شبكة لاسلكية متداخلة

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
رسم تخطيطي يوضح تكوينًا محتملاً لشبكة متشابكة سلكية-لاسلكية، متصلة من جهة المنبع عبر وصلة VSAT (انقر للتكبير)

شبكة المش اللاسلكية ( WMN ) هي شبكة اتصالات تتكون من عقد راديوية منظمة في بنية شبكية . ويمكن أن تكون أيضًا شكلاً من أشكال شبكة مخصصة لاسلكية . [ 1 ]

تشير الشبكة المتداخلة إلى ترابط قوي بين الأجهزة أو العُقد. تتكون شبكات الشبكة المتداخلة اللاسلكية عادةً من عملاء الشبكة، وموجهات الشبكة، والبوابات. تكون حركة العُقد أقل تكرارًا. فإذا تحركت العُقد باستمرار أو بشكل متكرر، فإن الشبكة المتداخلة تقضي وقتًا أطول في تحديث المسارات بدلًا من توصيل البيانات. في شبكة لاسلكية متداخلة، تميل البنية إلى أن تكون أكثر ثباتًا، مما يسمح بتقارب حسابات المسارات وتوصيل البيانات إلى وجهاتها. لذا، تُعد هذه الشبكة شكلًا مركزيًا منخفض الحركة من شبكات الاتصال اللاسلكية المخصصة. كما أنها، نظرًا لاعتمادها أحيانًا على عُقد ثابتة للعمل كبوابات، لا تُعتبر شبكة اتصال لاسلكية مخصصة بالكامل.

غالبًا ما تكون أجهزة عملاء الشبكة اللاسلكية أجهزة كمبيوتر محمولة وهواتف محمولة وأجهزة لاسلكية أخرى. تقوم أجهزة توجيه الشبكة اللاسلكية بتوجيه حركة البيانات من وإلى البوابات، والتي قد تكون متصلة بالإنترنت أو لا. تُسمى منطقة تغطية جميع العقد اللاسلكية العاملة كشبكة واحدة أحيانًا بسحابة الشبكة اللاسلكية. يعتمد الوصول إلى هذه السحابة على تعاون العقد اللاسلكية لتكوين شبكة لاسلكية. تتميز شبكة الشبكة اللاسلكية بالموثوقية وتوفر خاصية التكرار. فعندما تتعطل إحدى العقد، تظل باقي العقد قادرة على التواصل فيما بينها، إما مباشرةً أو عبر عقدة وسيطة واحدة أو أكثر. تتميز شبكات الشبكة اللاسلكية بقدرتها على التكوين الذاتي والإصلاح الذاتي. تعمل هذه الشبكات مع تقنيات لاسلكية مختلفة، بما في ذلك 802.11 و 802.15 و 802.16 وتقنيات الاتصالات الخلوية، ولا تقتصر بالضرورة على تقنية أو بروتوكول محدد.

تاريخ

طُوّرت شبكات الراديو اللاسلكية المتداخلة في الأصل للتطبيقات العسكرية، بحيث يمكن لكل عقدة أن تعمل ديناميكيًا كجهاز توجيه لجميع العقد الأخرى. وبهذه الطريقة، حتى في حالة تعطل بعض العقد، يمكن للعقد المتبقية الاستمرار في التواصل فيما بينها، وإذا لزم الأمر، العمل كوصلات صاعدة للعقد الأخرى.

كانت عقد شبكات المش اللاسلكية المبكرة مزودة بجهاز راديو واحد ثنائي الاتجاه (نصف مزدوج) يمكنه في أي لحظة إما الإرسال أو الاستقبال، ولكن ليس كليهما في الوقت نفسه. تزامن ذلك مع تطوير شبكات المش المشتركة . ثم استُبدلت هذه الشبكات بأجهزة راديو أكثر تعقيدًا قادرة على استقبال الحزم من عقدة علوية وإرسالها إلى عقدة سفلية في آنٍ واحد (على تردد مختلف أو قناة CDMA مختلفة). أتاح ذلك تطوير شبكات المش المُبدَّلة . ومع انخفاض حجم أجهزة الراديو وتكلفتها واستهلاكها للطاقة، أصبح من الممكن تجهيز العقد بأجهزة راديو متعددة بكفاءة عالية من حيث التكلفة. وهذا بدوره سمح لكل جهاز راديو بأداء وظيفة مختلفة، على سبيل المثال، جهاز راديو لوصول العملاء، وآخر لخدمات النقل الخلفي.

وقد ساهم استخدام أساليب نظرية الألعاب في تحليل استراتيجيات تخصيص الموارد وتوجيه الحزم في تطوير العمل في هذا المجال. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

سمات

بنيان

تُعدّ بنية الشبكة اللاسلكية خطوة أولى نحو توفير تغطية فعّالة من حيث التكلفة وقليلة التنقل ضمن منطقة محددة. وتُمثّل بنية الشبكة اللاسلكية، في جوهرها، شبكة من أجهزة التوجيه بدون كابلات تربط بين العُقد. فهي مُكوّنة من أجهزة راديو مُتناظرة لا تحتاج إلى توصيلها بمنفذ سلكي كما هو الحال في نقاط الوصول التقليدية للشبكات اللاسلكية المحلية (WLAN) . تنقل بنية الشبكة البيانات عبر مسافات طويلة بتقسيم المسافة إلى سلسلة من القفزات القصيرة. ولا تقتصر وظيفة العُقد الوسيطة على تقوية الإشارة فحسب، بل تُمرّر البيانات بشكل تعاوني من النقطة أ إلى النقطة ب، وذلك باتخاذ قرارات التوجيه بناءً على معرفتها بالشبكة، أي أنها تُنفّذ التوجيه من خلال استخلاص بنية الشبكة أولاً.

