Wireless 101
M11 · L01
الوحدة 11 · الدرس 1

لا أحد مسؤول

لا مجدول في الواي فاي. فكل راديو يقرّر بنفسه متى يتكلّم، لأن 802.11 بُني لطيفٍ غير مرخَّص لا يمكن تنسيق شيءٍ فيه. والتصميم كلّه ينبع من ذلك.

01 / 11
Wireless 101
M11 · L01
أربعة اختصاراتٍ وتراتبٌ واحد

BSS وESS وSSID وBSSID

  • BSS — نقطة وصولٍ واحدةٌ ومحطّاتها. وعليها يُبنى كل شيء
  • BSSID — عنوان MAC لراديو نقطة الوصول. شيءٌ فيزيائيٌّ لكل راديو
  • SSID — اسم الشبكة حتى 32 بايت. لافتةٌ غير فريدةٍ بالقصد
  • ESS — مجموعاتٌ كثيرةٌ باسمٍ واحد، فيبدو المبنى شبكةً واحدة
  • العارضة والشبكيّة — بلا نقطة وصول؛ والشبكيّة تدفع زمن الهواء مرّتين لكل قفزة

والمحطّة هي التي تقرّر متى تتجوّل، ولا تقدر الشبكة على إلزامها. والدرس M11-L2 يُظهر الخلوي يفعل العكس.

02 / 11
Wireless 101
M11 · L01
لماذا التجنّب لا الكشف

الراديو لا يسمع وهو يصيح

كشف التصادم يلزمه هذا القدر من الإخماد
P_{tx} - P_{sens} = 20 - (-82) = 102\ \text{dB}

تكشف الإيثرنت التصادم، والواي فاي لا يقدر: فـ20 dBm خارجاً مقابل إشارةٍ مطلوبةٍ عند −82 dBm هو حائط الازدواج الكامل في الدرس M10-L4 من جديد. فلا يُعرف التصادم إلا بـإشعارٍ غائب — بعد ذهاب الإطار كلّه.

03 / 11
Wireless 101
M11 · L01
DCF عند 5 غيغاهرتز — الشقّ = 9 µs

أنصِت وانتظر واأمل

  • DIFS = SIFS + شقّان = 16 + 2×9 = 34 µs قبل أن يبدأ أحد
  • التراجع منتظمٌ على 0–15 شقّاً، فمتوسّطه 7.5×9 = 67.5 µs
  • SIFS = 16 µs، أقصر من DIFS، فيفوز الإشعار بالقناة دائماً
  • غياب الإشعار ← مضاعفة النافذة: 15 ثم 31 ثم 63 … 1023

التراجع العشوائي وحده يفكّ التعادل. والأدب يتوسّع مع الحِمل، ولا أحد يقيس الحِمل.

04 / 11
Wireless 101
M11 · L01
الثقب في تحسّس الحامل

العقدة المخفيّة

  • تبلغ A وC نقطة الوصول ولا تبلغ إحداهما الأخرى، فتتحسّسان خلوّاً
  • فتُرسلان، فيموت الإطاران عند نقطة الوصول. والتحسّس عمل تماماً
  • التحسّس يصف الهواء عند هوائيّك، لا عند المستقبِل
  • RTS/CTS يحجز عبر نقطة الوصول — والجميع يسمع الـCTS
  • الكلفة 40–60 µs لكل إطار: تستحقّ عند 1500 بايت وعبثٌ عند 100

والمرآة هي العقدة المكشوفة، تتأخّر لإرسالٍ لم تكن لتتصادم معه أبداً (الدرس M9-L3).

05 / 11
Wireless 101
M11 · L01
جرّبها — إطارات 1500 بايت بلا تجميع

إلى أين يذهب زمن الهواء

المحطّات 1
المعدّل 54 Mb/s
الإجمالي 30.8 Mb/s لكل محطّة 30.8 Mb/s الكفاءة 57.0% مقيَّدٌ بالعبء
06 / 11
Wireless 101
M11 · L01
إطارٌ واحد ومحطّةٌ واحدة وبلا تصادم

طبقةٌ أسرع، كفاءةٌ أسوأ

دورة DCF واحدة — كل حدٍّ سوى الحِمل ثابت
T_{cycle} = \text{DIFS} + \overline{T_{bo}} + T_{data} + \text{SIFS} + T_{ACK}
54 Mb/s
57%
600 Mb/s
11.0%
32 إطاراً
77.6%

34 + 67.5 + 247.6 + 16 + 24.7 = 389.8 µs → 30.8 ميغابت/ث. أحد عشر ضعفاً من المعدّل يشتري 2.1 ضعفٍ من الإنتاجيّة — فـالتجميع ليس اختياريّاً.

07 / 11
Wireless 101
M11 · L01
كل معدّلٍ في العنوان، مُعاد بناؤه

a وn وac وax وbe

الحوامل × البتّات × معدّل الترميز × التدفّقات ÷ الرمز
R_{PHY} = \frac{N_{sd}\,\log_2 M ; r ; N_{ss}}{T_{sym}}
  • 11a: 48×6×(3/4)/4.0 µs = 54 ميغابت/ث ✓
  • 11ac الموجة 2: 468×8×(5/6)×8/3.6 µs = 6933 ✓
  • واي فاي 6: 1960×10×(5/6)×8/13.6 µs = 9608 ✓
  • واي فاي 7: 3920×12×(5/6)×16/13.6 µs = 46 118 ✓
08 / 11
Wireless 101
M11 · L01
لماذا توجد كل ميزة

واي فاي 6 يُصلح البروتوكول

  • OFDMA — تسع وحداتٍ من 26 حاملاً بعرض 2.03 ميغاهرتز تتشارك دفعة عبءٍ واحدة
  • MU-MIMO حتى 8 مستخدمين؛ والتلوين يستعيد زمن العقدة المكشوفة
  • TWT يشتري عمر البطّاريّة؛ و1024-QAM يضيف 25% ويريد نحو 35 ديسيبل
  • واي فاي 7 — 320 ميغاهرتز و4096-QAM وتعدّد الوصلات على راديوين
  • لا يحمل 2.4 غيغاهرتز إلا 3 قنواتٍ نظيفةٍ في 83.5 ميغاهرتز: 1 و6 و11

وتكلّف قناة 320 ميغاهرتز وتضمين 4096-QAM كلٌّ منهما نحو 3 ديسيبل، وهما يتراكمان.

09 / 11
Wireless 101
اختبار سريع

تحقّق ممّاترسّخ

أربعة أسئلة عن 802.11 — لماذا يتفادى واي فاي التصادم، والعقدة المخفية، والكفاءة، وواي فاي 6.

السؤال 1 من 0
النتيجة 0/0

10 / 11
Wireless 101
M11 · L01
خلاصة

ما تعلّمته

  • لا حَكَم: زمن الهواء متنازَعٌ عليه لا مخصَّص
  • لا كشف للتصادم — و20 − (−82) = 102 ديسيبل في الطريق
  • تكلّف DCF نحو 142 µs لكل إطار: 57% عند 54 و11.0% عند 600
  • المعدّلات القمّيّة ليست إلا Nsd·log₂M·r·Nss/Tsym
  • 2.4 غيغاهرتز: 3 قنواتٍ نظيفة؛ وواي فاي 6 يسلّم 7.2 bit/s/Hz لكل تدفّق
التالي في الوحدة 11
الشبكة الخلوية ←
كل الدروس اقرأ المقالة
11 / 11