قائمة بروتوكولات الشبكة اللاسلكية

📅 آخر تحديث: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣٠ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

توجد مجموعة واسعة من تقنيات نقل البيانات اللاسلكية المختلفة، بعضها يتنافس فيما بينها بشكل مباشر، والبعض الآخر مصمم لتطبيقات محددة. ويمكن تقييم هذه التقنيات باستخدام معايير مختلفة، بعضها موضح في هذه المقالة.

يمكن تصنيف المعايير على النحو التالي بترتيب تصاعدي حسب النطاق:

صُممت أنظمة الشبكات الشخصية (PAN) للاتصال قصير المدى بين الأجهزة التي يتحكم بها شخص واحد عادةً. ومن الأمثلة على ذلك سماعات الرأس اللاسلكية للهواتف المحمولة، أو أجهزة استشعار معدل ضربات القلب اللاسلكية المتصلة بساعة اليد. وتشمل بعض هذه التقنيات معايير مثل ANT UWB ، و Bluetooth ، وZigbee ، و Wireless USB .

شبكات الاستشعار اللاسلكية (WSN/WSAN) هي، بشكل عام، شبكات من أجهزة منخفضة الطاقة والتكلفة تتصل لاسلكيًا لجمع البيانات من بيئاتها المادية وتبادلها، وأحيانًا اتخاذ إجراءات بناءً عليها - "شبكات الاستشعار". تتصل العقد عادةً بتكوين نجمي أو شبكي. في حين أن معظم العقد الفردية في شبكة الاستشعار اللاسلكية (WSAN) يُتوقع أن يكون لها نطاق محدود ( بلوتوث ، زيجبي، 6LoWPAN ، إلخ)، قد تكون بعض العقد قادرة على اتصالات أوسع ( واي فاي ، شبكات الهاتف المحمول ، إلخ)، ويمكن لأي شبكة استشعار لاسلكية (WSAN) أن تغطي نطاقًا جغرافيًا واسعًا. مثال على شبكة استشعار لاسلكية (WSAN) هو مجموعة من أجهزة الاستشعار موزعة في جميع أنحاء منشأة زراعية لمراقبة مستويات رطوبة التربة، وإرسال البيانات إلى جهاز كمبيوتر في المكتب الرئيسي لتحليلها ونمذجة الاتجاهات، وربما تشغيل صنابير الري التلقائية إذا كان المستوى منخفضًا جدًا.

تُستخدم الشبكات المحلية اللاسلكية (WLAN) للاتصالات واسعة النطاق، والتي تُعرف تجاريًا باسم Wi-Fi . تُستخدم هذه الأنظمة لتوفير وصول لاسلكي إلى أنظمة أخرى على الشبكة المحلية، مثل أجهزة الكمبيوتر الأخرى والطابعات المشتركة وغيرها من الأجهزة، أو حتى الإنترنت. عادةً ما توفر شبكة WLAN سرعات وأوقات استجابة أفضل بكثير داخل الشبكة المحلية مقارنةً باتصال الإنترنت لدى المستخدم العادي . من الأنظمة القديمة التي توفر وظائف WLAN تقنيتا DECT و HIPERLAN ، إلا أنهما لم تعودا مستخدمتين على نطاق واسع. من السمات المميزة لشبكات WLAN أنها محلية للغاية، ولا تتيح إمكانية الانتقال السلس بين الشبكات المختلفة.

صُممت شبكات الهاتف المحمول أو الشبكات واسعة النطاق (WAN) لتغطية مناطق واسعة على مستوى المدينة أو الدولة أو العالم، ولتوفير تنقل سلس بين نقاط الوصول (التي تُعرف عادةً بمحطة القاعدة ) مما يتيح تغطية سلسة لمساحات شاسعة. تُقسم تقنيات شبكات الهاتف المحمول عادةً إلى الجيل الثاني (2G) والجيل الثالث ( 3G) والجيل الرابع (4G) . في الأصل، كانت شبكات الجيل الثاني (2G) أنظمة خلوية رقمية تركز على الصوت أو حتى تقتصر عليه (على عكس شبكات الجيل الأول التناظرية). تشمل معايير الجيل الثاني (2G) الشائعة GSM و IS-95 مع امتدادات عبر GPRS و EDGE و 1xRTT ، مما يوفر الوصول إلى الإنترنت لمستخدمي شبكات الجيل الثاني (2G) التي كانت تركز في الأصل على الصوت. يُعد كل من EDGE و 1xRTT من معايير الجيل الثالث (3G) وفقًا لتعريف الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) ، ولكنهما يُسوّقان عادةً على أنهما 2.9G نظرًا لسرعاتهما المنخفضة نسبيًا وتأخيراتهما العالية مقارنةً بتقنيات الجيل الثالث (3G) الحقيقية.

