كمبيوتر وملحقاته

كيف تعلم تقنية الواي فاي WiFi

روابط إعلانية


ربما شاهد العديد من الأشخاص يتصفحون الانترنت من خلال أجهزة الكمبيوتر المحمول في بعض المقاهي أو في صالة الانتظار بالمطار أو في المكتبة أو في بعض الفنادق بدون ان يتصل بالكمبيوتر أي أسلاك.

في الوقع يتم ذلك من خلال شبكة اتصالات لاسلكية تسمى واي فاي WiFi أو شبكة 802.11، حيث تستخدم هذه الشبكة اللاسلكية في توصيل أجهزة الكمبيوتر المتعددة الموجودة في المنزل مع بعضها البعض دون الحاجة لاستخدام الأسلاك التي تعيق الحركة وتظهر المنزل بصورة ورشة الكترونية، كما ان الكثير من المدن تستخدم شبكة الواي فاي في تزويد المنطقة أو الحي بالانترنت بتكلفة مالية قليلة.  في القريب سيكون المستقبل للشبكات اللاسلكية وسوف نشهد انتشارها بشكل موسع، وربما لاحظت عزيزي القارئ ان الآن أجهزة الكمبيوتر الشخصي تأتي بكرت شبكة لاسلكية مدمج مع اللوحة الأم وهذا ليضيف إمكانيات أخرى للجهاز في كونه يدعم أللاتصال اللاسلكي.

تقنية الواي فاي WiFi لها الكثير من الفوائد والمزايا، فهي تقنية رخيصة التكلفة وسهلة الإعداد والاستخدام. كما إنها غير مرئية إلا إذا كان لديك كمبيوتر شخصي وكشف لك وجود شبكة WiFi في المنطقة لتتمكن من استخدامها إذا سمح لك بذلك. 

في هذه المقالة من كيف تعمل الأشياء سوف ننظر لهذه التقنية بنظرة عليمة فاحصة لنعرف كيف تنتقل المعلومات والبيانات في الهواء وكيف تستقبلها أجهزتنا. وكذلك سوف نخصص جزء من هذا المقال لاستعراض أهم الأساسيات التي تحتاجها لبناء شبكة لاسلكية في منزلك. 

بوجود جهاز راوتر router واحد يمكن أكثر من جهاز من الاتصال بالانترنت في نفس الوقت  

روابط إعلانية

دعنا نبدأ الآن باطلاعك عزيزي القارئ على أهم الأساسيات في تقنية الواي فاي

ما هي الواي فاي WiFi؟


تستخدم الشبكة اللاسلكية أمواج الراديو مثلها مثل أجهزة الهاتف المحمول والتلفزيون وأجهزة الراديو.  وفي الحقيقة الاتصالات اللاسلكية تشبه أجهزة اتصالات الراديو ذات الاتجاهين two-way radio وقد تم شرح هذا المبدأ في موضوع كيف يعمل الراديو. وهنا توضيح لما يحدث بالتحديد:

(1) يقوم الجهاز اللاسلكي المتصل مع الكمبيوتر بوظيفة تحويل البيانات إلى إشارة راديو يرسلها عبر أنتينا antenna خاصة.

(2) يقوم راوتر router لاسلكي باستقبال هذه الإشارة وتشفيرها. ثم يقوم بإرسالها إلى الانترنت باستخدام كابل اتصال بالانترنت عبر وصلة ايثرنت Ethernet connection.

(3) في الواي فاي يمكن إرسال المعلومات عبر 3 حزم ترددية مختلفة أو باستخدام تقنية التنقل الترددي frequency hop بين الترددات الثلاثة المختلفة. وتقنية التنقل الترددي تساعد في التقليل من التداخلات التي تجعل مجموعة من الأجهزة استخدام الاتصال اللاسلكي في نفس اللحظة. 

هذه العملية تعمل بالعكس أيضا حيث يقوم الراوتر باستقبال المعلومات من الانترنت ويقوم بترجمتها وتحويلها إلى إشارة راديو ويرسلها للكمبيوتر عبر الجهاز اللاسلكي المتصل به.

