استاندارد شبکه های وایرلس
استاندارد شبکه های وایرلس (Wireless) نیز مثل شبکه‌های کابلی توسط IEEE مشخص شده است. در نوع شبکه های وایرلس لن (Wireless LAN) از استاندارد شماره ۸۰۲.۱۱wLANs استفاده می شود که خود این استاندارد نیز به قسمت های جزئی تری تقسیم می شود.
آنچه در این مقاله می خوانید:
با توجه به جدول زیر، معروفترین استانداردهایی که برای شبکه وایرلس لن (Wireless LAN) در نظر گرفته شده عبارتند از:
- ۱۱b,
- ۱۱a,
- ۱۱g,
- ۱۱n
که در ادامه آنها را مورد بررسی قرار می دهیم.
استاندارد شبکه وایرلس ۸۰۱.۱۱b
در استاندارد شبکه وایرلس ۸۰۱.۱۱b از فرکانس ۲.۴GHz استفاده می شود که البته این فرکانس به کانال های ۲۲ مگاهرتز تقسیم می شود یعنی هر ۲۲ مگاهرتز یک کانال تغییر می کند و به سراغ کانال بعدی می رویم.
Troughput در این نوع شبکه ها، ۱۱ مگابیت بر ثانیه است که البته این عدد یک عدد تئوری است. مقدار واقعی یا تاثیر گذار در این نوع شبکه ها، به عنوان Troughput و پهنای باند، داریم، ۵ مگابیت بر ثانیه می باشد.
حدود محدوده جغرافیایی یا پوشش جغرافیایی این نوع شبکه ها ۱۰۰ متر است که البته به دلیل قدیمی بودن این شبکه ها، بعدها با استاندارد ۸۰۲.۱۱g جایگزین شدند.
استاندارد شبکه وایرلس ۸۰۱.۱۱a
استاندارد شبکه وایرلس بعدی، با نام ۸۰۱.۱۱a معرفی شد که فرکانس ۵ گیگاهرتز را شامل می شود. در این نوع استاندارد تداخل بین کانال ها کمتر شده اما قدرت سیگنالی که باید برای ارسال و دریافت تولید شود، بیشتر شده است.
Throughput این استاندارد، ۵۴mbps است که به صورت واقعی یا تاثیر گذار بین ۱۱ تا ۱۸ مگابیت در ثانیه را در عمل ساپورت می کند.
در این شبکه پهنای باند و فرکانس بالاتری را در اختیار داریم اما متراژی که به عنوان پوشش جغرافیایی در این نوع شبکه پوشش داده می شود، کمتر از استاندارد شبکه قبلی است و چیزی حدود ۲۰ متر است که نیاز شما را به اکسس پوینت های بیشتر یا Repeater های بیشتر، افزایش می دهد. به همین علت، کمتر ترجیح داده می شود که از این نوع استاندارد شبکه وایرلس استفاده کنیم.
استاندارد شبکه وایرلس ۸۰۱.۱۱g
در نوع استاندارد ۸۰۲.۱۱g که در واقع جایگزین استاندارد نوع B شده، باز هم رنج فرکانس ۲.۴GHz است که در حالت تئوری دارای پهنای باند ۵۴mbps است و در صورت استفاده عملی، پهنای باند بین ۲۰ تا ۲۵ مگابایت بر ثانیه در دسترس خواهد بود. اما این استاندارد شبکه ایرلس، طول ۱۰۰ متر را برای هر نود ساپورت می کند که متراژ مناسب تری نسبت به نوع ۸۰۲.۱۱a می باشد.
استاندارد شبکه وایرلس ۸۰۱.۱۱n
بالاخره مدل جدیدتر که نوع ۸۰۲.۱۱n است و حدود سال ۲۰۰۹ معرفی شد دارای رنج فرکانس ۲.۴GHz یا ۵GHz است که Throughput بیشتری نسبت به شبکه های قبلی یا استاندارد های قبلی را ساپورت می کند.
Throughput عملی یا تاثیرگذار در این استاندارد شبکه وایرلس، بین ۶۵ تا ۶۰۰ مگابایت بر ثانیه است که نسبت به دستگاهی که آن را ارسال می کند، متفاوت خواهد بود. این نوع شبکه، پوشش جغرافیایی بیشتری نیز دارد و می تواند ۴۰۰ متر طول جغرافیایی داشته باشد.
برای این نوع استاندارد شبکه وایرلس باید از دستگاه های MIMO استفاده کرد. دستگاه های MIMO، دستگاه هایی هستند که بیشتر از یک آنتن دارند و می توانند سیگنال ها را به بیشتر از یک رسیور ارسال کنند. به این ترتیب، هم Throughput بالاتر می رود و هم مقداری که اکسس پوینت می تواند روی آن کار کند، افزایش میابد.
