Category Archives: مفاهیم شبکه

پیکربندی شبکه های Wireless

پیکربندی شبکه های Wireless

پیکربندی شبکه های Wireless
پیکربندی شبکه های Wireless

پیکربندی شبکه های Wireless: امروزه از شبکه های بدون کابل( Wireless )در ابعاد متفاوت و با اهداف مختلف، استفاده می شود. برقراری یک تماس از طریق دستگاه موبایل، دریافت یک پیام بر روی دستگاه pager و دریافت نامه های الکترونیکی از طریق یک دستگاه  PDA، نمونه هائی از کاربرد این نوع از شبکه ها می باشند. در تمامی موارد فوق، داده و یاصوت از طریق یک شبکه بدون کابل در اختیار سرویس گیرندگان قرارمی گیرد. درصورتی که یک کاربر، برنامه و یا سازمان تمایل به ایجاد پتاسیل قابلیت حمل داده راداشته باشد، می تواند از شبکه های بدون کابل استفاده نماید. یک شبکه بدون کابل علاوه بر صرفه جوئی در زمان و هزینه کابل کشی، امکان بروز مسائل مرتبط با یک شبکه کابلی را نخواهد داشت.

از شبکه های بدون کابل می توان در مکان عمومی، کتابخانه ها، هتل ها، رستورانها ومدارس استفاده نمود. در تمامی مکان های فوق، می توان امکان دستیابی به اینترنت رانیز فراهم نمود. یکی از چالش های اصلی اینترنت بدون کابل، به کیفیت سرویس( QoS) ارائه شده برمی گردد.  در صورتی که به هر دلیلی بر روی خط پارازیت ایجاد گردد، ممکن است ارتباط ایجاد شده قطع و یا امکان استفاده مطلوب از آن وجود نداشته باشد.

1-3- امنیت

برای پیاده سازی امنیت در شبکه های بدون کابل از سه روش متفاوت استفاده می شود:

* Wired Equivalent Privacy : WEP در روش فوق، هدف توقف رهگیری سیگنال های فرکانس رادیوئی توسط کاربران غیر مجاز بوده وبرای شبکه های کوچک مناسب است. علت این امر به عدم وجود پروتکل خاصی به منظور مدیریت “کلید ” بر می گردد. هر “کلید ” می بایست به صورت دستی برای سرویس گیرندگان تعریف گردد. بدیهی است در صورت بزرگ بودن شبکه، فرآیند فوق از جمله عملیات وقت گیر برای هر مدیر شبکه خواهد بود. WEPمبتنی بر الگوریتم رمزنگاری RC 4 است که توسط    Data System RSA  ارائه شده است. در این رابطه تمامی سرویس گیرندگان و Point Aceessها بگونه ای پیکربندی می گردند که از یک کلید مشابه برای رمزنگاری و رمزگشائی استفاده نمایند.

* .Service Set Identifier :SSID روش فوق به منزله یک “رمزعبور” بوده که امکان تقسیم یک شبکه WLANبه چندین شبکه متفاوت دیگر که هر یک دارای یک شناسه منحصر بفرد می باشند را فراهم می نماید . شناسه های فوق، می بایست برای هر access pointتعریف گردند. یک کامپیوتر سرویس گیرنده به منظور دستیابی به هر شبکه، می بایست بگونه ای پکربندی گردد که دارای شناسه SSIDمربوط به شبکه مورد نظر باشد. در صورتی که شناسه کامپیوتر سرویس گیرنده با شناسه شبکه مورد نظر مطابقت نماید، امکان دستیابی به شبکه برای سرویس گیرنده فراهم می گردد.

* فیلترینگ آدرس های MAC (Control Access Media): در روش فوق، لیستی از آدرس های MAC مربوط به کامپیوترهای سرویس گیرنده، برای یک Point Access تعریف می گردد. بدین ترتیب، صرفا” به کامپیوترهای فوق امکان دستیابی داده می شود. زمانی که یک کامپیوتر درخواستی را ایجاد می نماید، آدرس MACآن با آدرس MACموجود در Access Point مقایسه شده و در صورت مطابقت آنان با یکدیگر، امکان دستیابی فراهم می گردد. این روش از لحاظ امنیتی شرایط مناسبی را ارائه می نماید، ولی با توجه به این که می بایست هر یک از آدرس های MAC را برای هر Access point تعریف نمود، زمان زیادی صرف خواهد شد. استفاده از روش فوق، صرفا” در شبکه های کوچک بدون کابل پیشنهاد می گردد.

 

2-3- پیکربندی یک شبکه Wireless

سخت افزار مورد نیاز به منظور پیکربندی یک شبکه بدون کابل به ابعاد شبکه موردنظر بستگی دارد . علیرغم موضوع فوق ، در این نوع شبکه ها اغلب و شاید هم قطعا ً به یک  access pointو یک اینترفیس کارت شبکه نیاز خواهد بود . در صورتی که قصد ایجاد یک شبکه موقت بین دو کامپیوتر را داشته باشید ، صرفا” به دو کارت شبکه بدون کابل نیاز خواهید داشت.

Access Point چیست؟

سخت افزار فوق ، به عنوان یک پل ارتباطی بین شبکه های کابلی و دستگاههای بدون کابل عمل می نماید . با استفاده از سخت افزار فوق، امکان ارتباط چندین دستگاه به منظور دستیابی به شبکه فراهم می گردد access point می تواند دارای عملکردی مشابه یک روتر نیز باشد. در چنین مواردی انتقال اطلاعات در محدوده وسیعتری انجام شده و داده از یک access point به access pointدیگر ارسال می گردد.

شکل 1-3 : دستگاه Access Point

 

کارت شبکه بدون کابل

هر یک از دستگاههای موجود بر روی یک شبکه بدون کابل ، به یک کارت شبکه بدون کابل نیاز خواهند داشت . یک کامپیوتر  Laptop، عموماً دارای یک اسلات  PCMCIA است که کارت شبکه درون آن قرار می گیرد . کامپیوترهای شخصی نیز به یک کارت شبکه داخلی که معمولا” دارای یک آنتن کوچک و یا آنتن خارجی است، نیازخواهند داشت .آنتن های فوق بر روی اغلب دستگاهها ،اختیاری بوده و افزایش سیگنال بر روی کارت را بدنبال خواهد داشت.

شکل 2-3کارت شبکه بدون کابل

پیکربندی یک شبکه بدون کابل

به منظور پیکربندی یک شبکه بدون کابل از دو روش متفاوت استفاده می‌گردد:

* روش  : Infrastructure، به این نوع شبکه ها، hosted و یا managed نیز گفته می شود . در این روش از یک و یا چندین access point(موسوم به gateway و یا روترهای بدون کابل )که به یک شبکه موجود متصل می گردند ، استفاده می شود . بدین ترتیب دستگاههای بدون کابل،امکان استفاده از منابع موجود بر روی شبکه نظیر چاپگر و یا اینترنت را بدست می آورند.

* روش  : Ad-Hoc به این نوع شبکه ها، unmanaged و یا peer to peer نیز گفته می شود. در روش فوق هر یک از دستگاهها مستقیما” به یکدیگر متصل می گردند. مثلا” یک شخص با دارا بودن یک دستگاه کامپیوتر laptop مستقر در محوطه منزل خود می تواتند با کامپیوتر شخصی موجود در منزل خودبه منظور دستیابی به اینترنت، ارتباط برقرار نماید.

پس از تهیه تجهیزات سخت افزاری مورد نیاز به منظور ایجاد یک شبکه بدون کابل، درادامه می بایست تمامی تجهیزات تهیه شده را با هدف ایجاد و سازماندهی یک شبکه به یکدیگر متصل تا امکان ارتباط بین آنان فراهم گردد. قبل از نصب و پیکربندی یک شبکه بدون کابل، لازم است به موارد زیر دقت نمائید:

* تهیه درایورهای مربوطه از فروشنده سخت افزار و کسب آخرین اطلاعات مورد نیاز

* فاصله بین دو کامپیوتر می بایست کمتر از یکصد متر باشد.

*هر یک از کامپیوترهای موجود می بایست بر روی یک طبقه مشابه باشند.

*استفاده از تجهیزات سخت افزاری مربوط به یک تولید کننده، دارای مزایا و معایبی است. در این رابطه پیشنهاد می گردد لیستی از ویژگی های هر یک ازسخت افزارهای مورد نیاز عرضه شده توسط تولید کنندگان متعدد تهیه شود تاامکان مقایسه و اخذ تصمیم مناسب، فراهم گردد.

مراحل لازم به منظور نصب یک شبکه ( فرضیات : ما دارای یک شبکه کابلی موجودهستیم و قصد پیاده سازی یک شبکه بدون کابل به منظور ارتباط دستگاههای بدون کابل به آن را داریم ):

* اتصال  access point به برق و سوکت مربوط به شبکه اترنت

* پیکربندی access point (معمولا” از طریق یک مرورگر وب ) تا امکان مشاهده آن توسط شبکه موجود فراهم گردد. نحوه پیکربندی access pointبستگی به نوع آن دارد.

* پیکربندی مناسب کامپیوترهای سرویس گیرنده به منظور ارتباط با  access poin (در صورتی که تمامی سخت افزارهای شبکه بدون کابل از یک تولیدکننده تهیه شده باشند ، عموماً با تنظیمات پیش فرض هم می توان شبکه را فعال نمود . به هر حال پیشنهاد می گردد همواره به راهنمای سخت افزار تهیه شده به منظور پیکربندی بهینه آنان ، مراجعه گردد).

3-3- پهنای باند و میزان تاخیر

پهنای باند از جمله واژه های متداول در دنیای شبکه های کامپیوتری است که به نرخ انتقال داده توسط یک اتصال شبکه و یا یک اینترفیس، اشاره می نماید. این واژه ازرشته مهندسی برق اقتباس شده است. در این شاخه از علوم، پهنای باند نشان دهنده مجموع فاصله و یا محدوده بین بالاترین و پائین ترین سیگنال بر روی کانال های مخابرانی ( باند )، است. به منظور سنجش اندازه پهنای باند از واحد تعداد بایت درثانیه و یا  bpsاستفاده می شود.

پهنای باند تنها عامل تعیین کننده سرعت یک شبکه از زاویه کاربران نبوده و یکی دیگراز عناصر تاثیرگذار، “میزان تاخیر” در یک شبکه است که می تواند برنامه های متعددی را که بر روی شبکه اجراء می گردند، تحت تاثیر قرار دهد.

 

 

پهنای باند چیست ؟

تولید کنندگان تجهیزات سخت افزاری شبکه در زمان ارائه محصولات خود تبلیغات زیادی را در ارتباط با پهنای باند، انجام می دهند. اکثر کاربران اینترنت نسبت به میزان پهنای باند مودم خود و یا سرویس اینترنت  braodbandدارای آگاهی لازم می باشند. پهنای باند، ظرفیت اتصال ایجاد شده را مشخص نموده و بدیهی است که هراندازه ظرفیت فوق بیشتر باشد، امکان دستیابی به منابع شبکه با سرعت بیشتری فراهم می گردد. پهنای باند، ظرفیت تئوری و یا عملی یک اتصال شبکه و یا یک اینترفیس را مشخص نموده که در عمل ممکن است با یکدیگر متفاوت باشند. مثلا” یک مودم V. 90 پهنای باندی معادل  kbps۵۶ را در حالت سقف پهنای باند حمایت می نماید ولی با توجه به محدودیت های خطوط تلفن و سایر عوامل موجود، عملا” امکان رسیدن به محدوده فوق وجود نخواهد داشت . یک شبکه اترنت سریع نیز از لحاظ تئوری قادر به حمایت پهنای باندی معادل Mbps ١٠٠ است، ولی عملا” این وضعیت در عمل محقق نخواهد شد ( تفاوت ظرفیت تئوری پهنای باند با ظرفیت واقعی).

