مقدمه :
با نگاهی گذرا به روند توسعه و رشد صنعت مخابرات – از آغاز اختراع تلفن تا کنون – می توان دریافت که توسعه و پیشرفت در بخش دسترسی ، در مقایسه با بخش شبکه ، بسیار کند صورت گرفته است ، به طوری که هنوز عمده ی ارتباطات مشترکان با شبکه از طریق حلقه های محلی با سیم که عمر مفید آن به زمان گراهام بل بر میگردد ، انجام می پذیرد . با توجه به گسترش فناوری باند پهن ، حمل اطلاعات ، صوت ، تصویر ، و دیتا با حجم عظیم بین قاره ها ، کشورها
وشهرها به سادگی انجام می پذیرد . ولیکن به دلیل عقب ماندگی بخش دسترسی ، رساندن این اطلاعات به مشترکان هنوز با مشکلات عدیده ای مواجه است.از بین بردن این معضل ، باید با دو اندیشه همراه باشد: اول اینکه ، شبکه های دسترسی حلقه محلی با سیم ارتقا یابد و دوم اینکه شبکه حلقه محلی بی سیم ایجاد شود.
تعریف :
حلقه محلی بی سیم به سیستم ارتباطی اطلاق می شود که در آن از امواج رادیوئی ، مادون قرمز و مایکروویو به جای سیم و کابل برای انتقال سیگنال بین دو دستگاه استفاده شود.
از میان این دستگاه ها می توان به پیغام گیر ها ، تلفن های همراه ، کامپیوترهای قابل حمل ، شبکه های کامپیوتری ، دستگاه های مکان یاب ،سیستم های ماهواره ای اشاره کرد.
فناوری بی سیم به سرعت در حال پیشرفت است و نقش کلیدی را در زندگی ما در سر تاسر دنیا ایفا می کند . این فناوری به کاربر امکان استفاده از دستگاه های مختلف، بدون نیاز به سیم یا کابل، در حال حرکت را می دهد. شما می توانید صندوق پست الکترونیکی خود را بررسی کنید ، بازار بورس را زیر نظر بگیرید ، اجناس مورد نیاز را خریداری کنید و یا حتی برنامه تلویزیونی مورد علاقه خود را تماشا کنید.
بسیاری از زمینه های کاری از جمله مراقبت های پزشکی ، اجرای قوانین و سرویسهای خدماتی احتیاج به تجهیزات بی سیم دارند. تجهیزات بی سیم به شما کمک می کنند تا تمام اطلاعات را به راحتی برای مشتری خود به نمایش در آورید.از طرفی می توانید تمام کار های خود را در حال حرکت به سادگی بروز رسانی نمائید و آن را به اطلاع همکاران خود برسانید.
تکنولوژی بی سیم به سرعت در حال گسترش است تا بتواند ضمن کاهش هزینه ها به شما امکان کار درحین حرکت را نیز بدهد در مقایس با شبکه های سیمی هزینه نگهداری شبکه های بدون سیم کمتر است شما میتوانید از شبکه های بدون سیم برای انتقال اطلا عات از روی دریا ها / کوه ها و........ استفاده کنید و این در حالی است که برای انجام کاری مشابه توسط شبکه های سیمی کاری مشکل در پیش رو خواهید داشت.
فناوری های مورد استفاده :
تولد سیستم های دسترسی بی سیم ،از اوایل دهه ی 80 بوده،و دوران رشد آن از اوایل دهه 90 با استفاده از فناوری های زیر آغاز شده است:
1- ارتباطات رادیوئی سلولی با امکان سیار بودن کاربر
2- رادیو دیجیتال کم ظرفیت برای پوشش محلی
3- ارتباطات بی سیم ثابت
4- ارتباطات سیار دیتا
5- ارتباطات بی سیم برای سرویس های مولتی مدیا
6- ارتباطات بی سیم باند پهن با استفاده از WLAN
تکامل سیستم های WLL :
نسل اول: سیستم های دسترسی بی سیم ابتداعا به صورت آنالوگ بوده ، و از فناوری
در آن استفاده گردیده است و FDMA =Frequnce Divition Multiplex Access
عمر مفید آنها از 1980 الی 1990 بوده است.
