Sistemet e komunikimit të rrjeteve pa tela

## Komunikimi pa tela 
Termi “pa tela” iu referohet faktit që pajisjet në një rrjet nuk lidhen në asnjë mënyrë me kabllo apo tela tjerë përçues. Komunikimi pa tela nënkupton dërgimin e të dhënave nga një pikë në tjetrën pa përdorim të kabllove. Një transmetim i këtillë ndodhë përmes radio sinjaleve. Lloje të ndryshme të radio sinjaleve përdoren për transmetim, varësisht nga pajisjet që përdoren si dërgues/pranues. Dallimi mes radio sinjaleve qëndron në gjatësitë valore, frekuencat ku përdoren dhe aplikimi në jetën e përditshme. Disa nga to janë:

* Radiofrekuencat
* Valët infra të kuqe
* Mikrovalët
* Drita e dukshme

#### Transmetimi i radiofrekuencave 
Ndryshe shkurt RF, kanë rang nga 3 kHZ te 300 GHz. Përdoren te komunikimi pa tela sepse mund të transmetohen mespërmes objekteve dhe në distanca të mëdha. Kanë gjerësi brezi të ulët për transmetim të të dhënave. Transmetimi i tyre bëhet nga antena. Njihen si llojet e para të sinjaleve që kanë pasur zbatim në komunikimin pa tela. Përdorimi ka qenë i madh, ndërsa edhe sot përdoren si bazë për shumë teknologji të reja.

#### Transmetimi infra i kuq 
Rrezatimi infra i kuq ka gjatësi valore më të mëdha se drita e dukshme. Te spektri elektromagnetik qëndrojnë në mes të mikrovalëve dhe dritës së dukshme. Nuk kalojnë në objekte të ngurta. Përdoren për kontrollim të sigurisë, te telepiloti dhe komunikimet me rang të shkurtër. Për t’u mundësuar komunikimi, kërkohen një transmetues LED dhe një pranues fotodiodë. Transmetuesi LED e dërgon sinjalin në formë të dritës së padukshme i cili pranohet nga fotoreceptori. Burime dhe destinacione mund të jenë: televizori, telefonët, sistemet e sigurisë, laptopët, etj.

#### Transmetimi i mikrovalëve 
Janë formë që kanë gjatësi valore nga një metër deri te një milimetër. Frekuenca dallon nga 300 MHz - 300 GHz. Përdoren për distanca më të mëdha dhe janë më pak të kushtueshme. Nuk kalojnë përmes ndërtesave. Moti i keq ndikon në dobësimin e tyre. Në këtë mënyrë transmetimi, të dhënat ose informacioni mund të transferohen duke përdorur dy metoda. Njëra është përmes satelitëve, ndërsa tjetra është metoda tokësore. Te metoda e parë bëhet transmetimi/marrja e sinjaleve mes satelitëve që ndodhen në orbitën e Tokës 22,300 km larg dhe antenave të vendosura në Tokë në frekuenca prej 11 GHz-14 GHz. Metoda tokësore përfshin dy kulla mikrovalore të cilat janë të vendosura përballë njëra-tjetrës dhe operojnë në frekuencat nga 4 GHz-6 GHz, me shpejtësi transmetimi 1 Mbps deri te 10 Mbps.

#### Transmetimi i dritës së dukshme 
Drita e dukshme është rrezatim elektromagnetik që ka gjatësi valore me rang të shtrirë mes rrezatimit infra të kuq dhe atij ultraviolet. Frekuenca shtrihet prej 430-750 THz. Mund të jenë të formës njëdrejtimshe (si laseri).