پهنای باند بالا و broadband

در برخی موارد واژه های “پهنای باند بالا و” braodband ”  به جای یکدیگر استفاده می گردند. کارشناسان شبکه در برخی موارد از واژه “پهنای باند بالا ” به منظورمشخص نمودن سرعت بالای اتصال به اینترنت استفاده می نمایند . در این رابطه تعاریف متفاوتی وجود دارد . پهنای باندی بین kbps۶۴ تا Kbps٣٠٠ و یا این نوع اتصالات، بیشتر را ارائه می نمایند. پهنای باند بالا با broadbandمتفاوت است.

broadband نشان دهنده روش استفاده شده به منظور ایجاد یک ارتباط است در، صورتی که پهنای باند، نرخ انتقال داده از طریق محیط انتقال را نشان می دهد.

اندازه‌گیری پهنای باند شبکه

به منظور اندازه گیری پهنای باند اتصال شبکه می توان از ابزارهای متعددی استفاده نمود. برای اندازه گیری پهنای باند در شبکه های محلی ( LAN )،از برنامه هائی نظیر ttcp و netprefاستفاده می گردد. در زمان اتصال به اینترنت و به منظور تست ،پهنای باند می توان از برنامه های متعددی استفاده نمود . تعداد زیادی از برنامه های فوق را می توان با مراجعه به صفحات وب عمومی استفاده نمود . صرف‌نظر از نوع نرم افزاری که از آن به منظور اندازه گیری پهنای باند استفاده می گردد، پهنای باند دارای محدوده بسیار متغیری است که اندازه گیری دقیق آن امری مشکل است.

تاخیر

پهنای باند صرفاً یکی از عناصرتاثیرگذار درسرعت یک شبکه است.

تاخیر( Latency)  که نشاندهنده میزان تاخیر در پردازش داده در شبکه است، یکی دیگر از عناصر مهم در ارزیابی کارآئی و سرعت یک شبکه است که دارای ارتباطی نزدیک با پهنای باند می باشد. از لحاظ تئوری سقف پهنای باند ثابت است. پهنای باند واقعی متغیر بوده و می تواند عامل بروز تاخیر در یک شبکه گردد. وجود تاخیر زیاد در پردازش داده در شبکه و در یک محدوده زمانی کوتاه می تواند باعث بروز یک بحران در شبکه شده و پیامد آن پیشگیری از حرکت داده بر روی محیط انتقال و کاهش استفاده موثر از پهنای باند باشد.

 

 

تاخیر و سرویس اینترنت ماهواره‌ای

دستیابی به اینترنت با استفاده از ماهواره به خوبی تفاوت بین پهنای باند و تاخیررا نشان می دهد . ارتباطات مبتنی بر ماهواره دارای پهنای باند و تاخیر بالائی می باشند.مثلاً زمانی که کاربری درخواست یک صفحه وب را می نمائید، مدت زمانی که بطول می انجامد تا صفحه درحافظه مستقر گردد با این که کوتاه بنظر می آید ولی کاملاً ملموس است. تاخیر فوق به دلیل تاخیر انتشار است. علاوه بر تاخیر انتشار، یک شبکه ممکن است با نوع های دیگری از تاخیر مواجه گردد. تاخیر انتقال (مرتبط با خصایص فیزیکی محیط انتقال) و تاخیر پردازش (ارسال درخواست از طریق سرویس دهندگان پروکسی و یا ایجاد hops بر روی اینترنت) دو نمونه متداول در این زمینه می باشند.

اندازه‌گیری تاخیر در یک شبکه

از ابزارهای شبکه ای متعددی نظیر  pingو traceroute می توان به منظور و اندازه گیری میزان تاخیر در یک شبکه استفاده نمود . برنامه های فوق فاصله زمانی بین ارسال یک بسته اطلاعاتی از مبداء به مقصد و برگشت آن را محاسبه می‌نمایند به زمان فوق  round-trip گفته می شود. round-tripتنها روش موجود به منظور تشخیص و یا بدست آوردن میزان تاخیر در یک شبکه نبوده و در این رابطه می توان ازبرنامه های متعددی استفاده نمود.

پهنای باند و تاخیر دو عنصر تاثیر گذار در کارائی یک شبکه می باشند .معمولا” از واژه QoS ( Quality of Service )به منظور نشان دادن وضعیت کارآئی یک شبکه استفاده می گردد که در آن دو شاخص مهم پهنای باند و تاخیر مورد توجه قرار می گیرد.

 

4-3- فیبر نوری

فیبر نوری یکی از محیط های انتقال داده با سرعت بالا است. از فیبر نوری درموارد متفاوتی نظیر: شبکه های تلفن شهری و بین شهری، شبکه های کامپیوتری و اینترنت استفاده می گردد. فیبرنوری رشته ای از تارهای شیشه ای بوده که هر یک ازتارها دارای ضخامتی معادل تار موی انسان را داشته و از آنان برای انتقال اطلاعات درمسافت های طولانی استفاده می شود

1-4-3- مبانی فیبر نوری

فیبر نوری، رشته ای از تارهای بسیار نازک شیشه ای بوده که قطر هر یک ازتارها نظیر قطر یک تار موی انسان است. تارهای فوق در کلاف هائی سازماندهی و کابل‌های نوری را بوجود می آورند. از فیبر نوری بمنظور ارسال سیگنال های نوری در مسافت‌های طولانی استفاده می شود.

یک فیبر نوری از سه بخش متفاوت تشکیل شده است:

* هسته(Core) : هسته نازک شیشه ای در مرکز فیبر که سیگنال های نوری در آن حرکت می نمایند.

* روکش  (Cladding)بخش خارجی فیبر بوده که دورتادور هسته را احاطه  کرده و باعث برگشت نورمنعکس شده به هسته می گردد.

*  . (Coating Buffer) بافر رویه روکش پلاستیکی که باعث حفاظت فیبر در مقابل رطوبت و سایر موارد آسیب پذیر، است.

شکل 3-3- اجزای فیبر نوری

صدها و هزاران نمونه از رشته های نوری فوق در دسته هائی سازماندهی شده و کابلهای نوری را بوجود می آورند. هر یک از کلاف های فیبر نوری توسط یک روکش هائی با نام Jacketمحافظت می گردند.

فیبر های نوری در دو گروه عمده ارائه می گردند:

* فیبرهای تک حالته. (Single-Mode)   به منظور ارسال یک سیگنال در هر فیبر استفاده می شود (نظیر : تلفن)

* فیبرهای چندحالته. (Multi-Mode)  بمنظور ارسال چندین سیگنال در یک فیبر استفاده می شود (نظیر : شبکه های کامپیوتری)

فیبرهای تک حالته دارای یک هسته کوچک ( تقریبا” ٩ میکرون قطر ) بوده و قادر به ارسال نور لیزری مادون قرمز ( طول موج از ١٣٠٠ تا ١۵۵٠ نانومتر) می باشند. فیبرهای چند حالته دارای هسته بزرگتر (تقریبا5/62 میکرون قطر) و قادر به ارسال نورمادون قرمز از طریق LEDمی باشند.

 

ارسال نور در فیبر نوری

فرض کنید، قصد داشته باشیم با استفاده از یک چراغ قوه یک راهروی بزرگ ومستقیم را روشن نمائیم. همزمان با روشن نمودن چراغ قوه، نور مربوطه در طول مسیرمسفقیم راهرو تابانده شده و آن را روشن خواهد کرد.

با توجه به عدم وجود خم و یا پیچ در راهرو در رابطه با تابش نور چراغ قوهمشکلی وجود نداشته و چراغ قوه می تواند (با توجه به نوع آن) محدوده مورد نظر راروشن کرد. در صورتیکه راهروی فوق دارای خم و یا پیچ باشد ، با چه مشکلی برخوردخواهیم کرد؟ در این حالت می توان از یک آیینه در محل پیچ راهرو استفاده تا باعث انعکاس نور از زاویه مربوطه گردد.در صورتیکه راهروی فوق دارای پیچ های زیادی باشد، چه کار بایست کرد؟ در چنین حالتی در تمام طول مسیر دیوار راهروی مورد نظر،می بایست از آیینه استفاده کرد. بدین ترتیب نور تابانده شده توسط چراغ قوه (با یک زاویه خاص) از نقطه ای به نقطه ای دیگر حرکت کرده (جهش کرده و طول مسیرراهرو را طی خواهد کرد). عملیات فوق مشابه آنچیزی است که در فیبر نوری انجام می‌گیرد.

نور، در کابل فیبر نوری از طریق هسته (نظیر راهروی مثال ارائه شده) و توسط جهش های پیوسته با توجه به سطح آبکاری شده(Cladding) (مشابه دیوارهای شیشه ای مثال ارائه شده) حرکت می کند.(مجموع انعکاس داخلی). با توجه به اینکه سطح آبکاری شده ، قادر به جذب نور موجود در هسته نمی باشد، نور قادر به حرکت درمسافت های طولانی می باشد. برخی از سیگنا ل های نوری بدلیل عدم خلوص شیشه موجود ، ممکن است دچار نوعی تضعیف در طول هسته گردند. میزان تضعیف سیگنال نوری به درجه خلوص شیشه و طول موج نور انتقالی دارد. ( مثلا” موج با طول ٨۵٠نانومتر بین ۶٠ تا ٧۵ درصد در هر کیلومتر ، موج با طول ١٣٠٠ نانومتر بین ۵٠ تا ۶٠درصد در هر کیلومتر ، موج با طول ١۵۵٠ نانومتر بیش از ۵٠ درصد در هر کیلومتر)

2-4-3- سیستم رله فیبر نوری

بمنظور آگاهی از نحوه استفاده فیبر نوری درسیستم های مخابراتی ، مثالی را دنبال خواهیم کرد که مربوط به یک فیلم سینمائی و یا مستند در رابطه با جنگ جهانی دوم است . در فیلم فوق دو ناوگان دریائی که بر روی سطح دریا در حال حرکت می باشند ،نیاز به برقراری ارتباط با یکدیگر در یک وضعیت کاملا” بحرانی و توفانی را دارند.

یکی از ناوها قصد ارسال پیام برای ناو دیگر را دارد.کاپیتان ناو فوق پیامی برای یک ملوان که بر روی عرشه کشتی مستقر است، ارسال می دارد. ملوان فوق پیام دریافتی را به مجموعه ای از کدهای مورس (نقطه و فاصله) ترجمه می نماید.  در ادامه ملوان مورد نظر با استفاده از یک نورافکن اقدام به ارسال پیام برای ناو دیگر می نماید.یک ملوان بر روی عرشه کشتی دوم، کدهای مورس ارسالی را مشاهده می نماید. درادامه ملوان فوق کدهای فوق را به یک زبان خاص ( مثلاً انگلیسی) تبدیل و آنها رابرای کاپیتان ناو ارسال می دارد. فرض کنید فاصله دو ناو فوق از یکدیگر بسیار زیاد (هزاران مایل) بوده و بمنظور برقرای ارتباط بین آنها از یک سیستم مخابراتی مبتنی برفیبر نوری استفاده گردد.

سیستم رله فیبر نوری از عناصر زیر تشکیل شده است:

* فرستنده . مسئول تولید و رمزنگاری سیگنال های نوری است.

* فیبر نوری مدیریت سیکنال های نوری در یک مسافت را برعهده می گیرد.

* بازیاب نوری . به منظور تقویت سیگنال‌های نوری در مسافت های طولانی استفاده می گردد.

* دریافت کننده نوری . سیگنا ل های نوری را دریافت و رمزگشائی می نماید.

در ادامه به بررسی هر یک از عناصر فوق خواهیم پرداخت.

فرستنده

وظیفه فرستنده، مشابه نقش ملوان بر روی عرشه کشتی ناو فرستنده پیام است.فرستنده سیگنال های نوری را دریافت و دستگاه نوری را بمنظور روشن و خاموششدن در یک دنباله مناسب ( حرکت منسجم ) هدایت می نماید. فرستنده، از لحاظ فیزیکی در مجاورت فیبر نوری قرار داشته و ممکن است دارای یک لنز بمنظور تمرکز نور در فیبر باشد. لیزرها دارای توان بمراتب بیشتری نسبت به  LEDمی باشند. قیمت آنها نیز در مقایسه با LEDبمراتب بیشتراست. متداولترین طول موج سیگنال های نوری، ٨۵٠ نانومتر، ١٣٠٠ نانومتر و ١۵۵٠ نانومتر است.

