تعلم ماهية الكمبيوترات الكفية... الجزء الثالث

الإتصالات اللاسلكية و إستخداماتها في الكمبيوتر الكفي:
يتم تقسيم شبكات الاتصالات حسب نوع الشبكة سواء إذا كانت )تماثلية ]Analogue[ أو رقمية ]Digital[( إلى قسمين:
جيل شبكات الاتصالات التماثلية:
وتمتد من الجيل الصفري )0G( و مروراً بالجيل النصفي )0.5G( وتنتهي بالجيل الأول )1G( وهي شبكات تماثلية )Analogue( أمثال الشبكات القديمة للتواصل اللاسلكي )PTT=Push to Talk( و غيرها.
جيل شبكات الاتصالات الرقمية:
يتم تقسيم شبكات الاتصالات الرقمية على أساس سرعة الشبكة نفسها في نقل الصوت و البيانات. على هذا الأساس تنقسم أجيال الشبكات الرقمية الآن إلى 6 أقسام: )في المستقبل سيتم خروج المزيد و المزيد من الشبكات الرقمية الهادفة إلى رفع سرعة تبادل البيانات(
• شبكات الجيل الثاني )2G(:
وهي الخدمة الغالبة و المنتشرة في الوقت الحالي في دول العالم، يتم تقسيم هذه الخدمة إلى قسمين:
o شبكات تعتمد على تقنية )TDMA( أمثال شبكات )GSM( في أوروبا و العالم العربي، شبكات )iDEN( في أمريكا و كندا، شبكات )DAMPS( في أمريكا الجنوبية و أجزاء من أمريكا الشمالية، وشبكات )PDC( اليابانية.
o شبكات تعتمد على تقنية )CDMA( أمثال شبكات )CDMAOne( في أجزاء من آسيا و أمريكا الشمالية.
• الخدمات ما بين الجيل الثاني و الجيل الثالث:
المقصود بهذه الخدمات هو مجموع الخدمات التي تفوق سرعتها سرعات شبكات الجيل الثاني و لكنها لا تقارن بسرعات خدمات الجيل الثالث وهي متوفرة للعمل بشبكات الجيل الثاني. هذه الخدمات هي وسيلة لرفع أداء شبكات الجيل الثاني لتقترب قليلاً من الجيل الثالث، أمثال هذه الخدمات خدمة )GPRS( والتي تعتبر خدمة من الجيل الثاني و النصف )2.5G( وخدمة )EDGE( والتي تعتبر من خدمات الجيل الثاني و ثلاثة أرباع )2.75G( وتعمل كلاهما على شبكات )GSM(.
• شبكات الجيل الثالث )Third Generation Networks = 3G(:
الشيء المتطور في هذه الشبكات هو الدعم لنقل ملفات ضخمة عبر شبكات الهاتف النقال وبسرعة رائعة مثل شبكة )UMTS=Universal Mobile Telephone System( التي تعتبر أحد أكثر شبكات الجيل الثالث انتشارا و تعتمد على تقنية )W-CDMA(. توفر إمكانية توصيل مكالمات الفيديو و إرسال الملفات و الرسائل الإلكترونية وتدعم سرعة اتصال تتراوح من )384( كيلوبت في الثانية و إلى )2( ميجابت في الثانية الواحدة. ينتشر هذا النوع من الشبكات في أوروبا وهي تطوير مباشر لتقنية )GSM( الحالية للاتصال الهاتفي. تعتبر شبكة )UMTS=Universal Mobile Telephone System( أكثر شبكات الجيل الثالث إنتشاراً، و التي توفر امكانية توصيل مكالمات الفيديو و إرسال الملفات و الرسائل الإلكترونية. ويدعم سرعة إتصال تتراوح من )384( كيلوبت في الثانية و إلى )2( ميجابت في الثانية الواحدة. ينتشر هذا النوع من الشبكات في أوروبا و الدول المستخدمة لتقنية )GSM( للإتصال الهاتفي.
• شبكات )3.5G(:
تم رفع سرعة انتقال البيانات في هذا الجيل من الشبكات إلى )3( ميجا بت في الثانية الواحدة. أكثر ما يميز شبكات هذا الجيل إمكانية التطوير المباشر لشبكات الجيل الثاني إليها وبشكل مباشر ومن دون العبور إلى شبكات الجيل الثالث. تعتبر شبكة )HSDPA=High-Speed Downlink Packet Access( الشبكة الوحيدة الموجودة والتي تستوفي متطلبات الجيل الثالث و النصف والتي لم يكتمل وضع معاييرها بالكامل حتى الآن.
