هر آنچه که از شبکه های بی سیم میدانیم؟
مقدمه
نیاز روز افزون به پویایی کارها، استفاده از تجهیزاتی مانند تلفن همراه ، پیجرها و … به واسطه وجود شبکه های بی سیم امکان پذیر شده است. اگر کاربر یا شرکت یا برنامه کاربردی خواهان آن باشد که داده و اطلاعات مورد نیاز خود را به صورت متحرک در هر لحظه در اختیار داشته باشند شبکه های بی سیم جواب مناسبی برای آنها ست.
شبکه وایرلس
شبکههای وایرلس Wireless، شبکههای کامپیوتری هستند که اتصال آنها بدون کابل انجام میشود. سیستمهای بیسیم بر اساس امواج رادیویی کار میکنند و پیاده سازی آنها در لایه فیزیکی ساختار شبکه انجام میشود. شبکه بیسیم باعث میشود شرکت های بزرگ، در زمینه کابل و کابل کشی، هزینهای صرف نکنند که در نوع خود هزینه قابل توجهی است.
مزایا و معایب شبکه های بی سیم
۱. افزایش موبایلیتی: شبکه های بی سیم دسترسی به اطلاعات را به صورت بلادرنگ فراهم میکنند و نیازی به ثابت بودن در مکان خاصی نیست. کار تیمی بهتر و بالاتر رفتن کارایی عملیاتی از جمله مزایای آن در مقایسه با شبکههای سنتی است.
۲. نصب سریع و سادگی: کاهش کابل کشی در شبکههای وایرلس، هم ریسک خرابی فیزیکی را کم میکند و هم کار را ساده میکند. از طرفی به سرعت هم قابل پیاده سازی هستند.
۳. دسترسی وسیعتر به شبکه: شبکههای وایرلس دسترسی به جاهایی را برایتان فراهم میکند که با شبکههای کابلی امکانش وجود ندارد.
۴. انعطاف پذیری بیشتر: به هر حال در آینده نزدیک شما باید شبکه تان را تغییر داده یا آپدیت کنید. افزودن پیکربندی و آپدیت در شبکه های بی سیم راحتتر قابل انجام است.
۵. کاهش هزینه: شاید در ابتدا هزینه راه اندازی و پیکربندی شبکه بیسیم زیاد باشد اما در طول زمان خواهید دید که هم طول عمر بیشتر و هزینه کمتری دارد.
۶. افزایش ارتقاپذیری: پیکربندی شبکه های بی سیم اگر به صورت حرفهای انجام شود و تمام نیازهای برنامهها در نظر گرفته شود، به راحتی خواهید توانست بسته به نیاز سازمانی خود تغییرات و ارتقا ها را انجام دهید.
امنیت در شبکه های بی سیم
امنیت شبکه وایرلس، فرآیند طراحی، پیاده سازی و تامین امنیت در شبکه کامپیوتری بیسیم است. امنیت شبکه بیسیم زیرمجموعه امنیت شبکه است که امنیت را برای شبکه کامپیوتری وایرلس تامین میکند. آن را امنیت وایرلس هم مینامند.
امنیت شبکه وایرلس از دسترسی غیرمجاز و یا شرورانه جلوگیری میکند و اغلب از طریق تامین امنیت سوییچ و روتر فراهم میشود و به صورت پیش فرض رمزنگاری شده و از ارتباطات بیسیم، حفاظت میشود و هکرها نمیتوانند به محتوای بسته و ترافیک دسترسی یابند. سنسورهای حفاظتی هم ادمین های شبکه را از دسترسی های غیرمجاز آگاه میکند.
از جمله الگوریتم های رمزنگاری و استانداردهای رایج در تامین امنیت شبکه بیسیم، Wireless Protected Access یا WPA و Wired Equivalent Policy یا WEP است.
