الشبكات الشخصيةPersonal Area Network

الشبكة الشخصية PAN: هي شبكة صغيرة ومحدودة النطاق تستخدم لربط الأجهزة الإلكترونية الشخصية التي يستخدمها فرد واحد في محيطة القريب أو المباشر، مثل الهواتف المحمولة، الأجهزة اللوحية، أجهزة الكمبيوتر، الطابعات، السماعات، الأجهزة القابلة للارتداء، وغيرها من الأجهزة حيث تتيح هذه الشبكة للأجهزة إمكانية الاتصال ومشاركة البيانات فيما بينها في نطاق صغير جدًا [يمتد عادةً ضمن دائرة نصف قطرها 10 أمتار أو أقل]؛ مما يجعلها خيارًا مثاليًا للاستخدام في المنازل أو المكاتب الصغيرة.

تعتمد شبكة PAN على تقنيات اتصال قصيرة المدى مثل البلوتوث، وعلى الرغم من أن هذه الشبكات لا تحتوي غالبًا على جهاز توجيه يمنحها اتصالًا مباشرًا بالانترنت إلا أنه يمكن لبعض الأجهزة المتصلة بها [مثل الكمبيوتر] الاتصال بشبكة محلية LAN متصلة بالانترنت.

• الأجهزة أو المكونات المادية Hardware: هي الأجهزة التي تقوم بإدارة الشبكة وتشغيلها، مثل: بطاقات الشبكة network cards التي تمكن الأجهزة من الوصول إلى وسائط الشبكة حتى تستطيع الأجهزة الاتصال بباقي الأجهزة على نفس الشبكة لتبادل البيانات بينها بسهولة.
  
  
• البرمجيات أو البرامج Software: هي البرامج التي تستخدمها الأجهزة للتفاعل مع الشبكة؛ لأن الأجهزة تحتاج إلى أوامر حتى تعمل، والبرامج هي المسؤولة عن إصدار هذه الأوامر حسب البروتوكولات التي تحدد كيفية الاتصال بالشبكة وتنظم عملية تبادل المعلومات بين الأجهزة.
  
  
• أجهزة العميل Client Devices: هي الأجهزة النهائية التي يستخدمها الأفراد للوصول إلى الشبكة الشخصية PAN والاستفادة منها، وهي تشمل الهواتف الذكية، الأجهزة اللوحية، الكمبيوتر المحمول laptop، والساعات الذكية smart watches.
  
  
• وسائط الاتصال Connection Media: هي الوسائل أو الطرق التي تستخدم لنقل البيانات بين الأجهزة في الشبكات، وقد تكون سلكية مثل كابلات النحاس أو الألياف الضوئية، أو لاسلكية مثل البلوتوث bluetooth [وهو الأكثر استخدامًا في الشبكات الشخصية] أو تقنية الاتصال قريب المدى [NFC] Near Field Communication.

تتميز الشبكات الشخصية بالعديد من الخصائص، مثل:

• المتحكم في الشبكة الشخصية هو فرد وليس شركة أو مؤسسة.
  
  
• إعداد الاتصال في هذه الشبكة بسيط للغاية، سواء كان سلكيًا أو لاسلكيًا.
  
  
• يمكن للفرد ربط جميع أجهزته الشخصية ببعضها باستخدام الشبكة الشخصية PAN.
  
  
• يتم استخدام التقنيات اللاسلكية مثل البلوتوث غالبًا حتى يتمكن الفرد من استخدام الشبكة أثناء التنقل.
  
  
• الشبكة الشخصية PAN هي أصغر شبكة من شبكات الكمبيوتر وتخدم عادةً المحيط القريب؛ أما المدى الفعلي فيعتمد على التقنية والعتاد والبيئة وليس حدًا ثابتًا قدره 10 أمتار.
  
  
• تستهلك الشبكة الشخصية طاقة أقل مقارنةً بالشبكات الأخرى؛ مما يجعلها مناسبة للأجهزة المحمولة التي تعتمد على البطارية.
  
