Categories
Communication Duniyar Waya Kimiyar Sadarwa

Yadda Wayar Selula take yin aiki

Yawancin mu a wannan lokaci wayar hannu ta zaka bangaren rayuwar mu, amma kuma nasan daga cikin tambayar da muke bukatar amsarta shine wai ya wayar hannun mu take iya kira ko ta amsa kira? Me yasa ake samun karni daban-daban a harkar sadarwa na waya?

https://youtu.be/r4M9kStH_cI

Bari mu fitar da sirrin dake karkashin yadda waya ke musayar bayanai tsakanin mutane.

Idan mutum yana magana lokacin amsa waya, muryar ka na shiga cikin wayar ta hanyar amsakuwar wayar (microphone), makirfun sai ta sauya muryar zuwa amo na kwamfuta (digital signal) da taimakon wadansu na’urori da suke jikin wayar.

Shi wannan sautin da ya koma digital signal ya koma 0 da 1 ne, ita kuma antena wayar tana amsar wannan signa na 0 da 1 sai ta tura shi waje ta hanyar fasahar wutar lantarkin tafiyar da sauti (Electromagnetic Wave).

Shi kuma Electromagnatic Wave sai ya aika da wannan 0 da 1 ta hanyar kakkabe yanayin halayya aikawa da sakon, wanda ya shafi hanyar da sautin zai bi, da makamantansu.

Misalin fasahar da electromagnatic wave ya aikawa da wadannan lambobi na 0 da 1, shi 1 yana da mita na sama (high frequency) ita kuma 0 na tafiya a mita ta kasa (low frequency).

Saboda haka,  idan ka kira wayar abokinka zai canza kira zuwa Electromagnetic Waves, ta haka zaka samu damar yin magana da shi.

Kodayake Electromagnatic Wave ba sa iya yin tafiya mai nisan zango, karfin su na iya ragewa ne saboda cin karo da wadansu abubuwa da suke tare musu hanya, wanda suka hada na’urorin wutar lantarki da gidaje da makamantansu.

Kai kodama ba don wadannan matsalolin ba Electromagnetic Waves ba zasu iya yin dogon zango saboda halittar duniya da Allah yayi ta a dunkulalliya.

Dalilin wannan matsaloli ne aka kirkiri Cell Towers ko sabis a Hausance a kimiyar sadarwa na wayoyin hannu. A Kimiyyar Sadarwa na wayar hannu taswirar duniya an tsara ta kamar gidan zuma (hexagonal) ko rami-rami (cell), kowane rami an ajiye mishi nashi sabis na waya da kuma hanyar sadarwar da zai yi amfani da ita.

Su kuwa wadannan sabis na waya dukkansu an hada musu wayoyi ne  ta karkashin kasa da wayar Fiber Obtic. Su kuma wadannan wayoyi na Fiber Obtic da aka shinfida su a karkashin kasa sun ratsa cikin tekuna domin hada alaka da kasashe da garuruwa.

Su wadannan electromagnetic wave da wayar ka ke fitarwa sabis din ka ce zata dauke su, sai ta sarrafa shi ta kuma canza shi ya koma wani irin signa na haske mai tafiya da tsananin sauri, su kuma wannan singa zai bi wayar da ta shiga kananan na’urorin da zasu aika da sauran bayanai.

Bayan kana nan na’urorin sun gama komai sai su aika zuwa sabis dake kusa da kai, da zarar wannan signa ta shiga wannan sabis sai ta canza shi ya koma wannan electromagnatic waves, nan take sai wayar abokinka ta karbi wannan signal, ita kuwa wannan signal sai ta canza ta dawo 0 da 1 wanda zai biyo cikin wadancan na’urorin da suke cikin wayar sai su fitar da sauti daga sifikar wayar.

Maganar gaskiya wayoyin selula da ake fadin cewar basa amfani da waya ta zahiri, wannan ba gaskiya bane, suna amfani da wayoyi domin aikawa da sauti da kuma sakwanni. Wannan shine yadda wayoyin hannu suke yin musayar bayanai a tsakanin su.

Har ila yau akwai tambayar da bamu bayar da amsar ta ba. Ana samun nasarar kiran waya ne tsakaninka da abokin ka a lokacin da sabis dinka ta aika da sakon signa zuwa sabis din abokinka. To amma yaya sabis dinka ke iya fahimtar wane sabis ne abokinka yake?

Hakan yana tabbata ne da takaimakon wani daki da ake kira da Mobile Switching Center (MSC), shi wannan dakin shi ya hada dukkan sabis din kowace unguwanni da ke kusa da shi.

