نشرت تحت تصنيف ALL، Wireless - Protocols

حساب القدرة في الشبكات اللاسلكية



القياس و الوحدات في الشبكات اللاسلكية يرتبط بها أكثر مما يرتبط في أي مجال شبكي آخر و ذلك لأن الشبكة اللاسلكية تعتمد علي انتشار الموجات و التي لابد من معرفة مستوي قوتها علي مستوي انتشار الإشارة من أول ارسالها و حتي استقبالها

و تعتبر وحدة الوات watt هي الوحدة الأساسية لقياس الإشارة اللاسلكية اللمرسلة أو المستقبلة من جهاز ما و تسمي Absolute Measurements of Power

قد نحتاج وحدات أخري للتعبير عن التغير في الإشارة من فقد أو كسب عند دخولها أو خروجها من وسط ما تسمي Relative Measurements of Power

حيث أنه لن تسعفنا وحدات القدرة العادية مثل الوات بل نستخدم وحدات الديسيبل التي تعبر عن هذا التغير مثل dB و dBi و dBm و dBd

و سنتكلم عنها ان شاء الله حالا

الوات

الوات هو القيمة الفعلية للقدرة و سميت علي اسم العالم الاسكتلندي جيمس وات أحد علماء القرن الثامن عشر

و يعبر الواحد وات عن القدرة التي صنعها مرور تاير بقيمة واحد أمبير عبر فرق جهد مقداره واحد فولت

و لتقريب هذا الأمر سنأخذ مثال مضخة مياه تنظيف السيارت حيث يعتمد قوة خروج الماء من الخرطوم علي عاملين أولهما قوة ضغط المضخة و ثانيهما هو مقدار الماء الموجود في الخرطوم

و تعتبر القدرة هي قوة خروج المياه بينما يكون ضغط المضخة معبرا عن الجهد و أما التيار فيماثله الماء الموجود بخرطوم المضخة

تقاس القدرة من خلال هذه المعادلة

P=V*I

حيث تعتبر P هي القدرة و تقاس بوحدة الوات

V هي الجهد الكهربي للإشارة voltage و يقاس بوحدة الفولت volt

I و التيار الكهربائي current و يقاس بوحدة الأمبير A

الميللي وات

يعتبر المللي وات جزء من ألف جزء من الوات كما هو الحال مع المتر و المللي متر أو الكيلوجرام و الجرام فمثلا نقوم بالتعبير عن قدرة ارسال الأكسس بوينت ب30mw أي 0.03 وات

و سبب استخدام في شبكاتنا اللاسلكية الواي فاي و التي تعمل بمعايير 80.211 تكون قيم التعامل مع قدرة الإشارة في حدود أقل بكثير من الوات و ذلك للتعبير عن تكبير اشارة بواسطة هوائي أو اضمحلالها بواسطة كابلات

و غالبا ما تكون القدرة المستخدمة في اشارات شبكات الواي فاي ما بين 100 ميللي وات الي 200 ميللي وات اللهم فيما يختص بالشبكات اللاسلكية الخارجية point to point حيث تتعدي القدرة الي 250 ميللي وات

غالبا ما تتدخل الدول أو المنظمات الحكومية التي يتم تصميم الشبكات فيها بتحديد مقدار القدرة الخارجة من هوائيات الشبكة

Decibel (dB)

النصف الأخير من الديسيبل “بل” Bel نسبة الي العالم جراهام بل مخترع الهاتف و النصف الأول “ديسي” Deci لأن الوحدة مكونة من عشر قيم 1 الي 10

و أول ما يجب أن تعرفه عن الديسيبل هو أنه وحدة مقارنة قدرة و ليس وحدة قياس قدرة

أي أنها وحدة للتعبير عن ناتج مقارنة بين قيمتين مثل قدرة اشارة هوائي استقبال و آخر ارسال في الشبكة الاسلكية أو مخرج و مدخل اشارة مثل المكبرات كما بالشكل


علي سبيل المثال يقوم أكسس بوينت بإرسال بيانات بقدرة 100 mw و من ثم يقوم لابتوب 1 بإستقبال هذه هذه البيانات بمستوي قدرة 10 mwبينما يقوم لابتوب أخر باستقبال نفس البيانات بمستوي قدرة 1 mw

