تحقیق مقاله شبکه‌ های بی‌ سیم

مقدمه

شبکه‌ های کامپیوتری بی‌ سیم محلی (WLAN) و کاربرد آن در جامعه و بویژه محیط‌های عملیاتی خاص که در آنها برپائی شبکه‌ های معمولی سیمی مقدور نمی‌باشد و یا برپائی آنها باعث کاهش کارائی تجهیزات کامپیوتری می‌گردد، موضوع این تحقیق می‌باشد. دربخش نخست این تحقیق تجهیزات نصب این نوع شبکه‌ها ، تکنولوژیهای مورد استفاده در آنها و همچنین مسائل امنیتی این شبکه‌ها مورد بررسی قرار گرفته اند.

در ادامه به معرفی استاندارد Bluetooth به عنوان یکی از انتخابهای جایگزین اتصالات کابلی قابل حمل پرداخته شده است . استاندارد Bluetooth به عنوان یک تکنولوژی که از طول موجهای رادیویی کوتاه استفاده میکند جهت کاربردهای طول موج کوتاه1 مطرح شده است وقابلیت استفاده بی سیم از ابزار آلات متفاوت را در یک شبکه به ما می دهد.

استفاده از این استاندارد، مزایای زیادی داردکه سادگی و ارزان بودن آن از جمله آنها می باشد و این استاندارد دسترسی بیسیم به شبکه های محلی و شبکه تلفن موبایل و اینترنت رابرای ما ممکن می سازد .

در این پروژه سعی گردیده تا به امکانات و قابلیتهای این استاندارد و معماری پایه ای و ظرفیت آن ولایه های مختلف آن بحث شود.

شبکه بی‌ سیم محلی WLAN 2 مجموعه‌ای انعطاف پذیر برای مبادله اطلاعات است که جایگزین مناسبی برای شبکه‌های سیمی محسوب میگردد.

در این نوع شبکه با استفاده از امواج رادیوئی و برخی فن‌آوری‌های دیگر ، داده‌ها از طریق هوا ارسال و دریافت می‌گردند و با این کار نیاز به ارتباطات سیمی به حداقل می‌رسد. همچنین مزیت این شبکه ها اینست که ارتباطات داده‌ای در حال حرکت را برای ما امکان پذیر می‌سازند.

این شبکه‌ها محبوبیت خاصی در بین برخی مشاغل و مکانهای عمومی مانند خدمات انبارداری، خدمات بیمارستانی و دانشگاهها پیدا کرده‌اند. در این محیطها از پایانه‌های دستی و Note Book ها برای ارسال همزمان3 اطلاعات به کامپیوترهای مرکزی ، استفاده می‌کنند.

برخی مزیتهای شبکه‌های بی‌سیم:

در این نوع از شبکه‌ها کاربران بدون نیاز به اتصال فیزیکی به شبکه می‌توانند به اطلاعات دست پیدا ‌کنند. مدیران این نوع از شبکه‌ها می‌توانند شبکه‌های بزرگی بدون نیاز به سیم‌کشی برپا کنند.

• قابلیت تحرک4 :

در این نوع شبکه کاربران قابلیت حرکت در عین متصل بودن به شبکه را دارند. این قابلیت مزایائی داردکه در شبکه‌های سیمی امکان پذیر نیست.

• انعطاف پذیری به هنگام نصب 5:

فن‌آوری بی‌سیم به ما امکان میدهد به سادگی شبکه را گسترش دهیم و شبکه در جاهائی که امکان سیم‌کشی وجود ندارد، قابل دسترس باشد.

• کاهش هزینه نگهداری6:

با وجود آنکه هزینه برپائی شبکه WLAN به مراتب از نمونه‌های سیمی بیشتر است ، ولی هزینه‌های نگهداری شبکه‌های بی‌سیم به مراتب کمتر است.

• مقیاس پذیری7:

تغییر پیکربندی شبکه‌های WLAN به سادگی قابل تغییر است و WLAN ها با توپولوژی های مختلف می‌توانند به یکدیگر متصل شوند. از شبکه‌های نظیر به نظیر تا شبکه8 Full Infrastructure که هزاران کاربر می‌توانند به شبکه متصل شوند.