البته اقدامات دیگری که در ادامه بیان شده در تامین امنیت شبکه وایرلس بسیار مهم و ضروری هستند:
- تغییر دادن نام پیش فرض دستگاه یعنی نام SSID و اجتناب از استفاده از نام ساده و قابل حدس
- تغییر دادن پسورد اولیه دستگاه و استفاده از پسوردهای پیچیده و مناسب
- خاموش کردن دسترسی های ریموت
- فعال کردن قابلیت رمزگذاری دیتا در دستگاه
- لاگ اوت شدن از دستگاه پس از اعمال تنظیمات
- آپدیت کردن دستگاه
مبانی شبکههای بدون کابل
تکنولوژی شبکههای بدون کابل از ايده ” ضرورتی به کابل ها ی جديد نمی باشد” ، استفاده مینمايند. در اين نوع شبکهها ، تمام کامپيوترها با استفاده از سيگنال هایی راديوئی اقدام به انتشار اطلاعات مورد نظر برای يکديگر مینمايند. اين نوع شبکهها دارای ساختاری ساده بوده و براحتی میتوان يک کامپيوتر متصل به اين نوع از شبکهها را مکان های ديگر استقرار و کماکان از امکانات شبکه بهره مند گرديد مثلا در صورتيکه اين نوع شبکهها را در يک فضای کوچک نظير يک ساختمان اداری ايجاد کرده باشيم و دارای يک کامپيوتر laptop باشيم که از کارت شبکه مخصوص بدون کابل استفاده می نمايد ، در هر مکانی از اداره مورد نظر که مستقر شده باشيم با استفاده از Laptop میتوان بسادگی به شبکه متصل و از امکانات مربوطه استفاده کرد.
شبکههای کامپيوتری و نوع خدمات
شبکههای کامپيوتری از نقظه نظر نوع خدمات وسرويس دهی به دو گروه : نظير به نظير و سرويس گيرنده / سرويس دهنده نقسيم می گردند. در شبکههای نظير به نظير هر کامپيوتر قادر به ايفای وظيفه در دو نقش سرويس گيرنده و سرويس دهنده در هر لحظه است. در شبکههای سرويس گيرنده / سرويس دهنده ، هر کامپيوتر صرفا میتواند يک نقش را بازی نمايد. ( سرويس دهنده يا سرويس گيرنده). در شبکههای بدون کابل که بصورت نظير به نظير پياده سازی میگردنند، هر کامپيوتر قادر به ارتباط مستقيم با هر يک از کامپيوترهای موجود در شبکه است. برخی ديگر از شبکههای بدون کابل بصورت سرويس گيرنده / سرويسدهنده ، پياده سازی میگردند. اين نوع شبکهها دارای يک Access point میباشند. دستگاه فوق يک کنترل کننده کابلی بوده و قادر به دريافت و ارسال اطلاعات به آداپتورهای بدون کابل ( کارت های شبکه بدون کابل ) نصب شده در هر يک از کامپيوترها میباشند.
انواع شبکههای بدون کابل
چهار نوع متفاوت از شبکههای بدون کابل وجود دارد ( از کند و ارزان تا سريع و گران )
• BlueTooth
• IrDA
• HomeRF)SWAP)
• WECA)Wi-Fi)
شبکههای Bluetooth در حال حاضر عموميت نداشته و بنظر قادر به پاسخگوئی به کاربران برای شبکههای با سرعت بالا نمیباشند. IrDA) Infrared Data Association) استانداردی بمنظور ارتباط دستگاههایی است که از سيگنالهای نوری مادون قرمز استفاده مینمايند. استاندارد فوق نحوه عمليات کنترل از راه دور، ( توليد شده توسط يک توليد کننده خاص ) و يک دستگاه راه دور ( توليد شده توسط توليد کننده ديگر ) را تبين میکند. دستگاههای IrDA از نورمادون قرمز استفاده مینمايند.
استاندارد اوليه
قبل از بررسی مدل های SWAP و Wi-Fi لازم است که در ابتدا با استاندارد اوليه ای که دو مدل فوق بر اساس آنها ارائه شده اند ، بيشتر آشنا شويم. در استاندارد فوق دو روش بمنظور ارتباط بين دستگاهها با سرعت دو مگابیت در ثانيه مطرح شد. دو روش فوق بشرح زير میباشند :
• DSSS)Direct-sequence spread spectrum)
• FHSS)Frequency-hopping spread spectrum)
دو روش فوق از تکنولوژی FSK)Frequency-shift keying) استفاده مینمايند.
Spread Spectrum
Spread Spectrum ، بدين معنی است که داده مورد نظر برای ارسال به بخش های کوچکتر تقسيم و هر يک از آنها با استفاده از فرکانس های گسسته قابل دستيابی در هر زمان، ارسال خواهند شد. دستگاههایی که از DSSS استفاده مینمايند، هر بايت داده را به چندين بخش مجزا تقسيم و آنها را بصورت همزمان با استفاده از فرکانس های متفاوت، ارسال می دارند.
