نظراً لاستخدام (Wi-Fi) للعديد من الأغراض المختلفة وإمكانية دمج إمكانات (Wi-Fi) في عدد كبير من الأجهزة التي تصنعها جهات تصنيع مختلفة، فمن الأهمية بمكان أن يكون لديها معايير ومواصفات متفق عليها دولياً، كما تُعتبر شبكة (Wi-Fi IEEE 802.11) مثالاً رئيسياً على كيفية تمكين معيار يمكن الوصول إليه للعديد من الشركات المصنعة من تصنيع معدات لها، والتأكد من استخدام تقنية (Wi-Fi) بأكملها على نطاق واسع.
هيئة معايير IEEE Wi-Fi:
تتم كتابة معايير (Wi-Fi) وصيانتها من قبل معهد المهندسين الكهربائيين والإلكترونيين (IEEE)، والذي يقع في مدينة نيويورك، حيث يطور (IEEE) ويحافظ على عدد كبير من المعايير المرتبطة بالصناعات الكهربائية والإلكترونية، كما لا تشمل هذه المعايير سلسلة معايير (Wi-Fi 802.11) فحسب بل تشمل العديد من المعايير الأخرى بما في ذلك معايير (Ethernet) و(IEEE 802.3)، ولدى (IEEE) أكثر من 1100 معيار نشط وحوالي (600 أخرى قيد التطوير)، واحدة من أبرزها هي مجموعة معايير (IEEE 802 LAN / MAN) والتي يعتبر (IEEE 802.11) منها أحد أكثر المعايير شهرة.
معايير IEEE 802.11:
تأتي جميع معايير (Wi-Fi) تحت مظلة (IEEE 802) لشبكات المنطقة المحلية (LAN / MAN)، حيث تأتي معايير (Wi-Fi) ضمن سلسلة (IEEE 802.11)، وعندما تم إصدار معيار (Wi-Fi) الأول في عام 1997م، لم تتم إضافة أي حرف لاحق، ومع إصدار المزيد من المتغيرات تمت إضافة حرف لاحق للإشارة إلى الاختلاف الفعلي حيث كانت هذه الرسالة صغيرة، كما تغطي المعايير المختلفة تحت مظلة (IEEE 802.11) كل شيء من الحوامل إلى عناصر النظام المطلوبة للعمل البيني، فعلى سبيل المثال الأمن ونقاط الاتصال وجودة الخدمة والتجوال وما شابه، أمّا معايير (IEEE 802.11) الرئيسية هي:
1- معايير IEEE 802.11 من a-h:
1. معيار IEEE 802.11a:
معيار IEEE 802.11a: هو أول معيار (Wi-Fi) في سلسلة (802.11)، حيث تم إصداره في عام 1999م وحدد حامل شبكة لاسلكية يعمل في نطاق (5 جيجا هرتز ISM)، باستخدام تعدد إرسال بتقسيم التردد المتعامد مع معدل بيانات يصل إلى (54 ميجابت في الثانية)، وعلى الرغم من استخدام (802.11a) إلّا أنّه كان مستخدماً على نطاق واسع مثل إصدار (802.11b)، ونظراً لأنّ النطاق (5 جيجاهرتز) كان أوسع بكثير واستوعب العديد من القنوات، إلّا أنّ التكنولوجيا كانت أكثر تكلفة في ذلك الوقت ممّا قلل من استخدامها بشكل كبير.
2. معيار IEEE 802.11b:
كان معيار (802.11b) أكثر انتشاراً من (11a)، وعلى الرغم من أنّ الحد الأقصى لمعدلات البيانات الأولية كان أقل بكثير عند (11 ميجابت في الثانية)، فقد استخدم المعيار نطاق (2.4 جيجا هرتز ISM) وكانت التكنولوجيا الخاصة بذلك في ذلك الوقت أرخص بكثير، كما أنّ استخدام (Wi-Fi) كان أقل بكثير ولم يكن التداخل هو المشكلة التي سيكون عليها اليوم.
3. معيار IEEE 802.11e:
تُعد أحد المجالات الرئيسية لإرسال البيانات عبر أي وسيط هو ما يسمى بجودة الخدمة (QoS) وتحديد أولويات البيانات، حيث يتناول (IEEE 802.11e) هذا الموضوع بحيث يمكن اتباع نهج محدد.
4. معيار IEEE 802.11f:
معيار (IEEE 802.11f): هو توصية تصف امتداداً اختيارياً لـ (IEEE 802.11)؛ لتمكين اتصالات نقطة الوصول اللاسلكية بين الأنظمة متعددة البائعين، وكان (IEEE 802.11F) بمثابة مشكلات لتجربة استخدامه، ولكن لم يتم تناوله في جميع أنحاء الصناعة وبالتالي تم سحبه في عام 2006م.