برخی کاربردهای شبکه‌های محلی بی‌سیم در جامعه:

• برپائی شبکه کامپیوتری در محلهائی که امکان عبور سیم در آنها به دلیل مسائل محیطی وجود ندارد مانند اماکن تاریخی و باستانی

• هر سازمانی که به دلایلی نمی‌خواهد شبکه سیمی داشته باشد مانند داشتن فضای استیجاری یا سایتهای موقتی

• کاربرانی که دائما در حال حرکت می‌باشند مانند پزشکان و کادر درمانی

• شبکه‌های کامپیوتری بیمارستانها برای ارتباط با نقاط حساس و بیماران در حال حرکت

• فرودگاهها ، بنادر و ایستگاههای راه‌آهن برای نظارت کامپیوتری بر تردد بار و مسافر

• انبارها به منظور کنترل و خدمات انبارداری و بازرسی کالا

• کارخانجات جهت ارتباطات پیشرفته‌تر و انعطاف پذیرتر

• ایستگاههای موقت جهت خرید و فروش ، پیش‌بینی وضعیت آب و هوا و آلودگی، کنترل و نظارت گمرکی و پلیسی مانند پلیس جنائی و راهنمائی و رانندگی و . . .

روشهای "امکان سنجی، طراحی ، راه اندازی" شبکه های Wireless

هدف از برقراری ارتباطات بی سیم9 گستردن شبکه ارتباطی وسیع بین ساختمان های یک مجموعه است. به گونه ای که هر ساختمان بوسیله چنین روشی به شکل کاملا" مستقل از بسترهای معمول مخابراتی (سیم و کابل) با سایر ساختمان های مجموعه ارتباط برقرار کرده و از سرویس های گوناگون کاربردی بهره مند گردد.این ساختمان می تواند یک مجموعه اداری10 ،یک کارخانه11و یا یک محل مسکونی12 و از این دست باشد.

چنین گسترده وسیعی که قلمروی آن می تواند تا حد یک شبکه13MAN وسعت گیرد. بالقوه تواناست تا به عنوان شاهراه ارتباطی 14 داخل سازمانی ایفای نقش کرده و در کنار بسیاری از ارتباطات پر سرعت، بتواند نقش ذخیره15 را نیز برعهده گیرد.

مقصود از نگارش چنین مطلبی بیان خلاصه روش ها و متدلوژی طراحی و اجرای شبکه های Wireless است. آنچه در سطرحهای آتی خودنمایی می کند حضور دانش، تجربه، مهارت و خلاقیت پرسنل این شرکت در جهت ارائه کارآمدترین سیستم است.

می خواهیم به اختصار از روش های بکار گرفته شده در طراحی و اجرای پروژه های Wireless خود سخن بگویم و اینکه در یک پروژه جدید از چه الگویی در امکان سنجی، طراحی و اجرا پیروی خواهیم کرد.

متدولوژی امکان سنجی، طراحی و راه اندازی

طراحی شبکه های Wireless به دو عامل بسیار مهم بستگی دارد. هر کدام از این عوامل به فراخور نیازهای خود، ویژگی های خاصی دارد که همگی به صورت زنجیروار در نحوه طراحی و اجرای سیستم موثرند. لذا در مرحله اول باید به بررسی این عوامل و موارد کلی که زیر مجموعه آنها قرار دارند، بپردازیم.

در طراحی یک شبکه Wireless می بایست ابتدا به بررسی شرایط محیطی و امکان پذیری برقراری ارتباط پرداخته می شود. بررسی شرایط دارای فاکتورهای خاصی بوده و ابزارهای متناسب با آن را می طلبد.

تعیین پارامترهای فیزیکی

بازدید از نقاط مبدا و مقصد

بدست آوردن طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا بوسیله GPS

گام اول بازدید از نقاطی است که می بایست به یکدیگر متصل شوند؛ پس از آن به کمک ابزارهایی از قبیل نقشه توپوگرافی منطقه، قطب نما، ارتفاع سنج، دوربین، دستگاه 16GPS و تجهیزاتی متفاوت دیگر به بررسی شرایط موجود پرداخته و ارتفاع مورد نیاز برای بدست آوردن 17Line of sight بین دو نقطه محاسبه می شود.

در گام بعدی با توجه به اطلاعاتی که ابزارهای مذکور در اختیار قرار می دهند، مشخص خواهد شد ارتباط به صورت مستقیم ممکن است و یا خیر

اگر ارتباط مستقیم بین دو نقطه به دلیل قرار گرفتن موانع طبیعی ممکن نباشد می توان از نقطه سومی کمک گرفت که به سمت این دو نقطه دید کاملا مستقیم دارد. در این حالت ارتباط ساختمان A با ساختمان B از طریق ساختمان C برقرار خواهد شد. در غیر اینصورت امکان ایجاد ارتباط Wireless وجود ندارد.