تُعتبر شبكات المش اللاسلكية شبكات ذات بنية مستقرة نسبيًا، باستثناء حالات تعطل العقد أو إضافة عقد جديدة. ونظرًا لتجميع حركة البيانات من عدد كبير من المستخدمين النهائيين، فإنها لا تتغير كثيرًا. عمليًا، تُوجّه جميع حركة البيانات في شبكة البنية التحتية المش إما من أو إلى بوابة، بينما في الشبكات اللاسلكية المخصصة أو شبكات العملاء المش، تتدفق حركة البيانات بين أزواج عشوائية من العقد. [ 5 ]

إذا كان معدل التنقل بين العقد مرتفعًا، أي إذا حدثت انقطاعات في الروابط بشكل متكرر، فإن شبكات المش اللاسلكية تبدأ في الانهيار وتصبح ذات أداء اتصال منخفض. [ 6 ]

إدارة

يمكن أن يكون هذا النوع من البنية التحتية لا مركزيًا (بدون خادم مركزي) أو مركزيًا (مع خادم مركزي). [ 7 ] وكلاهما غير مكلف نسبيًا، ويمكن أن يكونا موثوقين للغاية وذوي مرونة عالية، حيث لا يحتاج كل عقدة إلا إلى الإرسال حتى العقدة التالية. تعمل العقد كموجهات لنقل البيانات من العقد القريبة إلى النظراء البعيدين جدًا بحيث لا يمكن الوصول إليهم في قفزة واحدة، مما ينتج عنه شبكة قادرة على تغطية مسافات أكبر. يجب أن تكون بنية شبكة المش مستقرة نسبيًا، أي ذات حركة محدودة. إذا انقطعت إحدى العقد عن الشبكة، بسبب عطل في الأجهزة أو أي سبب آخر، يمكن لجيرانها إيجاد مسار بديل بسرعة باستخدام بروتوكول التوجيه.

التطبيقات

قد تتضمن شبكات المش أجهزة ثابتة أو متنقلة . وتتنوع حلولها بتنوع احتياجات الاتصال، على سبيل المثال في البيئات الصعبة كحالات الطوارئ، والأنفاق، ومنصات النفط، ومراقبة ساحات المعارك، وتطبيقات الفيديو عالية السرعة على متن وسائل النقل العام ، وقياس بيانات سيارات السباق في الوقت الفعلي، أو الوصول إلى الإنترنت ذاتي التنظيم للمجتمعات. [ 8 ] ومن التطبيقات المهمة المحتملة لشبكات المش اللاسلكية تقنية VoIP. فباستخدام نظام جودة الخدمة، يمكن لشبكة المش اللاسلكية دعم توجيه المكالمات الهاتفية المحلية عبرها. وتتشابه معظم تطبيقات شبكات المش اللاسلكية مع تلك الموجودة في الشبكات اللاسلكية المخصصة .

بعض التطبيقات الحالية:

  • تستخدم القوات العسكرية الأمريكية حاليًا شبكات لاسلكية متداخلة لربط أجهزة الكمبيوتر الخاصة بها، وخاصة أجهزة الكمبيوتر المحمولة المتينة، في العمليات الميدانية. وتستخدم تحديدًا أنواعًا من شبكات الهاتف المحمول المخصصة (MANET) باستخدام مجموعة من البروتوكولات العسكرية. انظر: شبكات الهاتف المحمول المخصصة §  شبكات MANET التكتيكية للجيش . [ 9 ]
  • تقوم العدادات الذكية الكهربائية التي يتم نشرها الآن في المنازل بنقل قراءاتها من عداد إلى آخر، وفي النهاية إلى المكتب المركزي لإصدار الفواتير، دون الحاجة إلى قارئي عدادات بشريين أو الحاجة إلى توصيل العدادات بالكابلات. [ 10 ]
  • تستخدم أجهزة الكمبيوتر المحمولة في برنامج "جهاز كمبيوتر محمول لكل طفل" تقنية الشبكات اللاسلكية المتداخلة لتمكين الطلاب من تبادل الملفات والاتصال بالإنترنت على الرغم من افتقارهم إلى الاتصالات السلكية أو الهاتف المحمول أو غيرها من الاتصالات المادية في منطقتهم.
  • تدعم أجهزة المنزل الذكية مثل Google Wi-Fi و Google Nest Wi-Fi و Google OnHub شبكات Wi-Fi الشبكية (أي شبكات Wi-Fi المخصصة). [ 11 ] وقد بدأ العديد من مصنعي أجهزة توجيه Wi-Fi في تقديم أجهزة توجيه شبكية للاستخدام المنزلي في منتصف العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. [ 12 ]
  • يمكن استخدام شبكات المش اللاسلكية للتغلب على فجوات تغطية شبكات الهاتف المحمول في أنظمة تتبع المركبات . في تطبيقات مثل إدارة الأساطيل ، غالبًا ما تسافر المركبات عبر مناطق نائية حيث لا تتوفر إشارة GSM/شبكة الهاتف المحمول بشكل ثابت، مما يمنع نقل بيانات القياس عن بُعد في الوقت الفعلي. تسمح شبكة المش للمركبات بالعمل كعُقد متنقلة. إذا كانت إحدى المركبات خارج نطاق تغطية شبكة الهاتف المحمول، يمكن لوحدة تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الخاصة بها إرسال بيانات موقعها إلى مركبة قريبة ضمن النطاق. تعمل هذه المركبة الثانية بعد ذلك كمرحل، حيث تُعيد توجيه البيانات إلى الخادم المركزي. يضمن هذا الحفاظ على سجل تتبع مستمر ، حتى في المناطق ذات الاتصال الضعيف. [ 13 ]
  • تعمل بعض كوكبات أقمار الاتصالات كشبكة مترابطة، حيث تربط وصلات لاسلكية بين الأقمار المتجاورة. تُوجَّه المكالمات بين هاتفين يعملان عبر الأقمار الصناعية من خلال هذه الشبكة، من قمر صناعي إلى آخر عبر الكوكبة، دون الحاجة إلى المرور عبر محطة أرضية . هذا يُقلل مسافة انتقال الإشارة، ويُخفِّض زمن الاستجابة، كما يسمح للكوكبة بالعمل بعدد أقل بكثير من المحطات الأرضية مقارنةً بما هو مطلوب لعدد مماثل من أقمار الاتصالات التقليدية. تتكون كوكبة أقمار إيريديوم من 66 قمرًا صناعيًا نشطًا في مدار قطبي ، وتعمل كشبكة مترابطة توفر تغطية عالمية. [ 14 ]