HomeRF و SWAP
HomeRF، اتحاديه ای است که استانداری با نام SWAP)Shared Wireless Access protocol) را ايجاد نموده است. SWAP دارای شش کانال صوتی متفاوت بر اساس استاندارد DECT و ۸۰۲٫۱۱ است. دستگاههای SWAP در هر ثانيه ۵۰ hop ايجاد و در هر ثانيه قادر به ارسال يک مگابيت در ثانيه میباشند. در برخی از مدل ها ميزان ارسال اطلاعات تا دو مگابيت در ثانيه هم می رسد. توانائی فوق ارتباط مستقيم به تعداد اينترفيس های موجود در مجيط عملياتی دارد.
مزايای SWAP
مزايای SWAP عبارتند از :
• قيمت مناسب
• نصب آسان
• به کابل های اضافه نياز نخواهد بود
• دارای Access point نيست
• دارای شش کانال صوتی دو طرفه و يک کانال داده است
• امکان استفاده از ۱۲۷ دستگاه در هر شبکه وجود دارد.
• امکان داشتن چندين شبکه در يک محل را فراهم می نمايد.
• امکان رمزنگاری اطلاعات بمنظور ايمن سازی داده ها وجود دارد.
اشکالات SWAP
برخی از اشکالات SWAP عبارتند از :
• دارای سرعت بالا نيست ( در حالت عادی يک مگابيت در ثانيه )
• دارای دامنه محدودی است ( ۷۵ تا ۱۲۵ فوت / ۲۳ تا ۳۸ متر )
• با دستگاههای FHSS سازگار نيست .
• دستگاههای دارای فلز و يا وجود ديوار میتواند باعث افت ارتباطات شود.
• استفاده در شبکههای کابلی، مشکل است.
تراتسيور بدون کابل
تراتسيور بدون کابل واقعی بهمراه يک آنتن کوچک در يک کارت ISA , PCI و يا PCMCIA ايجاد( ساخته ) می گردد. در صورتيکه از يک کامپيوتر Labtop استفاده میشود، کارت PCMCIA بصورت مستقيم به يکی از اسلاتهای PCMCIA متصل خواهد شد. در کامپيوترهای شخصی، میبايست از يک کارت اختصاصی ISA، کارت PCI HomeRF و يا يک کارت PCMCIA بهمراه يک آداپتور مخصوص ، استفاده کرد. با توجه به ضرورت استفاده از کارت های اختصاصی، صرفا کامپيوترها را میتوان در يک شبکه SWAP استفاده کرد. چاپگرها و ساير وسائل جانبی میبايست مستقيما به يک کامپيوتر متصل و توسط کامپيوتر مورد نظر بعنوان يک منبع اشتراکی مورد استفاده قرار گيرند.
اکثر شبکههای SWAP بصورت “نظير به نظير” میباشند. برخی از توليدکنندگان اخيرا بمنظور افزايش دامنه تاثيرپذيری در شبکههای بدون کابل ، Access point هایی را به بازار عرضه نموده اند. شبکههای HomeRf نسبت به ساير شبکههای بدون کابل، دارای قيمت مناسب تری میباشند.
WECA و Wi-Fi
WECA)Wireless Ethernet Compatibility Alliance) رويکرد جديدی را نسبت به HomeRF ارائه نموده است. مشخصات فوق FHSS را حذف و تاکيد بر استفاده از DSSS دارد. ( بدليل ظرفيت بالا در نرخ انتقال اطلاعات). در صورتيکه سرعت فوق پاسخگو نباشد، بتدريج سرعت به ۵/۵ مگابيت در ثانيه ، دو مگابيت در ثانيه و نهايتا” به يک مگابيت در ثانيه تنزل پيدا خواهد کرد. بدين ترتيب شبکه از صلابت و اعتماد بيشتری برخوردار خواهد بود.
مزايای Wi-Fi
مزايای Wi-Fi عبارتند از :
• سرعت بالا ( يازده مگابيت در ثانيه )
• قابل اعتماد
• دارای دامنه بالائی میباشند ( ۱٫۰۰۰ فوت يا ۳۰۵ متر در قضای باز و ۲۵۰ تا ۴۰۰ فوت / ۷۶ تا ۱۲۲ متر در فضای بسته )
• با شبکههای کابلی بسادگی ترکيب می گردد.
• با دستگاههای DSSS 802.11 ( اوليه ) سازگار است .
