-2-5-3 برمجية اتصال التطبيق :
تنجز الشبكات اللاسلكية تصفح الانترنت والبريد الالكتروني بشكل جيد بواسطة اخذ برمجية البريد الالكتروني والمستعرضات الموجودة في جهاز الزبون , من الممكن أن يفقد المستخدم الاتصال اللاسلكي من وقت لاخر , الا أن البروتوكولات المستخدمة لهذه التطبيقات البسيطة نسبيا تمتلك المرونة في معظم الحالات .
الشكل (2-3 ) برمجية اتصال التطبيق
3-2-5-4 نظام التوزيع :
نادرا ما تكون الشبكة اللاسلكية حرة بشكل كامل من الاسلاك يتضمن نظام التوزيع بشكل غالب على ربط لاسلكي ضروري لربط نقطتي وصول مع بعضهما البعض وربط المخدمات مع بعضها ومتحكمات الوصول في معظم الحالات تشمل شبكة الايثرنت العامة نظام التوزيع .
3-3 هيكلية الشبكة:
تعرف هيكلية الشبكة البروتوكولات والمكونات الضرورية لتحقيق متطلبات التطبيق أحد المعايير الشائعة لشرح الهيكلية معيار النموذج المرجعي لترابط النظام المفتوح OSI)) _ Open system Interconnect ذو الطبقات السبع المطور من منظمة المعايير الدولية International stands organization (ISO) : يحدد النموذج ISO المجموعة الكاملة من وظائف الشبكة بشكل مجموعة على شكل طبقات مستقرة ضمن كل مكون شبكة , النموذج المرجعي OSI هو ايضا نموذج يدوي لتمثيل معايير متنوعة وقدرة الشبكة اللاسلكية على العمل باتصال .
التطبيقات |
التمثيل |
الجلسة |
النقل |
الشبكة |
وصل البيانات |
الفيزيائية |
التطبيقات |
التمثيل |
الجلسة |
النقل |
الشبكة |
وصل البيانات |
الفيزيائية |
3-3-1 تقدم طبقات OSI الوظائف الشبكية التالية:
* الطبقة 7 طبقة التطبيقات : تؤسس الاتصالات بين المستخدمين وتقدم خدمات الاتصالات الاساسية مثل نقل الملف والبريد الالكتروني أمثلة البرمجيات التي تعمل عند هذه الطبقة تتضمن بروتوكول نقل البريد البسيط (SMTP) Simple Mail Transfer protocol بروتوكول نقل النص التشعبي _(HTTP ) Hypertext Transfer بروتوكول نقل الملف (FTP ) File transfer protocol .
* الطبقة 6- طبقة التمثيل : تعمل على صيغة البيانات المنقولة الى طبقة التطبيقات وتقوم بانجاز الترجمة بين صيغ البيانات المختلفة عند الضرورة على سبيل المثال تستطيع هذه الطبقة ترجمة التشفير الممثل للبيانات عند الاتصال بنظام بعيد من قبل بائعين مختلفين .
*الطبقة 5- طبقة الجلسة : تقوم بانشاء وادارة وانهاء الجلسة بين تطبيقات برمجيات الترجمة اللاسلكية ومتحكمات الوصول التي تقدم هذا الشكل من الاتصال عبر الشبكات اللاسلكية اذا واجهت الشبكة اللاسلكية تداخلا تقوم وظائف طبقة الجلسة بفصل الاتصال بشكل مؤقت حتى يبتعد التداخل .
* الطبقة 4- طبقة النقل : تقدم الآليات لانشاء وصيانة وانهاء الدارات الافتراضية عندما تحجب الطبقات العليا عن تفاصيل استخدام الشبكة . عموما هذه الدارات عبارة عن اتصالات تتحقق بين تطبيقات الشبكة من طرف واحد لدارة اتصالات الى دارة اخرى (كمثال بين متصفح الانترنت على الحاسوب المحمول وصفحة الانترنت على المخدم) بروتوكولات مثل بروتوكول تحكم الارسال (TCP) يعمل في هذه الطبقة .