Kafin mu ci gaba da bayani bari mu kara bayani game da wannan dakin na MSC, lokacin da ka sayi layin waya (SIM Card), dukkanin bayan da kayi rigistan layin ka yana ajiye ne a MSC, to wannan MSC shine zai zama MSC dinka.

Shi wannan MSC naka zai ajiye bayanan ka wanda suka da tsarin kiran wayarka, wurin da kake, da kuma abin da kake yi a kowane lokaci. Idan ka bar unguwarku wacce MSC din ka yake sai ka matsa gaba MSC na gaba zai zama sabon MSC naka a matsayin Bakon MSC (Foreign MSC).

Kana shiga bakon MSC zai aikawa da MSC dinka inda kake, a takaice dai MSC dinka yana sanin wane yanki kake. Domin fahimtar a wace sabis MSC’n mutum yake. Shi MSC yana amfani da wadansu dabaru ne guda uku.

  • Dabara ta farko shine ya sabunta wurin da mutum yake a kowane lokaci.
  • Dabara ta biyu lokacin da mutum ya bar MSC dinsa ya tafi wani MSC, duk MSC’n da yake zata ta cigaba da aikawa da MSC dinka labarin inda mutum yake.
  • Dabara ta karshe shine lokacin da mutum ya kunna wayarsa.

Bari mu bayar da misali ta hanyar hada wadannan dabaru domin mu kara fahimta.

Mu kaddara Ladi tana son kiran Tanko, lokacin da Ladi ta danna lambar Tanko, kiran zai sauka ne kai tsaye zuwa MSC din ita Ladin, da zarar lambar wayar tanko ta shiga MSC din Ladi sai su aika da kiran zuwa MSC’n Tanko, nan take MSC din tanko zasu duba suga yanzu yana wane MSC ne.

Idan aka yi sa a yana MSC din shi, nan take MSC dinsa zai hada kiran da Ladi tayi masa, bayan ta duba shin wayar na kunne ne, ko yana amsa wani kira. Idan komai lafiya lau ne, nan take kawai sai wayar sa ta fara kara.

Idan kuwa Tanko ba ya kusa da MSC dinsa, nan take MSC dinsa zai binkici bakon MSC din da ya ga Tanko da wurin da yake a halin yanzu. Shi kuma bakon MSC da yake shima zai biyo irin hanyar da muka fada dazu kafin wayar Tanko ta amsa kiran Ladi.

Muhimmancin mita da waya ke amfani wurin aikawa da kira (Frequency Spectrum)

Bari mu yi karin bayani game da muhimmancin mita da waye ke amfani da shi wurin musayar bayanai wanda ake kira da Frequency Spectrum a turance.

Wannan mitar ina son mai karatu ya fahimta irin mitar da muke kamawa na gidajen Rediyo ne, da zaka ji gidan Rediyo yace ana kamamu a Mita mai gajeran zango da mita kaza a babban zango.

Aikawa da 0 ko 1 a tsari na digital communication, kowane mutum za a bashi mitar da wayar shi zata yi amfani da shi. Saboda haka ita wannan mitar da wayar salula ke amfani da ita ba ta da yawa sosai, ga shi kuma akwai biliyoyin mutane da suke amfani da wannan wayar selula. Wannan matsalar an magance tane ta amfani da fasaha iri biyu.

  1. Hanya ta farko shine Frequency Slot Distribution
  2. Hanya ta biyu Multiple Access Technique

A fasaha ta farko (Frequency Slot Distribution) ana bawai kowace sabis na waya mitar ta na daban, a fasaha ta biyu kuwa (Multiple Access Technique) ana baiwa kowace wayar da take kunne ne mitar ta dake wannan sabis din

Karnonin Wayar Salula

Yanzu babban abin tambayar shine me yasa ake samun karni-karni a wayar Selula?

Karni na Farko First Generation (1G)

Karni na farko – 1G yana baiwa masu amfani da wayar selula damar amfani da wayar ba tare an hada da igiyar waya ba, amma kuma wayar 1G tana fama da manyan matsaloli guda biyu.

  1. Matsala ta farko ita ce hanyar da yake aikawa da ita na mara waya (wireless) to ita mitar tana tafiya kamar sautin makirho (analag signal), shi kuwa wannan sauti na analog abubuwa da yawa suna iya lalata shi, shi yasa sautin baya fita da kyau kuma babu tsaro a tare da shi.
  2. Matsala ta biyu shine amfani da fasahar Frequency Division Multiple Access (FDMA), wanda yake amfani da kowace mita da ya samu ba tare da amfani da ita yadda ya dace ba.

Wannan dalilai ne suka sa dole a fitar da wani karni na biyu a tsarin musayar bayanai na wayar selula.

