شبکه های کامپیوتری بیسیم

مقدمه
فناوری Wireless  به تکنولوژی ارتباطی اطلاق می شود که در آن جهت انتقال سیگنال بین دو دستگاه به جای سیم و کابل از امواج رادیویی، مادون قرمز و مایکرو ویو، ،استفاده می شود . از میان این دستگاه ها می توان پیغام گیرها، 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 . 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 pagerو دریافت نامه های الکترونیکی از طریق یک دستگاه PDA ، نمونه هایی از کاربرد این نوع از شبکه ها می باشند . در تمامی موارد فوق، داده و یا صوت از طریق یک شبکه بدون کابل در اختیار سرویس گیرندگان قرار می گیرد . در صورتی که یک کاربر، برنامه و یا سازمان تمایل به ایجاد پتانسیل قابل حمل داده را داشته باشد، می تواند از شبکه های بدون کابل استفاده نماید . یک شبکه بدون کابل علاوه بر صرفه جویی 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، رستوران ها و مدارس استفاده نمود . در تمامی مکان های فوق، می توان امکان دستیابی به اینترنت را نیز فراهم نمود . یکی از چالش های اصلی اینترنت بدون کابل به کیفیت سرویس( QOS ) ارائه شده بر می 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.

 

فواید تکنولوژی Wireless
تکنولوژیWireless  به کابر امکان استفاده از دستگاه های متفاوت، بدون نیاز به سیم یا کابل و در حال حرکت را می دهد .شما می توانید صندوق پست الکترونیکی خود را بررسی کنید، بازار بورس را زیر نظر بگیرید، اجناس مورد نیاز را خریداری کنید و یا حتی برنامه تلویزیون مورد علا قه خود را تماشا کنید .بسیاری از زمینه های کاری از جمله مراقبت های پزشکی، اجرای قوانین و سرویس های خدماتی احتیاج به تجهیزات Wireless 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 سیمی، هزینه نگهداری شبکه های Wireless کمتر می باشد .شما می توانید از شبکه های Wireless برای انتقال اطلاعات از روی دریاها، کوه ها و … استفاده کنید و این در حالی است که برای انجام کار مشابه توسط شبکه های سیمی، کاری مشکل در پیش خواهید داشت . سیستم های Wireless می توانند به سه دسته اصلی تقسیم شوند : 
سیستم 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 دستگاه های Wireless ، این سیستم ها از آنتن های ثابت استفاده می کنند و به طور کلی می توانند جانشین مناسبی برای شبکه های کابلی باشند و می توانند برای ارتباطات پر سرعت 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 بوک ها، دستگاه های پیغام گیر و PDA ها.این سیستم از مایکروویو و امواج رادیویی جهت انتقال اطلاعات استفاده می کند.
سیستم Wireless  مادون قرمز 
این سیستم از امواج مادون قرمز جهت انتقال سیگنال های 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 سال های 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. 
انواع شبکه های wireless
WWANS: Wireless Wide Area Networks 
در شبکه های فوق، امکان ارتباط بین شهرها و یا حتی کشورها، از طریق سیستم های ماهواره ای متفاوت فراهم می گردد .
شبکه های فوق به سیستم های نسل G (2G,3G,4G ) معروف شده اند . 