ویژگی های استاندارد شبکه وایرلس ۸۰۱.۱۱n
این استاندارد با هر سه نوع استاندارد قبلی سازگار است و می تواند با آنها در ارتباط باشد.
از دیگر قابلیت های این استاندارد، قابلیت چنل باندینگ (Channel Bonding) است که در آن از دو چنل ۲۰ مگاهرتز در کنار هم استفاده می شود که بتواند یک کانال ۴۰ مگاهرتز را بسازد و پهنای باند نیز برای یک پنل ۲۰ مگا هرتز معمولی دو برابر می شود.
قابلیت دیگر این استاندارد hire madulation rate است که یک تک سیگنال را به چند کانال مالتیپل یا کوچکتر تقسیم می کند که باعث می شود، کارآیی آن نوع فرکانس به دلیل استفاده از کانال های کوچکتر بیشتر شود و می توان در شبکه های encoding وایرلس از انواع مختلفی این شبکه ها استفاده کرد.
اگر وارد شاخه وایرلس شوید، متدهای encoding و مسائل مربوط به آن را با جزئیات بیشتر و دقیق تری مطالعه خواهید کرد اما به طور کلی نوع ۱۱n پیشرفت بسیار بیشتری نسبت به انواع قبلی داشته و امکانات بیشتری را در اختیار کسانی قرار می دهد که از ان استفاده می کنند.
استاندارد شبکه وایرلس ۸۰۲.۱۶ (WiMax)
استاندارد شبکه وایرلس ۸۰۲.۱۶ مربوط به شبکه های وایمکس است.
شبکه وایمکس چیست؟
وایمکس مخفف Worldwide Interoperability for Microwave Access است که در آن یک آنتن بزرگ به صورت یک لینک WAN وظیفه ارسال اطلاعات را به دستگاه های اطراف خود دارد و می تواند محوطه بسیار بزرگی را پوشش دهد.
دو نوع ورژن برای شبکه وایرلس شناخته شده است:
- ورژن قدیمی و شناخته شده ۱۶e که در سال ۲۰۰۵ منتشر شد
- ورژن جدید ۱۶m که در سال ۲۰۱۱ معرفی شد
محدوده فرکانس های این شبکه های وایرلس بین ۲ تا ۱۱ یا ۱۱ تا ۶۶ گیگاهرتز است و می تواند برای انتقال اطلاعات، یکی از این دو محدوده فرکانس را مورد استفاده قرار دهد.
مزایای استفاده از شبکه وایمکس
با توجه به قدرت و توان شبکه وایرلس وایمکس می توان سیگنال ها را تا ۳۰ مایل دورتر هم ارسال یا دریافت کرد و دستگاه های زیادی را در این محوطه پوشش داد.
پهنای باند قابل استفاده در شبکه وایمکس بسیار بالا است به طوریکه در استاندارد شبکه وایرلس ۸۰۲.۱۶m، سرعت دانلود (Downlink) می تواند تا ۱۲۰ Mbps و سرعت آپلود (Uplink) تا ۶۰Mbps افزایش پیدا کند.
در کشور خودمان هم شرکت های زیادی مثل ایرانسل، رایتل یا مبین نت، خدمات شبکه وایمکس را با اینترنت بسیار پرسرعتی ارائه می دهند. البته سرعت اینترنت ارائه شده به نوع تجهیزاتی که استفاده می کنند از جمله نوع دکلی که قرار است اینترنت را ارسال کند و دستگاه ها و دیوایس هایی که از آنتن پشتیبانی می کنند بستگی دارد که می تواند روی سرعت آنها تاثیر بگذارد.
شبکه Cellular
شبکه های Cellular یا Cellular Data همان شبکه هایی هستند که در موبایل یا گوشی هوشمند از آن استفاده می کنیم و تقریباً همه ما با آنها آشنایی داریم.
در آغاز کار، شبکه های سلولی را برای تلفن های آنالوگ در نظر گرفته بودند که کارایی بسیار کمتری داشت و حجم انتقال اطلاعات آن نیز به مراتب پایین تر بود.
اما امروزه با پیشرفت تکنولوژی می توان از طریق شبکه های دیتا، صوت (Voice) یا داده های دیگری را نیز ارسال یا دریافت کنیم که کارایی آن را افزایش داده است.
شبکه های دیتا یا Cellular زیرمجموعه ای از شبکه های وایرلس به شمار می آیند که تا به امروز استانداردهای آن از نسل ۱ تا ۵ ثبت شده و به کاربری رسیده که هرکدام ویژگی ها و توانایی های متفاوتی دارند.