نسل دوم: این سیستم در سال 1990 متولد شد که عمدتا مبتنی بر فناوری دیجیتال
بوده و مرسوم ترین آنهاTDMA = Time Divition Multiplex Access
میباشند.(PDC,PACS,PHS,DECT,GSM)
PDC = Personal Digital Cellular
PACS = Personal Access Communication System
PHS = Personal Handyphone System
DECT = Digital European Cordless Telephone
GSM = Global System Mobile
بررسی های بعمل آمده نشان میدهد که از سال 1999 بازار فناوری مبتنی بروش زیر
در صف مقدم قرار دارند، و بدیهی ترین CDMA = Code Divition Multiplex Access
علت آن ظرفیت بالا و مقیاس پذیری آن اعلام شده است . این فناوری قادر به انتقال سرویس های باند پهن ، صوت ، دیتا و تصویراست.
واینترنت ISDN سرویس های دیتای سرعت بالا و S-CDMA ) Synchronose CDMA(
و...........را پشتیبانی میکند . افزایش کار بران ، بدون ایجاد تغییرات محسوس دربخش مرکزی
شبکه ی آن ، امکان پذیر است .
در CDMA کانالهای متفاوت هم فرکانس بوده ولی کد های متفاوت استفاده می نمایند .لذابه
هر کاربر کد مشخصی تخصیص داده می شود که برای فرستنده و گیرنده مشخص است .کد ها
در حالت ایده ال بر هم متعامد هستند . سیگنال در یافتی با کد خاص کار بر ضرب و انتگرال
گیری شده و اطلا عات کار بر خاص استخراج می گردد.
نسل سوم : مانند UMTS قصد داشتند مشکلات متعددی را که نسلهای 2و5/2 با آن روبرو
بودند برطرف کنند.همان طوری که گفتیم ، از جمله این مشکلات ، سرعت پائین ارسال ، قیمت
زیاد و وجود فناوری های ناهمخوان وسازگارناپذیر((TDMA/CDMAدرکشورهای مختلف است . بنا بر این ، به منظور فعال سازی استفاده از خدمات چند رسانه ای جدید، حتی پهنای باندها نیز باید با کمترین هزینه نسبت به سامانه های پیشین ارائه شوند. انتظاراتی که از نسل 3 وجود داشت ، افزایش پهنای باند به b/s 128 در ماشین ها و mb/s2 در کاربردهای ثابت بود. ولی در واقعیت ، خروجی نسل سوم نه روشن بود و نه مشخص. البته یک قسمت از این مشکل
به استفاده تامین کنندگان و ارائه دهندگان شبکه ها از استانداردهای مجزا برای نگهداری و
پشتیبانی سامانه ها بر میگرددزیرا بدنه این استانداردها باعث ایجاد تفاوتهائی در فناوری واسط های هوائی می شود.در ضمن سوالات مالی متعددی هم وجود دارد که باعث تردیددر مرغوبیت
شبکه های نسل 3 می شودو این نگرانی وجود دارد که در بسیاری از کشورها ، نسل 3 مورد توجه واقع نشود. این نگرانی ها در نهایت باعث ایجاد رقابت و تمایل به استفاده از فناوری های
بی سیم نسل چهارم شد.
MBS = Mobile Broadband System
UMTS =Universal Mobile Telecommunication System
IMT-2000 = International Mobile Telecommunication 2000
FPLMTS = Future Poblic Land Mobile Telecommunication Systems
WCPN = Wireless Customer Permises Network
نسل چهارم : یا G4 ، نامی است که به سامانه های سیار مبتنی بر IP که دسترسی را از طریق یک مجموعه از واسط های رادیوئی تامین می کنند، داده است.این شبکه ها متکی بر فناوری های سوئیچ بسته ای هستند و بطور کلی مبتنی بر مجموعه پروتکل IP در هر دو بخش شبکه های با سیم و بی سیم هستند. شبکه G4 برقراری بهترین خدمات اتصال دگر سپاری بی سیم را تعهد می کند و از طرف دیگر چندین واسط دسترسی رادیوئی مانند:
BLUETOOTH,GPRS,WLAN,HIPERLAN را به یک شبکه واحد که کاربر از آن استفاده می کند تبدیل خواهد کرد. با این ویژگی ، کاربران خواهند توانست به خدمات مختلف دسترسی پیدا کرده و پوشش داشته باشند در ضمن ، راحتی استفاده از یک وسیله واحد را نیز تجربه کنند. از طرف دیگر یک صورتحساب را با کاهش کل هزینه دسترسی داسته و دسترسی بی سیم قابل اعتمادی را حتی در صورت از دست دادن یک یا چند شبکه،داشته باشند. در حال
حاضر G4 یکی از ابتکارات مراکز تحقیقاتی برای فائق آمدن بر محدودیت های موجود و بر طرف کردن مشکلات G3 است که نتوانسته به وعده های خود در زمینه عملکردها و خروجی های مختلف عمل کند.