ممکن است ارتفاع هر دو ساختمان به اندازه کافی، مناسب بوده و نیازی به نصب دکل باشد، موارد دیگری مطرح می شود که باید به دقت مورد بررسی و کارشناسی قرار بگیرد.

تعیین نوع دکل

دکل های مخابراتی به صورت کلی به دو دسته دکل های مهاری و دکل های خودایستا تقسیم می شوند. دکل های مهاری اغلب بر روی پشت بام نصب می شوند، حال آنکه دکل های خودایستا می بایست بر روی زمین نصب شوند اگر بخواهیم از دکل های استفاده کنیم باید به عواملی همچون طول و عرض و وضعیت پشت بام، نوع پوشش سقف و استحکام و مقاومت آن توجه کافی داشته باشیم.

بر روی ساختمانهائی که پشت بام آنها فضای کافی برای مهار نمودن دکل از سه طرف ندارد و یا سقف با پوشش شیروانی دارند نمی توان دکل نصب نمود.

از سوی دیگر برای نصب دکل های خودایستا، نیاز به فضای باز بیرون از ساختمان است.

دکل های خود ایستا نیاز به فوندانسیون و پایه بسیار مستحکمی دارند.

از سوی دیگر بعد از اینکه پس از بررسی ها مقرر شد ایجاد ارتباط به صورت Wireless ممکن است باید به موارد دیگری پرداخته شود.

تعیین پارامترهای رادیویی

در تعیین نوع تجهیزات باید به پارامترهای مختلفی توجه داشت.

الف) انتخاب نوع دستگاه

برای انتخاب نمودن دستگاه Wireless باید به عوامل متعددی توجه داشت.

مواردی از قبیل سرعت و پهنای باند، نوع وحجم اطلاعاتی که باید رد و بدل شود، برنامه های کاربردی ای که باید از روی لینک اجرا شود و مواردی از این نوع در انتخاب نوع تجهیزات نقش مهمی برعهده دارند بر اساس استاندارد و پرونکل ارتباطی که دستگاه از آن تبعیت می کند، سرعت و پهنای باند آن تعیین می شود همچنین پارامترهایی چون باند فرکانسی، الگوریتم امنیت شبکه، قدرت خروجی دستگاه و ... با توجه به پروتکل ارتباطی مشخص خواهد شد.

ب) انتخاب نوع آنتن

فاصله بین دو نقطه، توپولوژی ارتباطی18، زاویه دو نقطه نسبت به یکدیگر و همچنین هم بندی ارتباطی19 هم و مواردی از این دست نیز، نوع آنتن را مشخص خواهد نمود.

آنچه ذکر شد دربردارنده دیدگاه و متدلوژی امکان سنجی، طراحی و نصب شبکه های wireless این شرکت است. کلیه سوابق طراحی و اجرای این شرکت بر اساس این دیدگاه بنا شده اند.

در قسمت آخر تلاش بر این گردیده تا با معرفی مختصر شرکتهای معروف در زمینه محصولات wireless این دید را به خواننده داده تا برای آشنایی هر چه بیشتر در فعالیتهای عملی و کاربردی در زمینه شبکه خصوصاٌ شبکه های بی سیم محلی LAN wireless مفید واقع شود 

فصل دوم - شبکه های بی سیم محلی - شبکه های بی سیم صنعتی (Wireless)

میتوان گفت در حالت کلی 2 نوع فن آوری برای ارسال اطلاعات در شبکه های WLAN وجود دارد که عبارتند از :‌ فن آوری مادون قرمز(‌IR ) و فن آوری فرکانس رادیویی(‌RF ) ‌ .

نویسنده : ناصر صیدی

تکنولوژی WLAN :

میتوان گفت در حالت کلی 2 نوع فن آوری برای ارسال اطلاعات در شبکه های WLAN وجود دارد که عبارتند از :‌ فن آوری مادون قرمز(‌IR ) و فن آوری فرکانس رادیویی(‌RF ) ‌ .

(INFRARED(IR :

این روش برای ارسال اطلاعات در یک فضای بسته مناسب است زیرا پرتوهای مادون قرمز نمی توانند از دیوارها وموانع عبور کنند در این فناوری فرستنده و گیرنده باید نسبت به هم دید مستقیم داشته باشند . یکی از فناورهایی که می توان گفت مکمل این فناوری می باشد روش پخش کردن IR یا فن آوری مادون قرمز انتشاری می باشد . این فن آوری میتواند در محیطهایی که موانعی مثل دیوار وغیره دارند کارایی داشته باشد . امنیت در این روش بسیار بالا می باشد وسرعتی معادل 100 مگا بایت در ثانیه را پشتیبانی می نماید . قدرت کم و هزینه کم این تکنولوژی باعث شده است تا بازه کوچکی از شبکه ها را دربرگیرد .

