مقدمة في الاتصالات اللاسلكية
صورة توضح بعض أجهزة الأتصالات الاسلكية
الأتصالات الاسلكية عبارة عن نظام يستخدم الترددات الراديوية أو الأشعة تحت الحمراء أو الموجات الدقيقة أو أنواع أخرى من الموجات الكهرومغناطيسية أو الصوتية بدلا من الأسلاك أو الكابلات أو الألياف البصرية لنقل الإشارات أو البيانات. أبسط مثال على الأجهزة اللاسلكية الهواتف المحمولة و تتوسع مجالاتها الى أجهزة الراديو ثنائية الاتجاه وفتاحات أبواب المرآب عن بعد وأجهزة التحكم عن بعد في التلفزيون وأجهزة استقبال GPS ( نظام تحديد المواقع العالمي).
تتيح أجهزة المودم اللاسلكية وأجهزة إرسال الميكروويف والأقمار الصناعية الوصول إلى الإنترنت من أي مكان في العالم و هي من المجالات التكنولوجية الأسرع نمواً والأكثر حيوية في مجال الاتصالات.
تاريخ موجز للاتصالات اللاسلكية
منذ استخدام إشارات الدخان والأعلام والمرايا الوامضة في فترة ما قبل التاريخ ، كان الاتصال اللاسلكي جزءا من حياة الإنسان وهو يتطور باستمرار. الاتصالات اللاسلكية الحديثة ، أي استخدام الإشارات الكهربائية وموجات الراديو للاتصال كانت حولنا لأكثر من 100 عام.
في عام 1897 ، نجح غولييلمو ماركوني في إظهار التلغراف اللاسلكي عن طريق إرسال موجات كهرومغناطيسية لمسافة قصيرة تبلغ 100 متر. مهد هذا العرض التوضيحي الطريق للاتصالات اللاسلكية ومصطلح الراديو مشتق من الطاقة المشعة.
بحلول أوائل عام 1900 ، تم إنشاء البث اللاسلكي عبر المحيط الأطلسي ، حيث نجح ماركوني في نقل الرسائل في شكل شفرة تدعى شفرة مورس. منذ ذلك الحين ، تقدمت التكنولوجيا المتعلقة بالاتصالات اللاسلكية والنظام اللاسلكي بسرعة ، وبالتالي تمكين الإرسال عبر مسافات أطول بتكلفة منخفضة مع أجهزة أرخص.
طوال تطور الاتصالات اللاسلكية ، هناك العديد من الأنظمة والأساليب اللاسلكية التي ازدهرت واختفى الكثير. أفضل مثال على ذلك هو الاتصالات الهاتفية. في البداية ، تم تنفيذ جميع الاتصالات المتعلقة بالهاتف (ولا تزال) باستخدام شبكة سلكية ، والتي نسميها الهاتف الأرضي.
لكن النمو السريع للاتصالات المتنقلة بدأ يحل محل نظام الهاتف السلكي المعقد. في هذا السيناريو ، أصبحت التكنولوجيا السلكية قديمة وتم استبدالها بالاتصالات اللاسلكية.
يتعين علينا دائما اختيار الأفضل للموقف ، أي في بعض المناطق يتعين علينا استخدام الاتصالات السلكية بينما في المناطق الأخرى ، قد يكون الذهاب إلى اللاسلكي خيارا أفضل.
لماذا نستخدم الاتصالات اللاسلكية؟
عندما يمكن للاتصالات السلكية القيام بمعظم المهام التي يمكن للاتصالات اللاسلكية القيام بها ، فلماذا نحتاج إلى الاتصال اللاسلكي؟ الفائدة الأساسية والمهمة للاتصالات اللاسلكية هي التنقل.
بصرف النظر عن التنقل ، يوفر الاتصال اللاسلكي أيضا المرونة وسهولة الاستخدام ، مما يجعله شائعا بشكل متزايد يوما بعد يوم. يمكن إجراء الاتصالات اللاسلكية مثل الهاتف المحمول في أي مكان وزمان بأداء إنتاجية مرتفع إلى حد كبير.
نقطة أخرى مهمة هي البنية التحتية. يعد إعداد وتركيب البنية التحتية لأنظمة الاتصالات السلكية مهمة مكلفة وتستغرق وقتا طويلا. يمكن تركيب البنية التحتية للاتصالات اللاسلكية بسهولة وبتكلفة منخفضة.
في حالات الطوارئ والمواقع البعيدة ، حيث يكون إعداد الاتصال السلكي صعبا ، يعد الاتصال اللاسلكي خيارا قابلا للتطبيق.
مزايا الاتصالات اللاسلكية
هناك العديد من المزايا لتكنولوجيا الاتصالات اللاسلكية والشبكات اللاسلكية والأنظمة اللاسلكية عبر الاتصالات السلكية مثل التكلفة والتنقل وسهولة التركيب والموثوقية وما إلى ذلك.
1-التكلفة
يتم التخلص من تكلفة تركيب الأسلاك والكابلات والبنية التحتية الأخرى في الاتصالات اللاسلكية وبالتالي خفض التكلفة الإجمالية للنظام مقارنة بنظام الاتصالات السلكية. إن تركيب شبكة سلكية في البناء ، وحفر الأرض لمد الكابلات وتشغيل تلك الأسلاك عبر الشوارع أمر صعب للغاية ومكلف ويستغرق وقتا طويلا.