شکل شماره 1 نشان دهنده نسلهای تلفن بی سیم و شکل شماره 2 نشان دهنده تکامل آن و در جدول شماره 3 مقایسه فناوری های شبکه حلقه بی سیم را نشان میدهد.
شکل شماره- 1 نسل های تلفن بی سیم
شکل شماره – 2 تکامل دسترسی بی سیم
جدول شماره 3 مقایسه فنا وری PCS
شبکه بی سیم باند گسترده WLAN
فناوری های اینترنت باند گسترده بی سیم تحت عنوان کلی استاندارد IEEE 802 توسط سازمان مهندسان آمریکا معرفی شده اند. زیر بخش های این استاندارد که با شماره های پسوندی مشخص می شوند بطور جداگانه برای هر فن آوری تعیین گردیده است.از میان معروف ترین این فناوری ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
1- استاندارد IEEE 802/15 که با نام BLUETOOTH شناخته میشود.
2- استاندارد11/ 802 IEEE که با نام WI-FI شناخته میشود .
2- استاندارد16/ 802 IEEE که با نام WIMAXشناخته میشود .
تفاوت اصلی این استاندارد ها در برد مسا فتی است که برای هر کدام در نظر گرفته شده و پهنای
باند ی که برای تبادل داده در اختیار قرار میدهند ، است . جدول شما ره یک مشخصات هر کدام از این استاندارد ها را نشان میدهد .
پهنای باند برد مسافتی نام استاندارد
یک مگا بایت بر ثانیه تا 10 متر Bluetooth
11تا 54 مگا بیت بر ثانیه 10 تا 100 متر WI-FI
70 مگا بایت بر ثانیه 100 متر تا 50 کیلو متر WiMax
جدول شماره یک مشخصات استانداردها
هدف از این گزارش ، معرفی استاندارد های Bluetooth ، Wi-Fi و WiMax است . معرفی شامل ارائه اطلا عات در مورد کار برد ها ، سهم و نوع بازار ، پهنای باند کاری و نقاط ضعف وقوت
هر کدام است . پس از معرفی اجمالی مشخصات فنی ، جایگاه هرکدام از این استاندارد ها در ایجاد و توسعه ی شبکه اینترنت توضیح داده می شود . جایگاه هرکدام ازاین استا ندارد ها با توجه بهمشخصات فنی تعیین میشود از آن جمله متوان به مناسب بودن Bluetooth برای شبکه های خانگی ، Wi-Fi برای LAN و WiMax برای شبکه های WAN باید اشاره نمود .انگاه به مقایسه مزا یا وضعف های این استاندارد ها پرداخته می شود.
جدول شماره 2 خلاصه ویژگی های استاندارد های مختلف فوق را نشان میدهد
کاربرد استاندارد نرخ داده برد
مسافتی مصرف
توان شبکه
اتصال بدون سیم تجهیزات جانبی کامپیوتر
Bluetooth کم 10متر پائین WPAN
اتصال به شبکه ی محلی به صورت بی سیم Wi-Fi متوسط 100 متر متوسط WLAN
جایگزین DSL و مودم کابلی WiMax زیاد 30کیلو
متر بالا WMAN
در همین راستا برای شبکه های شخصیWireless Personal area network (WPAN)
که نیاز به برد کم دارند ، استانداردBlutooth 15 . 802 IEEE معرفی شده است . دستگاه های مبتنی بر استاندارد Blutooth مصرف توان کم و نرخ تبادل داده پا ئین دارند .
استا ندارد .11 Wi-Fi IEEE 802 نیز که برای شبکه های محلی
Wireless Personal area network ( WLAN) توسعه داده شده ، بایستی با برد متوسط ، نرخ تبادل داده متوسط و مصرف توان کم را پشتیبانی کند . در نهایت ، استاندارد جدید
IEEE802.16Wimax نیز که برای شبکه های شهری WMAN)WirelessMetropolitan Erea Network) بکار میرود ، دارای برد زیاد ، نرخ تبادل داده بالا است و ناگزیر ، مصرف توان آن نیز با لا خواهد بود .
نمودار شماره 1 ، دسته بندی استاندارد های بی سیم باند گسترده را برای برحسب پهنای با ند ی که در اختیار می دهند و برد مسافتی آنها ، نشان می دهد . در این شکل ، محور عمودی به پهنای باند ومحور افقی به برد اختصاص داده شده است . همانگونه که در نمو دار مشخص است ، استاندارد Blutooth که دارای برد کم و پهنای باند پائین است در گوشه سمت چپ پائین شکل قرار گرفته است . استاندارد Wi-Fi نیز که دارای برد و پهنای باند متوسط است در وسط نمودار قرار دارد و استاندارد جدید Wimax هم در سمت راست نمود ار دیده می شود.