*الطبقة 3- طبقة الشبكة : تقدم مسار الرزم عبر الشبكة من المصدر الى المستقر تؤمن هذه المسارات ارسال الرزم باتجاه يقودها الى المستقر المعين , بروتوكولات مثل بروتوكول الانترنت (IP) يعمل في هذه الطبقة .
*- الطبقة 2- طبقة وصل البيانات – تؤمن الوصول للوسط بالاضافة الى التزامن وتحكم الخطأ بين الكيانين. يتضمن هذا في الشبكات اللاسلكية غالبا تنسيق الوصول الى وسط الهواء العام والاسترجاع من الاخطاء التي من الممكن حدوثها على البيانات عندانتشارها من المنبع الى المستقر , تمتلك معظم انواع الشبكات اللاسلكية طريقة شائعة لانجاز وظائف طبقة وصل البيانات بشكل مستقل عن الطريقة الفعلية للارسال .
*الطبقة 1- الطبقة الفيزيائية : تقدم الارسال الفعلي للمعلومات عبر الوسط تتضمن الطبقات الفيزيائية الموجات والضوء تحت الاحمر .
تعرف الطبقات المجتمعة لهيكلية الشبكة وظائف الشبكة اللاسلكية الا ان الشبكات اللاسلكية تستخدم بشكل مباشر الطبقات السفلي فقط من النموذج. تستخدم بطاقة الشبكة NIC اللاسلكية على سبيل المثال وظائف طبقة وصل البيانات الطبقة الفيزيائية , عناصر اخرى من الشبكة (مثل برمجية الترجمة اللاسلكية ) تعرض وظائف تستخدمها طبقة الجلسة في بعض الحالات قد تؤثر الاضافة لشبكة لاسلكية على الطبقات السفلي فقط ولكن انتبه الى الطبقات العليا فهي مهمة لتأمين عمل التطبيقات بشكل فعال في حال وجود اضرار في الشبكة اللاسلكية .
تدعم كل طبقة من طبقات النموذج المرجعي OIS الطبقة الاعلى منها في الحقيقة تظهر غالبا الطبقات السفلي بشكل مرئي (ظاهر) للطبقات الاعلى منها على سبيل المثال يعمل بروتوكول TCP في طبقة النقل لانشاء اتصالات بالتطبيقات عند مسافة من الحاسوب المضيف دون ادراك لما تهتم به الطبقات السفلي من تزامن وتاشير .
3-4 تدفق المعلومات عبر الشبكة اللاسلكية:
بشكل اكثر تعييناً ان السبب في وجود الشبكة اللاسلكية هو دعم تدفق المعلومات من نقطة اولى الى اخرى دون الحاجة لاسلاك يتغير مع تدفق المعلومات عبر الشبكة شكل المعلومات لتحقيق العبور الفعال في الشبكة ترتبط وظائف محددة عندنقل المعلومات مثل الوصول للوسط وتحكم الخطأ وهى عامة عبر انواع متنوعة من الشبكات اللاسلكية .
3-4-1 ادخال وتخزين وعرض المعلومات:
تتدفق المعلومات من المستخدم الى الحاسوب يعمل الحاسوب على تمكين الادخال بواسطة لوحة المفاتيح المختصرة والميكروفون أو الكاميرات الفيديوية تسمح طرق الادخال الحديثة ايضا بادخال المعلومات بواسطة حركات العين وموجات الدماغ , تمثل الاشارات التشابهه المعلومات .