بازیاب (تقویت کننده) نوری

همانگونه که قبلا” اشاره گردید، برخی از سیگنال ها در مواردیکه مسافت ارسال اطلاعات طولانی بوده (بیش از یک کیلومتر) و یا از مواد خالص برای تهیه فیبر نوری(شیشه) استفاده نشده باشد، تضعیف و از بین خواهند رفت. در چنین مواردی وبمنظور تقویت (بالا بردن) سیگنال های نوری تضعیف شده از یک یا چندین ” تقویت‌کننده نوری “استفاده می گردد. تقویت‌کننده نوری از فیبرهای نوری متعدد بهمراه یک روکش خاص(doping)  تشکیل می گردند. بخش دوپینگ با استفاده از یک لیزر پمپ می گردد . زمانیکه سیگنال تضعیف شده به روکش دوپینگی می رسد، انرژی ماحصل ازلیزر باعث می گردد که مولکول های دوپینگ شده، به لیزر تبدیل می گردند. مولکولهای دوپینگ شده در ادامه باعث انعکاس یک سیگنال نوری جدید و قویتر با همان خصایص سیگنال ورودی تضعیف شده ، خواهند بود( تقویت کننده لیزری)

دریافت کننده نوری

وظیفه دریافت کننده ، مشابه نقش ملوان بر روی عرشه کشتی ناو دریافت کننده پیام است. دستگاه فوق سیگنال های دیجیتالی نوری را اخذ و پس از رمزگشائی ، سیگنالهای الکتریکی را برای سایر استفاده کنندگان کامپیوتر ، تلفن و … ارسال می نماید. دریافت کننده بمنظور تشخیص نور از یک”فتوسل” و یا “فتودیود”  استفاده می کند.

3-4-3- مزایای فیبر نوری

فیبر نوری در مقایسه با سیم های های مسی دارای مزایای زیر است:

* ارزانتر. هزینه چندین کیلومتر کابل نوری نسبت به سیم های مسی کمتر است.

* نازک‌تر.  قطر فیبرهای نوری بمراتب کمتر از سیم های مسی است.

* ظرفیت بالا . پهنای باند فیبر نوری بمنظور ارسال اطلاعات بمراتب بیشتر از سیم مسی است.

* تضعیف ناچیز. تضعیف سیگنال در فیبر نوری بمراتب کمتر از سیم مسی است.

* سیگنال های نوری . برخلاف سیگنال های الکتریکی در یک سیم مسی ، سیگنا ل ها ی نوری در یک فیبر تاثیری بر فیبر دیگر نخواهند داشت.

* مصرف برق پایین . با توجه به سیگنال ها در فیبر نوری کمتر ضعیف می گردند، بنابراین می توان از فرستنده هائی با میزان برق مصرفی پایین نسبت به فرستنده های الکتریکی که از ولتاژ بالائی استفاده می‌نمایند، استفاده کرد.

* سیگنال های دیجیتال . فیبر نوری مناسب بمنظور انتقال اطلاعات دیجیتالی است.

* غیر اشتعال زا . با توجه به عدم وجود الکتریسیته، امکان بروز آتش سوزی وجود نخواهد داشت.

* سبک وزن . وزن یک کابل فیبر نوری بمراتب کمتر از کابل مسی (قابل مقایسه) است.

* انعطاف پذیر . با توجه به انعظاف پذیری فیبر نوری و قابلیت ارسال و دریافت نور از آنان، در موارد متفاوت نظیر دوربین های دیجیتال با موارد کاربردی خاص مانند : عکس برداری پزشکی، لوله کشی و استفاده می گردد.

با توجه به مزایای فراوان فیبر نوری، امروزه از این نوع کابل ها در موارد متفاوتی استفاده می شود. اکثر شبکه های کامپیوتری و یا مخابرات ازراه دور در مقیاس وسیعی ازفیبر نوری استفاده می نمایند.

5-3- نحوه عملکرد خطوط  T 1

اکثر شما با یک خط مخابراتی معمولی آشنا هستید. در این نوع خطوط از یک زوج سیم مسی که مسئولیت انتقال صوت را به صورت سیگنال های آنالوگ برعهده دارد،استفاده می گردد. زمانی که این نوع خطوط را به یک مودم معمولی متصل می نمائیم،امکان انتقال داده تا ٣٠ کیلو بیت در ثانیه فراهم می گردد.

با توجه به تحولات گسترده در عرصه مخابراتی، اکثر شرکت های مخابراتی درصددانتقال تمامی ترافیک صوتی خود به صورت دیجیتال در مقابل آنالوگ می باشند. در این رابطه می بایست خط آنالوگ شما به یک سیگنال دیجیتال تبدیل گردد. بدین منظور درهر ثانیه ٨٠٠٠ الگو و با دقت هشت بیت، نمونه برداری می گردد (۶۴،٠٠٠ بیت درثانیه). در حال حاضر به منظور انتقال داده های دیجیتال عموماً از فیبرنوری استفاده می گردد. در این رابطه شرکت های مخابراتی از گزینه های متفاوتی در خصوص ظرفیت هر خط فیبر نوری، استفاده می نمایند. در صورتی که محل کار شما از یک خط T1 استفاده می نماید، نشاندهنده این موضوع است که شرکت مخابرات و سایر شرکت های عرضه کننده سرویس فوق، یک خط فیبرنوری را تا محل اداره شما آماده نموده اند.(یک خط  T1 ممکن است به صورت مسی نیز ارائه گردد). یک خط  T1 قادر به حمل ٢۴ کانال صوتی دیجیتال و یا انتقال داده با میزان 544/1 مگابیت در هر ثانیه است.

در صورتی که خط  T1به منظور مبادلات تلفنی استفاده می گردد، خط فوق به سیستم تلفن اداره شما متصل می گردد. در صورتی که از خط  T 1 به منظور انتقال داده استفاده می گردد، خط فوق به روتر شبکه متصل می گردد.

یک خط T1 قادر به حمل حدود ١٩٢،٠٠٠ بایت در هر ثانیه است (۶٠ مرتبه بیش از یک مودم معمولی). ضریب اعتماد به اینگونه خطوط در مقایسه با یک مودم آنالوگ بمراتب بیشتر است. یک خط T1 می تواند به صورت مشترک توسط کاربران متعددی استفاده شود (با توجه به نوع استفاده کاربران). مثلا” در صورت استفاده معمولی از اینترنت، صدها کاربر قادر به استفاده مشترک از یک خط T1  می باشند. در صورتی که تمامی کاربران فایل های 3  MP را Download نموده و یا فایل های ویدئوئی را بطور را همزمان مشاهده نمایند، ظرفیت و پهنای باند موجود جوابگو نخواهد بود، گرچه احتمال تحقق چنین شرایطی در یک مقطع زمانی خاص و بطور همزمان، کم می باشد.

یک شرکت بزرگ به چیزی بیش از یک خط T1 نیاز خواهد داشت. جدول زیر برخی از گزینه های متداول را نشان می دهد:

معادل نوع خط
۶۴ کیلوبیت در هر ثانیه DS 0
معادل دو خط  DS 0 به اضافه سیگنالینگ (16 کیلوبیت در هر ثانیه) و یا ١٢٨ کیلو بیت در ثانیه ISDN

 

1544 مگابیت در هر ثانیه(معادل خط DS 0) T1
232/43 مگابیت در هر ثانیه (معادل28 خط  T1) T3
١۵۵ مگابیت در هر ثانیه(معادل 84 خط T1) OC3
۶٢٢ مگابیت در هر ثانیه(معادل 4 خط OC 3) OC12
5/2 گیگابیت در هر ثانیه(معادل 4 خط OC 12) OC48
6/9 گیگابیت در هر ثانیه(معادل 4 خط OC48) OC192

جدول 1-3 – نیازمندیهای یک شرکت بزرگ

6-3-  فواید تکنولوژی wireless

تکنولوژی wireless به کابر امکان استفاده از دستگاه های متفاوت ، بدون نیاز به سیم یا کابل ، در حال حرکت را می دهد.شما می توانید صنوق پست الکترونیکی خود را بررسی کنید، بازار بورس را زیر نظر بگیرید، اجناس مورد نیاز را خریداری کنید و یا حتی برنامه تلویزیون مورد علاقه خود را تماشا کنید.بسیاری از زمینه های کاری از جمله مراقبت های پزشکی، اجرا قوانین و سرویس های خدماتی احتیاج به تجهیزاتWireless دارند . تجهیزات Wireless به شما کمک می کند تا تمام اطلاعات را به راحتی برای مشتری خود به نمایش در بیاورید.از طرفی می توانید تمامی کارهای خود را در حال حرکت به سادگی به روز رسانی کنید و آن را به اطلاع همکاران خود برسانید.تکنولوژی Wireless در حال گسترش است تا بتواند ضمن کاهش هزینه ها، به شما امکان کار در هنگام حرکت را نیز بدهد.در مقایسه با شبکه های بی  سیمی ، هزینه نگهداری شبکه های  Wireless کمترمی باشد . شما می توانید از شبکه های Wireless  برای انتقال اطلاعات از روی دریاها، کوهها و … استفاده کنید و این در حالی است که برای انجام کار مشابه توسط شبکه های سیمی، کاری مشکل در پیش خواهید داشت .

7-3- سیستم های wireless

سیستم Wireless  می توانند به سه دسته اصلی تقسیم شوند :

– سیستم های Wireless ثابت : از امواج رادیویی استفاده می کند و خط دید مستقیم برای برقراری ارتباط لازم دارد. بر خلاف تلفن های همراه و یا دیگر دستگاههای  Wirelessاین سیستم ها از آنتن های ثابت استفاده می کنند و به طور کلی میتوانند جانشین مناسبی برای شبکه های کابلی باشند و می توانند برای ارتباطات پرسرعت اینترنت و یا تلویزیون مورد استفاده قرار گیرند.امواج رادیویی وجود دارند که می توانند اطلاعات بیشتری را انتقال دهند و در نتیجه از هزینه ها می کاهند .

-سیستم  Wireless قابل حمل : دستگاهی است که معمولا خارج از خانه، دفتر کار و یا در وسایل نقلیه مورد استفاده قرار می گیرند.نمونه های این سیستم عبارتند از تلفن های همراه، نوت بوکها، دستگاه های پیغام گیر و PDA ها. این سیستم از مایکروویو و امواج رادیویی جهت انتقال اطلاعات استفاده می کند .

سیستمWireless  مادون قرمز : این سیستم از امواج مادون قرمز جهت انتقال سیگنالهایی محدود بهره می برد.این سیستم معمولا در دستگاه های کنترل از راه دور، تشخیص دهنده های حرکت، و دستگاه های بی سیم کامپیوترهای شخصی استفاده می شود.با پیشرفت حاصل در سالهای اخیر، این سیستم ها امکان اتصال کامپیوتر های نوت بوک و کامپیوتر های معمول به هم را نیز می دهند و شما به راحتی می توانید توسط این نوع از سیستم های Wireless شبکه های داخلی راه اندازی کنید .

8-3- آینده wireless

نسل سوم شبکه ها، G3، نسل آینده شبکه های Wireless  نامگذاری شده است. سیستم های G3 کمک می کنند تا صدا و تصویر و داده را با کیفیت مناسب و به سرعت انتقال دهیم. پیش بینی  IDC برای کاربردی شدن G3 سال 2004 می باشد و تا آن موقع در حدود 29 میلیون کاربر (m –commerce, mobile commerce) در آمریکا وجود خواهند داشت . از طرفی IBM معتقد است که بازار کلی تجهیزات Wireless در سال 2003 به رقمی بالغ بر 83 بیلیون دلار خواهد رسید.