فرکانس رادیویی

حرکت کردن الکترونها در یک رسانه باعث تولید امواج الکترو مغناطیسی میشود . فرکانس امواج رادیویی بین 10 تا 10 هرتز می باشد . مزیت این روش نسبت به روش IR این می باشد که به علت رادیویی بودن امواج می تواند از بین دیوارها وساختمانها عبور کرده و در فضا منتشر شود .

ویژگیهای فرکانس رادیویی:

1 - فرکانس : به تعداد نوسانات کامل یک موج در ثانیه فرکانس گویند و با واحد هرتز اندازه گیری می نمایند.

2- طول موج : به فاصله بین 2 نقطه ماکزیمم متوالی یک موج و یا فاصلهاأی که در یک نوسان کامل طی میشود طول موج گویند و با واحد متر اندازه گیری می نمایند .

3- سرعت انتشار : امواج رادیویی در خلاء با سرعت نور یعنی 10×3 متر بر ثانیه منتشر میشوند .

دو نوع سیگنال RF برای ارسال اطلاعات مورد استفاده قرار میگیرد که عبارتنداز :

1- سیگنالهای باند باریک NARROW BAND

2- سیگنالهای طیف گسترده

در این تکنولوژی اطلاعات بر روی دامنه أی از فرکانس ها ارسال می شود . این فن آوری یکی از متداول ترین فن آوریها برای شبکه های WLAN میباشد . در این روش اطلاعات در فرکانسهای گوناگون ارسال میشود و همین امر باعث میشود تا نویز پذیری سیگنال در این روش به حد اقل برسد . در ضمن سیگنال طیف گسترده را نمی توان به سادگی تخریب کرد . همچنین این سیگنال توسط سایر سیگنالها گسسته نمیشود .

استاندارد802.11

در تاریخ 26 جوئن 1997 به عنوان اولین استاندارد بین المللی شناخته شده برای WLAN از طرفIEEE بوجود آمد . این استاندارد شامل 3 استاندارد است . 2 استاندارد برای طیف گسترده و یکی برای مادون قرمز .

این استاندارد لایه فیزیکی و زیر لایهMAC از لایه انتقال اطلاعات درمدل OSI را در بر میگیرد پروتکلی که این استاندارد برای لایه MAC معرفی کرده است CSMA/CA میباشد که مشابه پرتکلA/CD در استاندارد IEEE 802.3 میباشد .

استاندارد 802.11 خود به چند استاندارد مختلف تقسیم میشود که عبارتند از :

802.11a ------- 802.11b ------- 802.11b+ ------- 802.11g

مزایای استاندارد 802.11b+ :

مزایای استاندارد 802.11g :

مزایای استاندارد 802.11g,a :

مقایسه این استانداردها در جدول زیر آمده است .

چنانچه از جدول نیز مشخص است استاندارد802.11a با سرعت 54-72Mbps ( در مد Turbo در سرعت 72 ) روی فرکانس 5GHZ کار میکند .

استاندارد 802.11b با سرعت 11 Mbps و روی فرکانس GHZ 24 کار میکند .

استاندارد 802.11b+ با سرعت 22 Mbps و روی فرکانس 2.4 GHZ کار میکند .

این استاندارد میتواند با تمامی دستگاههایی که روی استاندارد 802.11b کار میکنند سازگار باشد .

در ضمن 256 بیت را نیز به عنوانcryption شامل میشود .

استاندارد های دیگری نیز به عنوان استاندارد دوگانه مطرح میباشند که تمامی استاندارد های مذکور را در بر میگیرند مثل استاندارد 802.11a/b/g که با سرعت 11-54 Mbps روی فرکانس 24 GHZ/5GHZ کار میکند.

مزیت دستگاههایی که دارای این استاندارد میباشند بر این است که میتوانند با دستگاههایی که روی استاندارد های مختلف کار میکنند سازگار باشند .

لایه فیزیکی در 802.11

تمام پنج تکنیک انتقال رادیویی ، این امکان را فراهم کرده اند که یک فریم MAC از ایستگاهی به ایستگاه دیگر منتقل شود. تفاوتهای آنها در تکنولوژی به کار رفته و سرعت قاب حصول آنهاست . پرداختن به جزئیات این روشها از حوصله این پروژه خارج است ولیکن چند کلمه صحبت در مورد آنها و بخصوص معرفی کلمات کلیدی آن می تواند به علاقمندان کمک کند تا بتواند برای کسب آگاهی بیشتر ، در اینترنت یا مراجع دیگر جستجوکنند. در گزینه امواج مادون قرمز از امواج پخشی با طول موج 85% یا 95% میکرون بهره گرفته شده است .

