إذا كنت تبحث عن أسرع شبكة WiFi، فأنت بحاجة إلى 802.11ac، الأمر بهذه البساطة. في الأساس، 802.11ac هو إصدار متسارع من 802.11n (معيار WiFi الحالي المستخدم على هاتفك الذكي أو الكمبيوتر المحمول)، ويقدم سرعات اتصال تتراوح من 433 ميجابت في الثانية (Mbps)، وحتى عدة جيجابت في الثانية. لتحقيق سرعات أعلى بعشرات المرات من 802.11n، يعمل 802.11ac حصريًا في نطاق 5 جيجا هرتز، ويستخدم نطاقًا تردديًا ضخمًا (80-160 ميجا هرتز)، ويعمل مع 1-8 تدفقات مكانية (MIMO)، ويستخدم تقنية غريبة تسمى "تشكيل الشعاع" "(تشكيل الشعاع). سنتحدث أكثر عن ماهية 802.11ac وكيف سيحل في النهاية محل Gigabit Ethernet السلكية في شبكات منزلك وعملك.

كيف يعمل 802.11ac

قبل بضع سنوات، قدم 802.11n بعض التقنيات المثيرة للاهتمام التي أدت إلى زيادة السرعة بشكل ملحوظ مقارنة بـ 802.11b وg. يعمل 802.11ac بنفس عمل 802.11n تقريبًا. على سبيل المثال، في حين أن معيار 802.11n يدعم ما يصل إلى 4 تدفقات مكانية، وعرض قناة يصل إلى 40 ميجا هرتز، يمكن لـ 802.11ac استخدام 8 قنوات، وعرض يصل إلى 80 ميجا هرتز، ويمكن أن يؤدي دمجها عمومًا إلى إنتاج 160 ميجا هرتز. حتى لو ظل كل شيء آخر على حاله (ولن يحدث ذلك)، فهذا يعني أن 802.11ac يتعامل مع التدفقات المكانية بسرعة 8x160 ميجا هرتز، مقارنة بـ 4x40 ميجا هرتز. فرق كبير سيسمح لك باستخلاص كميات هائلة من المعلومات من موجات الراديو.

لتحسين الإنتاجية بشكل أكبر، قدم 802.11ac أيضًا تعديل 256-QAM (مقارنة بـ 64-QAM الخاص بـ 802.11n)، والذي يضغط حرفيًا 256 إشارة مختلفة من نفس التردد، مما يؤدي إلى تحويل وتشابك كل واحدة في مرحلة مختلفة. ومن الناحية النظرية، يؤدي هذا إلى زيادة الكفاءة الطيفية لـ 802.11ac بمقدار 4 مرات مقارنة بـ 802.11n. الكفاءة الطيفية هي مقياس لمدى جودة استخدام البروتوكول اللاسلكي أو تقنية تعدد الإرسال لعرض النطاق الترددي المتاح له. في النطاق 5 جيجا هرتز، حيث تكون القنوات واسعة جدًا (20 ميجا هرتز +)، لا تعد الكفاءة الطيفية مهمة جدًا. ومع ذلك، في النطاقات الخلوية، غالبًا ما يكون عرض القنوات 5 ميجاهرتز، مما يجعل الكفاءة الطيفية في غاية الأهمية.

يقدم 802.11ac أيضًا تكوين شعاع موحد (كان 802.11n يمتلكه ولكنه لم يكن موحدًا، مما يجعل قابلية التشغيل البيني مشكلة). ينقل Beamforming بشكل أساسي إشارات الراديو بطريقة يتم توجيهها نحو جهاز معين. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تحسين الإنتاجية الإجمالية وجعلها أكثر اتساقًا، بالإضافة إلى تقليل استهلاك الطاقة. يمكن إجراء تشكيل الشعاع باستخدام هوائي ذكي يتحرك فعليًا بحثًا عن الجهاز، أو عن طريق تعديل سعة ومرحلة الإشارات بحيث تتداخل بشكل مدمر مع بعضها البعض، مما يترك شعاعًا ضيقًا وغير متداخل. يستخدم 802.11n الطريقة الثانية، والتي يمكن استخدامها من قبل كل من أجهزة التوجيه والأجهزة المحمولة. أخيرًا، 802.11ac، مثل الإصدارات السابقة من 802.11، متوافق تمامًا مع 802.11n و802.11g، لذا يمكنك شراء جهاز توجيه 802.11ac اليوم وسيعمل بشكل رائع مع أجهزة WiFi القديمة لديك.

نطاق 802.11ac

من الناحية النظرية، عند 5 ميجا هرتز وباستخدام تكوين الشعاع، يجب أن يكون لـ 802.11ac نفس نطاق 802.11n (تكوين الشعاع الأبيض) أو أفضل منه. النطاق 5 ميجا هرتز، نظرًا لقدرته المنخفضة على الاختراق، ليس له نفس نطاق 2.4 جيجا هرتز (802.11b/g). ولكن هذه مقايضة نحن مضطرون إلى القيام بها: نحن ببساطة لا نملك ما يكفي من النطاق الترددي الطيفي في نطاق 2.4 جيجا هرتز المستخدم بكثافة للسماح بسرعات ذروة مستوى جيجابت 802.11ac. طالما أن جهاز التوجيه الخاص بك في الموقع المثالي، أو لديك العديد منها، فلا داعي للقلق. كما هو الحال دائمًا، فإن العامل الأكثر أهمية هو نقل الطاقة لأجهزتك وجودة الهوائي.

ما مدى سرعة 802.11ac؟

وأخيرًا، السؤال الذي يريد الجميع معرفته: ما مدى سرعة شبكة WiFi 802.11ac؟ كما هو الحال دائمًا، هناك إجابتان: السرعة التي يمكن تحقيقها نظريًا في المختبر، والحد الأقصى العملي للسرعة الذي من المحتمل أن تكون راضيًا عنه في بيئة منزلية حقيقية محاطة بمجموعة من عوائق تشويش الإشارة.

السرعة القصوى النظرية لـ 802.11ac هي 8 قنوات بتردد 160 ميجاهرتز 256-QAM، كل منها قادر على 866.7 ميجابت في الثانية، مما يمنحنا 6.933 ميجابت في الثانية، أو 7 جيجابت في الثانية المتواضعة. سرعة النقل البالغة 900 ميجابايت في الثانية أسرع من النقل إلى محرك أقراص SATA 3. في العالم الحقيقي، بسبب انسداد القنوات، لن تحصل على الأرجح على أكثر من 2-3 قنوات بتردد 160 ميجاهرتز، وبالتالي ستتوقف السرعة القصوى في مكان ما عند 1.7-2.5 جيجابت/ثانية. مقارنة بالسرعة القصوى النظرية لـ 802.11n والتي تبلغ 600 ميجابت في الثانية.

يتضمن Apple Airport Extreme عند 802.11ac، الذي تم تفكيكه بواسطة iFixit أقوى جهاز توجيه اليوم (أبريل 2015)، جهاز D-Link AC3200 Ultra Wi-Fi Router (DIR-890L/R)، وLinksys Smart Wi-Fi Router AC 1900 (WRT1900AC)، و جهاز التوجيه اللاسلكي ثنائي النطاق Trendnet AC1750 (TEW-812DRU)، وفقًا لما أوردته PCMag. مع أجهزة التوجيه هذه، يمكنك بالتأكيد توقع سرعات مذهلة من 802.11ac، ولكن لا تتخلص من كابل Gigabit Ethernet الخاص بك الآن.

في اختبار Anandtech لعام 2013، قاموا باختبار جهاز التوجيه WD MyNet AC1300 802.11ac (ما يصل إلى ثلاثة تدفقات) مقترنًا بعدد من أجهزة 802.11ac التي تدعم 1-2 تدفقات. تم تحقيق أسرع سرعة نقل بواسطة كمبيوتر محمول Intel 7260 مزود بمحول لاسلكي 802.11ac، والذي يستخدم تدفقين لتحقيق 364 ميجابت في الثانية على مسافة 1.5 متر فقط. على ارتفاع 6 أمتار وعبر الجدار، كان نفس الكمبيوتر المحمول هو الأسرع، لكن السرعة القصوى كانت 140 ميجابايت/ثانية. كان الحد الأقصى للسرعة الثابتة لـ Intel 7260 هو 867 ميجابايت/ثانية (تدفقان بسرعة 433 ميجابايت/ثانية).

في المواقف التي لا تحتاج فيها إلى الحد الأقصى من الأداء والموثوقية التي توفرها GigE السلكية، فإن 802.11ac يكون جذابًا حقًا. بدلاً من ازدحام غرفة المعيشة الخاصة بك بكابل Ethernet الذي يصل إلى المسرح المنزلي من جهاز الكمبيوتر الخاص بك أسفل التلفزيون، فمن المنطقي استخدام 802.11ac، الذي يتمتع بنطاق ترددي كافٍ لتوصيل محتوى عالي الدقة لاسلكيًا إلى جهاز HTPC الخاص بك. بالنسبة لجميع الحالات باستثناء الحالات الأكثر تطلبًا، يعد 802.11ac بديلاً مناسبًا جدًا لشبكة Ethernet.

مستقبل 802.11ac

وسوف يصبح 802.11ac أسرع. كما ذكرنا سابقًا، فإن السرعة القصوى النظرية لـ 802.11ac هي 7 جيجابت في الثانية متواضعة، وحتى نصل إلى ذلك في العالم الحقيقي، لا تتفاجأ بعلامة 2 جيجابت في الثانية في السنوات القليلة المقبلة. عند سرعة 2 جيجابت في الثانية، تحصل على سرعات نقل تبلغ 256 ميجابت في الثانية، وفجأة سيتم استخدام شبكة Ethernet بشكل أقل فأقل حتى تختفي. لتحقيق مثل هذه السرعات، سيتعين على الشركات المصنعة للشرائح والأجهزة معرفة كيفية تنفيذ أربع قنوات أو أكثر لـ 802.11ac، مع الأخذ في الاعتبار كلاً من البرامج والأجهزة.

نرى أن Broadcom وQualcomm وMediaTek وMarvell وIntel تتخذ بالفعل خطوات قوية لتوفير 4-8 قنوات لـ 802.11ac لدمج أحدث أجهزة التوجيه ونقاط الوصول والأجهزة المحمولة. ولكن حتى يتم الانتهاء من مواصفات 802.11ac، فمن غير المرجح أن تظهر موجة ثانية من الشرائح والأجهزة. سيكون أمام الشركات المصنعة للأجهزة والشرائح الكثير من العمل للقيام به للتأكد من أن التقنيات المتقدمة مثل تكوين الشعاع متوافقة مع المعيار ومتوافقة تمامًا مع أجهزة 802.11ac الأخرى.

لقد تم الحديث عن المعيار اللاسلكي IEEE 802.11n الجديد منذ عدة سنوات. وهذا أمر مفهوم، لأن أحد العيوب الرئيسية لمعايير الاتصالات اللاسلكية IEEE 802.11a/b/g الحالية هو أن سرعة نقل البيانات منخفضة للغاية. في الواقع، يبلغ الإنتاجية النظرية لبروتوكولات IEEE 802.11a/g 54 ميجابت/ثانية فقط، ولا يتجاوز معدل نقل البيانات الفعلي 25 ميجابت/ثانية. ومن المفترض أن يوفر معيار الاتصالات اللاسلكية الجديد IEEE 802.11n سرعات إرسال تصل إلى 300 ميجابت/ثانية، وهو ما يبدو مغريًا جدًا مقارنة بـ 54 ميجابت/ثانية. وبطبيعة الحال، فإن معدل نقل البيانات الفعلي في معيار IEEE 802.11n، كما تظهر نتائج الاختبار، لا يتجاوز 100 ميجابت/ثانية، ولكن حتى في هذه الحالة، فإن سرعة نقل البيانات الفعلية أعلى بأربع مرات من معيار IEEE 802.11g . لم يتم بعد اعتماد معيار IEEE 802.11n بشكل كامل (من المفترض أن يحدث هذا قبل نهاية عام 2007)، لكن جميع الشركات المصنعة للمعدات اللاسلكية تقريبًا بدأت بالفعل في إنتاج أجهزة متوافقة مع الإصدار المسودة لمعيار IEEE 802.11n.
سنلقي نظرة في هذه المقالة على الأحكام الأساسية لمعيار IEEE 802.11n الجديد واختلافاته الرئيسية عن معايير 802.11a/b/g.