در جدول زیر، مشخصات کلی از نسل های مختلف این شبکه های دیتا نشان داده شده است:
شبکه دیتا نسل ۱G :
نسل اول در سال ۱۹۷۰ طراحی و ارائه شد و با ویژگی های زیر تا ۱۹۸۴ مورد استفاده قرار گرفت:
- پهنای باند: ۲kbps
- استاندارد شبکه: قابل استفاده در سلولار های آنالوگ
- محتواهای قابل انتقال: SMS و اطلاعاتی شبیه به آن اما برای انتقال داده های حجیم تر و سریعتر کارایی نداشت
شبکه دیتا نسل ۲G :
نسل دوم بین سال های ۱۹۸۰ تا ۱۹۹۹ مورد استفاده قرار گرفت که دارای ویژگی های زیر بود:
- پهنای باند: ۱۴kbps
- استاندارد شبکه: قابل استفاده در سلولار های دیجیتال
- محتواهای قابل انتقال: SMS و صوت (Voice) که نسبت به نسل قبل کمی سرعت و پهنای باند بالاتری داشت.
شبکه دیتا نسل ۳G
نسل سوم شبکه های دیتا، در سال ۱۹۹۰ طراحی و ارائه شد و با ویژگی های زیر تا ۲۰۰۲ مورد بهره برداری قرار گرفت:
- پهنای باند: ۲mbps
- استاندارد شبکه: Broadband
- محتواهای قابل انتقال: سرویس های بسیار متنوع شامل Video, Audio, SMS و غیره
شبکه دیتا نسل ۴G
نسل چهارم شبکه های دیتا، در سال ۲۰۰۰ طراحی و ارائه شد و با ویژگی های زیر تا ۲۰۱۰ مورد بهره برداری قرار گرفت:
- پهنای باند: ۲۰۰mbps
- استاندارد شبکه: LAN, WAN, WLAN, PAN
- محتواهای قابل انتقال: هر نوع داده ای از جمله صدا، تصویر، دیتا را می توان به صورت داینامیک با آن منتقل کرد.
این شبکه بسیار گسترده است و محدودیت کمی دارد. از این تکنولوژی روی دستگاه های موبایل یا کامپیوترهای خانگی که از طریق اینترنت سلولار ارتباط برقرار می کنند می توان به عنوان اینترنت پرسرعت مورد استفاده قرار داد.
شبکه دیتا نسل ۵G
- نسل پنجم شبکه های دیتا، در سال ۲۰۱۴ طراحی و ارائه شد و با ویژگی های زیر تا ۲۰۱۵ مورد بهره برداری قرار گرفت:
- پهنای باند: بیشتر از ۱Gbps
- استاندارد شبکه: LAN, WAN, WLAN, PAN
- محتواهای قابل انتقال: هر نوع داده ای از جمله صدا، تصویر، دیتا را می توان به صورت داینامیک و با سرعت بسیار بالا با آن منتقل کرد.
چون در حال حاضر هنوز در کشور ما به طور کامل این شبکه وایرلس پیاده سازی نشده نمی توانیم اطلاعات بسیار دقیق درباره آن ارائه دهیم اما با توجه به پهنای باند بسیار بالا، تکنولوژی بسیار پیچیده ای را ساپورت می کند و سرویس های خیلی مفصلی را می تواند ارائه دهد.
شبکه های وایرلس ماهواره ای (Satellite)
فرکانس شبکه ماهواره (Satellite) در بالاترین سطح فرکانس قرار دارد که هم برای سیگنال های تلویزیونی مورد استفاده قرار می گیرد و هم برای سیگنال های رادیویی دیجیتال ماهواره ای. علاوه بر این، بسیاری از سیگنال های ویدئویی یا صوتی را نیز می توان از طریق شبکه های ماهواره ای و با این تکنولوژی پیشرفته ارسال و دریافت کرد.
در بسیاری از کشورها، شبکه های موبایل ماهواره ای هم وجود دارد که وسیله ارتباطی یا زیرساخت آنها، شبکه مخابراتی آن کشور نیست و موبایل یا دستگاه تلفنی که با ان ارتباط برقرار می کنند مستقیماً به شبکه ماهواره متصل است.
از شبکه ماهواره ای می توان برای ارائه سرویس اینترنت و انتقال اطلاعات به کاربران ثابت در یک نقطه خاص یا حتی کاربران موبایل که در حال حرکتند، استفاده کرد.