ETSI ETSI ETSI
Hiper MAN Hiper LAN Hiper PAN
IEEE 802.15 IEEE 802.11 IEEE 802.16
BANDWIDTH
1Gbps
100Mbps
Wi-Fi
802.11a/g
10Mbps
Wi-Fi
802.11b
1Mbps Blutooth
802.15.1
< 1 m 10m 100m upto 50km(s) up to 30km(s)
PAN LAN MAN WAN
Larger Install Base
نمودار شماره 1 کاربرد و مسافت پوشش فناوری WLAN
شکل شماره 3 استانداردهای شبکه بی سیم WLAN
- مزایای شبکه های WLAN
در WLAN با استفاده از فرکانسهای رادیویی بجای سیم های سنتی و معمول امکان دسترسی منعطف و بلادرنگ به اطلاعات مورد نیاز کاربران فراهم میشود. سادگی و سرعت اتصال و قطع اتصال تجهیزات بدون سیم در واقع راه و روش آسان ، قابل اعتماد و توسعه پذیری را برای افزایش کارایی و کاهش هزینه سازمانها ارائه می کند.
در محیط کاری امروزی که دائماً در حال تغییر و تحول می باشد یک شبکه محلی بدون سیم با تلفیق قدرت آزادی عمل و اطلاعات سبب می شود که مردم بتوانند به منابع اطلاعاتی شرکت یا سازمان ،
ا ینترنت و Email هر وقت و هر جائی که نیاز دارند دسترسی پیدا کنند.
به طور کلی از مزایای این شبکه ها میتوان به این موارد اشاره نمود:
- تحرک پذیری
سیستم های WLAN می توانند برای کاربران امکان دسترسی به اطلاعات بلادرنگ در هر مکان فیزیکی داخل سازمان را ایجاد کنند. این تحرک پذیری فوق العاده سبب بالا رفتن تولید و ایجاد فرصتهای خدماتی جدید می شود که با هیچ نوع شبکه سیمی امکانپذیر نیست.
- انعطاف پذیری و توسعه پذیری
پیاده سازی شبکه Wireless نیاز به سیم کشی یا کابل کشی از داخل دیوارها و سقف ها را مرتفع میسازد. WLAN به سازمانها انعطاف لازم برای تغییر مکان کارکنان از یک دفتر به دفتری دیگر ، تغییر سازمان دپارتمانها و حتی کل سازمان را بدون انجام عملیاتی خاص امکانپذیر می سازد. تجهیزات پایه ای WLAN د رداخل یک ساختمان قرار می گیرند و از آن پس کاربران می توانند به آسانی کارت شبکه بدون سیم در داخل کامپیوتر خود نصب کرده و آزادانه تغییر مکان دهند.
- کاهش هزینه
در اثر معماری ساده و انعطاف پذیر WLAN سازمانها می توانند هزینه های گزاف مدیریت شبکه که ناشی از اضافه کردن ، حرکت دادن و تغییر دادن میباشد را کاهش داده و بدین ترتیب زمان بازگشت سزمایه کاهش می یابد.
4- کاربردهای شبکه های WLAN
شبکه های محلی بدون سیم معمولاً به شبکه های سیمی اضافه میشوند و اغلب چند متر آخر ارتباط بین یک شبکه سیمی و کاربر متحرک را ایجاد می کنند. کاهش قیمت دائمی و افزایش استفاده از فن آوری مجتمع شده WLAN در PC ها و تجهیزات موبایل سبب رشد بیشتر شبکه سازی بدون سیم در منازل ، محیط
های سازمانها و همچنین در اماکن عمومی مثل هتلها ، ایستگاه ها ، فرودگاهها و مراکز مهم آموزشی مانند مدارس و دانشگاهها شده است.
فهرست زیر برخی از کاربردهای متعددی که با استفاده از توان بالقوه شبکه های بدون سیم محلی امکانپذیر میشود را نشان میدهد :
- مدیران شبکه در محیطهای پویا با استفاده از WLAN ، overhead های ایجاد شده به سبب تغییر مکان ، توسعه شبکه ها و دیگر تغییرات را به حداقل می رسانند.
- مدیران شبکه ای که سابقاً در ساختمانهای قدیمی شبکه های کامپیوتری سیمی نصب
کرده اند به این نتیجه رسیده اند که WLAN راه حل ایجاد زیر ساخت شبکه ها به صورت کاملاً مقرون به صرفه میباشد.
