مقاله در مورد تكنولوژی WLAN

توضیحات

 مقاله در مورد تكنولوژی WLAN دارای 42 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله در مورد تكنولوژی WLAN  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله در مورد تكنولوژی WLAN،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله در مورد تكنولوژی WLAN :

تكنولوژی WLAN

میتوان گفت در حالت كلی 2 نوع فن آوری برای ارسال اطلاعات در شبكه های WLAN وجود دارد كه عبارتند از :‌ فن آوری مادون قرمز(IR ) و فن آوری فركانس رادیویی(RF ) .
(INFRARED(IR :
این روش برای ارسال اطلاعات در یك فضای بسته مناسب است زیرا پرتوهای مادون قرمز نمی توانند از دیوارها وموانع عبور كنند در این فناوری فرستنده و گیرنده باید نسبت به هم دید مستقیم داشته باشند . یكی از فناورهایی كه می توان گفت مكمل این فناوری می باشد روش پخش كردن IR یا فن آوری مادون قرمز انتشاری می باشد . این فن آوری میتواند در محیطهایی كه موانعی مثل دیوار وغیره دارند كارایی داشته باشد . امنیت در این روش بسیار بالا می باشد وسرعتی معادل 100 مگا بایت در ثانیه را پشتیبانی می نماید . قدرت كم و هزینه كم این تكنولوژی باعث شده است تا بازه كوچكی از شبكه ها را دربرگیرد .

فركانس رادیویی
حركت كردن الكترونها در یك رسانه باعث تولید امواج الكترو مغناطیسی میشود . فركانس امواج رادیویی بین 10 تا 10 هرتز می باشد . مزیت این روش نسبت به روش IR این می باشد كه به علت رادیویی بودن امواج می تواند از بین دیوارها وساختمانها عبور كرده و در فضا منتشر شود .
ویژگیهای فركانس رادیویی:
1 – فركانس : به تعداد نوسانات كامل یك موج در ثانیه فركانس گویند و با واحد هرتز اندازه گیری می نمایند.
2- طول موج : به فاصله بین 2 نقطه ماكزیمم متوالی یك موج و یا فاصلهاأی كه در یك نوسان كامل 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 كه عبارتنداز :
1- سیگنالهای باند باریك NARROW BAND
2- سیگنالهای طیف گسترده
در این تكنولوژی اطلاعات بر روی دامنه أی از فركانس ها ارسال می شود . این فن آوری یكی از متداول ترین فن آوریها برای شبكه های WLAN میباشد . در این روش اطلاعات در فركانسهای 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 كرد . همچنین این سیگنال توسط سایر سیگنالها گسسته نمیشود .
استاندارد80211

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 یكی برای مادون قرمز .
این استاندارد لایه فیزیكی و زیر لایهMAC از لایه انتقال اطلاعات درمدل OSI را در بر میگیرد پروتكلی كه این استاندارد برای لایه MAC معرفی كرده است CSMA/CA میباشد كه مشابه پرتكلA/CD در استاندارد IEEE 802.3 میباشد .

استاندارد 80211 خود به چند استاندارد مختلف تقسیم میشود كه عبارتند از :
80211a ——- 802.11b ——- 802.11b+ ——- 802.11g

مزایای استاندارد 80211b+ :

مزایای استاندارد 80211g :

مزایای استاندارد 80211g,a :

مقایسه این استانداردها در جدول زیر آمده است .

چنانچه از جدول نیز مشخص است استاندارد80211a با سرعت 54-72Mbps ( در مد Turbo در سرعت 72 ) روی فركانس 5GHZ كار میكند .
استاندارد 80211b با سرعت 11 Mbps و روی فركانس GHZ 24 كار میكند .
استاندارد 80211b+ با سرعت 22 Mbps و روی فركانس 2ارد 80211b كار میكنند سازگار باشد .
در ضمن 256 بیت را نیز به عنوانcryption شامل میشود .
استاندارد های دیگری نیز به عنوان استاندارد دوگانه مطرح میباشند كه تمامی استاندارد های مذكور را در بر میگیرند مثل استاندارد 80211a/b/g كه با سرعت 11-54 Mbps روی فركانس 24 GHZ/5GHZ كار میكند.