اشکالات Wi-Fi
برخی از اشکالات Wi-Fi عبارتند از :
• گران قيمت میباشند.
• پيکربندی و تنظيمات آن مشکل است .
• نوسانات سرعت زياد است .
Wi-Fi سرعت شبکههای اترنت را بدون استفاده از کابل در اختيار قرار می دهد. کارتهای سازگار با Wi-Fi بمنظور استفاده در شبکههای ” نظير به نظير ” وجود دارد، ولی معمولا” Wi-Fi به Access Point نياز خواهد داشت. اغلب Access point ها دارای يک اينترفيس بمنظور اتصال به يک شبکه کابلی اترنت نيز میباشند. اکثر ترانسيورهای Wi-Fi بصورت کارت های PCMCIA عرضه شده اند.
تشریح مقدماتی شبکههای بیسیم و کابلی
شبکههای محلی (LAN) برای خانه و محیط کار میتوانند به دو صورت کابلی (Wired) یا بیسیم (Wireless) طراحی گردند. در ابتدا این شبکهها به روش کابلی با استفاده از تکنولوژی Ethernet طراحی می شدند. اما اکنون با روند رو به افزایش استفاده از شبکههای بیسیم، با تکنولوژی WiFi مواجه هستیم.
در شبکههای کابلی (که در حال حاضر بیشتر با توپولوژی ستاره ای بکار می روند) بایستی از محل هر ایستگاه کاری تا دستگاه توزیع کننده (هاب یا سوئیچ) به صورت مستقل کابل کشی صورت پذیرد (طول کابل ازنوع CAT5 نباید از ۱۰۰ متر بیشتر باشد. در غیر اینصورت از فیبر نوری استفاده میگردد) . تجهیزات به کار رفته از دو نوع غیر فعال یا Passive (مانند کابل، پریز، داکت، پچ پنل) و فعال یا Active (مانند هاب، سوئیچ، روتر، کارت شبکه) هستند.
سازوکار شبکههای بیسیم
شبکههای بیسیم نیز شامل دستگاه مرکزی (Access Point) می باشد که هر ایستگاه کاری میتواند حداکثر تا فاصله ۳۰ متری آن (بدون مانع) قرار گیرد. شبکههای بیسیم (Wlan) یکی از سه استاندارد ارتباطی WiFi زیر را به کار میبرند:
● ۸۰۲٫۱۱b اولین استانداردی است که به صورت گسترده بکار رفته است.
● ۸۰۲٫۱۱a سریعتر اما گرانتر از ۸۰۲٫۱۱b می باشد.
● ۸۰۲٫۱۱g جدیدترین استاندارد که شامل هر دو استاندارد قبلی بوده و از همه گرانتر میباشد.
هر دو نوع شبکههای کابلی و بیسیم ادعای برتری بر دیگری را دارند. اما انتخاب صحیح با در نظر گرفتن قابلیتهای آنها میسر می باشد.
عوامل مقایسه
در مقایسه شبکههای بیسیم و کابلی میتواند قابلیتهای زیر مورد بررسی قرار گیرد:
● نصب و راه اندازی
● هزینه
● قابلیت اطمینان
● کارائی
● امنیت
● نصب و راه اندازی
کابل کشی
در شبکههای کابلی به دلیل آنکه به هر یک از ایستگاههای کاری بایستی از محل سویئچ مربوطه کابل کشیده شود، با مسائلی همچون سوارخکاری ، داکت کشی ، نصب پریز و… مواجه هستیم. در ضمن اگر محل فیزیکی ایستگاه مورد نظر تغییر یابد باید کابل کشی مجدد صورت پذیرد.
شبکههای بیسیم از امواج استفاده نموده و قابلیت تحرک بالائی را دارا هستند.
فواید
هزینه
تجهیزاتی همچون هاب، سوئیچ یا کابل شبکه در شبکههاب کابلی نسبت به شبکههای بیسیم ارزانتر می باشد. اما در نظر گرفتن هزینه های نصب و تغییرات احتمالی محیطی نیز قابل توجه است. قابل به ذکر است که با رشد روز افزون شبکههای بیسیم ، قیمت آن نیز در حال کاهش است.
قابلیت اطمینان
تجهیزات کابلی بسیار قابل اعتماد میباشند. دلیل سرمایه گذاری سازندگان از حدود بیست سال گذشته نیز همین است. فقط باید در موقع نصب و یا جابجائی، اتصالات با دقت کنترل شوند.