Karni na Biyu – Second Generation (2G)

2G yana amfani da fasahar Digital Multiple Access wanda ake kira da CDMA (Code Division Multiple Access) ko TDMA (Time Division Multiple Access), a kuma karni na biyun ne aka shigo da tsarin amfani da data dake ba mutum damar aikawa sakon SMS da kuma shiga intanet.

Karni na Uku – Third Generation (3G)

A karni na uku an mayar da hankali ne wurin yadda za a kara aikawa da bayanai masu nauyi cikin sauki da hanzari ta hanyar amfani da dabarar WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) tare da kara bandwith na shiga intanet.

Karfin musayar bayanai da yakai 2Mbps ya sanya ake iya aikawa da saukonni masu nauyi kamar su GPS (Global Positioning System), kiran wayar intanet mai amfani da sauti (voice call) da kuma kiran waya na video (video call). Wannan canji da aka yi a wannan karni na uku shi ya sauya wayoyin selula na al’ada zuwa wayoyin komai-da-ruwanki (smartphones).

Karni na Hudu – Forth Generation (4G)

Karni na hudu shi kuma ya samu karfin musayar bayanai na Intanet daga 20 – 100 Mbps, wannan karfi ya dace da kallo manyan bidiyo masu kyau da karfi (HD Video) da kuma amfani da gidajen Talabijin. An samu wannan nasarar ne saboda amfani da fasahar OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) da fasahar MIMO (Multiple Input Multiple Output).

Ita wannan fasahar ta MIMO yana amfani da waya da mutum ke rikewa da su sabis a lokaci guda

Karni na Biyar – Fift Generation (5G)

Ita kuwa karni na biyar a fanni musayar bayanai na wayar selula wanda ake sa ran shigowarsa nan daga jimawa ba, ana fatan  bunkasar karfin musayar bayanai ta amfani da fasahar MIMO da kuma Milimeter Waves, hakan zai bayar da damar cimma nasar hada abubuwa da dama na fasahar Intanet-Don-Komai (Internet of Things – IoT), wanda ya hada da amfani da motoci marasa matuka, da amfani da gidaje masu aiki da kansu.

Wannan shine karshen bayani game da yadda wayoyin hannu suke yin aiki, da fatan mun fahimci yada din suke yin aiki.

Categories
Communication

Li-Fi: Kwan Lantarki Mai Saukar da Gig 224 a Dakika Guda

A wani sabon gaji da aka gabatar a garin Tallin an samu nasarar aikawa da sakon data mai nauyin Gibabait 1 a cikin dakika guda. Wannan wata sabuwar hanya ce da ake ganin zata kawo gagarumin nasara a fagen aikawa da sakwonni masu nauyi da girma nan ba da jimawa ba ta hanyar amfani da tsarin Wireless.

Wi-Fi wacce ita ce hanyar da ake amfani da ita a wannan lokaci wacce ake ganin tana da matukar sauri wurin aikawa da sakon data, a sabuwar hanya da ake da ita wacce take tafiya ta 5GHz ana iya aikawa da data mai nauyi Megabait 600 a cikin dakika guda. Wannan sabon tsari na Li-Fi ana sa ran zai iya aikawa da data wacce takai nauyi Gigabait 224 a cikin dakika guda.

Yanayin yadda ake sa ran aiki da haske wurin aikawa da data ta fasahar Li-Fi
Yanayin yadda ake sa ran aiki da haske wurin aikawa da data ta fasahar Li-Fi

Li-Fi wanda za ka iya kira cewar kwan lantarki ne irin wanda muke amfani da shi a gidajenmu, ko kuma irin wanda ake samun kananan kwai na Tocilar zamani mai kananan fararan kwayaye sai dai shi an dan kara mishi wani sinadari da kuma saka mishi wayoyi wadanda za ayi amfani da su wurin aikawa da data. Haka shi wannan Li-Fi yana bukatar wata na’ura ta musamman wacce zata rika fassara sakon da wannan kwan zai rika aikowa kasancewar shi wannan kwai zai rika yin amfani da tsarin Binary ne kai tsaye shi kuma wannan na’urar ta na fassara shi zuwa data da mutum zai yi amfani da shi wurin bude intanet.

light-emitting diode
Irin wadannan kwayaye su aka fi kira da LED light-emitting diode da shi ake amfani wurin fasahar Li-Fi.

Idan hakan ta tabbata ana sa ran mutum zai iya sauke DVD namu na gida mai nauyi Gigabait 4.7 daga intanet ta hanyar wireless har guda 29 a cikin dakika guda.

Wannan ba karamin nasara ba ce idan aka yi la’akari da hasashe da ake da shi idan shekarar 2019 ta zo ana sa ran a kowane wata za a rika yin amfani da kimanin Gigabait Billion 37 na data, wanda hakan yana nuna bukatar wannan fasahar kasancewar Wi-Fi ba zai iya bayar da wannan ba.