عملية

يشبه هذا المبدأ طريقة انتقال حزم البيانات عبر الإنترنت السلكي ، حيث تنتقل البيانات من جهاز إلى آخر حتى تصل في النهاية إلى وجهتها. وتتيح خوارزميات التوجيه الديناميكي المُطبقة في كل جهاز حدوث ذلك. ولتطبيق بروتوكولات التوجيه الديناميكي هذه، يحتاج كل جهاز إلى إرسال معلومات التوجيه إلى الأجهزة الأخرى في الشبكة. ثم يُحدد كل جهاز كيفية التعامل مع البيانات التي يتلقاها، إما بتمريرها إلى الجهاز التالي أو الاحتفاظ بها، وذلك حسب البروتوكول المُستخدم. ويجب أن تسعى خوارزمية التوجيه المُستخدمة دائمًا إلى ضمان أن تسلك البيانات المسار الأنسب (الأسرع) إلى وجهتها.

شبكة متعددة الراديو

تشير شبكة الراديو المتعددة إلى استخدام أجهزة راديو مختلفة تعمل بترددات مختلفة لربط العقد في الشبكة. وهذا يعني وجود تردد فريد يُستخدم لكل قفزة لاسلكية، وبالتالي نطاق تصادم CSMA مخصص . مع زيادة نطاقات الراديو، من المرجح أن تزداد إنتاجية الاتصال نتيجةً لزيادة قنوات الاتصال المتاحة. وهذا يُشبه توفير مسارين أو أكثر للراديو لإرسال واستقبال البيانات.

مواضيع البحث

حددت إحدى الأوراق البحثية الأكثر استشهاداً بها حول شبكات المش اللاسلكية المجالات التالية كمشاكل بحثية مفتوحة في عام 2005:

أنظمة تعديل جديدة
يتطلب تحقيق معدل نقل أعلى مخططات نقل جديدة واسعة النطاق بخلاف OFDM و UWB .
معالجة متقدمة للهوائيات
يتم إجراء المزيد من الأبحاث حول معالجة الهوائيات المتقدمة بما في ذلك تقنيات الهوائيات الاتجاهية والذكية والمتعددة ، نظرًا لأن تعقيدها وتكلفتها لا يزالان مرتفعين للغاية بالنسبة للتسويق التجاري الواسع.
إدارة الطيف المرنة
تُبذل جهود هائلة في مجال البحث عن تقنيات التردد المتغير لزيادة الكفاءة.
تحسين متعدد الطبقات
يُعدّ البحث متعدد الطبقات موضوعًا بحثيًا شائعًا في الوقت الراهن، حيث تُتبادل المعلومات بين طبقات الاتصال المختلفة لتعزيز المعرفة بالشبكة وفهم حالتها الراهنة. وهذا من شأنه أن يُسهّل تطوير بروتوكولات جديدة أكثر كفاءة. ويمكن لبروتوكول مشترك يُعالج مشكلات تصميمية متنوعة - كالتوجيه، والجدولة، وتخصيص القنوات، وغيرها - أن يحقق أداءً أعلى نظرًا للترابط الوثيق بين هذه المشكلات. [ 15 ] تجدر الإشارة إلى أن التصميم غير الدقيق متعدد الطبقات قد يؤدي إلى شفرة برمجية يصعب صيانتها وتطويرها. [ 16 ]
الشبكات اللاسلكية المعرفة بالبرمجيات
مركزية، موزعة، أم هجينة؟ - في [ 17 ] ، تم استكشاف بنية SDN جديدة لشبكات WMN، تُغني عن الحاجة إلى إرسال معلومات التوجيه عبر عدة قفزات، مما يُمكّن شبكات WMN من التوسع بسهولة. وتتمثل الفكرة الأساسية في فصل التحكم في الشبكة عن توجيه البيانات باستخدام نطاقين تردديين منفصلين. تتبادل عقد التوجيه ووحدة تحكم SDN معلومات حالة الارتباط وإشارات التحكم الأخرى في الشبكة في أحد النطاقين، بينما يتم توجيه البيانات الفعلي في النطاق الآخر.
حماية
يمكن اعتبار شبكة WMN مجموعة من العُقد (العملاء أو الموجهات) التي تتعاون لتوفير الاتصال. هذا النوع من البنية المفتوحة ، حيث يعمل العملاء كموجهات لإعادة توجيه حزم البيانات، مُعرَّض لأنواع عديدة من الهجمات التي قد تُعطِّل الشبكة بأكملها وتتسبب في هجمات حجب الخدمة (DoS) أو هجمات حجب الخدمة الموزعة (DDoS). [ 18 ]

أمثلة

تم إنشاء عدد من شبكات المجتمع اللاسلكية كمشاريع شعبية في جميع أنحاء العالم في أوقات مختلفة.

