هذا الكيان داخل (IEEE 802.15.4 MAC) خدمات نقل البيانات بين أجهزة (MAC) النظيرة.

طبولوجيا شبكة IEEE 802.15.4:

يتوفر نوعان رئيسيان من طوبولوجيا الشبكة التي يمكن استخدامها في (IEEE 802.15.4)، حيث يمكن استخدام طبولوجيا الشبكة هذه لتطبيقات مختلفة وتقدم مزايا مختلفة.

• طوبولوجيا النجوم (Star topology): نظراً لأنّ الاسم يشير إلى تنسيق البدء لطوبولوجيا شبكة (IEEE 802.15.4)، فإنّ لها عقدة مركزية واحدة تسمى منسق (PAN) تتواصل معها جميع العقد الأخرى.

• طوبولوجيا شبكة نظير إلى نظير (Peer to Peer network topology): في هذا الشكل من طوبولوجيا الشبكة، لا يزال هناك ما يسمى بمنسق (PAN) ولكن قد تحدث الاتصالات أيضاً بين العقد المختلفة وليس بالضرورة عبر المنسق.

أنواع الأجهزة التي توجد في الشبكة IEEE 802.15.4:

• جهاز FFD: هو جهاز كامل الوظائف، وهو عقدة لها مستويات كاملة من الوظائف ويمكن استخدامه لإرسال البيانات واستلامها، ولكن يمكنه أيضاً توجيه البيانات من العقد الأخرى.

أمّا بالنسبة إلى أنّ البيانات يمكن توجيهها عبر عقد (FFD) فإنّها تعني أنّه يمكن زيادة تغطية الشبكة، ولا يمكن زيادة المسافات الإجمالية فحسب، بل يمكن للعقد المقنعة من منسق الشبكة الرئيسي توجيه بياناتها عبر عقدة (FFD) أخرى قد تتمكن من الاتصال بها.

• جهاز RFD: هو جهاز ذو وظيفة منخفضة، وهو جهاز به مستوى وظيفي منخفض وعادةً ما تكون عقدة نهاية والتي قد تكون عادةً مستشعراً أو مفتاحاً.

يمكن لأجهزة (RFD) التحدث إلى أجهزة (FFD) فقط؛ لأنّها لا تحتوي على وظائف التوجيه ويمكن أن تكون الأجهزة ذات طاقة منخفضة جداً؛ لأنها لا تحتاج إلى توجيه عملية التحميل ويمكن وضعها في وضع السكون عندما لا تكون قيد الاستخدام، وغالباً ما تُعرف أجهزة (RFD) هذه بالأجهزة التابعة لأنّها تحتاج إلى أجهزة أخرى للتواصل معها.

• المنسق (Coordinator): هي العقدة التي تتحكم في شبكة (IEEE 802.15.4)، وهو شكل خاص من (FFD)، وبالإضافة إلى وظائف (FFD) العادية فإنّه يقوم أيضاً بتعيين شبكة (IEEE 802.15.4) ويعمل كمنسق أو مدير للشبكة.