تجهیزات بیسیم همچون Broadband Router ها مشکلاتی مانند قطع شدن های پیاپی، تداخل امواج الکترومغناظیس، تداخل با شبکههای بیسیم مجاور و … را داشتهاند که روند رو به تکامل آن نسبت به گذشته (مانند ۸۰۲٫۱۱g ) باعث بهبود در قابلیت اطمینان نیز داشته است.
کارایی
شبکههای کابلی دارای بالاترین کارائی هستند. در ابتدا پهنای باند ۱۰ Mbps سپس به پهنای باندهای بالاتر (۱۰۰ Mbps و ۱۰۰۰Mbps) افزایش یافتند. حتی در حال حاضر سوئیچهائی با پهنای باند ۱Gbps نیز ارائه شده است.
شبکههای بیسیم با استاندارد ۸۰۲٫۱۱b حداکثر پهنای باند ۱۱Mbps و با ۸۰۲٫۱۱a و ۸۰۲٫۱۱g پهنای باند ۵۴ Mbps را پشتیبانی می کنند. حتی در تکنولوژی های جدید این روند با قیمتی نسبتا بالاتر به ۱۰۸Mbps نیز افزایش داده شده است. علاوه بر این کارائی WiFi نسبت به فاصله حساس می باشد. یعنی حداکثر کارائی با افزایش فاصله نسبت به Access Point پایین خواهد آمد. این پهنای باند برای به اشتراک گذاشتن اینترنت یا فایلها کافی بوده اما برای برنامه هائی که نیاز به رد و بدل اطلاعات زیاد بین سرور و ایستگاهای کاری (Client to Server) دارند کافی نیست.
امنیت
به دلیل اینکه در شبکههای کابلی که به اینترنت هم متصل هستند، وجود دیواره آتش از الزامات است و تجهیزاتی مانند هاب یا سوئیچ به تنهایی قادر به انجام وظایف دیواره آتش نمیباشند، بایستی در چنین شبکههایی دیواره آتش مجزایی نصب شود.
در تجهیزات شبکههای بیسیم مانند Broadband Router ها دیواره آتش بصورت نرم افزاری وجود داشته و تنها بایستی تنظیمات لازم صورت پذیرد. از سوی دیگر به دلیل اینکه در شبکههای بیسیم از هوا بعنوان رسانه انتقال استفاده میشود، بدون پیاده سازی تکنیک های خاصی مانند رمزنگاری، امنیت اطلاعات بطور کامل تامین نمی گردد استفاده از رمزنگاری Wired Equivalent Privacy باعث بالا رفتن امنیت در این تجهیزات گردیده است.
انتخاب صحیح
با توجه به بررسی و آنالیز مطالبی که مطالعه کردید بایستی تصمیم گرفت که در محیطی که اشتراک اطلاعات وجود دارد و نیاز به ارتباط احساس میشود کدام یک از شبکههای بیسیم و کابلی مناسبتر به نظر می رسند.
معیار شما باید خلاصه ای از معیارهای در نظر گرفته شده در این مقاله باشد. به عنوان مثال اگر هزینه برای شما مهم بوده و نیاز به استفاده از حداکثر کارائی را دارید ولی پویائی برای شما مهم نمی باشد، بهتر است از شبکه کابلی استفاده کنید.
امنیت در شبکه های بی سیم
سه روش امنیتی در شبکه های بی سیم عبارتند از :
Wired Equivalent Privacy
در این روش از شنود کاربرهایی که در شبکه مجوز ندارند جلوگیری به عمل می آید. که برای شبکههای کوچک مناسب است. زیرا نیاز به تنظیمات دستی (KEY) مربوطه در هر Client می باشد.
اساس رمز نگاری WEP بر مبنای الگوریتم RC4 بوسیله RSA می باشد.
Service Set Identifier
شبکههای WLAN دارای چندین شبکه محلی میباشند، که هر کدام آنها دارای یک شناسه (Identifier) یکتا هستند. این شناسه ها در چندین Access Point قرار داده می شوند. هر کاربر برای دسترسی به شبکه مورد نظر بایستی تنظیمات شناسه SSID مربوطه را انجام دهد.