أما المشاريع الأخرى، والتي غالباً ما تكون مملوكة أو مرتبطة بمؤسسة واحدة، فهي:

  • تم استخدام شبكة ALOHAnet لأول مرة في هاواي عام 1971 لربط الجزر.
  • بدأ هواة اللاسلكي تجربة شبكات الاتصالات الرقمية بترددات VHF ، ثم UHF لاحقًا ، في كندا عام 1978 والولايات المتحدة عام 1980. وبحلول عام 1984، غطت شبكة راديو الحزم للهواة (AMPRNet)، التي يديرها متطوعون، معظم أنحاء أمريكا الشمالية. وقد أتاحت هذه الشبكة الناشئة لمشغل مرخص، باستخدام حاسوب محمول قديم مثل TRS-80 موديل 100 وجهاز إرسال واستقبال FM محمول متوافق يعمل في نطاق 1.25 متر أو نطاق 2 متر، إمكانية إجراء اتصالات رقمية لاسلكية عابرة للقارات. ومع تطور الإنترنت، سهّلت البوابات من وإلى شبكات IP الأخرى إنشاء "أنفاق" للوصول إلى شبكات الحزم في أنحاء أخرى من العالم.
  •  في الفترة 1998-1999، تم بنجاح تنفيذ شبكة لاسلكية على مستوى الحرم الجامعي باستخدام واجهة لاسلكية 802.11 WaveLAN بتردد 2.4 جيجاهرتز على عدة أجهزة كمبيوتر محمولة. [ 19 ] وقد تم تنفيذ العديد من التطبيقات العملية، بما في ذلك تطبيقات التنقل ونقل البيانات. [ 20 ]
  • كانت الشبكات المتداخلة مفيدة للسوق العسكرية نظرًا لقدراتها اللاسلكية، ولأن بعض المهام العسكرية لا تتطلب تنقلًا متكررًا للعُقد. أطلق البنتاغون برنامج JTRS التابع لوزارة الدفاع الأمريكية عام 1997، بهدف استخدام البرمجيات للتحكم في وظائف الراديو - مثل التردد وعرض النطاق الترددي والتعديل والأمان - التي كانت مُدمجة سابقًا في الأجهزة. كان من شأن هذا النهج أن يسمح لوزارة الدفاع ببناء مجموعة من أجهزة الراديو ذات نواة برمجية مشتركة، قادرة على التعامل مع وظائف كانت موزعة سابقًا بين أجهزة راديو منفصلة تعتمد على مكونات مادية: أجهزة راديو صوتية بتردد VHF لوحدات المشاة؛ وأجهزة راديو صوتية بتردد UHF للاتصالات الجوية والبرية؛ وأجهزة راديو HF بعيدة المدى للسفن والقوات البرية؛ وجهاز راديو واسع النطاق قادر على نقل البيانات بسرعات ميغابت عبر ساحة المعركة. مع ذلك، أوقف الجيش الأمريكي برنامج JTRS عام 2012 [ 21 ] بسبب ارتفاع معدل فشل أجهزة الراديو المصنعة من قبل شركة بوينغ إلى 75%.
  • أمازون إيرو هو نظام شبكة واي فاي مصمم للاستخدام في المنازل والشركات الصغيرة. [ 22 ]
  • يدعم كل من Google Home و Google Nest Wifi تقنية شبكات Wi-Fi المتداخلة. [ 23 ]
  • في المناطق الريفية بكتالونيا ، طُوِّرت شبكة Guifi.net عام 2004 استجابةً لنقص خدمات الإنترنت عريض النطاق، حيث لم يكن مزودو خدمة الإنترنت التجاريون يقدمون اتصالاً أو كان اتصالهم ضعيفاً للغاية. واليوم، مع أكثر من 30,000 عقدة، لا تزال الشبكة متصلة جزئياً فقط ، ولكن بفضل اتفاقية الند للند، ظلت شبكة مفتوحة ومجانية ومحايدة تتمتع بتكرار واسع النطاق.
  • في عام 2004، نجح مهندسو شركة TRW من كارسون، كاليفورنيا، في اختبار شبكة لاسلكية متعددة العقد باستخدام أجهزة راديو 802.11a/b/g على عدة أجهزة كمبيوتر محمولة عالية السرعة تعمل بنظام لينكس، مع ميزات جديدة مثل أولوية المسار وإمكانية الاستباق، وإضافة أولويات مختلفة لفئة خدمة حركة البيانات أثناء جدولة الحزم وتوجيهها، وجودة الخدمة. [ 24 ] وخلصت دراستهم إلى أنه يمكن تحسين معدل نقل البيانات بشكل كبير باستخدام تقنية MIMO في الواجهة الأمامية للراديو لتوفير مسارات مكانية متعددة.
  • تُستخدم أجهزة راديو Zigbee الرقمية في بعض الأجهزة المنزلية، بما في ذلك الأجهزة التي تعمل بالبطاريات. تُنشئ هذه الأجهزة شبكة لاسلكية تلقائيًا باستخدام خوارزميات توجيه محددة، حيث تتم مزامنة الإرسال والاستقبال. وهذا يعني إمكانية إيقاف تشغيلها معظم الوقت، مما يُساهم في توفير الطاقة. يُعدّ Zigbee مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب استهلاكًا منخفضًا للطاقة ونطاقًا تردديًا محدودًا.
  • Thread هو بروتوكول شبكات لاسلكية للمستهلكين مبني على معايير مفتوحة وبروتوكولات IPv6/6LoWPAN. تشمل مزايا Thread شبكة متداخلة آمنة وموثوقة بدون أي نقطة فشل واحدة، واتصالًا بسيطًا، واستهلاكًا منخفضًا للطاقة. تتميز شبكات Thread بسهولة الإعداد وأمان الاستخدام بفضل التشفير عالي المستوى المستخدم في القطاع المصرفي، مما يسد الثغرات الأمنية الموجودة في بروتوكولات لاسلكية أخرى. في عام 2014، أعلنت Nest Labs التابعة لشركة Google Inc عن تشكيل فريق عمل يضم شركات Samsung و ARM Holdings و Freescale و Silicon Labs و Big Ass Fans وشركة Yale المتخصصة في صناعة الأقفال ، وذلك للترويج لبروتوكول Thread.
  • في أوائل عام 2007، أطلقت شركة Meraki الأمريكية جهاز توجيه لاسلكي شبكي صغير. [ 25 ] تم تحسين راديو 802.11 في جهاز Meraki Mini للاتصالات بعيدة المدى، مما يوفر تغطية تصل إلى 250 مترًا. على عكس شبكات المش متعددة الراديو بعيدة المدى ذات البنية الشجرية ومزاياها في توجيه O(n)، احتوى جهاز Meraki على راديو واحد فقط، استخدمه لوصول العملاء وحركة البيانات الخلفية. [ 26 ] في عام 2012، استحوذت شركة Cisco على Meraki.
  • قامت كلية الدراسات العليا البحرية في مونتيري، كاليفورنيا، بعرض شبكات لاسلكية متشابكة مماثلة لأمن الحدود. [ 27 ] في نظام تجريبي، قامت كاميرات جوية محمولة بواسطة بالونات بنقل فيديو عالي الدقة في الوقت الفعلي إلى الأفراد الأرضيين عبر شبكة متشابكة.
  • تقوم وحدة أنظمة الحرب الإلكترونية الفضائية (SPAWAR) ، التابعة للبحرية الأمريكية، بتطوير واختبار نموذج أولي لشبكة لاسلكية قابلة للتطوير وآمنة ومقاومة للانقطاعات [ 28 ] لحماية الأصول العسكرية الاستراتيجية، الثابتة منها والمتحركة. وتتولى تطبيقات التحكم الآلي، التي تعمل على عقد الشبكة، زمام الأمور عند انقطاع الاتصال بالإنترنت. وتشمل حالات الاستخدام إنترنت الأشياء ، مثل أسراب الطائرات المسيّرة الذكية.