معماری شبکه های محلی بی سیم

استاندارد 802.11 b به تجهیزات اجازه میدهد که به دو روش ارتباط در شبکه برقرار شود. این دو روش عبار تند از برقرار ی ارتباط به صورت نقطه به نقطه –همان گونه در شبکه های Ad hoc به کار می رود- و اتصال به شبکه از طریق نقاط تماس یا دسترسی (AP=Access Point) .

معماری معمول در شبکه های محلی بی سیم بر مبنای استفاده از AP است. با نصب یک AP عملاً مرزهای یک سلول مشخص میشود و با روشهایی می توان یک ، سخت افزار مجهز به امکان ارتباط بر اساس استاندارد 802.11 bرا میان سلول های مختلف حرکت داد. گستره ای که یک AP پوشش می دهد را BSS (Basic Service Set) می نامند.

مجموعه ی تمامی سلول های یک ساختار کلی شبکه، که ترکیبی از BSSهای شبکه است، را  ESS(Extended Service Set) می نامند. با استفاده از ESS می توان گستره ی وسیع تری را تحت پوشش شبکه ی محلی بی سیم درآورد.

در سمت هریک از سخت افزارها که معمولاً مخدوم هستند، کارت شبکه یی مجهز به یک مودم بی سیم قرار دارد که با APارتباط را برقرار میکند AP علاوه بر ارتباط با چند کارت شبکه ی بی سیم، به بستر پرسرعتتر شبکه ی سیمی مجموعه نیز متصل است واز این طریق ارتباط میان مخدوم های مجهز به کارت شبکه ی بی سیم و شبکه ی اصلی برقرار می شود.

 

 

 


آشنایی با شبکه های Wireless

آشنایی با شبکه های Wireless

Wireless به تکنولوژی ارتباطی اطلاق می شود که در آن از امواج رادیویی، مادون قرمز و مایکروویو ، به جای سیم و کابل ، برای انتقال سیگنال بین دو دستگاه استفاده می شود.از میان این دستگاه ها می توان پیغامگیرها، تلفن های همراه، کامپیوتر های قابل حمل، شبکه های کامپیوتری، دستگاه های مکان یاب، سیستم های ماهواره ای و PDA ها را نام برد.تکنولوژی Wireless به سرعت در حال پیشرفت است و نقش کلیدی را در زندگی ما در سرتاسر دنیا ایفا می کند.

1-2-  شبکه های بدون کابل

شبکه های بدون کابل یکی از چندین روش موجود به منظور اتصال چند کامپیوتر به یکدیگر و ایجاد یک شبکه کامپیوتری است . در شبکه های فوق برای ارسال اطلاعات بین کامپیوترهای موجود در شبکه از امواج رادیویی استفاده می شود .

1-1-2-  مبانی شبکه های بدون کابل

تکنولوژی شبکه های بدون کابل از ایده” ضرورتی به کابل ها ی جدیدنمی باشد”، استفاده می نمایند. در این نوع شبکه ها، تمام کامپیوترها با استفاده از سیگنال هائی رادیوئی اقدام به انتشار اطلاعات مورد نظر برای یکدیگر می نمایند. این نوع شبکه ها دارای ساختاری ساده بوده و براحتی می توان یک کامپیوتر متصل به این نوع ازشبکه ها را مکان های دیگر استقرار و کماکن از امکانات شبکه بهره مند گردید مثلا” درصورتی که این نوع شبکه ها را در یک فضای کوچک نظیر یک ساختمان اداری ایجاد کرده باشیم و دارای یک کامپیوتر laptopباشیم که از کارت شبکه مخصوص بدون کابل استفاده می نماید، در هر مکانی از اداره مورد نظر که مستقر شده باشیم با استفاده از Laptopمی توان بسادگی به شبکه متصل و از امکانات مربوطه استفاده کرد.

شبکه های کامپیوتری از نقظه نظر نوع خدمات وسرویس دهی به دو گروه: نظیر به نظیرو سرویس گیرنده / سرویس دهنده نقسیم می گردند. در شبکه های نظیر به نظیر هرکامپیوتر قادر به ایفای وظیفه در دو نقش سرویس گیرنده و سرویس دهنده در هرلحظه است. در شبکه های سرویس گیرنده / سرویس دهنده، هر کامپیوتر صرفا” می تواند یک نقش را بازی نماید.) سرویس دهنده یا سرویس گیرنده )در شبکه های بدون کابل که بصورت نظیر به نظیر پیاده‌سازی می گردنند، هر کامپیوتر قادر به ارتباط مستقیم با هر یک از کامپیوترهای موجود در شبکه است. برخی دیگر از شبکه های بدون کابل بصورت سرویس گیرنده / سرویس دهنده، پیاده سازی می گردند. این نوع شبکه ها دارای یک Access pointمی باشند.

دستگاه فوق یک کنترل کننده کابلی بوده و قادر به دریافت و ارسال اطلاعات به آداپتورهای بدون کابل (کارت های شبکه بدون کابل) نصب شده در هر یک ازکامپیوترها می باشند.

2-2- انواع شبکه های بی سیم :

چهار نوع متفاوت از شبکه های بدون کابل وجود دارد (از کند و ارزان تا سریع وگران )

BlueTooth *

IrDA *

SWAP) *  HomeRF)

(Wi-Fi  WECA) *

شبکه‌های Bluetooth  در حال حاضر عمومیت نداشته و بنظر قادر به پاسخگوئی به کاربران برای شبکه ها ی با سرعت بالا نمی باشند. IrDA(Infrared Data Association) استانداردی به منظور ارتباط دستگاههائی است که از سیگنال ها ی نوری مادون قرمز استفاده می نمایند. استاندارد فوق نحوه عملیات کنترل از راه دور،( تولید شده توسط یک تولید کننده خاص) و یک دستگاه راه دور (تولید شده توسط تولید کننده دیگر) را تبین می کند. دستگاههای IrDA از نورمادون قرمز استفاده می نمایند.

قبل از بررسی مدل های Wi-Fi و SWAP لازم است که در ابتدا با استاندارد اولیه ای که دو مد ل فوق بر اساس آنها ارائه شده اند ، بیشتر آشنا شویم. اولین مشخصات شبکه های اترنت بدو ن کابل با نام IEEE 802.11 توسط موسسه IEEEعرضه گردید. در استاندارد فوق دو روش به منظور ارتباط بین دستگاهها با سرعت دو مگابیت در ثانیهمطرح شد. دو روش فوق بشرح زیر می باشند:

(Direct-sequence spread spectrum )DSSS *

(Frequency-hopping spread spectrum )FHSS *

دو روش فوق از تکنولوژی  FSK(Frequency-shift keying) استفاده می نمایند. همچنین دو روش فوق از امواج رادیوئی  Spread-spectrum در محدوده4 / 2 گیگاهرتز استفاده می نمایند.

Spread Spectrum بدین معنی است که داده مورد نظر برای ارسال به بخش های ، کوچکتر تقسیم و هر یک از آنها با استفاده از فرکانس های گسسته قابل دستیابی در هر زمان ، ارسال خواهند شد. دستگاههائی که از DSSSاستفاده می نمایند، هر بایت داده را به چندین بخش مجزا تقسیم و آنها را بصورت همزمان با استفاده از فرکانس های متفاوت، ارسال می دارند.

DSSSاز پهنای باند بسیار بالائی استفاده می نماید( تقریبا” ٢٢ مگاهرتز) دستگاههائی که از FHSSاستفاده می نمایند، دریک زمان پیوسته کوتاه ، اقدام به ارسال داده کرده و با شیفت دادن فرکانس (hop) بخش دیگری از اطلاعات را ارسال می نمایند. با توجه به اینکه هر یک از دستگاههای FHSSکه با یکدیگر مرتبط می گردند، بر اساس فرکانس مربوطه ای که می بایست  Hopنمایند و از هر فرکانس در یک بازه زمانی بسیار کوتاه استفاده می نمایند(حدودا ۴٠٠ میلی ثانیه)، بنابراین می توان از چندین شبکه FHSS در یک محیط استفاده کرد(بدون اثرات جانبی). دستگاه‌های  FHSS صرفاً دارای پهنای باند یک مگاهرتز و یا کمتر می باشند.

*SWAP و  HomeRF

HomeRF ، اتحادیه ای است که استانداری با نامSWAP (Shared Wireless Access protocol) را ایجاد نموده است . دارای شش کانال صوتی متفاوت بر اساس استاندارد DECT  و 11,802 است .دستگاه‌های SWAP در هر ثانیه hop 50 ایجاد و در هر ثانیه قادر به ارسال یک مگابیت در ثانیه   می باشند. در برخی از مدل ها میزان ارسال اطلاعات تا دو مگابیت در ثانیه هم  می رسد.  توانائی فوق ارتباط مستقیم به تعداد اینترفیس های موجود در مجیط عملیاتی دارد. مزایای SWAPعبارتند از:

* قیمت مناسب

* نصب آسان

* به کابل های اضافه نیاز نخواهد بود

* دارای Access point نیست

* دارای شش کانال صوتی دو طرفه و یک کانال داده است

* امکان استفاده از ١٢٧ دستگاه در هر شبکه وجود دارد.

*امکان داشتن چندین شبکه در یک محل را فراهم می نماید.

*امکان رمزنگاری اطلاعات به منظور ایمن سازی داده ها وجود دارد.

برخی از اشکالات  SWAP عبارتند از:

* دارای سرعت بالا نیست (در حالت عادی یک مگابیت در ثانیه)

*دارای دامنه محدودی است ( ٧۵ تا ١٢۵ فوت / ٢٣ تا ٣٨ متر)

* با دستگاههای FHSS سازگار نیست.

*دستگاههای دارای فلز و یا وجود دیوار می تواند باعث افت ارتباطات شود.

* استفاده در شبکه های کابلی مشکل است.

تراتسیور بدون کابل واقعی بهمراه یک آنتن کوچک در یک کارت  PCI , ISA و یا PCMCIA ایجاد       ( ساخته ) می گردد.  در صورتی که از یک کامپیوتر Laptopاستفاده می شود، کارت PCMCIA بصورت مستقیم به یکی از اسلات های PCMCIAمتصل خواهد شد. در کامپیوترهای شخصی، می بایست از یک کارت اختصاصی ISA ،کارت HomeRF PCI و یا یک کارت PCMCIAبه همراه یک آداپتور مخصوص، استفاده کرد. با توجه به ضرورت استفاده از کارت های اختصاصی، صرفا” کامپیوترها را می توان در یک شبکه SWAPاستفاده کرد. چاپگرها و سایر وسائل جانبی می بایست مستقیما” به یک کامپیوتر متصل و توسط کامپیوتر مورد نظر به عنوان یک منبع اشتراکی مورداستفاده قرار گیرند.

اکثر شبکه های SWAP بصورت “نظیر به نظیر” می باشند. برخی از تولیدکنندگان اخیرا” به منظور افزایش دامنه تاثیر پذیری در شبکه های بدون کابل     Access pointهائی را به بازار عرضه نموده اند. شبکه های HomeRfنسبت به سایر شبکه های بدون کابل، دارای قیمت مناسب تری می باشند.

* WECA و Wi-Fi

WECA (Alliance Compatibility Wireless Ethernet) رویکرد جدیدی را نسبت به HomeRF ارائه نموده است . Wi-Fi، استانداردی است که به تمام تولیدکنندگان برای تولید محصولات مبتی بر استاندارد IEEE11,802تاکید می نماید. مشخصات فوق FHSS را حذف و تاکید بر استفاده از DSSS دارد . ( بدلیل ظرفیت بالا در نرخ انتقال اطلاعات) بر اساس IEEE 802.11b ، هر دستگاه قادر به برقراری ارتباط با سرعت یازده مگابیت در ثانیه است. در صورتی که سرعت فوق پاسخگو نباشد بتدریج سرعت به5/5 مگابیت در ثانیه ، دو مگابیت در ثانیه و نهایتا” به یک مگابیت در ثانیه تنزل پیدا خواهد کرد. بدین ترتیب شبکه از صلابت و اعتماد بیشتری برخوردارخواهد بود.