لقد تحدثنا بالفعل عن معايير الاتصال اللاسلكي 802.11a/b/g بشيء من التفصيل على صفحات مجلتنا. لذلك، في هذه المقالة لن نصفها بالتفصيل، ولكن لكي تكون الاختلافات الرئيسية بين المعيار الجديد وأسلافه واضحة، سيتعين علينا عمل ملخص للمقالات المنشورة مسبقًا حول هذا الموضوع.

بالنظر إلى تاريخ معايير الاتصالات اللاسلكية المستخدمة لإنشاء شبكات محلية لاسلكية (WLAN)، ربما يكون من المفيد التذكير بمعيار IEEE 802.11، والذي، على الرغم من أنه لم يعد موجودًا في شكله النقي، هو سلف جميع معايير الاتصالات اللاسلكية الأخرى للشبكات شبكة محلية لاسلكية.

معيار آي إي إي إي 802.11

يوفر معيار 802.11 استخدام نطاق تردد من 2400 إلى 2483.5 ميجا هرتز، أي نطاق واسع 83.5 ميجا هرتز مقسم إلى عدة قنوات فرعية للتردد.

يعتمد معيار 802.11 على تقنية نشر الطيف (Spread Spectrum, SS)، مما يعني أن إشارة المعلومات المفيدة ذات النطاق الضيق في البداية (من حيث عرض الطيف) يتم تحويلها أثناء الإرسال بطريقة تجعل طيفها أكبر بكثير أوسع من طيف الإشارة الأصلية. بالتزامن مع توسيع طيف الإشارة، تحدث إعادة توزيع لكثافة الطاقة الطيفية للإشارة - كما أن طاقة الإشارة "تنتشر" عبر الطيف.

يستخدم بروتوكول 802.11 تقنية طيف انتشار التسلسل المباشر (DSSS). يكمن جوهرها في حقيقة أنه لتوسيع نطاق إشارة النطاق الضيق في البداية، يتم دمج تسلسل الشريحة، وهو عبارة عن سلسلة من النبضات المستطيلة، في كل بتة معلومات مرسلة. إذا كانت مدة نبضة الشريحة الواحدة هي نمرات أقل من مدة بت المعلومات، فإن عرض طيف الإشارة المحولة سيكون نأضعاف عرض طيف الإشارة الأصلية. في هذه الحالة، فإن سعة الإشارة المرسلة سوف تنخفض بنسبة نمرة واحدة.

تسمى تسلسلات الرقاقة المضمنة في بتات المعلومات بالرموز الشبيهة بالضوضاء (تسلسلات PN)، مما يؤكد حقيقة أن الإشارة الناتجة تصبح شبيهة بالضوضاء ويصعب تمييزها عن الضوضاء الطبيعية.

من الواضح كيفية توسيع نطاق الإشارة وجعله غير قابل للتمييز عن الضوضاء الطبيعية. للقيام بذلك، من حيث المبدأ، يمكنك استخدام تسلسل شرائح تعسفي (عشوائي). ومع ذلك، فإن السؤال الذي يطرح نفسه هو كيفية استقبال مثل هذه الإشارة. بعد كل شيء، إذا أصبحت مثل الضوضاء، فإن عزل إشارة معلومات مفيدة عنها ليس بالأمر السهل، إن لم يكن مستحيلا. ومع ذلك، يمكن القيام بذلك، ولكن لهذا تحتاج إلى تحديد تسلسل الشريحة وفقًا لذلك. يجب أن تفي تسلسلات الرقاقة المستخدمة لتوسيع طيف الإشارة بمتطلبات معينة للارتباط الذاتي. يشير الارتباط الذاتي في الرياضيات إلى درجة تشابه الدالة مع نفسها في نقاط زمنية مختلفة. إذا قمت بتحديد تسلسل شريحة حيث سيكون لوظيفة الارتباط التلقائي ذروة واضحة لنقطة زمنية واحدة فقط، فيمكن تمييز إشارة المعلومات هذه على مستوى الضوضاء. للقيام بذلك، يتم ضرب الإشارة المستقبلة بتسلسل الشريحة في جهاز الاستقبال، أي يتم حساب وظيفة الارتباط التلقائي للإشارة. ونتيجة لذلك، تصبح الإشارة مرة أخرى ذات نطاق ضيق، لذلك يتم ترشيحها في نطاق تردد ضيق يساوي ضعف معدل الإرسال. أي تداخل يقع ضمن نطاق إشارة النطاق العريض الأصلية، بعد الضرب بتسلسل الشريحة، على العكس من ذلك، يصبح نطاقًا عريضًا ويتم قطعه بواسطة المرشحات، ولا يقع سوى جزء من التداخل في نطاق المعلومات الضيق بشكل كبير؛ أقل من التداخل الذي يعمل عند مدخل جهاز الاستقبال.

هناك الكثير من تسلسلات الرقائق التي تلبي متطلبات الارتباط التلقائي المحددة، ولكن ما يسمى برموز باركر ذات أهمية خاصة بالنسبة لنا، حيث يتم استخدامها في بروتوكول 802.11. تتمتع رموز باركر بأفضل الخصائص الشبيهة بالضوضاء بين التسلسلات العشوائية الزائفة المعروفة، مما أدى إلى استخدامها على نطاق واسع. تستخدم عائلة البروتوكولات 802.11 رمز باركر الذي يبلغ طوله 11 شريحة.

من أجل إرسال إشارة، تتم إضافة تسلسل المعلومات للبتات في جهاز الاستقبال modulo 2 (mod 2) مع كود باركر المكون من 11 شريحة باستخدام بوابة XOR (OR حصرية). وبالتالي، يتم إرسال الصفر المنطقي بواسطة تسلسل باركر المباشر، والصفر المنطقي بواسطة تسلسل عكسي.

يوفر معيار 802.11 وضعين للسرعة - 1 و2 ميجابت/ثانية.

مع سرعة معلومات تبلغ 1 ميجابت/ثانية، تبلغ سرعة شرائح تسلسل باركر الفردية 11 × 106 شريحة في الثانية، ويبلغ عرض الطيف لهذه الإشارة 22 ميجاهرتز.

وبالنظر إلى أن عرض نطاق التردد هو 83.5 ميغاهيرتز، نجد أنه يمكن احتواء إجمالي ثلاث قنوات ترددية غير متداخلة في نطاق التردد هذا. ومع ذلك، فإن نطاق التردد بأكمله ينقسم عادةً إلى 11 قناة تردد متداخلة بتردد 22 ميجاهرتز، متباعدة بمقدار 5 ميجاهرتز عن بعضها البعض. على سبيل المثال، تشغل القناة الأولى نطاق التردد من 2400 إلى 2423 ميجاهرتز وتتمركز نسبة إلى تردد 2412 ميجاهرتز. وتتمركز القناة الثانية بالنسبة لتردد 2417 ميجاهرتز، والقناة الأخيرة الحادية عشرة تتمركز بالنسبة لتردد 2462 ميجاهرتز. عند النظر إليها بهذه الطريقة، فإن القنوات 1 و6 و11 لا تتداخل مع بعضها البعض ولها فجوة قدرها 3 ميجاهرتز بالنسبة لبعضها البعض. هذه القنوات الثلاث هي التي يمكن استخدامها بشكل مستقل عن بعضها البعض.

لتعديل إشارة حاملة جيبية بمعدل بيانات قدره Mbit/s 1، يُستخدم تعديل الطور الثنائي النسبي (DBPSK).

في هذه الحالة، يحدث تشفير المعلومات نتيجة لتحول طور الإشارة الجيبية بالنسبة إلى حالة الإشارة السابقة. يوفر تعديل الطور الثنائي قيمتين محتملتين لتحول الطور - 0 وp. بعد ذلك، يمكن إرسال الصفر المنطقي بواسطة إشارة في الطور (إزاحة الطور هي 0)، ويمكن إرسال الصفر المنطقي بواسطة إشارة يتم إزاحة طورها بمقدار p.

تعد سرعة المعلومات البالغة 1 ميجابت/ثانية إلزامية في معيار IEEE 802.11 (معدل الوصول الأساسي)، ولكن سرعة 2 ميجابت/ثانية (معدل الوصول المحسن) ممكنة اختياريًا. لنقل البيانات بهذه السرعة، يتم استخدام نفس تقنية DSSS مع رموز باركر المكونة من 11 شريحة، ولكن يتم استخدام مفتاح تحويل الطور التربيعي التفاضلي لتعديل الموجة الحاملة.

في الختام، وبالنظر إلى الطبقة المادية لبروتوكول 802.11، نلاحظ أنه عند سرعة معلومات تبلغ 2 ميجابت/ثانية، تظل سرعة الرقائق الفردية لتسلسل باركر كما هي، أي 11 × 106 شريحة في الثانية، وبالتالي العرض لا يتغير طيف الإشارة المرسلة.

معيار IEEE 802.11b

تم استبدال معيار IEEE 802.11 بمعيار IEEE 802.11b، الذي تم اعتماده في يوليو 1999. هذا المعيار هو نوع من الامتداد لبروتوكول 802.11 الأساسي، ويوفر، بالإضافة إلى سرعات 1 و2 ميجابت/ثانية، سرعات 5.5 و11 ميجابت/ثانية، والتي تسمى بالرموز التكميلية (مفتاح الكود التكميلي، CCK) يستخدم.

تتمتع الرموز التكميلية، أو تسلسلات CCK، بخاصية أن مجموع وظائف الارتباط الذاتي الخاصة بها لأي تحول دوري بخلاف الصفر هو دائمًا صفر، لذلك، مثل رموز باركر، يمكن استخدامها للتعرف على إشارة من خلفية من الضوضاء.

الفرق الرئيسي بين تسلسلات CCK وأكواد باركر التي تمت مناقشتها سابقًا هو أنه لا يوجد تسلسل محدد بدقة يمكن من خلاله تشفير الصفر المنطقي أو الواحد، ولكن هناك مجموعة كاملة من التسلسلات. يتيح هذا الظرف تشفير العديد من بتات المعلومات في رمز مرسل واحد وبالتالي زيادة سرعة نقل المعلومات.

يتعامل معيار IEEE 802.11b مع تسلسلات متكاملة مكونة من 8 شرائح محددة على مجموعة من العناصر المعقدة التي تأخذ القيم (1، -1، +ي، -ي}.

يعد تمثيل الإشارة المعقدة أداة رياضية مناسبة لتمثيل الإشارة المعدلة بالطور. وبالتالي، فإن قيمة التسلسل التي تساوي 1 تقابل إشارة في الطور مع إشارة المولد، وقيمة التسلسل التي تساوي –1 تقابل إشارة الطور المضاد؛ قيمة التسلسل متساوية ي- إشارة منزاحة الطور بمقدار p/2، والقيمة تساوي - ي، - تم إزاحة طور الإشارة بمقدار -p/2.