  • طوّر مشروعٌ تابعٌ لمختبر الإعلام في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا حاسوبًا محمولًا من طراز XO-1، أو ما يُعرف اختصارًا بـ " حاسوب محمول لكل طفل " (OLPC )، وهو مُخصّصٌ للمدارس المحرومة في الدول النامية، ويستخدم تقنية الشبكات المتداخلة (المبنية على معيار IEEE 802.11s ) لإنشاء بنية تحتية قوية ومنخفضة التكلفة. [ 29 ] ويزعم المشروع أن الاتصالات الفورية التي توفرها هذه الحواسيب المحمولة تُقلّل الحاجة إلى بنية تحتية خارجية، مثل الإنترنت، للوصول إلى جميع المناطق، إذ يُمكن للعقدة المتصلة مشاركة الاتصال مع العقد المجاورة. وقد طبّقت شركة Greenpacket مفهومًا مشابهًا في تطبيقها SONbuddy. [ 30 ]
  • في كامبريدج، المملكة المتحدة، في 3 يونيو 2006، تم استخدام شبكة المش في " معرض الفراولة " لتشغيل خدمات البث التلفزيوني والإذاعي والإنترنت عبر الهاتف المحمول لما يقدر بنحو 80 ألف شخص. [ 31 ]
  • Broadband-Hamnet، [ 32 ] وهو مشروع شبكة متداخلة يستخدم في هواة الراديو، عبارة عن "شبكة حاسوب لاسلكية عالية السرعة، ذاتية الاكتشاف، ذاتية التكوين، ومقاومة للأعطال" تتميز باستهلاك منخفض جدًا للطاقة وتركيز على الاتصالات في حالات الطوارئ. [ 33 ]
  • يعمل مشروع شبكة شامبين -أوربانا اللاسلكية المجتمعية (CUWiN) على تطوير برمجيات شبكات متداخلة تعتمد على تطبيقات مفتوحة المصدر لبروتوكول توجيه حالة الارتباط في ظروف الرؤية الضبابية ومقياس عدد الإرسال المتوقع . بالإضافة إلى ذلك، يقوم فريق الشبكات اللاسلكية [ 34 ] في جامعة إلينوي في أوربانا-شامبين بتطوير بيئة اختبار لاسلكية متداخلة متعددة القنوات ومتعددة أجهزة الراديو، تُسمى Net-X، كإثبات لمفهوم بعض بروتوكولات القنوات المتعددة التي يجري تطويرها في هذا الفريق. وتعتمد هذه التطبيقات على بنية تسمح لبعض أجهزة الراديو بتغيير القنوات للحفاظ على اتصال الشبكة، وتتضمن بروتوكولات لتخصيص القنوات والتوجيه. [ 35 ]
  • فاب فاي هو نظام شبكات لاسلكية مفتوح المصدر ، مصمم لتغطية المدن، طُوّر في الأصل عام ٢٠٠٩ في جلال آباد، أفغانستان، لتوفير إنترنت فائق السرعة لأجزاء من المدينة، وصُمم لتحقيق أداء عالٍ عبر عدة مسارات. وهو إطار عمل غير مكلف لمشاركة الإنترنت اللاسلكي من مزود مركزي في جميع أنحاء المدينة. بعد عام، طُبّق نظام أكبر بالقرب من نيروبي، كينيا، بنموذج دفع مجاني جزئي لدعم نمو الشبكة. وقد نُفّذ كلا المشروعين من قِبل مستخدمي فاب فاي في المدينتين المعنيتين.
  • SMesh هي شبكة لاسلكية متعددة القفزات من نوع 802.11 تم تطويرها بواسطة مختبر الأنظمة والشبكات الموزعة في جامعة جونز هوبكنز . [ 36 ] يسمح نظام التسليم السريع للعملاء المتنقلين بالتجول في الشبكة دون انقطاع في الاتصال، وهي ميزة مناسبة للتطبيقات التي تعمل في الوقت الفعلي، مثل VoIP .
  • تعمل العديد من الشبكات المتداخلة عبر نطاقات ترددات لاسلكية متعددة. على سبيل المثال، تتيح شبكات Firetide وWave Relay المتداخلة خيار التواصل بين العقد على نطاقي 5.2  جيجاهرتز أو 5.8  جيجاهرتز، بينما يتم التواصل بين العقد والعملاء على نطاق 2.4  جيجاهرتز (802.11). ويتم ذلك باستخدام تقنية الراديو المعرف بالبرمجيات (SDR).
  • درس مشروع SolarMESH إمكانية تزويد شبكات المش القائمة على معيار 802.11 بالطاقة الشمسية والبطاريات القابلة لإعادة الشحن. [ 37 ] وقد تبين أن نقاط الوصول التقليدية لمعيار 802.11 غير كافية نظرًا لضرورة تزويدها بالطاقة بشكل مستمر. [ 38 ] وتدرس جهود توحيد معيار IEEE 802.11 خيارات توفير الطاقة، ولكن قد تتضمن التطبيقات التي تعمل بالطاقة الشمسية عقدًا لاسلكية منفردة، حيث يكون توفير الطاقة في وصلات الترحيل غير قابل للتطبيق.
  • قام مشروع WING [ 39 ] (برعاية وزارة التعليم والبحث العلمي الإيطالية وبقيادة CREATE-NET ومعهد التخنيون) بتطوير مجموعة من الخوارزميات والبروتوكولات المبتكرة لتمكين شبكات المش اللاسلكية كبنية وصول قياسية لإنترنت الجيل القادم. وقد ركز المشروع بشكل خاص على تخصيص القنوات مع مراعاة التداخل وحركة البيانات، ودعم أجهزة الراديو المتعددة/الواجهات المتعددة، والجدولة الانتهازية وتجميع حركة البيانات في بيئات شديدة التقلب.
  • طُوّرت تقنية WiBACK للربط اللاسلكي بواسطة معهد فراونهوفر لأنظمة الاتصالات المفتوحة (FOKUS) في برلين. وتعمل هذه التقنية بالخلايا الشمسية، وهي مصممة لدعم جميع التقنيات اللاسلكية الحالية، ومن المقرر إطلاق الشبكات في العديد من دول أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى في صيف عام 2012. [ 40 ]
  • تضمنت المعايير الحديثة للاتصالات السلكية مفاهيم من شبكات المش. ومن الأمثلة على ذلك معيار ITU-T G.hn ، الذي يحدد شبكة محلية عالية السرعة (تصل إلى 1  جيجابت/ثانية) باستخدام أسلاك المنازل الموجودة ( خطوط الكهرباء ، وخطوط الهاتف، والكابلات المحورية ). في البيئات ذات التشويش العالي، مثل خطوط الكهرباء (حيث يمكن أن تتعرض الإشارات للتوهين والتشويش بشكل كبير)، من الشائع ألا تكون الرؤية المتبادلة بين الأجهزة في الشبكة كاملة. في هذه الحالات، يتعين على إحدى العقد أن تعمل كحلقة وصل لإعادة توجيه الرسائل بين العقد التي لا تستطيع التواصل مباشرة، مما يُنشئ فعليًا شبكة "ترحيل". في معيار G.hn، يتم الترحيل على مستوى طبقة ربط البيانات .
  • يستخدم كل من Meshtastic و MeshCore تقنية LoRa في نطاقات ISM .