مزایای Wi-Fiعبارتند از :

* سرعت بالا (یازده مگابیت در ثانیه)

* قابل اعتماد

* دارای دامنه بالائی می باشند ( 000,1 فوت یا ٣٠۵ متر در قضای باز و ٢۵٠ تا ۴٠٠ فوت / ٧۶ تا ١٢٢ متر در فضای بسته)

* با شبکه های کابلی بسادگی ترکیب می گردد.

* با دستگاههای DSSS 802.11 (اولیه ) سازگار است.

برخی از اشکالات  Wi-Fiعبارتند از:

* گران قیمت می باشند.

* پیکربندی و تنظیمات آن مشکل است.

* نوسانات سرعت زیاد است.

Wi-Fi سرعت شبکه های اترنت را بدون استفاده از کابل در اختیار قرار می دهد. کارت های سازگار با  Wi-Fi به منظور استفاده در شبکه های ” نظیر به نظیر ” وجود دارد، ولی معمولا Wi-Fi به Access point  نیاز خواهد داشت. اغلب Access Point دارای یک اینترفیس به منظور اتصال به یک شبکه کابلی اترنت نیز می باشند. اکثر ترانسیورهای  Wi-Fi بصورت کارت های PCMCIA عرضه شده اند. برخی از تولیدکنندگان کارت هایPCI  و یا ISA را نیز عرضه نموده اند.

با گسترش شهرها و بوجود آمدن فاصله های جغرافیایی بین مراکز سازمان ها و شرکت ها و عدم رشد امکانات مخابراتی با رشد نیاز ارتباطی داخل کشور ، یافتن راه حل و جایگزین مناسب جهت پیاده سازی این ارتباط شدیدا احساس می شود که در این زمینه سیستم های مبتنی بر تکنولوژی بی سیم انتخاب مناسبی می باشد .

 

3-2- تقسیم بندی شبکه های بی سیم از لحاظ بعد جغرافیایی :

با گسترش شهرها و بوجود آمدن فاصله های جغرافیایی بین مراکز سازمان ها و شرکت ها و عدم رشد امکانات مخابراتی با رشد نیاز ارتباطی داخل کشور ، یافتن راه حل و جایگزین مناسب جهت پیاده سازی این ارتباط شدیدا احساس می شود که در این زمینه سیستم های مبتنی بر تکنولوژی بی سیم انتخاب مناسبی می باشد.
PAN یا Personal Arean Network  :

سیستم های بی سیم که دارای برد و قدرت انتقال پایین هستند را شامل می شود که این ارتباط غالبا بین افراد برقرار می شود. نمونه این تکنولوژی در سیستم ها Infrared برای ارتباط نقطه به نقطه دو شخص و یا Bluethooth برای ارتباط یک نقطه به چند نقطه جهت ارتباط یک شخص به چند شخص می باشد. استاندارد مورد استفاده در این محدوده کاربرد IEEE 802.15 می باشد.

LAN یا Local Area Netwok  :

در این دسته بندی سیستم های بی سیم از استاندارد IEEE 802.11 استفاده می کنند. این محدوده کاربری معادل محدوده شبکه های LAN باسیم بوده که برپایه تکنولوی بی سیم ایجاد شده است.

MAN یا Metropolitan Area Netwok  :

سیستم های بی سیم از استاندارد IEEE 802.16 استفاده می کنند. محدوده پوشش فراتر از محدوده LAN بوده و قالبا چندین LAN را شامل می شود. سیستم های WIMAX اولیه مبتنی بر این استاندارد هستند.

 

WAN یا Wide Area Netwok  :

سیستم های بی سیم مبتنی بر استاندارد IEEE 802.16e هستند که به IEEE 802.20 نیز شهرت یافته اند. سیستم های WIMAX در ابعاد کلان و بدون محدودیت حرکتی در این محدوده کار می کنند.

4-2-  شبکه های موردی بی سیم (Wireless Ad Hoc Networks)

یک شبکه موردی بی‌سیم یک شبکه بی‌سیم غیر‌متمرکز است. این شبکه شامل مجموعه‌ای از گره‌ های توزیع‌شده است که بدون هیچ زیر‌ساخت یا مدیریت مرکزی، یک شبکه موقت را تشکیل می‌دهند. در این شبکه‌ها، هیچ زیرساختی مثل مسیریاب یا نقطه دسترسی وجود ندارد، بلکه گره‌ها به طور مستقیم با هم ارتباط برقرار می‌کنند و هر گره از طریق ارسال داده‌ها برای سایر گره‌ها در مسیریابی شرکت می‌کند. در شبکه‌های موردی، گره‌ها می‌توانند هم به عنوان مسیریاب و هم به عنوان میزبان عمل کنند. شبکه موردی به دستگاه‌ها این امکان را می دهد که در هر زمان و در هر مکان بدون نیاز به یک زیر‌ساخت مرکزی با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

اولین شبکه‌های موردی بی‌سیم، شبکه‌های رادیویی بسته (PRNETS) بودند که توسط سازمان DARPA در دهه 1970 ایجاد شدند. شبکه‌های موردی به دلایل نظامی به وجود آمدند اما امروزه در صنعت و بسیاری از مقاصد غیر‌نظامی استفاده می‌شوند.

به دلیل تحرک گره‌ها، توپولوژی شبکه پویا و متغیر می‌باشد. بنابراین، با توجه به این که گره‌ها می توانند به طور پیوسته موقعیت خود را تغییر دهند، به یک پروتکل مسیریابی که توانایی سازگاری با این تغییرات را داشته باشد، نیاز دارد. در یک شبکه موردی، گره‌ها از طریق لینک‌های بی‌سیم به هم متصل شده‌اند. از آنجایی که لینک‌ها می‌توانند در هر زمان متصل یا منفصل شوند، یک شبکه باید قادر باشد خود را با ساختار جدید تطبیق دهد. یک مسیر دنباله‌ای از لینک‌ها است که دو گره را به هم متصل می‌کند.

برخلاف شبکه‌های زیر‌ساخت، در شبکه‌های موردی، مسیریابی به صورت چند‌گامی است. در شبکه‌های زیرساخت، کاربر تنها در یک گام با ایستگاه مرکزی ارتباط برقرار می‌کند و ایستگاه مرکزی، پیام مربوطه را به کاربر دیگر می‌رساند. اما در شبکه‌های موردی، یک کاربر از طریق چند گام با کاربر دیگر ارتباط برقرار می‌کند. گام‌ها گره‌های میانی هستند که وظیفه‌شان تقویت و ارسال پیام‌ها از مبدا به مقصد است. گره‌هایی که در حوزه ارتباطی یکدیگر قرار دارند، مستقیما از طریق لینک‌های بی سیم با هم ارتباط برقرار می کنند و گره‌هایی که از هم دورند، پیامشان از طریق گره‌های میانی تقویت و ارسال می شود تا به گره مقصد برسد.

این شبکه‌ها قادر به خود‌پیکربندی هستند. به طوری که اگر یکی از گره‌های میانی با مشکل مواجه شود، شبکه به طور خودکار مجددا خود را پیکربندی کرده و یک مسیر جایگزین را از مبدا به مقصد تعیین می‌کند. به منظور پیکربندی شبکه، ابتدا هر گره، گره‌هایی که برای ارتباط در دسترس هستند را شناسایی می‌کند. سپس هر گره اطلاعات بدست آمده را به همراه مقصد مورد نظر، برای سایر گره‌ها ارسال می کند. الگوریتم پیکربندی شبکه با استفاده از لیستی از اتصالات موجود، یک مسیریابی منحصر‌بفرد را برای ارتباط هر کاربر با مقصدش بر می‌گزیند. با گذشت زمان، شبکه تغییر می‌کند. کاربران ممکن است بیایند و بروند، گره‌ها ممکن است جابجا شوند یا تغییر در محیط الکترومغناطیس ممکن است انتشار بین گره‌ها را دچار تغییر کند. هنگامی که این تغییرات رخ می‌دهند، شبکه پیکربندی خود را به‌روز رسانی می‌کند و مسیرهای جدیدی را از کاربران به مقاصدشان شناسایی می‌کند. این پیکربندی مجدد، در طی تغییرات شبکه بارها و بارها تکرار می شود. به این ترتیب شبکه‌های موردی قادر به خود‌ترمیمی می باشند که این قابلیت از طریق خود‌پیکربندی مداوم شبکه فراهم می‌شود.

مزایای اصلی یک شبکه موردی شامل موارد زیر است:

  1. خود‌مختار است. (مستقل از مدیریت مرکزی شبکه است و به زیر‌ساخت نیاز ندارد.)
  2. سرعت توسعه آن زیاد است.
  3. مقرون به صرفه است. (به سادگی و با صرف هزینه پایین قابل پیاده‌سازی است.)
  4. قادر به خود‌پیکربندی است.
  5. قادر به خود‌ترمیمی است.
  6. مقیاس‌پذیر است. (خود را با اضافه شدن گره‌های بیشتر تطبیق می‌دهد.)
  7. انعطاف‌پذیر است. (به عنوان مثال، دسترسی به اینترنت از نقاط مختلف موجود در محدوده تحت پوشش شبکه امکان پذیر است.)

بعضی از محدودیت‌های شبکه‌ موردی به شرح زیر است:

  1. هر گره باید دارای کارایی کامل باشد.
  2. به دلیل استفاده از لینک‌های بی‌سیم، دارای پهنای باند محدود است.
  3. برای قابلیت‌اطمینان به تعداد کافی از گره‌های در دسترس نیاز دارد. در نتیجه شبکه‌های پراکنده می‌توانند مشکلاتی را به همراه داشته باشند.
  4. در شبکه‌های بزرگ ممکن است تاخیر زمانی زیادی داشته باشد.
  5. دارای انرژی محدود است. چون گره‌ها، انرژی خود را از باتری‌ها بدست می‌آورند.
  6. امنیت فیزیکی آن محدود است.

 

بعضی از چالش‌های امنیتی در شبکه‌های موردی شامل موارد زیر است:

  1. نبود زیر‌ساخت یا کنترل مرکزی، مدیریت شبکه را مشکل می‌کند.
  2. به دلیل توپولوژی پویای شبکه، نیازمند مسیریابی پیشرفته و امن است.
  3. با توجه به امکان عدم همکاری گره‌ها، مکانیزم‌های مسیریابی آسیب‌پذیر می‌باشند.
  4. از آنجایی که ارتباطات از طریق امواج رادیویی هستند، جلوگیری از استراق‌سمع مشکل است.

شبکه‌های موردی معمولا در مواقعی که نیاز به پیاده‌سازی سریع یک شبکه ارتباطی است و زیر‌ساختی در دسترس نبوده و ایجاد و احداث زیر‌ساخت نیز مقرون به صرفه نباشد، کاربرد دارند. از جمله این کاربرد‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  1. کاربرد‌های نظامی در میدان جنگ
  2. امداد‌رسانی به حادثه‌دیدگان در بلایای طبیعی
  3. به اشتراک‌گذاری داده‌ها توسط شرکت‌کنندگان در یک کنفرانس

5-2-  انواع شبکه‌های موردی بی‌سیم عبارتند از:

  1. شبکه‌های موردی سیار (MANET)
  2. شبکه‌های حسگر بی‌سیم (WSN)
  3. شبکه‌های توری بی‌سیم (WMN)

یک شبکه موردی سیار (MANET)، یک شبکه بدون زیر‌ساخت و دارای قابلیت خود‌پیکربندی است که از دستگاه‌های متحرکی که از طریق لینک‌های بی‌سیم به هم متصل شده‌اند، تشکیل شده است. هر دستگاه موجود در یک MANET آزاد است که به طور مستقل در هر جهتی حرکت کند و در نتیجه لینک‌های آن به سایر دستگاه‌ها مکررا تغییر می کنند. دستگاه‌ها شامل مسیریاب‌ها و میزبان‌های متحرک می باشند که یک گراف دلخواه را تشکیل می‌دهند. شبکه‌های MANET ممکن است به صورت مستقل عمل کنند یا به شبکه دیگری مثل اینترنت متصل باشند.