5. معيار IEEE 802.11g:
جاء معيار (802.11b) نتيجةً للطلب على شبكة (Wi-Fi) أسرع باستخدام النطاق (2.4 جيجا هرتز) حيث يستخدم (802.11g) تقنية (OFDM) ومعدلات نقل بيانات خام تبلغ (54 ميجابت في الثانية)، وكان متوافقاً مع الإصدارات السابقة ممّا يسمح بالاتصال مع (DSSS) ولكن بمعدل أقل من (802.11b)، وكان التوافق مع الإصدارات السابقة مطلباً نظراً لعدد نقاط الوصول القديمة وأجهزة الكمبيوتر التي قد لا يتوفر بها سوى المعيار الأقدم، وهو مطلب مهم دائماً.
6. معيار IEEE 802.11h:
تحدد مواصفات (IEEE 802.11h-2003) التحكم في الطاقة المطلوب لشبكة (Wi-Fi)، حيث إنّه يحكم امتدادات إدارة الطيف وطاقة الإرسال ويعالج القضايا بما في ذلك التداخل المحتمل مع الأقمار الصناعية والرادار الذي يستخدم أيضاً نطاق (5 جيجا هرتز ISM) حيث تم توفير المعيار في الأصل لاختيار التردد الديناميكي (DFS) والتحكم في طاقة الإرسال (TPC) إلى (802.11a PHY)، ولكن تم دمجه أيضاً في معيار (IEEE 802.11-2007) الكامل.
2- معايير IEEE 802.11 من i-u:
1. معيار IEEE 802.11i:
يُعد الأمان مشكلة رئيسية لشبكة (Wi-Fi)، حيث توجد العديد من نقاط اتصال (Wi-Fi) في الأماكن العامة ومفتوحة لاحتمال حصول الاختراقات على وصول غير مرغوب فيه إلى أجهزة الأشخاص الذين يستخدمون نقطة الاتصال، كما يستخدم معيار (IEEE 802.11i) لتسهيل الاتصال الآمن من طرف إلى طرف لشبكات المنطقة المحلية اللاسلكية، حيث يعمل معيار (IEEE 80211i) على تحسين آليات المصادقة اللاسلكية والتشفير وإدارة المفاتيح والأمان التفصيلي.
2. معيار IEEE 802.11j:
معيار (IEEE 802.11j-2004): هو تعديل للمعيار الأساسي الذي يوسع الاتصالات اللاسلكية والإشارات لعمليات النطاق (4.9 جيجاهرتز و5 جيجاهرتز) في اليابان.
3. معيار IEEE 802.11k:
يوسع معيار (IEEE 802.11) آليات قياس موارد الراديو (RRM) لشبكات المنطقة المحلية اللاسلكية، حيث يوفر بعض التوصيات حول تحسين أداء (WLAN).
4. معيار IEEE 802.11n:
معيار (IEEE 802.11n-2009): هو معيار (Wi-Fi) يعمل في نطاقي (ISM 2.4 و5 جيجاهرتز) بمعدلات بيانات تصل إلى (600 ميجابت في الثانية)، حيث يستخدم تقنية (MIMO) جنباً إلى جنب مع تجميع الإطارات، كما أنّه يوفر تحسينات أمنية على معايير الحامل اللاسلكي السابقة وصنف (Wi-Fi Alliance) أيضاً التقنية الخاصة بالمعيار باسم (Wi-Fi 4).
5. معيار IEEE 802.11s:
هذا التعديل القياسي (IEEE 802.11) يعالج موضوع الشبكات المعشقة، حيث يوضح بالتفصيل كيف يمكن لأجهزة (Wi-Fi) الاتصال ببعضها البعض لإنشاء شبكة (WLAN) المتداخلة، والتي يمكن استخدامها للطوبولوجيا الثابتة نسبياً غير المتنقلة والشبكات اللاسلكية المخصصة.
6. معيار IEEE 802.11u:
معيار (IEEE 802.11u-2011): هو تعديل لمعيار (IEEE 802.11-2007)، حيث يضيف ميزات تُستخدم للتفاعل مع الشبكات الخارجية، كما يتم استخدامه للتجوال ويستخدم أيضاً لمبادرة (Hotspot2.0).