در این روش سرعتهای 1 و 2 مگابیت در ثانیه مجاز می باشد. در نرخ 1Mbps از روش کدینگ خاصی به نام Gray code استفاده شده که در آن گروه های 4 بیتی به یک کلمه کد 16 بیتی تبدیل می شوند به نحوی که در این کلمه 16 بیتی تنها یک بیت 1 و پانزده بیت وجود دارد این کد دارای این ویژگی اساسی است که خطائی کوچک در سنکرونیزاسیون زمان ، در سرعت 2Mbps ، دو بیت اخذ و یک کد چهار بیتی تولید می شود که در آن تنها یک بیت 1 وجود دارد.یعنی هر دو بیت به یکی از چهار حالت 1000,0100,0010,0001 نگاشته می شود . سیگنال های مادون قرمز نمی توانند در موانعی مثل دیوار نفوذ کنند لذا سلولهائی که در اتاقهای مختلف ایجاد می شود کاملاً از هم جدا و تفکیک شده هستند . علیرغم این ، بدلیل نرخ ارسال پائین و این حقیقت که نور خورشید ، امواج مادون قرمز را در هود غرق ومحو می کند از این گزینه استقبال چندانی نشد.

درFHSS از 79 کانال مستقل استفاده شده که هر یک از این مانالها 1 MHz پهنای باند دارند و از پائینترین فرکانس باند 2.4 GHz ISM شروع می شوند. برای مشخص کردن دنباله فرکانسهائی که باید بدانها پرش شود از یک مولد اهداد شبه تصادفی استفاده شده است . مادامیکه تمام ایستگاه ها در الگوریتم مولد اعداد از نقطه شروع یکسانی استفاده کنند و از لحاظ زمانی با هم سنکرون باشند همگی بطور همزمان به فرکانسهای یکسانی پرس خواهند کرد .

مدت زمانی که ایستگاه ها در یک فرکانس خاص باقی می مانند اصطلاح زمان توقف نامیده می شود و پارامتری قابل تنظیم است ولیکن باید کمتر از 400 میلی ثانیه باشد. استفاده تصادفی از باند های فرکانس های ، روش مناسبی برای تخصیص کانال بروشی غیر معمول در باند ISM است . این ویژگی کم و بیش به امنیت اطلاعات کمک خواهد کرد چرا که اگر یک اخلالگر ترتیب پرشهای فرکانس یا پارامتر زمان توقف را نداند ، نمی تواند اطلاعات کانال را استراق سمع کند . در فواصل دور، محو شدگی سیگنال بدلیل چند مسیره شدن سیگنال اشکال عمده ای به حساب می آید و خوشبختانه FHSS در مقابله با این مشکل ، موفق عمل میکند . همچنین این روش نسبت به تداحل رادیوئی ، نسبتاً حساس نیست و برای ایجاد لینک بین ساختمانها بسیار مناسب خواهد بود . بزرگترین اشکال این روش پهنای باند کم آنست (1Mbps ) سومین روش مدولاسیون یعنی DSSS نیز به یکی از نرخهای 1 یا 2 مگابیت بر ثانیه محدود شده است . تکنیک به کار رفته در DSSS تا حدودی مشابه به سیستم CDMA است. هر بیت در قالب یازده تراشه ارسال می شود که به دنباله بارکر مشهور است . در این روش از مدولاسیون تغییر فازt با نرخ تغییر 1Mbaud استفاده شده که وقتی در نرخ 1Mbps عمل می کند در هر تغییر فاز یک بیت ولی وقتی در نرخ 2 Mbps عمل می کند در هر تغییر فاز ، دو بیت منتقل می گردد.

برای سالهای متمادی سازمان fcc سازمان تخصیص فرکانس فقط اجازه می داد که تجهیزات مخابرات بی سیم در ایالات متحده ، صرفاً از باند ISM و طیف گسترده استفاده کنند ولی ظهور تکنولوژیهای جدید به لغو این قانون در سال 2002 انجامید.