توفر أنظمة الجيل الثالث الحقيقية، مثل EV-DO و W-CDMA (بما في ذلك HSPA و HSPA+ )، خدمات بيانات وصوت مدمجة عبر تحويل الدوائر وتحويل الحزم منذ البداية، وعادةً ما تكون معدلات نقل البيانات فيها أفضل بكثير من شبكات الجيل الثاني وامتداداتها. ويمكن استخدام جميع هذه الخدمات لتوفير وصول صوتي متنقل ووصول إلى الإنترنت في المواقع النائية.

توفر شبكات الجيل الرابع معدلات نقل بيانات أعلى بكثير، بالإضافة إلى العديد من التحسينات المعمارية التي قد لا يلاحظها المستخدم. أكثر أنظمة الجيل الرابع انتشارًا حاليًا هي WiMAX و LTE ، وهما شبكتان تعتمدان كليًا على حزم البيانات، ولا تملكان إمكانيات دوائر الصوت التقليدية. توفر هذه الشبكات خدمات الصوت عبر بروتوكول VoIP أو VoLTE .

صُممت بعض الأنظمة للاتصالات المباشرة بين نقطتين، وعندما تتباعد عقدتان من هذا النوع، يتعذر عليهما التواصل. بينما صُممت أنظمة أخرى لتشكيل شبكة لاسلكية متشابكة باستخدام بروتوكولات توجيه متنوعة . في الشبكة المتشابكة، عندما تتباعد العقد عن بعضها لدرجة يتعذر معها التواصل المباشر، يمكنها التواصل بشكل غير مباشر عبر عقد وسيطة.

المعايير

تتضمن هذه المقارنة المعايير التالية.

شبكة لاسلكية واسعة النطاق (WWAN)

شبكة محلية لاسلكية (WLAN)

  • شبكة واي فاي : تدعم معايير 802.11a، 802.11b، 802.11g، 802.11n، 802.11ac، 802.11ax. 580-771-8271

شبكة المنطقة الشخصية اللاسلكية (WPAN) ومعظم شبكات أجهزة الاستشعار اللاسلكية (WSAN)

