بیسیم مخابرات چیست و چطور بوجود آمد؟
تاریخچه ای از ارتباطات بیسیم
در سال 1887 برای اولین بار ارتباطات با امواج الکترومغناطیسی توسط ماکسول و هاینریس هرتز بوجود آمد. ده سال بعد هم گولیلمو مارکونی مخابرات بیسیم رادیویی را اختراع کرد. او توانست با ابداعش، حرف S را برای فاصله 3 کیلومتری ارسال کند. در سال 1900 انگلستان در آفریقای جنوبی برای جنگ با قبیله بوئر از تلگراف بی سیم پاناسونیک به طور گسترده ای استفاده کرد. این کار به منظور برقراری ارتباط بین کشتی ها در خلیج دلاگوا صورت گرفت.
در سال 1901 ارتباطات بیسیم در سراسر اقیانوس آتلانتیک پوشش داده شد. اولین کاربران بیسیم مخابرات، دریانوردان بودند. حتی در سال 1912 هم کشتی تایتانیک برای ارسال پیام از این قابلیت استفاده کرده بود.
با گسترش استفاده از ارتباطات بیسیم، کم کم تبدیل به یک رشته دانشگاهی تبدیل شد. به طوری که در دهه 1960 علاقمندان به رشته مخابرات بیسیم میتوانستند این رشته را به صورت تخصصی در دانشگاه یاد بگیرند. به هر میزان که این علم دستاورد بیشتری پیدا می کرد، تقاضای آن هم بیشتر میشد. به طوری که در اوایل قرن 21، متقاضیان تلفنهای بیسیم بیشتر از سیستمهای تلفن ثابت بود.
مطالعه کنید! نقد و بررسی تلفن پاناسونیک مدل KX-TG3611BX
چرا بیسیم مخابرات به یکباره اهمیت پیدا کرد؟
با توجه به اینکه کاربردهای انتقال پیام بیسیم نسبت به گذشته بیشتر بود، این تکنولوژی با افزایش تعداد متقاضیان مواجه شد. در سال 2007، تعداد کاربران ارتباطات بیسیم به 3.3 بیلیون رسید. شاید یکی دیگر از دلایل اهمیت مخابرات بیسیم را بتوان در تکنولوژی VLSI جستجو کرد. این تکنولوژی برای پیاده‌سازی الگوریتم‌های پردازش سیگنال‌های پیچیده با توان مصرفی محدود و در ابعاد کم استفاده می‌شود.
از سوی دیگر موفقیت استانداردهای مخابرات دیجیتال نسل دوم استاندارد و دسترسی چندگانه تقسیم کدی (CDMA) از دیگر دلایل اهمیت مخابرات بیسیم در سالهای اخیر عنوان شده است. اکنون نسل سوم تلفنهای همراه با سرعت 2 مگابایت بر ثانیه و با کاربردهای صوتی در دسترس است. نسل چهارم این تکنولوژی هم با پیش بینی نرخ انتقال 10 تا 100 مگابیت بر ثانیه در مرحله پیشرفت و آماده سازی است. پیش بینی می‌شود نسل چهارم مخابرات بیسیم برای تجارت الکترونیکی بیشتری منفعت را به همراه خواهد داشت.
در مخابرات بیسم امواج رادیویی فرکانس پایین زمان انتقال، سطح زمین را دنبال می‌کنند. اما اگر امواج آنها با فرکانس بالاتر (مثلاً حدود 300 مگاهرتز) باشد، در خطوط مستقیم منتشر می‌شود. فرکانسهای بالاتر از هزار گیگاهرتز برای مخابرات نوری کاربرد دارد. این تکنولوژی از طریق فیبرهای نوری قابل انجام است. برای مخابرات بیسیم در فضای باز، تنهای فرکانسهای زیر 30 گیگاهرتز کاربرد دارد. زیرا هر چه فرکانس امواج بیشتر می‌شود، در جو ضعیف تر می‌شود. همچنین تقویت، مدولاسیون و آشکارسازی آنها از نظر علمی با مشکلات زیادی روبرو می‌شود.
مخابرات بیسیم و مخابرات باسیم چه تفاوتی با هم دارند؟
مخابرات بیسیم از 4 قسمت اصلی تشکیل شده است که شامل: نمایش شماتیک اجزای یک سامانه مخابره بیسیم، مدولاسیون، آنتن و کانال بیسیم.
در مخابرات باسیم فرستنده و گیرنده با استفاده از رابطهای ایزوله و مجزا با هم در ارتباط هستند. پس بین آنها تداخلی ایجاد نمی شود. اما در مخابرات وایرلس، کاربران در هوا پیام خود را مخابره می‌کنند. در هر ساعت تعداد بی شماری از کاربران در حال ارتباط با هم هستند. این موضوع باعث تداخل بین آنها می‌شود. ممکن است بین یک فرستنده خاص با چند گیرنده و یا بین جفتهای مختلف فرستنده و گیرنده تداخلاتی ایجاد شود.
