تحقیق مقاله شبکه کامپیوتر

شبکه کامپیوتر

تکنولوژی WLAN :

میتوان گفت در حالت کلی 2 نوع فن آوری برای ارسال اطلاعات در شبکه های WLAN وجود دارد که عبارتند از :‌ فن آوری مادون قرمز(‌IR ) و فن آوری فرکانس رادیویی(‌RF ) ‌ .

(INFRARED(IR :

این روش برای ارسال اطلاعات در یک فضای بسته مناسب است زیرا پرتوهای مادون قرمز نمی توانند از دیوارها وموانع عبور کنند در این فناوری فرستنده و گیرنده باید نسبت به هم دید مستقیم داشته باشند . یکی از فناورهایی که می توان گفت مکمل این فناوری می باشد روش پخش کردن IR یا فن آوری مادون قرمز انتشاری می باشد . این فن آوری میتواند در محیطهایی که موانعی مثل دیوار وغیره دارند کارایی داشته باشد . امنیت در این روش بسیار بالا می باشد وسرعتی معادل 100 مگا بایت در ثانیه را پشتیبانی می نماید . قدرت کم و هزینه کم این تکنولوژی باعث شده است تا بازه کوچکی از شبکه ها را دربرگیرد .

فرکانس رادیویی

حرکت کردن الکترونها در یک رسانه باعث تولید امواج الکترو مغناطیسی میشود . فرکانس امواج رادیویی بین 10 تا 10 هرتز می باشد . مزیت این روش نسبت به روش IR این می باشد که به علت رادیویی بودن امواج می تواند از بین دیوارها وساختمانها عبور کرده و در فضا منتشر شود .

ویژگیهای فرکانس رادیویی:

1 - فرکانس : به تعداد نوسانات کامل یک موج در ثانیه فرکانس گویند و با واحد هرتز اندازه گیری می نمایند.

2- طول موج : به فاصله بین 2 نقطه ماکزیمم متوالی یک موج و یا فاصلهاأی که در یک نوسان کامل طی میشود طول موج گویند و با واحد متر اندازه گیری می نمایند .

3- سرعت انتشار : امواج رادیویی در خلاء با سرعت نور یعنی 10×3 متر بر ثانیه منتشر میشوند .

دو نوع سیگنال RF برای ارسال اطلاعات مورد استفاده قرار میگیرد که عبارتنداز :

1- سیگنالهای باند باریک NARROW BAND

2- سیگنالهای طیف گسترده

در این تکنولوژی اطلاعات بر روی دامنه أی از فرکانس ها ارسال می شود . این فن آوری یکی از متداول ترین فن آوریها برای شبکه های WLAN میباشد . در این روش اطلاعات در فرکانسهای گوناگون ارسال میشود و همین امر باعث میشود تا نویز پذیری سیگنال در این روش به حد اقل برسد . در ضمن سیگنال طیف گسترده را نمی توان به سادگی تخریب کرد . همچنین این سیگنال توسط سایر سیگنالها گسسته نمیشود .

استاندارد802.11

در تاریخ 26 جوئن 1997 به عنوان اولین استاندارد بین المللی شناخته شده برای WLAN از طرفIEEE بوجود آمد . این استاندارد شامل 3 استاندارد است . 2 استاندارد برای طیف گسترده و یکی برای مادون قرمز .

این استاندارد لایه فیزیکی و زیر لایهMAC از لایه انتقال اطلاعات درمدل OSI را در بر میگیرد پروتکلی که این استاندارد برای لایه MAC معرفی کرده است CSMA/CA میباشد که مشابه پرتکلA/CD در استاندارد IEEE 802.3 میباشد .

استاندارد 802.11 خود به چند استاندارد مختلف تقسیم میشود که عبارتند از :

802.11a ------- 802.11b ------- 802.11b+ ------- 802.11g

مزایای استاندارد 802.11b+ :

مزایای استاندارد 802.11g :

مزایای استاندارد 802.11g,a :

مقایسه این استانداردها در جدول زیر آمده است .

چنانچه از جدول نیز مشخص است استاندارد802.11a با سرعت 54-72Mbps ( در مد Turbo در سرعت 72 ) روی فرکانس 5GHZ کار میکند .

استاندارد 802.11b با سرعت 11 Mbps و روی فرکانس GHZ 24 کار میکند .

استاندارد 802.11b+ با سرعت 22 Mbps و روی فرکانس 2.4 GHZ کار میکند .

این استاندارد میتواند با تمامی دستگاههایی که روی استاندارد 802.11b کار میکنند سازگار باشد .

در ضمن 256 بیت را نیز به عنوانcryption شامل میشود .

استاندارد های دیگری نیز به عنوان استاندارد دوگانه مطرح میباشند که تمامی استاندارد های مذکور را در بر میگیرند مثل استاندارد 802.11a/b/g که با سرعت 11-54 Mbps روی فرکانس 24 GHZ/5GHZ کار میکند.

مزیت دستگاههایی که دارای این استاندارد میباشند بر این است که میتوانند با دستگاههایی که روی استاندارد های مختلف کار میکنند سازگار باشند .

لایه فیزیکی در 802.11

تمام پنج تکنیک انتقال رادیویی ، این امکان را فراهم کرده اند که یک فریم MAC از ایستگاهی به ایستگاه دیگر منتقل شود. تفاوتهای آنها در تکنولوژی به کار رفته و سرعت قاب حصول آنهاست . پرداختن به جزئیات این روشها از حوصله این پروژه خارج است ولیکن چند کلمه صحبت در مورد آنها و بخصوص معرفی کلمات کلیدی آن می تواند به علاقمندان کمک کند تا بتواند برای کسب آگاهی بیشتر ، در اینترنت یا مراجع دیگر جستجوکنند. در گزینه امواج مادون قرمز از امواج پخشی با طول موج 85% یا 95% میکرون بهره گرفته شده است .

