كيف نجعل نقل البيانات عبر شبكة الواي فاي مستقرًا مثل نقل البيانات عبر كابل الشبكة؟

هل ترغبين بمعرفة ما إذا كان حبيبك يحب ألعاب الكمبيوتر؟ إليكِ نصيحة: يمكنكِ التحقق من اتصال جهازه بالإنترنت عبر كابل. فالشباب عادةً ما يكونون حريصين على سرعة الإنترنت وسرعة الاستجابة أثناء اللعب، ومعظم شبكات الواي فاي المنزلية الحالية لا توفر هذه المواصفات حتى مع سرعة الإنترنت العالية. لذلك، يميل الشباب الذين يلعبون الألعاب بكثرة إلى اختيار الاتصال السلكي بالإنترنت لضمان بيئة شبكة مستقرة وسريعة.

يعكس هذا أيضًا مشاكل اتصال الواي فاي: زمن الاستجابة العالي وعدم الاستقرار، وهما أكثر وضوحًا في حالة وجود عدة مستخدمين في الوقت نفسه، ولكن سيتحسن هذا الوضع بشكل كبير مع ظهور تقنية الواي فاي 6. وذلك لأن تقنية الواي فاي 5، المستخدمة على نطاق واسع، تعتمد على تقنية OFDM، بينما تعتمد تقنية الواي فاي 6 على تقنية OFDMA. ويمكن توضيح الفرق بين التقنيتين بيانيًا.

على طريق لا يتسع إلا لسيارة واحدة، تُمكّن تقنية OFDMA من نقل البيانات من عدة أجهزة في وقت واحد بالتوازي، مما يُزيل الازدحام ويُحسّن الكفاءة ويُقلل زمن الاستجابة. تقوم OFDMA بتقسيم قناة الاتصال اللاسلكي إلى قنوات فرعية متعددة في نطاق التردد، بحيث يُمكن لعدة مستخدمين نقل البيانات بالتوازي في كل فترة زمنية، مما يُحسّن الكفاءة ويُقلل زمن التأخير الناتج عن الازدحام.

حققت تقنية واي فاي 6 نجاحًا باهرًا منذ إطلاقها، مع تزايد الطلب على شبكات المنازل اللاسلكية. وبحلول نهاية عام 2021، تم شحن أكثر من ملياري جهاز طرفي بتقنية واي فاي 6، ما يمثل أكثر من 50% من إجمالي شحنات أجهزة واي فاي الطرفية، ومن المتوقع أن يرتفع هذا العدد إلى 5.2 مليار جهاز بحلول عام 2025، وفقًا لشركة التحليلات IDC.

رغم أن تقنية Wi-Fi 6 ركزت على تجربة المستخدم في بيئات ذات كثافة عالية، فقد ظهرت تطبيقات جديدة في السنوات الأخيرة تتطلب معدلات نقل بيانات وزمن استجابة أعلى، مثل مقاطع الفيديو فائقة الوضوح بدقة 4K و8K، والعمل عن بُعد، ومؤتمرات الفيديو عبر الإنترنت، وألعاب الواقع الافتراضي والمعزز. وتُدرك شركات التكنولوجيا العملاقة هذه التحديات، ولذا تُقدم تقنية Wi-Fi 7، التي تتميز بسرعة فائقة وسعة عالية وزمن استجابة منخفض، حلولًا مبتكرة. لنأخذ تقنية Wi-Fi 7 من كوالكوم كمثال، ونتحدث عن التحسينات التي أدخلتها.