قبل أن تصبح الحواسيب قادرة على تخزين المعلومات يجب أن يقوم النظام بتحويل اشارات المعلومات التشابهية الى الشكل الرقمي المناسب للحاسوب, تجعل المبدلات التشابهيه الرقمية (A/D) Analog- to – Digital هذا الامر ممكناً حيث تقوم دارات خاصة باخذ عينات الاشارة التشابهية , مما ينتج نبضات بمطالات لتمثيل الاعداد الثنائية بشكل مشابه تقوم المحولات الرقمية التشابهية (D/A) Digital- to – Analog بترجمة الاشارات الرقمية الى الشكل التشابهي مجزء من تمثيل المعلومات للمستخدمين .
3-4-2 الاتصال مع البنية التحتية للشبكة اللاسلكية:
تتضمن محطة القاعدة مثل نقطة, كلتا بطاقتي الشبكة NIC السلكية واللاسلكية بالاضافة الى البرمجية التي تلائم كلا الشبكتين . عندما يتصل المستخدم الاسلكي مع مستخدم لاسلكي اخر تقوم محطة القاعدة ببساطة باعادة ارسال اطار البيانات المستقبل من مستخدم الى مستخدم اخر قادر على الاستقبال . تقوم محطة القاعدة في هذه الحالة بدور مكرر بشكل بديل قد تقوم محطة القاعدة بتحويل البيانات الى الطرف السلكي من محطة القاعدة اذا كان المستقر متوضع في مكان ما على الطرف السلكي من الشبكة .
بالاعتماد على استقبال اطار البيانات تقوم بطاقة الشبكة NIC)) اللاسلكية ضمن محطة القاعدة بتحويل الموجه الراديوية التشاهية او اشارة الضوء الى اشارة رقمية وتقوم ايضا بكشف الاخطاء للحيلوية دون وجود اخطاء خانة في اطار البيانات الناتج تسبب اليه تحكم الخطأ قيام بطاقة (NIC) المرسلة باعادة ارسال اطار البيانات ان وجدت الاخطاء بعد اخذ الحذر من الاطر الخاطئة تعمل بطاقة الشبكة ((NIC اللاسلكية ضن محطة القاعدة اما على اعادة ارسال الاطار او تحويل الاطار الى الطرف السلكي من محطة القاعدة .
الشكل (2-4) الاتصال مع البنية التحتية للشبكة اللاسلكية
4-1 الوسط غير المرئي:
إن الفارق الرئيس بين الشبكات السلكية واللاسلكية يعتمد على وسط الاتصال تنتفع الشبكات السلكية من الكابلات لنقل التيار الكهربائي الممثل للمعلومات , أما في الشبكات اللاسلكية فان وظيفة اشارة التردد الراديوي (RF)Radio Frequency واشارة الضوء هى حمل المعلومات غير المرئية عبر الهواء , يواصل هذا الفصل النقاش حول المفاهيم الشائعة لجميع أنواع الشبكات اللاسلكية مع التأكيد على أساسيات الاشارة الرايوية RF والضوء .
4-2 المرسلات المستقبلات اللاسلكية:
يتألف المرسل المستقبل اللاسلكي من مرسل ومستقبل , تسمى العملية في المرسل بالتعديل التي تعمل على تحويل الاشارات الرقمية الكهربائية داخل الحاسوب الى اى اشارة تشابهية اما اشارة ضوء او اشارة راديوية RF يقوم بعد ذلك المضخم بزيادة مطال الاشارات بشكل يسبق وصولها للهوائي .
في المستقر يكتشف المستقبل الاشارات الضعيفة نسبيا ويقوم بفك تعديلها الى أنواع بيانات مناسبة لحاسوب المستقر . يشرح الشكل 3-1 العناصر المكونة للمرسل والمستقبل يتكون عموما المرسل المستقبل من اعتدة تشكل قسم من بطاقة الشبكة اللاسلكية NIC .
الشكل (3-1) المرسلات والمستقبلات
4-3 الاشارات الراديوية RF:
الاشارة الراديوية RF هى موجة كهرطيسية تستخدمها انظمة الاتصالات لنقل المعلومات عبر الهواء من نقطة الى اخرى بواسطة الهواء مع العلم ان الاشارات الراديوية قيد الاستخدام منذ سنوات عديدة تقدم الاشارات الراديوية الرسائل لحمل الموسيقي الى اجهزة الراديو وحمل الصور المرئية الى اجهزة التلفزيون . في الحقيقة تعتبر الاشارات الراديوية الطرق الاكثر شيوعا لحمل البيانات عبر الشبكة اللاسلكية .