در این روش سرعتهای 1 و 2 مگابیت در ثانیه مجاز می باشد. در نرخ 1Mbps از روش کدینگ خاصی به نام Gray code استفاده شده که در آن گروه های 4 بیتی به یک کلمه کد 16 بیتی تبدیل می شوند به نحوی که در این کلمه 16 بیتی تنها یک بیت 1 و پانزده بیت وجود دارد این کد دارای این ویژگی اساسی است که خطائی کوچک در سنکرونیزاسیون زمان ، در سرعت 2Mbps ، دو بیت اخذ و یک کد چهار بیتی تولید می شود که در آن تنها یک بیت 1 وجود دارد.یعنی هر دو بیت به یکی از چهار حالت 1000,0100,0010,0001 نگاشته می شود . سیگنال های مادون قرمز نمی توانند در موانعی مثل دیوار نفوذ کنند لذا سلولهائی که در اتاقهای مختلف ایجاد می شود کاملاً از هم جدا و تفکیک شده هستند . علیرغم این ، بدلیل نرخ ارسال پائین و این حقیقت که نور خورشید ، امواج مادون قرمز را در هود غرق ومحو می کند از این گزینه استقبال چندانی نشد.

درFHSS از 79 کانال مستقل استفاده شده که هر یک از این مانالها 1 MHz پهنای باند دارند و از پائینترین فرکانس باند 2.4 GHz ISM شروع می شوند. برای مشخص کردن دنباله فرکانسهائی که باید بدانها پرش شود از یک مولد اهداد شبه تصادفی استفاده شده است . مادامیکه تمام ایستگاه ها در الگوریتم مولد اعداد از نقطه شروع یکسانی استفاده کنند و از لحاظ زمانی با هم سنکرون باشند همگی بطور همزمان به فرکانسهای یکسانی پرس خواهند کرد .

مدت زمانی که ایستگاه ها در یک فرکانس خاص باقی می مانند اصطلاح زمان توقف نامیده می شود و پارامتری قابل تنظیم است ولیکن باید کمتر از 400 میلی ثانیه باشد. استفاده تصادفی از باند های فرکانس های ، روش مناسبی برای تخصیص کانال بروشی غیر معمول در باند ISM است . این ویژگی کم و بیش به امنیت اطلاعات کمک خواهد کرد چرا که اگر یک اخلالگر ترتیب پرشهای فرکانس یا پارامتر زمان توقف را نداند ، نمی تواند اطلاعات کانال را استراق سمع کند . در فواصل دور، محو شدگی سیگنال بدلیل چند مسیره شدن سیگنال اشکال عمده ای به حساب می آید و خوشبختانه FHSS در مقابله با این مشکل ، موفق عمل میکند . همچنین این روش نسبت به تداحل رادیوئی ، نسبتاً حساس نیست و برای ایجاد لینک بین ساختمانها بسیار مناسب خواهد بود . بزرگترین اشکال این روش پهنای باند کم آنست (1Mbps ) سومین روش مدولاسیون یعنی DSSS نیز به یکی از نرخهای 1 یا 2 مگابیت بر ثانیه محدود شده است . تکنیک به کار رفته در DSSS تا حدودی مشابه به سیستم CDMA است. هر بیت در قالب یازده تراشه ارسال می شود که به دنباله بارکر مشهور است . در این روش از مدولاسیون تغییر فازt با نرخ تغییر 1Mbaud استفاده شده که وقتی در نرخ 1Mbps عمل می کند در هر تغییر فاز یک بیت ولی وقتی در نرخ 2 Mbps عمل می کند در هر تغییر فاز ، دو بیت منتقل می گردد.

برای سالهای متمادی سازمان fcc سازمان تخصیص فرکانس فقط اجازه می داد که تجهیزات مخابرات بی سیم در ایالات متحده ، صرفاً از باند ISM و طیف گسترده استفاده کنند ولی ظهور تکنولوژیهای جدید به لغو این قانون در سال 2002 انجامید.

اولین شبکه محلی بی سبم پر سرعت یعنی 802.11a با بهره گیری از مدولاسیون OFDM در باند فرکانسی 5-GHz عمل می کرد تا به سرعت 54Mbps دست یابد . اگر بخواهیم با استعارات FDM سخن بگوئیم ، در OFDM از 52 زیر کانال فرکانسی استفاده شده که 48 تا از آنها برای داده و 4 تا برای سنکرونیزاسیون کاربرد دارد و بی شباهت به ADSL نیست . از آنجایی که ارسال بطور همزمان بر روی فرکانسهای متفاوتی انجام میشود لذا این روش گونه ای از روشهای مبتنی بر طیف گسترده محصوب می شود ولیکن با روشهای CDMA یا FHSS کاملاً متفاوت است . تقسیم سیگنال به تعداد بسیار زیادی باند باریک در مقایسه با استفاده از یک باند باریک و امکان استفاده از باندهای غیر مجاز اشاره کرد. در این روش از سیستم کدینگ پیچیده ای میتنی بر مدولاسیون تغییر فاز برای سرعت زیر 18Mbps و مدولاسیون QAM برای سرعت های بالاتر استفاده شده است .

در سرعت 54 Mbps ، 216 بیت داده به سمبول های 288 بیتی کد می شود . بخشی از انگیزه های حلق OFDM سازگاری آن با سیستم اروپائی HiperLAN/2 بوده است .