مزیت دستگاههایی كه دارای این استاندارد میباشند بر این است كه میتوانند با دستگاههایی كه روی استاندارد های مختلف كار میكنند سازگار باشند .
لایه فیزیكی در 80211
تمام پنج تكنیك انتقال رادیویی ، این امكان را فراهم كرده اند كه یك فریم MAC از ایستگاهی به ایستگاه دیگر منتقل شود. تفاوتهای آنها در تكنولوژی به كار رفته و سرعت قاب حصول آنهاست . پرداختن به جزئیات این روشها از حوصله این پروژه خارج است ولیكن چند كلمه صحبت در مورد آنها و بخصوص معرفی كلمات كلیدی آن می تواند به علاقمندان كمك كند تا بتواند برای كسب آگاهی بیشتر ، در اینترنت یا مراجع دیگر جستجوكنند. در گزینه امواج مادون قرمز از امواج پخشی با طول موج 85% یا 95% میكرون بهره گرفته شده است .
در این روش سرعتهای 1 و 2 مگابیت در ثانیه مجاز می باشد. در نرخ 1Mbps از روش كدینگ خاصی به نام Gray code استفاده شده كه در آن گروه های 4 بیتی به یك كلمه كد 16 بیتی تبدیل می شوند به نحوی كه در این كلمه 16 بیتی تنها یك بیت 1 و پانزده بیت وجود دارد این كد دارای این ویژگی اساسی است كه خطائی كوچك در سنكرونیزاسیون زمان ، در سرعت 2Mbps ، دو بیت اخذ و یك كد چهار بیتی تولید می شود كه در آن تنها یك بیت 1 وجود دارد.یعنی هر دو بیت به یكی از چهار حالت 1000,0100,0010,0001 نگاشته می شود . سیگنال های مادون قرمز نمی توانند در موانعی مثل دیوار نفوذ كنند لذا سلولهائی كه در اتاقهای مختلف ایجاد می شود كاملاً از هم جدا و تفكیك شده هستند . علیرغم این ، بدلیل نرخ ارسال پائین و این حقیقت كه نور خورشید ، امواج مادون قرمز را در هود غرق ومحو می كند از این گزینه استقبال چندانی نشد.
درFHSS از 79 كانال مستقل استفاده شده كه هر یك از این مانالها 1 MHz پهنای باند دارند و از پائینترین فركانس باند 24 GHz ISM شروع می شوند. برای مشخص كردن دنباله فركانسهائی كه باید بدانها پرش شود از یك مولد اهداد شبه تصادفی استفاده شده است . مادامیكه تمام ایستگاه ها در الگوریتم مولد اعداد از نقطه شروع یكسانی استفاده كنند و از لحاظ زمانی با هم سنكرون باشند همگی بطور همزمان به فركانسهای یكسانی پرس خواهند كرد .
مدت زمانی كه ایستگاه ها در یك فركانس خاص باقی می مانند اصطلاح زمان توقف نامیده می شود و پارامتری قابل تنظیم است ولیكن باید كمتر از 400 میلی ثانیه باشد. استفاده تصادفی از باند های فركانس های ، روش مناسبی برای تخصیص كانال بروشی غیر معمول در باند ISM است . این ویژگی كم و بیش به امنیت اطلاعات كمك خواهد كرد چرا كه اگر یك اخلالگر ترتیب پرشهای فركانس یا پارامتر زمان توقف را نداند ، نمی تواند اطلاعات كانال را استراق سمع كند . در فواصل

دور، محو شدگی سیگنال بدلیل چند مسیره شدن سیگنال اشكال عمده ای به حساب می آید و خوشبختانه FHSS در مقابله با این مشكل ، موفق عمل میكند . همچنین این روش نسبت به تداحل رادیوئی ، نسبتاً حساس نیست و برای ایجاد لینك بین ساختمانها بسیار مناسب خواهد بود . بزرگترین اشكال این روش پهنای باند كم آنست (1Mbps ) سومین روش مدولاسیون یعنی DSSS نیز به یكی از نرخهای 1 یا 2 مگابیت بر ثانیه محدود شده است . تكنیك به كار رفته در DSSS تا حدودی مشابه به سیستم CDMA است. هر بیت در قالب یازده تراشه ارسال می شود كه به