Media Access Control
در این روش، لیستی از MAC آدرس های مجاز در یک شبکه به Access Point مربوطه وارد میشود. بنابراین تنها کامپیوترهای دارای این MAC آدرسها اجازه دسترسی دارند. به عبارتی وقتی یک کامپیوتر درخواستی را ارسال میکند، MAC آدرس آن با لیست MAC آدرس مربوطه در AP مقایسه شده و اجازه دسترسی یا عدم دسترسی آن مورد بررسی قرار می گیرد. این روش امنیتی مناسب برای شبکههای کوچک است. زیرا در شبکههای بزرگ امکان ورود این آدرسها به AP بسیار مشکل می باشد.
انواع استاندارد ۸۰۲٫۱۱
این استاندارد برای اولین بار در سال ۱۹۹۰ بوسیله انستیتیو IEEE معرفی گردید. اکنون تکنولوژیهای متفاوتی از این استاندارد برای شبکه های بی سیم ارائه شده است:
۸۰۲٫۱۱
برای روشهای انتقال frequency hopping spared spectrum یا direct sequence spread spectrum با سرعت ۱Mbps تا ۲Mbps در کانال ۲٫۴ GHz قابل استفاده می باشد.
۸۰۲٫۱۱a
برای روشهای انتقال orthogonal frequency division multiplexing با سرعت ۵۴Mbps در کانال ۵GHz قابل استفاده است.
۸۰۲٫۱۱b
این استاندارد با نام WiFi یا High Rate 802.11 قابل استفاده در روش DSSS بوده و در شبکههای محلی بیسیم نیز کاربرد فراوانی دارد. همچنین دارای نرخ انتقال ۱۱Mbps می باشد.
۸۰۲٫۱۱g
این استاندارد برای دستیابی به نرخ انتقال بالای ۲۰Mbps در شبکههای محلی بیسیم و در کانال ۲٫۴GHz کاربرد دارد.
Bluetooth
نوع سادهای از ارتباط شبکه های بی سیم است که حداکثر ارتباط ۸ دستگاه را با تکنولوژی Bluetooth پشتیبانی میکند. دستگاههایی از قبیل PDA، نوت بوک ، تلفن های همراه، و کامپیوترهای شخصی از جمله این موارد هستند. (این تکنولوژی ممکن است در صفحه کلیدها ،موس ها و Headset و Hands free تلفن های همراه نیز دیده شود) . این تکنولوژی در سال ۱۹۹۴ توسط شرکت اریکسون ایجاد شد. بلوتوث در فواصل کوتاهی بین ۹ تا ۹۰ متر کار میکند. این فاصله به امنیت این تکنولوژی میافزاید. زیرا اگر کسی بخواهد ارتباط شما را شنود کند گر چه به ابزار خاصی نیاز ندارد اما بایستی در فاصله نزدیکی از شما قرار بگیرد. مهمترین ویژگی بلوتوث این است که بر خلاف Infrared موانعی مانند دیوار تاثیری بر روی سیگنال آن ندارند. این روش از تکنولوژی رادیوئی استفاده میکند. که ارزان قیمت بوده و مصرف برق خیلی کمی دارد.
عملکرد
هر استاندارد در محدوده جغرافیایی متفاوت بود و بنابراین ساخت یک استاندارد مناسب تر نسبت به آینده با توجه به آنچه در آن است که یکی در تلاش برای به انجام رساندن با شبکه های بی سیم است. عملکرد شبکه های بی سیم ارضا انواع برنامههای کاربردی مانند صوتی و تصویری. استفاده از این تکنولوژی همچنین به اتاق را برای بسط مانند از۲G به ۳G و اخیراً ۴G تکنولوژی که مخفف نسل چهارم تلفن همراه است ارتباطات تلفن همراه استاندارد است. شبکه های بی سیم تبدیل به امری عادی شدند و پختگی را افزایش میدهند از طریق پیکربندی شبکه سختافزار و نرمافزار و ظرفیت بیشتری برای ارسال و دریافت مقادیر بزرگتر از دادهها را سریع تر میتوان به دست آورد.
فضا
فضا یکی دیگر از ویژگیهای شبکه های بی سیم است. شبکه های بی سیم مزایای بسیاری را ارائه میدهند وقتی مشکلی در منطقهای به سیم میآید برای برقراری ارتباط مانند در سراسر یک خیابان یا رودخانه یک انبار در سمت دیگر محوطه یا ساختمانهایی که از لحاظ فیزیکی از هم جدا شده تلاش میشود اما در عمل به عنوان یک. شبکه های بی سیم اجازه میدهد تا به کاربران برای تعیین یک فضای خاصی که این شبکه قادر خواهد بود برای برقراری ارتباط با دستگاههای دیگر از طریق این شبکه اقدام نماید.