البروتوكولات

بروتوكولات التوجيه

يوجد أكثر من 70 مخططًا متنافسًا لتوجيه الحزم عبر الشبكات المتشابكة. ومن بينها:

  • التوجيه القائم على الترابط (ABR) [ 1 ]
  • AODV (بروتوكول نقل المسافة المخصص عند الطلب)
  • باتمان (نهج أفضل لشبكات الجوال المخصصة)
  • Babel (بروتوكول) (بروتوكول توجيه متجه المسافة لـ IPv6 و IPv4 مع خصائص تقارب سريعة)
  • توجيه متجهات NIx الديناميكي | DNVR [ 41 ]
  • DSDV (توجيه متجه المسافة المتسلسل حسب الوجهة)
  • توجيه المصدر الديناميكي ( DSR )
  • HSLS (ولاية الربط ذات الرؤية الضبابية)
  • HWMP (بروتوكول الشبكة اللاسلكية الهجينة، وهو بروتوكول التوجيه الإلزامي الافتراضي لمعيار IEEE 802.11s )
  • بروتوكول الشبكة اللاسلكية للبنية التحتية (IWMP) لشبكات البنية التحتية بواسطة GRECO UFPB-Brazil [ 42 ]
  • بروتوكول توجيه البث المتعدد عند الطلب ( ODMRP )
  • بروتوكول توجيه حالة الارتباط المحسّن ( OLSR )
  • بروتوكول توجيه OrderOne ( OORP ) (بروتوكول توجيه شبكات OrderOne)
  • بروتوكول OSPF (التوجيه المفتوح لأقصر مسار أولاً)
  • بروتوكول التوجيه للشبكات منخفضة الطاقة والشبكات ذات الفقد العالي (بروتوكول IETF ROLL RPL، RFC 6550 ) 
  • PWRP (بروتوكول التوجيه اللاسلكي التنبؤي) [ 43 ]
  • TORA (خوارزمية التوجيه المرتبة زمنيًا)
  • بروتوكول توجيه المناطق ( ZRP )

قام معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) بتطوير مجموعة من المعايير تحت عنوان 802.11s .

يمكن العثور على قائمة أقل شمولاً في قائمة بروتوكولات التوجيه المخصصة .

بروتوكولات التكوين التلقائي

يمكن استخدام بروتوكولات التكوين التلقائي القياسية، مثل DHCP أو التكوين التلقائي عديم الحالة IPv6، عبر شبكات المش.