شبکه موردی وسایل نقلیه (VANET)، نوعی MANET است که برای ارتباط میان وسایل نقلیه و همچنین ارتباط بین وسایل نقلیه و تجهیزات کنار جاده ای بکار می‌رود.

شبکه ی Mobile ad hoc (MANET) : MANET  مجموعه ای است از node های موبایل یا متحرک مجهز به گیرنده و فرستنده به منظور برقراری ارتباطات بی سیم Node ها ی موبایل به دلیل وجود محدودیت هایی در فرستنده و گیرنده های خود نمی توانند با تمام node ها ارتباط مستقیم برقرار کنند. به همین دلیل لازم است در مواردی که امکان برقراری چنین ارتباط مستقیمی وجود ندارد داده ها از طریق بقیه ی node ها که در این حالت نقش مسیر یاب را ایفا می کنند منتقل شوند.با این حال متحرک بودن node ها باعث شده شبکه مدام در حال تغییر بوده و مسیر های مختلفی بین دو node به وجود آید. عوامل دیگری همچون Multi hopping  اندازه ی بزرگ شبکه , و نا همگونی انواع host ها و تنوع نوع و ساختار آنها و محدودیت توان باتری ها طراحی پروتوکل های مسیر یابی مناسب را به یک مشکل جدی بدل کرده است.برای این منظور بایستی از پروتوکل های مناسب و امنی استفاده شود که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت.

همچنین node ها هیچ دانش پیشینی نسبت به توپولوژی شبکه ای که در محدوده ی آنها بر قرار است ندارند و بایستی از طریقی پی به آن ببرند.روش رایج این است که یک node جدید بایستی حضور خود را اعلام کرده و به اطلاعات broad cast شده از همسایگان خود گوش فرا دهد تا بدین ترتیب اطلاعاتی در مورد node های اطراف و نحوه ی دسترسی به آنها به دست آورد.

دیگر مسائل , مشکلات و محدودیت های موجود در این شبکه ها

  1. خطاهای ناشی از انتقال و در نتیجه packet loss فراوان.
  2. حضور لینکهای با ظرفیت متغیر.
  3. قطع و وصل شدن های زیاد و مداوم
  4. پهنای باند محدود.
  5. طبیعت broad cast ارتباطات.
  6. مسیر ها و توپولوژی های متغیر و پویا
  7. طول کم شارژ باتری ابزار متحرک
  8. ظرفیت ها و قابلیت های محدود node ها.
  9. نیاز به application های جدید ( لایه ی Application )
  10. کنترل میزان تراکم و جریان داده ها ( لایه ی Transport )
  11. روش های آدرس دهی و مسیر یابی جدید( لایه ی Network )
  12. تغییر در وسایل و ابزار آلات اتصالی ( لایه ی Link )
  13. خطاهای انتقال ( لایه ی Physical )

6-2- پروتکل های رایج در شبکه های بی سیم :

802.11

1Mbps , 2.4 GHZ

802.11 a

5.8 GHZ Frequence

54 Mbps

802.11b
2.4 GHZ Frequence

11 Mbps

802.11g

2.4 MHZ Frequence

54 Mbps

802.11a+g
2.4 & 5.8 GHZ Frequence

54 Mbps

7-2- قوانین ومحدودیت ها :

به منظور در دسترس قرار گرفتن امکانات شبکه های بی سیم برای عموم مردم و همچنین عدم تداخل امواج شرایط محدود کننده ای برای افراد توسط کمیته FCC تعیین شد که مهمترین آن ها این است که تجهیزات شبکه های بی سیم در باند فرکانسی 2.4 Ghz مجاز به داشتن حداکثر 10mw توان خروجی با زاویه پوشش آنتن 9 درجه هستند که توان خروجی برای باند فرکانسی 5.8 Ghz تا 200 mw مجاز اعلام شده است.

 

8-2- روش های ارتباطی بی سیم :

تجهیزات و شبکه های کامپیوتری بی سیم بر دو قسم Indoor یا درون سازمانی و Outdoor یا برون سازمانی تولید شده و مورد استفاده قرار می گیرند.

شبکه های بی سیم Indoor :

نیاز سازمان ها و شرکت ها برای داشتن شبکه ای مطمئن و وجود محدودیت در کابل کشی ، متخصصین را تشویق به پیدا کردن جایگزین برای شبکه کامپیوتری کرده است. شبکه های Indoor به شبکه هایی اتلاق می شود که در داخل ساختمان ایجاد شده باشد. این شبکه ها بر دو گونه طراحی می شوند. شبکه های Ad hoc و شبکه های Infra Structure. در شبکه های Ad hoc دستگاه متمرکز کننده مرکزی وجود ندارد و کامپیوترهای دارای کارت شبکه بی سیم هستند. استراتژی Ad hoc برای شبکه های کوچک با تعداد ایستگاه کاری محدود قابل استفاده است. روش و استراتژی دوم جهت پیاده سازی استاندارد شبکه بی سیم ، شبکه Infra Structure می باشد. در این روش یک یا چند دستگاه متمرکز کننده به نام Access Point مسؤولیت برقراری ارتباط را برعهده دارد.

شبکه های بی سیم Outdoor  :

برقراری ارتباط بی سیم در خارج ساختمان به شبکه بی سیم Outdoor شهرت دارد. در این روش داشتن دید مستقیم یا Line Of Sight ، ارتفاء دو نقطه و فاصله، معیارهایی برای انتخاب نوع Access Point و آنتن هستند.
انواع ارتباط :

شبکه بی سیم Outdoor با سه توپولوژی Point To Point ، Point To Multipoint و Mesh قابل پیاده سازی می باشد .

Point To point  :

در این روش ارتباط دو نقطه مدنظر می باشد. در هر یک از قسمت ها آنتن و AccessPoint نصب شده و ارتباط این دو قسمت برقرار می شود .

Point To Multi Poin  :

در این روش یک نقطه به عنوان مرکز شبکه درنظر گرفته می شود و سایر نقاط به این نقطه در ارتباط هستند. Mesh  :

ارتباط بی سیم چندین نقطه بصورت های مختلف را توپولوژی Mesh می گویند. در این روش ممکن است چندین نقطه مرکزی وجود داشته باشد که با یکدیگر در ارتباط هستند.

ارتباط بی سیم بین دو نقطه به عوامل زیر بستگی دارد :

  • توان خروجی Access Point ( ارسال اطلاعات
  • ( میزان حساسیت Access Point(دریافت اطلاعات
  • توان آنتن

1-توان خروجی Access Point :

یکی از مشخصه های طراحی سیستم های ارتباطی بی سیم توان خروجی Access Point می باشد. هرچقدر این توان بیشتر باشد قدرت سیگنال های توایدی و برد آن افزایش می یابد.

2-میزان حساسیت Access Point :

از مشخصه های تعیین کننده در کیفیت دریافت امواج تولید شده توسط Access Point نقطه مقابل میزان حساسیت Access Point می باشد. هرچقدر این حساسیت افزایش یابد احتمال عدم دریافت سیگنال کمتر می باشد و آن تضمین کننده ارتباط مطمئن و مؤثر خواهد بود.

3-توان آنتن :

در مورد هر آنتن توان خروجی آنتن و زاویه پوشش یا انتشار مشخصه های حائز اهمیت می باشند در این راستا آنتن های مختلفی با مشخصه های مختلف توان و زاویه انتشار بوجود آمده است که آنتن های Omni ، Sectoral ، Parabolic ، Panel ، Solied و . . . . مثال هایی از آن هستند.

 


مقدمه ای بر شبکه های بی سیم و کابلی

مقدمه ای بر شبکه های بی سیم و کابلی

هسته اصلی سیستم های توزیع اطلاعات را  تشکیل می دهند. مفهوم شبکه های کامپیوتری بر پایه اتصال کامپیوتر ها و دیگر تجهیزات سخت افزاری به یکدیگر برای ایجاد امکان ارتباط و تبادل اطلاعات استوار شده است. گروهی از کامپیوتر ها و دیگر تجهیزات متصل به هم را یک شبکه می نامند. کامپیوتر هایی که در یک شبکه واقع هستند، میتوانند اطلاعات، پیاشبکه های کامپیوتریم، نرم افزار و سخت افزارها را بین یکدیگر به اشتراک بگذارند. به اشتراک گذاشتن اطلاعات، پیام ها و نرم افزارها، تقریباً برای همه قابل تصور است در این فرایند نسخه ها یا کپی اطلاعات نرم افزاری از یک کامپیوتر به کامپیوتر دیگر منتقل می شود. هنگامی که از به اشتراک گذاشتن سخت افزار سخن می گوییم به معنی آن است که تجهیزاتی نظیر چاپگر یا دستگاه مودم را می توان به یک کامپیوتر متصل کرد و از کامپیوتر دیگر واقع در همان شبکه، از آن ها استفاده نمود.

 

-1- شبکه های کابلی

LANیا همان شبکه محلی، در توصیف مجموعه ای رایانه هایی به کار می رود که توسط یک یا چند ابزار رسانه ای و ارتباطی به یکدیگر متصل شده و منابعی را برای استفاده درون شبکه ای به اشتراک گذاشته اند. قبل از ظهور رایانه های شخصی، این ارتباط ممکن بود بین دو یا چند رایانه مرکزی وجود داشته باشد که با سرعت پائین فعالیت می کردند. با ظهور رایانه های شخصی و گسترش روز افزون سیستم عامل هایی که کاربرد گسترده تری در بین کاربران پیدا می کردند، زمینه های رشد شبکه های محلی فراهم شد. در ابتدا این ارتباط جهت به اشتراک گذاری فضای هارد و یا چاپگرها بود، ولی طولی نکشید که ایده توسعه شبکه های به گونه ای گشت که کارشناسان در همان ایام، دوره بعدی را دوره شبکه های محلی نام گذاری کردند.

در میان مزایایی که برای شبکه های محلی از آن نام برده شده است می توان به موارد زیر اشاره کرد:

قابلیت به اشتراک گزاری فضای هارد

قابلیت به اشتراک گزاری انواع دستگاه های کاربردی شامل چاپگر، دورنگار، اسکنر و …

قابلیت بهره گیری از سیستم های نرم افزاری یکپارچه اتوماسیون اداری

صرفه جویی در زمان کاربران نسبت به شیوه استفاده انفرادی

امروزه این کاربرد فراتر از موارد ذکر شده رفته و در بسیاری جنبه های فناوری اطلاعات جای خود را باز کرده است.

یکی از اصلی ترین مفاهیم مطرح در شبکه های محلی، رسانه های ارتباطی می باشد. این رسانه ها شامل موارد زیر می باشند:

کابل های کواکسیال

کابل های زوج به هم تابیدهTwisted pair

فیبر نوری

امواج بی سیم

در این میان کابل های زوج به هم تابیده که در انواع مختلف در بازار عرضه می شوند، بیشترین گستردگی و استفاده را در استقرار و پیاده سازی شبکه های محلی دارند. بهای تمام شده پائین، پشتیبانی از سرعت بالا، بهره داشتن از امنیت بیشتر، و عمر بالای تجهیزات از جمله مزایایی است که در استفاده از این رسانه می توان به آن اشاره کرد. مهمترین استانداردهای پیاده سازی که در این زمینه عرضه شده است، مبتنی بر روش های کابل کشی ساخت یافته (Structured Cabling) است. در این استانداردها، کلیه پارامترهای لازم جهت استقرار شبکه های بهینه و قابل اطمینان مطرح شده است.