شبکه های بی سیم عناصر
از شبکههای مخابراتی در لایه فیزیکی و همچنین شامل بسیاری از به هم پیوسته wireline عناصر شبکه (NEs) است. این NEs را میتوان مستقل از سیستمها یا محصولات که یا عرضه شده توسط یک تولیدکننده یا مونتاژ توسط ارائه دهنده خدمات (کاربری) یا سیستم جامع با قطعات ازچند تولیدکنندگان مختلف است.
محصولات بیسیم NEs و دستگاههای استفاده شده توسط یک حاملهای بیسیم برای ارائه پشتیبانی برای شبکه backhaul به عنوان به خوبی به عنوان یک تلفن همراه تعویض مرکز .
مشکلات
تداخل
در مقایسه با سیستمهای سیمی و بیسیم شبکهها اغلب موضوع تداخل الکترومغناطیسی مطرح است. این میتواند ناشی از شبکههای دیگر یا انواع دیگر از تجهیزات است که تولید امواج رادیویی است که در داخل یا نزدیک به باندهای برای برقراری ارتباط رادیویی استفاده میشود. دخالت میتوانید تنزل سیگنال یا به علت سیستم به شکست منجر شود.
جذب و انعکاس
در حقیقت امواج الکترو مغناطیس از حرکت ذرات بار دار در سیم حامل جریان یا… ساطع میشوند. برخی از مواد باعث جذب امواج الکترومغناطیسی و جلوگیری از آن برای رسیدن به گیرنده میشود. در موارد دیگر به خصوص با فلز یا مواد رسانا انعکاس رخ میدهد. این میتواند باعث مناطق مرده که در آن هیچ دریافتی در دسترس نیست. آلومینیوم فویل عایق حرارتی در خانههای مدرن به راحتی میتواند کاهش سیگنالهای تلفن همراه داخل سالن با ۱۰dB است که اغلب منجر به شکایت در مورد پذیرش بد از راه دور روستایی سیگنال همراه است.
ظرفیت
کانال
قضیه شانون میتواند توصیف حداکثر نرخ دادهها از هر یک لینک بیسیم که مربوط به پهنای باند هرتز و به سر و صدا در کانال باشد.
یکی میتواند تا حد زیادی افزایش ظرفیت کانال با استفاده از MIMO تکنیکهایی که در آن چندین آنتن یا چند فرکانس میتواند از مسیرهای چندگانه به گیرنده بهرهبرداری شود برای رسیدن به حد توان بالاتر – توسط یک عامل از این محصول از فرکانس و هوایی تنوع در هر پایان است.
شبکه
کل شبکه به پهنای باند بستگی دارد که چگونه پاشنده متوسط است (ساختمان متوسط بهطور کلی بهتر است کل پهنای باند به دلیل آن که حداقل تداخل را داراست) چگونه بسیاری از فرکانسهای در دسترس هستند چگونه این فرکانس پر سر و صدا هستند چگونه بسیاری از آنتن استفاده میشود و این که آیا یک جهت آنتن در حال استفاده است.
تلفن همراه شبکه های بی سیم بهطور کلی باید ظرفیتهای خود را به دلیل استفاده از جهت آنتن و توانایی خود با استفاده مجدد از کانالهای رادیویی در غیر سلولهای مجاور و علاوه بر این سلولها را میتوان بسیار کوچک با استفاده از فرستندههای کم قدرت این است که در شهرستانها به ظرفیت شبکه در مقیاس خطی با تراکم جمعیت است.
انواع آنتن در شبکه های بیسیم
آنتن دستگاهی است که سیگنال را به امواج رادیویی تبدیل میکند و معمولا به انتقال دهنده و دریافت کننده رادیویی متصل میشود و واسطی بین سیگنالهای الکترونیکی در رادیو و حرکت سیگنالها در هوا است.
انواع آنتن در روترهای بیسیم بسیار متنوع است. برخی روترها آنتن های تعبیه شده دارند و در برخی روترها میتوانید آنتن مورد نظرتان را نصب کنید. انواع آنتن بسیار زیاد است اما سه نوع اصلی آن، بیش از همه کاربرد دارد و در طراحی شبکه بیسیم استفاده میشود. سه نوع آنتن شبکه های بیسم را که رایج تر هستند را در ادامه بررسی میکنیم.