كل عنصر من عناصر تسلسل CCK هو رقم مركب، ويتم تحديد قيمته باستخدام خوارزمية معقدة إلى حد ما. يوجد إجمالي 64 مجموعة من تسلسلات CCK المحتملة، مع تحديد اختيار كل مجموعة من خلال تسلسل بتات الإدخال. لتحديد تسلسل CCK واحد بشكل فريد، يلزم وجود ستة بتات إدخال. وبالتالي، يستخدم بروتوكول IEEE 802.11b واحدًا من 64 تسلسل CKK محتملًا بثمانية بتات عند تشفير كل حرف.

وبسرعة 5.5 ميجابت/ثانية، يتم تشفير 4 بتات من البيانات في وقت واحد في رمز واحد، وبسرعة 11 ميجابت/ثانية - 8 بتات من البيانات. وفي كلتا الحالتين يكون معدل الإرسال الرمزي 1.385x106 رمز في الثانية (11/8 = 5.5/4 = 1.385)، ومع الأخذ في الاعتبار أن كل حرف محدد بتسلسل 8 شرائح، نجد أنه في كلتا الحالتين يكون الإرسال سرعة الرقائق الفردية هي 11×106 شريحة في الثانية. وبناء على ذلك، فإن عرض طيف الإشارة عند السرعتين 11 و5.5 ميجابت/ثانية هو 22 ميجاهرتز.

معيار آي إي إي إي 802.11 جي

يعد معيار IEEE 802.11g، الذي تم اعتماده في عام 2003، تطورًا منطقيًا لمعيار 802.11b ويتضمن نقل البيانات في نفس نطاق التردد، ولكن بسرعات أعلى. بالإضافة إلى ذلك، فإن 802.11g متوافق تمامًا مع 802.11b، مما يعني أن أي جهاز 802.11g يجب أن يكون قادرًا على العمل مع أجهزة 802.11b. الحد الأقصى لمعدل نقل البيانات في معيار 802.11g هو 54 ميجابت/ثانية.

تم النظر في تقنيتين متنافستين أثناء تطوير معيار 802.11g: طريقة تقسيم التردد المتعامد OFDM، المستعارة من معيار 802.11a والتي اقترحتها Intersil، وطريقة التشفير التلافيفي للحزم الثنائية PBCC، التي اقترحتها شركة Texas Instruments. ونتيجة لذلك، يحتوي معيار 802.11g على حل وسط: يتم استخدام تقنيات OFDM وCCK كتقنيات أساسية، ويتم توفير الاستخدام الاختياري لتقنية PBCC.

فكرة التشفير التلافيفي (Packet Binary Convolutional Coding, PBCC) هي كما يلي. يتم تحويل التسلسل الوارد من بتات المعلومات في جهاز تشفير تلافيفي بحيث تتوافق كل بتة إدخال مع أكثر من بتة إخراج واحدة. أي أن المشفر التلافيفي يضيف بعض المعلومات الزائدة عن الحاجة إلى التسلسل الأصلي. على سبيل المثال، إذا كانت كل بتة إدخال تتوافق مع بتتي إخراج، فإننا نتحدث عن التشفير التلافيفي بسرعة ص= 1/2. إذا كانت كل بتتين من المدخلات تتوافق مع ثلاث بتات من المخرجات، فسيكون ذلك 2/3.

يتم بناء أي برنامج تشفير تلافيفي على أساس عدة خلايا ذاكرة متصلة تسلسلياً وبوابات XOR. يحدد عدد خلايا التخزين عدد حالات التشفير المحتملة. على سبيل المثال، إذا كان المشفر التلافيفي يستخدم ست خلايا ذاكرة، يقوم المشفر بتخزين معلومات حول ست حالات إشارة سابقة، ومع الأخذ في الاعتبار قيمة بت الإدخال، نجد أن مثل هذا التشفير يستخدم سبع بتات من تسلسل الإدخال. يُطلق على هذا التشفير التلافيفي اسم التشفير ذي السبع حالات ( ك = 7).

يتم تحديد بتات الإخراج التي تم إنشاؤها بواسطة التشفير التلافيفي بواسطة عمليات XOR بين قيم بت الإدخال والبتات المخزنة في خلايا التخزين، أي أن قيمة كل بت إخراج تم إنشاؤها لا تعتمد فقط على بت المعلومات الواردة، ولكن أيضًا على عدة أجزاء سابقة.

تستخدم تقنية PBCC أجهزة تشفير تلافيفية ذات سبع حالات ( ك= 7) بالسرعة ص = 1/2.

الميزة الرئيسية لأجهزة التشفير التلافيفية هي مناعة الضوضاء للتسلسل الذي تولده. والحقيقة هي أنه مع الترميز الزائد، حتى في حالة حدوث أخطاء في الاستقبال، يمكن استعادة تسلسل البت الأصلي بدقة. يتم استخدام وحدة فك تشفير Viterbi في جانب المستقبل لاستعادة تسلسل البتات الأصلي.

يُستخدم بعد ذلك الثنائي المتولد في المشفر التلافيفي كرمز مرسل، لكنه يخضع أولاً لتعديل الطور. علاوة على ذلك، اعتمادًا على سرعة الإرسال، من الممكن تعديل الطور الثنائي أو التربيعي أو حتى بثمانية مواضع.

وخلافاً لتقنيات DSSS (رموز باركر، وتسلسلات SSK)، لا تستخدم تكنولوجيا التشفير التلافيفي تكنولوجيا توسيع الطيف من خلال استخدام تسلسلات شبيهة بالضوضاء، ومع ذلك، يتم توفير توسيع الطيف إلى المعيار 22 ميجاهرتز في هذه الحالة. وللقيام بذلك، تُستخدم أشكال مختلفة من كوكبات الإشارات المحتملة QPSK وBPSK.

يتم استخدام طريقة تشفير PBCC المدروسة اختياريًا في بروتوكول 802.11b بسرعات 5.5 و11 ميجابت/ثانية. وبالمثل، في بروتوكول 802.11g لسرعات نقل تبلغ 5.5 و11 ميجابت/ثانية، تُستخدم هذه الطريقة أيضًا اختياريًا. بشكل عام، نظرًا لتوافق بروتوكولي 802.11b و802.11g، فإن تقنيات التشفير والسرعات التي يوفرها بروتوكول 802.11b مدعومة أيضًا في بروتوكول 802.11g. وفي هذا الصدد، حتى سرعة 11 ميجابت في الثانية، يكون بروتوكولا 802.11b و802.11g متماثلين، باستثناء أن بروتوكول 802.11g يوفر سرعات لا يوفرها بروتوكول 802.11b.

اختياريًا، في بروتوكول 802.11g، يمكن استخدام تقنية PBCC بمعدلات نقل تبلغ 22 و33 ميجابت/ثانية.

بالنسبة لسرعة 22 ميجابت/ثانية، مقارنة بنظام PBCC الذي تناولناه بالفعل، فإن نقل البيانات له ميزتان. بادئ ذي بدء، يتم استخدام تعديل الطور ذو 8 مواضع (8-PSK)، أي أن طور الإشارة يمكن أن يأخذ ثماني قيم مختلفة، مما يسمح بتشفير ثلاث بتات في رمز واحد. بالإضافة إلى ذلك، تمت إضافة جهاز تشفير الثقب (Puncher) إلى الدائرة، باستثناء جهاز التشفير التلافيفي. معنى هذا الحل بسيط للغاية: إن تكرار المشفر التلافيفي، الذي يساوي 2 (لكل بتة إدخال يوجد بتتان للإخراج)، مرتفع جدًا وفي ظل ظروف ضوضاء معينة يكون غير ضروري، لذلك يمكن تقليل التكرار بهذه الطريقة على سبيل المثال، كل بتتين من المدخلات تتوافق مع ثلاث بتات من المخرجات. لهذا، يمكنك، بالطبع، تطوير التشفير التلافيفي المناسب، ولكن من الأفضل إضافة تشفير ثقب خاص إلى الدائرة، والذي سيؤدي ببساطة إلى تدمير البتات الإضافية.

لنفترض أن جهاز تشفير الثقب يزيل بتًا واحدًا من كل أربع بتات إدخال. ثم كل أربع بتات واردة سوف تتوافق مع ثلاث بتات صادرة. سرعة هذا التشفير هي 4/3. إذا تم استخدام مثل هذا التشفير بالتزامن مع التشفير التلافيفي بسرعة 1/2، فإن سرعة التشفير الإجمالية ستكون 2/3، أي أنه لكل بتتين إدخال سيكون هناك ثلاث بتات إخراج.

كما ذكرنا سابقًا، تعد تقنية PBCC اختيارية في معيار IEEE 802.11g، كما تعد تقنية OFDM إلزامية. من أجل فهم جوهر تقنية OFDM، دعونا نلقي نظرة فاحصة على التداخل متعدد المسارات الذي يحدث عندما تنتشر الإشارات في بيئة مفتوحة.

تأثير تداخل الإشارة متعددة المسارات هو أنه نتيجة للانعكاسات المتعددة من العوائق الطبيعية، يمكن للإشارة نفسها الوصول إلى جهاز الاستقبال بطرق مختلفة. لكن مسارات الانتشار المختلفة تختلف عن بعضها البعض في الطول، وبالتالي فإن توهين الإشارة لن يكون هو نفسه بالنسبة لها. وبالتالي، عند نقطة الاستقبال، تمثل الإشارة الناتجة تداخل العديد من الإشارات ذات السعات المختلفة والمزاحة بالنسبة لبعضها البعض في الوقت المناسب، وهو ما يعادل إضافة إشارات ذات أطوار مختلفة.

نتيجة التداخل متعدد المسارات هي تشويه الإشارة المستقبلة. يعد التداخل متعدد المسارات متأصلًا في أي نوع من الإشارات، ولكن له تأثير سلبي بشكل خاص على إشارات النطاق العريض، لأنه عند استخدام إشارة النطاق العريض، نتيجة للتداخل، تضاف ترددات معينة في الطور، مما يؤدي إلى زيادة الإشارة، وبعضها، على العكس من ذلك، خارج الطور، مما يتسبب في إضعاف الإشارة عند تردد معين.

عند الحديث عن التداخل متعدد المسارات الذي يحدث أثناء إرسال الإشارة، هناك حالتان متطرفتان. في أولها، لا يتجاوز الحد الأقصى للتأخير بين الإشارات مدة رمز واحد ويحدث التداخل ضمن رمز واحد مرسل. وفي الثانية يكون الحد الأقصى للتأخير بين الإشارات أكبر من مدة رمز واحد، ونتيجة للتداخل تضاف إشارات تمثل رموزًا مختلفة، ويحدث ما يسمى بالتداخل بين الرموز (ISI).

إن التداخل بين الرموز له التأثير السلبي الأكبر على تشويه الإشارة. نظرًا لأن الرمز عبارة عن حالة إشارة منفصلة تتميز بقيم تردد الموجة الحاملة والسعة والمرحلة، فإن سعة ومرحلة الإشارة تتغير لرموز مختلفة، وبالتالي يكون من الصعب للغاية استعادة الإشارة الأصلية.

ولهذا السبب، عند معدلات البيانات العالية، يتم استخدام طريقة تشفير البيانات تسمى تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد (OFDM). يكمن جوهرها في حقيقة أن دفق البيانات المرسلة يتم توزيعه عبر العديد من القنوات الفرعية للتردد ويتم الإرسال بالتوازي على جميع هذه القنوات الفرعية. في هذه الحالة، يتم تحقيق سرعة نقل عالية على وجه التحديد بسبب النقل المتزامن للبيانات عبر جميع القنوات، في حين أن سرعة الإرسال في قناة فرعية منفصلة قد تكون منخفضة.