  
• تستخدم الشبكات الشخصية PANs بشكل شائع في تطبيقات انترنت الأشياء IoT لأنها تتيح توصيل الأجهزة المحيطة بالفرد، مثل الساعات الذكية مع الأجهزة الأخرى أو الانترنت بشكل مباشر.
  

تنقسم الشبكات الشخصية حسب وسيلة الاتصال المستخدمة إلى نوعين رئيسيين، هما:

• الشبكات الشخصية اللاسلكية WPAN: يعتمد هذا النوع على تقنيات الاتصالات اللاسلكية قريبة المدى مثل البلوتوث لربط الأجهزة ببعضها دون الحاجة إلى استخدام الأسلاك أو الكابلات؛ مما يوفر الراحة للمستخدمين خاصةً أثناء التنقل.
  
  
• الشبكات الشخصية السلكية: يعتمد هذا النوع على الكابلات أو الوصلات السلكية لربط الأجهزة ببعضها، ويتم استخدام تقنيات مثل USB لإنشاء هذه الروابط السلكية بين الأجهزة الموجودة ضمن نطاق مساحة العمل الشخصية للفرد.

وعلى الرغم من أن الشبكات الشخصية السلكية تختلف عن الشبكات اللاسلكية من حيث نوع الاتصال، لكنها تؤدي نفس الغرض الأساسي وهو ربط الأجهزة الشخصية ببعضها البعض لتسهيل تبادل البيانات والموارد.

• البلوتوث Bluetooth: ويستخدم لربط الأجهزة وتبادل البيانات عبر مسافات قصيرة تختلف باختلاف العتاد والبيئة؛ وقد تتجاوز 10 أمتار بكثير؛ مثل توصيل السماعات اللاسلكية، الفأرة mouse، ولوحة المفاتيح بأجهزة الكمبيوتر، كما يستخدم في العديد من التطبيقات الأخرى مثل الساعات الذكية والأجهزة المنزلية الذكية، ويعد البلوتوث هو أشهر التقنيات وأكثرها استخدامًا.
• الاتصال قريب المدى Near Field Communication [NFC]: ويستخدم لتبادل البيانات بين الأجهزة الإلكترونية عن طريق اقترابها من بعضها البعض على مسافة قصيرة عادةً أقل من 10 سنتيمترات، مثل عمليات الدفع الإلكتروني، بطاقات الهوية الذكية، وأنظمة التذاكر الإلكترونية في النقل العام التي تستخدم كجزء من البنية التحتية الذكية.
• النطاق العريض للغاية Ultra-Wideband [UWB]: تستخدم لنقل البيانات بسرعة عالية وهي معروفة بدقتها العالية في تحديد الموقع التي تصل إلى بضعة سنتيمترات، وبفضل هذه الدقة يتم استخدامها في تطبيقات التتبع اللحظي والأمان، ومن أمثلة تلك التطبيقات أنظمة الإنذار ضد السرقة التي يمكنها اكتشاف التحرك غير المصرح به للمواد أو المعدات.

• الناقل التسلسلي العالمي USB] Universal Serial Bus]: يستخدم لربط الأجهزة، ونقل البيانات عبر قناة اتصال واحدة، بالإضافة إلى توفير الطاقة الكهربائية للأجهزة التي يتصل بها، وقد مر الـ USB بعدة تحسينات مع مرور الوقت لزيادة سرعته وكفاءته.
  
  

• تقنية FireWire: تشبه إلى حد كبير USB من حيث الوظيفة، لكنها تستخدم لتوفير سرعة عالية في نقل البيانات بين الأجهزة، كما في الكاميرات الرقمية والأقراص الصلبة الخارجية، ومع ذلك فقد أصبحت أقل شيوعًا الآن بعد تطور إصدارات USB الحديثة.
  