یکی از مهم ترین تفاوتهای بین مخابرات وایرلس (Wireless Communication) و مخابرات باسیم (Wired Communiation) در تداخل و محوشدگی است. محوشدگی به معنای تغییرات زمانی کیفیت کانال است. این مشکل در اثر از دست رفتن یک مسیر بین فرستنده و گیرنده رخ میدهد. این مشکل نتیجه ضعیف شدن مسیر یا قرار گرفتن یک مانع مانند سایه کردن مانع در مسیر انتقال پیام رخ میدهد. همچنین گاهی به دلیل اینکه یک کنش سیگنال از چند مسیر مختلف در هوا از فرستنده به گیرنده میرسد، محوشدگی رخ میدهد.
کاربردهای مخابرات بیسیم
مخابرات بیسیم با توجه به نوعی که دارد، برای صنایع و مکانهای مختلف استفاده می‌شود. برای مثال یکی از کاربردهای مخابرات بیسیم در صنایع مختلف، امور نظامی، تفریحی و باندهای فرکانسی است. اگر بخواهیم به صورت ریز به کاربردهای این تکنولوژی بپردازیم باید از کاربرد آن برای سیستم ها نوبت دهی بانک ها، تلفن سلولی، دستگاههای کنترل از راه دور، سامانه موقعیتیاب جهانی، صفحه کلید بیسیم و تلویزیون ماهوارهای نام ببریم.
بیسیم حسگر جدیدترین تکنولوژی مخابرات
یکی از جدیدترین دستاوردهای بشر در حوزه مخابرات بیسیم، توسعه شبکههای بیسیم حسگر است. به طوری که یک شبکه حسگر (سنسوردار) بیسیم، قادر است اطلاعاتش را از طریق این سنسورها به واحد مرکزی انتقال دهد. شبکههای بیسیم حسگر اطلاعات جدیدی را جمع آوری کرده و به واحد مرکزی انتقال میدهند. این کار از طریق ارتباط بیسیم صورت میگیرد.
در این شبکههای بیسیم تعداد زیادی سنسور ارزان قیمت تعبیه می‌شود که قدرت محاسباتی دارند. کارکرد آنها از طریق باتری محدود صورت میگیرد که در محیط پخش می‌شود. یکی از آپشنهای جالب و جذاب در این نوع شبکه، ارتباط بین حسگرهاست. زیرا با مشاهده یک پدیده باید بین آنها ارتباط برقرار شود تا اطلاعات خود را رد و بدل کنند.
مطالعه کنید! صندوق صوتی و کاربرد آن
کاربردهای مخابرات بیسیم حسگر
از شبکه بیسیم حسگر برای جمع‌آوری اطلاعات و نظارت بر محیط زیست، نظارت بر سلامتی، خودکارسازی صنعتی و … استفاده می‌شود. از جمله قابلیتهای آنها اندازه گیری شرایط محیطی از جمله فشار، نور، حرکت، دما، رطوبت و سایر کمیتهای فیزیکی است.
البته باتری محدود یکی از مشکلات این نوع مخابرات بی سیم است. زیرا در برخی از مواقع که اطلاعات حسگرها زیاد باشد، برای انتقال موقعیت و ارسال پیام به انرژی و قدرت زیادی نیاز است. از سوی دیگر شبکههای بیسیم حسگر باید بدون مدیریت از خارج و برای مدت طولانی کار کنند. در حال حاضر تحقیقات زیادی بر روی شبکههای حسگر انجام می‌شود تا بتوانند مشکلات و چالشهای پیش رو را بردارند.
مخابرات بیسیم چه کم و کاستی دارد؟
مهم ترین عیب مخابرات بیسیم امنیت پایین آن است. به طوری که استراق سمع در آن براحتی انجام می‌شود. در شبکههای بیسیم هر گیرندهای که در فرکانس مربوطه تنظیم شود، میتواند سیگنال ها را دریافت کند. مشکل بعدی ناتوانی در فهمیدن و شناسایی فردی است که استراق سمع کرده است. بنابراین امنیت آن نسبت به شبکههای باسیم کمتر است.
افشای اطلاعات خصوصی افراد یکی از نقصهای مهم این تکنولوژی است. سامانه وای فای هم یکی دیگر از دستاوردهای مخابرات بیسیم است. اطلاعات این سامانه هم براحتی سرقت می‌شود. بنابراین به رمزگذاری نیاز دارد.