ملخص

مقارنة طرق الوصول إلى الإنترنت عبر الهاتف المحمول
الاسم الشائععائلةالاستخدام الأساسيتقنية الراديوسرعة التنزيل (ميغابت/ثانية)سرعة التحميل (ميغابت/ثانية)ملحوظات
HSPA+3GPPالإنترنت عبر الهاتف المحمولCDMA / TDMA / FDD MIMO21 42 84 6725.8 11.5 22 168تُستخدم تقنية HSPA+ على نطاق واسع . وينص الإصدار 11 من 3GPP على أنه من المتوقع أن تصل سعة نقل البيانات لتقنية HSPA+  إلى 672 ميجابت/ثانية.
تقنية LTE3GPPالإنترنت عبر الهاتف المحمولOFDMA / TDMA / MIMO / SC-FDMA / لتقنية LTE-FDD / لتقنية LTE-TDD100 Cat3 150 Cat4 300 Cat5 25065 Cat17 1658 Cat19 (في 20  ميجاهرتز FDD) [ 1 ]50 Cat3/4 75 Cat5 2119 Cat17 13563 Cat19 (في 20  ميجاهرتز FDD) [ 1 ]توفر تقنية LTE-Advanced Pro سرعات تتجاوز 3  جيجابت/ثانية لمستخدمي الهواتف المحمولة.
WiMax الإصدار 1802.16رجل لاسلكيMIMO - SOFDMA37 (10  ميجاهرتز TDD)17 (10  ميجاهرتز TDD)مع تقنية MIMO 2x2. [ 2 ]
WiMax الإصدار 1.5802.16-2009رجل لاسلكيMIMO - SOFDMA83 (20  ميجاهرتز TDD) 141 (2x20  ميجاهرتز FDD)46 (20  ميجاهرتز TDD) 138 (2x20  ميجاهرتز FDD)مع تقنية MIMO 2x2. معزز  بقنوات 20 ميجاهرتز في 802.16-2009 [ 2 ]
WiMAX الإصدار 2.0802.16 متررجل لاسلكيMIMO - SOFDMA2x2 MIMO 110 (20  ميجاهرتز TDD) 183 (2x20  ميجاهرتز FDD) 4x4 MIMO 219 (20  ميجاهرتز TDD) 365 (2x20  ميجاهرتز FDD)2x2 MIMO 70 (20  ميجاهرتز TDD) 188 (2x20  ميجاهرتز FDD) 4x4 MIMO 140 (20  ميجاهرتز TDD) 376 (2x20  ميجاهرتز FDD)كما يمكن للمستخدمين ذوي القدرة المحدودة على التنقل تجميع قنوات متعددة للحصول على معدل تنزيل يصل إلى 1  جيجابت/ثانية [ 2 ].
فلاش-OFDMفلاش-OFDMسرعة تنقل الإنترنت عبر الهاتف المحمول تصل إلى 200  ميل في الساعة (350  كم/ساعة)فلاش-OFDM5.3 10.6 15.91.8 3.6 5.4مدى الهاتف المحمول 30  كم (18 ميلاً) مدى ممتد 55 كم (34 ميلاً)
هيبرمانهيبرمانالإنترنت عبر الهاتف المحمولofDM56.9
واي فاي802.11 ( 11ax )شبكة محلية لاسلكيةOFDM / OFDMA / CSMA / MIMO / MU-MIMO / نصف مزدوج9600 واي فاي 6

ساهمت تحسينات الهوائي والواجهة الأمامية للترددات اللاسلكية والتعديلات الطفيفة على مؤقت البروتوكول في نشر شبكات P2P طويلة المدى على حساب التغطية الشعاعية والإنتاجية و/أو كفاءة الطيف ( 310  كم و 382  كم ).

آي بيرست802.20 الإنترنت عبر الهاتف المحمولHC-SDMA / TDD / MIMO9536نصف قطر الخلية: 3-12 كم، السرعة: 250  كم/ساعة ، الكفاءة الطيفية: 13 بت/ثانية/هرتز/خلية، عامل إعادة استخدام الطيف: "1"
تطور الحافةGSM الإنترنت عبر الهاتف المحمولTDMA / FDD1.60.5الإصدار السابع من 3GPP
UMTS W-CDMA HSPA ( HSDPA + HSUPA )3GPPالإنترنت عبر الهاتف المحمولCDMA / FDD CDMA/FDD/ MIMO0.384 14.40.384 5.76تُستخدم تقنية HSDPA على نطاق واسع . معدلات التنزيل النموذجية اليوم هي 2  ميجابت/ثانية،  ومعدلات الرفع حوالي 200 كيلوبت/ثانية؛ أما تقنية HSPA+ فتصل سرعة التنزيل فيها إلى 56  ميجابت/ثانية.
UMTS-TDD3GPPالإنترنت عبر الهاتف المحمولCDMA / TDD16السرعات المُبلغ عنها وفقًا لـ IPWireless باستخدام تعديل 16QAM مشابه لـ HSDPA + HSUPA
EV-DO  الإصدار  0، EV-DO  المراجعة أ، EV-DO  المراجعة ب3GPP2الإنترنت عبر الهاتف المحمولCDMA / FDD2.45 3.1 4.9xN0.15 1.8 1.8xNملاحظة الإصدار ب: N هو عدد  الموجات الحاملة المستخدمة بتردد 1.25 ميجاهرتز. نظام EV-DO غير مصمم للاتصالات الصوتية، ويتطلب الرجوع إلى زمن استجابة واحد (1xRTT) عند إجراء أو استقبال مكالمة صوتية.