نظرًا لحقيقة أن معدل نقل البيانات في كل قناة من قنوات التردد الفرعية لا يمكن جعله مرتفعًا جدًا، يتم إنشاء المتطلبات الأساسية للقمع الفعال للتداخل بين الرموز.

يتطلب تقسيم التردد للقنوات أن تكون القناة الفردية ضيقة بدرجة كافية لتقليل تشويه الإشارة، ولكن في نفس الوقت واسعة بما يكفي لتوفير سرعة الإرسال المطلوبة. بالإضافة إلى ذلك، من أجل الاستخدام الاقتصادي لعرض النطاق الكامل لقناة مقسمة إلى قنوات فرعية، من المستحسن ترتيب قنوات التردد الفرعية في أقرب مكان ممكن من بعضها البعض، ولكن في نفس الوقت تجنب التداخل بين القنوات لضمان استقلالها الكامل. تسمى قنوات التردد التي تلبي المتطلبات المذكورة أعلاه متعامدة. تكون الإشارات الحاملة لجميع القنوات الفرعية للتردد متعامدة مع بعضها البعض. ومن المهم أن تضمن تعامدية الإشارات الحاملة استقلال تردد القنوات عن بعضها البعض، وبالتالي عدم وجود تداخل بين القنوات.

تسمى هذه الطريقة لتقسيم قناة عريضة النطاق إلى قنوات فرعية ترددية متعامدة بتعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد (OFDM). ولتنفيذه في أجهزة الإرسال، يتم استخدام تحويل فورييه السريع العكسي (IFFT)، والذي يحول الإرسال المتعدد سابقًا ن-قنوات الإشارة من وقت ياالتمثيل في التردد.

إحدى المزايا الرئيسية لطريقة OFDM هي الجمع بين سرعة الإرسال العالية والمقاومة الفعالة للانتشار متعدد المسارات. وبطبيعة الحال، فإن تقنية OFDM نفسها لا تلغي الانتشار متعدد المسارات، ولكنها تخلق المتطلبات الأساسية للقضاء على تأثير التداخل بين الرموز. الحقيقة هي أن جزءًا لا يتجزأ من تقنية OFDM هو Guard Interval (GI) - وهو تكرار دوري لنهاية الرمز المرفق في بداية الرمز.

وينشئ الفاصل الزمني الحارس فترات توقف مؤقت بين الرموز الفردية، وإذا تجاوزت مدته الحد الأقصى لوقت تأخير الإشارة بسبب الانتشار متعدد المسارات، فلن يحدث تداخل بين الرموز.

عند استخدام تقنية OFDM، تكون مدة الفاصل الزمني للحماية ربع مدة الرمز نفسه. في هذه الحالة، تكون مدة الرمز 3.2 μs، وفاصل الحماية 0.8 μs. وبالتالي، تكون مدة الرمز مع الفاصل الزمني الحارس 4 μs.

بالحديث عن تقنية تقسيم التردد OFDM المستخدمة بسرعات مختلفة في بروتوكول 802.11g، لم نتطرق بعد إلى مسألة طريقة تعديل الإشارة الحاملة.

يستخدم بروتوكول 802.11g تعديل الطور الثنائي والتربيعي BPSK وQPSK بمعدلات بت منخفضة. عند استخدام تعديل BPSK، يتم تشفير بتة معلومات واحدة فقط في رمز واحد، وعند استخدام تعديل QPSK، يتم تشفير بتتي معلومات. يُستخدم تعديل BPSK لنقل البيانات بسرعات 6 و9 ميجابت/ثانية، ويستخدم تعديل QPSK بسرعات 12 و18 ميجابت/ثانية.

للإرسال بسرعات أعلى، يتم استخدام تعديل السعة التربيعية QAM (تعديل السعة التربيعية)، حيث يتم تشفير المعلومات عن طريق تغيير طور الإشارة وسعةها. يستخدم بروتوكول 802.11g تعديل 16-QAM و64-QAM. يتضمن التعديل الأول 16 حالة إشارة مختلفة، مما يسمح بتشفير 4 بتات في رمز واحد؛ الثانية - 64 حالة إشارة محتملة، مما يجعل من الممكن تشفير تسلسل من 6 بتات في رمز واحد. يُستخدم تعديل 16-QAM بسرعة 24 و36 ميجابت في الثانية، ويستخدم تعديل 64-QAM بسرعة 48 و54 ميجابت في الثانية.

بالإضافة إلى استخدام تشفير CCK وOFDM وPBCC، يوفر معيار IEEE 802.11g أيضًا خيارات تشفير هجينة متنوعة.

من أجل فهم جوهر هذا المصطلح، تذكر أن أي حزمة بيانات مرسلة تحتوي على رأس (ديباجة) يحتوي على معلومات الخدمة وحقل البيانات. عند الإشارة إلى حزمة بتنسيق CCK، فهذا يعني أن رأس وبيانات الإطار يتم إرسالها بتنسيق CCK. وبالمثل، مع تقنية OFDM، يتم إرسال رأسية الإطار والبيانات باستخدام تشفير OFDM. ويعني التشفير المختلط أنه يمكن استخدام تقنيات تشفير مختلفة لرأس الإطار وحقول البيانات. على سبيل المثال، عند استخدام تقنية CCK-OFDM، يتم تشفير رأسية الإطار باستخدام رموز CCK، ولكن يتم إرسال بيانات الإطار نفسها باستخدام تشفير OFDM متعدد التردد. وبالتالي، فإن تكنولوجيا CCK-OFDM هي نوع من الهجين من CCK وOFDM. ومع ذلك، هذه ليست التكنولوجيا الهجينة الوحيدة - عند استخدام تشفير حزم PBCC، يتم إرسال رأس الإطار باستخدام رموز CCK، ويتم تشفير بيانات الإطار باستخدام PBCC.

معيار IEEE 802.11a

تشير معايير IEEE 802.11b وIEEE 802.11g التي تمت مناقشتها أعلاه إلى نطاق التردد 2.4 جيجا هرتز (من 2.4 إلى 2.4835 جيجا هرتز)، ومعيار IEEE 802.11a، المعتمد في عام 1999، يتضمن استخدام نطاق تردد أعلى (من 5.15 إلى 5.350 جيجا هرتز ومن 5.725 إلى 5.825 جيجا هرتز). في الولايات المتحدة الأمريكية، يُطلق على هذا النطاق اسم نطاق البنية التحتية للمعلومات الوطنية غير المرخصة (UNII).

وفقًا لقواعد لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC)، ينقسم نطاق تردد UNII إلى ثلاثة نطاقات فرعية بتردد 100 ميجاهرتز، تختلف في الحدود القصوى لقدرة البث. يوفر النطاق المنخفض (5.15 إلى 5.25 جيجا هرتز) 50 ميجاوات فقط من الطاقة، والنطاق الأوسط (5.25 إلى 5.35 جيجا هرتز) 250 ميجاوات، والنطاق العالي (5.725 إلى 5.825 جيجا هرتز) 1 وات. إن استخدام ثلاثة نطاقات تردد فرعية بعرض إجمالي يبلغ 300 ميجا هرتز يجعل معيار IEEE 802.11a هو النطاق الأكثر اتساعًا في عائلة معايير 802.11 ويسمح بتقسيم نطاق التردد بالكامل إلى 12 قناة، يبلغ عرض كل منها 20 ميجا هرتز ، ثمانية منها تقع في نطاق 200 ميجا هرتز من 5.15 إلى 5.35 جيجا هرتز، والقنوات الأربع المتبقية تقع في نطاق 100 ميجا هرتز من 5.725 إلى 5.825 جيجا هرتز (الشكل 1). وفي الوقت نفسه، تُستخدم قنوات التردد العلوي الأربع، التي توفر أعلى قوة إرسال، بشكل أساسي لنقل الإشارات في الهواء الطلق.

أرز. 1. تقسيم نطاق UNII إلى 12 نطاق تردد فرعي

يعتمد معيار IEEE 802.11a على تقنية تعدد الإرسال بتقسيم التردد المتعامد (OFDM). لفصل القنوات، يتم استخدام تحويل فورييه معكوس مع نافذة مكونة من 64 قناة فرعية ترددية. نظرًا لأن كل قناة من القنوات الـ 12 المحددة في معيار 802.11a يبلغ عرضها 20 ميجا هرتز، فإن كل قناة فرعية ذات تردد متعامد (الحامل الفرعي) يبلغ عرضها 312.5 كيلو هرتز. ومع ذلك، من بين 64 قناة فرعية متعامدة، يتم استخدام 52 قناة فقط، منها 48 تستخدم لنقل البيانات (نغمات البيانات)، والباقي لنقل معلومات الخدمة (النغمات التجريبية).

فيما يتعلق بتقنية التعديل، لا يختلف بروتوكول 802.11a كثيرًا عن 802.11g. بمعدلات بتات منخفضة، يُستخدم تشكيل الطور الثنائي والتربيعي BPSK وQPSK لتعديل ترددات الموجة الحاملة الفرعية. عند استخدام التشكيل BPSK، يتم تشفير بتة معلومات واحدة فقط في رمز واحد. وبناءً على ذلك، عند استخدام تعديل QPSK، أي عندما يمكن لطور الإشارة أن يأخذ أربع قيم مختلفة، يتم تشفير بتتي معلومات في رمز واحد. يُستخدم تعديل BPSK لنقل البيانات بسرعة 6 و9 ميجابت في الثانية، ويستخدم تعديل QPSK بسرعة 12 و18 ميجابت في الثانية.

للإرسال بسرعات أعلى، يستخدم معيار IEEE 802.11a تعديل السعة التربيعية 16-QAM و64-QAM. في الحالة الأولى هناك 16 حالة إشارة مختلفة، مما يسمح لك بتشفير 4 بتات في رمز واحد، وفي الحالة الثانية يوجد بالفعل 64 حالة إشارة محتملة، مما يسمح لك بتشفير تسلسل من 6 بتات في رمز واحد. يُستخدم تعديل 16-QAM بسرعة 24 و36 ميجابت في الثانية، ويستخدم تعديل 64-QAM بسرعة 48 و54 ميجابت في الثانية.

يتم تحديد سعة المعلومات لرمز OFDM حسب نوع التشكيل وعدد الموجات الحاملة الفرعية. نظرًا لاستخدام 48 موجة حاملة فرعية لنقل البيانات، فإن سعة رمز OFDM هي 48 × Nb، حيث Nb هو اللوغاريتم الثنائي لعدد مواضع التعديل، أو، بشكل أكثر بساطة، عدد البتات المشفرة في رمز واحد في رمز واحد قناة فرعية. وبناء على ذلك، تتراوح سعة رمز OFDM من 48 إلى 288 بتة.

تسلسل معالجة بيانات الإدخال (البتات) في معيار IEEE 802.11a هو كما يلي. في البداية، يخضع تدفق بيانات الإدخال لعملية تخليط قياسية. بعد ذلك، يتم تغذية دفق البيانات إلى المشفر التلافيفي. يمكن أن يكون معدل التشفير التلافيفي (بالاشتراك مع التشفير بالثقب) 1/2 أو 2/3 أو 3/4.

نظرًا لأن معدل التشفير التلافيفي يمكن أن يكون مختلفًا، عند استخدام نفس النوع من التعديل، يختلف معدل نقل البيانات.

