نظام اتصالات الجهاز اللاسلكي Wireless device communication system

اقرأ في هذا المقال


يكون للاتصال اللاسلكي دوراً مهماً في الحياة اليومية، وإلى جانب الاتصالات أصبحت التكنولوجيا اللاسلكية جزءاً لا يتجزأ من الأنشطة اليومية، حيث يشار إلى نقل البيانات أو المعلومات من مكان إلى آخر لاسلكياً بالاتصال اللاسلكي، بحيث يوفر هذا تبادل البيانات دون أي موصل من خلال إشارات الترددات الراديوية والراديو، كما تنتقل المعلومات عبر الأجهزة على مدى عدة أمتار إلى مئات الكيلومترات من خلال قنوات معينة جيداً.

ما هي الاتصالات اللاسلكية

الاتصالات اللاسلكية: هو الاتصال أو نقل المعلومات عبر مسافة دون الحاجة إلى أسلاك أو كابلات أو أي موصلات كهربائية أخرى، كما يعد الاتصال اللاسلكي أحد الوسائط المهمة لنقل البيانات أو المعلومات إلى الأجهزة الأخرى، حيث يتم ضبط الاتصال ونقل المعلومات عبر الهواء ودون الحاجة إلى أي كابلات باستخدام الموجات الكهرومغناطيسية مثل ترددات الراديو والأشعة تحت الحمراء والأقمار الصناعية وما إلى ذلك في شبكة تكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية.

أنواع تقنيات المستخدمة أجهزة الاتصال اللاسلكي

في الأيام الأخيرة أصبحت تقنية الاتصالات اللاسلكية جزءاً لا يتجزأ من عدة أنواع من أجهزة الاتصال لأنّها تتيح للمستخدمين التواصل حتى من المناطق النائية، والأجهزة المستخدمة في الاتصال اللاسلكي هي الهواتف اللاسلكية والهواتف المحمولة ووحدات “GPS” وتقنية “ZigBee” وأجزاء الكمبيوتر اللاسلكية والتلفاز عبر الأقمار الصناعية وما إلى ذلك.

كما يتم تصنيف تقنية الاتصال اللاسلكي إلى أنواع مختلفة اعتمادًا على مسافة الاتصال ونطاق البيانات ونوع الأجهزة المستخدمة، وفيما يلي الأنواع المختلفة لتقنيات الاتصال اللاسلكي:

  • نظام تحديد المواقع العالمي.
  • واي فاي.
  • البلوتوث.
  • تحديد تردد الراديو.
  • المذياع.

ملاحظة:“GPS” هي اختصار لـ “Global Positioning System”.

ما هي أجهزة الاتصالات اللاسلكية

اعتمدت الاتصالات اللاسلكية كأولى التقنيات اللاسلكية التي تم تطويرها ولا تزال قيد الاستخدام، حيث تتيح أجهزة الراديو المحمولة متعددة القنوات للمستخدم بالتواصل عبر مسافات قصيرة، بينما توفر أجهزة الراديو البحرية والموجودة خدمات الاتصال عبر مسافات طويلة لسائقي الشاحنات والبحارة.

ينقل الراديو في الغالب الصوت عبر الهواء كموجات راديو، كما يتضمن الراديو على جهاز إرسال ينقل البيانات في شكل إشارات لاسلكية إلى هوائي جهاز الاستقبال، ولبث محطات البرمجة المشتركة مرتبطة بشبكات الراديو، كما يحدث البث إمّا في بث متزامن أو في شكل مشترك أو في كلا الشكلين ويمكن أن يتم البث الإذاعي عبر كابل “FM” والأقمار الصناعية عبر مسافات طويلة تصل إلى “2 ميجابت / ثانية”.

أولاً: الخلوي

تستخدم الشبكة الخلوية ارتباطات لاسلكية مشفرة وتم تعديلها للسماح للعديد من المستخدمين بالاتصال عبر نطاق التردد الفردي، ونظراً لأنّ الأجهزة الفردية تفتقر إلى قدرة إذاعية كبيرة فإنّ النظام يعتمد على شبكة من الأبراج الخلوية القادرة على تثليث “Triangulation” مصدر أي إشارة وتسليم مهام الاستقبال إلى أنسب هوائي.

يمكن إرسال البيانات عبر الشبكات الخلوية مع أنظمة “4G” الحديثة القادرة على التحرك بسرعات تشبه سرعة “DSL” السلكية، حيث تفرض الشركات الخلوية رسوماً على عملائها من خلال دقيقة واحدة من أصواتهم وبالكيلو بايت مقابل البيانات.

  • “DSL” هي اختصار لـ “Digital Subscriber Line”.

ثانياً: الأقمار الصناعية

الاتصالات عبر الأقمار الصناعية: هي تقنية لاسلكية لها أهمية كبيرة في جميع أنحاء العالم، ولقد وجدوا استخداماً واسع النطاق في المواقف المتخصصة.

والأجهزة التي تستخدم تقنية الأقمار الصناعية للتواصل المباشر مع القمر الصناعي المداري من خلال إشارات الراديو، حيث يتيح ذلك للمستخدمين البقاء على اتصال افتراضياً من أي مكان على الأرض، كما تتمتع أجهزة المودم والهواتف الساتلية المحمولة بميزات بث وأجهزة استقبال قوية مقارنة بالأجهزة الخلوية بسبب النطاق المتزايد.

