وظيفة الوصول اللاسلكي لجهاز التوجيه اللاسلكي

يشار إلى وظيفة الوصول اللاسلكي لجهاز التوجيه اللاسلكي باسم شبكة المناطق المحلية اللاسلكية (WLAN). في الوقت الحاضر ، لدى WLAN فقط مع التكنولوجيا السائدة ، لذلك يمكن اعتبار أن الاثنين متكافئان.

يقوم تحالف Wi-Fi بإجراء شهادة تقنية وترخيص العلامات التجارية لـ Wi Fi. في التطبيقات العملية ، غالبًا ما تتم كتابة Wi Fi على أنها WiFi أو WiFi ، ولكن لم يتم التعرف على هاتين طريقتان الكتابة من قبل التحالف. 5G CPE

تحالف Wi-Fi (الاسم الكامل: International Wi-Fi Alliance ، English: Wi Fi Alliance ، WFA for Short) هو تحالف تجاري ، والذي يمتلك العلامة التجارية لـ Wi Fi .. وهو مسؤول عن مصادقة Wi Fi وعلامة العلامة التجارية ، ومقرها. في أوستن ، تكساس ، الولايات المتحدة الأمريكية.

يُعتقد على نطاق واسع أن الاسم الجذاب Wi Fi بمثابة اختصار للإخلاص اللاسلكي ، لكنه في الواقع بمثابة قراءة خاطئة. إنه مجرد اسم بسيط بدون معنى فعلي ، وبالطبع ، ليس له اسم كامل. 4G CAT4 CPE

المعيار الفني وراء Wi FI هو بروتوكول سلسلة 802.11 الذي طوره معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) في الولايات المتحدة. 4G CAT6 CPE

واحد. تطوير بروتوكول Wi FI

بدءًا من الإصدار الأول في عام 1997 ، تطورت بروتوكولات سلسلة 802.11 بشكل مستمر ، حيث تمر عبر إصدارات متعددة مثل 802.11a/b/n/ac ، وقد تم تحسين سرعات الإنترنت المدعومة أيضًا بشكل مستمر. أحدث إصدار من البروتوكول هو 802.11ax ، وهو Wi Fi 6 المتطور في السنوات الأخيرة.

في السنوات الأولى ، على الرغم من تطور Wi Fi من جيل إلى جيل ، لم يكن هناك شيء مثل أجيال قليلة من Wi Fi في العالم. ببساطة إضافة بضعة رسائل بعد 802.11 لأن رقم البروتوكول كان غير ودي للغاية للمستخدمين العاديين.

لم يكن حتى عام 2018 أن يكون تحالف Wi-Fi تعزيز الجيل التالي من المعيار التقني 802.11ax مع أبسط وأسهل لفهم Wi Fi 6. أصبح الجيل السابق من 802.11ac و 802.11n بشكل طبيعي wi fi 5 و wi fi 4. أما بالنسبة للتكنولوجيا السابقة ، فلا أحد ينتبه إليها على أي حال ، لذلك ليست هناك حاجة لارتداء سترة مرة أخرى.

في 16 سبتمبر 2019 ، أعلن تحالف Wi-Fi عن إطلاق برنامج شهادة Wi Fi 6. منذ ذلك الحين ، انتشر اسم Wi Fi 6 في جميع أنحاء العالم ، وحاليًا ، دعمت معظم الأجهزة التي تم إصدارها حديثًا Wi Fi 6.

الثاني. قناة Wi Fi وشريط الترددات المستخدمة

يعمل Wi Fi بشكل رئيسي في نطاقات تردد 2.4 جيجا هرتز و 5 جيجا هرتز. تسمى هاتان النطاقان الترددين على نطاق التردد ISM (الطبي الصناعي) ، وطالما تلبي قوة الإرسال المتطلبات القياسية الوطنية ، يمكن استخدامها مباشرة دون إذن.

نظرًا لتمكين نطاق تردد ISM الأقدم على مستوى العالم ، يبلغ 2.4 جيجا هرتز نطاق طيف قدره 2.40 جيجا هرتز إلى 2.4835 جيجا هرتز ، مع عرض النطاق الترددي الإجمالي 83.5m.

يعمل Bluetooth ، و Zigbee ، و USB اللاسلكي الشائع أيضًا في نطاق تردد 2.4 جيجا هرتز. بالإضافة إلى ذلك ، فإن نطاق الترددات المستخدمة بواسطة أفران الميكروويف والهاتف اللاسلكي هو أيضًا 2.4 جيجا هرتز. حتى عندما تعمل الشريحة الداخلية لواجهة USB السلكية ، فإنها ستصدر إشارات عديمة الفائدة من 2.4 جيجا هرتز ، مما تسبب في التداخل.

