فناوری انتقال هدایت نشده بی سیم در لایه فیزیکی

فناوری انتقال هدایت نشده بی سیم در لایه فیزیکی

گفتیم که برای انتقال بیت ها در لایه فیزیکی مربوط به شبکه های کامپیوتری، از رسانه های مختلفی استفاده می شود. رسانه های هدایت شده سیمی را قبلا معرفی کرده ایم. در اینجا به بررسی انواع رسانه های بی سیم انتقال داده ها می پردازیم.

 

انتقال بی سیم

نسل ما به اطلاعات وابسته است. مردم نیازمند تماس دائمی با منابع اطلاعات اند. برای این کار کاربران سیار، جفت های تابیده، کابل هم محور و فیبرهای نوری کاربردی ندارند. آنها می خواهند بدون اتصال به سازمان ارتباط زمینی، اطلاعات مورد نیاز را بر روی کامپیوترهای کیفی، جیبی، دستی و ساعت مچی داشته باشند. برای این کاربران نیاز به ارتباط بی سیم است. با ارتباط بی سیم، کاربران می توانند صفحات وب را مرور کنند.

بعضی از مردم معتقدند که در آینده دو نوع ارتباط وجود خواهد داشت: فیبر و بی سیم. تمام کامپیوتر های ثابت، مثلا غیر همراه، تلفن ها، فاکس و غیره فیبری خواهند بود و تمام افراد سیار، از بی سیم استفاده خواهند کرد.

بی سیم، نسبت به دستگاه های ثابت امتیازاتی دارد. بعنوان مثال اگر به دلیل موقعیت زمینی نصب فیبر در ساختمان مشکل باشد، بی سیم ارجح است.

 

♦ طیف الکترومغناطیس

وقتی الکترون ها حرکت می کنند، امواج الکترومغناطیسی ایجاد می شود که می تواند در فضای آزاد، انتشار یابد. تعداد نوسانات موج الکترومغناطیسی را فرکانس گ.یند که با هرتز سنجیده می شود.فاصله بین دو بیشینه متوالی را طول موج می نامند.

وقتی آنتنی به اندازه مناسب به مدار الکتریکی وصل می شود، امواج الکترومغناطیسی به خوبی پخش می شوند و در فاصله دورتر توسط گیرنده دریافت می شوند و این اساس تمام ارتباطات بی سیم است. در خلا تمام امواج الکترومغناطیسی با سرعت یکسانی حرکت می کنند و فرکانس آنها بی تاثیر است.

طیف های الکترومغناطیس رادیو، مایکرویو، زیرقرمز و بخش قابل مشاهده نور طیف می تواند برای انتقال اطلاعات مورد استفاده قرار گیرد. نور فرابنفش، اشعه های ایکس و اشعه های گاما بهتر خواهند بود، زیرا فرکانس های آنها بالاتر است. اما تولید و تنظیم آنها مشکل است، از میان ساختمان به خوبی انتشار نمی یابند و برای زندگی موجودات خطر آفرین هستند.

 

♦ انتقال رادیویی

تولید امواج رادیویی ساده است. مسافت های زیادی را طی می کند و به راحتی در ساختمان ها نفوذ می کند، لذا هم برای ارتباط درونی و هم برای ارتباط بیرونی به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. امواج رادیویی چندسویه است، یعنی از منبع به تمام جهات منتشر می شود به طوری که نیاز نیست فرستنده و گیرنده از نظر فیزیکی خودشان را تنظیم کنند.

خواص امواج رادیویی به فرکانس بستگی دارد. در فرکانس های پایین، امواج رادیویی از موانع عبور می کند، اما قدرت آن با فاصله گرفتن از منبع و حرکت در هوا به شدت کاهش می یابد. در فرکانس های باللا امواج رادیویی تمایل دارند در خط مستقیم حرکت کنند و با برخورد به موانع منعکس می شوند. باران به آنها آسیب می رساند. در تمام فرکانس ها، امواج رادیویی با موتورها و سایر تجهیزات الکترونیکی تداخل می کنند.

 

♦ انتقال مایکروویو

در بالای 100 مگاهرتز، امواج خطوط مستقیم را طی می کنند و لذا به سختی کانونی می شوند. با متمرکز کردن تمام انرژی ها در یک پرتو کوچک توسط آنتن سهموی، نسبت سیگنال به اختلال بیشتر خواهد شد، اما آنتن های فرستنده و گیرنده باید دقیقا با یکدیگر تنظیم شده باشند.

قبل از فیبرهای نوری، در مسافت های طولانی دهه ها سال مایکروویو ها قلب سیستم انتقال تلفن را تشکیل می دادند. چون مایکروویوها خط مستقیم را طی می کنند، اگر برج ها خیلی طولانی باشند، در مسیر زمین حرکت می کنند. در نتیجه نیاز به تکرارگرها است. هر چه برج ها بلندتر باشد، فاصله آنها میتواند بیشتر باشد.

مایکروویو برخلاف امواج رادیویی با فرکانس های کوتاه، در ساختمان ها به خوبی نفوذ می کنند. علاوه بر این گرچه پرتو ممکن است به خوبی در فرستنده جمع شود، هنوز انحراف های زیادی در فضا وجود دارد. بعضی از امواج ممکن است توسط بعضی از لایه های کاذب اتمسفر شکست پیدا کنند و نسبت به موج هایی که بطور مستقیم حرکت می کنند، دیرتر برسند.

می توان گفت ارتباط مایکروویو برای ارتباط تلفنی مسیرهای بسیار دور، تلفن های همراه، توزیع تلویزیونی و سایر کاربردهایی که کمبود طیف در آنها آشکار شده است، استفاده می شود. امتیازات بسیاری نسبت به فیبر دارد: نیاز به راه مستقیم ندارد.

مایکروویو تقریبا ارزان است زیرا نصب دو برج ساده و قرار دادن آنتن هایی بر روی آنها نسبت به خرید 50 کیلومتر فیبر و عبور آن از مناطق شهری شلوغ و ان هم زیر خاک یا عبور از کوه ها ارزان تر تمام میشود.

 

♦ ^{امواج میلی متری و زیرقرمز}

امواج میلی متری زیرقرمز هدایت نشده، برای ارتباطات کم بطور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. کنترل های راه دور تلویزیون ها VSRها، و تمام استریوها از ارتباطات زیرقرمز استفاده میکنند. آنها معمولا جهتدار و ارزان بوده و ساختن آنها آسان است، اما عیب عمده ای دارند: از میان اشیای سخت عبور نمی کنند.

از طرف دیگر عدم عبور امواج زیرقرمز از دیوارهای سخت امتیازی محسوب میشود. یعنی سیستم زیرقرمز موجود در اتاقی از ساختمان، با سیستم های مشابه خود در اتاق های همجوار تداخل نمی کند. علاوه بر این امنیت سیستم های زیرقرمز در مقابل استراق سمع نسبت به سیستم های رادیویی بهتر است. ارتباطات زیرقرمز می تواند تجهیزات یک کامپیوتر مثل چاپگر و غیره را به هم ارتباط دهد ولی نقش مهمی در ارتباطات ندارد.