WMANS: Wireless Metropolitan Area Networks 
در شبکه های فوق، امکان ارتباط بین چندین شبکه موجود در یک شهر بزرگ فراهم می گردد از شبکه های فوق اغلب به عنوان backup  شبکه های کابلی (مسی،فیبر نوری) استفاده می گردد.
WLANS: Wireless Local Area Networks 
شبکه های فوق امکان دستیابی کاربران ساکن در یک منطقه محدود، نظیر محوطه یک دانشگاه و یا کتابخانه را به شبکه و یا اینترنت، فراهم می نماید.
WPANS: Wireless Personal Area Networks 
در شبکه های فوق، امکان ارتباط بین دستگاه های شخصی نظیر lap top  در یک ناحیه محدود فراهم می گردد. در این نوع شبکه ها از دو تکنولوژی متداول Bluetooth و Infra Red استفاده می گردد . 
مفهوم  Wi-Fi
در فرودگاه، هتل، رستوران، کتابخانه، دفتر کار و یا حتی فروشگاه ها ، امروزه دیگر در هر کجا که تصورکنید می توانید به اینترنت متصل شوید . در آینده ای نزدیک شبکه های ارتباطی بدون سیم چنان گسترشی می یابند که در هر زمان و مکانی شاهد ارائه خدمات اینترنت بی سیم خواهید بود. به کمک شبکه هایی همچون Wi-Fi قادر خواهید بود تا رایانه های یک اطاق یا دفتر کار خود را به راحتی به یکدیگر متصل نمایید. اصطلاح  Wi-Fi مخفف عبارت Wireless Fidelity است و استانداردی از زیر مجموعه Bluetooth است و تحت آن، ارتباطى با قدرتى بیشتر از خود  Bluetooth ایجاد خواهد شد.  ارتباط Wi-Fi بیشتر بر پایه ارتباط شبكه اینترنت به صورت بى سیم تاکید مى آند و همین امر باعث محبوبیت بسیار زیاد آن شده است .  
با استفاده از این تكنولوژى به راحتى در مسافرت، هواپیما و یا هتل مى توان از طریق  Laptopبه اینترنت متصل شد Wi-Fi. فناوری که همان استاندارد IEEE 802.11 است در مدل هاى  802.11a  و  802.11.b  مورد استفاده قرار مى گیرد و استاندارد اصلى آن  IEEE802.11b است .این نوع شبکه ها بسته به نوع استانداری که از آن پیروی می کنند بردی تا 400 متر دارند. محدوده فرکانسی امواج این شبکه در محدوده امواج مایکروویو قرار دارد . نکته جالب این است که بر خلاف شبکه های کابلی، این نوع شبکه ها از هیچ گونه توپولوژی خاصی پیروی نمی کنند و تمام سخت افزار های موجود در شبکه می توانند به راحتی و بدون هیچ گونه مشکلی با هم در ارتباط باشند . با توجه به بردی که این شبکه ها دارند به نظر برای شرکت ها و یا منازل مسکونی کاملا مناسب هستند . حال اگر شما دارای یک شرکت هستید و یا قصد دارید در منزل چنین شبکه ای را بر پا کنید باید ابتدا با استاندار های این شبکه آشنا شوید تا بتوانید تشخیص دهید چه نوع استانداری مناسب محل شماست.
 استاندارد 802.11 متعلق به شبکه های بیسیم است . خود این استاندارد به4 استاندارد 802.11a ، 802.11b ، 802.11g و 802.11n  تقسیم می شود  که کمی به بررسی آنها می پردازیم و سپس خواهیم دید هر استاندارد به درد چه مکانی می خورد.

802.11 a
این استاندارد از فرکانس 5GHZ  استفاده می کند. سرعت انتقال داده در این استاندارد معادل 54Mbps است. به دلیل بالا بودن فرکانس، قیمت تجهیزات این استاندارد نیز گران تر از سایر استاندارد ها می باشد .
802.11 b
این استاندارد بر خلاف استاندارد بالا، از فرکانس 2.4GHZ  استفاده می کند . به همین دلیل نیز تجهیزات این دو استاندارد با یکدیگر تطابق ندارند و نمی توانند با هم در ارتباط. باشند سرعت انتقال داده در این استاندارد پایین و در حدود 11 تا 22 Mbps  می باشد.  قیمت تجهیزات این استاندارد نیز ارزان تر است.
802.11 g
این استاندارد در واقع تلفیقی از دو استاندارد بالاست یعنی هم از فرکانس پایین استفاده می کند (در نتیجه هزینه کمتری دارد) و هم اینکه از سرعت بالای Mbps  54پشتیبانی می کند . این استاندارد با هر 2 استاندارد بالا، مطابق است و همین ویژگی های منحصر به فرد است که باعث محبوبیت این استاندارد شده است.
802.11 n
این استاندارد یک تکنولوژی جالب توجه است زیرا از هر دو فرکانس GHZ 2.4 و 5  استفاده می کند . همچنین نرخ انتقال داده Mbps  100 را دارد ولی واقعیت این است که در یک سناریوی کامل (در صورتی که همه چیز به خوبی تنظیم شده باشد و تداخل سیگنال را کاهش دهید و مسافت را کاهش دهید , همه کانال ها را در اختیار داشته باشید ) به صورت تئوری سرعت از Mbps  600 نیز عبور می کند . 
هر کدام از این استانداردها برای چه مکان هایی مناسب هستند؟ اگر شما قصد دارید داخل شرکت و یا منزلتان را شبکه کنید و نقشه محل به گونه ای است که شامل موانع زیادی نیست، بهتر است زیاد خودتان را به خرج نیندازید و از استاندارد 802.11b  استفاده کنید.  با استفاده از این استاندارد شما هم هزینه کمتری می کنید و هم از سرعت خوبی برخوردار می شوید .