روابط إعلانية

ان موجة الراديو المستخدمة في الواي فاي WiFi تشبه موجة الراديو المستخدمة في أجهزة الوكي توكي walkie-talkies، وأجهزة الهاتف المحمول وأجهزة كثيرة تعمل لاسلكيا، هذه الأجهزة ترسل وتستقبل أمواج الراديو وتحولها إلى إشارات رقمية تمثل (1 و 0) عند الإرسال أو تحولها من (1 و 0) إلى موجات راديو مرة أخرى عند الاستقبال.  ولكن يجب التوضيح هنا ان راديو الواي فاي WiFi radios لها بعض الخصائص التي تميزها عن باقي أمواج الراديو المستخدمة في الأجهزة الأخرى وهذه هي:

(1) ترسل المعلومات على تردد 2.4GHz أو 5GHz.  هذا التردد اكبر بكثير من التردد المستخدم لأجهزة الهاتف المحمول. أو أجهزة الوكي توكي وأجهزة التلفزيون.  هذه الترددات العالية تسمح بتحميل كمية اكبر من المعلومات حيث انه كلما زادت تردد الموجة المستخدمة زادت قيمة الـ Bandwidth التي تسمح بتحميل كمية اكبر من البيانات.

(2) تستخدم الواي فاي معايير شبكة802.11 والتي هي:

802.11a ترسل إشارتها على التردد 5GHz وتستطيع ان تنقل بيانات بحجم 54MB في الثانية.  وتستخدم هذه التقنية  نظام يعرف اختصار باسم OFDM وهي اختصار لـ orthogonal frequency-division multiplexing وهي تساعد على فصل إشارة الراديو إلى عدة أفرع قبل ان تصل إلى المستقبل وهذه التقنية تقلل كثيرا من التداخلات التي ممكن تحدث نتيجة وجود عدد كبير من الأجهزة التي تعمل على نفس الشبكة.

802.11b هي أبطئ ولكن اقل تكلفة، وهذا الأمر جعلها أكثر استخداماً ولكن في الأيام الحالية أصبحت اقل انتشارا لوجود بدائل أفضل وأسرع وبأسعار منافسة جدا.  802.11b ترسل البيانات على تردد 2.4GHz بحجم 11MB في الثانية. وتستخدم نظام التشفير CCK وهو اختصار لـ complimentary code keying. بالطبع هذه السرعة المشار إليها لا تكون هي القيمة الفعلية على الشبكة وخصوصا إذا كان هناك ضغط كبير على استخدامها.

802.11g ترسل البيانات على تردد 2.4GHz بسرعة تصل إلى 54MB في الثانية.  وتستخدم تقنية OFDM للتشفير وهذا ما يجعلها أفضل وأسرع من 802.11b.

802.11n هو معيار جديد وحديث بالمقارنة بالمعايير السابقة حيث طرأ عليه الكثير من التطويرات المفيدة أدت إلى ان تصل سرعته إلى 140MB في الثانية.

(3) في الواي فاي يمكن إرسال المعلومات عبر 3 حزم ترددية مختلفة أو باستخدام تقنية التنقل الترددي frequency hop بين الترددات الثلاثة المختلفة. وتقنية التنقل الترددي تساعد في التقليل من التداخلات التي تجعل مجموعة من الأجهزة استخدام الاتصال اللاسلكي في نفس اللحظة.

معايير أخرى تستخدم في شبكات الاتصالات اللاسلكية

802.15 معيار أخر يستخدم في الشبكات الشخصية اللاسلكية التي تعمل على مساحة صغيرة والتي تعرف باسم البلوتوث.

802.16 وهي معيار أخر يعرف باسم WiMax يوفر سرعة اتصال عالية بالانترنت ويعمل لمسافات كبيرة يغطي مدينة كاملة.  وتعتزم الولايات المتحدة الاعتماد علي تقنية الواي ماكس في هذا العام 2008. 

ملاحظة: بالتأكيد قد خطر على بالك عزيزي القارئ ما علاقة الاسم واي فاي WiFi بالشبكة 802.11.  هذا الرقم في الحقيقة هو صادر عن مؤسسة IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers).  حيث تقوم هذه المؤسسة بوضع المعايير الخاصة لاستخدام الترددات الراديوية لمجموعة من التقنيات وتقوم بترميزها بأرقام لتصنيفها.

في الجزء التالي من المقال سوف نقوم بشرح كيف يتم الاتصال مع شبكة الانترنت باستخدام نقاط الاتصال الواي فاي.

نقاط اتصال الواي فاي WiFi Hotspots

قطعة الكترونية خارجية توصل بالكمبيوتر لتمكنه من الاتصالات اللاسلكية

إذا أردت الاستفادة من مزايا الواي فاي في منزلك فانه في البداية يجب ان تتأكد من ان كمبيوترك المستخدم مجهز بالمعدات الضرورية لهذا الغرض. معظم أجهزة الكمبيوتر المحمول تأتي مجهزة بذلك أما الكمبيوتر الشخصي ففي اغلب الأحيان تكون مجهزة باتصال لاسلكي فيها وإذا لم يكن ذلك فيمكن ان تقوم بشراء قطعة الكترونية تقوم بعمل الاتصال اللاسلكي والتي تكون عبارة عن وصلة USB أو كرت PCI يوضع يثبت مباشرة في اللوحة الأم mother board داخل الكمبيوتر وهذه الوصلات الخارجية أو الداخلية تأتي مدعمة بمعايير شبكات 802.11.