  

• تقنية Thunderbolt: تستخدم بشكل أساسي لربط الأجهزة الخارجية بجهاز الكمبيوتر ونقل البيانات بينهما بسرعة عالية، وتعمل أيضًا على توسيع شبكة PCIe إلى الأجهزة الطرفية الخارجية، كما يمكن للإصدارات الأحدث [Thunderbolt 3 أو Thunderbolt 4] دعم توصيل شاشتين بدقة 4K بجهاز الكمبيوتر أو شاشة واحدة بدقة 8K.

شبكة منطقة الجسم أو الشبكة المحيطة بالجسم Body Area Network [BAN]: هي نوع من أنواع الشبكات الشخصية اللاسلكية التي تتكون من أجهزة استشعار صغيرة ومتنقلة، يمكن ارتداؤها أو حملها بواسطة المستخدم أو حتى زراعتها في الجسم، وتستخدم هذه الأجهزة لمراقبة البيانات الحيوية للجسم مثل: معدل ضربات القلب، درجة حرارة الجسم، مستويات النشاط، وغيرها من البيانات الأخرى، وتستخدم عادةً في الرعاية الصحية لتتبع بيانات المرضى وتحليلها.

شبكة الأجهزة القابلة للارتداء Wearable Network: هي شبكة شخصية تكون لاسلكية عادةً وتشمل مجموعة من أجهزة الكمبيوتر التي يمكن أن يرتديها الفرد؛ بما في ذلك أساور اللياقة البدنية، والساعات الذكية، ولها مجموعة واسعة من الاستخدامات بدايةً من الترفيه إلى الصحة واللياقة وحتى التواصل الاجتماعي حيث تمكن المستخدم من تتبع الأنشطة الرياضية، أو تلقي الإشعارات، ويتم توصيل تلك الأجهزة بالهواتف الذكية أو أجهزة الكمبيوتر لعرض البيانات وتحليلها.

الشبكة غير المتصلة بالانترنت Offline Network: تتكون هذه الشبكة من عدة أجهزة متصلة مع بعضها البعض دون الوصول إلى شبكة الانترنت أو أي شبكة خارجية أخرى، ويستخدم هذا النوع لتبادل البيانات أو مشاركة الموارد بالاعتماد على وسائل اتصال مثل الكابلات أو الاتصالات اللاسلكية المحلية ولكن دون الاتصال بالانترنت؛ ومن أمثلة ذلك مشاركة الملفات والطابعات مباشرةً بين الأجهزة، والغرض من استخدام الشبكة غير المتصلة بالانترنت غالبًا هو إما السهولة أو الأمان لأنها تكون غير معرضة للتهديدات عبر الانترنت.

المكتب الصغير/المكتب المنزلي [SOHO [Small Office/Home Office: يستخدم هذا النوع من الشبكات لإعداد شبكة أصغر منفصلة عن الشبكة الأكبر التي تستخدمها الأجهزة الأخرى الموجودة في المنزل مثلًا أو أي مكان آخر، وهي عبارة عن بيئة عمل صغيرة يمكن إدارتها من المنزل كبيئة عمل منزلية Home Office أو من مكتب صغير Small Office، وهي مثالية للمستقلين والعديد من رواد الأعمال الذين يفضلون العمل من المنزل.

• باستخدام الشبكة الشخصية PAN، يمكن مزامنة البيانات بين الأجهزة المتعددة بسهولة.
  
  
• اتصال الأجهزة في الشبكات الشخصية يعتمد على المسافة والعوائق والتداخل ودعم الأجهزة؛ ولا يضمن نطاق 10 أمتار اتصالًا مستقرًا.
  
  
• إمكانية توفير المساحة وتقليل الفوضى عند استخدام الشبكة الشخصية اللاسلكية؛ لأنها لا تتطلب وجود أسلاك.
  
  
• لا يتطلب إعداد الشبكة الشخصية PAN أي معدات متخصصة مثل باقي الشبكات، وبالتالي تكون مناسبة من حيث التكلفة.
  
  
• تدعم الشبكات الشخصية العديد من التطبيقات المختلفة؛ بما في ذلك مشاركة الملفات، وبث الوسائط، والاتصالات الطرفية، والمزامنة بين الأجهزة الشخصية.
  