آنتن های چند جهته یا Omni Directional
آنتن های همه جانبه یا Omni Directional، رایج ترین نوع آنتن شبکه وایرلس است و با نام آنتن Omni بیشتر شناخته میشوند. آنتن Omni، سیگنالها را در اطرافش به طور مساوی و در تمام جهات ارسال میکند.مزیت استفاده از آنتن Omni این است که میتوانید در هر جهتی اتصالات را ایجاد کنید. مثلا دیگر لازم نیست طراحی خاصی در اتصال چند ساختمان و همسایه به کار ببرید. اگر سیگنال کافی بین نودها باشد، قاعدتا اتصال برقرار میشود.این که قدرت سیگنال در تمام جهات یکسان است باعث میشود سیگنال ضعیفی منتقل نشود اما از طرفی هم چون سیگنال در تمام جهات پخش میشود با افزایش فاصله خیلی سریع ضعیف میشود. اگر فاصله نود یا کلاینت زیاد باشد، ممکن است اتصال به خوبی برقرار نشود. کاربرد آنتن های Omni در انترپرایزها و یا راه اندازی وای فای در دفاتر و خانه (SOHO) است.
آنتن های جهت دار یا Directional
آنتن های جهت دار، سیگنال را در یک جهت، متمرکز میکنند. این تمرکز سیگنال در یک جهت باعث میشود قدرت سیگنال نسبت به آنتن همه جهته بیشتر شود و تداخل و نویز کمتری دارد. دو نوع آنتن جهت دار داریم:
انواع آنتن جهت دار
آنتن سکتور Sector Antenna
آنتن سکتور سیگنال را به صورت کله قندی ارسال میکند و وسعت آن بین ۳۰ تا ۱۲۰ درجه میتواند باشد. آنتن سکتور معمولا بلند و مستطیلی است و ممکن است به صورت مجزا و یا یکپارچه با روتر باشد.
آنتن متمرکز Focused Antenna
آنتن متمرکز سیگنال را به صورت Narrow beam ارسال میکند و وسعت آن معمولا بین ۵ تا ۱۰ درجه است اما ممکن است گاهی کمی درجه بیشتری داشته باشد. آنتن متمرکز اغلب، یا دیش یا کاسه توری دارند تا سیگنال را به آنها انعکاس دهد.
مقایسه آنتن Omni و آنتن جهتدار
مزیت استفاده از آنتن جهت دار این است که سیگنال میتواند در یک جهت با فاصله بیشتری ارسال شود و در جهات دیگر کمتر ارسال میشود و یا اصلا ارسال نمیشود. در مقایسه با آنتن Omni که در تمام جهات است، در آنتن جهتدار چون سیگنال در یک جهت است قدرت زیادی در آن جهت دارد و متمرکز است. آنتن جهتدار، تداخل سیگنال دریافتی در نود را کاهش میدهد: چون سیگنال کمتری وارد نود میشود، و نود فقط از جهتی که مشخص شده سیگنال را میشنود. آنتن جهتدار هرگز سیگنالها را از پشت و یا اطرافش نمیشنود در نتیجه نیاز به مدیریت سیگنالهای کمتری دارد همچنین روی سیگنالهایی که از جهت مشخص شده دریافت میکند تمرکز بیشتری دارد. همه این موارد باعث میشود کیفیت اتصالات بیشتر باشد.
آنتنهای جهتدار و دیرکشنال، برای ایجاد لینک ها در همسایگی شما نیاز به طراحی بیشتری دارد. چون شما محدودهای که قرار است سیگنالهای وایرلس برود را تعریف و محدود میکنید باید به اینکه این سیگنالها همسایگی شما را پوشش دهند، فکر کنید و شبکه بیسیم کامپیوتری خود را طراحی کنید. مثلا فرض کنید که بخشی از ناحیه را در نظر نگرفتهاید. در این صورت اتصال این نواحی چگونه خواهد بود؟ نودها در یک جهت، سیگنالهای بسیار قویتری دارند. اگر از دستگاه های چند جهته و Omni و یا از دستگاههای پایینتری مثل لپ تاپ برای اتصال به نود استفاده میکنید، ممکن است به درستی متصل نشوند و در نتیجه با وجود سیگنال قوی، اتصالی برقرار نمیشود.