الشكل (3-2) الاشارة الراديوية RF
4-3-1 ايجابيات وسلبيات الاشارة الراديوية RF:
كما بحثنا مقارنة استخدام الاشارات الضوئية يعرف الجدول 3-1 خصائص الاشارات الراديوية RF .
الجدول 3-1 مقارنة ايجابيات وسلبيات الاشارات الراديوية RF .
ايجابيات الاشارة الراديوية RF | سلبيات الاشارة الراديوية RF |
مجال طويل نسبيا يصل حتى 20 ميلا اذا كان ممكنا تحقيق خط نظر | نفاذ بيانات منخفض يصل حتى مجال Mbps |
تعمل بشكل جيد في الظروف الجوية ضباب وجو سديمي فيما عدا المطر الغزير الذي يسبب اداء ضعيفا | معرضة بشكل كبير لتداخلات راديوية RF من انظمة خارجية تعتمد على الترددات الراديوية RF |
مجال عمل برخصة حرة (فقط لانظمة تعتمد على المعيار IEEE802.11) | الامن محدود بسبب الانتشار الراديوي الى مسافة اقل من منطقة الخدمة |
4-3-2 عوائق الاشارة الراديوية RF:
تواجه الاشارات الراديوية RF عوائق مثل التداخل والانتشار متعدد المسار وهو مايؤثر على الاتصالات بين المرسل والمستقبل مما يسبب أداء منخفضا في معظم الأحيان ويصبح المستخدمين غير سعداء .
4-3-2-1 التداخل:
تحدث التداخلات عندما تتواجد اشارتين في محطة المستقبل بنفس الوقت , مع افتراض ان لهما الطور والتردد ذاته وهو مشابه لشخص ما يحاول الاستماع الى شخصين آخرين يتحدثان بنفس الوقت . في هذا الحالة تعطي بطاقات شبكة ((NIC اللاسلكية المستقبلة أخطاء عندما يتم تشفير ما بقى من معلومات مرسلة
تنظم هيئة الاتصالات الفيدرالية FCC (Fedral Communications Commission ) استخدام معظم الحزم الترددية وأنواع التعديلات وذلك لتجنب امكانية تداخل الاشارات بين الانظمة مع ذلك تبقي امكانية التداخل الراديوي مممكنة خصوصا مع انظمة تعمل بحزمات حرى الترخيص يملك المستخدمين حرية في التركيب والانتفاع من تجهيزات تعمل في حزمات حرة الترخيص مثل نشر شبكة LAN لاسلكية دون تنسيق بين الاستخدام والتداخل .
4-4 إشارات الضوء:
دخلت إشارات الضوء في الاستخدام ضمن انظمة الاتصالات قبل دخول الانظمة الراديوية ((RF بفترة طويلة , حيث تقدم الفوانيس مصدر ضوء لاستخدامه في ارسال الشيفرات بين المراكب اثناء ابحارها في البحر منذ مئات السنين , بقيت المدافع الضوئية حتى يومنا هذا قيد الاستخدام في العديد من المطارات كنظام اتصال احتياطي يتصل مع الطائرات اذا تعرضت لاعطال في المعدات الراديوية .
الشبكات اللاسلكية التي تنتفع من اشارات الضوء ليست شائعة مقارنة مع تلك التي تستخدم الاشارات الراديوية ترضي اشارات الضوء عموماً ضرورات تطبيقات خاصة مثل وصلات مبني الي مبني وشبكات المنطقة الشخصية قصيرة المجال . تستخدم بعض شبكات LANs اللاسلكية فيما بين الابنية الضوء الليزري لحمل المعلومات بين الحواسيب .