نیاز شما برای استقرار چه پهنای باند و یا چه میزان امنیت می باشد فرقی نمی کند، بهترین روش برای پاسخگویی به آن توسط کارشناسان ما طراحی و عرضه خواهد شد. کلیه روش ها مبتنی بر اصول کابل کشی ساخت یافته خواهد بود، به گونه ای که شبکه ای کارا و مطمئن عرضه نماید.

رسانه های انتقال داده در شبکه های کامپیوتری

امروزه از رسانه های متفاوتی به عنوان محیط انتقال در شبکه های کامپیوتری استفاده می شود که از آنان با نام ستون فقرات در یک شبکه یاد می شود . کابل های مسی، فیبرنوری و شبکه های بدون کابل نمونه هائی متداول در این زمینه می باشند.

  • کابل های مسی : از کابل های مسی تقریبا” در اکثر شبکه های محلی استفاده می گردد . این نوع کابل ها دارای انواع متفاوتی بوده که هر یک دارای مزایا و محدودیت های مختص به خود می باشند . انتخاب مناسب کابل، یکی از پارامترهای اساسی در زمان پیاده سازی یک شبکه کامپیوتری است که بر نحوه عملکرد یک شبکه تاثیر مستقیم خواهد داشت . اطلاعات در کابل های مسی با استفاده از جریان الکتریکی حمل می گردد .
  • فیبر نوری : فیبر نوری یکی از رسانه های متداول انتقال داده با ویژگی های متعددی نظیر قابلیت ارسال داده در مسافت های طولانی ، ارائه پهنای باند بالا ، انتقال اطلاعات نظیر به نظیر مورد نیاز بر روی ستون فقرات شبکه های محلی و شبکه های WAN می باشد . با استفاده از رسانه های نوری ، از نور برای انتقال داده بر روی فیبرهای نازک شیشه ای و یا پلاستیک استفاده می گردد . فرستنده فیبر نوری ، سیگنال های الکتریکی را به سیگنال های نوری تبدیل و در ادامه آنان را بر روی فیبر ارسال می نماید . در نهایت ، دریافت کننده سیگنال های نوری آنان را به سیگنال های الکتریکی تبدیل خواهد کرد . در کابل های فیبرنوری ، الکتریسته ای وجود نداشته و شیشه استفاده شده در کابل فیبر نوری یک عایق مناسب الکتریکی است .
  • شبکه های بدون کابل : نوع و نحوه ارتباط فیزیکی عناصر موجود در یک شبکه کامپیوتری می تواند تاثیر مستقیمی در نحوه اشتراک فایل ها ، عملکرد سرویس دهندگان و سرویس های ارائه شده بر روی یک شبکه را به دنبال داشته باشد . در شبکه های سنتی انعطاف لازم برای جابجائی یک کامپیوتر، محدود به ساختمان محل نصب شبکه و نوع رسانه استفاده شده برای محیط انتقال است . با معرفی شبکه های بدون کابل ، امکان ارتباط کامپیوترها در محدوده بیشتری فراهم و سناریوئی دیگر به منظور برپاسازی شبکه های کامپیوتری مطرح گردید. انعطاف شبکه های بدون کابل یکی از مهمترین ویژگی های این نوع شبکه ها محسوب می گردد ، گرچه همچنان این نوع شبکه های دارای چالش هائی در زمینه امنیت و سرعت بالای انتقال داده می باشند .

کابل ها دارای مشخه های متفاوتی می باشند که اهم آنان عبارتند از :

  • سرعت انتقال داده : نرخ انتقال داده از طریق کابل را مشخص می نماید که یکی از پارامترهای بسیار مهم در شبکه های کامپیوتری است .
  • نوع انتقال داده : نحوه ارسال اطلاعات ( دیجیتال و یا آنالوگ ) را مشخص می نماید .انتقال اطلاعات به صورت دیجیتال یا Baseband و یا آنالوگ یا Broadband دارای تاثیری مستقیم بر نحوه ارسال اطلاعات در یک شبکه کامپیوتری است .
  • حداکثر مسافت انتقال داده : حداکثر مسافت ارسال یک سیگنال بدون این که تضعیف و یا دچار مشکل گردد را مشخص می نماید .

متداولترین روش اتصال کامپیوترها در یک شبکه استفاده از کابل است. کابل ها علی رغم ساده و ارزان بودن دارای محدودیت هایی نیز هستند. مثلاً نمی توان دو دفتر یک شرکت را که در دو نقطه از یک شهر واقع هستند، توسط کابل به هم ارتباط داد. به علاوه استفاده از کابل در بسیاری از مواقع دست و پاگیر است. برای غلبه بر این محدودیت ها در بعضی از شبکه ها، از محیط واسطه انتقال رادیویی یا بی سیم استفاده می شود. تکنولوژی بی سیم به عنوان جایگزین سیستم کابل کشی به سرعت در صنعت نرم افزار و سخت افزار مطرح شده است. در بعضی از شبکه ها، از سیستم بی سیم برای پشتیبانی از شبکه در هنگام آسیب دیدگی کابل ها استفاده می شود. شبکه هایی که از تکنولوژی بی سیم برای ارتباط استفاده می کنند، شبکه های بی سیم (Wireless) نام دارند. در شبکه های بی سیم از امواج رادیویی به عنوان محیط انتقال استفاده می شود. امواج رادیویی مورد استفاده در شبکه های بی سیم را از نظر فرکانس به کار رفته به سه گروه تقسیم می کنند. امواج رادیویی، مایکروویو و مادون قرمز.

  • امواج رادیویی (Radio Frequency): فرکانس امواج رادیویی (RF) به کار رفته در شبکه های بی سیم بین محدوده ۱۰ کیلوهرتز تا چند گیگاهرتز قرار می گیرند. امواج RF به خودی خود در تمام جهت ها منتشر می شوند، اما می توان به کمک آنتن های ویژه جهت انتشار این امواج را محدود به یک سمت خاص نمود. برد انتشار امواج رادیویی بسیار زیاد است ضمن آنکه می توان به کمک دستگاه های فرستنده – گیرنده (Transceiver) رادیویی، این امواج را برای ارسال به نقاط دورتر تقویت کرد. سرعت انتقال داده در سیستم های رادیویی بین ۱ تا ۱۱ مگابیت برثانیه است. سیستم رادیویی RF می تواند در سیستم های شبکه ای سیار یا Mobile نیز مورد استفاده قرار گیرد. ارتباطات در این محدوده نیاز به مجوز ندارند.
  • مایکروویو (Microwave): نوع دیگر شبکه های بی سیم از امواج رادیویی در باند فرکانسی مایکروویو برای محیط انتقال استفاده می کنند. امواج مایکروویو برخلاف امواج RF فقط در یک جهت منتشر می شوند. این امواج در برابر تداخل حاصل از فعالیت های الکتریکی اتمسفری نظیر رعد و برق بسیار حساس هستند. در سیستم های مایکروویو نیز همانند امواج RF سرعت انتقال داده به فرکانس سیگنال بستگی داشته و در ناحیه ای بین یک تا ده Mbps قرار می گیرد. فرکانس سیگنال در سیستم های مایکروویو بین ۴ تا ۱۴ گیگاهرتز می باشد. سیستم های مایکروویو به دو صورت مورد استفاده قرار می گیرند: سیستم های زمینی و سیستم های ماهواره ای. سیستم های مایکروویو زمینی از آنتن های بشقابی دو طرفه برای رله امواج استفاده می کنند و باید دارای مجوز باشند. سیستم های ماهواره ای مایکروویو از طیف فرکانس باند کوتاه استفاده کرده و برای رله آن ها از ماهواره ها کمک گرفته می شود. تضعیف در سیستم های رادیویی RF و مایکروویو نیز وجود دارد. در این سیستم ها، تضعیف به اندازه آنتن و فرکانس سیگنال بستگی دارد.
  • مادون قرمز (IR): نوع سوم شبکه های بی سیم از امواج رادیویی در فرکانس امواج نور در ناحیه مادون قرمز برای محیط انتقال استفاده می کنند. برای تولید امواج مادون قرمز از دیود های نور گسیل (LED) یا دیودهای لیزری (ILD) استفاده می شود. استفاده از امواج نوری مادون قرمز برای محیط های سربسته بسیار مناسب است. هزینه تجهیزات این سیستم به کیفیت مورد استفاده و تولید کننده آنها بستگی دارد. از آنجایی که فرکانس امواج رادیویی در ناحیه مادون قرمز بالا است، سرعت انتقال داده در سیستم های مادون قرمز نیز بالا بوده و بین یک مگابیت بر ثانیه تا ۱۶ مگابیت برثانیه می باشد.

علت مقبولیت شبکه های WLAN:

شبکه های Wireless LAN شبکه محلی بدون کابل است که همان مزایا و وضعیت تکنولوژی LAN را دارد.شبکه های محلی بی سیم به جای استفاده از کابل های هم محور، به هم تابیده یا فیبر نوری از فرکانس های رادیویی RF استفاده می کند. شبکه های بی سیم با اتکا به امواج گسترده (Spreed Spectrum) که حساسیت کمتری نسبت به نویز رادیویی و تداخل دارند عمل می کنند. لذا برای انتقال اطلاعات بسیار مناسب می باشند.

2-1- حرکت از LAN کابلی به بی سیم:

اترنت تکنولوژی حکمفرما در دنیای کابلی است که توسط سازمان IEEE با استاندارد ۸۰۲.۳ تعریف شده است. و یک استاندارد کامل با سرعت بالا و قابلیت دسترسی گسترده می باشد. اترنت امکان انتقال اطلاعات باا سرعت ده مگابیت در ثانیه را دارد و نوع سریع تر آن با سرعت صد مگابیت در ثانیه اطلاعات را انتقال می دهد. اولین فناوری شبکه محلی بی سیم در باند ۹۰۰ مگاهرتز و سرعت پایین (۱ تا ۲ مگابیت برثانیه) متولد شد. علیرغم کمبودها و بخصوص سرعت پایین، آزادی و انعطاف پذیری بی سیم باعث شد این فناوری تاز
ه راه خود را به خرده فروشی ها و انبارهایی که دستگاه های قابل حمل در دست را برای مدیریت و دریافت اطلاعات استفاده می کردند، باز کند. در سال ۱۹۹۱ شبکه های بی سیم از اقبال عمومی گسترده برخوردار شدند. یک سال بعد شرکت ها به تولید دستگاه های شبکه های بی سیم که در باند ۲/۴ گیگاهرتزی کار می کردند، روی آورند. در ژوئن ۱۹۹۷، IEEE استاندارد ۸۰۲.۱۱ را برای شبکه های محلی بی سیم ارائه داد. استاندارد ۸۰۲.۱۱ از انتقال با نور مادون قرمز و دو نوع انتقال رادیویی با پهنای باند ۲/۴ گیگاهرتز و سرعت انتقال داده ۲ مگابیت بر ثانیه پشتیبانی می کند.

در سپتامبر سال ۱۹۹۹ نیز استاندارد IEEE ۸۰۲.۱۱b برای انتقال اطلاعات بصورت بی سیم با سرعت ۱۱

مگابیت برثانیه معرفی گردید.

 

شبکه‌های محلی(LAN)  برای خانه و محیط کار می توانند به دو صورت کابلی(Wired)  یا بی سیم   Wireless) ) طراحی گردند . درابتدا این شبکه ها به روش کابلی با استفاده از تکنولوژی Ethernet  طراحی می شدند اما اکنون با روند رو به افزایش استفاده از شبکه های بی سیم با تکنولوژی Wi-Fi مواجه هستیم .

شکل 1-1- شبکه بی سیم

در شبکه های 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 نبایستی 100 متر بیشتر باشد در غیر اینصورت از فیبر نوری استفاده میگردد) که تجهیزات بکار رفته از دونوع غیر فعال(Passive ) مانند کابل ، پریز، داکت ، پچ پنل …. . و فعال (Active) مانند هاب ،سوئیچ ،روتر ، کارت شبکه و…  هستند .

