الواي فاي: الشبكة عبر الهواء

طريقان إلى نفس الفكرة

قبل أن تبدأ

الفكرة الجوهرية

1النطاقات: السرعة مقابل المدى

كلما ارتفع التردد زادت البيانات التي تحملها الموجة، وقلّ ما تعبره من جدران وأثاث. لهذا ترى الجوال يتصل بـ 5 GHz قرب الراوتر، ثم يعود إلى 2.4 GHz في الغرفة البعيدة.

كل 3 dB تعني نصف الطاقة. لاحظ أن 6 GHz يخسر نحو 8 dB أكثر من 2.4 GHz على المسافة نفسها.

import math

# free-space loss: how much signal is gone after d metres at f MHz (no walls yet)
def loss_db(d_m, f_mhz):
    return 20 * math.log10(d_m) + 20 * math.log10(f_mhz) - 27.55

for f in (2437, 5500, 6500):
    row = "  ".join(f"{d:>2}m:{loss_db(d, f):5.1f}dB" for d in (1, 5, 15))
    print(f"{f} MHz  {row}")
print("each concrete wall costs roughly another 10-15 dB")

2القنوات: لماذا 1 و6 و11؟

في 2.4 GHz يفصل بين القنوات 5 MHz فقط، لكن كل قناة تحتاج نحو 20 إلى 22 MHz. فالقناة 3 تتداخل مع 1 و6 معًا. لو اختار كل جار قناة عشوائية لتشوّشت كل الشبكات. القاعدة: 1 أو 6 أو 11 فقط.

جرّب picks = [1, 4, 8, 11] لترى لماذا لا تكفي القنوات الأربع.

def centre(ch):              # 2.4 GHz channel centre in MHz
    return 2407 + 5 * ch

def overlap(a, b, width=22):
    return abs(centre(a) - centre(b)) < width

picks = [1, 6, 11]
print("1/6/11 clash?", any(overlap(a, b) for a in picks for b in picks if a < b))
print("channel 3 clashes with:", [c for c in range(1, 12) if c != 3 and overlap(3, c)])

3الأجيال: من Wi-Fi 4 إلى Wi-Fi 7

الأسماء التجارية (Wi-Fi 6 و7) بديل أسهل لأسماء المعايير (802.11ax و802.11be). كل جيل يضيف طرقًا لنقل بيانات أكثر في الوقت نفسه ولخدمة أجهزة أكثر معًا، لكن السرعة الفعلية يحددها أضعف طرف: جوال قديم لا يستفيد من راوتر Wi-Fi 7.

4الأمان: من WEP إلى WPA3

في الواي فاي يستطيع أي أحد في المدى أن يلتقط الإشارة، فالتشفير ليس اختيارًا. WEP مكسور منذ سنوات، وWPA2 مع كلمة مرور ضعيفة يمكن تخمينها بعد التقاط المصافحة. WPA3 يستخدم SAE: كل محاولة تخمين تحتاج تواصلًا حيًا مع الراوتر، فلا يمكن التخمين بلا اتصال.

مثال محلول

المسألة: شقة من ثلاث غرف، الراوتر في غرفة الجلوس، والإشارة في غرفة النوم البعيدة ضعيفة ومتقطعة. تطبيق المسح يُظهر أن ست شبكات للجيران على القناة 6. ماذا تفعل؟ الحل: (1) انقل الراوتر لمكان مرتفع ووسط الشقة بعيدًا عن المرايا والمطبخ. (2) غيّر قناة 2.4 GHz إلى 1 أو 11 حسب الأقل ازدحامًا. (3) فعّل 5 GHz للغرف القريبة. (4) إن بقيت الغرفة ضعيفة فاستخدم نظام Mesh أو نقطة وصول ثانية بكابل، لا مقوّي إشارة رخيصًا يقسم السرعة على اثنين.

خرافة مقابل حقيقة

أين تقابله في العمل

اختبر فهمك

بطاقات مراجعة سريعة

تحقق من فهمك