دنباله باركر مشهور است . در این روش از مدولاسیون تغییر فازt با نرخ تغییر 1Mbaud استفاده شده كه وقتی در نرخ 1Mbps عمل می كند در هر تغییر فاز یك بیت ولی وقتی در نرخ 2 Mbps عمل می كند در هر تغییر فاز ، دو بیت منتقل می گردد.
برای سالهای متمادی سازمان fcc سازمان تخصیص فركانس فقط اجازه می داد كه تجهیزات مخابرات بی سیم در ایالات متحده ، صرفاً از باند ISM و طیف گسترده استفاده كنند ولی ظهور تكنولوژیهای جدید به لغو این قانون در سال 2002 انجامید.
اولین شبكه محلی بی سبم پر سرعت یعنی 80211a با بهره گیری از مدولاسیون OFDM در باند فركانسی 5-GHz عمل می كرد تا به سرعت 54Mbps دست یابد . اگر بخواهیم با استعارات FDM سخن بگوئیم ، در OFDM از 52 زیر كانال فركانسی استفاده شده كه 48 تا از آنها برای داده و 4 تا برای سنكرونیزاسیون كاربرد دارد و بی شباهت به ADSL نیست . از آنجایی كه ارسال بطور همزمان بر روی فركانسهای متفاوتی انجام میشود لذا این روش گونه ای از روشهای مبتنی بر طیف گسترده محصوب می شود ولیكن با روشهای CDMA یا FHSS كاملاً متفاوت است . تقسیم سیگنال به تعداد بسیار زیادی باند باریك در مقایسه با استفاده از یك باند باریك و امكان استفاده از باندهای غیر مجاز اشاره كرد. در این روش از سیستم كدینگ 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 كد می شود . بخشی از انگیزه های حلق OFDM سازگاری آن با سیستم اروپائی HiperLAN/2 بوده است .
(Doufexi et al .,2002)
این روش دارای كارائی بسیار بالائی در استفاده از طیف فركانسی بوده و ایمنی خوبی در مقابل پدیده محو شدگی ناشی از مسیرهای چندگانه دارد.
نهایتاً به HR-DSSSمی رسیم كه روشی دیگر مبتنی بر تكنیك طیف گسترده است و با به كارگیری 11 million chips/sec به نرخ ارسال یازده مگابیت در ثانیه رسیده است این روش 80211b نامیده شده ولیكن دنباله روی 80211a نبوده است . در این روش از نرخهای 1و5/5،2 و 11 مگابیت در ثانیه حمایت می شود. دو نرخ ارسال پائین یعنی 1 و 2 مگابیت بر ثانیه به ترتیب از سیگنالی با نرخ تغییر 1mbaud/sec بهره می گیرد یعنی در هر تغییر فاز بهره گرفته شده است . برای نرخ ارسال سریعتر 5/5 و 11 مگابیت بر ثانیه از سیگنالی با نرخ 1375 mbaud/sec استفاده شده و در