موسسه مهندسی IEEE استانداردهای 802.3u  را برای Fast Ethernet و802.3ab و 802.3z را برای Gigabit Ethernet (مربوط به کابلهای الکتریکی و نوری ) در نظر گرفته است.

شبکه های بی سیم نیز شامل دستگاه مرکزی (Access Point) که هر ایستگاه آاری می تواند حداآثر تا فاصله 30 متر ی آن (بدون مانع ) قرار گیرد. شبکه های بی سیم(Wlan) یکی از سه استاندارد ارتباطی Wi-Fi زیر را بکار می برند:

802.11 b • که اولین استانداردی است که به صورت گسترده بکار رفته است .

802.11 a • سریع‌تر اما گرانتر از 802.11 b می باشد.

802.11 g • جدیدترین استاندارد که شامل هر دو استاندارد قبلی بوده و از همه گرانتر میباشد.

هر دونوع شبکه های کابلی و بی سیم ادعای برتری بر دیگری را دارند اما انتخاب صحیح با در نظر گرفتن قابلیتهای آنها میسر می باشد.

3-1- عوامل مقایسه

در مقایسه شبکه های بی سیم و کابلی می تواند قابلیتهای زیر مورد بررسی قرار گیرد:

  • نصب و راه اندازی
  • هزینه
  • قابلیت اطمینان
  • کارائی
  • امنیت

*نصب و راه اندازی

در شبکه های کابلی بدلیل آنکه به هر یک از ایستگاههای کاری بایستی از محل سویئچ مربوطه کابل کشیده شود با مسائلی همچون سوارخ‌کاری، داکت‌کشی ، نصب پریز و…  مواجه هستیم در ضمن اگر محل فیزیکی ایستگاه مورد نظر تغییر یابد بایستی که کابل کشی مجدد و  …صورت پذیرد شبکه‌های بی سیم از امواج استفاده نموده و قابلیت تحرک بالائی را دارا هستند بنابراین تغییرات در محل فیزیکی ایستگاه‌های کاری به راحتی امکان پذیر می باشد برای راه اندازی آن کافیست که از روشهای زیر بهره برد:

Ad hoc • که ارتباط مستقیم یا همتا به همتا (peer to peer) تجهیزات را با یکدیگر میسرمی‌‌سازد.

Infrastructure • که باعث ارتباط تمامی تجهیزات با دستگاه مرکزی می شود.

بنابراین میتوان دریافت که نصب و راه اندازی شبکه های کابلی یا تغییرات در آن بسیار مشکل تر نسبت به مورد مشابه یعنی شبکه های بی سیم است .

* هزینه

تجهیزاتی همچون هاب ، سوئیچ یا کابل شبکه نسبت به مورد های مشابه در شبکه های بی سیم ارزانتر می باشد اما درنظر گرفتن هزینه های نصب و تغییرات احتمالی محیطی نیز قابل توجه است . قابل به ذکر است که با رشد روز افزون شبکه های بی سیم ، قیمت آن نیز در حال کاهش است .

* قابلیت اطمینان

تجهیزات کابلی بسیار قابل اعتماد میباشند که دلیل سرمایه گذاری سازندگان از حدود بیست سال گذشته نیز همین می‌باشد فقط بایستی در موقع نصب و یا جابجائی ، اتصالات با دقت کنترل شوند.

تجهیزات بی سیم همچون Broadband Router ها مشکلاتی مانند قطع شدن های پیاپی ، تداخل امواج الکترومغناظیس، تداخل با شبکه‌های بی سیم مجاور و …  را داشته اند که روند رو به تکامل آن نسبت به گذشته (802.11 g) باعث بهبود در قابلیت اطمینان نیز داشته است .

* کارائی

شبکه های کابلی دارای بالاترین کارائی هستند در ابتدا پهنای باند  Mbps 10  سپس به پهنای باندهای بالاتر (100 Mbps و1000 Mbps ) افزایش یافتند حتی در حال حاضر سوئیچ‌هائی با پهنای باند 1 Gbps  نیز ارائه شده است . شبکه های بی سیم با استاندارد 802.11 b حداکثر پهنای باند 11 Mbps و 802.11 a  و 802.11g پهنای باند 54 Mbps  را پشتیبانی می کنند حتی در تکنولوژیهای جدید این روند با قیمتی نسبتا بالاتر به 108Mbps نیز افزایش داده شده است علاوه بر این کارایی wi-fi   نسبت به فاصله حساس می باشد یعنی حداکثر فاصله نسبت به Access Point پایین خواهد آمد. این پهنای باند برای به اشتراک گذاشتن اینترنت یا فایلها کافی بوده اما برای برنامه‌هایی که نیاز به رد و بدل اطلاعات زیاد بین سرور و ایستگاهای کاری( Client to Server )دارند کافی نیست.

* امنیت

بدلیل اینکه در شبکه های 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 شبکه هایی دیواره آتش مجزایی نصب شود.

تجهیزات شبکه های بی‌سیم مانند Broadband Routerدیواره آتش به صورت نرم افزاری وجود داشته و تنها بایستی تنظیمات لازم صورت پذیرد. از سوی دیگر به دلیل اینکه در شبکه های بی سیم از هوا بعنوان رسانه انتقال استفاده میشود، بدون پیاده سازی تکنیک های خاصی مانند رمزنگاری، امنیت اطلاعات بطور آمل تامین نمی گردد استفاده از رمزنگاری ( Wired Equivalent Privacy) WEPباعث بالا رفتن امنیت در این تجهیزات گردیده است .

 

 

انتخاب صحیح کدام است؟

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 می شود کدام یک از شبکه های بی سیم و کابلی مناسبتر به نظر می رسند . جدول زیر خلاصه ای از معیارهای در نظر گرفته شده در این مقاله می باشد . بعنوان 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.

بنابراین اگر هنوز در صدد تصمیم بین ایجاد یک شبکه کامپیوتری هستید جدول زیر انتخاب را برای شما ساده تر خواهد نمود.

جدول مقایسه‌ای :

نوع سرویس شبکه های کابلی شبکه های بی سیم
نصب و راه اندازی نسبتاً مشکل آسان
هزینه کمتر بیشتر
قابلیت اطمینان بالا متوسط
کارایی خیلی خوب خوب
امنیت خوب نسبتاً خوب
پویایی حرکت محدود پویاتر

 

 


مقدمه ای بر شبکه های بیسیم

مقدمه ای بر شبکه های بیسیم

احتیاجات بیشمار به پویایی کارها استفاده از تجهیزاتی مانند تلفن همراه وپیچرها به واسطه وجود شبکه‌های بی سیم امکان پذیر شده است اگر کاربر یا شرکت یا برنامه کاربردی خواهان آن باشد که داده واطلا عات مورد نیاز خود را به صورت متحرک وهر لحظه در اختیار داشته باشد شبکه‌های بی سیم جواب مناسبی برای انهاست شبکه‌های محلی برای خانه ومحیط کار می‌توانند به دو صورت کابلی وبی سیم طراحی گردنددر ابتدا این شبکه‌ها به روش کابلی وبا استفاده از تکنولوژی ایتر نت طراحی می‌شدند اما اکنون با روند رو به افزایش استفاده از شبکه‌های بیسیم با تکنولوژی اف ای هستیم در شبکه‌های کابلی (که در حال حاضر باتوپولوژی ستاره‌ای به کار میروند بایستی از محل هر ایستگاه کاری تا دستگاه توزیع کننده به صورت مستقل کابل کشی صورت گیرد طول کابل نبایستی از صد متر بیشتر باشد در غیر این صورت از فیبرنوری استفاده می‌گرددکه تجهیزات به کار رفته از دو نوع غیر فعال مانند کابل پریز وداکت وفعال مانند هاب وسوییچ هستند. موسسه مهندسی استانداردهای ۸۰۲-۳ رابرای اترنت و۸۰۲-۲ را برای کابل‌های الکتیکی ونوری در نظر گرفته‌است شبکه‌های بی سیم نیز شامل دستگاه مرکزی می‌باشند که هر ایستگاه کاری می‌تواند حداکثر تا فاصله سی متری ان بدون مانع قرار گیرد امروزه با بهبود عملکردوکارایی وعوامل امنیتی شبکه‌های بی سیم به شکل قابل توجهی در حال رشد وگسترش هستندواستاندارد ۸۰۲-۱۱ استاندارد بنیادی است که شبکه‌های بیسیم بر مبنای ان طراحی شده انداین استاندارددر سال ۱۹۹۹ میلادی مجددا باز نگری شدوبه نگارش روز در امد تکمیل این استاندارددر سال ۱۹۹۷ شکل گیری وپیدایش شبکه سازی محلی بی سیم ومبتنی بر استاندارد را به دنبال داشت این استاندارد پهنای باند ۲ مگا را تعریف می‌کندکه در شرایط نامساعد ومحیط‌های دارای اغتشاش پهنای باند می‌تواند به ۱ مگا نیز کاهش یابد یکی از نکات قابل توجه در این استاندارد استفاده از رسانه مادون قرمز است کمیته ۸۰۲-۱۱ کمیته‌ای است که سعی داردقابلیت اترنت رادر محیط شبکه‌های بیسیم ارایه کند این کمیته در نظر دارد که ارتباط کیفیت سرویس سیمی رابه دنیای بی سیم بیاورد کمیته ۸۰۲-۱۲ سعی دارد نرخ ارسال داده‌ها را درباند فرکانسی افزایش دهدباند فرکانسی یا باند فرکانسی صنعتی وپژوهشی یک باند فرکانسی ربدون مجوز است استفاده از این باند که در محدوده ۲۴۰۰ مگاهرتز تا ۲۴۸۳ مگاهرتزقراردارد براساس مقررات در کاربرد‌های تشعشع رادیویی نیاز به مجوز ندارد این استاندارد تا کنو ن نهایی نشده‌است ومهم ترین علت ان رقا بت شدید میان تکنیک‌های مدو لا سیون است اعضای این کمیته وسازندگان تراشه موافقت کرده‌اند که از تکنیک تسهیم استفاده نمایند ولی با این وجود این روش نیز می‌تواند به عنوان یک روش جایگزین انتخاب شود محیط‌های بی سیم دارای خصوصیات وویژگی‌های منحصر به فردی می‌باشد که در مقایسه با شبکه محلی بی سیم جایگاه خاصی را به این گونه شبکه‌ها می‌بخشد به طور مشخص ویژگی‌های فیزیکی یک شبکه محلی بی سیم . محدودیت‌های فاصله . افزایش نرخ خطا وکاهش قابلیت اطمینان . همبندی‌های پویا ومتغیر وعدم وجود یک ارتباط پایدار ومداوم در مقایسه با اتصال سیمی می‌باشد .


اجزای اصلی روتر

اجزای اصلی روتر

اجزای اصلی روتر
اجزای اصلی روتر

روتر یکی از تجهیزات حیاتی است که بسته های اطلاعاتی را در مسیرهای مناسب بین شبکه ها تبادل میکند.

(IOS(InterNetwork Operating System

روتر مانند هر سیستم دیگر یک نرم افزار برای ارتباط بین کاربر و سخت افزار احتیاج دارد به آن سیستم عامل IOS میگوییم که بوسیله این سیستم عامل میتوانیم روتر را پیکربندی کنیم.
روتر از چهار حافظه اصلی زیر تشکیل شده است:

1- RAM(Random Access Memory)

2- ROM(Read Only Memory)
3- NVRAM(Non-Volatile RAM)
4- Flash

 

RAM
running configuration
حافظه غیر دائم است و زمانی که برق روتر قطع میشود حافظه نیز پاک میشود

ROM
زمانی که دستگاه میخواهد راه اندازی شود ازROM کمک میگیرد و عنصرهای زیر را در بر میگیرد
POST(Power On Self Test)
BootStrap program
rom monitor

NVRAM
start configuration
حافظه دائمی است
تنظیمات روتر را در بر میگیرد.

FLASH
IOS در flash نصب میشود.

 

 


آخرین دیدگاه‌ها

    دسته‌ها