بعدما تتأكد من ان الكمبيوتر مجهز بمعدات الاتصال اللاسلكي وتعمل بدون مشاكل فان الكمبيوتر يتعرف على الشبكة اللاسلكية الموجودة في المنطقة، وذلك بمجرد ان تقوم بتشغيل الكمبيوتر فانه يبحث عن نقطة اتصال واي فاي وبعد ان يلتقط نقطة بث واي فاي أو أكثر فانه يسألك إذا ما كنت ترغب في الاتصال معها. بعض أجهزة الكمبيوتر تتطلب ان تقوم بإجراء عملية البحث يدويا من خلال تشغيل برنامج خاص بالبحث عن نقاط اتصال الواي فاي.

تعتبر شبكات الاتصال اللاسلكية العامة مفيدة جدا للدخول لشبكة الانترنت بدون اشتراك وفي أي مكان توجد فيه، كذلك فإنها مفيدة أيضا في المنزل حيث تستطيع ان تعمل شبكة بين أجهزة الكمبيوتر الموجودة في منزلك بدون غلبة الأسلاك والكوابل. 

في الجزء التالي من هذا المقال سوف نتحدث عن كيف تقوم ببناء شبكة لاسلكية في منزلك.

بناء شبكة لاسلكية

في كثير من الأحيان يكون لديك أكثر من جهاز كمبيوتر في المنزل ومن المفيد جدا ان تقوم بتوصيل هذه الأجهزة مع بعضها البعض للاستفادة من اشتراك واحد للانترنت على كل الأجهزة وتبادل الملفات والبرامج الموجودة في هذه الأجهزة.  وتحتاج لبناء الشبكة نقطة ولوج للشبكة اللاسلكية wireless access point، ولهذا سوف تحتاج إلى الحصول على راوتر لاسلكي wireless router ويحتوي الراوتر على التجهيزات التالية:

(1) نقطة اتصال سلكي سواء كان كابل شبكة أو سلك DSL للاتصال بالمودم المزود من شركة الاتصالات لتزويدك بالانترنت.

(2) جهاز راوتر router

(3) صندوق توزيع نقاط شبكة Ethernet hub

(4) جدار ناري firewall

(5) نقطة اتصال لاسلكي wireless access point 

تأتي كل هذه الأشياء في جهاز واحد أنيق الشكل وبتكلفة في حدود 100 – 200 دولار تقريباً.

 يوفر لك الراوتر اللاسلكي إمكانية الاتصال مع الانترنت عن طريق الكابل أو الاتصال مع الطابعة.  ومعظم أجهزة الراوتر تغطي مساحة دائرية نصف قطرها 30 متراً.  وهذه التغطية لا يمنعها وجود الجدران والأبواب.  وإذا كان منزلك كبير الحجم فانك تحتاج إلى شراء جهاز تقوية إضافي repeaters ليوسع مدى تغطية الراوتر  وهذا سوف يزيد التكلفة بالطبع.

راوتر لاسلكي يستخدم أنتينا لإرسال الإشارات الراديوية إلى أجهزة لاسلكية
متصلة به ويوفر لها الانترنت عبر اتصال سلكي.

وعليك ان تتأكد من المعايير إلي يعمل عليها الراوتر فقط يغريك سعر جهاز راوتر لاسلكي ولكن إذا تفحصت معاييره ووجدتها 802.11b فهذا لأنه قديم نوعا ما واقل سرعة ويمكنك الحصول على مزايا أكثر إذا استخدمت راوتر بمعايير 802.11a أو 802.11g أو 802.11n وفي الأفضل هو ان تحصل على 802.11g  للاستفادة من سرعته وإمكانياته المتطورة.

بعد ان تقوم بتشغيل الراوتر فانه يعمل على الإعدادات المثبتة مسبقاً  default settings ويمكنك ان تعدل هذه الإعدادات من خلال التحكم به من خلال برنامجه المرفق معه والذي يعمل على متصفح الويب، فمثلا يمكنك ان تعدل الأمور التالية:

(1) تغير اسم الشبكة التي تستخدما كما تفعل عندما تعطي جهاز جوالك اسم مميز لالتقاطه عبر البلوتوث. ويعتبر هذا الاسم معرفا لراوتر service set identifier والتي تختصر بالمصطلح SSID والتي تكون في الإعدادات المثبتة تحمل اسم الشركة المصنعة للراوتر.