يمكن ملاحظة أن هناك العديد من الأجهزة التي تعمل في وقت واحد عند 2.4 جيجا هرتز ، مع نطاقات التردد المكتظة والتداخل الشديد. عندما تكون الأضواء مضاءة ، تقوم أنت وجيرانك في الطابق العلوي والطابق السفلي بتصفح الإنترنت بسعادة باستخدام Wi Fi ، يقوم جهاز التوجيه بصمت القنوات خلفك لتنسيق التداخل.

يقسم Wi Fi عرض النطاق الترددي 83.5m على 2.4 جم إلى 13 قناة ، واحدة لكل 20 مترًا. لاحظ أن هذه القنوات متداخلة. في الأصل ، يمكن وضع 3 فقط ، ولكن الآن تم الضغط على 13 عامًا. من الصعب تجنب التداخل بينهما ، ولا يمكننا إلا أن نحاول تقليله قدر الإمكان. إذا لم يكن الأمر كذلك ، يمكن للجميع إبطاء واصطف قائمة الانتظار لاستخدامه.

إلى أي مدى تتداخل القنوات؟ من الشكل أدناه ، يمكن رؤية حد أقصى أنه من بين هذه القنوات ، فقط المجموعات 1 أو 6 أو 11 أو 2 أو 7 أو 12 أو 3 و 8 و 13 غير متداخلة تمامًا ، مما يشير إلى درجة الازدحام في 2.4 جيجا هرتز نطاق التردد. تمامًا مثل الطريق الضيق للغاية ، هناك العديد من السيارات التي تمر بها ، وتؤدي الاختناقات المرورية المتكررة حتماً إلى انخفاض في سرعة حركة المرور.

بحلول 802.11n ، يمكن للمستخدمين استخدام قناة 40 مترًا ، ولكن لا يزال نطاق التردد 2.4 جيجا هرتز لا يبلغ إجمالي عرض النطاق الترددي 83.5 متر ، والذي يمكن أن يستوعب فقط قناتين. لذلك ، فقط عندما تكون الشبكة في وضع الخمول في قتلى الليل ، يمكن للمستخدم واحد استخدام قناة 40 مترًا ، إلى جانب التداخل من عائلة لاو وانغ المجاورة ، يصعب تحقيق معدل 802.11n المجاور.

بحلول 802.11n ، يمكن للمستخدمين استخدام قناة 40 مترًا ، ولكن لا يزال نطاق التردد 2.4 جيجا هرتز لا يبلغ إجمالي عرض النطاق الترددي 83.5 متر ، والذي يمكن أن يستوعب فقط قناتين. لذلك ، فقط عندما تكون الشبكة في وضع الخمول في قتلى الليل ، يمكن للمستخدم واحد استخدام قناة 40 مترًا ، إلى جانب التداخل من عائلة لاو وانغ المجاورة ، يصعب تحقيق معدل 802.11n المجاور. إذا كان نطاق تردد 2.4 جيجا هرتز هو مسار ضيق ، فإن نطاق تردد 5 جيجا هرتز هو بلا شك مسار واعد.

يتراوح النطاق المتاح من نطاق تردد 5 جيجا هرتز 4.910 جيجا هرتز إلى 5.875 جيجا هرتز ، مع عرض النطاق الترددي لأكثر من 900 ميغابايت ، وهو أكثر من 10 أضعاف من 2.4 جم! هذا الطيف واسع للغاية ، وقد حددت البلدان المختلفة نطاق استخدام Wi Fi بناءً على وضعها الخاص.

على سبيل المثال ، هناك 13 قناة 20m متاحة لـ Wi Fi في طيف 5 جيجا هرتز في الصين ، ويمكن أيضًا أن تشكل قناة 20 مترًا مستمرة 40 مترًا أو 80 مترًا أو حتى 160 مليون قناة.
عرض النطاق الترددي البالغ 5 جيجا هرتز كبير ، وهناك عدد قليل من الأجهزة التي تعمل عليها. إنه سريع الاستخدام بشكل طبيعي وله تدخل ضئيل. لذلك ، إذا كنت تريد أن تحقق الشبكة المنزلية تجربة سرعة جيدة ، فيمكنك التفكير في استخدام 5 جيجا هرتز لتغطية المنزل بأكمله.

ومع ذلك ، فإن القدمين لها أوجه القصور الخاصة بها والبوصة لها نقاط القوة الخاصة بها. على الرغم من أن عرض النطاق الترددي البالغ 5 جيجا هرتز كبير والتداخل صغير ، إلا أن توهين انتشار الإشارة سريع ، ومن السهل أيضًا حظره. القدرة على المرور عبر الجدران ضعيفة.

