Lan Wireless شبکه های محلی بی سیم

وقتی از شبکه اطلاع رسانی سخن به میان می آید، اغلب کابل شبکه به عنوان وسیله انتقال داده در نظر گرفته می شود . در حالیکه چندین سال است که استفاده از شبکه سازی بی سیم در دنیا آغازگردیده است. تا همین اواخر یک LAN بی سیم با سرعت انتقال پایین و خدمات غیرقابل اعتماد و مترادف بود ، اما هم اکنون تکنولوژی های LAN بیسیم خدمات قابل قبولی را با سرعتی که حداقل برای کاربران معمولی شبکه کابلی پذیرفته شده می باشد، فراهم می کنند.WLAN ها ( یا LANهای بی سیم ) از امواج الکترومغناطیسی رادیویی یا مادون قرمز برای انتقال اطلاعات از یک نقطه به نقطه دیگر استفاده می کنند. امواج رادیویی اغلب به عنوان یک حامل رادیویی تلقی می گردند ،چرا که این امواج وظیفه انتقال انرژی الکترومغناطیسی از فرستنده را به گیرنده دورتر از خود بعهده دارند. داده هنگام ارسال برروی موج حامل رادیویی سوار می شود و در گیرنده نیز به راحتی از موج حامل تفکیک می گردد .

به این عمل مدولاسیون اطلاعات به موج حامل گفته می شود. هنگامیکه داده با موج رادیویی حامل مدوله می شود، سیگنال رادیویی دارای فرکانس های مختلفی علاوه بر فرکانس اصلی موج حامل می گردد .

به عبارت دیگر فرکانس اطلاعات داده به فرکانس موج حامل اضافه می شود. در گیرنده رادیویی برای استخراج اطلاعات، گیرنده روی فرکانس خاصی تنظیم می گردد و سایر فرکانس های اضافی فیلتر میشوند.در یک ساختار WLAN، یک دستگاه فرستنده و گیرنده مرکزی،( Access Point ) خوانده می شود. AP با استفاده از کابل شبکه استاندارد به شبکه محلی سیمی متصل می گردد.

در حالت ساده، گیرنده AP وظیفه دریافت، ذخیره و ارسال داده را بین شبکه محلی سیمی و WLAN بعهده دارد . AP با آنتنی که به آن متصل است ، می تواند در محل مرتفع و یا هر مکانی که امکان ارتباط بهتر را فراهم میکند، نصب شود. هر کاربر میتواند از طریق یک کارت شبکه بی سیم (Wireless Adapter) به سیستم WLAN متصل شود .

این کارت ها به صورت استاندارد برای رایانه های شخصی و کیفی ساخته می شوند. کارت WLAN به عنوان واسطی بین سیستم عامل شبکه کاربر و امواج دریافتی از آنتن عمل می کند. سیستم عامل شبکه عملاً درگیر چگونگی ارتباط ایجاد شده نخواهد بود .

امروزه استاندارد غالب در شبکه های WLAN، IEEE802.11 می باشد . گروهی که بر روی این استاندارد کار می کند در سال ۱۹۹۰ با هدف توسعه استاندارد جهانی شبکه سازی بی سیم با سرعت انتقال ۱ تا ۲ مگابیت در ثانیه شکل گرفت .

استاندارد مذکور با نام IEEE802.11a شناخته می شود. استاندارد IEEE802.11b که جدیدتر است، سرعت انتقال را تا ۵/۵ و ۱۱مگابیت در ثانیه می افزاید. WLANها از دو توپولوژی حمایت می کنند :

این نوع شبکه برای پشتیبانی از تعداد محدودی از کامپیوترها، مثلاً در محیط خانه یا دفاتر کوچک طراحی می شود. امروزه نوعی از توپولوژی ad hoc به نام “ad hoc peer-to-peernetworking” مطرح است .