• شبكات )3.75G(:
هنا تم رفع معدل سرعة إنتقال البيانات إلى )5.8( ميجا بت في الثانية الواحدة، تعتبر شبكة )HSUPA=High-Speed Uplink Packet Access( الشبكة الوحيدة الموجودة والتي تستوفي متطلبات الجيل )3.75G( والتي لم يكتمل وضع معاييرها بالكامل حتى الآن.
• شبكات الجيل الرابع )4G(:
هذا الجيل من المتوقع أن يتم تحدد الشبكات المؤائمة لها بعد )10-15( عاماً من الآن. من الأساسيات المشترطة فيه أت تكون سرعة إنتقال تبلغ )100( ميجا بت في حالة الحركة و سرعة )1( جيجا بت في حال الثبات. يتوقع أن تتم اليابان تطبيق هذا النوع من الشبكات في عام )2010(.
شبكات الـ)GSM(:
تعتبر شبكات الـ)Global System for Mobile Communications = GSM( أحد أكثر أنواع الشبكات الرقمية من الجيل الثاني )2G( أنتشاراً في العالم لتشغيل الهواتف المحمولة. كأي نشاط لاسلكي يستعمل موجات الراديو، تستخدم شبكات الـ)GSM( مجموعة معينة من التردادات اللاسلكية محجوزه لها في كل أنحاء العالم، ففي أغلب دول العالم يستخدم التردد )900MHz( و )1800MHz( لخدمة شبكات الـ)GSM( وهي الترددات التي وضعها الأوروبيون )مبتكروا الفكرة(، بينما يختلف الأمر في أمريكا و كندا )اللذان سبق و أن حجزوا هذه الترددات في السابق لنشاط آخر( فاستخدموا تردادات )GSM( قدرها )850MHz( و )1900MHz(. نتيجة لذلك يوجد هناك أربعة أنواع من الترددات العالمية لخدمة )GSM(: )850MHz(، )900MHz(، )1800MHz(، )1900MHz(. بناء على ذلك، تختلف الهواتف بإختلاف دعمها للترددات اللاسلكية لخدمة الـ)GSM(:
• هواتف )Dual Band(: يعني أن الهاتف يستطيع أن يتعامل مع نوعين من أنواع هذه الترددات بالشكل التالي:
o دعم للترددين )850MHz( و )1900MHz(... أو
o دعم للترددين )900MHz( و )1800MHz(.
• هواتف )Tri Band(: يعني أن الهاتف يستطيع أن يتعامل مع ثلاثة أنواع من أنواع هذه الترددات على الترتيب التالي:
o دعم للترددات )850MHz( و )1800MHz( و )1900MHz(... أو
o دعم للترددات )900MHz( و )1800MHz( و )1900MHz(...
• هواتف )Quad Band(: يعني أن الهاتف يستطيع أن يتعامل مع جميع الأربعة الأنواع الأساسية من هذه الترددات.
خدمة الـ)General Packet Radio Service = GPRS(:
هي مجموعة من الخدمات الرقمية التي تقدم على شبكات من نوع )GSM( مثل: خدمات الرسائل الفورية )Instant Messaging(، البريد الإلكتروني، تصفح الإنترنت، خدمة الرسائل القصيرة )SMS( و المصورة )MMS( و غيرها من الخدمات التي يمكن الدخول عليها بسرعة تصل إلى )40( كيلوبت في الثانية.
من ناحية الأجهزة الداعمة لهذه التقنية، فإننا يمكننا تصنيف دعم الجهاز لخدمة )GPRS( إلى ثلاث تصانيف وبالشكل التالي:
• )Class A(: وهو أفضل التصنيفات، والمقصد منها أن الجهاز بإمكانه الإتصال بالخدمة الهاتفية )GSM( و الإتصال بخدمة البيانات الرقمية )GPRS( في نفس الوقت.
• )Class B(: المقصد منها أن الجهاز بإمكانه إما الإتصال بالخدمة الهاتفية )GSM( أو الإتصال بخدمة البيانات الرقمية )GPRS( بحيث لا يمكن القيام بهما معاً في نفس الوقت وبدون تغيير أية خصائص في الجهاز.
• )Class C(: وهو أسوأ التصنيفات، المقصد منها أن الجهاز بإمكانه إما الإتصال بالخدمة الهاتفية )GSM( أو الإتصال بخدمة البيانات الرقمية )GPRS( بحيث لا يمكن القيام بهما معاً في نفس الوقت. بالإضافة إلى ذلك، يلزم تغيير خصائص الجهاز لتحديد الرغبة إما في الإتصال بالخدمة الهاتفية )GSM(، أو بالإتصال بخدمة البيانات الرقمية )GPRS(.
خدمة الـ)Enhanced Data rates for GSM Evolution=EDGE, or EGPRS=Enhanced GPRS(:
بإختصار شديد، هي تطوير مباشر لخدمة )GPRS(، فيها تم رفع سرعته إلى النطاق )144-473.6( كيلوبت في الثانية بدلاً من سرعة )40-56( كيلوبت في الثانية.
تقنية ربط الواي فاي )WiFi(، )IEEE 802.11(:
الواي فاي )WiFi( هي مجموعة من المنتجات التي تدعم تقنية الشبكة المحلية اللاسلكية، وهي موجهه للمستخدمين من الأجهزة النقالة و الهواتف و الكمبيوترات الكفيةللربط اللاسلكي و الدخول على شبكة الإنترنت عن طريق إحدى نقاط الدخول و التي تسمى )Access Point = AP( و التي تكون موزعة جغرافياً في مناطق متعددة لإتاحة الفرصة للمستخدمين على نطاق واسع للدخول إلى الشبكة المحلية أو الإنترنت، تسمى المنطقة المغطاة بإحدى نقاط الدخول بـ)Hotspot( وتكون محمية بتشفير )WEP( الذي يتراوح بين )128, 152, 256( بت تشفيري .
من المفترض أن تغطي نقطة بث الواي فاي مسافة دائرة يبلغ نصف قطرها )90( متر و بسرعة إرسال تبدأ من )2( و تنتهي بـ)54( ميجابت في الثانية الواحدة.
تجدر الإشارة إلى أن تقنية الواي فاي تنقسم إلى ثلاثة معايير )في الواقع هي تنقسم إلى أكثر من عشرة أقسام ولكن هذه هي الأنواع المعروفة و المنتشرة عالمياً( تختلف مع بعضها البعض في السرعات و الترددات التشغيلية التي يمكنها أن توفرها و هي:
• )802.11a(: وتعمل على سرعة قدرها )54( ميجابت في الثانية وتغطي دائرة ذات نصف قطر قدره )100( قدم. تتميز بقلة إحتمالية تداخلها مع الموجات اللاسلكية الأخرى و يعيبها استهلاكها الكثير من الطاقة مع تكلفتها المادية الكبيرة.
• )802.11b(: وتعمل على سرعة قدرها )11( ميجابت في الثانية وتغطي دائرة ذات نصف قطر قدره )150( قدم. تتميز بقلة إستهلاكها للطاقة و تكلفتها المادية القليلة، و يعيبها الإحتمالية الكبيرة في التداخل مع الموجات اللاسلكية الأخرى. الأجهزة الداعمة لها تدعم أيضاً جميع ألأجهزة من نوع )802.11a(.
• )802.11g(: وتعمل على سرعة قدرها )54( ميجابت في الثانية وتغطي دائرة ذات نصف قطر قدره )150( قدم. تتميز بقلة إستهلاكها للطاقة و يعيبهاالإحتمالية الكبيرة للتداخل مع الموجات اللاسلكية الأخرى، تكلفتها متوسطة نوعاً ما. الأجهزة الداعمة لها تدعم ايضا جميع الأجهزة من نوع )802.11a( و )802.11b(.
حالياً، يقوم عدد من الباحثين و المطوريين بتطوير تقنية الواي فاي تحت مصطلح )802.11n(، حيث ستمنح هذه التقنية سرعة تصل إلى )100( ميغابايت في الثانية، أي حوالي 10 إلى 20 ضعفا السرعة الحالية.
ما يعيب هذه التقنية هو تداخل تردداتها بشكل عام مع ترددات الهواتف النقالة و البلوتوث مما يجعلها موجاتها عرضة للتداخل و التشويش على بعضها البعض مما يسبب كثرة إنقطاع الإرسال و يقلل السعة لمصدري المواجة المتداخلة. يلاحظ أيضاً أن سرعاتها الفعلية لا تتعدى نصف سرعاتها الإفتراضية.
تقنية ربط الواي ماكس )Worldwide Interoperability for Microwave Access=WiMAX(، )IEEE 802.16(:
تم إبتكار و تطوير خدمة الواي ماكس )WiMax( من قبل 70 شركة تقنية حول العالم على رأسها شركة إنتل )Intel( و شركة فوجيتسو)Fujitsu( ، بعدها أنضمت إليهما العديد من الشركات العالمية ليكونوا جميعاً اتحاداً أسموه اتحاد )WiMax( والذي يهدف إلى توحيد معايير شبكات الاتصال اللاسلكية عالمياً و إعتماد التقنيات و الأجهزة المتوافقة معها. بعدها قامت أكاديمية المهندسين الإلكترونيين و الكهربائيين )Institute of Electronically and Electrical Engineering = IEEE( بإعتماد هذه التقنية و ترميزها بالرقم )802.16(.
الوي ماكس هي تطوير و تحسين لفكرة الواي فاي لكن على مجال أوسع و أشمل لتحسين الأداء و إطالة مسافات الوصول و الدخول إليها. تعتبر الواي ماكس من أنواع الـ)Metropolitan Area Network = MAN( وهي الشبكات المغطية للمدينة بالكامل.
من المفترض أن تغطي نقطة بث الواي ماكس مسافة دائرة يبلغ نصف قطرها )45( كيلومتر و بسرعة إرسال تبلغ )70( ميجابت في الثانية الواحدة، وهذا ما يجعل الواي ماكس حلاً مثالياً لإيصال الإنترنت إلى أماكن بعيدة، وتعميمها على مدن بأكملها و بحيث يمكن ربط نقاط الوصول الواي فاي ببعضها البعض و يمكن ربطها بنقاط الوصول إلى شبكة الإنترنت عن طريق الأقمار الصناعية أو بخطوط المشترك الرقمية )Digital Subscriber Line = DSL( و غيرها. لتعمل هذا الخدمة تقوم الشركة المقدمة لها بتركيب أبرامج موزعة بشكل معين لتغطي منطقة بكاملها.
هنالك ثلاثة معايير لتقنية الواي ماكس وهي:
• )802.16(:
يعيبها انها تتطلب خط رؤية بين برج مقدم الخدمة ومكان المستخدم، و لا تدعم الدخول للشبكة إثناء التحرك.
• )802.16a(:
تم حل مشكلة خط الرؤية وبقي عيب واحد وهو مشكلة عدم إمكانية الدخول على الشبكة إثناء التحرك.
• )802.16e(:
لم يتم الانتهاء من تحديد معايير هذه الخدمة ولكنها حلت مشكلة الدخول على الشبكة إثناء التحرك. يدعم هذا المعيار الحركة بسرعة تصل إلى 150 كيلومتر في الساعة.
نظام الملاحة العالمي )Global Positioning System = GPS(:
نظام الملاحة العالمي هو النظام الذي يتعامل مع الأقمار الصناعية ليحدد موقع الشخص في الأرض مع إمكانية تحديد الموقع في خريطة تكون موجودة في النظام نفسه أو مضافة اليه. يتوفر هذا النظام بشكل واسع على شكل أجهزة خاصة مثل أجهزة )Garmin(.
تقنية ربط )The Infrared Data Association = IrDA(:
نظام توصيل لاسلكي قديم، أسمه التقني هو )Infrared IrDA SIR(، قصير المدى ذو سرعة )115.2( كيلوبت في الثانية. يستخدم لنقل البيانات البسيطة بين جهاز و آخر. الأنواع الجديدة من هذه التقنية تصل إلى حد سرعة نقل )4( ميجابت في الثانية.