## Llojet e teknologjive të komunikimeve pa tela 
### Telefonia celulare 
Si një prej nevojave që u shfaq pas popullarizimit të telefonisë ishte mundësia që telefonat të barten me vete dhe përsëri të mundësohet thirrja në distanca të mëdha. Një kërkesë e këtillë çoi në fillimin e hulumtimeve për një teknologji të re që e mundëson lëvizshmërinë dhe në fillim të viteve të 70’-ta u prezantua për herë të parë telefonia celulare dhe telefoni i parë mobil. Një teknologji e këtillë mundëson komunikimin në distancë të dy pajisjeve të cilat janë në lëvizje, e të cilat nuk kanë nevojë të jenë të lidhura me kabllo sikur telefonat klasikë. Kompania që ofron shërbime të këtilla ka për detyrë të lokalizojë (gjurmojë) përdoruesin dhe nëse ka kanale të lira, t’ia mundësojë thirrjen.

Arsyeja pse quhet telefoni celulare qëndron në faktin se kërkohet një ndarje në celula (qeliza) e regjioneve të cilat mbulojnë shërbimet e telefonisë, për shkakun se pajisjet që kryejnë gjurmimin e krijimin e lidhjes nuk kanë shtrirje të gjerë dhe humbasin efikasitetin nëse distanca është e madhe. Secila qelizë (me madhësi të ndryshme, varësisht nga zona) ka në përbërje një stacion bazë (BS) i cili kryen punën kryesore të pranimit dhe marrjes së sinjaleve përmes antenës që e posedon. Secili stacion bazë kontrollohet nga qendra e komutimit, e cila ngjashëm si te telefonia klasike ku kanalet duhej të ndaheshin para se të krijohej lidhja, duhet të kontrollojë nëse ka kanale të lira para se të krijohet lidhja dhe ta realizojë atë ose jo. Kjo qendër kontrolluese quhet *Mobile Switching Center* (MSC) dhe si detyrë tjetër ka edhe faturimin e regjistrimin e thirrjeve.

Meqë dihet se frekuenca është burimi më i çmuar për teknologjitë, nuk është e mundur që një kompani të shfrytëzojë të gjitha burimet e frekuencave, por iu ndahen nga shteti sipas rregullativave për shfrytëzim. Mirëpo, përveç faktit se frekuencat janë të limituara, edhe përdorimi i frekuencave të njëjta nuk është efikas, meqë do të çonte në interferimin e thirrjeve. Një faktor kyç i telefonisë celulare është ripërdorimi i frekuencës. Meqë ndarja e zonave gjeografike bëhet me qeliza, nuk lejohet që qelizat fqinje të përdorin të njëjtën frekuencë, meqë do interferonin njëra-tjetrën. Ripërdorimi i frekuencës nënkupton që një rregull i përgjithshëm të zbatohet në të gjitha qelizat, ku ato fqinjet të mos përdorin të njëjtën, por kur të arrihet një distancë e caktuar, qeliza jofqinje mund të përdorë të njëjtën frekuencë.

Thirrja realizohet ashtu që thirrësi e shtypë numrin me të cilin dëshiron të bisedojë në telefonin e tij dhe telefoni dërgon të dhënat në stacionin bazë më të afërt. Stacioni bazë dërgon sinjal te MSC dhe MSC dërgon sinjal te zyra qendrore (CO) për të verifikuar nëse i thirruri është i çasshëm. Nëse po, lidhja dërgohet te MSC e cila gjurmon për lokacionin e të thirrurit duke dërguar sinjale në çdo qelizë të cilën e mbulon. Nëse gjendet (i përgjigjet telefoni i të thirrurit), caktohet një kanal për komunikim.