این نوع شبکه که به شبکه “*Mesh” نیز معروف است، شبکه ای پویا از دستگاههای بی سیم است که به هیچ نوع زیرساخت موجود یا کنترل مرکزی وابسته نیست. در این شرایط، دستگاههای شبکه همچنین به مانند گرههایی عمل می کنند که کاربران از طریق آنها می توانند داده ها را انتقال دهند، به این معنی که دستگاه هر کاربر بعنوان مسیریاب و تکرارکننده (Repeater) عمل می کند .

این شبکه نوع تکامل یافته شبکه Point-to-multipoint است که در آن همه کاربران می بایست برای استفاده از شبکه دسترسی مستقیم به نقطه دستیابی مرکزی داشته باشند. در معماری Mesh کاربران می توانند بوسیله Multi-Hopping ، از طریق گرههای دیگر به نقطه مرکزی وصل شوند ، بدون اینکه به ایجاد هیچگونه پیوند مستقیم RF نیاز باشد . بعلاوه در شبکه Mesh در صورتیکه کاربران بتوانند یک پیوند فرکانس رادیویی برقرار کنند ، نیازی به نقطه دسترسی(Access Point) نیست و کاربران می توانند بدون وجود یک نقطه کنترل مرکزی با یکدیگر، فایلها، نامه های الکترونیکی و صوت و تصویر را به اشتراک بگذارند . این ارتباط دو نفره ، به آسانی برای دربرگرفتن کاربران بیشتر قابل گسترش است.توپولوژی infrastructure اصولاً برای گسترش و افزایش انعطاف پذیری شبکه های کابلی معمولی بکار می رود. بدین شکل که اتصال کامپیوترهای مجهز به تکنولوژی بی سیم را بااستفاده از Access Point به آن امکان می سازد .

در برخی موارد، یک AP کامپیوتری است که کارت شبکه بی سیم را کنار کارت شبکه معمولی که آن را به یک LAN کابلی متصل میکند دارا می باشد . کامپیوترهای بی سیم با استفاده ازAP به عنوان واسطه با شبکه کابلی ارتباط برقرار می کنند . AP اساساً بعنوان یکTranslation Bridge عمل می کند ، زیرا سیگنال های شبکه بی سیم را به سیگنال های شبکه کابلی تبدیل می کند . مانند تمام تکنولوژی های ارتباطی بی سیم، شرایط مسافتی و محیطی می توانند بر روی عملکرد ایستگاههای سیار بسیار تأثیر گذار باشند . یک AP می تواند ۱۰ تا ۲۰ کامپیوتر را پشتیبانی کند، بسته به اینکه میزان استفاده آنها از LAN چقدر است. این پشتیبانی تا زمانی ادامه دارد که آن کامپیوترها در شعاع تقریبی ۱۰۰ تا ۲۰۰ فوت نسبت به AP قرار داشته باشند. موانع فیزیکی مداخله کننده این عملکرد را به طرز چشمگیری کاهش می دهند.ناحیه ای که توسط یک AP تحت پوشش قرار می گیرد سلول (Cell) نامیده می شود. هر ایستگاه در داخل Cell می تواند به AP دسترسی پیدا کند . وظیفه یک AP ایجاد هماهنگی بین سرویس گیرندگان (Clients) شبکه WLAN و یک شبکه LAN می باشد .

به منظور گسترش بخش بی سیم و تحت پوشش قرار دادن سرویس گیرندگان بیشتر، می توان از AP های متعدد در مناطق مختلف استفاده کرد، و یا اینکه یک ٍ Extension point را بکار گرفت .

Extension point، یک تقویت کننده سیگنال های بی سیم است که به عنوان ایستگاهی بین سرویس گیرندگان بی سیم و AP عمل می کند . استاندارد IEEE 802.11 دو سلول را به عنوان یک BSS Basic Service Set در نظر می گیرد .

استاندارد IEEE 802.11 :DSSS Direct Sequence Spread Spectrum :یک روش انتقال رادیویی است که در آن سیگنالهای خروجی با استفاده از یک کد دیجیتال مدوله می شوند .