اولین شبکه محلی بی سبم پر سرعت یعنی 802.11a با بهره گیری از مدولاسیون OFDM در باند فرکانسی 5-GHz عمل می کرد تا به سرعت 54Mbps دست یابد . اگر بخواهیم با استعارات FDM سخن بگوئیم ، در OFDM از 52 زیر کانال فرکانسی استفاده شده که 48 تا از آنها برای داده و 4 تا برای سنکرونیزاسیون کاربرد دارد و بی شباهت به ADSL نیست . از آنجایی که ارسال بطور همزمان بر روی فرکانسهای متفاوتی انجام میشود لذا این روش گونه ای از روشهای مبتنی بر طیف گسترده محصوب می شود ولیکن با روشهای CDMA یا FHSS کاملاً متفاوت است . تقسیم سیگنال به تعداد بسیار زیادی باند باریک در مقایسه با استفاده از یک باند باریک و امکان استفاده از باندهای غیر مجاز اشاره کرد. در این روش از سیستم کدینگ پیچیده ای میتنی بر مدولاسیون تغییر فاز برای سرعت زیر 18Mbps و مدولاسیون QAM برای سرعت های بالاتر استفاده شده است .

در سرعت 54 Mbps ، 216 بیت داده به سمبول های 288 بیتی کد می شود . بخشی از انگیزه های حلق OFDM سازگاری آن با سیستم اروپائی HiperLAN/2 بوده است .

(Doufexi et al .,2002)

این روش دارای کارائی بسیار بالائی در استفاده از طیف فرکانسی بوده و ایمنی خوبی در مقابل پدیده محو شدگی ناشی از مسیرهای چندگانه دارد.

نهایتاً به HR-DSSSمی رسیم که روشی دیگر مبتنی بر تکنیک طیف گسترده است و با به کارگیری 11 million chips/sec به نرخ ارسال یازده مگابیت در ثانیه رسیده است این روش 802.11b نامیده شده ولیکن دنباله روی 802.11a نبوده است . در این روش از نرخهای 1و5/5،2 و 11 مگابیت در ثانیه حمایت می شود. دو نرخ ارسال پائین یعنی 1 و 2 مگابیت بر ثانیه به ترتیب از سیگنالی با نرخ تغییر 1mbaud/sec بهره می گیرد یعنی در هر تغییر فاز بهره گرفته شده است . برای نرخ ارسال سریعتر 5/5 و 11 مگابیت بر ثانیه از سیگنالی با نرخ 1.375 mbaud/sec استفاده شده و در هرتغییر به ترتیب 4 یا 8 بیت کد می شود کدها از نوع Walsh/Hadamard هستند . نرخ ارسال به صورت پویا و در خلال عملیات شبکه تعیین می شود تا سرعت بهینه بر اساس شرایط فعلی حاکم بر شبکه شامل نویز محیط و بار تنظیم گردد. در عمل ، سرعت شبکه 802.11B تقریبا همیشه 11 Mbps است اگر چه سرعت 802.11b از سرعت 802.11a کمتر می باشد ولیکن برد این شبکه حدوداً هفت برابر بیشتر است که این ویژگی در بسیار از محیطها اهمیت بسزائی دارد.

نسخه بهبود یافته 802.11b یعنی 802.11g ، در نوامبر سال 2001 پس از کشمکش فراروان بر سر آنکه از کدام تکنولوژی استفاده شود) به تائید IEEE رسید . این استاندارد از مدولاسیون OFDM به کار رفته در 802.11a بهره می گیرد ولیکن مثل 802.11b در باند 2.4GHz عمل می کند.

از نظر تئوری این سیستم می تواند در سرعت 54 Mbps عمل کند، ولیکن هنوز روشن نیست که آیا این سرعت در عمل نیز محقق خواهد شد یا خیر . بدین ترتیب کمیته 802.11 سه شبکه محلی پر سرعت بی سیم معرفی کرده است .

وظایف لایه فیزیکی در شبکه WLAN بطور کلی بصورت زیر میباشد .

1-مدولاسیون و کد دهی : اطلاعات ابتدا مدوله شده و سپس به مقصد ارسال میشوند .

2- پشتیبانی از سرعت های مختلف برای مبادله داده ها

3- کانال را حس کند تا بفهمد که آیا اشغال است یا خیر

4- اطلاعات را ارسال و دریافت کند .

ایجاد شبکه های بی سیم در پهنای باند مورد نظر بر اساس یک سری از تکنولوژی های ارتباطی خاص صورت می گیرد

1- FHSS :

همانگونه که از نام آن پیداست سیگنالهای داده را به چندین فرکانس گسسته تقسیم میکنند .

FHSS یا استاندارد 802.11 : مشخصه بارز این روش در این است که یک باند حامل فرکانس ارسالی را همواره در یک بازه مشخص تغییر میدهد . واین باعث میشود که شبکه های بی سیم دیگر که در محیط وجود دارد تداخلی با شبکه ما به وجود نیاورد .