لذلك ، مقارنة بـ 2.4 جيجا هرتز ، تكون إشارة 5 جيجا هرتز أضعف بكثير. أما بالنسبة لعدد الأمتار التي يمكن لكل منها تغطيتها ، فمن الصعب تقديم معلومات محددة بسبب الارتباط بين كسب الهوائي ، وحساسية الاستقبال ، وتوزيع الجدران والعقبات في المنزل ، وسرعة الإنترنت المتوقعة التي يمكن للأفراد تحقيقها.

إذا كان النظر فقط في شبكات المنازل الذكية المختلفة في المنزل ، فإن تغطية 2.4 جيجا هرتز والقدرة عادة ما تكون كافية. ولكن إذا كانت هناك حاجة إلى الوصول إلى الإنترنت عالي السرعة لزيادة قيمة النطاق العريض للمنزل ، فيجب أن تعتمد على 5 جيجا هرتز لتحقيق ذلك.

لذلك ، يوصى بعدم النظر في 2.4 جيجا هرتز لتغطية Wi Fi ، ولكن للنظر بشكل مباشر في تغطية المنزل الكامل 5 جيجا هرتز كهدف للتصميم. بشكل عام ، من الصعب على جهاز توجيه واحد تحقيق تغطية زاوية ميتة في بيئة منزلية معقدة. من الضروري النظر في مشكلات التواصل والتجوال بين أجهزة التوجيه المتعددة ، والتي ستتم مناقشتها لاحقًا.

ثالثا. مفتاح Wi Fi Technologies

لماذا يصبح Wi Fi أسرع وأسرع؟ في الواقع ، تم استعارة بروتوكولات سلسلة IEEE 802.11 من 4G و 5G من 3GPP ، والتقنيات الأساسية المستخدمة عالمية.

OFDM/OFDMA

الاسم الكامل لـ OFDM هو تعدد تقسيم التردد المتعامد. سيقوم النظام بتقسيم عرض النطاق الترددي الناقل إلى عروض فرعية متعامدة متعددة في مجال التردد ، وهو ما يعادل تقسيم الطريق إلى ممرات متعددة متوازية ، مما يؤدي بشكل طبيعي إلى تحسين كفاءة حركة المرور.

قبل Wi Fi 5 (802.11a/b/g/n/ac) ، كان عرض الحامل الفرعي 312.5 كيلو هرتز. ومع ذلك ، في Wi Fi 6 (802.11ax) ، تم تخفيض عرض الحامل الفرعي إلى 78.125 كيلو هرتز ، وهو ما يعادل تقسيم الطرق ذات العرض نفسه إلى ممرات أخرى.
في OFDM ، يجب أن يشغل كل مستخدم في وقت واحد جميع الناقلات الفرعية في النطاق الترددي الكامل. إذا لم يكن هناك الكثير من البيانات التي يجب إرسالها ولم يتم استخدام موارد التردد بالكامل ، فلن يتمكن المستخدمون الآخرون من استخدامها بمرونة ويمكنهم فقط أن يصطفوا بشكل جاف ، مما يؤدي إلى انخفاض الكفاءة في استخدام موارد الطيف.

لحل هذه المشكلة ، قدم Wi Fi 6 تقنية OFDMA ، تليها الرسالة A ، والتي أصبحت الاسم الكامل لقسم التردد المتعامد تعدد الوصول المتعدد. العنوان المتعدد يعني إعادة استخدام المستخدم متعدد المستخدمين.
يمكن لـ OFDMA دعم العديد من المستخدمين لمشاركة جميع الناقلات الفرعية في نفس الوقت. إنها تعادل شركة النقل توحيد بيانات العديد من المستخدمين ، وتحميلها معًا ، واستخدام قدرة النقل بالكامل. نتيجة لذلك ، يتم تسريع سرعة الشحن للجميع ، وتحسين الكفاءة الطيفية.

mimo/beamforming

يتزايد عدد الهوائيات على جهاز التوجيه ، من الهوائيات غير المرئية إلى واحد أو اثنين أو ثلاثة أو أربعة أو ستة أو ستة أو ثمانية ... في الوقت الحاضر ، بغض النظر عن سعر جهاز التوجيه ، يبدو وكأنه سلطعون ، ويظهر أسنانه ومخالبه .

لماذا تستخدم الكثير من الهوائيات؟ إنه لتنفيذ تقنية MIMO (إدخال متعددة متعددة بشكل أفضل). ببساطة ، فهذا يعني استخدام الهوائيات المتعددة لنقل قنوات بيانات مختلفة متعددة في وقت واحد أثناء نقل الإشارة ، مما يضاعف السرعة بشكل طبيعي ؛ عند الاستلام ، تتلقى هوائيات متعددة في وقت واحد إشارات من الهواتف المحمولة ، تمامًا مثل ارتداء مساعدة السمع ، يتم أيضًا تعزيز حساسية الاستقبال.