يحدد هذا التعديل التعديلات المعيارية لكل من الطبقات المادية (IEEE 802.11 – PHY) وطبقة التحكم في الوصول المتوسط (IEEE 802.11 – MAC) التي تتيح وضع تشغيل واحد على الأقل قادر على دعم أقصى إنتاجية لا تقل عن (20 جيجابت في الثانية)، وتقاس في نقطة وصول خدمة بيانات (MAC) مع الحفاظ على كفاءة الطاقة أو تحسينها لكل محطة.
ما هو معيار IEEE 802.11a؟
معيار IEEE 802.11a: هو المعيار الأول في سلسلة (IEEE 802.11)، حيث يحدد تنسيق (Wi-Fi) لتوفير اتصال لاسلكي في نطاق (ISM) بـ (5 جيجا هيرتز)؛ لإعطاء سرعات بيانات أولية تصل إلى (54 ميجابت في الثانية).
وحسب الترتيب الأبجدي يُعد بأنّه المعيار الأول في سلسلة (802.11) فقد تم إصدار (t) في نفس الوقت مثل (IEEE 802.11b) الذي كان يهدف إلى الاتصال باستخدام نطاق (2.4 جيجا هرتز ISM)، أمّا باستخدام التكنولوجيا في ذلك الوقت كان (IEEE 802.11a) هو أكثر تكلفة وأصعب قليلاً في التنفيذ، حيث كان يعمل بتردد (5 جيجا هيرتز بدلاً من 2.4 جيجا هيرتز)، ونتيجةً لذلك كان أقل استخداماً.
مواصفات IEEE 802.11a:
تتميز (802.11a) بمستوى مذهل من الأداء، حيث كانت قادرة على نقل البيانات بمعدلات بيانات أولية تصل إلى (54 ميجابت في الثانية) وفي ذلك الوقت كان يُعتقد أنّ لديها نطاقاً جيداً، وعلى الرغم من أنّها لم تستطع توفير أقصى معدل للبيانات في أقصى درجاته، وحيث يستخدم معيار (802.11a) مفاهيم (802.11) الأساسية كقاعدة له، ويعمل ضمن نطاق (5 جيجا هرتز) الصناعي والعلمي والطب (ISM) ممّا يتيح استخدامه في جميع أنحاء العالم في نطاق خالٍ من الترخيص.
التعديل هو مضاعفة تقسيم التردد المتعامد (OFDM) لتمكينه من نقل البيانات الأولية بمعدل أقصى يبلغ (54 ميجابت في الثانية)، وعلى الرغم من وجود مستوى عملي أكثر واقعية في منطقة منتصف منطقة (20 ميجابت في الثانية)، كما يمكن تقليل معدل البيانات إلى (48، 36، 24، 18، 12، 9 ثم 6 ميجابت / ثانية) إذا لزم الأمر، كما يحتوي (802.11a) على (12 قناة) غير متداخلة و(8 قنوات) منها مخصصة للداخل و(4 قنوات) لقنوات نقطة إلى نقطة.
إشارة التردد اللاسلكي IEEE 802.11a:
تشتمل إشارة (OFDM) المستخدمة في (802.11) على (52 موجة حاملة فرعية)، كما يستخدم (48) من هذه لنقل البيانات ويتم تضمين أربعة منها كموجات حاملة فرعية تجريبية، والفصل بين الموجات الحاملة الفرعية الفردية هو (0.3125 ميجا هيرتز)، حيث ينتج هذا عرض النطاق (20 ميجا هيرتز) مقسوماً على (64)، وعلى الرغم من استخدام (52 موجة) حاملة فرعية فقط تشغل إجمالي (16.6 ميجا هيرتز) كما يتم استخدام المساحة المتبقية كنطاق حماية بين القنوات المختلفة.
يمكن استخدام مجموعة متنوعة من أشكال التعديل على كل من الموجات الحاملة الفرعية (802.11a) ويمكن استخدام (BPSK) و(QPSK) و(16-QAM) و(64 QAM) حسب ما تسمح به الشروط، حيث لكل معدل بيانات هناك شكل مناظر من التشكيل المستخدم، أمّا داخل الإشارة نفسها تكون مدة الرمز (4 ميكرو ثانية) وهناك فاصل حماية يبلغ (0.8 ميكرو ثانية).