خذ بعين الاعتبار، على سبيل المثال، تعديل BPSK، حيث يكون معدل البيانات 6 أو 9 Mbit/s. تبلغ مدة الرمز الواحد مع الفاصل الزمني الحارس 4 μs، مما يعني أن معدل تكرار النبضة سيكون 250 كيلو هرتز. مع الأخذ في الاعتبار أنه يتم تشفير بت واحد في كل قناة فرعية، وهناك 48 قناة فرعية في المجموع، نحصل على أن إجمالي معدل نقل البيانات سيكون 250 كيلو هرتز × 48 قناة = 12 ميجا هرتز. إذا كانت سرعة التشفير التلافيفي هي 1/2 (تتم إضافة بتة خدمة واحدة لكل بتة معلومات)، فستكون سرعة المعلومات نصف السرعة الكاملة، أي 6 ميجابت/ثانية. وبمعدل تشفير تلافيفي قدره 3/4، تتم إضافة بتة خدمة واحدة لكل ثلاث بتات معلومات، وبالتالي فإن سرعة (المعلومات) المفيدة في هذه الحالة هي 3/4 من السرعة الكاملة، أي 9 ميجابت/ثانية.

وبالمثل، يتوافق كل نمط تعديل مع معدلي إرسال مختلفين (الجدول 1).

الجدول 1. العلاقة بين معدلات الإرسال
ونوع التعديل في معيار 802.11a

معدل النقل، ميجابت/ثانية	نوع التعديل	معدل الترميز التلافيفي	عدد البتات في شخصية واحدة في قناة فرعية واحدة	إجمالي عدد البتات في الرمز (48 قناة فرعية)	عدد بتات المعلومات في الرمز

بعد التشفير التلافيفي، يتعرض تدفق البتات للتشذير، أو التشذير. جوهرها هو تغيير ترتيب البتات داخل رمز OFDM واحد. وللقيام بذلك، يتم تقسيم تسلسل بتات الإدخال إلى كتل طولها يساوي عدد البتات في رمز OFDM (NCBPS). بعد ذلك، وفقًا لخوارزمية معينة، يتم إجراء إعادة ترتيب على مرحلتين للبتات في كل كتلة. في المرحلة الأولى، يتم إعادة ترتيب البتات بحيث يتم إرسال البتات المجاورة على موجات حاملة فرعية غير متجاورة عند إرسال رمز OFDM. خوارزمية تبديل البتات في هذه المرحلة تعادل الإجراء التالي. في البداية، تتم كتابة كتلة من البتات بطول NCBPS صفًا تلو الآخر في مصفوفة تحتوي على 16 صفًا وNCBPS/16 صفًا. بعد ذلك، تتم قراءة البتات من هذه المصفوفة، ولكن في صفوف (أو بنفس الطريقة التي تمت كتابتها بها، ولكن من مصفوفة منقولة). ونتيجة لهذه العملية، سيتم إرسال البتات المتجاورة في البداية على موجات حاملة فرعية غير متجاورة.

ويلي ذلك خطوة تبديل البتات الثانية، والغرض منها هو ضمان عدم ظهور البتات المتجاورة في وقت واحد في البتات الأقل أهمية من المجموعات التي تحدد رمز التشكيل في كوكبة الإشارة. أي أنه بعد المرحلة الثانية من التقليب، تظهر البتات المتجاورة بالتناوب في الأرقام العالية والمنخفضة للمجموعات. يتم ذلك من أجل تحسين مناعة الضوضاء للإشارة المرسلة.

وبعد التشذير، يتم تقسيم تسلسل البتات إلى مجموعات وفقاً لعدد مواضع نمط التشكيل المختار ويتم تشكيل رموز OFDM.

تخضع رموز OFDM المولدة لتحويل فورييه السريع، مما يؤدي إلى تكوين إشارات الطور والتربيع، والتي تخضع بعد ذلك للمعالجة القياسية - التشكيل.

معيار IEEE 802.11n

بدأ تطوير معيار IEEE 802.11n رسميًا في 11 سبتمبر 2002، أي قبل عام واحد من الاعتماد النهائي لمعيار IEEE 802.11g. في النصف الثاني من عام 2003، تم إنشاء مجموعة مهام IEEE 802.11n (802.11 TGn)، وكانت مهمتها تطوير معيار جديد للاتصالات اللاسلكية بسرعات تزيد عن 100 ميجابت/ثانية. مجموعة مهام أخرى، 802.15.3a، تعاملت أيضًا مع نفس المهمة. وبحلول عام 2005، وصلت عمليات تطوير حل واحد في كل مجموعة إلى طريق مسدود. في مجموعة 802.15.3a، كانت هناك مواجهة بين موتورولا وجميع أعضاء المجموعة الآخرين، وانقسم أعضاء مجموعة IEEE 802.11n إلى معسكرين متطابقين تقريبًا: WWiSE (كفاءة الطيف العالمي) وTGn Sync. كانت مجموعة WWiSE بقيادة Aigro Networks، وكانت مجموعة TGn Sync بقيادة Intel. وفي كل مجموعة من المجموعات، لفترة طويلة، لم يتمكن أي من الخيارات البديلة من الحصول على 75% من الأصوات اللازمة للموافقة عليه.

وبعد ما يقرب من ثلاث سنوات من المعارضة الفاشلة ومحاولات التوصل إلى حل وسط يناسب الجميع، صوت أعضاء مجموعة 802.15.3a بالإجماع تقريبًا على إلغاء مشروع 802.15.3a. تبين أن أعضاء مشروع IEEE 802.11n أكثر مرونة - فقد تمكنوا من الاتفاق وإنشاء اقتراح موحد يناسب الجميع. ونتيجة لذلك، في 19 يناير 2006، في مؤتمر عادي عقد في كونا، هاواي، تمت الموافقة على مسودة مواصفات معيار IEEE 802.11n. ومن بين أعضاء مجموعة العمل البالغ عددهم 188 عضوًا، أيد 184 عضوًا اعتماد المعيار، وامتنع أربعة عن التصويت. ستشكل الأحكام الرئيسية للوثيقة المعتمدة أساس المواصفات النهائية للمعيار الجديد.

يعتمد معيار IEEE 802.11n على تقنية OFDM-MIMO. العديد من التفاصيل الفنية المطبقة فيه مستعارة من معيار 802.11a، لكن معيار IEEE 802.11n ينص على استخدام كل من نطاق التردد المعتمد لمعيار IEEE 802.11a ونطاق التردد المعتمد لـ IEEE 802.11b/g المعايير. أي أن الأجهزة التي تدعم معيار IEEE 802.11n يمكن أن تعمل إما في نطاق التردد 5 أو 2.4 جيجا هرتز، مع التنفيذ المحدد حسب البلد. بالنسبة لروسيا، ستدعم أجهزة IEEE 802.11n نطاق التردد 2.4 جيجا هرتز.

يتم تحقيق الزيادة في سرعة الإرسال وفقًا لمعيار IEEE 802.11n، أولاً، من خلال مضاعفة عرض القناة من 20 إلى 40 ميجاهرتز، وثانيًا، من خلال تطبيق تقنية MIMO.

تتضمن تقنية MIMO (مدخلات متعددة ومخرجات متعددة) استخدام هوائيات إرسال واستقبال متعددة. على سبيل القياس، تسمى الأنظمة التقليدية، أي الأنظمة التي تحتوي على هوائي إرسال واحد وهوائي استقبال واحد، SISO (إخراج واحد للإدخال الفردي).

من الناحية النظرية، نظام MIMO مع ننقل و نيمكن أن توفر هوائيات الاستقبال ذروة الإنتاجية نمرات أكبر من أنظمة SISO. يتم تحقيق ذلك عن طريق قيام المرسل بتقسيم تدفق البيانات إلى تسلسلات بتات مستقلة وإرسالها في وقت واحد باستخدام مجموعة من الهوائيات. وتسمى تقنية الإرسال هذه تعدد الإرسال المكاني. لاحظ أن جميع الهوائيات تنقل البيانات بشكل مستقل عن بعضها البعض في نفس نطاق التردد.

لنأخذ على سبيل المثال نظام MIMO الذي يتكون من ننقل و مهوائيات الاستقبال (الشكل 2).

أرز. 2. مبدأ تنفيذ تقنية MIMO

يرسل المرسل في مثل هذا النظام نإشارات مستقلة باستخدام نهوائيات ومن جهة الاستقبال كل ميستقبل الهوائي إشارات متراكبة نإشارات من جميع هوائيات الإرسال. لذلك الإشارة ر1، التي يستقبلها الهوائي الأول، يمكن تمثيلها على النحو التالي:

وبكتابة معادلات مماثلة لكل هوائي استقبال نحصل على النظام التالي:

أو بإعادة كتابة هذا التعبير في شكل مصفوفة:

أين [ ح] - مصفوفة النقل التي تصف قناة اتصال MIMO.

لكي يتمكن جهاز فك التشفير الموجود على الجانب المستقبل من إعادة بناء جميع الإشارات بشكل صحيح، يجب عليه أولاً تحديد المعاملات حاي جاي، وتميز كل من مس نقنوات الإرسال. لتحديد المعاملات حاي جايتستخدم تقنية MIMO مقدمة الحزمة.

بعد تحديد معاملات مصفوفة النقل، يمكنك بسهولة استعادة الإشارة المرسلة:

أين [ ح]–1 - مصفوفة معكوسة لمصفوفة النقل [ ح].

من المهم ملاحظة أنه في تقنية MIMO، فإن استخدام هوائيات الإرسال والاستقبال المتعددة يجعل من الممكن زيادة إنتاجية قناة الاتصال من خلال تنفيذ عدة قنوات فرعية منفصلة مكانيًا، بينما يتم إرسال البيانات في نفس نطاق التردد.

لا تؤثر تقنية MIMO على طريقة تشفير البيانات بأي شكل من الأشكال، ومن حيث المبدأ، يمكن استخدامها مع أي طرق لترميز البيانات المادية والمنطقية.

تم وصف تقنية MIMO لأول مرة في معيار IEEE 802.16. يسمح هذا المعيار باستخدام تقنية MISO، أي عدة هوائيات إرسال وهوائي استقبال واحد. يسمح معيار IEEE 802.11n باستخدام ما يصل إلى أربعة هوائيات في نقطة الوصول والمحول اللاسلكي. يتضمن الوضع الإلزامي دعم هوائيين عند نقطة الوصول وهوائي واحد ومحول لاسلكي.

يوفر معيار IEEE 802.11n كلا من القنوات القياسية ذات التردد 20 ميجاهرتز والقنوات ذات العرض المزدوج. ومع ذلك، يعد استخدام قنوات 40 ميجاهرتز ميزة اختيارية للمعيار، نظرًا لأن استخدام مثل هذه القنوات قد يتعارض مع قوانين بعض البلدان.

يوفر معيار 802.11n وضعين للإرسال: وضع الإرسال القياسي (L) ووضع الإنتاجية العالية (HT). في أوضاع النقل التقليدية، يتم استخدام 52 قناة فرعية لتردد OFDM (موجات حاملة فرعية للتردد)، منها 48 تستخدم لنقل البيانات، والباقي لنقل معلومات الخدمة.

في الأوضاع ذات الإنتاجية المتزايدة بعرض قناة يبلغ 20 ميجا هرتز، يتم استخدام 56 قناة فرعية للتردد، منها 52 تستخدم لنقل البيانات، وأربع قنوات تجريبية. وبالتالي، حتى عند استخدام قناة 20 ميجا هرتز، فإن زيادة تردد القنوات الفرعية من 48 إلى 52 يزيد من سرعة الإرسال بنسبة 8٪.

عند استخدام قناة مزدوجة العرض، أي قناة 40 ميجاهرتز، في وضع الإرسال القياسي، يتم البث فعليًا على قناة مزدوجة. وبناء على ذلك، يتضاعف عدد الموجات الحاملة الفرعية للتردد (104 قنوات فرعية، منها 96 قناة معلومات). بفضل هذا، تزيد سرعة النقل بنسبة 100٪.