تتضمن بروتوكولات التكوين التلقائي الخاصة بشبكات المش ما يلي:

  • بروتوكول التكوين المخصص (AHCP)
  • التكوين التلقائي الاستباقي (بروتوكول التكوين التلقائي الاستباقي)
  • بروتوكول التكوين الديناميكي لشبكات WMN (DWCP)

المجتمعات ومقدمو الخدمات

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 تشاي كيونغ توه، شبكات لاسلكية متنقلة مخصصة، دار برنتيس هول للنشر، 2002. ISBN 978-0-13-007817-9
  2. ↑ هوانغ، ج.؛ بالومار، د.ب.؛ مانديام، ن.؛ والراند، ج.؛ ويكر، س.ب.؛ باسار، ت. (2008). "نظرية الألعاب في أنظمة الاتصالات" (ملف PDF) . مجلة IEEE للمجالات المختارة في الاتصالات . 26 (7): 1042-1046 . رمز Bibcode : 2008IJSAC..26.1042H . doi : 10.1109/jsac.2008.080902 . S2CID 5900981. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 20 يوليو 2011. 
  3. ↑ كاجالج، م.؛ غانيروال، س.؛ عاد، إ.؛ هوبو، ج.-ب. (2005). "حول السلوك الأناني في شبكات CSMA/CA". وقائع المؤتمر السنوي المشترك الرابع والعشرين لجمعية مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) للحاسبات والاتصالات (ملف PDF) . المجلد 4. الصفحات 2513-2524 . doi : 10.1109/INFCOM.2005.1498536 . ISBN   0-7803-8968-9. S2CID 7243361 . 
  4. ↑ شي، زيفو؛ بيرد، كوري؛ ميتشل، كين (2011). "المنافسة والتعاون والتحسين في شبكات CSMA متعددة القفزات" . وقائع الندوة الثامنة لجمعية ACM حول تقييم أداء الشبكات اللاسلكية المخصصة وشبكات الاستشعار والشبكات المنتشرة . الصفحات 117-120 . doi : 10.1145/2069063.2069084 . ISBN  9781450309004. S2CID 519792 . 
  5. ↑ ج. جون، إم إل سيتشيتيو، "السعة الاسمية لشبكات المش اللاسلكية"، مؤرشف في 4 يوليو 2008 على موقع Wayback Machine ، في مجلة IEEE للاتصالات اللاسلكية، المجلد 10، العدد 5، الصفحات 8-14، أكتوبر 2003
  6. ↑ الاتصالات اللاسلكية والشبكات والتطبيقات: وقائع مؤتمر WCNA 2014 .
  7. ↑ تشنغ، شين مينغ؛ لين، فون؛ هوانغ، دي وي؛ يانغ، شون رن (يوليو 2006). "دراسة حول الجدولة الموزعة/المركزية لشبكة لاسلكية متشابكة". وقائع المؤتمر الدولي لعام 2006 حول الاتصالات اللاسلكية والحوسبة المتنقلة . الصفحات 599-604 . doi : 10.1145/1143549.1143668 . ISBN  1595933069. S2CID 8584989 . 
  8. ↑ باير، ديف؛ فيستريش، مارك؛ غارسيا-لونا-أسيفيس، خوسيه (1999). "شبكة مجتمع السطح: وصول مجاني عالي السرعة إلى الشبكة للمجتمعات" . في: هيرلي، د.؛ كيلر، ج. (محرران). أول 100 قدم . مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ص 75-91 . ISBN  0-262-58160-4.
  9. ↑ محتوى برعاية مجموعة سايتلاين ميديا ​​(15 سبتمبر 2025). "الشبكات الشبكية مقابل شبكات MANET: بنية الاتصالات لتحقيق الهيمنة في ساحة المعركة" . أخبار الدفاع .
  10. ↑ "نظرة عامة على الطاقة الذكية من ZigBee.org" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 15 مارس 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 مارس 2011 .
  11. ↑ هيلدنبراند، جيري (13 أكتوبر 2016). "كيف تعمل شبكات الواي فاي المتداخلة" . أندرويد سنترال .
  12. ↑ فليشمان، جلين (5 مايو 2020). "شبكات المش اللاسلكية: كل ما تحتاج لمعرفته" . بي سي وورلد . تم الاسترجاع في 9 أكتوبر 2018 .
  13. ↑ بوسكو، أ.؛ راثناياكي، آر دي إم إس دي (يوليو 2021). "مراقبة الأجسام المتحركة في غياب إشارة GSM" . المجلة العلمية لجامعة سيليزيا للتكنولوجيا. سلسلة النقل . 112 : 5-14 . doi : 10.20858/sjsutst.2021.112.1 .
  14. ↑ "شبكة اتصالات إيريديوم وتغطية الأقمار الصناعية" . رودبوست الولايات المتحدة الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 يونيو 2022 .
  15. ↑ باثاك، بي إتش؛ دوتا، آر. (2011). "دراسة استقصائية لمشاكل تصميم الشبكات وأساليب التصميم المشتركة في شبكات المش اللاسلكية". مجلة IEEE للمسح والدروس التعليمية في الاتصالات . 13 (3): 396-428 . doi : 10.1109/SURV.2011.060710.00062 . S2CID 206583549 . 
  16. ↑ كاواديا، ف.؛ كومار، ب. ر. (2005). "منظور تحذيري حول تصميم الطبقات المتداخلة". اتصالات IEEE اللاسلكية . 12 (1): 3-11 . Bibcode : 2005IWC....12a...3K . doi : 10.1109/MWC.2005.1404568 . ISSN 1536-1284 . S2CID 1303663 .  
  17. ↑ أبو الحسن، مهران؛ ليبمان، جاستن؛ ني، وي؛ هاجلستين، بريت (يوليو 2015). "الشبكات اللاسلكية المعرفة بالبرمجيات: مركزية، موزعة، أم هجينة؟". مجلة IEEE Network . 29 (4): 32-38 . Bibcode : 2015IEEEN..29d..32A . doi : 10.1109/MNET.2015.7166188 . ISSN 0890-8044 . S2CID 1133260 .  
  18. ↑ العنزي، شاكر؛ سليم، كاشف؛ المهتدي، جلال؛ درهاب، عبد الواحد (2016). "تحليل تأثير هجمات حجب الخدمة على توجيه البيانات في شبكة لاسلكية متداخلة للصحة الإلكترونية المتنقلة" . أنظمة المعلومات المتنقلة . 2016 : 1-19 . doi : 10.1155/2016/4853924 . ISSN 1574-017X . 