كما هو الحال مع العديد من أنظمة إرسال البيانات، يتم تنفيذ توليد الإشارة باستخدام تقنيات معالجة الإشارات الرقمية ويتم إنشاء إشارة النطاق الأساسي ثم يتم تحويل هذا إلى التردد النهائي، وبالمثل بالنسبة لاستقبال الإشارة، حيث يتم تحويل إشارة (802.11a) الموجهة إلى النطاق الأساسي وتحويلها إلى تنسيقها الرقمي وبعد ذلك يمكن معالجتها رقمياً، وعلى الرغم من أنّ استخدام (OFDM) للأنظمة ذات الإنتاج الضخم مثل (802.11a) قد يبدو معقداً بشكل خاص، إلّا أنّه يوفر العديد من المزايا.
يتميز استخدام (OFDM) بتوفيره انخفاضاً كبيراً في مشاكل التداخل الناجم عن تأثيرات تعدد المسيرات، كما يضمن استخدام (OFDM) وجود استخدام فعال للطيف الراديوي، وكان اعتماد معيار (IEEE 802.11a) أقل من معيار (802.11b) نتيجةً الترددات الأعلى المعنية، وعلى الرغم من أنّ التكنولوجيا قد تقدمت بشكل كبير منذ ذلك الحين، فإنّ متطلبات (5 جيجاهرتز) لـ (802.11a) تعني أنّها كانت أقل انتشاراً على نطاق واسع من الإصدار (b) الذي يعمل عند (2.4 جيجا هرتز)، كما تميل نقاط اتصال (Wi-Fi) إلى التركيز بشكل أقل على (802.11a).
تكنولوجيا IEEE 802.11a:
تم إصدار أول معيار (IEEE) لشبكة (Wi-Fi) في عام 1997م، وهو معروف باسم (IEEE 802.11) حيث كانت بها عيوب كبيرة من الحد الأقصى للإنتاجية (2 ميجابت في الثانية)، وبحلول عام 1999م تم إجراء تعديلين على المعيار الأصلي، كما يعمل (802.11a) في نطاق (5 جيجا هيرتز) ويستخدم (OFDM) بينما كان (802.11b) لا يزال في النطاق (2.4 جيجا هرتز) ويستخدم (DSSS).
على الرغم من كونه متفوقاً من نواحٍ عديدة، إلّا أنّه لم يحقق (802.11a) أبداً مستوى النجاح التجاري مثل (802.11b) بسبب السعر وكان (802.11b) أرخص وتم اعتماده كمعيار فعلي، حيث من الشائع في الأيام الأخيرة رؤية أجهزة توجيه لاسلكية ثلاثية الوضع مع (802.11n و802.11b / g و802.11a).
ما هو معيار IEEE 802.11b؟
معيار (IEEE 802.11b): هو أول معيار (Wi-Fi) يتم اعتماده على نطاق واسع باستخدام (2.4 جيجا هيرتز) وكانت التقنية أسهل بكثير وأرخص في التطوير من (802.11a) التي تستخدم النطاق الترددي العالي (5 جيجا هيرتز)، كما تم بناء (802.11b) في العديد من أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأشكال أخرى من المعدات فقط بعد التصديق على (802.11b) في عام 1999م وأصبحت المنتجات متاحة، انطلقت شبكة (Wi-Fi) بشكل كبير، كما تم إنشاء نقاط اتصال (Wi-Fi) في العديد من المكاتب والفنادق والمطارات وأصبحت فكرة استخدام أجهزة الكمبيوتر المحمولة أثناء السفر أسهل بكثير.
مواصفات IEEE 802.11b:
يُعد معيار (802.11b) متميز بالأداء المذهل، حيث إنّه قادر على نقل البيانات بمعدلات بيانات أولية تصل إلى (11 ميجابت في الثانية) وله نطاق جيد وعلى الرغم من عدم تشغيله بمعدل بياناته الكامل، أمّا عند إرسال البيانات، يستخدم (802.11b) تقنية (CSMA / CA) التي تم تحديدها في المعيار الأساسي الأصلي (802.11) والاحتفاظ بها لـ (802.11b).