عند استخدام قناة 40 ميجاهرتز ووضع النطاق الترددي العالي، يتم استخدام 114 قناة فرعية للتردد، منها 108 قنوات فرعية للمعلومات وستة قنوات تجريبية. وبناء على ذلك، يتيح لك ذلك زيادة سرعة الإرسال بنسبة 125٪.

الجدول 2. العلاقة بين معدلات الإرسال ونوع التشكيل
وسرعة الترميز التلافيفي في معيار 802.11n
(عرض القناة 20 ميجاهرتز، وضع HT (52 قناة فرعية ذات تردد))

نوع التعديل	معدل الترميز التلافيفي	عدد البتات في رمز واحد في قناة فرعية واحدة	إجمالي عدد البتات في رمز OFDM	عدد بتات المعلومات لكل رمز	معدل نقل البيانات

هناك حالتان أخريان يؤدي بسببهما معيار IEEE 802.11n إلى زيادة سرعة الإرسال، وهما تقليل مدة الفاصل الزمني لحرس GI في رموز OGDM من 0.8 إلى 0.4 μs وزيادة سرعة التشفير التلافيفي. تذكر أنه في بروتوكول IEEE 802.11a، الحد الأقصى لمعدل التشفير التلافيفي هو 3/4، أي أنه لكل ثلاث بتات إدخال تتم إضافة واحدة أخرى. في بروتوكول IEEE 802.11n، الحد الأقصى لمعدل التشفير التلافيفي هو 5/6، أي أن كل خمس بتات إدخال في المشفر التلافيفي يتم تحويلها إلى ستة بتات إخراج. يوضح الجدول العلاقة بين معدلات الإرسال ونمط التشكيل ومعدل التشفير التلافيفي لقناة قياسية بعرض 20 MHz. 2.

بروتوكول الإخلاص اللاسلكيتم تطويره، وهو أمر مخيف للتفكير، في عام 1996. في البداية، زود المستخدم بالحد الأدنى من سرعة نقل البيانات. ولكن بعد كل ثلاث سنوات تقريبًا، تم تقديم معايير جديدة لشبكة Wi-Fi. لقد زادوا من سرعة استقبال البيانات ونقلها، كما قاموا بزيادة طفيفة في عرض التغطية. تتم الإشارة إلى كل نسخة جديدة من البروتوكول بحرف أو حرفين لاتينيين بعد الأرقام 802.11 . بعض معايير Wi-Fi متخصصة للغاية - ولم يتم استخدامها مطلقًا في الهواتف الذكية. سنتحدث فقط عن إصدارات بروتوكول نقل البيانات التي يحتاج المستخدم العادي إلى معرفتها.

المعيار الأول لم يكن لديه أي تسمية حرفية. مواليد 1996 واستخدم لمدة ثلاث سنوات تقريبا. تم تنزيل البيانات عبر الأثير عند استخدام هذا البروتوكول بسرعة 1 ميجابت/ثانية. بالمعايير الحديثة هذا صغير للغاية. لكن دعونا نتذكر أنه لم يكن هناك حديث عن الوصول إلى الإنترنت "الكبير" من الأجهزة المحمولة في ذلك الوقت. في تلك السنوات، حتى WAP لم يتم تطويره حقًا، حيث نادرًا ما كان وزن صفحات الإنترنت يزيد عن 20 كيلو بايت.

بشكل عام، لم يقدر أحد مزايا التكنولوجيا الجديدة في ذلك الوقت. تم استخدام المعيار لأغراض محددة بدقة - لمعدات تصحيح الأخطاء وإعداد الكمبيوتر عن بعد والحيل الأخرى. كان بإمكان المستخدمين العاديين في تلك الأيام أن يحلموا فقط بهاتف محمول، ولم تصبح عبارة "نقل البيانات لاسلكيًا" واضحة لهم إلا بعد بضع سنوات.

ومع ذلك، فإن الشعبية المنخفضة لم تمنع البروتوكول من التطور. تدريجيا، بدأت الأجهزة في الظهور، مما أدى إلى زيادة قوة وحدة نقل البيانات. تضاعفت السرعة مع نفس الإصدار من Wi-Fi - إلى 2 ميجابت/ثانية. ولكن كان من الواضح أن هذا هو الحد الأقصى. لهذا تحالف واي فاي(اتحاد يضم العديد من الشركات الكبيرة تم إنشاؤه في عام 1999) اضطر إلى تطوير معيار جديد من شأنه أن يوفر إنتاجية أعلى.

واي فاي 802.11a

كان أول إنشاء لتحالف Wi-Fi هو بروتوكول 802.11a، والذي لم يحظى أيضًا بشعبية كبيرة. كان الاختلاف هو أن التكنولوجيا يمكنها استخدام التردد 5 جيجا هرتز. ونتيجة لذلك، زادت سرعة نقل البيانات إلى 54 ميجابت/ثانية. كانت المشكلة أن هذا المعيار كان غير متوافق مع التردد 2.4 جيجا هرتز المستخدم سابقًا. ونتيجة لذلك، اضطرت الشركات المصنعة إلى تركيب أجهزة إرسال واستقبال مزدوجة لدعم الشبكات على كلا الترددين. هل يجب أن أقول أن هذا ليس حلاً مدمجًا على الإطلاق؟

لم يتم استخدام هذا الإصدار من البروتوكول عمليًا في الهواتف الذكية والهواتف المحمولة. ويفسر ذلك حقيقة أنه بعد حوالي عام تم إصدار حل أكثر ملاءمة وشعبية.

واي فاي 802.11 ب

عند تصميم هذا البروتوكول، عاد المبدعون إلى تردد 2.4 جيجا هرتز، والذي يتمتع بميزة لا يمكن إنكارها - منطقة تغطية واسعة. تمكن المهندسون من التأكد من أن الأجهزة تعلمت نقل البيانات بسرعات تتراوح من 5.5 إلى 11 ميجابت في الثانية. بدأت جميع أجهزة التوجيه على الفور في تلقي الدعم لهذا المعيار. تدريجيا، بدأت شبكة Wi-Fi هذه في الظهور في الأجهزة المحمولة الشهيرة. على سبيل المثال، يمكن للهاتف الذكي Nokia E65 أن يتباهى بدعمه. والأهم من ذلك، أن تحالف Wi-Fi يضمن التوافق مع الإصدار الأول من المعيار، مما يجعل فترة الانتقال سلسة تمامًا.

حتى نهاية العقد الأول من العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، استخدمت العديد من التقنيات بروتوكول 802.11b. وكانت السرعات التي قدمتها كافية للهواتف الذكية وأجهزة الألعاب المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. تدعم جميع الهواتف الذكية الحديثة تقريبًا هذا البروتوكول. وهذا يعني أنه إذا كان لديك جهاز توجيه قديم جدًا في غرفتك لا يمكنه إرسال إشارة باستخدام إصدارات أكثر حداثة من البروتوكول، فسيظل الهاتف الذكي يتعرف على الشبكة. على الرغم من أنك بالتأكيد لن تكون سعيدًا بسرعة نقل البيانات، إلا أننا نستخدم الآن معايير سرعة مختلفة تمامًا.

واي فاي 802.11 جرام

كما تعلم، فإن هذا الإصدار من البروتوكول متوافق مع الإصدارات السابقة. ويفسر ذلك حقيقة أن تردد التشغيل لم يتغير. وفي الوقت نفسه، تمكن المهندسون من زيادة سرعة استقبال وإرسال البيانات إلى 54 ميجابت/ثانية. تم إصدار المعيار في عام 2003. لبعض الوقت، بدت هذه السرعة مفرطة، لذلك كان العديد من الشركات المصنعة للهواتف المحمولة والهواتف الذكية بطيئة في تنفيذها. لماذا تكون هناك حاجة إلى مثل هذا النقل السريع للبيانات إذا كانت سعة الذاكرة المدمجة للأجهزة المحمولة تقتصر في كثير من الأحيان على 50-100 ميجابايت، ولم يتم عرض صفحات الإنترنت الكاملة على شاشة صغيرة؟ ومع ذلك، اكتسب البروتوكول شعبية تدريجيًا، ويرجع ذلك أساسًا إلى أجهزة الكمبيوتر المحمولة.

واي فاي 802.11 ن

حدث أكبر تحديث للمعيار في عام 2009. ولد بروتوكول Wi-Fi 802.11n. في تلك اللحظة، تعلمت الهواتف الذكية بالفعل كيفية عرض محتوى الويب الثقيل بكفاءة، لذلك أصبح المعيار الجديد مفيدًا. كانت اختلافاتها عن سابقاتها هي السرعة المتزايدة والدعم النظري للتردد 5 جيجا هرتز (بينما لم يختف 2.4 جيجا هرتز أيضًا). ولأول مرة، تم تقديم الدعم التكنولوجي في البروتوكول MIMO. وهو يتألف من دعم استقبال ونقل البيانات في وقت واحد من خلال عدة قنوات (في هذه الحالة، اثنتان). وقد سمح ذلك، من الناحية النظرية، بتحقيق سرعات تصل إلى 600 ميجابت/ثانية. ومن الناحية العملية، نادرًا ما تجاوزت 150 ميجابت/ثانية. تأثر وجود تداخل في مسار الإشارة من جهاز التوجيه إلى جهاز الاستقبال، وفقدت العديد من أجهزة التوجيه، لتوفير المال، دعم MIMO. وبالمثل، لا تزال الأجهزة ذات الميزانية المحدودة لم تحصل على القدرة على العمل بسرعة 5 جيجاهرتز. أوضح منشئوها أن التردد 2.4 جيجا هرتز في تلك اللحظة لم يكن محملاً بشكل كبير، وبالتالي لم يخسر مشتري جهاز التوجيه أي شيء حقًا.

لا يزال معيار Wi-Fi 802.11n قيد الاستخدام النشط. على الرغم من أن العديد من المستخدمين قد لاحظوا بالفعل عددًا من عيوبه. أولاً، بسبب التردد 2.4 جيجا هرتز، فهو لا يدعم الجمع بين أكثر من قناتين، ولهذا السبب لم يتم الوصول إلى الحد النظري للسرعة مطلقًا. ثانيا، في الفنادق ومراكز التسوق وغيرها من الأماكن المزدحمة، تبدأ القنوات في التداخل مع بعضها البعض، مما يسبب التداخل - يتم تحميل صفحات الإنترنت والمحتوى ببطء شديد. تم حل كل هذه المشاكل من خلال إصدار المعيار التالي.

واي فاي 802.11ac

في وقت كتابة هذا التقرير، كان البروتوكول الأحدث والأسرع. إذا كانت الأنواع السابقة من شبكة Wi-Fi تعمل بشكل أساسي بتردد 2.4 جيجا هرتز، والذي يحتوي على عدد من القيود، فسيتم استخدام 5 جيجا هرتز بدقة هنا. أدى هذا إلى خفض عرض التغطية إلى النصف تقريبًا. ومع ذلك، فإن الشركات المصنعة لجهاز التوجيه تحل هذه المشكلة عن طريق تركيب هوائيات اتجاهية. كل واحد منهم يرسل إشارة في اتجاهه. ومع ذلك، قد لا يزال بعض الأشخاص يجدون هذا الأمر غير مريح للأسباب التالية:

• تبين أن أجهزة التوجيه ضخمة الحجم، لأنها تحتوي على أربعة هوائيات أو أكثر؛
• يُنصح بتثبيت جهاز التوجيه في مكان ما في المنتصف بين جميع المباني المخدومة؛
• تستهلك أجهزة التوجيه التي تدعم Wi-Fi 802.11ac قدرًا أكبر من الكهرباء مقارنة بالطرز القديمة والميزانية.