(2) تحديد القناة التي يستخدمها الراوتر حيث يحتوي الراوتر على 6 قنوات مختلفة يمكن تخصيص قناة منفصلة لأصدقائك الذين يعيشون بجوارك مثلا أو لتقديم خدمة الانترنت لجيرانك إذا أردت.  والانتقال من قناة إلى أخرى يمنع حدوث التداخلات interference.

(3) تحديد خيارات الآمان والحماية كان تخصص اسم مستخدم وكلمة مرور خاصة بك حتى لا تسمح لأحد بالدخول على شبكتك بدون إذن مسبق منك. 

الأمان والحماية في الشبكات اللاسلكية

بالطبع موضوع الحماية والآمان security من الأمور الهامة والتي يجب مراعاتها عند استخدام الشبكات اللاسلكية فكثيرا ما يحدث اختراقات أو سوء استخدام من الآخرين إذا لم تكن تدري ما يحدث في الخلفية.  فعندما تقوم بتثبيت راوتر لاسلكي خاص بك فستصبح نقطة اتصال لاسلكية للمنطقة التي يوجد فيها الراوتر واي شخص يمتلك جهاز كمبيوتر مجهز بمعدات الاتصال اللاسلكي سوف يلتقط إشارة اتصال بينه وبين الراوتر الخاص بك.  ولهذا فانك لا ترغب في ان يستخدم أي شخص غريب شبكتك ويدخل عليها لهذا فانه من المهم ان تقوم باتخاذ كافة إجراءات الحماية والآمان والتي تتلخص في النقاط التالية:

(1) استخدم نظام تشفير 64-bit أو 128-bit والأفضل استخدام تشفير 128-bit. واي شخص يريد استخدام الشبكة يجب عليه ان يعرف نظام التشفير المستخدم والمرمر بالخاصية wired equivalency privacy والتي تعرف اختصارا بالمصطلح WEP وهي عبارة عن مفتاح يستخدم أرقام سرية.

(2) إضافة درجة حماية أخرى وهي تعرف باسم WPA وهي اختصار لـ WiFi protected access وتعتبر درجة حماية ثانية بعد WEP وهي جزء من معايير 802.11i وتستخدم مفتاح مؤقت لتشفير البيانات. وباستخدام تقنية WEP و WPA فان أي احد يدخل الشبكة يحتاج إلى كلمة مرور ليتمكن من فك تشفير البيانات ويصبح مصرحا له بالتعامل مع شبكتك اللاسلكية.

(3) استخدام تقنية MAC وهي media access control والتي تعمل بطريقة مختلفة عن الطريقتين السابقتين حيث إنها لا تستخدم كلمة المرور للتعرف على المستخدم، وإنما تستخدم طريقة التعرف على جهازك من خلال عنوان الماك MAC المخصص لجهازك.  وعنوان الماك يسمح لجهازك فقط باستخدام الشبكة اللاسلكية فإذا ما قام شخص بإدخال كلمة المرور باستخدام جهاز أخر فان الراوتر سوف يرفضه لان عنوان الماك أصبح مختلفا. وهذه طريقة مفيدة جدا للحماية ولكن قد تزعجك أحيانا وخصوصا إذا اشتريت جهاز كمبيوتر جديد فانك بحاجة إلى إعادة تعريف عنوان الماك أو إضافته للراوتر ليتعرف عليك في المرات القادمة.

من الاختراعات التي ظهرت حديثا ما يسمى بالملابس الذكية حيث في هذه الصورة قميص مجهز بمجس لاستقبال إشارات الواي فاي فعند مرورك في منطقة فيها شبكة واي فاي فان الشعار المرسوم على القميص يظهر وميض ملفت للنظر. 

في النهاية أود القول ان شبكات الاتصالات اللاسلكية سهلة وغير مكلفة وآمنة إذا عرفت كيف تحميها. وان شاء الله يكون هذا المقال عونا لك في زيادة معرفتك بأمور تقنية.

لمزيد من المعلومات حول هذا الموضوع وتقنية الشبكات اللاسلكية يمكنك زيارة الروابط التالية:

 

 

أتمنى أن تكون هذه المعلومات مفيدة لكم

مع خالص تحياتي

د.حازم فلاح سكيك 

روابط إعلانية
الوسوم

الدكتور حازم فلاح سكيك

د. حازم فلاح سكيك استاذ الفيزياء المشارك في قسم الفيزياء في جامعة الازهر – غزة | مؤسس شبكة الفيزياء التعليمية | واكاديمية الفيزياء للتعليم الالكتروني | ومنتدى الفيزياء التعليمي

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

زر الذهاب إلى الأعلى
تحتاج مساعدة...
ارسل إلى الواتساب
إغلاق
إغلاق