4 تقنيات عملاقة في عالم الوايرلس غيرت طريقة تفكيرنا في نقل البيانات بشكل كبير جدا , وحولت حلم الوصول للإنترنت من أي مكان شيئا سهل المنال وبصورة كبيرة ...
أريد هنا أن أقارن بين هذه التقنيات لإلقاء الضوء عليها كمقارنة ووتوضيح الإلتباسات بينها والأهم من كل ذلك التغييرات الرئيسية بينها والتي تغير من سلوك هذه التقنيات بشكل كبير.
مايعنيني في هذا الموضوع بشكل رئيسية نقطة واحدة وهي موضوع مدى البث .. ومنها بالضرورة سنتطرق للفروقات الأساسية الأخرى .
في WiFi أحيانا لايصل مدى البث أكثر من مدى المنزل وجزء بسيط للخارج ويقال في specifications الرئيسية أنها 100-300 متر كحد أقصى , في WiMAX "كما يدعي المصممون" أن المدى يزيد ليصل ل 5-8 كيلومتر من base station حتى يصل لل client ومنهم من يقول حتى 50 كيلومتر وفي حالة mobile wimax يصل لحوالي 2-5 كيلومتر ..في EV-DO يقال أن البث يصل 5-15 كيلومتر وفي HSDPA يصل حتى 5-15 كيلومتر أيضا.
EV-DO بأنواعهاrev0 و revA و revB وقريبا revC والتي ستسمى ب UMB هي المستخدمة في نقل البيانات في شبكات CDMA وHSDPA هي الأساس المستخدم في شبكات WCDMA والتي هي عبارة عن upgrade ل GSM من الجيل الثاني للتحول للجيل الثالث .
بالنسبة للسرعات :
WiFi في حالة a-g تصل ل 54Mbps , وفي WiMAX السرعة 70Mbps , في EV-DO في revb تصل ل 3.1Mbps وفي HSDPA تصل ل 7.2Mbps .. لكل من هذه التقنيات سرعات أعلى لكن في تنقيات مستقبلية لم تدعم بشكل حقيقي حتى الآن .
من إستخدم EV-DO أو قام بإستخدام HSDPA فسيعرف أنها تقنية مميزة جدا حيث تغطي مسافات كبيرة فعلا ولايوجد هناك مجال غالبا لأن تكون في منطقة غير مغطاة ببث الإنترنت فيها عن طريق إحدى هاتين التقنيتين والأسباب التي تجعل من الممكن لهاتين التقنيتين الوصول لمسافات بعيدة بهذا الشكل هي التردد الحامل أولا ويمكن أن يكون في450,800,900,1800,1900 MHz حيث أنه كل ماقل التردد كل مازادت النفاذية كما نعرف , فالوضع ليس كما في WiFi أو WiMAX حيث الترددات فيهما بين 2.4GHz و 3.5 و 5.1 و 5.GHz , وهي ترددات عالية كما هو ملاحظ فحتى ال FSL سيكون أكبر من الترددات الأكثر إنخفاضا ك 800MHz والنفاذية ستكون أقل .
العامل الثاني الباندويدث المتاحة للنقل , في WiFi الباندويدث لكل جلسة نقل تكون في 20Mhz في حالة a-g وتصل ل 40 MHz في حالة 11n لتعطي سرعة عالية جدا تصل ل 300Mbps وسرعة نقل حقيقية أكبر من 100Mbps ...
في WiMAX الباندويدث متدرج من 20Mhz ليعطي سرعة نقل أعظمية 70Mbps وحتى 1.25 MHz فقط وبالتالي تقل سرعة نقل البيانات للسرعة الدنيا .
في EV-DO الباندويدث 1.25MHz لكل جلسة والتي تعطي سرعة نقل أعظمية 3.1Mbps في b .
في HSDPA الباندويدث 5MHz وتعطي سرعة نقل أعظمية 7.2Mbps .. قابلة للتوسع حتى 14Mbps .
الآن كل ماقل نوع ال modulation order من 64QAM إلى 16QAM إلى QPSK إلى BPSK فإن المسافة التي ستحمل الموجة التي بها هذه البيانات ستزيد , أي أن هناك تناسب عكسي بين المسافة التي تقطعها الموجة و كمية البيانات التي يمكن حملها في تلك الموجة.
وأيضا كل ماقل الباندويدث كل ماقلت كمية البيانات التي يمكن حملها بالتالي تقل سرعة النقل , وكل ماتم تركيز ال output power على هذه ال channel الضيقة فإنها تعطي مدى إرسال أبعد .