الميزة الرئيسية للمعيار الجديد هي زيادة السرعة بمقدار عشرة أضعاف والدعم الموسع لتقنية MIMO. من الآن فصاعدا، يمكن دمج ما يصل إلى ثماني قنوات! وينتج عن هذا تدفق بيانات نظري يبلغ 6.93 جيجابت في الثانية. من الناحية العملية، تكون السرعات أقل بكثير، لكنها كافية لمشاهدة بعض الأفلام بدقة 4K عبر الإنترنت على الجهاز.

بالنسبة لبعض الأشخاص، تبدو ميزات المعيار الجديد غير ضرورية. لذلك، فإن العديد من الشركات المصنعة لا تنفذ دعمها في الهواتف الذكية ذات الميزانية المحدودة. لا يتم دعم البروتوكول دائمًا، حتى من خلال الأجهزة باهظة الثمن إلى حد ما. على سبيل المثال، يُحرم Samsung Galaxy A5 (2016) من الدعم، والذي، حتى بعد خفض السعر، لا يمكن تصنيفه على أنه شريحة ميزانية. يعد التعرف على معايير Wi-Fi التي يدعمها هاتفك الذكي أو جهازك اللوحي أمرًا بسيطًا للغاية. للقيام بذلك، انظر إلى مواصفاته الفنية الكاملة على الإنترنت، أو قم بتشغيله

أهلاً بكم! اليوم سنتحدث مرة أخرى عن أجهزة التوجيه والشبكات اللاسلكية والتقنيات...

قررت إعداد مقال أتحدث فيه عن نوع الحروف الغريبة b/g/n التي يمكن العثور عليها عند إعداد جهاز توجيه Wi-Fi، أو عند شراء جهاز (خصائص Wi-Fi، على سبيل المثال 802.11 b/g). وما الفرق بين هذه المعايير.

سنحاول الآن معرفة ماهية هذه الإعدادات وكيفية تغييرها في إعدادات جهاز التوجيه وسبب تغيير وضع التشغيل للشبكة اللاسلكية.

وسائل ب/ز/ن– هذا هو وضع تشغيل الشبكة اللاسلكية (الوضع).

هناك ثلاثة أوضاع (رئيسية) لتشغيل Wi-Fi 802.11. هذا هو ب / ز / ن. ماهو الفرق؟ وهي تختلف في السرعة القصوى لنقل البيانات (سمعت أن هناك أيضًا اختلافًا في منطقة تغطية الشبكة اللاسلكية، لكن لا أعرف مدى صحة ذلك).

دعنا نذهب إلى مزيد من التفاصيل:

ب- هذا هو الوضع الأبطأ. ما يصل إلى 11 ميجابت/ثانية.

ز- الحد الأقصى لمعدل نقل البيانات 54 ميجابت/ثانية

ن- وضع جديد وعالي السرعة. ما يصل إلى 600 ميجابت/ثانية

وهذا يعني أننا قمنا بفرز الأنظمة. لكننا ما زلنا بحاجة إلى معرفة سبب تغييرها وكيفية القيام بذلك.

لماذا تغيير وضع تشغيل الشبكة اللاسلكية؟

كل شيء بسيط للغاية هنا، دعونا نستخدم مثالا. لدينا هنا جهاز iPhone 3GS، يمكنه العمل على الإنترنت عبر Wi-Fi فقط في وضعي b/g (إذا كانت الخصائص لا تكذب). وهذا هو، في وضع جديد عالي السرعة نلا يمكنه العمل، فهو ببساطة لا يدعمه.

وإذا كان على جهاز التوجيه الخاص بك، فسيكون وضع تشغيل الشبكة اللاسلكية ن، بدون أي أشياء مختلطة، فلن تتمكن من توصيل هذا الهاتف بشبكة Wi-Fi، حتى لو ضربت رأسك بالحائط :).

ولكن ليس من الضروري أن يكون هاتفًا، ناهيك عن جهاز iPhone. يمكن أيضًا ملاحظة عدم التوافق هذا مع المعيار الجديد على أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية وما إلى ذلك.

لقد لاحظت بالفعل عدة مرات أنه مع مجموعة متنوعة من المشكلات المتعلقة بتوصيل الهواتف أو الأجهزة اللوحية بشبكة Wi-Fi، فإن تغيير وضع تشغيل Wi-Fi يساعد.

إذا كنت تريد معرفة الأوضاع التي يدعمها جهازك، فاطلع على مواصفاته. يتم إدراج الأوضاع المدعومة عادةً بجوار "Wi-Fi 802.11".

على الحزمة (أو على الإنترنت)، يمكنك أيضًا معرفة الأوضاع التي يمكن لجهاز التوجيه الخاص بك تشغيلها.

فيما يلي مثال للمعايير المدعومة والمشار إليها في صندوق المحول:

كيفية تغيير وضع التشغيل b/g/n في إعدادات جهاز توجيه Wi-Fi؟

سأوضح لك كيفية القيام بذلك باستخدام مثال جهازي توجيه، من آسوسو تي بي لينك. لكن إذا كان لديك جهاز توجيه مختلف، فابحث عن تغيير إعدادات وضع الشبكة اللاسلكية (Mode) في علامة التبويب إعدادات Wi-Fi، حيث تقوم بتعيين اسم الشبكة وما إلى ذلك.

على جهاز توجيه TP-Link

انتقل إلى إعدادات جهاز التوجيه. كيف تدخلهم؟ لقد سئمت بالفعل من الكتابة عن هذا في كل مقال تقريبًا :)..

بمجرد دخولك إلى الإعدادات، انتقل إلى علامة التبويب الموجودة على اليسار لاسلكي – الإعدادات اللاسلكية.

وعكس النقطة وضعيمكنك تحديد معيار تشغيل الشبكة اللاسلكية. هناك العديد من الخيارات هناك. أوصي بالتثبيت 11 مليار مختلطة. يتيح لك هذا العنصر توصيل الأجهزة التي تعمل في واحد على الأقل من الأوضاع الثلاثة.

ولكن إذا كنت لا تزال تواجه مشكلات في توصيل أجهزة معينة، فجرب 11 جرام مختلط، أو 11 جرام فقط. ولتحقيق سرعة نقل بيانات جيدة، يمكنك ضبطها 11ن فقط. فقط تأكد من أن جميع الأجهزة تدعم المعيار ن.

باستخدام جهاز التوجيه ASUS كمثال

إنه نفس الشيء هنا. انتقل إلى الإعدادات وانتقل إلى علامة التبويب "شبكة لاسلكية".

مقابل النقطة "وضع الشبكة اللاسلكية"يمكنك اختيار أحد المعايير. أو تثبيت مختلط، أو آلي (وهذا ما أوصي به). لمزيد من التفاصيل حول المعايير، انظر أعلاه. بالمناسبة، تعرض ASUS المساعدة على اليمين حيث يمكنك قراءة معلومات مفيدة ومثيرة للاهتمام حول هذه الإعدادات.

للحفظ، انقر فوق الزر "يتقدم".

هذا كل شيء أيها الأصدقاء. أنا في انتظار أسئلتكم ونصائحكم واقتراحاتكم في التعليقات. وداعا للجميع!

أيضا على الموقع:

ما هو b/g/n في إعدادات جهاز التوجيه؟ تغيير وضع تشغيل الشبكة اللاسلكية (الوضع) في إعدادات جهاز توجيه Wi-Fiتم التحديث: 28 يوليو 2013 بواسطة: مسؤل

يقوم معهد IEEE (معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات) بتطوير معايير WiFi 802.11.

IEEE 802.11 هو المعيار الأساسي لشبكات Wi-Fi، والذي يحدد مجموعة من البروتوكولات للحصول على أقل معدلات نقل.

IEEE 802.11ب- يصف ب يا سرعات نقل أعلى ويقدم المزيد من القيود التكنولوجية. تم الترويج لهذا المعيار على نطاق واسع بواسطة WECA (تحالف توافق إيثرنت اللاسلكي ) وكان يسمى في الأصلواي فاي .
يتم استخدام قنوات التردد في نطاق 2.4 جيجا هرتز ().
تم التصديق عليها في عام 1999.
تقنية الترددات اللاسلكية المستخدمة: DSSS.
الترميز: باركر 11 وCCK.
التحويرات: DBPSK وDQPSK،
الحد الأقصى لمعدلات نقل البيانات (النقل) في القناة: 1، 2، 5.5، 11 ميجابت في الثانية،

إيي 802.11 أ- يصف معدلات نقل أعلى بكثير من 802.11b.
يتم استخدام قنوات التردد في طيف التردد 5 جيجا هرتز. بروتوكولغير متوافق مع 802.11ب.
تم التصديق عليها في عام 1999.
تقنية الترددات اللاسلكية المستخدمة: OFDM.
الترميز: ترميز التحويل.
التشكيلات: BPSK، QPSK، 16-QAM، 64-QAM.
الحد الأقصى لمعدلات نقل البيانات في القناة: 6، 9، 12، 18، 24، 36، 48، 54 ميجابت في الثانية.

إيي 802.11 جرام - يصف معدلات نقل البيانات المكافئة لـ 802.11a.
يتم استخدام قنوات التردد في نطاق 2.4 جيجا هرتز. البروتوكول متوافق مع 802.11b.
تم التصديق عليها في عام 2003.
تقنيات الترددات اللاسلكية المستخدمة: DSSS وOFDM.
الترميز: باركر 11 وCCK.
التحويرات: DBPSK وDQPSK،
الحد الأقصى لمعدلات نقل البيانات (النقل) في القناة:
- 1، 2، 5.5، 11 ميجابت في الثانية على DSSS و
- 6، 9، 12، 18، 24، 36، 48، 54 ميجابت في الثانية على OFDM.

IEEE 802.11ن- معيار WiFi التجاري الأكثر تقدمًا، والذي تمت الموافقة عليه حاليًا رسميًا للاستيراد والاستخدام في الاتحاد الروسي (لا يزال 802.11ac قيد التطوير من قبل الهيئة التنظيمية). يستخدم 802.11n قنوات تردد في نطاقي تردد WiFi 2.4 جيجا هرتز و5 جيجا هرتز. متوافق مع 11ب/11أ/11 جم . على الرغم من أنه يوصى ببناء شبكات تستهدف 802.11n فقط، لأن... يتطلب تكوين أوضاع حماية خاصة إذا كان التوافق مع المعايير القديمة مطلوبًا. وهذا يؤدي إلى زيادة كبيرة في معلومات الإشارة وانخفاض كبير في الأداء المفيد المتاح للواجهة الهوائية. في الواقع، حتى عميل WiFi 802.11g أو 802.11b واحد سيتطلب تكوينًا خاصًا للشبكة بأكملها وتدهورًا كبيرًا فوريًا من حيث الأداء المجمع.
تم إصدار معيار WiFi 802.11n نفسه في 11 سبتمبر 2009.
يتم دعم قنوات تردد WiFi بعرض 20 ميجا هرتز و 40 ميجا هرتز (2x20 ميجا هرتز).
تقنية الترددات اللاسلكية المستخدمة: OFDM.
يتم استخدام تقنية OFDM MIMO (الإدخال المتعدد والمخرجات المتعددة) حتى مستوى 4x4 (4xTransmitter و4xReceiver). في هذه الحالة، الحد الأدنى هو 2xTransmitter لكل نقطة وصول و1xTransmitter لكل جهاز مستخدم.
يتم عرض أمثلة على MCS (نظام التشكيل والترميز) المحتمل لـ 802.11n، بالإضافة إلى الحد الأقصى لمعدلات النقل النظرية في قناة الراديو في الجدول التالي:

هنا SGI هي فترات الحراسة بين الإطارات.
التدفقات المكانية هي عدد التدفقات المكانية.
النوع هو نوع التعديل.
معدل البيانات هو الحد الأقصى لمعدل نقل البيانات النظري في قناة الراديو بوحدة ميجابت/ثانية.

