ניתוח כיסוי וקיבולת של רשת WiFi

 נסה פעילות מעשית בהנדסה

רשת אלחוטית המשיכה להיות נושא מעניין מאוד בחברת התקשורת של ימינו, שכן היא נותרה הבסיס למחקר ופיתוח של טכנולוגיות ויישומים ברשת המתפתחים. עבור רוב הטכנולוגיות והיישומים האלחוטיים, נראה כי WiFi נמצא בשימוש נרחב בגלל הפשטות והגמישות שלו. לפיכך, שיתוף התלמידים הצעירים בפעילות מעשית שעוזרת להם להבין את התיאוריה מאחורי טכנולוגיית ה-WiFi היא בעלת משמעות רבה, שכן היא תאפשר להם טוב יותר להעריך את הטכנולוגיה האלחוטית שמפעילה את משחקי הווידאו שלהם בבית, במגרש המשחקים ובבית הספר.

מבחינה פרגמטית, בתקופה האחרונה ואפילו היום, WiFi הפך לחלק מהותי מהחיים מכיוון שבני אדם דורשים קישוריות בעלת ביצועים גבוהים. זה מחייב שמומחים יהיו בעלי ניסיון דיגיטלי וטוב בתכנון רשתות WiFi העונות על הדרישות הללו. ניסיון כזה כולל הכרת מספר המכשירים התומכים ב-WiFi, כלומר צומת ומסופים, שניתן לתמוך בהם בו-זמנית בהתבסס על רוחב הפס הזמין ומספר ממשקי הרדיו של WiFi. אלה נדרשים כדי להבין את ניתוח הביצועים של כיסוי וקיבולת WiFi, מכיוון שהשהייה גבוהה ונפילות אינן מקובלות עוד. הבנת הקשר בין כיסוי ליכולת, ובכך הופכת למפתח באיזון שני המרכיבים.

רשתות WiFi מבוססות על טכניקת גישה אקראית שבה תחנה או מסוף נייד תופסים את המדיום המשותף בהסתברות; טכניקה כזו קובעת את ביצועי התפוקה הממוצעים של המערכת וכן את ההוגנות בין המשתמשים. מצד שני, הכיסוי (כלומר טווח התקשורת) של נקודת גישה/תחנת בסיס קובע את מספר המשתמשים שיכולים להתמודד על ערוץ ה-WiFi בכל פעם שיש להם נתונים להעביר. לצורך ניתוח הכיסוי, כאשר מסוף נייד נמצא בטווח התקשורת של נקודת גישה, המסוף מחובר באמצעות קישור פיזי (אלחוטי), ואפשר שמסוף כזה יהיה מחובר למספר נקודות גישה בו-זמנית אך לא אומר שהמשתמש יכול לשדר בו זמנית. מצד שני, עבור ניתוח הקיבולת, אם נקודת גישה משרתת מספר מסופים ניידים באזור הכיסוי שלה, תפוקת המערכת של נקודת הגישה יורדת באופן תיאורטי ביחס למספר המסופים המחוברים.

לָכֵן, קיבולת וכיסוי הם מושגים בסיסיים ברשתות אלחוטיות שילדים וסטודנטים צעירים יותר (קדם אוניברסיטה) צריכים להיחשף אליהם, וחשיפה כזו צריכה להתחיל מלכתחילה ללמד אותם כיצד נוצרת טופולוגיית רשת וכיצד מחושב התפוקה/קצב הנתונים של תעבורת המשתמש. מסיבה זו, מתמקדים בפעילות מעשית on יצירת טופולוגיית רשת אקראית של נקודות גישה WiFi ומסופים ניידים, הגדרת טווח התקשורת לקישוריות כדי להבין את הכיסוי, והשימוש במשפט קיבולת שאנון למודל הקיבולת המקסימלית של נקודת גישה עם מסוף נייד מחובר יחיד. מושגי היסוד יוסברו בבירור לתלמידים באמצעות הפעילות המעשית הכוללת סימולציה גרפית של טופולוגיית רשת אקראית וחישוב תיאורטי של התפוקה הממוצעת. בעוד שפעילות מעשית זו מיועדת לתלמידים בטווחי הגילאים 11-13 ו-14-18 שנים, היא תובן יותר לתלמידי תיכון ואלו המתכוננים לקולג' ויש להם רקע בסיסי כלשהו בתכנות, כלומר , הם יכולים לקרוא ולהבין כמה שורות קוד פשוטות.

תחומי נושא

• אלחוטי
• רשת

טווח גילאים של תלמידים

• שנים 14-18