في المباني التاريخية ، لا يعد حفر ثقوب للكابلات فكرة أفضل لأنها تدمر سلامة المبنى وأهميته. أيضا ، في المباني القديمة التي لا تحتوي على خطوط مخصصة للاتصال ، فإن الاتصال اللاسلكي مثل Wi-Fi أو Wireless LAN هو الخيار الوحيد.
2-التنقل
كما ذكرنا سابقا ، فإن التنقل هو الميزة الرئيسية لنظام الاتصالات اللاسلكية. يوفر حرية التنقل أثناء الاتصال بالشبكة.
3-سهولة التركيب
يعد إعداد وتركيب معدات وبنية شبكة الاتصالات اللاسلكية أمرا سهلا للغاية حيث لا داعي للقلق بشأن متاعب الكابلات. أيضا ، الوقت اللازم لإعداد نظام لاسلكي مثل شبكة Wi-Fi على سبيل المثال ، أقل جدا عند مقارنته بإعداد شبكة كبلية كاملة.
4-الموثوقية
نظرا لعدم وجود كابلات وأسلاك متضمنة في الاتصالات اللاسلكية ، فلا توجد فرصة لفشل الاتصال بسبب تلف هذه الكابلات ، والتي قد تكون ناجمة عن الظروف البيئية ولصق الكابلات والتناقص الطبيعي للموصلات المعدنية.
5-التعافي من الكوارث
في حالة وقوع حوادث بسبب الحرائق أو الفيضانات أو الكوارث الأخرى ، يمكن أن يكون فقدان البنية التحتية للاتصالات في نظام الاتصالات اللاسلكية ضئيلا.
عيوب الاتصالات اللاسلكية
على الرغم من أن الاتصال اللاسلكي له عدد من المزايا على الاتصالات السلكية ، إلا أن هناك بعض العيوب أيضا. أكثر العيوب إثارة للقلق هي التداخل والأمن والصحة.
1-التداخل
تستخدم أنظمة الاتصالات اللاسلكية الفضاء المفتوح كوسيط لإرسال الإشارات. نتيجة لذلك ، هناك احتمال كبير أن تتداخل الإشارات اللاسلكية من نظام أو شبكة اتصال لاسلكية مع إشارات أخرى.
أفضل مثال على ذلك هو Bluetooth و Wi-Fi (WLAN). تستخدم كلتا التقنيتين تردد 2.4 جيجا هرتز للاتصال وعندما يكون كلا الجهازين نشطين في نفس الوقت ، هناك أحتمالية للتداخل.
2-أمن
أحد الاهتمامات الرئيسية للاتصالات اللاسلكية هو أمن البيانات. نظرا لأن الإشارات تنتقل في مكان مفتوح ، فمن الممكن أن يتمكن المتسلل من اعتراض الإشارات ونسخ المعلومات الحساسة.
3-مخاوف صحية
التعرض المستمر لأي نوع من الإشعاع يمكن أن يكون خطيرا. على الرغم من أن مستويات طاقة التردد اللاسلكي التي يمكن أن تسبب الضرر لم يتم تحديدها بدقة ، ينصح بتجنب إشعاع الترددات اللاسلكية إلى أقصى حد.
العناصر الأساسية لنظام الاتصالات اللاسلكية
يمكن تقسيم نظام الاتصالات اللاسلكية النموذجي إلى ثلاثة عناصر: جهاز الإرسال والقناة وجهاز الاستقبال.
1-جهاز الإرسال (Transmitter):- المضمن: يحول إشارة النطاق الأساسي (المعلومات المراد إرسالها) إلى إشارة تردد لاسلكي (RF) مناسبة للإرسال عبر الهواء.
- مضخم الطاقة: يعزز قوة إشارة التردد اللاسلكي المعدلة إلى مستوى كاف للإرسال عبر المسافة المطلوبة.
- الهوائي: يشع إشارة التردد اللاسلكي المضخمة في الفضاء (أو يستقبل الإشارات الواردة). الهوائيات حاسمة لأنها تحدد الاتجاه و الكسب والاستقطاب للإشارة المرسلة أو المستقبلة.
- هذه هي المساحة التي تنتشر فيها الإشارات اللاسلكية بين المرسل والمستقبل. تحدد خصائص هذا الوسيط ، مثل نطاقات التردد وخصائص الانتشار ومصادر التداخل ، أداء النظام.
- الهوائي : يلتقط إشارة التردد اللاسلكي الواردة من الهواء.
- مضخم الضوضاء المنخفض (LNA): يعزز الإشارة المستقبلة الضعيفة إلى مستوى يمكن فيه معالجتها بشكل أكبر مع تقليل الضوضاء قدر الإمكان.
- وحدة فك التضمين: يحول إشارة التردد اللاسلكي المستقبلة مرة أخرى إلى شكلها الأساسي الأصلي الذي كانت عليه قبل التضمين في المرسل، ويستخرج المعلومات المرسلة.
- وحدة فك التشفير: يعالج ويفك تشفير الإشارة غير المعدلة لاستعادة البيانات الأصلية ، خاصة إذا تم تطبيق التشفير أو التشفير قبل الإرسال.
تعليقات
إرسال تعليق
أخبرنا برأيك فهو يهمنا