واي فاي 7: كل ذلك من أجل زمن استجابة منخفض

1. نطاق ترددي أعلى

لنأخذ مثالًا آخر: نطاقات التردد. يدعم واي فاي 6 بشكل أساسي نطاقي 2.4 جيجاهرتز و5 جيجاهرتز، لكن نطاق 2.4 جيجاهرتز كان مشتركًا مع تقنيات واي فاي القديمة وتقنيات لاسلكية أخرى مثل البلوتوث، مما أدى إلى ازدحامه الشديد. أما نطاق 5 جيجاهرتز فهو أوسع وأقل ازدحامًا من نطاق 2.4 جيجاهرتز، ما يُترجم إلى سرعات أعلى وسعة أكبر. بل ويدعم واي فاي 7 نطاق 6 جيجاهرتز بالإضافة إلى هذين النطاقين، موسعًا عرض القناة الواحدة من 160 ميجاهرتز في واي فاي 6 إلى 320 ميجاهرتز (مما يسمح بنقل بيانات أكثر في وقت واحد). عند هذه النقطة، سيصل معدل نقل البيانات الأقصى في واي فاي 7 إلى أكثر من 40 جيجابت في الثانية، أي أربعة أضعاف معدل واي فاي 6E.

2. الوصول متعدد الروابط

قبل تقنية Wi-Fi 7، كان بإمكان المستخدمين استخدام قناة واحدة فقط تناسب احتياجاتهم، لكن حل Qualcomm لتقنية Wi-Fi 7 يرتقي بإمكانيات Wi-Fi إلى آفاق جديدة: ففي المستقبل، ستتمكن جميع النطاقات الثلاثة من العمل في وقت واحد، مما يقلل الازدحام إلى أدنى حد. إضافةً إلى ذلك، وبفضل خاصية الربط المتعدد، يمكن للمستخدمين الاتصال عبر قنوات متعددة، مستفيدين من ذلك لتجنب الازدحام. على سبيل المثال، إذا كان هناك ازدحام على إحدى القنوات، يمكن للجهاز استخدام القناة الأخرى، مما يؤدي إلى تقليل زمن الاستجابة. وفي الوقت نفسه، وبحسب توافر الخدمة في المناطق المختلفة، يمكن للربط المتعدد استخدام قناتين في نطاق 5 جيجاهرتز أو مزيج من قناتين في نطاقي 5 جيجاهرتز و6 جيجاهرتز.

3. قناة التجميع

كما ذُكر سابقًا، تمّ رفع عرض نطاق Wi-Fi 7 إلى 320 ميجاهرتز (عرض نطاق المركبة). بالنسبة لنطاق 5 جيجاهرتز، لا يوجد نطاق متصل بعرض 320 ميجاهرتز، لذا فإنّ نطاق 6 جيجاهرتز هو الوحيد الذي يدعم هذا الوضع المتصل. بفضل وظيفة الربط المتعدد المتزامن عالي النطاق الترددي، يُمكن دمج نطاقي تردد في آنٍ واحد لجمع معدل نقل البيانات للقناتين، أي يُمكن دمج إشارتين بعرض 160 ميجاهرتز لتشكيل قناة فعّالة بعرض 320 ميجاهرتز (عرض ممتد). بهذه الطريقة، يُمكن لدولة مثل دولتنا، التي لم تُخصّص بعد طيف 6 جيجاهرتز، توفير قناة فعّالة واسعة بما يكفي لتحقيق معدل نقل بيانات عالٍ للغاية في ظروف الازدحام.

4. 4K QAM

أعلى مستوى لتعديل التردد في تقنية واي فاي 6 هو 1024-QAM، بينما تصل تقنية واي فاي 7 إلى 4K QAM. وبهذه الطريقة، يمكن زيادة معدل نقل البيانات الأقصى لزيادة الإنتاجية وسعة البيانات، لتصل السرعة النهائية إلى 30 جيجابت في الثانية، أي ثلاثة أضعاف سرعة واي فاي 6 الحالية البالغة 9.6 جيجابت في الثانية.

باختصار، تم تصميم تقنية Wi-Fi 7 لتوفير سرعة عالية للغاية وسعة عالية ونقل بيانات منخفض التأخير عن طريق زيادة عدد المسارات المتاحة وعرض كل مركبة تنقل البيانات وعرض مسار السفر.