يتكون الاتصال الساتلي من جزء فضائي وجزء أرضي، وعندما يتم إرسال الإشارة إلى القمر الصناعي من خلال جهاز، يقوم القمر الصناعي بتضخيم الإشارة وإرجاع إرسالها مرة أخرى إلى هوائي جهاز الاستلام المتوفر على سطح الأرض، ويتكون الجزء الأرضي من جهاز إرسال وجهاز استقبال والجزء الفضائي وهو القمر الصناعي نفسه.

ثالثاً: واي فاي Wi-Fi

واي فاي “Wi-Fi”: هي تقنية اتصالات لاسلكية منخفضة التكلفة، ويتكون إعداد “Wi-Fi” من موجه لاسلكي يخدم محور اتصالات يربط الجهاز المحمول باتصال بالإنترنت، كما تسهل هذه الشبكة اتصال العديد من الأجهزة حسب تكوين جهاز التوجيه، وهذه الشبكات محدودة النطاق بسبب انخفاض نقل الطاقة ممّا يسمح للمستخدم بالاتصال فقط على مسافة قريبة.

كما أنّ “Wi-Fi” هو نوع من أنواع الاتصال اللاسلكي منخفض الطاقة الذي تعتمده العديد من الأجهزة الإلكترونية مثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأنظمة والهواتف الذكية وما إلى ذلك، وفي إعداد “Wi-Fi” يعمل جهاز التوجيه اللاسلكي كمركز اتصال.

وهذه الشبكات محدودة النطاق للغاية بسبب انخفاض طاقة الإرسال ممّا يسمح للمستخدمين بالاتصال فقط على مقربة من جهاز توجيه أو مكرر إشارة، كما تُعد شبكة “Wi-Fi” شائعة في تطبيقات الشبكات المنزلية التي توفر إمكانية النقل دون الحاجة إلى الكابلات، حيث يجب تأمين شبكات “Wi-Fi” بكلمات مرور لأغراض أمنية حتى لا يتمكن الآخرون من الوصول إليها.

تسهل هذه الشبكة اتصال العديد من الأجهزة حسب تكوين جهاز التوجيه، وهذه الشبكات محدودة النطاق بسبب انخفاض نقل الطاقة، ممّا يسمح للمستخدم بالاتصال فقط على مسافة قريبة.

رابعاً: محولات لاسلكية

المحولات اللاسلكية: هي أجهزة يتم تثبيتها داخل أجهزة الكمبيوتر والتي تتيح الاتصال اللاسلكي، حيث إذا كان الكمبيوتر لا يحتوي على محول لاسلكي فلن يتمكن من الاتصال بجهاز التوجيه للوصول إلى الإنترنت، كما تحتوي بعض أجهزة الكمبيوتر على محولات لاسلكية مدمجة مباشرة في اللوحة الأم بينما من الممكن أيضاً تثبيت محولات لاسلكية قائمة بذاتها لإضافة إمكانية لاسلكية إلى جهاز كمبيوتر لا يحتوي على مرفق مدمج.

خامساً: مكرر لاسلكي

مكرر لاسلكي: هو جهاز شبكة لاسلكية يستخدم لتوسيع نطاق جهاز التوجيه اللاسلكي، ويستقبل المكرر الإشارات اللاسلكية ويضخم قوة الإشارات ثم يعيد إرسالها، كما يمكن زيادة قوة الإشارة عن طريق وضع مكرر بين جهاز التوجيه والكمبيوتر المتصل بالموجه.

مزايا اتصالات الجهاز اللاسلكي

1- سهولة التكامل والراحة

تسمح الطبيعة اللاسلكية لهذه الشبكات للمستخدمين بالوصول إلى موارد الشبكة من أي مكان مناسب تقريباً.

2- التنقل

مع ظهور الشبكات اللاسلكية العامة يمكن للمستخدمين الوصول إلى الإنترنت حتى خارج بيئة العمل العادية.

3- القابلية للتوسع

  • الشبكات اللاسلكية قادرة على خدمة عدد متزايد فجأة من العملاء بالمعدات الموجودة.
  • في الشبكة السلكية يحتاج العملاء الإضافيون إلى أسلاك إضافية.

عيوب اتصالات الجهاز اللاسلكي

  • قد لا تكون الشبكات المحلية اللاسلكية مرغوبة لعدد من الأسباب.
  • يخضع إرسال التردد اللاسلكي وإشارات الشبكات اللاسلكية لمجموعة متنوعة من التداخلات بما في ذلك تأثيرات الانتشار المعقدة الخارجة عن سيطرة مسؤول الشبكة.
  • مشاكل الأمان، حيث قد تختار الشبكات اللاسلكية استخدام بعض تقنيات التشفير المتنوعة.
  • لن يكون النطاق كافياً لهيكل أكبر، ومن أجل زيادة نطاقه يجب شراء أجهزة إعادة إرسال أو نقاط وصول إضافية.
  • ستكون السرعة في معظم الشبكات اللاسلكية أبطأ من أبطأ الشبكات السلكية الشائعة.
  • يعد تركيب شبكة لاسلكية قائمة على البنية التحتية أمراً معقداً من حيث الإعداد.

المصدر: Introduction to Analog and Digital Communications/ Simon HaykinData Communication and Computer NetworkWIRELESS COMMUNICATIONS/ Andreas F. MolischTheory and Problems of Signals and Systems/ Hwei P. Hsu, Ph.D./ JOHN M. SENIOR Optical Fiber Communications Principles and Practice Third Edition


شارك المقالة: