بیسیم: تفاوت میان نسخهها
جز ویرایش Hossein.ranjbaran.it (بحث) به آخرین تغییری که Calak انجام داده بود واگردانده شد |
جز جایگزینی با اشتباهیاب: بر خلاف⟸برخلاف، محققین⟸محققان، مربوطه⟸مربوط، آشکارکند⟸آشکار کند، ازطرح⟸از طرح، بیینندگان⟸بینندگان برچسب: متن دارای ویکیمتن نامتناظر |
||
(۴۴ نسخهٔ میانی ویرایش شده توسط ۳۱ کاربر نشان داده نشد) | |||
خط ۱: | خط ۱: | ||
[[پرونده:WirelessApplications.png|بندانگشتی|300px|چپ|کاربردهای مختلف مخابرات بیسیم.]] |
[[پرونده:WirelessApplications.png|بندانگشتی|300px|چپ|کاربردهای مختلف مخابرات بیسیم.]] |
||
'''ارتباط بیسیم''' یا '''مخابرات بیسیم''' {{به |
'''ارتباط بیسیم''' یا '''مخابرات بیسیم''' {{به فرانسه|Transmission sans fil}} به انتقال اطلاعات [[بدون رابط سیم]] و به وسیلهٔ [[امواج الکترومغناطیسی]] گفته میشود. فاصلهای که [[اطلاعات انتقال]] داده میشود میتواند [[کوتاه]] یا [[بلند]] باشد. |
||
<!--''' |
<!--'''بیسیم''' برگردان واژه انگلیسی '''Wireless''' و به معنای مخابرهٔ علامتها (Signal)های الکتریکی با استفاده از [[امواج الکترومغناتیسی]] است. --> |
||
واژه بیسیم پس از اختراع [[تلگراف]] |
واژه بیسیم پس از اختراع [[تلگراف بیسیم]] و در مقابل «مخابرات باسیم» (Transmission en fil) ابداع شد. <!--این واژه در حال منسوخ شدن است و کمکم جای خود را به عبارت '''دستگاههای فرستنده و گیرنده''' یا '''سامانههای مخابراتی''' میدهد. --> بیسیمها انواع گوناگون دارند و در کاربردهای مختلف رسانهای، صنعتی، نظامی، تفریحی، و در [[باندهای فرکانسی]] و [[توان (فیزیک)|توانهای ارسال]] و دریافت متفاوت در کاربردهایی مانند تلفن سلولی، [[سامانه موقعیتیاب جهانی]]، [[دستگاههای کنترل از راه دور]]، صفحه کلید بیسیم و [[تلویزیون ماهوارهای]] مورد استفاده قرار دارند. |
||
== تاریخچه == |
== تاریخچه == |
||
<!--[[پرونده:Guglielmo Marconi posing.jpg|بندانگشتی|300px|چپ|گولیلمو مارکونی.]]--> |
<!--[[پرونده:Guglielmo Marconi posing.jpg|بندانگشتی|300px|چپ|گولیلمو مارکونی.]]--> |
||
[[پرونده:1896 Marconi patent.gif|بندانگشتی|300px|چپ|ساختار فرستنده و گیرنده مارکونی.]] |
[[پرونده:1896 Marconi patent.gif|بندانگشتی|300px|چپ|ساختار فرستنده و گیرنده مارکونی.]] |
||
قدیمیترین ارتباط بیسیم به دوران ماقبل دنیای مدرن |
قدیمیترین [[ارتباط بیسیم]] به دوران ماقبل دنیای مدرن بازمیگردد که از [[دود]]، [[آتش]]، [[پرچم]]، و غیره برای [[انتقال پیام]] در فواصل دور استفاده میشد.<ref name="Goldsmith1"/> نظریه ریاضی [[امواج الکترومغناطیسی]] توسط [[ماکسول]] در سال [[۱۸۷۳ (میلادی)|۱۸۷۳ میلادی]] پیشنهاد شد. [[هاینریش هرتز]] در سال [[۱۸۸۷ (میلادی)|۱۸۸۷ میلادی]] وجود این امواج را نشان داد.<ref name="Du ">{{یادکرد |
||
<ref name="Du "> |
|||
{{یادکرد |
|||
|کتاب=Wireless Communication Systems: From RF Subsystems to 4G Enabling Technologies |
|کتاب=Wireless Communication Systems: From RF Subsystems to 4G Enabling Technologies |
||
|نویسنده = Ke-Lin Du, M. N. S. Swamy |
|نویسنده = Ke-Lin Du, M. N. S. Swamy |
||
|ناشر =Cambridge University Press |
|ناشر =Cambridge University Press |
||
|صفحه=p. 1-2 |
|صفحه=p. 1-2 |
||
|سال=2010 |
|سال=2010 |
||
|شابک=0521114039 |
|شابک=0521114039 |
||
}}</ref> مخابرات بیسیم رادیویی حدود سال [[۱۸۹۷ (میلادی)|۱۸۹۷ میلادی]] توسط [[گولیلمو مارکونی]] ابداع شد.<ref name="Tse1-3"/> مارکونی موفق به ارسال تلگراف بیسیم برای حرف S در فاصله حدود سه کیلومتری شد.<ref name="Gans"> |
}}</ref> مخابرات بیسیم رادیویی حدود سال [[۱۸۹۷ (میلادی)|۱۸۹۷ میلادی]] توسط [[گولیلمو مارکونی]] ابداع شد.<ref name="Tse1-3"/> مارکونی موفق به ارسال [[تلگراف بیسیم]] برای حرف S در فاصله حدود سه کیلومتری شد.<ref name="Gans">{{یادکرد |
||
{{یادکرد |
|||
|کتاب=Handbook of Telecommunications Economics, Volume 2: Technology Evolution and the Internet, ch. 7 |
|کتاب=Handbook of Telecommunications Economics, Volume 2: Technology Evolution and the Internet, ch. 7 |
||
|نویسنده = Joshua S. Gans, Stephen P. King and Julian Wright |
|نویسنده = Joshua S. Gans, Stephen P. King and Julian Wright |
||
|ناشر =North Holland |
|ناشر =North Holland |
||
|صفحه=p. 243-244 |
|صفحه=p. 243-244 |
||
|سال=2006 |
|سال=2006 |
||
|شابک=0444514236 |
|شابک=0444514236 |
||
}}</ref> تلگراف بیسیم برای اولین بار توسط ارتش [[انگلستان]] در [[آفریقای جنوبی]] در سال ۱۹۰۰ در [[جنگ بوئر دوم]] مورد استفاده قرار گرفت. در این جنگ نیروی دریایی انگلیس از دستگاه مارکونی برای مکالمه میان کشتیهایش در [[خلیج دلاگوا]] استفاده کرد.<ref name="Gans"/> تا سال [[۱۹۰۱ (میلادی)|۱۹۰۱ میلادی]] پوشش رادیویی در سرتاسر [[اقیانوس آتلانتیک]] فراهم شده بود.<ref name="Tse1-3"/> از آنجایی که دریانوردان اولین مشتریان تلگراف بیسیم بودند، ارتباط بیسیم تا سال [[۱۹۱۲ (میلادی)|۱۹۱۲ میلادی]] که [[آراماس تایتانیک|کشتی تایتانیک]] از آن برای ارسال پیام کمک استفاده کرد مرسوم شده بودند.<ref name="Gans"/> در سال [[۱۹۰۶ (میلادی)|۱۹۰۶ میلادی]] رادیو با [[مدولاسیون دامنه]] توسط [[رجینالد ابری فسندن]] برای ارسال موسیقی ابداع شد. در سال [[۱۹۱۸ (میلادی)|۱۹۱۸ میلادی]] [[ادوین هاوارد آرمسترانگ]] گیرنده [[سوپرهترودین]] را اختراع کرد که با استفاده از آن اولین مخابره رادیویی در سال [[۱۹۲۰ (میلادی)|۱۹۲۰ میلادی]] در شهر [[پیتسبورگ]] انجام پذیرفت. در سال [[۱۹۲۱ (میلادی)|۱۹۲۱ میلادی]] برای اولین بار دستگاه همراه بیسیم زمینی توسط پلیس [[دیترویت]] مورد استفاده قرار گرفت. در سال ۱۹۲۹ [[ولادیمیر زورکین]] اولین آزمایش ارسال [[تلویزیون|تلویزیونی]] را انجام داد. در سال [[۱۹۳۳ (میلادی)|۱۹۳۳ میلادی]] [[ادوین هاوارد آرمسترانگ]] [[مدولاسیون فرکانس]] را کشف کرد. اولین سیستم تلفن همراه برای عامه مردم در سال [[۱۹۴۶ (میلادی)|۱۹۴۶ میلادی]] در پنج شهر [[آمریکا]] راه اندازی شد. این سامانه [[نیمه دو طرفه]] بود و از ۱۲۰ کیلوهرتز طول موج افام استفاده میکرد. در سال ۱۹۵۸ ارسال ماهواره SCORE شروع عصر مخابرات ماهوارهای را رقم زد. در حدود اواسط دهه ۱۹۶۰ میلادی، |
}}</ref> تلگراف بیسیم برای اولین بار توسط ارتش [[انگلستان]] در [[آفریقای جنوبی]] در سال ۱۹۰۰ در [[جنگ بوئر دوم]] مورد استفاده قرار گرفت. در این جنگ نیروی دریایی انگلیس از دستگاه مارکونی برای مکالمه میان کشتیهایش در [[خلیج دلاگوا]] استفاده کرد.<ref name="Gans"/> تا سال [[۱۹۰۱ (میلادی)|۱۹۰۱ میلادی]] پوشش رادیویی در سرتاسر [[اقیانوس آتلانتیک]] فراهم شده بود.<ref name="Tse1-3"/> از آنجایی که دریانوردان اولین مشتریان تلگراف بیسیم بودند، ارتباط بیسیم تا سال [[۱۹۱۲ (میلادی)|۱۹۱۲ میلادی]] که [[آراماس تایتانیک|کشتی تایتانیک]] از آن برای ارسال پیام کمک استفاده کرد مرسوم شده بودند.<ref name="Gans"/> در سال [[۱۹۰۶ (میلادی)|۱۹۰۶ میلادی]] رادیو با [[مدولاسیون دامنه]] توسط [[رجینالد ابری فسندن]] برای ارسال موسیقی ابداع شد. در سال [[۱۹۱۸ (میلادی)|۱۹۱۸ میلادی]] [[ادوین هاوارد آرمسترانگ]] گیرنده [[سوپرهترودین]] را اختراع کرد که با استفاده از آن اولین مخابره رادیویی در سال [[۱۹۲۰ (میلادی)|۱۹۲۰ میلادی]] در شهر [[پیتسبورگ]] انجام پذیرفت. در سال [[۱۹۲۱ (میلادی)|۱۹۲۱ میلادی]] برای اولین بار دستگاه همراه بیسیم زمینی توسط پلیس [[دیترویت]] مورد استفاده قرار گرفت. در سال ۱۹۲۹ [[ولادیمیر زورکین]] اولین آزمایش ارسال [[تلویزیون|تلویزیونی]] را انجام داد. در سال [[۱۹۳۳ (میلادی)|۱۹۳۳ میلادی]] [[ادوین هاوارد آرمسترانگ]] [[مدولاسیون فرکانس]] را کشف کرد. اولین سیستم تلفن همراه برای عامه مردم در سال [[۱۹۴۶ (میلادی)|۱۹۴۶ میلادی]] در پنج شهر [[آمریکا]] راه اندازی شد. این سامانه [[نیمه دو طرفه]] بود و از ۱۲۰ کیلوهرتز طول موج افام استفاده میکرد. در سال ۱۹۵۸ ارسال ماهواره SCORE شروع عصر مخابرات ماهوارهای را رقم زد. در حدود اواسط دهه ۱۹۶۰ میلادی، [[پهنایباند]] افام به ۳۰ کیلوهرتز کاهش داده شده بود. در دهه ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ [[رادیو ترانک]] اتوماتیک پیشنهاد شد که به وسیلهٔ آن سامانه [[کاملا دوطرفه]] پیشنهاد شد. در دهه ۱۹۷۰ میلادی مفهوم مخابرات سلولی همراه در [[آزمایشگاههای بل]] پیشنهاد شد. در دهه ۱۹۸۰ سامانههای [[نسل اول]]، دهه ۱۹۹۰ سامانههای [[نسل دوم (مخابرات)|نسل دوم]] استفاده شدند.<ref name="Du "/> در طی [[قرن بیستم میلادی]] گونههای مختلفی از سامانههای بیسیم به وجود آمده و بعدها رو به زوال گذاشتند. به عنوان مثال در حالی که ارسال سیگنال تلویزیونی در ابتدا توسط فرستندههای بیسیم رادیویی انجام میشد، این فرستندهها بهتدریج جای خود را به خطوط کابلی میدهند. مدارهای [[ریزموج]] انتقال نقطه به نقطهای که پشتوانه [[شبکه مخابراتی]] بودهاند در حال جایگزینی با [[فیبر نوری|فیبرهای نوری]] هستند. از طرف دیگر بخشی از سیستمهای تلفن که قبلاً تماماً شبکهای سیمی بوده جای خود را به [[تلفن همراه|تلفنهای همراه]] داده است. این تغییرات معمولاً تحت تأثیر ظهور تکنولوژیهای جدید صورت میپذیرد.<ref name="Tse1-3">{{یادکرد |
||
⚫ | |||
{{یادکرد |
|||
⚫ | |||
|نویسنده = David Tse, Pramod Viswanath |
|نویسنده = David Tse, Pramod Viswanath |
||
|ناشر =Cambridge University Press |
|ناشر =Cambridge University Press |
||
خط ۳۶: | خط ۳۲: | ||
}}</ref> |
}}</ref> |
||
مخابرات بیسیم به عنوان رشتهای علمی از دهه ۱۹۶۰ میلادی مورد مطالعه بوده، اما از اواسط دهه ۹۰ میلادی تحقیقات روی آن شدت |
مخابرات بیسیم به عنوان رشتهای علمی از دهه ۱۹۶۰ میلادی مورد مطالعه بوده، اما از اواسط دهه ۹۰ میلادی تحقیقات روی آن شدت یافته است. این متأثر از دلایل متعددی بوده است. افزایش تقاضاهای مردمی برای ارتباطات بیسیم اولین دلیل میباشد.<ref name="Tse1-3"/> تا انتهای دهه اول قرن بیست و یکم تقاضاها عمدتاً به سیستمهای تلفن همراه مربوط میشده است<ref name="Tse1-3"/> چنانچه در سال ۲۰۰۲ میلادی تعداد تلفنهای همراه در سطح جهان از تعداد تلفنهای با خط ثابت فراتر رفت.<ref name="Du "/> در سال [[۲۰۰۵ (میلادی)|۲۰۰۵ میلادی]] میلادی حدود دو بیلیون کاربر تلفن همراه در دنیا وجود داشته است.<ref name="Goldsmith1">{{یادکرد |
||
⚫ | |||
{{یادکرد |
|||
⚫ | |||
|نویسنده = Andrea Goldsmith |
|نویسنده = Andrea Goldsmith |
||
|ناشر =Cambridge University Press |
|ناشر =Cambridge University Press |
||
خط ۴۴: | خط ۳۹: | ||
|سال=2005 |
|سال=2005 |
||
|شابک=0521837162 |
|شابک=0521837162 |
||
}}</ref> در ماه نوامبر ۲۰۰۷ این تعداد تلفنهای همراه به ۳٫۳ بیلیون رسید.<ref name="Du "/> اما انتظار میرود که در آینده کاربردهای انتقال بیسیم [[داده]] (اطلاعات) از اهمیت بیشتری برخوردار شود. دلیل دوم توجه به سامانههای بیسیم پیشرفت چشمگیر در تکنولوژی VLSI بوده که امکان |
}}</ref> در ماه نوامبر ۲۰۰۷ این تعداد تلفنهای همراه به ۳٫۳ بیلیون رسید.<ref name="Du "/> اما انتظار میرود که در آینده کاربردهای انتقال بیسیم [[داده]] (اطلاعات) از اهمیت بیشتری برخوردار شود. دلیل دوم توجه به سامانههای بیسیم پیشرفت چشمگیر در تکنولوژی VLSI بوده که امکان پیادهسازی الگوریتمهای پردازش سیگنالهای پیچیده را در ابعاد کم و با توان مصرفی کم فراهم کرده است. نهایتاً دلیل سوم موفقیت استانداردهای [[نسل دوم شبکه تلفن همراه|مخابرات بیسیم دیجیتال نسل دوم]] و خصوصاً استاندارد [[دسترسی چندگانه تقسیم کدی]] (CDMA) بوده است.<ref name="Tse1-3"/> اما از آنجایی که سامانههای نسل دوم شبکه تلفن همراه اساساً برای انتقال [[صوت]] طراحی شده بودند و ویژگیهای اصلی آنها مانند [[نرخ مخابره]] و [[تأخیر رفت و برگشت|تأخیر زمانی]] قابل قبولشان برای کاربردهای صوتی تنظیم شده بود، [[نسل سوم شبکه تلفن همراه]] ظهور و توسعه یافتهاند.<ref name="Tse4"/> در حال حاضر محققان در حال تحقیق و توسعه [[نسل چهارم شبکه تلفن همراه]] هستند که نرخ انتقال را تا ۱۰ تا ۱۰۰ [[بیت بر ثانیه|مگابیت بر ثانیه]] برای هر کاربر فراهم میکند (شبکههای امروزی نسل سوم امکان انتقال داده تا سرعت ۲ [[بیت بر ثانیه|مگابیت بر ثانیه]] را در برخی از نقاط جهان فراهم کردهاند). انتظار میرود که نسل چهارم تلفنهای همراه کاربردهای زیادی در تجارت الکترونیکی و [[تجارت همراه]] داشته باشد.<ref name="Sasha "/> |
||
== ساختار == |
== ساختار == |
||
[[پرونده:BlockDiagramWirelessSystem.jpg|بندانگشتی|300px|چپ| |
[[پرونده:BlockDiagramWirelessSystem.jpg|بندانگشتی|300px|چپ|نمایش شماتیک اجزای یک سامانه مخابرتی بیسیم.]] |
||
=== مدولاسیون === |
=== مدولاسیون === |
||
=== |
=== کانال ارتباطی === |
||
⚫ | برخلاف مخابرات باسیم که هر جفت فرستنده و گیرنده به وسیلهٔ رابطهای مجزا به هم متصل شدهاند، در مخابرات بیسیم کاربران در [[هوا]] مخابره کرده و [[تداخل (مخابرات)|تداخل]] زیادی بین آنها وجود دارد. این تداخل متشکل از تداخلی است که بین فرستندههایی که با یک گیرنده خاص در ارتباط هستند، تداخلی که بین یک فرستنده خاص و چند گیرنده اش وجود دارد، و تداخلی که بین جفتهای مختلف از فرستنده و گیرنده وجود دارد.<ref name="Tse1-3"/> |
||
⚫ | |||
⚫ | |||
==== نحوی انتشار امواج ==== |
|||
امواج رادیویی فرکانس پایین هنگام حرکت |
امواج رادیویی فرکانس پایین هنگام حرکت معمولاً سطح [[زمین]] را دنبال میکنند، ولی امواج با فرکانس بالاتر (مثلاً حدود ۳۰۰ مگاهرتز) در خطوط مستقیم منتشر میشوند. فرکانس کاری مخابرات بیسیم در فضای باز فرکانسهای زیر ۳۰ گیگاهرتز است، زیرا امواج با فرکانس بالاتر تضعیف قابل ملاحظهای در [[جو (هواشناسی)|جو]] داشته و بهعلاوه تولید امواج با این فرکانس، تقویت، مدولاسیون و آشکارسازی آنها از لحاظ عملی مشکل میباشد. در فرکانسهای بالاتر از ۱۰۰۰ گیگاهرتز وارد [[مخابرات نوری]] میشویم که در حال حاضر تنها از طریق [[فیبر نوری|فیبرهای نوری]] (و نه در فضای باز) انجام میپذیرد.<ref name="Du "/> |
||
تفاوتهای عمده مخابرات بیسیم با مخابرات باسیم وجود [[محو شدگی]] و [[تداخل (مخابرات)|تداخل]] است. این دو موضوع |
تفاوتهای عمده مخابرات بیسیم با مخابرات باسیم وجود [[محو شدگی|محوشدگی]] و [[تداخل (مخابرات)|تداخل]] است. این دو موضوع پژوهشگران را با چالشهایی روبرو کرده که در مخابرات با سیم وجود نداشته و بخش عمدهای از مطالعات به آنها اختصاص داده شده است. پدیده محوشدن به تغییرات زمانی کیفیت [[کانال]] گفته میشود. محو شدگی به دلیل [[برهمکنش|برهم کنش]] سیگنالهایی که از چند مسیر مختلف در هوا از فرستنده به گیرنده میرسند (محوشدگی چند مسیری)، و همچنین به دلیل از دست رفتن یک مسیر بین فرستنده و گیرنده به دلیل ضعیف شدن آن مسیر یا قرار گرفتن یک مانع در مسیر (سایه کردن موانع) است.<ref name="Tse1-3"/> |
||
[[پرونده:Path Loss.jpg|بندانگشتی|250px|راست|حرکت فرستنده |
[[پرونده:Path Loss.jpg|بندانگشتی|250px|راست|حرکت فرستنده میتواند منجر به ضعیف شدن کیفیت مسیرها شده تا حدی که مسیر ارتباطی را عملاً قطع کند. حرکت فرستنده یا گیرنده یکی از دلایل محو شدگی است.]] |
||
[[پرونده:Multipath Fading.jpg|بندانگشتی|250px|چپ|نمایش وجود چند مسیر بین فرستنده و گیرنده در مخابرات |
[[پرونده:Multipath Fading.jpg|بندانگشتی|250px|چپ|نمایش وجود چند مسیر بین فرستنده و گیرنده در مخابرات بیسیم. وجود چند مسیر مختلف از دلایل محو شدگی است زیرا باعث میشود که یک سیگنال خاص با تأخیر و اختلاف فازهای متفاوت در گیرنده دریافت شده و این اختلاف فاز باعث بوجود آمدن تغییرات ناخواسته در دامنه سیگنال دریافتی میشود.]] |
||
[[پرونده:Shadowing-Fading.jpg|بندانگشتی|250px|وسط|نمایش قرار گرفتن |
[[پرونده:Shadowing-Fading.jpg|بندانگشتی|250px|وسط|نمایش قرار گرفتن یک مانع در مقابل یکی از مسیرها (سایه کردن shadowing) یکی از دلایل محو شدگی است..]] |
||
</center> |
|||
بهصورت سنتی طراحان سامانههای بیسیم تلاش میکردهاند که ''قابلیت اطمینان'' مخابرات بر روی هوا را از طریق ''مقابله'' با تداخل و محو شدگی افزایش دهند. مطالعات جدیدتر به سمت ''بهینگی استفاده از پهنایباند'' متمایل شده و تلاش داشته به محوشدگی به عنوان یک ''موقعیت'' که میتواند مورد بهرهبرداری قرار بگیرد نگاه کند.<ref name="Tse1-3"/> |
|||
== امواج == |
== امواج == |
||
[[پرونده:Ionosphere MUF.png|بندانگشتی|250px|رفتار موجهای رادیویی کوتاه در برخورد با یونکره]] |
[[پرونده:Ionosphere MUF.png|بندانگشتی|250px|رفتار موجهای رادیویی کوتاه در برخورد با یونکره]] |
||
[[پرونده:Atmospheric electromagnetic opacity.svg|بندانگشتی|250px|طرح ابتدایی از در هواکره زمین از لحاظ انتقال [[طول موج |
[[پرونده:Atmospheric electromagnetic opacity.svg|بندانگشتی|250px|طرح ابتدایی از در هواکره زمین از لحاظ انتقال [[طول موج]]های مختلف [[تابش الکترومغناطیسی|موجهای الکترومغناطیسی]] در آن]] |
||
{{اصلی|موجهای رادیویی}} |
{{اصلی|موجهای رادیویی}} |
||
گستره فرکانسی |
[[طیف فرکانسی|گستره فرکانسی]] به صورت دلبخواهی به باندهای مختلفی تقسیمبندی شده است. بخشهای مختلف طیف به کاربران مختلف مانند رادیو و تلویزیون و [[تلفن بیسیم]] و غیره اختصاص داده است.<ref name="Britannica">{{یادکرد |
||
|فصل=Radio |
|فصل=Radio |
||
|کتاب=Encyclopædia Britannica |
|کتاب=Encyclopædia Britannica |
||
|ناشر =Encyclopædia Britannica, Inc |
|ناشر =Encyclopædia Britannica, Inc |
||
}}</ref> معروفترین |
}}</ref> معروفترین دستهبندی گستره فرکانسی، دستهبندی [[اتحادیه بینالمللی مخابرات راه دور]] (ITU) میباشد. |
||
{| class="wikitable" |
{| class="wikitable" |
||
|- |
|- |
||
! نام باند |
! نام باند |
||
! اختصار |
! اختصار |
||
! باند [[اتحادیه بینالمللی مخابرات راه دور| |
! باند [[اتحادیه بینالمللی مخابرات راه دور|آیتییو]] شماره |
||
! |
! بسامد {{سخ}}و{{سخ}}طول موج در هوا |
||
! نمونه استفاده |
! نمونه استفاده |
||
|- |
|- |
||
| [[فرکانس خیلی پایین]] |
| [[فرکانس خیلی پایین|بسامد خیلی پایین]] |
||
|align="center"| VLF |
|align="center"| VLF |
||
|align="center"| ۴ |
|align="center"| ۴ |
||
|align="center" style="white-space: nowrap;"| ۳–۳۰ [[کیلوهرتز]]{{سخ}}۱۰۰ |
|align="center" style="white-space: nowrap;"| ۳–۳۰ [[کیلوهرتز]]{{سخ}}۱۰۰ کیلومتر – ۱۰ کیلومتر |
||
|align="center"| |
|align="center"| ارتباطات زیردریایی، [[Avalanche transceiver|فانوسهای بهمن]]، مانیتورهای بیسیم ضربان قلب، [[ژئوفیزیک]] |
||
|- |
|- |
||
| [[فرکانس پایین]] |
| [[فرکانس پایین|بسامد پایین]] |
||
|align="center"| LF |
|align="center"| LF |
||
|align="center"| ۵ |
|align="center"| ۵ |
||
|align="center" style="white-space: nowrap;"| ۳۰–۳۰۰ [[کیلوهرتز]]{{سخ}}۱۰ |
|align="center" style="white-space: nowrap;"| ۳۰–۳۰۰ [[کیلوهرتز]]{{سخ}}۱۰ کیلومتر – ۱ کیلومتر |
||
|align="center"| [[ |
|align="center"| [[ناوبری رادیویی]]، سیگنالهای زمانی، پخشهمگانی موجبلند AM, [[سامانه بازشناسی با امواج رادیویی]] |
||
|- |
|- |
||
| [[فرکانس متوسط]] |
| [[فرکانس متوسط|بسامد متوسط]] |
||
|align="center"| MF |
|align="center"| MF |
||
|align="center"| ۶ |
|align="center"| ۶ |
||
|align="center" style="white-space: nowrap;"| ۳۰۰–۳۰۰۰ [[کیلوهرتز]]{{سخ}}۱ |
|align="center" style="white-space: nowrap;"| ۳۰۰–۳۰۰۰ [[کیلوهرتز]]{{سخ}}۱ کیلومتر – ۱۰۰ [[متر]] |
||
|align="center"| |
|align="center"| پخش AM (موج متوسط)، رادیو آماتور |
||
|- |
|- |
||
| [[فرکانس بالا]] |
| [[فرکانس بالا|بسامد بالا]] |
||
|align="center"| HF |
|align="center"| HF |
||
|align="center"| ۷ |
|align="center"| ۷ |
||
خط ۱۰۵: | خط ۱۰۰: | ||
|align="center"| [[موج کوتاه]] broadcasts, [[citizens' band radio]], [[amateur radio]] and over-the-horizon aviation communications, [[سامانه بازشناسی با امواج رادیویی]] |
|align="center"| [[موج کوتاه]] broadcasts, [[citizens' band radio]], [[amateur radio]] and over-the-horizon aviation communications, [[سامانه بازشناسی با امواج رادیویی]] |
||
|- |
|- |
||
| [[فرکانس خیلی بالا]] |
| [[فرکانس خیلی بالا|بسامد خیلی بالا]] |
||
|align="center"| VHF |
|align="center"| VHF |
||
|align="center"| ۸ |
|align="center"| ۸ |
||
|align="center" style="white-space: nowrap;"| ۳۰–۳۰۰ [[مگاهرتز]]{{سخ}}۱۰ متر – ۱ متر |
|align="center" style="white-space: nowrap;"| ۳۰–۳۰۰ [[مگاهرتز]]{{سخ}}۱۰ متر – ۱ متر |
||
|align="center"| [[ |
|align="center"| [[سخنپراکنی افام|FM]], [[تلویزیون]]، پخش و ارتباطات خط دید زمین به هوا و هواپیما به هواپیما. ارتباطات سیار زمینی و دریایی، رادیو آماتور |
||
|- |
|- |
||
| [[بسامد فرابالا]] |
|||
| [[فرکانس مافوقبالا]] |
|||
|align="center"| UHF |
|align="center"| UHF |
||
|align="center"| ۹ |
|align="center"| ۹ |
||
|align="center" style="white-space: nowrap;"| ۳۰۰–۳۰۰۰ [[مگاهرتز]]{{سخ}}۱ متر – ۱۰۰ [[میلیمتر]] |
|align="center" style="white-space: nowrap;"| ۳۰۰–۳۰۰۰ [[مگاهرتز]]{{سخ}}۱ متر – ۱۰۰ [[میلیمتر]] |
||
|align="center"| [[تلویزیون]] |
|align="center"| پخش همگانی [[تلویزیون|تلویزیونی]]، فِرها [[ریزموج]]، [[تلفن همراه]]، LANGPS بیسیم و رادیوهای دوطرفه مانند Land Mobile، رادیو FRS و GMRS، رادیو آماتور، [[بلوتوث]] |
||
|- |
|- |
||
| [[بسامد ابربالا]] |
|||
| [[فرکانس بسیار بسیار بالا]] |
|||
|align="center"| SHF |
|align="center"| SHF |
||
|align="center"| ۱۰ |
|align="center"| ۱۰ |
||
|align="center" style="white-space: nowrap;"| ۳–۳۰ [[گیگاهرتز]]{{سخ}}۱۰۰ |
|align="center" style="white-space: nowrap;"| ۳–۳۰ [[گیگاهرتز]]{{سخ}}۱۰۰ میلیمتر – ۱۰ میلیمتر |
||
|align="center"| [[ریزموج]] |
|align="center"| دستگاهها [[ریزموج]]، LAN بیسیم، نوینترین رادارها، [[ماهواره مخابراتی|ماهوارههای مخابراتی]]، [[رادیوی آماتور|رادیو آماتور]] |
||
|- |
|- |
||
| [[فرکانس بینهایت بالا]] |
| [[فرکانس بینهایت بالا|بسامد بینهایت بالا]] |
||
|align="center"| EHF |
|align="center"| EHF |
||
|align="center"| ۱۱ |
|align="center"| ۱۱ |
||
|align="center" style="white-space: nowrap;"| ۳۰–۳۰۰ [[گیگاهرتز]]{{سخ}}۱۰ |
|align="center" style="white-space: nowrap;"| ۳۰–۳۰۰ [[گیگاهرتز]]{{سخ}}۱۰ میلیمتر – ۱ میلیمتر |
||
|align="center"| [[ستارهشناسی رادیویی]] |
|align="center"| [[ستارهشناسی رادیویی]]، تکرارکننده رادیویی ریزموج فرکانس-بالا، ریزموج، [[رادیوی آماتور|رادیو آماتور]]، [[سنجش از دور]]، |
||
|} |
|} |
||
== انواع شبکههای بیسیم == |
== انواع شبکههای بیسیم == |
||
شبکههای بیسیم انواع مختلف دارند. شکل زیر |
شبکههای بیسیم انواع مختلف دارند. شکل زیر دستهبندی کلی شبکههای بیسیم را نمایش میدهد:<ref name="Sasha "/> |
||
{{وسطچین}} |
|||
<center> |
|||
{| class="wikitable" border="1" |
{| class="wikitable" border="1" |
||
! scope="row" style="background: #C8DBEC; color: blue"| |
! scope="row" style="background: #C8DBEC; color: blue"| |
||
! scope="col" |
! scope="col" style="background: #6F92AE; color: blue"|[[شبکه شخصیبی سسم|شبکه شخصی بیسیم (WPAN)]] |
||
! scope="col" |
! scope="col" style="background: #6F92AE; color: blue"|[[شبکه محلی بیسیم|شبکه محلی بیسیم (WLAN)]] |
||
! scope="col" |
! scope="col" style="background: #6F92AE; color: blue"|[[شبکه کلانشهری بیسیم|شبکه کلانشهری بیسیم (WMAN)]] |
||
! scope="col" |
! scope="col" style="background: #6F92AE; color: blue"|[[شبکه گسترده بیسیم|شبکه گسترده بیسیم (WWAN)]] |
||
|- |
|- |
||
! scope="row" style="background: #6F92AE; color: blue"| [[فناوری]] |
! scope="row" style="background: #6F92AE; color: blue"| [[فناوری]] |
||
خط ۱۴۵: | خط ۱۴۰: | ||
* [[باند فوق وسیع]] (UWB) |
* [[باند فوق وسیع]] (UWB) |
||
! scope="row" style="background: #C8DBEC; color: blue"| |
! scope="row" style="background: #C8DBEC; color: blue"| |
||
*[[IEEE |
* [[IEEE 802.11 B]] |
||
*[[IEEE |
* [[IEEE 802.11 E]] |
||
*[[IEEE |
* [[IEEE 802.11 G]] یا [[وای-فای]] |
||
! scope="row" style="background: #C8DBEC; color: blue"| |
! scope="row" style="background: #C8DBEC; color: blue"| |
||
*[[IEEE ۸۰۲٫۱۶]] |
* [[IEEE ۸۰۲٫۱۶]] |
||
*[[IEEE |
* [[IEEE 802.16 E]] |
||
*[[IEEE |
* [[IEEE 802.16 E]] یا [[وایمکس]] |
||
! scope="row" style="background: #C8DBEC; color: blue"| |
! scope="row" style="background: #C8DBEC; color: blue"| |
||
*[[GSM]] |
* [[GSM]] |
||
*[[GPRS]] |
* [[GPRS]] |
||
*[[دسترسی چندگانه تقسیم کدی]] |
* [[دسترسی چندگانه تقسیم کدی]] |
||
*۲٫۵G |
* ۲٫۵G |
||
*۳٫۵G |
* ۳٫۵G |
||
|- |
|- |
||
! scope="row" style="background: #6F92AE; color: blue"| [[نرخ داده]] |
! scope="row" style="background: #6F92AE; color: blue"| [[نرخ داده]] |
||
خط ۱۸۴: | خط ۱۷۹: | ||
۵۰ [[کیلومتر]] |
۵۰ [[کیلومتر]] |
||
! scope="row" style="background: #C8DBEC; color: blue"| |
! scope="row" style="background: #C8DBEC; color: blue"| |
||
برد |
برد خیلی وسیع (جهانی) |
||
|- |
|- |
||
! scope="row" style="background: #6F92AE; color: blue"| [[اتصال]] |
! scope="row" style="background: #6F92AE; color: blue"| [[اتصال]] |
||
خط ۱۹۷: | خط ۱۹۲: | ||
[[تلفنهای هوشمند]] و [[دستیار دیجیتال شخصی]] به{{سخ}} [[شبکه گسترده|شبکههای گسترده]] و اینترنت |
[[تلفنهای هوشمند]] و [[دستیار دیجیتال شخصی]] به{{سخ}} [[شبکه گسترده|شبکههای گسترده]] و اینترنت |
||
|} |
|} |
||
{{پایان}} |
|||
</center> |
|||
=== شبکه شخصی === |
=== شبکه شخصی === |
||
{{اصلی|شبکه شخصی}} |
{{اصلی|شبکه شخصی}} |
||
به عنوان نمونه به «شبکههای |
به عنوان نمونه به «شبکههای حسگر بیسیم» میپردازیم. |
||
==== شبکههای |
==== شبکههای حسگر بیسیم ==== |
||
[[پرونده:WSN.svg|بندانگشتی|300px|یک شبکه حسگر بیسیم. حسگرها میتواند از طریق حسگرهای واسطه اطلاعاتشان را به واحد مرکزی منتقل کنند.]] |
[[پرونده:WSN.svg|بندانگشتی|300px|یک شبکه حسگر بیسیم. حسگرها (سنسورها) میتواند از طریق حسگرهای واسطه اطلاعاتشان را به واحد مرکزی منتقل کنند.]] |
||
{{اصلی|شبکه بیسیم حسگر}} |
{{اصلی|شبکه بیسیم حسگر}} |
||
[[شبکه بیسیم حسگر|شبکههای |
[[شبکه بیسیم حسگر|شبکههای حسگر بیسیم]] متشکل از تعداد زیادی حسگر ارزان دارای محدودیت محاسباتی و با باتری محدود میباشد که در یک محیط پخش شدهاند. این حسگرها به جمعآوری اطلاعات پرداخته و آن را به یک واحد مرکزی از طریق ارتباط بیسیم گزارش میکنند. حسگرها میتوانند با همدیگر نیز ارتباط برقرار کنند. در برخی موارد حسگرها با مشاهده یک واقعه باید سریعاً آن را گزارش کرده، یا فعالیتی را انجام دهند این شبکهها دارای استفادههای متعددی از جمله جمعآوری اطلاعات و نظارت بر محیط زیست، نظارت بر سلامتی، [[خودکارسازی|خودکارسازی صنعتی]] و غیره میباشند. حسگرها میتوانند برخی از کمیتهای فیزیکی یا شرایط محیطی مانند دما، رطوبت، فشار، نور محیط یا حرکت را اندازهگیری کنند. در برخی کاربردها مانند گزارش یک حادثه لازم است که حسگرها موقعیت خود را بدانند. به دلیل محدود بودن باتری طراحی شبکههای حسگر چالشانگیز بوده است. همچنین حسگرها همچنین باید به مدت طولانی به فعالیت خود ادامه بدهند بدون اینکه نیاز به مدیریت از خارج داشته باشند. در حال حاضر تحقیقات بر روی شبکههای حسگر ادامه دارد.<ref name="Zoran ">{{یادکرد|فصل=|کتاب=|ناشر= |شهر= |کوشش= |ویرایش= |سال=|شابک=|نویسنده=Zoran Bojkovic, Bojan Bakmaz |نویسندگان سایر بخشها=|ترجمه=|صفحه=1172-1174 |زبان=en | عنوان = A Survey on Wireless Sensor Networks Deployment |ژورنال= Wseas Transactions on Communications |نشریه=|تاریخ=2008|دوره=Vol. 7, No. 1 |شماره= |شاپا= 1109-2742}}</ref> |
||
=== شبکه محلی === |
=== شبکه محلی === |
||
{{اصلی|شبکه محلی}} |
{{اصلی|شبکه محلی}} |
||
شبکههای محلی به کاربران اجازه میدهد که آزادانه در منطقه پوشش داده شده حرکت کنند.<ref name="Barbosa "/> انعطافپذیری، سرعت بالا، مقرون به صرفه بودن شبکه محلی بیسیم و امکان استفاده از طیف فرکانسی بدون مجوز با توان ارسالی کم باعث رشد و جذابیت [[شبکه محلی|شبکههای محلی]] |
شبکههای محلی به کاربران اجازه میدهد که آزادانه در منطقه پوشش داده شده حرکت کنند.<ref name="Barbosa "/> انعطافپذیری، سرعت بالا، مقرون به صرفه بودن شبکه محلی بیسیم و امکان استفاده از طیف فرکانسی بدون مجوز با توان ارسالی کم باعث رشد و جذابیت [[شبکه محلی|شبکههای محلی]] شده است.<ref name="Sicher ">{{یادکرد|فصل=|کتاب=|ناشر= |شهر= |کوشش= |ویرایش= |سال=|شابک=|نویسنده=Alan Sicher |نویسندگان سایر بخشها=|ترجمه=|صفحه= |زبان=en | عنوان = HiperLAN12 and the Evolution of Wireless LANs |ژورنال= IEEE Emerging Technologies Symposium: Broadband, Wireless Internet Access|نشریه=|تاریخ=2000 |دوره= |شماره= |شاپا= 0-7803-6364-7}}</ref> عامل دیگر رشد شبکههای محلی به وجود آمدن استاندارد ۸۰۲٫۱۱ IEEE در سال ۱۹۹۷ میلادی است که نسخه بعدی آن در سال ۱۹۹۹ به همراه متممهای بعدی سرعت انتقال تا ۵۴ مگابیت در ثانیه را ممکن ساخته است.<ref name="Barbosa ">{{یادکرد|فصل=|کتاب=|ناشر= |شهر= |کوشش= |ویرایش= |سال=|شابک=|نویسنده=F. Mico, P. Cuenca, L. Orozco-Barbosa |نویسندگان سایر بخشها=|ترجمه=|صفحه= 447 - 452 |زبان=en | عنوان = QoS in IEEE 802.11 wireless LAN: current research activities |ژورنال= Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering.|نشریه=|تاریخ=2004 |دوره= 1 |شماره= |شاپا= 0-7803-8253-6}}</ref> |
||
=== شبکه کلانشهری و گسترده === |
=== شبکه کلانشهری و گسترده === |
||
{{اصلی|شبکه کلانشهری|شبکه گسترده}} |
{{اصلی|شبکه کلانشهری|شبکه گسترده}} |
||
به عنوان نمونه به «شبکه سلولی تلفن همراه» میپردازیم. |
به عنوان نمونه به «شبکه سلولی تلفن همراه» میپردازیم. |
||
⚫ | |||
⚫ | |||
⚫ | یک [[شبکه سلولی]] متشکل از تعدادی مشترک دارای تلفن همراه و تعدادی برج مخابراتی تشکیل |
||
⚫ | |||
⚫ | هنگام برقراری تماس، تلفن همراه به نزدیکترین برج وصل میشود. برجهای یک ناحیه خود به یک «مرکز راه گزینی» وصل هستند که توسط خطوط سیمی با سرعت بالا یا اتصالات ماکرویوی به شبکه عمومی تلفن وصل میشود و از آنجا به مقصد |
||
⚫ | |||
⚫ | یک [[شبکه سلولی]] متشکل از تعدادی مشترک دارای تلفن همراه و تعدادی برج مخابراتی تشکیل شده است. کاربران دارای تلفن همراه میتوانند درون ساختمانها، در خیابان یا هر جایی باشند. برجهای مخابراتی وظیفه پوشش و ارائه خدمات به تلفنهای همراه را بر عهده دارند. یک سلول به ناحیهای گفته میشود که توسط یک برج پوشش داده میشود. در برخی از تصاویر شماتیکی که از سلولها کشیده میشود یک شهر یا ناحیه را به سلولهای شش ضلعیهایی تقسیم میکنند که در مرکز هر شش ضلعی یک برج قرار دارد. این تصویر با آنچه در عمل اتفاق میافتد دارد تفاوت دارد. برجها معمولاً در بلندیها و در زمینهایی که قابل خریداری باشد نصب میکنند و این محلها همیشه نمیتواند مرکز شش ضلعی باشد. بهعلاوه ناحیه پوشش داده شده توسط یک برج به پستی و بلندیها و موانع اطراف آن بستگی دارد و لزوماً شش ضلعی نیست. مواردی ممکن است پیش بیاید که یک تلفن همراه کیفیت سیگنال خوبی به نزدیکترین برج (از نظر فاصله جغرافیایی) نداشته باشد.<ref name="Tse1-3"/> |
||
⚫ | هنگام برقراری تماس، تلفن همراه به نزدیکترین برج وصل میشود. برجهای یک ناحیه خود به یک «مرکز راه گزینی» وصل هستند که توسط خطوط سیمی با سرعت بالا یا اتصالات ماکرویوی به شبکه عمومی تلفن وصل میشود و از آنجا به مقصد میرود. همانطور که مشاهده میشود شبکه تلفن همراه شبکه مجزایی از شبکه سنتی تلفنهای باسیم معمولی نیست، بلکه ساختاری است که به شبکه سنتی تلفن اضافه شده است.<ref name="Tse1-3"/> |
||
;نسل اول |
;نسل اول |
||
{{اصلی|نسل اول شبکه تلفن همراه}} |
{{اصلی|نسل اول شبکه تلفن همراه}} |
||
این سامانهها از قدیمیترین سامانههای |
این سامانهها از قدیمیترین سامانههای بیسیم هستند که یک ویژگی مشخصه آنها [[آنالوگ]] بودنشان است. نمونهای از این سامانهها خدمات تلفن همراه پیشرفته (AMPS) است که در آمریکا در دهه ۸۰ قرن بیستم طراحی شده و صدا را بر روی یک حامل مدوله میکند. کاربران مختلف در یک سلول فرکانسهای مختلفی دارند و سلولهای مجاور از مجموعه فرکانسی متفاوتی استفاده میکنند. سلولهایی که به اندازه کافی از هم دور باشند میتوانند از یک فرکانس مشترک استفاده کنند زیرا تداخل آنها بر روی هم ناچیز خواهد بود.<ref name="Tse4">{{یادکرد |
||
⚫ | |||
{{یادکرد |
|||
⚫ | |||
|نویسنده = David Tse, Pramod Viswanath |
|نویسنده = David Tse, Pramod Viswanath |
||
|ناشر =Cambridge University Press |
|ناشر =Cambridge University Press |
||
خط ۲۳۶: | خط ۲۳۱: | ||
;نسل دوم |
;نسل دوم |
||
{{اصلی|نسل دوم شبکه تلفن همراه}} |
{{اصلی|نسل دوم شبکه تلفن همراه}} |
||
برخلاف نسل اول، سامانههای [[نسل دوم شبکه تلفن همراه]] [[دیجیتال]] هستند. نمونههایی از این سامانهها به شرح روبرو میباشد: [[جیاسام]] که در استاندارد آن در اروپا وضع شد ولی امروزه در همه جای دنیا استفاده میشود، سیستم TDMA که در [[آمریکا]] استاندارد آن وضع شد و سومین [[دسترسی چندگانه تقسیم کدی]] (CDMA) است.<ref name="Tse4"/> |
|||
;نسل سوم |
;نسل سوم |
||
{{اصلی|نسل سوم شبکه تلفن همراه}} |
{{اصلی|نسل سوم شبکه تلفن همراه}} |
||
انگیزه اصلی ظهور این سامانهها این بود که سامانههای نسل دوم |
انگیزه اصلی ظهور این سامانهها این بود که سامانههای نسل دوم اساساً برای انتقال [[صوت]] طراحی شده بودند و ویژگیهای اصلی آنها مانند [[نرخ مخابره]] و تأخیر زمانی قابل قبولشان برای کاربردهای صوتی تنظیم شده بود. در کاربردهای انتقال داده نیاز به ارسال با نرخ بالاتر بوده و بهعلاوه ویژگیهای زیر را دارند:<ref name="Tse4"/> |
||
:(۱) در بسیاری از موارد تقاضا برای ارسال داده انفجاری میباشد به این معنی که کاربری ممکن است برای مدت طولانی تقاضایی نداشته باشد اما در یک لحظه تقاضای انتقال مقدار زیادی داده در زمان کوتاه را داشته باشد. در کاربردهای صوتی معمولاً سطح |
:(۱) در بسیاری از موارد تقاضا برای ارسال داده انفجاری میباشد به این معنی که کاربری ممکن است برای مدت طولانی تقاضایی نداشته باشد اما در یک لحظه تقاضای انتقال مقدار زیادی داده در زمان کوتاه را داشته باشد. در کاربردهای صوتی معمولاً سطح تقاضا برای انتقال داده ثابت است.<ref name="Tse4"/> |
||
:(۲) صدا محدودیت |
:(۲) صدا محدودیت تأخیر انتقالی در ابعاد ۱۰۰ میلیثانیه دارد (یعنی ضروری است که در این مدت زمان اطلاعات مربوط به صدا به شنونده برسد). اما در کاربردهای مربوط به انتقال داده ممکن است تأخیر مورد پذیرش خیلی کمتر (مثلاً هنگامی که دو نفر مشغول انجام یک بازی هستند) یا خیلی بیشتر (مثلاً هنگام بار کردن یک صفحه اینترنتی) باشد. محدوده حداکثر تأخیر زمانی مورد پذیرش خیلی میتواند متغیر باشد.<ref name="Tse4"/> |
||
;نسل چهارم |
;نسل چهارم |
||
{{اصلی|نسل چهارم شبکه تلفن همراه}} |
{{اصلی|نسل چهارم شبکه تلفن همراه}} |
||
در حال حاضر |
در حال حاضر محققان در حال تحقیق و توسعه [[نسل چهارم شبکه تلفن همراه]] هستند که نرخ انتقال را تا ۱۰ تا ۱۰۰ [[بیت بر ثانیه|مگابیت بر ثانیه]] برای هر کاربر فراهم میکند (شبکههای امروزی نسل سوم امکان انتقال داده تا سرعت ۲ [[بیت بر ثانیه|مگابیت بر ثانیه]] را در برخی از نقاط جهان فراهم کردهاند). این سامانهها همچنین امکان استفاده همزمان شبکههای بیسیم و تلفنهای همراه متنوع و ناهمگن را فراهم میکنند. انتظار میرود که نسل چهارم تلفنهای همراه کاربردهای زیادی در [[تجارت همراه]] داشته باشد. تلفنهای همراه قابلیت مشخص کردن موقعیت جغرافیایی شخص را داشته و پیشبینی میشود خدماتی ارائه کنند که خیلی شخصی بوده و به موقعیت و پیش زمینه شخص بستگی داشته باشند. این خدمات شامل پیدا کردن افراد دیگر، جهتیابی از روی نقشه، یافتن محصولات مورد نیاز، خدمات تفریحی مانند پخش ویدیو یا موسیقی درخواستی، بازیهای رایانهای چندنفره، کاربردهای مالی مانند انجام امور بانکی، سهامی، نقل و انتقال مالی، مدیریت خدمات فعال و مزایدههای موبایل خواهد بود.<ref name="Sasha ">{{یادکرد|فصل=|کتاب=|ناشر= ACM |شهر= |کوشش= |ویرایش= |سال=|شابک=|نویسنده=Sasha Dekleva, J. P. Shim, Upkar Varshney, Geoffrey Knoerzer |نویسندگان سایر بخشها=|ترجمه=|صفحه=38-43 |زبان=en | عنوان = Evolution and emerging issues in mobile wireless networks |ژورنال= Communications of the ACM |نشریه=|تاریخ=2007|دوره=Vol. 50, No. 6 |شماره= |شاپا= 0001-0782}}</ref> |
||
== مدلسازی ریاضی == |
== مدلسازی ریاضی == |
||
خط ۲۵۲: | خط ۲۴۷: | ||
[[پرونده:Kanalmatrix MIMO.png|بندانگشتی|250px|چپ|سادهترین مدل برای مخابره نقطه به نقطه با چندین آنتن فرستنده و چندین آنتن گیرنده.]] |
[[پرونده:Kanalmatrix MIMO.png|بندانگشتی|250px|چپ|سادهترین مدل برای مخابره نقطه به نقطه با چندین آنتن فرستنده و چندین آنتن گیرنده.]] |
||
سادهترین مدلی که برای مخابره نقطه به نقطه میتوان در نظر گرفت این است که سیگنال ارسالی در ضریب <math>\alpha</math> که عددی بین صفر و یک است ضرب شده (تضعیف شدن سیگنال در هنگام |
سادهترین مدلی که برای مخابره نقطه به نقطه میتوان در نظر گرفت این است که سیگنال ارسالی در ضریب <math>\alpha</math> که عددی بین صفر و یک است ضرب شده (تضعیف شدن سیگنال در هنگام طی مسیر) و سپس با اغتشاشاتی ([[نویز]]) که توزیع گوسی دارند جمع شده و در گیرنده دریافت میشود. |
||
== مسائل امنیتی == |
== مسائل امنیتی == |
||
ماهیت باز سامانههای بیسیم امکان [[ |
ماهیت باز سامانههای بیسیم امکان [[شنود]] را به آسانی فراهم میکند. هر گیرندهای که در فرکانس مربوط تنظیم شود توانایی دریافت سیگنال را داشته و بهعلاوه امکان فهمیدن اینکه چه کسی سیگنال را شنود میکند وجود ندارد. گاهی صرف وجود سیگنال میتواند اطلاعات خصوصی افراد را فاش کند؛ مثلاً استفاده از تلفن همراه ممکن است موقعیت شخص و حرکات او را تا حدی آشکار کند. امروزه استفاده از سامانههای [[وای-فای]] رواج یافته و در صورتی که اطلاعات رمزگذاری نشوند یا از روشهای رمزگذاری قدیمی مانند [[معادل امنیت سیمی]] (WEP) استفاده شود، امکان سرقت اطلاعات وجود دارد. گمان میرود که اطلاعات بانکی [[کارت اعتباری|کارتهای اعتباری]] بیش از ۴۵ میلیون نفر از مشتریان شرکت [[تیجیمکس]] بخاطر استفاده از الگوریتم WEP به سرقت رفته است.<ref>Ann Cavoukian, Wireless Communication Technologies: Safeguarding Privacy & Security, Information and Privacy Commissioner/Ontario Fact Sheet, Nov14 2007</ref> |
||
<!-- |
<!-- |
||
خط ۲۶۱: | خط ۲۵۶: | ||
== مقدمه == |
== مقدمه == |
||
عملیات |
عملیات بیسیم میتواند در سرویسهای ارتباطی مفید باشد. البته به راحتی نمیتوان از سیستمها استفاده کرد. این اصطلاح در مخابرات کاربرد دارد و میتواند استفاده از انرژی، نور مادون قرمز، نور لیزری و انرژی آکوستیک را توصیف کند بدون آنکه از سیم استفاده شود. اطلاعات به این روش تا فاصله دور و نزدیک انتقال مییابند. |
||
؛ این ارتباط به روشهای زیر است: |
؛ این ارتباط به روشهای زیر است: |
||
* ارتباط فرکانس رادیویی |
* ارتباط فرکانس رادیویی |
||
* ارتباط موج میکرو و دامنه بلند از طریق آنتن |
* ارتباط موج میکرو و دامنه بلند از طریق آنتن جهتیابی و ارتباط کوتاه مدت. |
||
* ارتباط دامنه کوتاه مادون قرمز با کنترل از راه دور |
* ارتباط دامنه کوتاه مادون قرمز با کنترل از راه دور یا '''IRDA''' این برنامهها به روابط نقطه به نقطه اشاره دارند و شامل بخش، شبکههای سلولی و دیگر شبکهها میباشند. اصطلاح بیسیم نباید با '''Cord less''' اشتباه شود. ابزار الکترونیکی میتوانند از منبع پرتابل در دسترس قرار گیرند بدون آنکه از کامل برای محدود کردن حرکت ابزار استفاده شود. در این شرایط انتقال اطلاعات از تلفن بیسیم به بخش پایه مهم میباشد. این خود عامل اختلاف در کاربرد اصطلاحات فوق است. در ۵۰ سال گذشته روابط بیسیم با تغییرات فاحش در نوآوری همراه بودهاند. |
||
== تاریخچه == |
== تاریخچه == |
||
اصطلاح |
اصطلاح بیسیم میتواند به یک دریافتگر رادیویی اشاره کند که استفاده زیاد در تلگرافی بیسیم دارد. اکنون این اصطلاح عامل توصیف روابط مدرن بیسیم است مانند آنچه که درشبکههای سلولی و اینترنت دیده شده است. بهطور کل انواع عملیات بدون سیم انجام میشوند مانند کنترل راه دور و بیسیم، انتقال انرژی بیسیم و غیره. |
||
=== اقدامات اولیه و |
=== اقدامات اولیه و بیسیم === |
||
دیوید هاگز ۸ سال قبل از آزمایش هرتز از امواج الکترومغناطیسی در سیستم تولید سیگنال استفاده کرده هاگز کد مورس را با ابزار القایی منتقل میکند. در سال ۱۸۷۸ نیز روش انتقال با کمک انتقال دهنده ساعتی عملی شده در سال ۱۸۸۵ادیسون از |
دیوید هاگز ۸ سال قبل از آزمایش هرتز از امواج الکترومغناطیسی در سیستم تولید سیگنال استفاده کرده هاگز کد مورس را با ابزار القایی منتقل میکند. در سال ۱۸۷۸ نیز روش انتقال با کمک انتقال دهنده ساعتی عملی شده در سال ۱۸۸۵ادیسون از آهنربای ارتعاشی در فرایند انتقال استفاده کرد. او سیستم تولید سیگنال را بر راهآهن '''Lehigh''' قرار دارد. اودر سال ۱۸۹۱ به ثبت بیسیم با کمک آندوکتانس دست یافت. در این زمینه تئوری امواج الکترومغناطیسی که توسط هرتز در سال ۱۸۸۸ معرفی شد مهم بود. این تئوری نشان میدهد که تحقیقات جیمز ماگسول و فارادی نقش مهم داشتهاند. هرتز نشان داد که این امواج میتوانند عامل توقف حرکت در فضا با خطوط مستقیم باشند. این آزمایشها تابع فرایند کاربردی هرتز نبودند. ارتباط بیسیم و راه دور توسط نیکولا عملی شد. |
||
== طیف الکترومغناطیسی == |
== طیف الکترومغناطیسی == |
||
رنگ، نور، '''AM''' و '''FM''' و ابزار الکترونیکی از طیف فوق استفاده میکنند. در آمریکا فرکانسهای ارتباطی به صورت منابع عمومی استفاده میشوند و کمیسیون روابط فدرال بر آن نظارت دارد. این |
رنگ، نور، '''AM''' و '''FM''' و ابزار الکترونیکی از طیف فوق استفاده میکنند. در آمریکا فرکانسهای ارتباطی به صورت منابع عمومی استفاده میشوند و کمیسیون روابط فدرال بر آن نظارت دارد. این تعیینکننده دامنه فرکانس کاربردی است. در صورت عدم وجود کنترل و با آرایش پیوسته مانند طیف خصوصی، باید از فرکانسهای ویژه استفاده شود. این در تداخل با توانایی فرودیک هواپیما است. این ارتباطات از '''۹ KHZ''' تا '''GHZ ۳۰۰''' عملی هستند. |
||
⚫ | |||
⚫ | |||
=== سیستم ایمنی === |
=== سیستم ایمنی === |
||
این فناوری مکمل استفاده |
این فناوری مکمل استفاده از طرح سیم در سیستم ایمنی است. عملیات مورد نیاز با استفاده از سنسور سیم سخت عملی خواهند شد. آنها میتوانند به یک انتقال دهنده بیسیم مجهز شوند و اطلاعات را در مورد حالت فعلی در یا پنجره منتقل کنند. |
||
=== کنترل راه دور تلویزیون === |
=== کنترل راه دور تلویزیون === |
||
بعضی از تلویزیونها با کنترل راه دور سیم سخت ساخته میشوند. |
بعضی از تلویزیونها با کنترل راه دور سیم سخت ساخته میشوند. آنها در یک شیار قرار میگیرند ولی تلویزیونهای جدیدتر از دستگاه کنترل راه دور استفاده میکنند. |
||
=== تلفن سلولی === |
=== تلفن سلولی === |
||
[[پرونده:Base transceiver station.jpg|بندانگشتی|250px|چپ| |
[[پرونده:Base transceiver station.jpg|بندانگشتی|250px|چپ|یک برج [[فرستنده-گیرنده]].]] |
||
بهترین نمونه از این فناوری شامل تلفن سلولی است. این ابزار از امواج رادیویی برای کمک به اپراتورها در سطح جهانی استفاده میکنند. محل تلفن سلولی میتواند عامل مهم انتقال و دریافت سیگنال باشد دادهها به این روش از ابزار منتقل میشوند. |
بهترین نمونه از این فناوری شامل تلفن سلولی است. این ابزار از امواج رادیویی برای کمک به اپراتورها در سطح جهانی استفاده میکنند. محل تلفن سلولی میتواند عامل مهم انتقال و دریافت سیگنال باشد دادهها به این روش از ابزار منتقل میشوند. |
||
== ارتباط |
== ارتباط بیسیم == |
||
بیسیم یک اصطلاح است که در توصیف ارتباطات راه دور با امواج الکترو مغناطیسی استفاده میشود. این حاصل بخش خاصی از یک قطعه در یک مسیر میباشد. نمونههای این تجهیزات به شرح زیر هستند: |
|||
* تلفن سلولی و پیجر: این رابط برنامههای پرتابل و متحرک در سطح شخصی و تجاری است. |
* تلفن سلولی و پیجر: این رابط برنامههای پرتابل و متحرک در سطح شخصی و تجاری است. |
||
* سیستم موقع یابی جهانی (GPS): |
* سیستم موقع یابی جهانی (GPS): |
||
این به رانندگان کامیونها و خودروها و ناخداهای کشتیها و خلبانها در تعیین محل کمک خواهد کرد. |
این به رانندگان کامیونها و خودروها و ناخداهای کشتیها و خلبانها در تعیین محل کمک خواهد کرد. |
||
* مجموعه تلفن |
* مجموعه تلفن بیسیم: |
||
اینها دامنه محدود دارند و نباید با تلفن سلولی اشتباه شوند. |
اینها دامنه محدود دارند و نباید با تلفن سلولی اشتباه شوند. |
||
* تلویزیون ماهوارهای: |
* تلویزیون ماهوارهای: |
||
بینندگان در هر محل میتوانند صدها کانال را انتخاب کنند. |
|||
این |
این شبکهسازی در رفع نیازها مفید است. شاید رایجترین نوع استفاده شامل حرکت از یک محل به محل دیگر است. روش دیگر برای شبکههای متحرک طراحی شده است. این ارتباط از طریق ماهواره عملی است. روش انتقال بیسیم یک روش منطقی در شبکه LAN است. در موارد زیر استفاده از این فناوری توجیه پذیر است: |
||
* توسعه فاصله در ماورای قابلیت تولید کابل |
* توسعه فاصله در ماورای قابلیت تولید کابل |
||
* جلوگیری از موانع فیزیکی، EMI و RFI |
* جلوگیری از موانع فیزیکی، EMI و RFI |
||
* ارائه لینک ارتباطی در حالت نقص شبکه |
* ارائه لینک ارتباطی در حالت نقص شبکه |
||
* برقراری ارتباط بین |
* برقراری ارتباط بین ایستگاههای موقتی |
||
* غلبه بر مسائل تولید کابل و توجه به مسائل مالی |
* غلبه بر مسائل تولید کابل و توجه به مسائل مالی |
||
* رابط راه دور بین کاربرها و شبکهها |
* رابط راه دور بین کاربرها و شبکهها |
||
== مسائل محیطی و خطرات == |
== مسائل محیطی و خطرات == |
||
اخیراً مسائل زیادی در بخش تحقیق و توسعه دیده شده است. آنها مربوط به تراکم کم، اتلاف حافظه و غیر میباشد. در مورد PBS باید از روش کاهش اختلال استفاده شود. در شرایط استفاده فراوان تلفنهای سلولی عامل تخریب است. یک شخص میگوید که این تلفنها میتوانند گزارش نادرست ارائه کنند. |
|||
--> |
--> |
||
خط ۳۱۴: | خط ۳۰۸: | ||
* [[رادیوی آماتور]] |
* [[رادیوی آماتور]] |
||
* [[رادیوی ارتباطی]] |
* [[رادیوی ارتباطی]] |
||
* [[تلفن |
* [[تلفن بیسیم DECT و سیستم سلولی|تلفن بیسیم DECT و سامانه سلولی]] |
||
* [[میکروفن |
* [[میکروفن بیسیم]] |
||
* [[ارتباط نقطه به نقطه دامنه کوتاه]] |
* [[ارتباط نقطه به نقطه دامنه کوتاه|ارتباط نقطه-بهنقطه دامنه کوتاه]] |
||
* [[کنترل راه دور |
* [[کنترل راه دور IRDA, RFIP, USB بیسیم]] |
||
* [[ارتباطات میداننزدیک]] |
|||
* [[DSRC وارتباط نزدیک میدانی]] |
|||
== منابع == |
== منابع == |
||
{{پانویس|۲|چپچین=بله |
{{پانویس|۲|چپچین=بله}} |
||
== |
== برای مطالعهٔ بیشتر == |
||
*{{یادکرد وب |
* {{یادکرد وب |
||
| نشانی = http://wndw.net/pdf/wndw2-en/wndw2-ebook.pdf |
| نشانی = http://wndw.net/pdf/wndw2-en/wndw2-ebook.pdf |
||
| عنوان = راهنمای زیرساختهای کم هزینه بیسیم در |
| عنوان = راهنمای زیرساختهای کم هزینه بیسیم در کشورهای در حال توسعه (Wireless Networking in the Developing World) |
||
| تاریخ بازدید = ۲۱ سپتامبر ۲۰۱۰ |
| تاریخ بازدید = ۲۱ سپتامبر ۲۰۱۰ |
||
| ناشر = Hacker Friendly LLC |
| ناشر = Hacker Friendly LLC |
||
| زبان = |
| زبان = انگلیسی |
||
}} |
}} |
||
⚫ | |||
[[رده:ارتباطات]] |
[[رده:ارتباطات]] |
||
[[رده:اصطلاحات تلویزیون]] |
[[رده:اصطلاحات تلویزیون]] |
||
[[رده:بیسیم]] |
|||
[[رده:تاریخچه رادیو]] |
[[رده:تاریخچه رادیو]] |
||
[[رده:شبکه بیسیم]] |
[[رده:شبکه بیسیم]] |
نسخهٔ کنونی تا ۸ نوامبر ۲۰۲۴، ساعت ۱۹:۳۰
ارتباط بیسیم یا مخابرات بیسیم (به فرانسوی: Transmission sans fil) به انتقال اطلاعات بدون رابط سیم و به وسیلهٔ امواج الکترومغناطیسی گفته میشود. فاصلهای که اطلاعات انتقال داده میشود میتواند کوتاه یا بلند باشد.
واژه بیسیم پس از اختراع تلگراف بیسیم و در مقابل «مخابرات باسیم» (Transmission en fil) ابداع شد. بیسیمها انواع گوناگون دارند و در کاربردهای مختلف رسانهای، صنعتی، نظامی، تفریحی، و در باندهای فرکانسی و توانهای ارسال و دریافت متفاوت در کاربردهایی مانند تلفن سلولی، سامانه موقعیتیاب جهانی، دستگاههای کنترل از راه دور، صفحه کلید بیسیم و تلویزیون ماهوارهای مورد استفاده قرار دارند.
تاریخچه
[ویرایش]قدیمیترین ارتباط بیسیم به دوران ماقبل دنیای مدرن بازمیگردد که از دود، آتش، پرچم، و غیره برای انتقال پیام در فواصل دور استفاده میشد.[۱] نظریه ریاضی امواج الکترومغناطیسی توسط ماکسول در سال ۱۸۷۳ میلادی پیشنهاد شد. هاینریش هرتز در سال ۱۸۸۷ میلادی وجود این امواج را نشان داد.[۲] مخابرات بیسیم رادیویی حدود سال ۱۸۹۷ میلادی توسط گولیلمو مارکونی ابداع شد.[۳] مارکونی موفق به ارسال تلگراف بیسیم برای حرف S در فاصله حدود سه کیلومتری شد.[۴] تلگراف بیسیم برای اولین بار توسط ارتش انگلستان در آفریقای جنوبی در سال ۱۹۰۰ در جنگ بوئر دوم مورد استفاده قرار گرفت. در این جنگ نیروی دریایی انگلیس از دستگاه مارکونی برای مکالمه میان کشتیهایش در خلیج دلاگوا استفاده کرد.[۴] تا سال ۱۹۰۱ میلادی پوشش رادیویی در سرتاسر اقیانوس آتلانتیک فراهم شده بود.[۳] از آنجایی که دریانوردان اولین مشتریان تلگراف بیسیم بودند، ارتباط بیسیم تا سال ۱۹۱۲ میلادی که کشتی تایتانیک از آن برای ارسال پیام کمک استفاده کرد مرسوم شده بودند.[۴] در سال ۱۹۰۶ میلادی رادیو با مدولاسیون دامنه توسط رجینالد ابری فسندن برای ارسال موسیقی ابداع شد. در سال ۱۹۱۸ میلادی ادوین هاوارد آرمسترانگ گیرنده سوپرهترودین را اختراع کرد که با استفاده از آن اولین مخابره رادیویی در سال ۱۹۲۰ میلادی در شهر پیتسبورگ انجام پذیرفت. در سال ۱۹۲۱ میلادی برای اولین بار دستگاه همراه بیسیم زمینی توسط پلیس دیترویت مورد استفاده قرار گرفت. در سال ۱۹۲۹ ولادیمیر زورکین اولین آزمایش ارسال تلویزیونی را انجام داد. در سال ۱۹۳۳ میلادی ادوین هاوارد آرمسترانگ مدولاسیون فرکانس را کشف کرد. اولین سیستم تلفن همراه برای عامه مردم در سال ۱۹۴۶ میلادی در پنج شهر آمریکا راه اندازی شد. این سامانه نیمه دو طرفه بود و از ۱۲۰ کیلوهرتز طول موج افام استفاده میکرد. در سال ۱۹۵۸ ارسال ماهواره SCORE شروع عصر مخابرات ماهوارهای را رقم زد. در حدود اواسط دهه ۱۹۶۰ میلادی، پهنایباند افام به ۳۰ کیلوهرتز کاهش داده شده بود. در دهه ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ رادیو ترانک اتوماتیک پیشنهاد شد که به وسیلهٔ آن سامانه کاملا دوطرفه پیشنهاد شد. در دهه ۱۹۷۰ میلادی مفهوم مخابرات سلولی همراه در آزمایشگاههای بل پیشنهاد شد. در دهه ۱۹۸۰ سامانههای نسل اول، دهه ۱۹۹۰ سامانههای نسل دوم استفاده شدند.[۲] در طی قرن بیستم میلادی گونههای مختلفی از سامانههای بیسیم به وجود آمده و بعدها رو به زوال گذاشتند. به عنوان مثال در حالی که ارسال سیگنال تلویزیونی در ابتدا توسط فرستندههای بیسیم رادیویی انجام میشد، این فرستندهها بهتدریج جای خود را به خطوط کابلی میدهند. مدارهای ریزموج انتقال نقطه به نقطهای که پشتوانه شبکه مخابراتی بودهاند در حال جایگزینی با فیبرهای نوری هستند. از طرف دیگر بخشی از سیستمهای تلفن که قبلاً تماماً شبکهای سیمی بوده جای خود را به تلفنهای همراه داده است. این تغییرات معمولاً تحت تأثیر ظهور تکنولوژیهای جدید صورت میپذیرد.[۳]
مخابرات بیسیم به عنوان رشتهای علمی از دهه ۱۹۶۰ میلادی مورد مطالعه بوده، اما از اواسط دهه ۹۰ میلادی تحقیقات روی آن شدت یافته است. این متأثر از دلایل متعددی بوده است. افزایش تقاضاهای مردمی برای ارتباطات بیسیم اولین دلیل میباشد.[۳] تا انتهای دهه اول قرن بیست و یکم تقاضاها عمدتاً به سیستمهای تلفن همراه مربوط میشده است[۳] چنانچه در سال ۲۰۰۲ میلادی تعداد تلفنهای همراه در سطح جهان از تعداد تلفنهای با خط ثابت فراتر رفت.[۲] در سال ۲۰۰۵ میلادی میلادی حدود دو بیلیون کاربر تلفن همراه در دنیا وجود داشته است.[۱] در ماه نوامبر ۲۰۰۷ این تعداد تلفنهای همراه به ۳٫۳ بیلیون رسید.[۲] اما انتظار میرود که در آینده کاربردهای انتقال بیسیم داده (اطلاعات) از اهمیت بیشتری برخوردار شود. دلیل دوم توجه به سامانههای بیسیم پیشرفت چشمگیر در تکنولوژی VLSI بوده که امکان پیادهسازی الگوریتمهای پردازش سیگنالهای پیچیده را در ابعاد کم و با توان مصرفی کم فراهم کرده است. نهایتاً دلیل سوم موفقیت استانداردهای مخابرات بیسیم دیجیتال نسل دوم و خصوصاً استاندارد دسترسی چندگانه تقسیم کدی (CDMA) بوده است.[۳] اما از آنجایی که سامانههای نسل دوم شبکه تلفن همراه اساساً برای انتقال صوت طراحی شده بودند و ویژگیهای اصلی آنها مانند نرخ مخابره و تأخیر زمانی قابل قبولشان برای کاربردهای صوتی تنظیم شده بود، نسل سوم شبکه تلفن همراه ظهور و توسعه یافتهاند.[۵] در حال حاضر محققان در حال تحقیق و توسعه نسل چهارم شبکه تلفن همراه هستند که نرخ انتقال را تا ۱۰ تا ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه برای هر کاربر فراهم میکند (شبکههای امروزی نسل سوم امکان انتقال داده تا سرعت ۲ مگابیت بر ثانیه را در برخی از نقاط جهان فراهم کردهاند). انتظار میرود که نسل چهارم تلفنهای همراه کاربردهای زیادی در تجارت الکترونیکی و تجارت همراه داشته باشد.[۶]
ساختار
[ویرایش]مدولاسیون
[ویرایش]کانال ارتباطی
[ویرایش]برخلاف مخابرات باسیم که هر جفت فرستنده و گیرنده به وسیلهٔ رابطهای مجزا به هم متصل شدهاند، در مخابرات بیسیم کاربران در هوا مخابره کرده و تداخل زیادی بین آنها وجود دارد. این تداخل متشکل از تداخلی است که بین فرستندههایی که با یک گیرنده خاص در ارتباط هستند، تداخلی که بین یک فرستنده خاص و چند گیرنده اش وجود دارد، و تداخلی که بین جفتهای مختلف از فرستنده و گیرنده وجود دارد.[۳]
نحوی انتشار امواج
[ویرایش]امواج رادیویی فرکانس پایین هنگام حرکت معمولاً سطح زمین را دنبال میکنند، ولی امواج با فرکانس بالاتر (مثلاً حدود ۳۰۰ مگاهرتز) در خطوط مستقیم منتشر میشوند. فرکانس کاری مخابرات بیسیم در فضای باز فرکانسهای زیر ۳۰ گیگاهرتز است، زیرا امواج با فرکانس بالاتر تضعیف قابل ملاحظهای در جو داشته و بهعلاوه تولید امواج با این فرکانس، تقویت، مدولاسیون و آشکارسازی آنها از لحاظ عملی مشکل میباشد. در فرکانسهای بالاتر از ۱۰۰۰ گیگاهرتز وارد مخابرات نوری میشویم که در حال حاضر تنها از طریق فیبرهای نوری (و نه در فضای باز) انجام میپذیرد.[۲]
تفاوتهای عمده مخابرات بیسیم با مخابرات باسیم وجود محوشدگی و تداخل است. این دو موضوع پژوهشگران را با چالشهایی روبرو کرده که در مخابرات با سیم وجود نداشته و بخش عمدهای از مطالعات به آنها اختصاص داده شده است. پدیده محوشدن به تغییرات زمانی کیفیت کانال گفته میشود. محو شدگی به دلیل برهم کنش سیگنالهایی که از چند مسیر مختلف در هوا از فرستنده به گیرنده میرسند (محوشدگی چند مسیری)، و همچنین به دلیل از دست رفتن یک مسیر بین فرستنده و گیرنده به دلیل ضعیف شدن آن مسیر یا قرار گرفتن یک مانع در مسیر (سایه کردن موانع) است.[۳]
بهصورت سنتی طراحان سامانههای بیسیم تلاش میکردهاند که قابلیت اطمینان مخابرات بر روی هوا را از طریق مقابله با تداخل و محو شدگی افزایش دهند. مطالعات جدیدتر به سمت بهینگی استفاده از پهنایباند متمایل شده و تلاش داشته به محوشدگی به عنوان یک موقعیت که میتواند مورد بهرهبرداری قرار بگیرد نگاه کند.[۳]
امواج
[ویرایش]گستره فرکانسی به صورت دلبخواهی به باندهای مختلفی تقسیمبندی شده است. بخشهای مختلف طیف به کاربران مختلف مانند رادیو و تلویزیون و تلفن بیسیم و غیره اختصاص داده است.[۷] معروفترین دستهبندی گستره فرکانسی، دستهبندی اتحادیه بینالمللی مخابرات راه دور (ITU) میباشد.
نام باند | اختصار | باند آیتییو شماره | بسامد و طول موج در هوا |
نمونه استفاده |
---|---|---|---|---|
بسامد خیلی پایین | VLF | ۴ | ۳–۳۰ کیلوهرتز ۱۰۰ کیلومتر – ۱۰ کیلومتر |
ارتباطات زیردریایی، فانوسهای بهمن، مانیتورهای بیسیم ضربان قلب، ژئوفیزیک |
بسامد پایین | LF | ۵ | ۳۰–۳۰۰ کیلوهرتز ۱۰ کیلومتر – ۱ کیلومتر |
ناوبری رادیویی، سیگنالهای زمانی، پخشهمگانی موجبلند AM, سامانه بازشناسی با امواج رادیویی |
بسامد متوسط | MF | ۶ | ۳۰۰–۳۰۰۰ کیلوهرتز ۱ کیلومتر – ۱۰۰ متر |
پخش AM (موج متوسط)، رادیو آماتور |
بسامد بالا | HF | ۷ | ۳–۳۰ مگاهرتز ۱۰۰ متر – ۱۰ متر |
موج کوتاه broadcasts, citizens' band radio, amateur radio and over-the-horizon aviation communications, سامانه بازشناسی با امواج رادیویی |
بسامد خیلی بالا | VHF | ۸ | ۳۰–۳۰۰ مگاهرتز ۱۰ متر – ۱ متر |
FM, تلویزیون، پخش و ارتباطات خط دید زمین به هوا و هواپیما به هواپیما. ارتباطات سیار زمینی و دریایی، رادیو آماتور |
بسامد فرابالا | UHF | ۹ | ۳۰۰–۳۰۰۰ مگاهرتز ۱ متر – ۱۰۰ میلیمتر |
پخش همگانی تلویزیونی، فِرها ریزموج، تلفن همراه، LANGPS بیسیم و رادیوهای دوطرفه مانند Land Mobile، رادیو FRS و GMRS، رادیو آماتور، بلوتوث |
بسامد ابربالا | SHF | ۱۰ | ۳–۳۰ گیگاهرتز ۱۰۰ میلیمتر – ۱۰ میلیمتر |
دستگاهها ریزموج، LAN بیسیم، نوینترین رادارها، ماهوارههای مخابراتی، رادیو آماتور |
بسامد بینهایت بالا | EHF | ۱۱ | ۳۰–۳۰۰ گیگاهرتز ۱۰ میلیمتر – ۱ میلیمتر |
ستارهشناسی رادیویی، تکرارکننده رادیویی ریزموج فرکانس-بالا، ریزموج، رادیو آماتور، سنجش از دور، |
انواع شبکههای بیسیم
[ویرایش]شبکههای بیسیم انواع مختلف دارند. شکل زیر دستهبندی کلی شبکههای بیسیم را نمایش میدهد:[۶]
شبکه شخصی بیسیم (WPAN) | شبکه محلی بیسیم (WLAN) | شبکه کلانشهری بیسیم (WMAN) | شبکه گسترده بیسیم (WWAN) | |
---|---|---|---|---|
فناوری |
|
| ||
نرخ داده |
نرخ داده متوسط |
نرخ داده بالا |
نرخ داده خیلی بالا |
نرخ داده پایین تا متوسط |
محدوده |
محدوده خیلی کوتاه |
محدوده نزدیک |
محدوده متوسط |
برد خیلی وسیع (جهانی) |
اتصال |
لپتاپ به کامپیوتر، به لوازم جانبی |
شبکه محلی یا کامپیوتر به خط |
تلفنهای هوشمند و دستیار دیجیتال شخصی به |
شبکه شخصی
[ویرایش]به عنوان نمونه به «شبکههای حسگر بیسیم» میپردازیم.
شبکههای حسگر بیسیم
[ویرایش]شبکههای حسگر بیسیم متشکل از تعداد زیادی حسگر ارزان دارای محدودیت محاسباتی و با باتری محدود میباشد که در یک محیط پخش شدهاند. این حسگرها به جمعآوری اطلاعات پرداخته و آن را به یک واحد مرکزی از طریق ارتباط بیسیم گزارش میکنند. حسگرها میتوانند با همدیگر نیز ارتباط برقرار کنند. در برخی موارد حسگرها با مشاهده یک واقعه باید سریعاً آن را گزارش کرده، یا فعالیتی را انجام دهند این شبکهها دارای استفادههای متعددی از جمله جمعآوری اطلاعات و نظارت بر محیط زیست، نظارت بر سلامتی، خودکارسازی صنعتی و غیره میباشند. حسگرها میتوانند برخی از کمیتهای فیزیکی یا شرایط محیطی مانند دما، رطوبت، فشار، نور محیط یا حرکت را اندازهگیری کنند. در برخی کاربردها مانند گزارش یک حادثه لازم است که حسگرها موقعیت خود را بدانند. به دلیل محدود بودن باتری طراحی شبکههای حسگر چالشانگیز بوده است. همچنین حسگرها همچنین باید به مدت طولانی به فعالیت خود ادامه بدهند بدون اینکه نیاز به مدیریت از خارج داشته باشند. در حال حاضر تحقیقات بر روی شبکههای حسگر ادامه دارد.[۸]
شبکه محلی
[ویرایش]شبکههای محلی به کاربران اجازه میدهد که آزادانه در منطقه پوشش داده شده حرکت کنند.[۹] انعطافپذیری، سرعت بالا، مقرون به صرفه بودن شبکه محلی بیسیم و امکان استفاده از طیف فرکانسی بدون مجوز با توان ارسالی کم باعث رشد و جذابیت شبکههای محلی شده است.[۱۰] عامل دیگر رشد شبکههای محلی به وجود آمدن استاندارد ۸۰۲٫۱۱ IEEE در سال ۱۹۹۷ میلادی است که نسخه بعدی آن در سال ۱۹۹۹ به همراه متممهای بعدی سرعت انتقال تا ۵۴ مگابیت در ثانیه را ممکن ساخته است.[۹]
شبکه کلانشهری و گسترده
[ویرایش]به عنوان نمونه به «شبکه سلولی تلفن همراه» میپردازیم.
شبکه سلولی تلفنهمراه
[ویرایش]یک شبکه سلولی متشکل از تعدادی مشترک دارای تلفن همراه و تعدادی برج مخابراتی تشکیل شده است. کاربران دارای تلفن همراه میتوانند درون ساختمانها، در خیابان یا هر جایی باشند. برجهای مخابراتی وظیفه پوشش و ارائه خدمات به تلفنهای همراه را بر عهده دارند. یک سلول به ناحیهای گفته میشود که توسط یک برج پوشش داده میشود. در برخی از تصاویر شماتیکی که از سلولها کشیده میشود یک شهر یا ناحیه را به سلولهای شش ضلعیهایی تقسیم میکنند که در مرکز هر شش ضلعی یک برج قرار دارد. این تصویر با آنچه در عمل اتفاق میافتد دارد تفاوت دارد. برجها معمولاً در بلندیها و در زمینهایی که قابل خریداری باشد نصب میکنند و این محلها همیشه نمیتواند مرکز شش ضلعی باشد. بهعلاوه ناحیه پوشش داده شده توسط یک برج به پستی و بلندیها و موانع اطراف آن بستگی دارد و لزوماً شش ضلعی نیست. مواردی ممکن است پیش بیاید که یک تلفن همراه کیفیت سیگنال خوبی به نزدیکترین برج (از نظر فاصله جغرافیایی) نداشته باشد.[۳]
هنگام برقراری تماس، تلفن همراه به نزدیکترین برج وصل میشود. برجهای یک ناحیه خود به یک «مرکز راه گزینی» وصل هستند که توسط خطوط سیمی با سرعت بالا یا اتصالات ماکرویوی به شبکه عمومی تلفن وصل میشود و از آنجا به مقصد میرود. همانطور که مشاهده میشود شبکه تلفن همراه شبکه مجزایی از شبکه سنتی تلفنهای باسیم معمولی نیست، بلکه ساختاری است که به شبکه سنتی تلفن اضافه شده است.[۳]
- نسل اول
این سامانهها از قدیمیترین سامانههای بیسیم هستند که یک ویژگی مشخصه آنها آنالوگ بودنشان است. نمونهای از این سامانهها خدمات تلفن همراه پیشرفته (AMPS) است که در آمریکا در دهه ۸۰ قرن بیستم طراحی شده و صدا را بر روی یک حامل مدوله میکند. کاربران مختلف در یک سلول فرکانسهای مختلفی دارند و سلولهای مجاور از مجموعه فرکانسی متفاوتی استفاده میکنند. سلولهایی که به اندازه کافی از هم دور باشند میتوانند از یک فرکانس مشترک استفاده کنند زیرا تداخل آنها بر روی هم ناچیز خواهد بود.[۵]
- نسل دوم
برخلاف نسل اول، سامانههای نسل دوم شبکه تلفن همراه دیجیتال هستند. نمونههایی از این سامانهها به شرح روبرو میباشد: جیاسام که در استاندارد آن در اروپا وضع شد ولی امروزه در همه جای دنیا استفاده میشود، سیستم TDMA که در آمریکا استاندارد آن وضع شد و سومین دسترسی چندگانه تقسیم کدی (CDMA) است.[۵]
- نسل سوم
انگیزه اصلی ظهور این سامانهها این بود که سامانههای نسل دوم اساساً برای انتقال صوت طراحی شده بودند و ویژگیهای اصلی آنها مانند نرخ مخابره و تأخیر زمانی قابل قبولشان برای کاربردهای صوتی تنظیم شده بود. در کاربردهای انتقال داده نیاز به ارسال با نرخ بالاتر بوده و بهعلاوه ویژگیهای زیر را دارند:[۵]
- (۱) در بسیاری از موارد تقاضا برای ارسال داده انفجاری میباشد به این معنی که کاربری ممکن است برای مدت طولانی تقاضایی نداشته باشد اما در یک لحظه تقاضای انتقال مقدار زیادی داده در زمان کوتاه را داشته باشد. در کاربردهای صوتی معمولاً سطح تقاضا برای انتقال داده ثابت است.[۵]
- (۲) صدا محدودیت تأخیر انتقالی در ابعاد ۱۰۰ میلیثانیه دارد (یعنی ضروری است که در این مدت زمان اطلاعات مربوط به صدا به شنونده برسد). اما در کاربردهای مربوط به انتقال داده ممکن است تأخیر مورد پذیرش خیلی کمتر (مثلاً هنگامی که دو نفر مشغول انجام یک بازی هستند) یا خیلی بیشتر (مثلاً هنگام بار کردن یک صفحه اینترنتی) باشد. محدوده حداکثر تأخیر زمانی مورد پذیرش خیلی میتواند متغیر باشد.[۵]
- نسل چهارم
در حال حاضر محققان در حال تحقیق و توسعه نسل چهارم شبکه تلفن همراه هستند که نرخ انتقال را تا ۱۰ تا ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه برای هر کاربر فراهم میکند (شبکههای امروزی نسل سوم امکان انتقال داده تا سرعت ۲ مگابیت بر ثانیه را در برخی از نقاط جهان فراهم کردهاند). این سامانهها همچنین امکان استفاده همزمان شبکههای بیسیم و تلفنهای همراه متنوع و ناهمگن را فراهم میکنند. انتظار میرود که نسل چهارم تلفنهای همراه کاربردهای زیادی در تجارت همراه داشته باشد. تلفنهای همراه قابلیت مشخص کردن موقعیت جغرافیایی شخص را داشته و پیشبینی میشود خدماتی ارائه کنند که خیلی شخصی بوده و به موقعیت و پیش زمینه شخص بستگی داشته باشند. این خدمات شامل پیدا کردن افراد دیگر، جهتیابی از روی نقشه، یافتن محصولات مورد نیاز، خدمات تفریحی مانند پخش ویدیو یا موسیقی درخواستی، بازیهای رایانهای چندنفره، کاربردهای مالی مانند انجام امور بانکی، سهامی، نقل و انتقال مالی، مدیریت خدمات فعال و مزایدههای موبایل خواهد بود.[۶]
مدلسازی ریاضی
[ویرایش]سادهترین مدلی که برای مخابره نقطه به نقطه میتوان در نظر گرفت این است که سیگنال ارسالی در ضریب که عددی بین صفر و یک است ضرب شده (تضعیف شدن سیگنال در هنگام طی مسیر) و سپس با اغتشاشاتی (نویز) که توزیع گوسی دارند جمع شده و در گیرنده دریافت میشود.
مسائل امنیتی
[ویرایش]ماهیت باز سامانههای بیسیم امکان شنود را به آسانی فراهم میکند. هر گیرندهای که در فرکانس مربوط تنظیم شود توانایی دریافت سیگنال را داشته و بهعلاوه امکان فهمیدن اینکه چه کسی سیگنال را شنود میکند وجود ندارد. گاهی صرف وجود سیگنال میتواند اطلاعات خصوصی افراد را فاش کند؛ مثلاً استفاده از تلفن همراه ممکن است موقعیت شخص و حرکات او را تا حدی آشکار کند. امروزه استفاده از سامانههای وای-فای رواج یافته و در صورتی که اطلاعات رمزگذاری نشوند یا از روشهای رمزگذاری قدیمی مانند معادل امنیت سیمی (WEP) استفاده شود، امکان سرقت اطلاعات وجود دارد. گمان میرود که اطلاعات بانکی کارتهای اعتباری بیش از ۴۵ میلیون نفر از مشتریان شرکت تیجیمکس بخاطر استفاده از الگوریتم WEP به سرقت رفته است.[۱۱]
جستارهای وابسته
[ویرایش]- پخش
- رادیوی آماتور
- رادیوی ارتباطی
- تلفن بیسیم DECT و سامانه سلولی
- میکروفن بیسیم
- ارتباط نقطه-بهنقطه دامنه کوتاه
- کنترل راه دور IRDA, RFIP, USB بیسیم
- ارتباطات میداننزدیک
منابع
[ویرایش]- ↑ ۱٫۰ ۱٫۱ Andrea Goldsmith (۲۰۰۵)، Wireless communications، Cambridge University Press، ص. p٫ ۱، شابک ۰۵۲۱۸۳۷۱۶۲
- ↑ ۲٫۰ ۲٫۱ ۲٫۲ ۲٫۳ ۲٫۴ Ke-Lin Du, M. N. S. Swamy (۲۰۱۰)، Wireless Communication Systems: From RF Subsystems to 4G Enabling Technologies، Cambridge University Press، ص. p٫ ۱-۲، شابک ۰۵۲۱۱۱۴۰۳۹
- ↑ ۳٫۰۰ ۳٫۰۱ ۳٫۰۲ ۳٫۰۳ ۳٫۰۴ ۳٫۰۵ ۳٫۰۶ ۳٫۰۷ ۳٫۰۸ ۳٫۰۹ ۳٫۱۰ David Tse, Pramod Viswanath (۲۰۰۵)، Fundamentals of Wireless Communication، Cambridge University Press، ص. pp٫ ۱-۳، شابک ۰۵۲۱۸۴۵۲۷۰
- ↑ ۴٫۰ ۴٫۱ ۴٫۲ Joshua S. Gans, Stephen P. King and Julian Wright (۲۰۰۶)، Handbook of Telecommunications Economics, Volume 2: Technology Evolution and the Internet, ch. 7، North Holland، ص. p٫ ۲۴۳-۲۴۴، شابک ۰۴۴۴۵۱۴۲۳۶
- ↑ ۵٫۰ ۵٫۱ ۵٫۲ ۵٫۳ ۵٫۴ ۵٫۵ David Tse, Pramod Viswanath (۲۰۰۵)، Fundamentals of Wireless Communication، Cambridge University Press، ص. p٫ ۴، شابک ۰۵۲۱۸۴۵۲۷۰
- ↑ ۶٫۰ ۶٫۱ ۶٫۲ Sasha Dekleva, J. P. Shim, Upkar Varshney, Geoffrey Knoerzer (2007), "Evolution and emerging issues in mobile wireless networks", Communications of the ACM (به انگلیسی), ACM, vol. Vol. 50, No. 6, p. 38-43
{{citation}}
:|دوره=
has extra text (help)نگهداری یادکرد:نامهای متعدد:فهرست نویسندگان (link) - ↑ «Radio»، Encyclopædia Britannica، Encyclopædia Britannica, Inc
- ↑ Zoran Bojkovic, Bojan Bakmaz (2008), "A Survey on Wireless Sensor Networks Deployment", Wseas Transactions on Communications (به انگلیسی), vol. Vol. 7, No. 1, p. 1172-1174
{{citation}}
:|دوره=
has extra text (help) - ↑ ۹٫۰ ۹٫۱ F. Mico, P. Cuenca, L. Orozco-Barbosa (2004), "QoS in IEEE 802.11 wireless LAN: current research activities", Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering. (به انگلیسی), vol. 1, p. 447 - 452
{{citation}}
: نگهداری یادکرد:نامهای متعدد:فهرست نویسندگان (link) - ↑ Alan Sicher (2000), "HiperLAN12 and the Evolution of Wireless LANs", IEEE Emerging Technologies Symposium: Broadband, Wireless Internet Access (به انگلیسی)
- ↑ Ann Cavoukian, Wireless Communication Technologies: Safeguarding Privacy & Security, Information and Privacy Commissioner/Ontario Fact Sheet, Nov14 2007
برای مطالعهٔ بیشتر
[ویرایش]- "راهنمای زیرساختهای کم هزینه بیسیم در کشورهای در حال توسعه (Wireless Networking in the Developing World)" (PDF) (به انگلیسی). Hacker Friendly LLC. Retrieved 21 September 2010.