الشكل (3-3) إشارات الضوء
4-4-1 الميزات الايجابية والسلبية لاشارة الضوء :
كما قارنا سابقا الاشارات الراديوية ((RF يعرف الجدول 3-2 خصائص اشارات الضوء .
الجدول 3-2 مقارنة المزايا الايجابية والسلبية لاشارات الضوء
ايجابيات اشارة الضوء | سلبيات اشارة الضوء |
نفاذ بيانات عال جدا يصل لمجال الغيغابت Gbps | اداء متغير غير موثوق به في وجود ثلوج امطاء ضباب كافي اشياء معينة منقولة جواً . |
أمن مترابط عالي بسبب حزمة الليزر الضيقة | قدرة قصيرة المجال نسبيا (ميل واحد) |
عمل بترخيص حر | يحتاج العمل الى تحقيق خط النظر , وتحرر من العوائق |
احتمال تداخل راديو ((RF منخفض جداً من الانظمة الخارجية | مسائل تتعامل بالترتيب بسبب ميلان الابنية |
تقدم هذه الخصائص امكانية استخدام اشارة الضوء بشكل اكثر فعالية لتطبيقات محددة حيث يكون من الضروري الحصول على اداء عال جدا تستطيع على سبيل المثال الشركة تركيب وصلة اتصال تحت حمراء بين بنايتين متجاورتين بهدف تقديم مخدم احتياط عالي السرعي في شبكة لاسليكة .
4-4-1-1 التداخل:
اشارات الضوء حرة من مصادر التداخل الراديوية (RF) للتداخل مثل الهواتف اللاسلكية والافران الميكروية في الحقيقة , لم تنظم (FCC) اشارات الضوء سبب التداخل المحتمل والمحدد بشكل كبير بين الأنظمة تملك اشارات الضوء ترددا اعلى بحيث يكون انبعاثها جيد خارج طيف الانظمة الراديوية( (RF وهو مايفسر عدم قيام ((FCC بتنظيم اشارات الضوء .
الا ان التداخل من مصادر ضوء اخرى يبقي المشكلة للانظمة التي تستخدم اشارات الضوء. على سبيل المثال يعمل تركيب نظام ارسال اشارات تحت حمراء نموذج نقطة الى – نقطة على المساعدة في الاتجاهات الشرقية والغربية , حيث يستطيع النظام استقبال تداخل وافر من ضوء تحت احمر موجود في اشعة الشمس لان الشمس قريبة الافق قد يكون هذا التداخل في بعض الحالات كبير بشكل كاف ليؤدى الى التعطيل الكامل لارسال البيانات في وصلة تحت حمراء كن متاكدا عند تركيب هذا النوع من الانظمة على اتباع توصيات المصنع عند توجيه الهوائي .
4-4-1-2 التضعيف بسبب العوائق والطقس:
تقدم العوائق مثل الابنية والجبال والاشجار كمية تضعيف وافرة لاشارات الضوء عند انتشارها عبر الهواء تتكون معظم هذه العناصر من مواد جاهزة لامتصاص وتشتيت الضوء بالنتيجة كت متاكدا من ان المسار بين النقاط الانتهائية لنظام اتصال يعتمد على الضوء خال تماما من العوائق .
حتى اذا كان مسار الاتصالات مفتوحا فان الطقس يبقى قادر على التأثير بكميات تضعيف كبيرة على اشارات الضوء تتمثل مشكلة الطقس انه متغير على سبيل المثال قد يتواجد ضباب كثيف ثم بعد ساعة تصبح السماء صافية بشكل تام , وهو ما يجعل دراسة ميزانية الوصلة لانظمة تعتمد على الضوء بالاخص للانظمة التي تعمل قرب حدود المجال امرا في غاية الصعوبة يجب أن يتاكد الدارسون من عدم قيام التضعيف الناتج عن الطقس بتعطيل الا
