لاسلكيًا

أُجريت أول مكالمة هاتفية لاسلكية عام 1880 عندما اخترع ألكسندر غراهام بيل وتشارلز سومنر تاينتر جهاز الفوتوفون ، وهو هاتف ينقل الصوت عبر شعاع ضوئي. كان الفوتوفون يتطلب ضوء الشمس للعمل، وخط رؤية واضح بين المرسل والمستقبل، مما قلل بشكل كبير من جدواه في أي استخدام عملي. ^{[ 7 ]} واستغرق الأمر عدة عقود قبل أن تجد مبادئ الفوتوفون تطبيقاتها العملية الأولى في الاتصالات العسكرية، ولاحقًا في اتصالات الألياف الضوئية .

بدأت ثورة الاتصالات اللاسلكية في تسعينيات القرن الماضي، ^{[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]} مع ظهور الشبكات اللاسلكية الرقمية ، مما أدى إلى ثورة اجتماعية وتحول جذري من التكنولوجيا السلكية إلى اللاسلكية، ^{[ 19 ]} وشمل ذلك انتشار التقنيات اللاسلكية التجارية مثل الهواتف المحمولة ، والهواتف المتنقلة ، وأجهزة النداء ، وشبكات الحاسوب اللاسلكية ، ^{[ 16 ]} وشبكات الهاتف الخلوي ، والإنترنت اللاسلكي ، وأجهزة الحاسوب المحمولة واليدوية المزودة باتصالات لاسلكية. ^{[ 20 ]} وقد حفزت هذه الثورة اللاسلكية التطورات في مجال الترددات الراديوية ، والإلكترونيات الدقيقة ، وهندسة الموجات الدقيقة ، ^{[ 16 ]} والانتقال من تكنولوجيا الترددات الراديوية التناظرية إلى الرقمية، ^{[ 19 ] [ 20 ]} مما أتاح زيادة كبيرة في حركة البيانات الصوتية إلى جانب نقل البيانات الرقمية مثل الرسائل النصية والصور والوسائط المتدفقة . ^{[ 19 ]}

تنقل الاتصالات اللاسلكية والميكروية المعلومات عن طريق تعديل خصائص الموجات الكهرومغناطيسية المرسلة عبر الفضاء. تحديدًا، يُولّد جهاز الإرسال موجات كهرومغناطيسية اصطناعية بتطبيق تيارات كهربائية متغيرة مع الزمن على هوائيه . تنتقل هذه الموجات بعيدًا عن الهوائي حتى تصل في النهاية إلى هوائي جهاز الاستقبال، مما يُحدث تيارًا كهربائيًا فيه. يمكن رصد هذا التيار وفك تشفيره لاستعادة المعلومات المرسلة من جهاز الإرسال.

تتضمن الاتصالات الصوتية، وخاصة الاتصالات فوق الصوتية قصيرة المدى، إرسال واستقبال الصوت.

لا يسمح الحث الكهرومغناطيسي إلا بالاتصال ونقل الطاقة على مسافات قصيرة. وقد استُخدم في تطبيقات طبية حيوية مثل أجهزة تنظيم ضربات القلب، وكذلك في علامات تحديد الهوية بموجات الراديو قصيرة المدى .

يُعدّ الهاتف المحمول، المعروف أيضًا بالهاتف الخلوي، أحد أبرز الأمثلة على التكنولوجيا اللاسلكية، حيث بلغ  عدد مشتركيه أكثر من 6.6 مليار مشترك حول العالم بنهاية عام 2010. ^{[ 25 ]} تستخدم هذه الهواتف اللاسلكية موجات الراديو الصادرة من أبراج الإرسال لتمكين مستخدميها من إجراء المكالمات من مواقع متعددة حول العالم. ويمكن استخدامها ضمن نطاق موقع الهاتف المحمول الذي يضم المعدات اللازمة لإرسال واستقبال إشارات الراديو من هذه الأجهزة. ^{[ 26 ]}

تتيح اتصالات البيانات اللاسلكية إنشاء شبكات لاسلكية بين أجهزة الكمبيوتر المكتبية والمحمولة والأجهزة اللوحية والهواتف المحمولة وغيرها من الأجهزة ذات الصلة. وتختلف التقنيات المتاحة في مدى توفرها محليًا ونطاق تغطيتها وأدائها، ^{[ 27 ]} وفي بعض الحالات، يستخدم المستخدمون أنواعًا متعددة من الاتصالات ويتنقلون بينها باستخدام برامج إدارة الاتصالات ^{[ 28 ] [ 29 ]} أو شبكة افتراضية خاصة (VPN) لإدارة الاتصالات المتعددة كشبكة افتراضية واحدة آمنة . ^{[ 30 ]} وتشمل التقنيات الداعمة ما يلي:

شبكة الواي فاي هي شبكة محلية لاسلكية تُمكّن أجهزة الحوسبة المحمولة من الاتصال بسهولة بالأجهزة الأخرى والملحقات والإنترنت. تُعرف هذه الشبكة بمعيار IEEE 802.11 a و b و g و n و ac و ax ،وتتميز بسرعات اتصال مماثلة لمعايير الإيثرنت السلكية القديمة . أصبحت الواي فاي المعيار الفعلي للوصول إلى الإنترنت في المنازل والمكاتب ونقاط الاتصال العامة. ^{[ 31 ]} تفرض بعض الشركات رسومًا شهرية على عملائها مقابل الخدمة، بينما بدأت شركات أخرى بتقديمها مجانًا سعيًا منها لزيادة مبيعاتها. ^{[ 32 ]}

توفر خدمة بيانات الهاتف المحمول تغطية ضمن نطاق يتراوح بين 10 و15 ميلاً من أقرب موقع خلوي . ^{[ 27 ]} وقد زادت السرعات مع تطور التقنيات، من التقنيات السابقة مثل GSM و CDMA و GPRS ، مروراً بتقنية الجيل الثالث (3G) ، وصولاً إلى شبكات الجيل الرابع (4G) مثل W-CDMA و EDGE و CDMA2000 . ^{[ 33 ] [ 34 ]} وبحلول عام 2026، أصبح الجيل الخامس (5G) هو التقنية المستخدمة.

تعمل شبكات النطاق العريض منخفضة الطاقة ( LPWAN ) على سد الفجوة بين شبكات Wi-Fi والشبكات الخلوية لتطبيقات إنترنت الأشياء (IoT) ذات معدل البت المنخفض.

يمكن استخدام الاتصالات عبر الأقمار الصناعية المتنقلة في المناطق التي لا تتوفر فيها اتصالات لاسلكية أخرى، كما هو الحال في المناطق الريفية ^{[ 35 ]} أو المواقع النائية. ^{[ 27 ]} وتكتسب الاتصالات عبر الأقمار الصناعية أهمية خاصة في قطاعات النقل والطيران والنقل البحري والاستخدامات العسكرية. ^{[ 36 ]}

تتولى شبكات الاستشعار اللاسلكية مسؤولية استشعار الضوضاء والتداخل والنشاط في شبكات جمع البيانات. وهذا يسمح لنا باكتشاف الكميات ذات الصلة، ومراقبة البيانات وجمعها، وعرضها بشكل واضح للمستخدم، وتنفيذ وظائف اتخاذ القرار ^{[ 37 ].}

تُستخدم اتصالات البيانات اللاسلكية لتغطية مسافة تتجاوز قدرات الكابلات التقليدية في الاتصالات من نقطة إلى نقطة والاتصالات من نقطة إلى عدة نقاط ، ولتوفير رابط اتصالات احتياطي في حالة فشل الشبكة العادية، ولربط محطات العمل المحمولة أو المؤقتة، وللتغلب على المواقف التي يصعب فيها استخدام الكابلات العادية أو تكون غير عملية من الناحية المالية، أو لربط المستخدمين أو الشبكات المتنقلة عن بعد.

نقل الطاقة اللاسلكي هو عملية يتم فيها نقل الطاقة الكهربائية من مصدر طاقة إلى حمل كهربائي لا يحتوي على مصدر طاقة داخلي، دون استخدام أسلاك توصيل. توجد طريقتان أساسيتان لنقل الطاقة اللاسلكي: إما باستخدام طرق المجال البعيد التي تتضمن توجيه الطاقة/الليزر، أو الإرسال عبر موجات الراديو أو الميكروويف، أو باستخدام طرق المجال القريب عبر الحث الكهرومغناطيسي. ^{[ 40 ]} ويمكن دمج نقل الطاقة اللاسلكي مع نقل المعلومات لاسلكيًا فيما يُعرف بالاتصالات اللاسلكية المُزوَّدة بالطاقة. ^{[ 41 ]} في عام 2015، أثبت باحثون في جامعة واشنطن نقل الطاقة عبر المجال البعيد باستخدام إشارات الواي فاي لتشغيل الكاميرات. ^{[ 42 ]}

تتمتع التقنيات اللاسلكية الحديثة، مثل شبكات الجسم المتنقلة (MBAN)، بالقدرة على مراقبة ضغط الدم، ومعدل ضربات القلب، ومستوى الأكسجين، ودرجة حرارة الجسم. تعمل هذه الشبكات عن طريق إرسال إشارات لاسلكية منخفضة الطاقة إلى أجهزة استقبال تُغذي بدورها محطات التمريض أو مواقع المراقبة. تُسهم هذه التقنية في الحد من مخاطر العدوى أو انقطاع الاتصال، سواءً كان ذلك مقصودًا أو غير مقصود، والناجمة عن الاتصالات السلكية. ^{[ 43 ]}