اگر محدوده شما کمی وسیع تر است و هم اینکه موانع بیشتری در محل وجود دارد بهتر است از استاندارد قدرتمند 802.11g استفاده کنید. اگر هم محل  مورد نظر شما منطقه وسیعی را تحت پوشش قرار می دهد و شامل موانع زیادی هم است بهترین گزینه استاندارد  802.11a است که با فرکانس بالا و قدرت مناسبش، نیاز شما را مرتفع می کند و باعث می شود کاربران شما با هیچ گونه کاهش سرعتی روبه رو نشوند.
نکته:  بررسی این موضوع که شما به چه استانداری نیاز دارید بدون شک مهمترین قسمت راه اندازی یک شبکه بیسیم است و نباید از این قسمت به راحتی گذشت . عواملی چون تعداد کاربران، فاصله کاربران، نیاز های کاربران، شرایط کاربران و خیلی موارد دیگر می تواند روی این تصمیم گیری تاثیر بگذارند .

توجه داشته باشید هر چه فشار به شبکه بیشتر باشد شما نیاز به یک شبکه قدرتمند تر خواهید داشت . به عنوان مثال اگر تعداد کاربران زیاد است به طور حتم شما نمی توانید از استاندارد 802.11b به دلیل پایین بودن فرکانس و در نتیجه ضعیف تر بودن آن استفاده کنید.
شبکه های ارتباطی بدون سیم همواره از امواج رادیویی استفاده می کنند . در این شبکه ها یک قطعه رایانه ای اطلاعات را تبدیل به امواج رادیویی می نماید و آنها را از طریق آنتن ارسال می کند . در طرف دیگر یک روتر بدون سیم، با دریافت سیگنال های فوق و تبدیل آنها به اطلاعات اولیه، داده ها را برای رایانه قابل فهم خواهد ساخت .
به زبانی ساده، سیستم Wi-Fi را می توان به یک جفت واکی - تاکی که شما از آن برای مکالمه با دوستان خود استفاده می کنید تشبیه نمود . این لوازم، رادیوهای کوچک و ساده ای هستند که قادرند تا سیگنال های رادیویی را ارسال و دریافت نمایند . هنگامی که شما به وسیله آنها صحبت می کنید، میکروفون دستگاه، صدای شما را دریافت نموده و با تلفیق آن با امواج رادیویی، از طریق آنتن آنها را ارسال می کند . در طرف دیگر، دستگاه مقصد، با دریافت سیگنال ارسال شده از طرف شما توسط آنتن، آنها را آشکار سازی نموده و از طریق بلند گوی دستگاه، صدای شما را پخش خواهد کرد . توان خروجی و یا قدرت فرستنده این گونه لوازم اغلب در حدود یک چهارم وات است و با این وصف، برد آنها چیزی در حدود 50 تا 100 متر می رسد.


تجهیزات و پیکربندی یک شبکه  Wireless 
 سخت افزار مورد نیاز به منظور پیکربندی یک شبکه بدون کابل به ابعاد شبکه مورد نظر بستگی دارد . علیرغم موضوع فوق ، در این نوع شبکه ها اغلب و شاید هم قطعا به یک access point و 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.
AccessPoint 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 point دیگر ارسال می گردد. 

 

 
 
 

 


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 کامپیوترLaptop ، عموما 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 ، نیاز خواهند داشت. آنتن های فوق بر روی اغلب دستگاهها ،اختیاری بوده و افزایش سیگنال بر روی کارت را بدنبال خواهد داشت.


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


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 دستگاه ها مستقیما به یکدیگر متصل می گردند.مثلا یک شخص با دارا بودن یک دستگاه کامپیوتر laptopمستقر در محوطه منزل خود می تواند با کامپیوتر شخصی موجود در منزل خود به منظور دستیابی به اینترنت ، ارتباط برقرار نماید. پس از تهیه تجهیزات سخت افزاری مورد نیاز به منظور ایجاد یک شبکه بدون کابل ، در ادامه 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 از سخت افزارهای مورد نیاز عرضه شده توسط تولید کنندگان متعدد تهیه شود تا امکان مقایسه و اخذ تصمیم مناسب، فراهم گردد .


مراحل لازم به منظور نصب یک شبکه
فرضیات : ما دارای یک شبکه کابلی موجود هستیم و قصد پیاده سازی یک شبکه بدون کابل به منظور ارتباط دستگاه های بدون کابل به آن را داریم:
اتصال access point به برق و سوکت مربوط به شبکه اترنت
البته بسیاری از access point های موجود در بازار دارای قابلیت تامین برق بر روی کابل شبکه یا همان POE می باشند که در این صورت فقط کابل شبکه به access point  متصل می گردد و در این صورت هزینه کابل کشی مربوط به برق کاهش می یابد.
پیکربندی access point
 معمولا از طریق یک مرورگر این کار صورت می گیرد.  نحوه پیکربندی access point بستگی به نوع آن دارد.
پیکربندی مناسب کامپیوترهای سرویس گیرنده به منظور ارتباط با access point 
در صورتی که تمامی سخت افزارهای شبکه بدون کابل از یک تولید کننده تهیه شده باشند ، عموما 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.