در نتیجه هر بیت از دیتا به چند بیت تبدیل می شود و سیگنال می تواند در فرکانس وسیع تر پراکنده شود. استفاده از DSSS به همراه روش CCK)Complimentary Code Keying) باعث می شود سیستم های IEEE 802.11b به سرعت۱۱ مگابیت در ثانیه انتقال دست یابند .

در جائیکه شرایط به نحوی است که امکان تداخل ، نویزنپذیری یا وجود دستگاههای کاری هم فرکانس در منطقه موجود نباشد یا بسیار کم باشد از شیوه DSSS استفاده می شود .

در این شیوه می توان از تمامی عرض باند موجود در طیف گسترده شده (مثلاً ۱۰MHZ یا بیشتر ) بهره جست و لذا به شبکه ای با سرعت ۱۰ مگابیت در ثانیه یا بالاتر دست یافت.

اما در محیط های شلوغ به لحاظ ترافیک امواج مثلاً محیط های شهری بزرگ، بکار بردن این تکنولوژی علیرغم وجود کدینگ های پیشرفته و تقسیم بندی های فرکانسی، خالی از بروز تداخل ها و یا اشکالات احتمالی نخواهد بود.FHSS Frequency Hopping Spread Spectrum :یک روش انتقال رادیویی که در آن انتقال دهنده به طور مداوم تغییرات سریعی را در فرکانس – بر طبق یک الگوریتم موجود انجام می دهد . دریافت کننده برای خواندن سیگنال های دریافتی، دقیقاً همان تغییرات را انجام می دهد. در IEEE 802.11a می توان از FHSS استفاده کرد اما سیستم IEEE 802.11b از این روش حمایت نمی کند.Infraredدر ارتباطات infrared ( مادون قرمز ) از فرکانسهای بالا دقیقا زیر طیف نور مرئی استفاده می شو د . در این روش سیگنالها نمی توانند از اشیاء و دیوارها عبور کنند .

این امر بکارگیری تکنولوژی مادون قرمز را محدود می سازد. در فناوری مادون قرمز ارسال کننده و دریافت کننده باید یکدیگر را ببینند (در خط دید یکدیگر باشند) همانند یک کنترل کننده راه دور دستگاه تلویزیون . بطور کلی در ارتباطات داخل ساختمان که فاصله ایستگاهها کم باشد از این روش استفاده می شود .

از WLAN ها می توان در مکانهایی که امکان کابل کشی وجود ندارد استفاده کرد و بدون نیاز به کابل کشی آنها را گسترش داد .

استفاده کننده WLAN می تواند کامپیوتر خود را بدون قطع کابل ، به هر نقطه از سازمان منتقل کند . با وجود اینکه سخت افزار مورد نیاز برای WLAN گرانتر از تجهیزات شبکه سیمی است ، ولی بهره وری و انعطاف پذیری آن باعث می شود که در طول زمان قیمت تمام شده کمتر شود ، بخصوص در محیطهایی که شبکه مورد نظر پیوسته در حال انتقال و تغییر مداوم است . سیستمهای WLAN می توانند با فناوریهای مختلف شبکه ترکیب شوند و شبکه هایی با کاربردها و امکانات خاص را به نحو مطلوبی ایجاد کنند .

پیکر بندی این شبکه ها براحتی قابل تغییر است و این شبکه ها می توانند از حالت نقطه به نقطه تا شبکه هایی با زیرساختار پیچیده با صدها کاربر متحرک گسترش یابند .

در شبکه های بیسیم مدیران شبکه می توانند جابجایی ، گسترش و اصلاح شبکه را آسانتر انجام دهند و با استفاده از این سیستم به نصب کامپیوترهای شبکه در ساختمانهای قدیمی و یا مکان هایی که امکان کابل کشی در آنها وجود ندارد و نیز مکانهایی که فاصله آنها از یکدیگر زیاد است بپردازند و بدین شکل امکان دسترسی سریع به اطلاعات را فراهم کنند .