باستخدام هذه التقنية عندما تريد العقدة إجراء إرسال فإنّها تستمع لقناة واضحة ثم ترسل ثم يستمع إلى إقرار بالاستلام، وإذا لم يستقبل إشعاراً فإنّه يتراجع عن مقدار عشوائي من الوقت، وبافتراض أنّ إرسال آخر تسبب في حدوث تداخل ثم يستمع إلى قناة واضحة ثم يعيد إرسال البيانات.
تعديل RF لـ IEEE 802.11b:
يُعد تنسيق إشارة التردد اللاسلكي المستخدم في (802.11b) بأنّه مفتاح الكود التكميلي (CCK)، وهذا اختلاف طفيف في الوصول المتعدد بتقسيم الكود (CDMA) الذي يستخدم (DSSS) الأساسي أي طيف انتشار التسلسل المباشر كأساس له، ونظراً لحقيقة أنّ مواصفات (802.11) الأصلية تستخدم (CDMA/DSSS)، كان من السهل ترقية أي مجموعة شرائح موجودة واستثمارات أخرى؛ لتوفير معيار (802.11b) الجديد، ونتيجةً لذلك ظهرت شرائح (802.11b) بسرعة نسبية في السوق.
معدلات بيانات IEEE 802.11b:
يتم تخصيص بطاقات (802.11b) حتى تقوم بالعمل بمعدل أساسي يبلغ (11 ميجابت في الثانية)، إلّا أنّ النظام يراقب جودة الإشارة، حيث إذا انخفضت الإشارة أو ارتفعت مستويات التداخل فمن الممكن أن يتبنى النظام معدل بيانات أبطأ مع تصحيح أخطاء أكثر يكون أكثر مرونة، وفي ظل هذه الظروف سيتراجع النظام أولاً إلى معدل (5.5 ميجابت في الثانية) ثم 2 وأخيراً (1 ميجابت في الثانية)، حيث يُعرف هذا المخطط باسم اختيار المعدل التكيفي (ARS).
على الرغم من أنّ معدلات البيانات الأولية الأساسية لنقل البيانات تبدو جيدة جداً، إلّا أنّ معدلات البيانات الفعلية التي يتم تحقيقها عبر شبكة الوقت الفعلي تكون أقل بكثير في الواقع، وحتى في ظل ظروف الراديو الجيدة بشكل معقول أي إشارة جيدة وتداخل منخفض، فإنّ الحد الأقصى لمعدل البيانات الذي يمكن أن ينتج عندما يستخدم النظام (TCP) هو حوالي (5.9 ميجابت في الثانية)، وهذا ناتج عن عدد من العوامل أحدهما هو استخدام (CSMA / CA)، حيث يتعين على النظام الانتظار لأوقات واضحة على قناة للإرسال والآخر مرتبط باستخدام (TCP) والنفقات الإضافية المطلوبة.
إذا تم استخدام (UDP) بدلاً من (TCP)، فيمكن أن يزيد معدل البيانات إلى حوالي (7.1 ميجابت في الثانية)، كما تُعلن بعض أنظمة (802.11b) أنّها تدعم معدلات بيانات أعلى بكثير ممّا يحدد معيار (802.11b) الأساسي، أمّا في حين أنّ الإصدارات الأحدث من معيار (802.11) أي (802.11g) و(802.11n) تحدد سرعات أعلى بكثير، فقد تم إجراء بعض التحسينات الخاصة بالملكية على (802.11b) كما قدمت هذه التحسينات الخاصة سرعات تبلغ (22 أو 33 أو 44 ميجابت في الثانية) وكان يطلق عليها أحياناً (802.11b +).
لم يتم تحديد هذه المخططات من قبل (IEEE)، وفي أي حال تم تبديلها بإصدارات أحدث من معيار (802.11)، حيث كانت (IEEE 802.11b) قصة النجاح الحقيقية لمعايير (IEEE 802.11) وكان اعتمادها على نطاق واسع يعني أنّ (Wi-Fi) أصبحت عنصراً مقبولاً في مجال الاتصال اللاسلكي، وفي البداية تم استخدامه في أجهزة الكمبيوتر لأنّ اتصال (Wi-Fi) داخل الهواتف المحمولة لم يكن معروفاً، ومع ذلك تم استخدام (IEEE 802.11b) في العديد من التطبيقات ومكّن الإصدارات المستقبلية من المعيار للبناء على نجاحه.