و علي هذا يكون فرق مستوي قدرة الإشارة بين الأكسس بوينت و اللابتوب الأول هو 100:10 أي 10:1 أي 1 بل

و يكون فرق مستوي قدرة الإشارة بين الأكسس بوينت و اللابتوب الثاني هو 100:1 أي أي 2 بل

و يكون مستوي القدرة بين اشارتي اللابتوب الأول و الثاني هو 10:1 أي 1 بل أيضا

و نستطيع حساب هذا بواسطة اللوغاريتمات و التي تبسطها هذه المعادلة



حيث dB هي قيمة القدرة بالديسيبل و هي واحد من عشرة أجزاء من بل

P1/P2 هي النسبة بين قيمتي القدرة

و لبيان هذا الأمر نأخذ مثال المكبر فلو أن دخل المكبر بقدرة 10 mw و خرجه 100 mw فهذا يعني أن كسب أو قيمة تكبير المكبر هو 10 dB

و لكن ما السبب إذن وراء استخدام قيم الديسيبل رغم أن استخدام قيم الوات أو المللي وات تقوم مقامها

بالنظر للجدول التالي و الذي يبين كيفية التعبير عن تغير قيم القدرة تستطيع أن تري مدي سهولة التعبير بقيم الديسيبل عن الوات


سهل جدا أن أقول أن قدرة الأكسس بوينت قد تناقصت بقيمة 40 ديسيبل عن أعبر بأنها تناقصت بقيمة 0.0001 ميللي وات

Decibel Milliwat dBm

يعتبر dBm هو وحدة مستوي القدرة مقارنة بالواحد ميللي وات و هي تعتمد علي الحساب بواسطة اللوغاريتمات حيث يعبر عن 1 ميللي وات بـ 0dBm و يسمي بالصفر المطلق و بنفس المنطق يكون 100 mw مساويا لـ 20 dBm

فعلي سبيل المثال في هذا المثال من الطبيعي جدا أن يكون ناتج المعادلة بوحدة dB فقط الا أنه بوجود 1 mw كمرجع في أساس اللوغاريتم فتم حساب مستوي القدرة بوحدة dBm

Power (in dB) =

10 * log10 (50/1) =

10 * log10 (50) =

10 * 1.7 =

17 dBm

و بالمثل أيضا يتم حساب القدرة بوحدة dBw عند المقارنة في اللوغاريتم بـ الوات 1 W

و هذه المعادلة تبين العلاقة المباشرة بين القدرة بالوات و الديسبل مللي وات


Decibel Isotropic dBi

Decibel dipole dBd

في الهوائيات يتم استخدام هذه القيم علي نطاق واسع جدا لقياس كسب الهوائي و تكون القيمة الأساسية التي تتم حساب مستوي الإشارة بالنسبة لها هي قيمة الهوائي dBi أو dBd

dBi عندما يتم الحساب بالمقارنة بهوائي المثالي isotropic antennas و هو هوائي غير موجود في الحقيقة و يستخدم رياضيا فقط للتعبير عن الهوائي الذي ينشر الموجات في جميع الإتجاهات بشكل مثالي جدا

dBd و يتم الحساب بالمقارنة بهوائي ثنائي القطب dipole antenna

و الشائع هو الحساب بالمقارنة بالهوائي المثالي dBi و هو المستخدم من قبل سيسكو و FCC

و عموما فالفرق بين القياسين هو 2.14 حيث


انتهي

نادر المنسي


المعلق:

مهندس عربي يطمح و يساعد في الرقي بالمحتوي العربي للتكنولوجيا عبر ترجمة و اعداد مقالات و كتب علمية في مجال الشبكات و الإتصالات السلكية و اللاسلكية

رأي واحد على “حساب القدرة في الشبكات اللاسلكية

اترك رد

إملأ الحقول أدناه بالمعلومات المناسبة أو إضغط على إحدى الأيقونات لتسجيل الدخول:

شعار وردبرس.كوم

أنت تعلق بإستخدام حساب WordPress.com. تسجيل خروج   /  تغيير )

Google+ photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Google+. تسجيل خروج   /  تغيير )

صورة تويتر

أنت تعلق بإستخدام حساب Twitter. تسجيل خروج   /  تغيير )

Facebook photo

أنت تعلق بإستخدام حساب Facebook. تسجيل خروج   /  تغيير )

Connecting to %s