تقنية ربط بلوتوث )Bluetooth(:
سميت تقنية البلوتوث على أسم )هارولدز بلوتوث قورموزون( ملك الدنمارك )970( وذلك لبيان فضل الدول الإسكندنافية على ما وصلت إليه الإتصالات اللاسلكية اليوم. تم إختراع تقنية البلوتوث من قبل شركة أريكسون و تم دعمها و تطويرها من قبل مجموعة تسمى )مجموعة الإهتمام المختص بتقنية البلوتوث( أو )Bluetooth SIG = Bluetooth Special Interest Group( و المكونة من: )إنتل، اي بي ام، أيركسون، نوكيا، توشيبا( وتلتهم شركات )مايكروسوفت، ثري كوم، لوسنت، موتورولا(. وبعد إشتهار هذه التقنية و إنتشارها أنضمت العديد من المئات من الشركات إلى هذه المجموعة.
البلوتوث نوع من أنواع التراسل اللاسلكي، و تستخدم طاقة منخفضة للحفاظ على البطارية لتتواصل إلى أبعاد لا تتجاوز )10( أمتار بسرعة قدرها )500( كيلوبت في الثانية الواحدة، و يتغير قيمة التردد فيها )Frequency( أكثر من 1600 تغيير خلال الثانية الواحدة وخلال نطاق يبدأ من )GHz2.40( وحتى )GHz2.48(. لهذا السبب )بالإضافةإلى تردده الضعيف( يساعدان هذه التقنية حتى لا تتداخل مع أي أجهزة لا سلكية أخرى.
بشكل عام، تنقسم الأجهزة المسؤولة عن البلوتوث إلى ثلاث أقسام:
• )Class 1(: تستخدم طاقة قدرها )100( مللي واط، و تدعم إلى مسافة قدرها )100(. وهي ما تستخدمه أجهزة الكمبيوتر الشخصية من خلال كروت خاصة من نوع )USB( أو )PCMCIA(.
• )Class 2(: تستخدم طاقة قدرها )2.5( مللي واط، و تدعم إلى مسافة قدرها )10(. وهي ما تستخدمها أغلب أجهزة الهواتف النقالة و الكومبيوترات الكفية.
• )Class 3(: تستخدم طاقة قدرها )1( مللي واط، و تدعم إلى مسافة قدرها )1(.
من الملاحظ أنه كلما زاد مدى التوصيل، كلما زاد إستهلاك الجهاز للبطارية.
خلال فترة وجيزة تطورت تقنية البلوتوث إلى مراحل عدة، فظهرت لنا تقنيات )Bluetooth v1.0( و )Bluetooth v1.1( و )Bluetooth v1.2( والتي تستخدم سرعة نقل )نظرية( قدرها 1 ميجا بت في الثانية و تتميز بتحسن الصوت في حالة سماعات البلوتوث، و تحسين الحماية مع القليل في التعارض مع إشارات اتصالات الواي فاي. ونحن على وشك رؤية تقنية )Bluetooth v2.0( والتي تستخدم سرعة نقل قدرها )2.1( ميجا بت في الثانية.
يمكن أن تتكون شبكات من نوع )Personal Area Network - PAN( لتجمع مجموعة من الأجهزة التي تتواصل عن طريق البلوتوث، تددعى هذا النوع من الشبكات بشبكات بيكونت )Piconets(، تجمع هذا النوع من الشبكات مجموعة من الأجهزة مثل: التلفزيونات، الهواتف النقالة، الكمبيوترات الشخصية و الكفية، التليفونات اللاسلكية، الطابعات لتقوم بالتواصل اللاسلكي موحدة بذلك نوعية التراسل اللاسلكي للأجهزة الشخصية.
كأي وحدة الكترونية، يتكون البلوتوث من هاردوير وبرنامج للتحكم في الهاردوير)سوفت وير(، هذا البرنامج يدعى بمنظومة البلوتوث أو )Bluetooth Stack(، توجد العديد و العديد من المنظومات للتحكم بأجهزة البلوتوث مثل: )Microsoft Bluetooth Stack( و )Widcomm Bluetooth Stack( و )Bluesoleil Bluetooth Stack( وغيرها...
في العادة تتعاقد المصانع المنتجة لأجهزة البلوتوث لتضع أحدى هذه المنظومات للتحكم بأجهزة البلوتوث نفسها، مثلاً: أجهزة الآيميت تستخدم )Microsoft Bluetooth Stack( إلا في أجهزتها )iMate PDA2( التي تعاقدت مع شركة )Widcomm( لتضع منظومتها