  19. ↑ "سي. توه، الحوسبة المتنقلة - شبكة بدون بنى تحتية، 1999" (ملف PDF) . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 23-10-2017.
  20. ↑ توه، سي. -كيه؛ تشين، ريتشارد؛ ديلوار، مينار؛ ألين، دونالد (ديسمبر 2000). "سي. توه - تجربة شبكة لاسلكية مخصصة في الحرم الجامعي: رؤى وتجارب، مراجعة ACM SIGMETRICS، 2000" . مراجعة تقييم أداء ACM SIGMETRICS . 28 (3): 21-29 . doi : 10.1145/377616.377622 . S2CID 1486812 . 
  21. ↑ "ب. بروين - إغلاق JTRS" . أغسطس 2012. مؤرشف من الأصل في 2017-03-16.
  22. ↑ فيلاس-بواس، أنطونيو. "كل ما تحتاج معرفته عن إيرو، شركة أجهزة توجيه الواي فاي المفضلة لدى المستخدمين والتي استحوذت عليها أمازون مؤخرًا" . بزنس إنسايدر . تاريخ الاسترجاع: 31 يناير 2025 .
  23. ↑ ""الجميع عقدة: كيف تعمل شبكات واي فاي المتداخلة، بقلم جيري هيلدنبراند، 2016" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 4 أغسطس 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 مايو 2017 .
  24. ↑ "شبكات الجيل التالي اللاسلكية المتنقلة التكتيكية المخصصة، مجلة مراجعة تكنولوجيا TRW، 2004" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 26-11-2016.
  25. ↑ "Meraki Mesh" . meraki.com. مؤرشف من الأصل بتاريخ 19-02-2008 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23-02-2008 .
  26. ↑ "شبكات واي فاي موني" . belairnetworks.com. مؤرشف من الأصل بتاريخ 2008-03-02 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2008-02-23 .
  27. ↑ لونسبري، روبرت لي الابن. "التكوين الأمثل للهوائي لزيادة نطاق نقطة الوصول لشبكة لاسلكية متشابكة IEEE 802.11 لدعم عمليات المهام المتعددة مقارنةً بعمليات النشر القابلة للتوسع التي يتم تشكيلها على عجل" (ملف PDF) . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 10 أبريل 2011. تم الاطلاع عليه في 23 فبراير 2008 .
  28. ↑ "شبكات متداخلة مقاومة للانقطاع" (ملف PDF) . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 17-05-2017.
  29. ↑ "تفاصيل شبكة XO-1 اللاسلكية" . laptop.org. مؤرشف من الأصل بتاريخ 5 مارس 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 فبراير 2008 .
  30. ↑ "SONbuddy : شبكة بدون شبكة" . sonbuddy.com. مؤرشف من الأصل بتاريخ 18 فبراير 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 فبراير 2008 . 
  31. ↑ "معرض كامبريدج للفراولة" . cambridgeshiretouristguide.com. مؤرشف من الأصل بتاريخ 23 فبراير 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 فبراير 2008 .
  32. ↑ www.broadband-hamnet.org
  33. ↑ «شبكة برودباند-هامنت تفوز بجوائز الرابطة الدولية لمديري الطوارئ» . ARRL. مؤرشف من الأصل بتاريخ 3 يوليو 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 2 مايو 2015 .
  34. ↑ "مجموعة الشبكات اللاسلكية" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 28-03-2009.
  35. ↑ "مجموعة الشبكات اللاسلكية" (ملف PDF) . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 19-07-2011.
  36. ↑ "SMesh" . smesh.org. مؤرشف من الأصل بتاريخ 22-02-2008 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23-02-2008 .
  37. ↑ "SolarMesh" . mcmaster.ca. مؤرشف من الأصل بتاريخ 2007-11-02 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2008-04-15 .
  38. ↑ تيرينس د. تود، أمير أ. صايغ، محمد ن. سمادي، ودونغمي تشاو. الحاجة إلى توفير الطاقة في نقاط الوصول في شبكات WLAN المشتتة التي تعمل بالطاقة الشمسية . في مجلة IEEE Network، مايو/يونيو 2008.
  39. ↑ http://www.wing-project.org مؤرشف بتاريخ 13 نوفمبر 2008 في أرشيف الإنترنت WING
  40. ↑ "إنترنت عريض النطاق للجميع" . eurekalert.org. مؤرشف من الأصل بتاريخ 2013-06-05 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2012-02-16 .
  41. ↑ لي، واي جيه؛ رايلي، جي إف (مارس 2005). "توجيه متجه NIx الديناميكي لشبكات الجوال المخصصة". مؤتمر IEEE للاتصالات اللاسلكية والشبكات، 2005. المجلد 4. الصفحات 1995-2001 . doi : 10.1109/WCNC.2005.1424825 . hdl : 1853/12289 . ISBN   0-7803-8966-2. S2CID 2648870 . 
  42. ↑ بورتو، دي سي إف؛ كافالكانتي، جي؛ إلياس، جي (1 أبريل 2009). "بنية توجيه متعددة الطبقات لشبكات البنية التحتية اللاسلكية المتداخلة" . المؤتمر الدولي الخامس للشبكات والخدمات لعام 2009 (ملف PDF) . الصفحات 366-369 . doi : 10.1109/ICNS.2009.91 . ISBN  978-1-4244-3688-0. S2CID 16444897 . 
  43. ↑ "أثبتت تقنية TropOS فعاليتها في إنشاء بنية شبكية قابلة للتوسع - تقنية TropOS | إدارة الشبكة الموحدة (حلول اتصالات الشبكة اللاسلكية المتداخلة | ABB Wireless)" . new.abb.com . تاريخ الاسترجاع: 19 ديسمبر 2019 .