FHSS :‌ نسبت به نویز محیط از مصونیت بالایی برخوردار است زیرا ازکانالهای مختلف برای ارسال اطلاعات استفاده میکند . یعنی هر زمان که یکی از کانلها دارای نویز شد FHSS میتواند اطلاعات آن کانال را مجددا از طریق کانال دیگری ارسال نماید جدول فرکانسها وکاناهای FHSS در زیر آمده است .

Frequency in GHz

Channel No

2.40

(پهنای باند در روش FHSS و 3 MB PS می باشد وتا فاصله تغریبی 320 متر را تحت پوشش قرار می دهد ) در ضمن چنانچه از جدول پیداست این روش از فرکانس 2.4 GHZ برای انتقال اطلاعات استفاده میکند .

2- DSSS

در این روش بیت داده ها را به 3 فرکانس مختلف در فرکانس 2.4 تقسیم میکنند که هرکدام از این قسمتها الگویی از بیتها می باشد که به آنها Chip میگویند . برای اینکه بتوانیم بیتهای Chip را تولید کنیم هر قسمت از اطلاعات به الگویی از بیتها تبدیل می کنیم و با کدهای شبه تصادفی می کنیم . نتیجه عملیات Xor بیتهای Chip را به ما میدهد.

این روش منجر به مدولاسیونی با سرعت بالا خواهد شد زیرا فرستنده Chip ها را بر روی وسیعتری از فرکانس ارسال میکند . درضمن در سمت گیرنده نیز عملیات دقیقا برعکس جهت رمز گشایی اطلاعات روی همان کد شبه تصادفی انجام می پذیرد . هر چه تعداد تقسیمات یک بیت به چند بخش بیشتر باشد باند فرکانس نیز افزایش خواهد یافت استاندارد IEE802.11 توصیه میکند که هربیت شامل 11 قسمت میباشد

روش DSSS میتواند دو روش مدولاسیون را پشتیبانی نماید :‌

الف )‌DBPSK :‌ این روش برای انتقال اطلاعات با پهنای باند 1 مگا بایت بر ثانیه مورد استفاده قرار می گیرد.

ب )QPSK: این روش برای انتقال اطلاعات با پهنای باند 2 مگا بایت بر ثانیه مورد استفاده قرار می گیرد .

هرچه طول Chip بیشتر باشد احتمال دستیابی به اطلاعات کمتر وامنیت بیشتر خواهد بود .

تجهیزات

تجهیزات یک شبکه بی سیم شامل موارد زیر میباشد:

1- کارت

2- نقطه دسترسی

3- پل واسط

4- آنتنهای معمول

1.کارت

برای اتصال کامپیوترهای سرویس دهنده و سرویس گیرنده به شبکه بی‌سیم مورد استفاده قرار میگیرند و دارای استانداردهای صنعتی مختلفی میباشند و در دو قالب ISA و ‍PCMCIA موجود میباشند.

2. نقطه دسترسی:

این یک Hub68 بیسیم هوشمند است.  Access Point با ترافیک داده بی‌سیم مدیریت میشود و ارتباطات بین شبکه‌های بی‌سیم و دریافت کننده های بی‌سیم و شبکه های سیمی را برقرار میکند. یک شبکه کامل بی‌سیم میتواند فقط از Access Point و Client ها تشکیل گردد. شبکه ای که با استقاده از Access Point تشکیل میشود را زیر بنا گویند.

Access Point دارای یک پورت اترنت میباشد که با سرورها از این طریق ارتباط برقرار میکند ولی با Portable Device ها و Client ها با استفاده از بیسیم و آنتن ارتباط برقرار میکند. حداکثر برد یکAccess Point ‏ 100 متر میباشد.

3.پل واسط Bridge:

به طور بی‌سیم ، ارتباط چندین LAN یاWLAN را برقرار میکند.این وسیله از آنتن برای برقراری ارتباط در مسافتهای دور استفاده میکند. اتصال شبکه‌های بیسیم در بین ساختمانها و یا ارتباط اطلاعاتی بین ساختمانها و Access Point از موارد استفاده از Bridge میباشد و به صورت نقطه به نقطه  ویا چند کاربره استفاده میشود.

4.آنتنهای معمول:

سیگنالهای شبکه‌های بیسیم باید یک سری خصوصیاتی داشته باشند و با یک قالب خاص و در یک محدوده فرکانسی مشخصی ایجاد شوند.

شکل آنتنهای معمولی در شبکه های بی سیم محلی

5. تقویت کننده سیگنال :

برای مسافتهای طولانی ممکن است به چندین تعداد از این تجهیزات برای تقویت سیگنالهای رادیوئی نیاز داشته باشیم. تقویت کننده ها بر روی خط مابین Access Point و یا Bridge و آنتن‌ها گذاشته میشوند.