Wi-Fi wanda ya ke amfani da tsarin aikawa da sako ta hanyar Radio Frequency yana da iyaka da kuma wadansu matsaloli wanda ya dangance shi, da wannan dalili ne ya sanya ake tunanin cewar a watan wata rana za a wayi gari ba za a iya amfani da Wi-Fi ba.

Matsalar Wi-Fi ba a nan ta tsaya ba, domin idan mutum na tunanin aikawa da sako ta hanyar Wi-Fi ita wannan hanyar tana samun wahalar hanyar da za ta bi domin ta kai sakon da ake turawa. Wannan ba ana magana da irin sakon da mutum zai amfani da wayarsa ko kwamfuta da kwamfuta ya aika ba. A nan ana maganar aikawa da sako na Wireless da ake amfani da shi domin samarwa da mutane Intanet a wurare mai fadi.

Shi wannan sako da ake amfani da wireless a aika shi, yana fama da matsalolin na bango ko kofofi da suke iya kare mishi hanya da zai yi amfani da ita wurin kaiwa zuwa ga na’urar da aka aike shi. Idan kuwa aka zo ga maganar aikawa ba baban data to Wi-Fi sai a hankali.

Li-Fi wanda ake kiranshi da Light Fidelity shi kuwa yana bangaren fasahar Electromagnetic Spectrum wanda ake amfani da Radio Waves, sai dai shi Li-Fi yana amfani da fasahar tafiyan haske ne fiye da radio wave sau 10,000.

Yadda fasahar Electromagnetic Spectrum ta ke yin aiki wurin aikawa da sako
Yadda fasahar Electromagnetic Spectrum ta ke yin aiki wurin aikawa da sako

Wannan ya ke nuna cewar Li-Fi yana iya amfani da hanya mara iyaka wurin aikawa da sakwanni. Maimakon ace zai yi amfani da hanya guda kamar Wi-Fi wurin aikawa da sako, wannan fasahar tana amfani da siririyar hanya wacce ta fi na Wi-Fi sirantaka, sannan kuma za ta kuma raba kanta har sama da gida dubunnai domin isar da wannan sako.

Haka ita wannan fasahar ta Li-Fi za ta yi amfani da tsari ne na LED Light wato kwan lantarki da muke amfani da shi domin haskaka dakunan mu. Domin kwan lantarki idan ka kunnashi kana ganin haske ne, amma a zahiri wutar bata tsayawa, tana kashe kanta ta kunna kanta cikin sauri ta yadda ido baya iya ganin mutuwar wannan wutar.

Wannan fasahar dai ta fara bayyana ne ta hannun wani Farfesa dan asalin Kasar Jamus mai suna Harald Haas, Malami a Jami’ar Edinburgh da ke kasar Amura wanda ya bayyana yadda ita wannan sabuwar fasahar za ta rika yin aiki. Tun a cikin shekara 2011 ya gabatar da gwaji na farko a wani babban taro da ake yi domin nuna bunkasar fasaha a kowane bangare a duniya TED.

Herald Haas wanda ake ganin shi ne mutumin da ya kirkiro da wannan fasaha ta Li-Fi
Herald Haas wanda ake ganin shi ne mutumin da ya kirkiro da wannan fasaha ta Li-Fi

Haas ya ce abin da ake bukata dan kadan ne domin ganin samun saukin aikawa da data. Domin ya ce ya lura da amfani da Radio Mars da sama da miliyan 10 da ake da su a kasar Amurka da kuma amfani da kamanan wayoyin hannu fiye da biliyan 8. Sannna kuma yaga yadda kodawane lokaci bunkasar fasaha da kimiyar kera-kere kullum kara gaba ta ke yi, ya sanya ya yi tunanin yadda zai mayar da hasken wutar lantarki zuwa wata hanya da za ayi amfani da ita wurin aikawa da sakon data.

Ya ce mutane suna bukatar wannan dan kwai wanda za a iya kara sinadarinsa a cikin kwan lantarki da muke amfani da shi yau da kullum sannan kai kuma ka sani yar karamar na’ura wacce take iya fahimtar sakon da wannan haske ya ke aikawa domin kai kuma ka yi amfani da shi a matsayin data na shiga intanet.

Yanzu dai haka tuni an fara kera su irin wadannan kwayaye domin ci gaba da gwajin da ake yi na ganin tabbatuwar wannan fasaha. Sai dai Farfesa Haas ya ce wannan fasahar ko kadan ba tana neman kashewa Wi-Fi ka suwa ba ne. In da masana suke ganin idan har wannan fasahar ta tabbata to babu wani abu da za ayi da Wi-Fi.