العامل الثالث وهو شيء مهم جدا هنا Output Power وهنا المفاجئة .. نسمع أن WiMAX ستحتل الصدارة في كل شيء وستضرب WiFi لمن يستخدمون مشاريع WISP مع أن كلا التقنيتين WIFI و WiMAX قريبتين جدا من بعضهما البعض وتوجد فروقات طفيفية بينهما قد تزيد الأداء لكن ليس للحد الذي تم الترويج له !
نريد الآن أن نعرف شيء بسيط عن أفران المايكرويف ... أغلب أفران المايكرويف تعمل في الترددات 2.4Ghz وبعضها يعمل في 900MHz وبعضها الآخر يعمل ترددات أعلى من ذلك لكن كل أفران المايكرويف تعمل بطاقة output power من 500-1250 وات , وفي الأطعمة التي توضع غالبا تكون هناك نسبة مياه, وفي جزيئات المياه والأطعمة جزء سالب وجزء موجوب ممايعمل بنفس نظرية Dipole المستخدمة في الأنتينات ممايجعل موجات ال microwave تصطدم بهذه الجزيئات بحركة مستمرة من الموجب للسالب مما يسخن هذه الجزيئات بالتالي الأطعمة .
الآن ال typical output power في wifi هو 200mW أو مايعادل 23dbm في AP وفي ال clients أيضا .. وفي مرجع سابق هنـــا : تحدثنا عن المسافة التي يمكن أن تقطع في Free Space بهذه الطاقة بوجود أنتينا أو بعدم .لاحظ فقط 200mW ولم تصل ل 1 Watt أساسا ومنها ماهو يعمل بأقل من ذلك حتى 32mW فقط !
المفاجئة وجدتها في WiMAX حيث أن typical Output power في أبراج WiMAX تبث بخرج إستطاعة 20 وات ! أو مايعادل 43dbm وهي أكبر من تلك التي في WiFi ب 100 مرة , هذا العامل الأول الرئيسي في نظري من الفروقات الجوهرية بين WiMAX و WiFi ويمكن عمل ذلك ببساطة في WiFi أيضا بستخدام Power Ampilifiers . لكن خرج WiMAX عالي جدا وشيء ليس الهين أبدا ولو كانت 500 وات تسخن الماء في ثواني فأظن أن 50 وات قد تشوي قليلا لو تم الإقتراب منها بشكل كبير وخصوصا مع إستخدام High Gain Antennas .. فما بالك بالتأثيرات الصحية التي قد تصدر منها, الكلام نظري لكن "بالنسبة للتردد العالي التي تعمل عليه WiMAX 3.5GHz فإن outpower تعتبر عالية جدا " وبالطبع الغرض منها إيصال البيانات لأبعد مسافة ممكنة وحتى أن WiMAX Station لاتقوم بتخفيض Output Power من جهتها لكن قد تعطي أوامر لل mobile user أن يقوم بتخفيض Output power من جهته لو كان هناك تحسن في مستوى SNR الكلي . وهذا ما يسمى بال Adaptive Modulation .
بالنسبة لل EV-DO وال HSDPA لم أجد معلومات كاملة 100% حول ال Output power من جهة ال BaseStation لكنها تقريبا هي في حدود20W أيضا لل BS , حيث أن مشكلة المسافات البعيدة محلولة تقريبا في 3G Radios وهذا واضح من أنظمة الموبايلات التي نستخدمها منذ الأزل :)
بالنسبة لكرت EV-DO أو HSDPA للمستخدمين فتقريبا أيضا في نفس المدى ب 23dbm .
العامل الرابع التردد الذي نعمل عليه , وهنا أقول أن هذا فرق جوهري جديد بين WiMAX و WiFi .. ف WiFi تعمل في التردد 2.4GHz و 5GHz المجانيتين , في حين أن WiMAX تعمل في التردد 3.5GHz وهو تردد جديد مخصص ل WiMAX ويمكن ل WiMAX أن تعمل في ترددات أخرى ك 2.4 أو 5 GHz أيضا .. الآن ماذا أريد أن أقول ؟
التردد 2.4GHz تعمل فيه أفران المايكرويف التي تضخ بطاقات عالية جدا , وتعمل فيه أجهزة Bluetooth وتعمل فيه نوع من أنواع الهواتف تستخدم في الدول الغربية , وتعمل فيه آلاف الأجهزة في تقنية WiFi في المكاتب وفي كل مكان ممايرفع مستوى Noise في المكان لمراحل عالية جدا , لاحظ لهذا الرسم الأول Noise بعد تشغيل فرن مايكرويف قريب من مكان عمل الشبكة والصورة الثانية لل noise المحيطي جراء عمل أجهزة أخرى وهذا مايسمى بال noise Floor , وهو يختلف بإختلاق قناة البث "لاحظ أن القناة 1 فيها أعلى معدل noise والسبب أن هناك في المكان الذي تم القياس فيه أجهزة كثيرة تعمل في القناة 1"
بالتالي التردد 2.4 ملوث بما فيه الكفاية والإشارات في هذا التردد ستجد صعوبة كبيرة في عملية تمييزها عند المستقبل بسبب noise المحيطيراجع الموضوع لمعرفة المزيد عن عمليات الحسابات وتأثيرات Noise Floor وال receive sensitivity في المستقبل .