3- معايير IEEE 802.11 عائلة a:
1. معيار IEEE 802.11ac:
حقق (IEEE 802.11ac) تطوراً كبيراً من حيث الأداء عند طرحه، حيث تم إصدار المعيار في عام 2013م ولكن على الرغم من أنّ العديد من الشركات قد اطّلعت على المعيار عند إصداره، فقد استغرق الأمر وقتاً قصيراً بعد إصداره وانتشاره على نطاق واسع، كما يحدد المعيار “حامل الشبكة اللاسلكية” لشبكة (Wi-Fi) الذي يعمل دون (6 جيجاهرتز) ويوفر معدلات بيانات لا تقل عن (1 جيجابت في الثانية) للتشغيل متعدد المحطات و(500 ميجابت في الثانية) على ارتباط واحد، كما تم تصنيف المعيار على أنّه (Wi-Fi 5) بواسطة (Wi-Fi Alliance) بسبب ميزاته وأدائه.
2. معيار IEEE 802.11ad:
معيار (802.11ad): يُعرف أيضاً باسم (Wi-Gi) أو (Gigabit Wi-fi)، وهو مصمم لتوفير بيانات إنتاجية عالية للغاية ويستخدم نطاقات موجية مليمترية حيث توجد كميات كبيرة من النطاق الترددي لتحقيق ذلك، كما يتم تعريفه على أنّه معيار نظام لاسلكي جيجابت متعدد (MGWS) ويعمل بترددات تصل إلى (60 جيجاهرتز) وهو معيار شبكات لشبكات (Wi-Gig)، نظراً للترددات العالية جداً المستخدمة فإنّ النطاقات محدودة للغاية، وغالباً ما تكون على بعد بضعة أمتار ويتم تخفيفها بشدة بواسطة أشياء مثل الجدران ممّا يسمح للإشارات من الترددات المنخفضة بالمرور.
3. معيار IEEE 802.11af:
غالباً ما يوجد الكثير ممّا يسمى بالمساحة البيضاء في المناطق التي تتطلب فيها أجهزة الإرسال التلفزيونية مناطق حراسة حتى لا تتداخل أجهزة الإرسال التي تستخدم نفس التردد، وفي هذه المناطق التي توجد بها مساحة بيضاء، يمكن استخدام إشارات الطاقة المنخفضة لمجموعة متنوعة من الخدمات الأخرى، حيث أنّ مستوى طاقتها يعني أنّها لن تنتقل إلى أماكن بعيدة وتتسبب في حدوث تداخل مع المستخدمين الأساسيين، وإنّ استخدام واحد لهذه المساحة البيضاء هو (Wi-Fi) وقد تم تعريف (IEEE 802.11af) للعمل في هذه المناطق، وبسبب تطبيقه وطريقة استخدامه للتردد غالباً ما يطلق عليه (White-Fi).
4. معيار IEEE 802.11ah:
تُعد نطاقي (2.4 و5 جيجا هرتز) هُما الأكثر استخداماً لشبكة (Wi-Fi)، إلّا أنّ هناك أيضاً بعض تخصيصات (ISM) أقل من (1 جيجا هرتز)، حيث يسعى (IEEE 802.11ah) إلى استخدام الطيف غير المرخص تحت (1 جيجاهيرتز)، كما تتمثل إحدى المزايا في أنّه سيكون قادراً على توفير اتصالات بعيدة المدى وبالتالي تقديم الدعم لإنترنت كل شيء، أمّا عيب هذه النطاقات هو أنّها ضيقة نسبياً ويمكن أن يحد ذلك من سرعة البيانات.
5. معيار IEEE 802.11ax:
يُعد معيار (802.11ax) بأنّه الوريث المستقبلي لـ (802.11ac)، وباستخدام تقنيات تشمل (OFDMA) و(MU-MIMO)، فإنّ هدفه هو زيادة كفاءة الطيف وبالتالي قابلية الاستخدام الشاملة.
تعمل (IEEE) ومجموعات العمل التابعة لها على تطوير معايير (Wi-Fi) جديدة، حيث يضمن ذلك أنّ التكنولوجيا تتحرك إلى الأمام بما يتماشى مع متطلبات الصناعة، وأنّ (IEEE 802.11 Wi-Fi) قادر على تلبية احتياجات المستقبل، كما أنّ معايير حامل الشبكة مثل (IEEE 802.11g) و(802.11n) و(IEEE 802.11ac) ربما تكون الأكثر شهرة على نطاق واسع، إلّا أنّها مرتبطة جميعاً بالتقنية الأساسية الشائعة وراء (802.11)، وهناك العديد من معايير (802.11) التي تتناول موضوعاً مشتركاً في جميع أنظمة (Wi-Fi) من حيث الأمان وجودة الخدمة والمصادقة، وهي أمور مهمة ومطلوبة لبناء بيئة قوية لتطوير واستخدام تقنية (Wi-Fi).