- WLAN راه حل مناسب شبکه های موقتی و غیر دائمی در نمایشگاهها و سمینارها می باشد.
- کارمندان انبارها ، از تجهیزات بدون سیم به منظور تبادل اطلاعات با پایگاههای داده مرکزی استفاده نموده و از این طریق کارایی افزایش مییابد.
- مدیران شبکه از WLAN برای ایجاد backup در مورد کاربردهای بحرانی و حساس در شبکه های سیمی استفاده می کنند.
- کارمندان دفتری می توانند به راحتی از جلسه ای به جلسه دیگر نقل مکان کنند و ارتباط خود را با شبکه سازمان به صورت دائمی حفظ نمایند.
• کاربرد WLAN در محیطهای آموزشی و دانشگاهی
امروزه بسیاری از مجتمعهای دانشگاهی در سراسر جهان مجهز به فنآوری شبکه بدون سیم گردیده اند، به این ترتیب دانشجویان، اساتید و پژوهشگران به سادگی و در هر نقطه از دانشگاه اعم از داخل ساختمانها، محوطه و حتی سرسرای ورودی خوابگاه ها امکان دسترسی به اینترنت و همچنین منابع داخلی دانشگاه را خواهند داشت. به کارگیری شبکه های بدون سیم، انعطاف بالایی را برای برنامه ها آموزش از راه دور و کلاسهای مجازی فراهم می کند. که به بهره وری آموزشی بیشتر منجر می گردد. در ادامه به چند مورد اشاره می شود:
دانشگاه TWENTE در هلند با استقرار 650 عدد AP تمامی 140 هکتار فضای کمپ دانشگاهی را تحت پوشش یک شبکه بدون سیم قرار داده است. و این در حالی است که این دانشگاه دارای یک شبکه سیمی با سرعت 100 مگابیت در ثانیه برای هر ایستگاه می باشد. دانشگاه فوق در حال ارتقاء تجهیزات بدون سیم خود از انواع 11 مگابیت در ثانیه (802.11b) به 54 مگابیت در ثانیه (802.11g) می باشد. دانشگاه Portsmouth از سال 2001 که یک شبکه بدون سیم آزمایشی را ایجاد نمود. تا امروز که تعداد AP را به 150 عدد رسانده توسعه دائمی این شبکه را ادامه داده است. در حال حاضراز پروتکل امنیتی WPA در کل این شبکه استفاده می گردد.
اساساٌ بخش آموزشی بزرگترین کاربرآن فنآوریهای بدون سیم می باشد. آمار نمودار شکل 2 به روشنی سهم این بخش را در به کارگیری فنآوری WLAN نسبت به سایر حوزه ها و بخشها نشان می دهد. مطابق نمودار فوق در سال 2003 ضریب نفوذ شبکه های محلی بدون سیم در حوزه آموزش تا 29 درصد افزایش یافته است.
شکل 4- ضریب نفوذ WLAN در سال 2003
برخی مزایای به کارگیری شبکه WLAN در یک محیط دانشگاهی عبارتند از:
1- دسترسی آسان دانشجویان به اینترنت و موضوعات درسی مرتبط با فعالیتهایشان.
2- امکان کارگروهی مابین اساتید و دانشجویان بدون نیاز به حضور فیزیکی در یک نقطه.
3- برقراری شبکه های موقتی در مواقع خاص همچون برگزاری کنفرانسها و نمایشگاه های دانشجویی جهت ارائه خدمات مناسب به میهمانان و سخنرانان.
4- امکان انجام عملیات اداری همچون ثبت نام و اخذ واحد از طریق شبکه فوق.
5- تسهیل عملیات مدیریتی دانشگاه و دانشکده های .
6- استفاده از قابلیت انتقال صوت از طریق شبکه موسوم به VoWLAN جهت ارتباطات تلفنی پرسنل دانشگاه در هر نقطه دلخواه.
7- امکان گسترش تدریجی سطح زیرپوشش شبکه بسته به نیاز و اولویتهای موجود.
8- امکان گسترش و یکپارچگی به سایر شبکه های سیمی و بدون سیم موجود (مانند شبکه تلفن همراه) در داخل و خارج دانشگاه.
5- فناوری شبکه های محلی بدون سیم (WLAN)
• فناوری انتقال بدون سیم
WLAN ها از امواج الکترومغناطیسی برای برقراری ارتباط بین دو نقطه استفاده می کنند که سبب حذف نیاز به کابل کشی اختصاصی برای هر میز کار میشود.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 44 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلود مقاله شبکه های محلی بی سیم WLLو موارد استفاده آن