ملاحظات: جميع السرعات المذكورة هي سرعات قصوى نظرية، وتختلف تبعًا لعدة عوامل، منها استخدام هوائيات خارجية، والمسافة من البرج، وسرعة الأرض (على سبيل المثال، قد تكون جودة الاتصالات في القطار أضعف منها في حالة التوقف). عادةً ما يتم تقاسم عرض النطاق الترددي بين عدة محطات طرفية. يتحدد أداء كل تقنية بعدد من القيود، بما في ذلك الكفاءة الطيفية للتقنية، وأحجام الخلايا المستخدمة، وكمية الطيف المتاح.

للاطلاع على المزيد من جداول المقارنة، انظر اتجاهات تقدم معدل البت ، ومقارنة معايير الهواتف المحمولة ، وجدول مقارنة الكفاءة الطيفية ، وجدول مقارنة نظام OFDM .

معدل البت الأقصى والإنتاجية

عند مناقشة الإنتاجية، غالباً ما يكون هناك تمييز بين ذروة معدل البيانات للطبقة الفيزيائية، والإنتاجية القصوى النظرية للبيانات والإنتاجية النموذجية.

معدل البت الأقصى للمعيار هو معدل البت الصافي الذي توفره الطبقة المادية في أسرع وضع إرسال (باستخدام أسرع نظام تعديل ورمز خطأ)، باستثناء ترميز تصحيح الخطأ الأمامي والنفقات الإضافية الأخرى للطبقة المادية.

من الواضح أن الحد الأقصى النظري للإنتاجية للمستخدم النهائي أقل من ذروة معدل نقل البيانات بسبب زيادة تكاليف الطبقات. وحتى هذا لا يمكن تحقيقه إلا إذا تم إجراء الاختبار في ظروف معملية مثالية.

معدل النقل النموذجي هو ما يختبره المستخدمون في أغلب الأوقات عندما يكونون ضمن النطاق المتاح للاستخدام من المحطة الأساسية. يصعب قياس معدل النقل النموذجي بدقة، ويعتمد على العديد من جوانب البروتوكول، مثل أنظمة الإرسال (حيث تُستخدم أنظمة أبطأ على مسافات أبعد من نقطة الوصول نظرًا لزيادة التكرار)، وإعادة إرسال الحزم، وحجم الحزم. غالبًا ما يكون معدل النقل النموذجي أقل من ذلك بسبب حركة مرور أخرى تشارك نفس الشبكة أو الخلية، أو التداخل، أو حتى محدودية سعة الخط الثابت من المحطة الأساسية فصاعدًا.

تجدر الإشارة إلى أنه لا يمكن استخدام هذه الأرقام للتنبؤ بأداء أي معيار معين في أي بيئة معينة، بل هي بمثابة معايير يمكن مقارنة التجربة الفعلية بها.

معدل نقل البيانات (ميغابت/ثانية)
معيارذروة التحميل الهابطذروة الوصلة الصاعدةالمدى الأقصى التقريبي بالأمتارمعدل نقل البيانات النموذجي للوصلة الهابطة
CDMA2000 1xRTT0.30720.1536290000.125
CDMA2000 EV-DO Rev. 02.45800.1536290001
CDMA2000 EV-DO Rev. A3.11.8290002
CDMA2000 EV-DO Rev. B4.91.829000
GSM GPRS الفئة 100.08560.0428260000.014
GSM EDGE من النوع 20.47360.4736260000.034
GSM Evolved EDGE1.89440.947226000
UMTS W-CDMA R990.38400.3840290000.195
UMTS W-CDMA HSDPA14.40.3840200000 [ 3 ]2
UMTS W-CDMA HSUPA14.45.76200000 [ 3 ]
UMTS W-CDMA HSPA+16822200000 [ 3 ]
UMTS-TDD16 [ 4 ]16
تقنية LTE326.486.4
آي بيرست : آي بيرست24812000>2
تقنية التضمين المتقطع السريع (Flash-OFDM) : تقنية التضمين المتقطع السريع (Flash-OFDM)5.31.829000متوسط ​​2.5
WiMAX : 802.16e70706400أكثر من 10
واي فاي : 802.11a54543020
واي فاي: 802.11b1111305
واي فاي: 802.11g54543020
واي فاي: 802.11n60060050
واي فاي: 802.11ac1300130050
واي فاي: 802.11ad700070003.3
واي فاي: 802.11ax1000010000
  • الوصلة الهابطة هي معدل نقل البيانات من المحطة الأساسية إلى هاتف المستخدم أو جهاز الكمبيوتر.
  • الوصلة الصاعدة هي معدل نقل البيانات من جهاز المستخدم أو الكمبيوتر إلى المحطة الأساسية.
  • المدى هو أقصى مدى ممكن لاستقبال البيانات بنسبة 25% من المعدل المعتاد.