Ajo çka e veçon telefoninë celulare nga tjerat është lëvzishmëria. Një përdorues bashkë me telefonin e tij ka mundësi të kalojë në zona të ndryshme dhe përsëri të ketë mundësi të telefonojë. Kjo mundësohet nga procesi i *handoff*—it. Detyrë e MSC është të gjurmojë të gjithë telefonat celularë që i ka nën menaxhim dhe të monitorojë nivelin e fuqisë së sinjalit . Nëse ky nivel bie nën një masë të caktuar, MSC ka për detyrë të ndërrojë kanalin dhe thirrjen ta bartë në një kanal të ri. Kjo ndodhë kur përdoruesi lëvizë nga një qelizë në tjetrën, ku meqë niveli i fuqisë së sinjalit bie, duhet që thirrja të kalojë nën menaxhimin e stacionit bazë tjetër. Nëse kërkohet që kur të kemi dobësim të shkëputet fillimisht thirrja me stacionin bazë dhe të krijohet me tjetrin, ky quhet *handoff i* fortë (hard). Nëse MSC komunikon me dy stacione bazë në të njëjtën kohë dhe kur kemi dobësim nuk nevojitet shkëputje e thirrjes, por automatikisht bartet thirrja te BS tjetër, kjo quhet *handoff* i butë (soft). Përgjatë viteve janë krijuar teknologji të ndryshme që kanë parimet e njëjta sikur telefonia celulare klasike, por që kanë bërë përmirësime të ndryshme duke iu përshtatur nevojave dhe kërkesave të klientevë, andaj në tabelën 1 janë paraqitur disa nga llojet e rrjeteve celulare:

#### Gjenerata zero (0G-0.5G) 
Shërbimet mobile radiotelevizive ishin paraardhësit e telefonisë celulare të cilat u bënë të njohura pas Luftës së Dytë Botërore ku një operator mundësonte ndarjen e kanalit për thirrjen. Për shkak se janë prijës të gjeneratës së parë të telefonisë celulare, kjo teknologji njihet si 0G. Vitet e operimit ishin vitet e 70’-ta dhe lidhja u bë direkt në rrjetin e telefonisë ekzistuese PSTN (Public Switched Telephone Network), ku dërguesi vendosej në pjesën e sipërme të makinës dhe pajisja e dorës në anën e shoferit. Disa nga teknologjitë e përdorura në 0G janë PTT (Push to Talk), MTS (Mobile Telephone System), IMTS (Improved Mobile Telephone Service), AMTS (Advanced Mobile Telephone System), OLT (Norwegian for Offentlig Landmobil Telefoni), etj.

0.5G është versioni i avancuar i 0G e cila si teknologji bazike e pati ARP (Autoradiopuhelin) e prezantuar më 1971 në Finlandë. ARP përdorte sistemet gjysmë-duplekse për transmetim dhe 8 kanale në frekuencën 150 MHz. Ndarja u bë në qeliza. Procesi i *handoff* këtu ende nuk ishte i pranishëm dhe teknologjia nuk funksiononte nëse prania e pajisjeve në qelizë ishte shumë e dendur. Terminalet e ARP ishin të mëdha për t’u vendosur në makina dhe me kosto të madhe.

#### Gjenerata e parë (1G) 
Në vitet e 80’-ta teknologjia 1G e zëvendësoi atë 0G duke përmirësuar dukshëm disa veti. 1G ka përdorur transmetimin analog për shërbimet e zërit. Më 1979 sistemi i parë celular në botë u bë Nippon Telephone and Telegraph (NTT) në Tokyo, Japoni. Më pas u prezantuan Nordic Mobile Telephones (NMT) dhe Total Access Communication Systems (TACS) në Evropë. Të gjitha këto sisteme ofronin *handoff* dhe *roaming*, por nuk ofrohej mundësia e bashkëpunimit ndërmjet shteteve.

Në SHBA më 1982 u prezantua Advanced Mobile Phone System (AMPS) të cilës i ishte ofruar një gjerësi e brezit prej 40 MHz brenda 800-900 MHz. AMPS ofronte 832 kanale, me shpejtësi transmetimi 10 kbps për secilin. Kishte dy breze transmetimi, e para nga stacioni bazë te pajisjet brenda 869-894 MHz dhe tjetra nga 824-849 MHz për anën e kundërt. AMPS dhe TACS përdorin modulimin frekuencor dhe FDMA (Frequency Division Multiple Access) si metodë e qasjes, meqë edhe transmetimi është i gjithi analog. Te kjo teknologji hasim disa disavantazhe që bazohen te kapaciteti i ulët, *handoff* jo i besueshëm, lidhje të dobëta telefonike dhe pasiguri që haset te mundësia e përgjimeve. 