هرتغییر به ترتیب 4 یا 8 بیت كد می شود كدها از نوع Walsh/Hadamard هستند . نرخ ارسال به صورت پویا و در خلال عملیات شبكه تعیین می شود تا سرعت بهینه بر اساس شرایط فعلی حاكم بر شبكه شامل نویز محیط و بار تنظیم گردد. در عمل ، سرعت شبكه 80211B تقریبا همیشه 11 Mbps است اگر چه سرعت 80211b از سرعت 80211a كمتر می باشد ولیكن برد این شبكه حدوداً هفت برابر بیشتر است كه این ویژگی در بسیار از محیطها اهمیت بسزائی دارد.
نسخه بهبود یافته 80211b یعنی 80211g ، در نوامبر سال 2001 پس از كشمكش فراروان بر سر آنكه از كدام تكنولوژی استفاده شود) به تائید IEEE رسید . این استاندارد از مدولاسیون OFDM به كار رفته در 80211a بهره می گیرد ولیكن مثل 80211b در باند 24GHz عمل می كند.
از نظر تئوری این سیستم می تواند در سرعت 54 Mbps عمل كند، ولیكن هنوز روشن نیست كه آیا این سرعت در عمل نیز محقق خواهد شد یا خیر . بدین ترتیب كمیته 80211 سه شبكه محلی پ
وظایف لایه فیزیكی در شبكه WLAN بطور كلی بصورت زیر میباشد .
1-مدولاسیون و كد دهی : اطلاعات ابتدا مدوله شده و سپس به مقصد ارسال میشوند .
2- پشتیبانی از سرعت های مختلف برای مبادله داده ها
3- كانال را حس كند تا بفهمد كه آیا اشغال است یا خیر
4- اطلاعات را ارسال و دریافت كند .
ایجاد شبكه های بی سیم در پهنای باند مورد نظر بر اساس یك سری از تكنولوژی های ارتباطی خاص صورت می گیرد
1- FHSS :
همانگونه كه از نام آن پیداست سیگنالهای داده را به چندین فركانس گسسته تقسیم میكنند .
FHSS یا استاندارد 80211 : مشخصه بارز این روش در این است كه یك باند حامل فركانس ارسالی را همواره در یك بازه مشخص تغییر میدهد . واین باعث میشود كه شبكه های بی سیم دیگر كه در محیط وجود دارد تداخلی با شبكه ما به وجود نیاورد .
FHSS : نسبت به نویز محیط از مصونیت بالایی برخوردار است زیرا ازكانالهای مختلف برای ارسال اطلاعات استفاده میكند . یعنی هر زمان كه یكی از كانلها دارای نویز شد FHSS میتواند اطلاعات آن كانال را مجددا از طریق كانال دیگری ارسال نماید جدول فركانسها وكاناهای FHSS در زیر آمده است .
Frequency in GHz Channel No
2.402 2
2.403 3
2.404 4

0
0
0
248 80
(پهنای باند در روش FHSS و 3 MB PS می باشد وتا فاصله تغریبی 320 متر را تحت پوشش قرار می دهد ) در ضمن چنانچه از جدول پیداست این روش از فركانس 24 GHZ برای انتقال اطلاعات استفاده میكند .
2- DSSS

در این روش بیت داده ها را به 3 فركانس مختلف در فركانس 24 تقسیم میكنند كه هركدام از این قسمتها الگویی از بیتها می باشد كه به آنها Chip میگویند . برای اینكه بتوانیم بیتهای Chip را تولید كنیم هر قسمت از اطلاعات به الگویی از بیتها تبدیل می كنیم و با كدهای شبه تصادفی می كنیم . نتیجه عملیات Xor بیتهای Chip را به ما میدهد.

این روش منجر به مدولاسیونی با سرعت بالا خواهد شد زیرا فرستنده Chip ها را بر روی وسیعتری از فركانس ارسال میكند . درضمن در سمت گیرنده نیز عملیات دقیقا برعكس جهت رم

ز گشایی اطلاعات روی همان كد شبه تصادفی انجام می پذیرد . هر چه تعداد تقسیمات یك بیت به چند بخش بیشتر باشد باند فركانس نیز افزایش خواهد یافت استاندارد IEE802.11 توصیه میكند كه هربیت شامل 11 قسمت میباشد

روش DSSS میتواند دو روش مدولاسیون را پشتیبانی نماید :
الف )DBPSK : این روش برای انتقال اطلاعات با پهنای باند 1 مگا بایت بر ثانیه مورد استفاده قرار می گیرد.
ب )QPSK: این روش برای انتقال اطلاعات با پهنای باند 2 مگا بایت بر ثانیه مورد استفاده قرار می گیرد .
هرچه طول Chip بیشتر باشد احتمال دستیابی به اطلاعات كمتر وامنیت بیشتر خواهد بود .
تجهیزات
تجهیزات یك شبكه بی سیم شامل موارد زیر میباشد:
1- كارت
2- نقطه دسترسی
3- پل واسط
4- آنتنهای معمول

1كارت

برای اتصال كامپیوترهای سرویس دهنده و سرویس گیرنده به شبكه بی‌سیم مورد استفاده قرار میگیرند و دارای استانداردهای صنعتی مختلفی میباشند و در دو قالب ISA و PCMCIA موجود میباشند.