الاستخدام الطيفي النموذجي

تكرار

الترددات المخصصة
معيارالتردداتنوع الطيف
UMTS FDD850  ميجاهرتز، 900  ميجاهرتز، 2.0، 1.9/2.1، 2.1، و1.7/2.1  جيجاهرتزمرخص
UMTS-TDD450، 850  ميجاهرتز، 1.9، 2، 2.5، و3.5  جيجاهرتز [ 5 ] 2  جيجاهرتزمرخص (خلوي، 3G TDD، BRS/IMT-ext، FWA) غير مرخص (انظر الملاحظة)
CDMA2000 (بما في ذلك EV-DO، 1xRTT)450، 850، 900  ميجاهرتز، 1.7، 1.8، 1.9، و2.1  جيجاهرتزمرخص (خلوي/PCS/3G/AWS)
EDGE/GPRS850  ميجاهرتز، 900  ميجاهرتز، 1.8  جيجاهرتز، و1.9  جيجاهرتزمرخص (خلوي/PCS/PCN)
آي بيرست1.8 و 1.9 و 2.1  جيجاهرتزمرخص
فلاش-OFDM450 و 870  ميجاهرتزمرخص
بلوتوث/BLE2.4  جيجاهرتزإدارة أمن المعلومات غير المرخصة
شبكة WPAN منخفضة المعدل (802.15.4)868  ميجاهرتز، 915  ميجاهرتز، 2.4  جيجاهرتزإدارة أمن المعلومات غير المرخصة
802.112.4، 3.6، 4.9، 5.0، 5.2، 5.6، 5.8، 5.9 و 60  جيجاهرتز [ 6 ]إدارة أمن المعلومات غير المرخصة
واي ماكس (802.16e)2.3، 2.5، 3.5، 3.7، و 5.8  جيجاهرتزمرخص
USB لاسلكي، UWBمن 3.1 إلى 10.6  جيجاهرتزنطاق ترددي فائق العرض غير مرخص
فيميش *868  ميجاهرتز، 915  ميجاهرتز، و953  ميجاهرتزإدارة أمن المعلومات غير المرخصة
إن أوشن*868.3  ميجاهرتزإدارة أمن المعلومات غير المرخصة

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 "LTE" . موقع 3GPP الإلكتروني . 2009. تم الاطلاع عليه في 20 أغسطس 2011 .
  2. 1 2 3 "تقنية WiMAX ومعيار واجهة الهواء IEEE 802.16m" (ملف PDF) . منتدى WiMAX. 4 أبريل 2010. تاريخ الاسترجاع: 7 فبراير 2012 .
  3. 1 2 3 " إريكسون وتيلسترا تحققان أول تغطية للنطاق العريض للهواتف المحمولة في العالم بمدى خلوي يبلغ 200 كيلومتر ". www.physorg.com.
  4. ↑ "IPWireless" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2007-01-01 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2006-12-30 .
  5. ↑ "ملاحظات مطوري تقنية UMTS-TDD حول الترددات" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 27-11-2006 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30-12-2006 .
  6. ↑ معيار IEEE 802.11 ، قائمة قنوات الشبكة اللاسلكية المحلية (WLAN)