ومن المهم التأكيدأن السرعات المشار إليها تتوافق مع مفهوم معدل القناة وهي القيمة القصوى باستخدام مجموعة معينة من التقنيات في إطار المعيار الموصوف (في الواقع، هذه القيم، كما لاحظت على الأرجح، تتم كتابتها من قبل الشركات المصنعة على صناديق المنزل أجهزة WiFi في المتاجر). ولكن في الحياة الواقعية، لا يمكن تحقيق هذه القيم بسبب تفاصيل تقنية WiFi 802.11 القياسية نفسها. على سبيل المثال، "الصواب السياسي" من حيث ضمان CSMA/CA يتأثر بشدة هنا (أجهزة WiFi تستمع باستمرار إلى الهواء ولا يمكنها الإرسال إذا كان وسيط الإرسال مشغولاً)، والحاجة إلى تأكيد كل إطار أحادي البث، وطبيعة الإرسال نصف المزدوج من بين جميع معايير WiFi ولن يتمكن سوى 802.11ac/Wave-2 من البدء في تجاوز هذا، وما إلى ذلك. لذلك، فإن الكفاءة العملية لمعايير 802.11 b/g/a القديمة لا تتجاوز أبدًا 50% في ظل الظروف المثالية (على سبيل المثال، لـ 802.11g) الحد الأقصى للسرعة لكل مشترك عادة لا يزيد عن 22 ميجابايت/ثانية)، وبالنسبة لكفاءة 802.11n يمكن أن تصل إلى 60%. إذا كانت الشبكة تعمل في الوضع المحمي، والذي يحدث غالبًا بسبب التواجد المختلط لشرائح WiFi المختلفة على أجهزة مختلفة على الشبكة، فحتى الكفاءة النسبية المحددة يمكن أن تنخفض بمقدار 2-3 مرات. ينطبق هذا، على سبيل المثال، على مزيج من أجهزة Wi-Fi المزودة بشرائح 802.11b و802.11g في شبكة بها نقاط وصول WiFi 802.11g أو أجهزة WiFi 802.11g/802.11b في شبكة بها نقاط وصول WiFi 802.11n، وما إلى ذلك اقرأ المزيد عن .

بالإضافة إلى معايير WiFi الأساسية 802.11a، b، g، n، توجد معايير إضافية وتستخدم لتنفيذ وظائف الخدمة المختلفة:

. 802.11 د. لتكييف أجهزة WiFi القياسية المختلفة مع ظروف بلد معين. وضمن الإطار التنظيمي لكل ولاية، غالبًا ما تختلف النطاقات وقد تختلف اعتمادًا على الموقع الجغرافي. يتيح لك معيار WiFi IEEE 802.11d ضبط نطاقات التردد في الأجهزة من مختلف الشركات المصنعة باستخدام خيارات خاصة مقدمة في بروتوكولات التحكم في الوصول إلى الوسائط.

. 802.11e. يصف فئات جودة خدمة الجودة (QoS) لنقل ملفات الوسائط المختلفة، وبشكل عام، محتوى الوسائط المختلفة. يحدد تكيف طبقة MAC لـ 802.11e جودة، على سبيل المثال، الإرسال المتزامن للصوت والفيديو.

. 802.11f. يهدف إلى توحيد معلمات نقاط وصول Wi-Fi من مختلف الشركات المصنعة. يسمح المعيار للمستخدم بالعمل مع شبكات مختلفة عند التنقل بين مناطق التغطية للشبكات الفردية.

. 802.11 ح. يستخدم لمنع حدوث مشكلات في رادارات الطقس والرادارات العسكرية عن طريق تقليل الطاقة المنبعثة من معدات Wi-Fi ديناميكيًا أو التبديل ديناميكيًا إلى قناة تردد أخرى عند اكتشاف إشارة تشغيل (في معظم البلدان الأوروبية، تتبع المحطات الأرضية الأقمار الصناعية الخاصة بالطقس والاتصالات، بالإضافة إلى تعمل الرادارات العسكرية في نطاقات قريبة من 5 ميغاهيرتز). يعد هذا المعيار متطلبًا ضروريًا للمعهد الأوروبي لمعايير الاتصالات (ETSI) للمعدات المعتمدة للاستخدام في الاتحاد الأوروبي.

. 802.11i. استخدمت التكرارات الأولى لمعايير 802.11 WiFi خوارزمية WEP لتأمين شبكات Wi-Fi. كان يُعتقد أن هذه الطريقة يمكن أن توفر السرية والحماية للبيانات المرسلة للمستخدمين اللاسلكيين المعتمدين من التنصت. والآن يمكن اختراق هذه الحماية في بضع دقائق فقط. لذلك، طور معيار 802.11i طرقًا جديدة لحماية شبكات Wi-Fi، تم تنفيذها على المستويين المادي والبرمجي. حاليًا، لتنظيم نظام أمان في شبكات Wi-Fi 802.11، يوصى باستخدام خوارزميات الوصول المحمي بالدقة اللاسلكية (WPA). كما أنها توفر التوافق بين الأجهزة اللاسلكية ذات المعايير والتعديلات المختلفة. تستخدم بروتوكولات WPA نظام تشفير RC4 متقدم وطريقة مصادقة إلزامية باستخدام EAP. يتم تحديد استقرار وأمان شبكات Wi-Fi الحديثة من خلال التحقق من الخصوصية وبروتوكولات تشفير البيانات (RSNA، TKIP، CCMP، AES). الأسلوب الموصى به هو استخدام WPA2 مع تشفير AES (ولا تنسَ استخدام 802.1x لآليات الاتصال النفقي، مثل EAP-TLS وTTLS وما إلى ذلك). .

. 802.11 كيلو. يهدف هذا المعيار في الواقع إلى تنفيذ موازنة التحميل في النظام الفرعي الراديوي لشبكة Wi-Fi. عادةً، في شبكة LAN اللاسلكية، يتصل جهاز المشترك عادةً بنقطة الوصول التي توفر أقوى إشارة. يؤدي هذا غالبًا إلى ازدحام الشبكة عند نقطة واحدة، عندما يتصل العديد من المستخدمين بنقطة وصول واحدة في وقت واحد. للتحكم في مثل هذه المواقف، يقترح معيار 802.11k آلية تحد من عدد المشتركين المتصلين بنقطة وصول واحدة وتجعل من الممكن إنشاء ظروف ينضم بموجبها المستخدمون الجدد إلى نقطة وصول أخرى حتى على الرغم من وجود إشارة أضعف منها. في هذه الحالة، يزداد إنتاجية الشبكة المجمعة بسبب الاستخدام الأكثر كفاءة للموارد.

. 802.11 م. يتم دمج التعديلات والتصحيحات لمجموعة معايير 802.11 بأكملها وتلخيصها في وثيقة منفصلة تحت الاسم العام 802.11m. الإصدار الأول من 802.11m كان في عام 2007، ثم في عام 2011، وما إلى ذلك.

. 802.11p. يحدد تفاعل معدات Wi-Fi التي تتحرك بسرعات تصل إلى 200 كم/ساعة عبر نقاط وصول WiFi الثابتة الموجودة على مسافة تصل إلى 1 كم. جزء من معيار الوصول اللاسلكي في بيئة المركبات (WAVE). تحدد معايير WAVE بنية ومجموعة تكميلية من وظائف المرافق والواجهات التي توفر آلية اتصالات لاسلكية آمنة بين المركبات المتحركة. تم تطوير هذه المعايير لتطبيقات مثل إدارة حركة المرور، ومراقبة السلامة المرورية، وتحصيل المدفوعات الآلية، وملاحة المركبات وتوجيهها، وما إلى ذلك.

. 802.11 ثانية. معيار لتنفيذ الشبكات المتداخلة ()، حيث يمكن لأي جهاز أن يعمل كجهاز توجيه ونقطة وصول. إذا كانت أقرب نقطة وصول محملة بشكل زائد، تتم إعادة توجيه البيانات إلى أقرب عقدة غير محملة. في هذه الحالة، يتم نقل حزمة البيانات (نقل الحزمة) من عقدة إلى أخرى حتى تصل إلى وجهتها النهائية. يقدم هذا المعيار بروتوكولات جديدة على مستويات MAC وPHY التي تدعم البث والبث المتعدد (النقل)، بالإضافة إلى تسليم البث الأحادي عبر نظام نقطة وصول Wi-Fi ذاتي التكوين. ولهذا الغرض، قدم المعيار تنسيق إطار بأربعة عناوين. أمثلة على تنفيذ شبكات WiFi Mesh: , .

. 802.11t. تم إنشاء المعيار لإضفاء الطابع المؤسسي على عملية اختبار حلول معيار IEEE 802.11. تم وصف طرق الاختبار وطرق قياس ومعالجة النتائج (العلاج) ومتطلبات معدات الاختبار.

. 802.11u. يحدد إجراءات تفاعل شبكات Wi-Fi القياسية مع الشبكات الخارجية. يجب أن يحدد المعيار بروتوكولات الوصول وبروتوكولات الأولوية وبروتوكولات الحظر للعمل مع الشبكات الخارجية. في الوقت الحالي، تم تشكيل حركة كبيرة حول هذا المعيار، سواء من حيث تطوير الحلول - Hotspot 2.0، أو من حيث تنظيم التجوال بين الشبكات - تم إنشاء مجموعة من المشغلين المهتمين وهي تنمو، والتي تعمل بشكل مشترك على حل مشكلات التجوال لشبكات Wi-Fi الخاصة بهم في الحوار (WBA Alliance). اقرأ المزيد عن Hotspot 2.0 في مقالاتنا: , .

. 802.11 فولت. ويجب أن يتضمن المعيار تعديلات تهدف إلى تحسين أنظمة إدارة الشبكة الخاصة بمعيار IEEE 802.11. يجب أن يسمح التحديث على مستويات MAC وPHY بتكوين أجهزة العميل المتصلة بالشبكة بشكل مركزي ومبسط.

. 802.11y. معيار اتصال إضافي لنطاق التردد 3.65-3.70 جيجا هرتز. مصمم لأحدث أجهزة الجيل التي تعمل بهوائيات خارجية بسرعات تصل إلى 54 ميجابت/ثانية على مسافة تصل إلى 5 كم في الفضاء المفتوح. المعيار لم يكتمل بالكامل.

802.11 واط. يحدد طرق وإجراءات تحسين حماية وأمن طبقة التحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC). وتبني البروتوكولات القياسية نظامًا لمراقبة سلامة البيانات، وصحة مصدرها، وحظر النسخ والنسخ غير المصرح به، وسرية البيانات وتدابير الحماية الأخرى. يقدم المعيار حماية إطار الإدارة (MFP: حماية إطار الإدارة)، وتساعد إجراءات الأمان الإضافية في تحييد الهجمات الخارجية، مثل DoS. المزيد عن الطابعة متعددة الوظائف هنا:. بالإضافة إلى ذلك، ستضمن هذه الإجراءات الأمان لمعلومات الشبكة الأكثر حساسية والتي سيتم نقلها عبر الشبكات التي تدعم IEEE 802.11r, k, y.

802.11ac. معيار WiFi جديد يعمل فقط في نطاق التردد 5 جيجا هرتز ويوفر سرعة أكبر بشكل ملحوظ يا سرعات أعلى لكل من عميل WiFi الفردي ونقطة وصول WiFi. انظر مقالتنا لمزيد من التفاصيل.

يتم تحديث المورد باستمرار! لتلقي الإعلانات عند إصدار مقالات مواضيعية جديدة أو ظهور مواد جديدة على الموقع، نقترح عليك الاشتراك.

انضم إلى مجموعتنا على