استاندارد شبکه ماهواره ای (Satellite)
تکنولوژی شبکه ماهواره ای شامل ۲۴ تا ۳۲ ترنسپوندر (Transponder) است و فرکانس هایی که برای ارسال اطلاعات در آن استفاده می شود، بسته به نوع اطلاعاتی که می خواهید از طریق آن ارسال کنید و می تواند سیگنال های رادیویی و تلویزیونی، دیتا و اطلاعات از روی پروتکل های مختلف یا سرویس های اطلاعاتی دیگر باشد، شامل یکی از استانداردهای زیر است:
- L-Band : که فرکانس آن در رنج ۵-۲.۷ گیگاهرتز قرار دارد
- S-Band :که فرکانس آن در رنج ۷-۳.۵ گیگاهرتز قرار دارد
- C-Band :که فرکانس آن در رنج ۴-۶.۷ گیگاهرتز قرار دارد
- Ku-Band : که فرکانس آن در رنج ۱۲-۱۸ گیگاهرتز قرار دارد
- Ka-Band : که فرکانس آن در رنج ۱۸-۴۰ گیگاهرتز قرار دارد
آشنایی با اصطلاحات شبکه های وایرلس
Spread Spectrum
داده ها و اطلاعاتی که قرار است در شبکه منتقل شود، صرفنظر از نوع استاندارد آن، به صورت یکجا ارسال نمی شود بلکه به بخش های کوچکی تقسیم شده و هرکدام با یک سری فرکانس های جداگانه و به صورت گسسته که در هر زمانی می توان به آن ها دسترسی داشت، ارسال می شود.
با توجه به اینکه هر دستگاه چگونه این اطلاعات را به بخش های کوچکتر تقسیم می کند دو نوع Spread Spectrum وجود دارد:
DSSS: Direct Sequence Spread Spectrum
دستگاه هایی که از حالت DSSS استفاده می کنند، هر بایت را به چندین بخش مجزا تقسیم بندی کرده و آن را به صورت همزمان با استفاده از فرکانس های متفاوت ارسال می کنند. یعنی به عنوان مثال، داده ها به ۱۰ قسمت تقسیم می شود، هر ۱۰ قسمت به صورت یکجا اما با فرکانس های مختلف روی خط ارسال می شود.
به همین علت حالت DSSS پهنای باند بسیار بالایی را مصرف می کند ولی سرعت آن بسیار بیشتر است.
FHSS: Frequency Hopping Spread Spectrum
در دستگاه ها مجهز به حالت FHSS، برخلاف حالت قبلی فقط از یک فرکانس برای انتقال اطلاعات استفاده می شود. به این ترتیب که هر قسمتی از اطلاعات که روی خط قرار می گیرد یک بار Shift می شود و دوباره قسمت بعدی پشت سر آن ارسال می شود و این روند Shift، یک فاصله و سپس ارسال قسمت بعدی اطلاعات، تکرار می شود تا تمام اطلاعات پشت سرهم روی یک فرکانس ارسال شوند.
این حالت، پهنای باند بالایی را مصرف نمی کند اما سرعت آن نسبت به حالت DSSS کمتر است.
SSID: Service Set Identifier
SSID همان اسمی است که روی شبکه وایرلس شما گذاشته شده و قابل رویت است. زمانیکه در نوار Taskbar روی شبکه وایرلس کلیک می کنید، نام شبکه های مختلف بی سیم را می بینید که مربوط به خودتان یا شبکه های دیگری است که در اطراف شما قرار دارد. به هرکدام از آنها یک SSID گفته می شود که ID آن شبکه برای اتصال است.
MIMO: Multiple Input-Multiple Output
یک فناوری انتشار امواج در سیستم‌های مخابراتی بیسیم است که در آن از چند آنتن در فرستنده و گیرنده استفاده می‌شود.
Latency
تاخیر بین ارسال سیگنال و دریافت سیگنال، دیرکرد یا Latency است که می تواند به عوامل مختلفی مثل بالا بودن ترافیک خط یا ضعیف بودن نوع کابل یا مدیای خط و ناهمگن بودن آن با دستگاه ها و دیوایس های با سرعت بالا که از آن استفاده می کنیم، بستگی داشته باشد.
LTE: Long Term Evolution
LTE به همان نسل چهارم شبکه سلولار دیتا گفته می شود که سرعت آن تا حدودی بهبود پیدا کرده است. شبکه ۴G به طور استاندارد یک عدد تئوری و یک عدد عملی برای سرعت ارسال اطلاعات دارد و LTE، عدد عملی سرعت ارسال اطلاعات در شبکه ۴G را تا حدودی بهبود بخشیده است.
دیدگاه شما درباره این مقاله چیست ؟