تقنية واي فاي 7 تمهد الطريق لإنترنت الأشياء عالي السرعة ومتعدد الاتصالات

يرى الكاتب أن جوهر تقنية Wi-Fi 7 الجديدة لا يقتصر على تحسين سرعة نقل البيانات القصوى لجهاز واحد فحسب، بل يتعداه إلى إيلاء اهتمام أكبر لنقل البيانات المتزامن عالي السرعة في سيناريوهات استخدام متعددة المستخدمين (وصول متعدد المسارات)، وهو ما يتماشى بلا شك مع عصر إنترنت الأشياء القادم. فيما يلي، سيتناول الكاتب أهم سيناريوهات إنترنت الأشياء:

1. إنترنت الأشياء الصناعي

يُعدّ عرض النطاق الترددي أحد أكبر معوقات تقنية إنترنت الأشياء في قطاع التصنيع. فكلما زادت كمية البيانات التي يمكن نقلها دفعة واحدة، زادت سرعة وكفاءة إنترنت الأشياء. وفي حالة مراقبة ضمان الجودة ضمن إنترنت الأشياء الصناعي، تُعدّ سرعة الشبكة عاملاً حاسماً لنجاح التطبيقات التي تعمل في الوقت الفعلي. وبفضل شبكة إنترنت الأشياء الصناعية عالية السرعة، يُمكن إرسال تنبيهات فورية في الوقت المناسب للاستجابة السريعة للمشاكل، مثل الأعطال غير المتوقعة في الآلات وغيرها من الاضطرابات، مما يُحسّن بشكل كبير إنتاجية وكفاءة شركات التصنيع ويُقلّل التكاليف غير الضرورية.

2. الحوسبة الطرفية

مع تزايد طلب الناس على الاستجابة السريعة من الآلات الذكية وأمن بيانات إنترنت الأشياء، سيميل الحوسبة السحابية إلى التراجع في المستقبل. تشير الحوسبة الطرفية ببساطة إلى الحوسبة التي تتم على جانب المستخدم، والتي تتطلب ليس فقط قدرة حاسوبية عالية، بل أيضًا سرعة نقل بيانات كافية.

3. الواقع المعزز/الواقع الافتراضي الغامر

تتطلب تقنية الواقع الافتراضي الغامر استجابة سريعة تتناسب مع تصرفات اللاعبين في الوقت الفعلي، وهو ما يستلزم سرعة استجابة عالية جدًا للشبكة. فإذا كانت الاستجابة بطيئة للغاية، يصبح الانغماس في التجربة مجرد وهم. ومن المتوقع أن يحل معيار Wi-Fi 7 هذه المشكلة ويسرع من تبني تقنيات الواقع المعزز/الواقع الافتراضي الغامرة.

4. الأمن الذكي

مع تطور أنظمة الأمن الذكية، أصبحت الصور التي تنقلها الكاميرات الذكية عالية الدقة بشكل متزايد، مما يعني تزايد حجم البيانات الديناميكية المنقولة، وبالتالي ارتفاع متطلبات عرض النطاق الترددي وسرعة الشبكة. في الشبكات المحلية، يُعدّ واي فاي 7 الخيار الأمثل على الأرجح.

في نهايةالمطاف

يُعدّ واي فاي 7 تقنية جيدة، لكن الدول حاليًا تتباين في مواقفها بشأن السماح بالوصول إلى شبكة الواي فاي على نطاق 6 جيجاهرتز (5925-7125 ميجاهرتز) كنطاق غير مرخص. لم تُصدر الدول بعد سياسة واضحة بشأن نطاق 6 جيجاهرتز، ولكن حتى في حال توفر نطاق 5 جيجاهرتز فقط، يُمكن لواي فاي 7 توفير سرعة نقل بيانات قصوى تبلغ 4.3 جيجابت في الثانية، بينما يدعم واي فاي 6 سرعة تنزيل قصوى تبلغ 3 جيجابت في الثانية فقط عند توفر نطاق 6 جيجاهرتز. لذلك، من المتوقع أن يلعب واي فاي 7 دورًا متزايد الأهمية في شبكات LAN عالية السرعة مستقبلًا، مما يُساعد المزيد من الأجهزة الذكية على الاستغناء عن قيود الكابلات.