التردد 3.5GHz فارغ تماما وهو غير مرخص بشكل مجاني فبالتالي النقل فيه سيكون ليس ذو تأثير كبير خصوصا عند عملية تنظيم شراء عرض الحزمة من هيئة الإتصالات في الدولة بالتالي نضمن receive sensitivity عالية جدا عند المستقبل بالتالي مسافات أبعد وكمية نقل بيانات أكبر وتحسن كلي في الأداء .
بالنسبة ل EV-DO و HSDPA فكما ذكرنا تردداتهم 450-800-1800-1900 وهي منظمة من هيئة الإتصالات بالتالي النقل فيها ليس مشكلة أيضا , ويمكن للبيانات أن تقطع مسافات كبيرة بدون أن تتأثر .
العامل الخامس Adaptive Modulation وهو مصطلح يعبر عن عملية تغيير في نوع ال Modulation المستخدم بناء على المسافة التي يتم فيها النقل حاليا , فكل ماكانت المسافة أقرب نزيد من نوع Modulation لنحقق نقل بيانات أكبر حيث أن معدل الخطأ سيقل كل ماكانت السجنال أكثر صفاء ونحقق SNR أعلى .
WiFi فيها adaptive Modulation بين كل المستقبل والمرسل حيث يقوم ال Device سواء client أو AP بتغيير نوع modulation لرتبة أقل للحصول على مسافة بث أكبر وإمكانية تحمل أخطاء BER أكبر .
في WiMAX ال base station تحدد لل Mobile station أن تقوم بتغيير ال Modulation المستخدم ل Modulation أقل لتحقيق المسافة ويمكن أن يكون في كل من ال BS وال MS نوعي Modulation مختلف في نفس الوقت وغالبا BS لن يغير نوع modulation لأنه كما قلنا يبث بطاقة عالية جدا في حين أن ال MS client في wimax تبث ب 23dbm فقط أي
200mW .
أخيرا مايسمى ب fully-scheduled service في WiMAX والتي أصبحت بدل" CSMA carrier Sense multiple access " والتي تعمل بطريقة تحسس الخط قبل كل عملية إرسال فإن كان فارغ تتم عملية الإرسال , ومع إزدياد عدد الأجهزة التي تعمل ب CSMA تزداد كمية ال collisions وبالتالي يقل throughput الكلي .
في WiMAX يتم عمل Full schedualing بين كل الأجهزة التي ستقوم بعمليات الإرسال بالتالي التقليل بحد كبير أو منع كامل لأي عمليات تصادم في الإرسال .
وايماكس أيضا ترسل في channel وتستقبل ب channel أخرى بالتالي هي full duplex و WiFi half duplex , لكن يمكن تحويل WiFi أيضا ل Full Duplex بطرق أخرى من منتجات شركات أخرى .
في النهاية أقول وبإختصار الفرق الجوهري بين WiMAX و WiFi هو Output power عالي جدا جدا + تردد جديد نظيف وفارغ تماما !
----
على أرض الواقع :
WiMAX ظهرت في السعودية قبل فترة من شركة بيانات موبايلي برودباند وبعض الشركات الأخرى لكن حتى الآن الوضع سيء في عدة أماكن وجيد في أماكن أخرى والبعض يشتكي من تدهور قوة الإشارة بعد مدة والسبب من أن المشتركين بدأو بالظهور وال Noise بدء يزيد في الأرجاء , وقبل فترة قرأت من أحد المتواجدين أن أقرب برج له يبعد عنه 900 متر فقط ولايستطيع تحقيق إتصال جيد حتى بعد رفع الموديم فوق سطح البناية !
بعض قصص الفشل :D
http://www.adslgate.com/dsl/showthread.php?t=230167
http://www.adslgate.com/dsl/showthread.php?t=225092
مراجع :
http://arvindtm.blogspot.com/2007_02_01_archive.html
http://www.wirelessnetdesignline.com/20840...bleArticle=true