### Global Positioning System (GPS) 
GPS ose në shqip Sistemi i Pozicionimit Global është një sistem navigimi i cili mund të përcaktojë lokacionin, shpejtësinë dhe të dhënat kohore për një pajisje të caktuar, duke përdorur satelitët, një marrës dhe algoritmet e lokalizimit. Ideja për një sistem të këtillë u paraqit menjëherë pas krijimit të satelitëve artificialë të cilët u dërguan në hapësirë dhe të cilët përdoreshin për telekomunikime. Kompani të ndryshme e panë që satelitët ofrojnë mundësinë e gjetjes së gjeolokacionit, mirëpo një gjë e këtillë në fillim u shfrytëzua vetëm nga qeveritë shtetërore. GPS u komercializua nga vitet 2000, ndërsa sot paraqet një nga sistemet e pandashme të pajisjeve të teknologjisë së fundit, si orët e mençura, telefonët e mençur dhe pajisje të krijuara veçanërisht për lokalizim.

Sistemi satelitor përmban 24 satelitë në 6 shtresa orbitale të Tokës, ku në secilën ndodhën 4 satelitë, në lartësi 20,000 km mbi Tokë dhe me shpejtësi rrugëtimi prej 14,000 km/h. Për të mundësuar lokalizimin e ndonjë pajisje në sipërfaqen e Tokës nevojiten 3 satelitë, ndërsa një i katërt zakonisht përdoret për të verifikuar informacionin të cilin e sigurojnë tre të tjerët. Sateliti i katërt poashtu ndihmon të llogaritet lartësia e pajisjes.

#### Si funksionon? 
GPS është i ndërtuar nga tre komponentë:

* **Satelitët** – të cilët transmetojnë sinjale te përdoruesit në Tokë
* **Kontrolli i Tokës** – është i përbërë nga stacionet e vendosura në Tokë të cilat përdoren për monitorim, kontroll dhe kanë antena (që shërbejnë për marrje/dërgim të sinjaleve nga dhe te satelitët). Këto stacione janë të vendosura në të gjitha kontinentet dhe mundësojnë gjurmimin e satelitëve dhe ndëraktivitetin me ta.
* **Pajisja e përdoruesit** – Marrësit GPS dhe transmetuesit si orët, telefonët e mençur etj.

GPS përdorë trilateracionin, një metodë matematikore e cila përdoret për të përcaktuar pozicionin, shpejtësinë dhe lartësinë e pajisjes. Përmes përdorimit të kësaj metode mund të llogaritet distanca precize e pajisjes. Në këtë metodë aplikohet gjeometria e rrathëve, sferave dhe trekëndëshve.

Që pajisja GPS të llogarisë lokacionin, duhet të dijë të lexojë sinjalet nga së paku katër satelitë. Secili satelit i sillet Tokës dy herë në ditë dhe secili dërgon sinjal unik, me parametra dhe kohë të vetën. Nga një satelit dërgohet një sinjal mikrovalor dhe ai pranohet nga pajisja GPS dhe përdoret për të llogaritur distancën nga pajisja te sateliti. Nga një satelit i vetëm nuk mund të sigurohet informacion për lokacionin.  Kur sateliti dërgon sinjal, ai krijon një rreth me një radius të matur nga pajisja te sateliti. Kur një satelit i dytë dërgon sinjal, një rreth i dytë krijohet dhe tanimë lokacioni përcaktohet nga dy rrathë nga dy satelitë të ndryshëm dhe përafërsisht ata janë të ngjashëm me vendndodhje. Sateliti i tretë vepron njësoj dhe nga këta të tre përfundimisht mund të përcaktohet lokacioni i pajisjes, duke ditur se nga të tre rrathët merret një pikë e përbashkët. Këto rrathë në fakt janë sfera, meqë jetojmë në tri dimensione. Kur lëvizim, distanca nga pajisja te sateliti ndryshon, që do të thotë se satelitët do të prodhojnë sfera të tjera. Duke kombinuar këto të dhëna me kohën e dhënë nga sateliti, pajisjes GPS i përcaktohet shpejtësia, distanca dhe koha e arritjes (Estimated Time of Arrival-ETA).