  
• نظرًا لكون الشبكة الشخصية PANلاسلكية عادةً، فهي تتميز بقابلية النقل حيث يمكن نقل الأجهزة المتصلة بالشبكة بسهولة، ولا يتأثر تبادل البيانات حتى أثناء التنقل.
• تم تصميم الشبكات الشخصية لتوفير استهلاك أقل في الطاقة؛ مما يجعلها مفيدة وعملية للأجهزة التي تعتمد على البطارية، وهو ما يزيد من عمرها التشغيلي أو الافتراضي.
  
  
• تعتبر الشبكات الشخصية أكثر أمانًا مقارنةًبالشبكات الأخرى؛ لأنتبادل البيانات بين نقاط النهاية لا يحدث إلا بعد الحصول على إذن المستخدم، كما أن الشبكة الشخصية تقتصر على نطاق محدد وتتكون عادةً من أجهزة شخصية؛ مما يقلل من خطر التهديدات الخارجية.
  
  
• توفر الشبكة الشخصية PAN وسيلة سهلة للاتصال بين الأجهزة ضمن نطاق محدد حيث تسمح بتوصيل الأجهزة الطرفية بسهولة، مثل اتصال لوحات المفاتيح بأجهزة الكمبيوتر، وتسهل أيضًا التواصل بين الأجهزة الشخصية مثل الهواتف الذكية والأجهزة القابلة للارتداء، كما أنها تتيح ذلك دون الحاجة إلى إعدادات متقدمة؛ مما يجعلها الاختيار الأفضل للمستخدمين العاديين.
  

• معدلات نقل البيانات في الشبكات الشخصية أبطأ مقارنة بأنواع الشبكات الأخرى؛ مما يجعلها غير فعالة أحيانًا عند نقل الملفات الكبيرة.
  
  
• تتأثر موثوقية الاتصالات في الشبكة الشخصية بالحواجز المادية،أوالمسافة،أوالعوامل البيئية؛ مما يؤدي إلى مشكلات في الاتصال أحيانًا.
  
  
• قد تعاني الشبكات الشخصية اللاسلكية من التداخلأحيانًا مع الإشارات أو الترددات اللاسلكية الأخرى، مثل شبكات الـ Wi-Fi، والهواتف اللاسلكية.
  
  
• تكون الشبكات الشخصية اللاسلكية عرضة لمخاطر الأمان المختلفة غالبًا؛ لذا يجب على المستخدمين اتخاذ الاحتياطات التي تحميهم من تلك المخاطر.
  
  
• تغطي الشبكة نطاق محدود للغاية، وغالبًا ما يقتصر على حوالي 10 أمتار؛ مما يقلل من إمكانية الاتصال بالأجهزة إذا كانت موجودة على مساحة أكبر.
  
  
• قد لا تكون جميع الأجهزة متوافقة مع البروتوكولات أو التقنيات المستخدمة في الشبكات الشخصية [مثل البلوتوث]؛ مما يتطلب من المستخدمين امتلاك الأجهزة التي تدعم هذه التقنيات.
  
  
• دعم الإرسال إلى عدة أجهزة يعتمد على التقنية؛ فمثلًا يتيح Bluetooth Auracast بث الصوت من مرسل واحد إلى عدة مستقبلات متوافقة. لا يصح تعميم أن PAN تمنع البث المتعدد.
  
  
• عند استخدام الأشعة تحت الحمراء لنقل البيانات في الشبكات الشخصية اللاسلكية، لا تنتقل الأشعة إلا في خط مستقيم من نقطة إلى أخرى في مسار يسمى خط الرؤية أو خط البصر Line of Sight؛ ولهذا يجب أن تكون الأجهزة موجهة نحو بعضها البعض مباشرة كي تتم العملية بنجاح، ومن أمثلة ذلك هو جهاز التحكم عن بعد الخاص بالتليفزيون فهو لا يعمل إلا عند توجيهه مباشرةً نحو التليفزيون.