6. نرم افزار :

نرم افزارها به منظور برقراری ارتباط بین PC Card ها و Access Point ها مورد استفاده قرار میگیرند و استاندارد SNMP یا Simple Network Management Protocol را برای مدیریت بر عملیات شبکه بی‌سیم بکار میبرند.

توپولوژیهای شبکه های بی سیم :

به طور کلی میتوان گفت شبکه های بی سیم عمدتاّ 3 توپولوژی مختلفذ میتوانند داشته باشند .

1- روش hoc-Ad

2- روش Infrastructure یا (basic service set )

3- روش پوششی

4- اتصال بی سیم

1- Ad- hoc

در این توپولوژی که مشابه توپولوژی Mesh در شبکه های سیمی میباشد هر نود میتواند با سایر نودها مستقیماّ در ارتباط باشد .

2- روش زیر بنایی

در این توپولوژی دستگاهی به نام Access point مطرح میشود AP در واقع نقش یک شبکه سیمی را بازی میکند و به عنوان یک مرکز برای پخش امواج رادیویی و سیگنال داده به سایر کامپیوتر ها در شبکه WLAN عمل میکند .

در این روش تعدادی AP به چند Node در شبکه در حال سرویس دهی میباشند هر کامپیوتر که بهترین ارتباط را با یک AP داشته باشد از آن AP سرویس میگیرد و چنانچه یک کامپیوتر تغیر محل دهد در مکان جدیدی قرار گیرد AP خود را به نزدیکترین AP تغییر میدهد .

4- پل بیسیم

این توپولوژی خود شامل 2 توپولوژی میباشد :

الف) point to point در این روش 2 bridge به صورت wireless دو شبکه LAN را به هم وصل میکنند .در مواقعی که بخواهیم شبکه LAN دوساختمان را به هم وصل کنیم از این روش استفاده میکنیم

ب) یک نقطه به چندین نقطه در این روش یک نقطه به عنوان مرکز قرار میگیرد و نقاط اطراف به عنوان نقاط راه دور روی پل  های Wireless قرارمیگیرند . در مواقعی که بخواهیم شبکه LAN یک ساختمان مرکزی را به چند ساختمان Remote متصل کنیم از این روش استفاده میکنیم.

مزایای شبکه های بی سیم

همواره یکی از دلایلی که شبکه های سیمی را محدود مینماید سختی در توسعه شبکه میباشد . در شبکه های سیمی اگربخواهیم یک نود به شبکه اضافه نماییم ناچاریم هزینه های سنگین خرید Hub و کابل کشی را بپذیریم اساس شبکه های بی سیم بر همین اساس میباشد چرا که در یک شبکه بی سیم در صورت اضافه شدن یک نود تنها و تنها یک عدد کارت شبکه به راحتی بر روی کامپیوتر مورد نظر نصب میشود و بدین صورت آن کامپیوتر وارد شبکه کامپیوتری میشود شبکه LAN یک سیستم انعطاف پذیر برای مبادله اطلاعات است که به صورت یک مدل توسعه یافته برای شبکه های LAN پیاده سازی شده است با استفاده از تکنولوژی انواج رادیویی (RF) داده از طریق هوا فرستاده میشود که با این کار نیاز به ارتباطات سیمی به حداقل میرسد .

بعلاوه شبکه های بی سیم ارتباط پذیری داده را با قابلیت حرکت ترکیب میکند .

شبکه های بی سیم محبوبیت زیادی در بین فروشگاههایی که شامل خدمات بیمارستانی انبار داری و دانشگاهی هستند پیدا کرده اند . امروزه شبکه های بی سیم به عنوان یک جای گزین همه منظوره در ارتباط پذیری برای گستره وسیعی از مشتریان و تجار شناخته شده است . یک شرکت تحقیقاتی پیش بینی کرده است که تجارت از طریق شبکه LAN بی سیم جهانی به 6 برابر توسعه خواهد یافت و در آمد آن به بیش از دو میلیون دلار میرسد .

از طریق شبکه های LAN بی سیم کاربران میتوانند به اطلاعات مشترکی دستیابی پیدا کنند بدون اینکه لازم باشد جایی را برای اتصال پیدا کنند و مدیران شبکه میتوانند شبکه هایی را بدون نیاز به نصب یا جابجایی سیم ها راه اندازی کنند .

(نمودار و تصاویر و جداول در فایل اصلی موجود است)