### Wireless local area networks - WLAN 
WLAN janë rrjete që ofrojnë lidhje mes pajisjeve në distanca të vogla. Ata sigurojnë dërgimin e të dhënave me shpejtësi të madhe brenda një regjioni të vogël, p.sh. një kampusi ose një ndërtese. Lidhja fizike bëhet pa tela, prandaj quhet *wireless*, në krahasim me LAN-at klasikë të cilët lidhjen mes pajisjeve e kanë  bërë përmes kabllove si ato koaksiale, UTP, çiftoret e bakrit apo fibrat optike. Pajisjet të cilat kanë qasje në këto rrjete janë pajisje të palëvizshme ose në lëvizje, të cilat janë të përshtatshme të operojnë në brezet e WLAN. Këto breze janë 900 MHz, 2.4 GHz dhe 5.8 GHz. Mbulueshmëria e vendeve të brendshme është zakonisht më e vogël se 100 metra, ndërsa për përdorim të jashtëm mund të përdoren antena më të fuqishme, të cilat arrijnë të shpërndajnë sinjalin në distanca më të mëdha dhe të cilat operojnë në frekuenca më të larta. Këto rrjete përdoren sidomos kur është e pamundur ose shumë i shtrenjtë kabllimi në rrjetet lokale, ose kur një qasje e përkohshme kërkohet. Për përdoruesit në lëvizje një rrjet i këtillë është ideal. Teknikat që përdoren për transmetim të sinjaleve janë: Frequency-Hoping Spread Spectrum dhe Direct-sequence Spread Spectrum (DSSS).

Produktet e WLAN të cilat janë komercializuar më së shumti janë të bazuara në standardet IEEE 802.11. Ky standard definon mekanizmat dhe rregullat të cilat mund të përdoren nga pajisjet për t’u lidhur me njëra-tjetrën pa kabllo. Ndryshimet që ofroi ky standard janë: kualiteti i shërbimit (QoS), rritja e sigurisë së rrjeteve, lëvizshmëri më efikase, menaxhim më i lehtë i rrjetave, shpejtësi më e madhe transmetimi, etj. Versione të tjera janë paraqitur si vazhdimësi dhe përmirësim i IEEE 802.11, e ato janë: IEEE 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n dhe 802.11ac.

Standard tjetër i WLAN të këtilla është edhe Bluetooth, i cili përfshin një mbulueshmëri me rang më të vogël për pajisjet e lëvizshme si kamerat, printerët, telefonët, etj.

### Sisteme tjera të rrjeteve pa tela 
Përveç sistemeve të cekura më lart, mund të themi se sot rrjetet pa tela janë gjithandej dhe kanë aplikim të madh në jetën e përditshme, duke çuar kështu në krijimin dhe zhvillimin e shumë teknologjive. Shkurtimisht, një aplikim tjetër i komunikimit pa tela gjendet edhe në sistemet Radio Freuqency Identification (RFID). Në këto sisteme një sinjal RF pranohet dhe dërgohet një sinjal që përmban të dhëna të programuara. Zbatimi i këtyre sistemeve haset në pajisjet e kontrollit, industri, aplikime të sigurisë, aeroporte dhe sisteme tjera ku kërkohet gjurmim dhe identifikim. Rrjete tjera të cilat kanë filluar zbatimin janë edhe ato me sensor në distancë (Remote Sensor) të cilët pranojnë të dhëna nga sensorët dhe transmetojnë të dhëna në një lokacion qendror ku procesohen. Përdorimi i tyre haset në pajisjet monitoruese, sensorët e ndjerjes së tërmeteve, etj. Tjetër zbatim i rrjeteve pa tela është edhe në radiot satelitore, transmetimet audio digjitale, RF për përdorim shtëpiak, e të tjerë.

## Referime