2 نقطه دسترسی:
این یك Hub68 بیسیم هوشمند است. Access Point با ترافیك داده بی‌سیم مدیریت میشود و ارتباطات بین شبكه‌های بی‌سیم و دریافت كننده های بی‌سیم و شبكه های سیمی را برقرار میكند. یك شبكه كامل بی‌سیم میتواند فقط از Access Point و Client ها تشكیل گردد. شبكه ای كه با استقاده از Access Point تشكیل میشود را زیر بنا گویند.
Access Point دارای یك پورت اترنت میباشد كه با سرورها از این طریق ارتباط برقرار میكند ولی با Portable Device ها و Client ها با استفاده از بیسیم و آنتن ارتباط برقرار میكند. حداكثر برد یكAccess Point ‏ 100 متر میباشد.

3پل واسط Bridge:
به طور بی‌سیم ، ارتباط چندین LAN یاWLAN را برقرار میكند.این وسیله از آنتن برای برقراری ارتباط در مسافتهای دور استفاده میكند. اتصال شبكه‌های بیسیم در بین ساختمانها و یا ارتباط اطلاعاتی بین ساختمانها و Access Point از موارد استفاده از Bridge میباشد و به صورت نقطه به نقطه ویا چند كاربره استفاده میشود.

4آنتنهای معمول:
سیگنالهای شبكه‌های بیسیم باید یك سری خصوصیاتی داشته باشند و با یك قالب خاص و در یك محدوده فركانسی مشخصی ایجاد شوند.
شكل آنتنهای معمولی در شبكه های بی سیم محلی

5 تقویت كننده سیگنال :
برای مسافتهای طولانی ممكن است به چندین تعداد از این تجهیزات برای تقویت سیگنالهای رادیوئی نیاز داشته باشیم. تقویت كننده ها بر روی خط مابین Access Point و یا Bridge و آنتن‌ها گذاشته میشوند.
6 نرم افزار :
نرم افزارها به منظور برقراری ارتباط بین PC Card ها و Access Point ها مورد استفاده قرار میگیرند و استاندارد SNMP یا Simple Network Management Protocol را برای مدیریت بر عملیات شبكه بی‌سیم بكار میبرند.
توپولوژیهای شبكه های بی سیم :
به طور كلی میتوان گفت شبكه های بی سیم عمدتاّ 3 توپولوژی مختلفذ میتوانند داشته باشند .
1- روش hoc-Ad
2- روش Infrastructure یا (basic service set )
3- روش پوششی
4- اتصال بی سیم
1- Ad- hoc
در این توپولوژی كه مشابه توپولوژی Mesh در شبكه های سیمی میباشد هر نود میتواند با سایر نودها مستقیماّ در ارتباط باشد .

2- روش زیر بنایی
در این توپولوژی دستگاهی به نام Access point مطرح میشود AP در واقع نقش یك شبكه سیمی را بازی میكند و به عنوان یك مركز برای پخش امواج رادیویی و سیگنال د

اده به سایر كامپیوتر ها در شبكه WLAN عمل میكند .

در این روش تعدادی AP به چند Node در شبكه در حال سرویس دهی میباشند هر كامپیوتر كه بهترین ارتباط را با یك AP داشته باشد از آن AP سرویس میگیرد و چنانچه یك كامپیوتر تغیر محل دهد در مكان جدیدی قرار گیرد AP خود را به نزدیكترین AP تغییر میدهد .

4- پل بیسیم
این توپولوژی خود شامل 2 توپولوژی میباشد :
الف) point to point در این روش 2 bridge به صورت wireless دو شبكه LAN را به هم وصل میكنند .در مواقعی كه بخواهیم شبكه LAN دوساختمان را به هم وصل كنیم از این روش استفاده میكنیم

ب) یك نقطه به چندین نقطه در این روش یك نقطه به عنوان مركز قرار میگیرد

و نقاط اطراف به عنوان نقاط راه دور روی پل های Wireless قرارمیگیرند . در مواقعی كه بخواهیم شبكه LAN یك ساختمان مركزی را به چند ساختمان Remote متصل كنیم از این روش استفاده میكنیم.

برای دریافت اینجا کلیک کنید