مقاله در مورد تکنولوژی WLAN

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 مقاله در مورد تکنولوژی WLAN دارای ۴۲ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله در مورد تکنولوژی 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 تکنولوژی WLAN،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله در مورد تکنولوژی WLAN :

تکنولوژی WLAN

میتوان گفت در حالت کلی ۲ 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 ۱۰۰ 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 ۱۰ تا ۱۰ 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:
۱ – فرکانس : به تعداد نوسانات کامل یک موج در ثانیه فرکانس گویند و با واحد هرتز اندازه گیری می نمایند.
۲- طول موج : به فاصله بین ۲ 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 .
۳- سرعت انتشار : امواج رادیویی در خلاء با سرعت نور یعنی ۱۰×۳ متر بر ثانیه منتشر میشوند .
دو نوع سیگنال RF برای ارسال اطلاعات مورد استفاده قرار میگیرد که عبارتنداز :
۱- سیگنالهای باند باریک NARROW BAND
۲- 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 .
استاندارد۸۰۲۱۱

در تاریخ ۲۶ جوئن ۱۹۹۷ به عنوان اولین استاندارد بین المللی شناخته شده برای WLAN از طرفIEEE بوجود آمد . این استاندارد شامل ۳ استاندارد است . ۲ 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 ۸۰۲۱۱ خود به چند استاندارد مختلف تقسیم میشود که عبارتند از :
۸۰۲۱۱a ——- 802.11b ——- 802.11b+ ——- 802.11g

مزایای استاندارد ۸۰۲۱۱b+ :

مزایای استاندارد ۸۰۲۱۱g :

مزایای استاندارد ۸۰۲۱۱g,a :

مقایسه این استانداردها در جدول زیر آمده است .

چنانچه از جدول نیز مشخص است استاندارد۸۰۲۱۱a با سرعت ۵۴-۷۲Mbps ( در مد Turbo در سرعت ۷۲ ) روی فرکانس ۵GHZ کار میکند .
استاندارد ۸۰۲۱۱b با سرعت ۱۱ Mbps و روی فرکانس GHZ 24 کار میکند .
استاندارد ۸۰۲۱۱b+ با سرعت ۲۲ Mbps و روی فرکانس ۲ارد ۸۰۲۱۱b کار میکنند سازگار باشد .
در ضمن ۲۵۶ 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 ۸۰۲۱۱a/b/g که با سرعت ۱۱-۵۴ Mbps روی فرکانس ۲۴ 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 ۸۰۲۱۱
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 ۸۵% یا ۹۵% میکرون بهره گرفته شده است .
در این روش سرعتهای ۱ و ۲ مگابیت در ثانیه مجاز می باشد. در نرخ ۱Mbps از روش کدینگ خاصی به نام Gray code استفاده شده که در آن گروه های ۴ بیتی به یک کلمه کد ۱۶ بیتی تبدیل می شوند به نحوی که در این کلمه ۱۶ بیتی تنها یک بیت ۱ و پانزده بیت وجود دارد این کد دارای این ویژگی اساسی است که خطائی کوچک در سنکرونیزاسیون زمان ، در سرعت ۲Mbps ، دو بیت اخذ و یک کد چهار بیتی تولید می شود که در آن تنها یک بیت ۱ وجود دارد.یعنی هر دو بیت به یکی از چهار حالت ۱۰۰۰,۰۱۰۰,۰۰۱۰,۰۰۰۱ 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 ۷۹ کانال مستقل استفاده شده که هر یک از این مانالها ۱ MHz پهنای باند دارند و از پائینترین فرکانس باند ۲۴ 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 ۴۰۰ 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 (۱Mbps ) سومین روش مدولاسیون یعنی DSSS نیز به یکی از نرخهای ۱ یا ۲ 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 ۱Mbaud استفاده شده که وقتی در نرخ ۱Mbps عمل می کند در هر تغییر فاز یک بیت ولی وقتی در نرخ ۲ 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 ۲۰۰۲ انجامید.
اولین شبکه محلی بی سبم پر سرعت یعنی ۸۰۲۱۱a با بهره گیری از مدولاسیون OFDM در باند فرکانسی ۵-GHz عمل می کرد تا به سرعت ۵۴Mbps دست یابد . اگر بخواهیم با استعارات FDM سخن بگوئیم ، در OFDM از ۵۲ زیر کانال فرکانسی استفاده شده که ۴۸ تا از آنها برای داده و ۴ 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 ۱۸Mbps و مدولاسیون QAM برای سرعت های بالاتر استفاده شده است .
در سرعت ۵۴ Mbps ، ۲۱۶ بیت داده به سمبول های ۲۸۸ بیتی کد می شود . بخشی از انگیزه های حلق OFDM سازگاری آن با سیستم اروپائی HiperLAN/2 بوده است .
(Doufexi et al .,2002)
این روش دارای کارائی بسیار بالائی در استفاده از طیف فرکانسی بوده و ایمنی خوبی در مقابل پدیده محو شدگی ناشی از مسیرهای چندگانه دارد.
نهایتاً به HR-DSSSمی رسیم که روشی دیگر مبتنی بر تکنیک طیف گسترده است و با به کارگیری ۱۱ million chips/sec به نرخ ارسال یازده مگابیت در ثانیه رسیده است این روش ۸۰۲۱۱b نامیده شده ولیکن دنباله روی ۸۰۲۱۱a نبوده است . در این روش از نرخهای ۱و۵/۵،۲ و ۱۱ مگابیت در ثانیه حمایت می شود. دو نرخ ارسال پائین یعنی ۱ و ۲ مگابیت بر ثانیه به ترتیب از سیگنالی با نرخ تغییر ۱mbaud/sec بهره می گیرد یعنی در هر تغییر فاز بهره گرفته شده است . برای نرخ ارسال سریعتر ۵/۵ و ۱۱ مگابیت بر ثانیه از سیگنالی با نرخ ۱۳۷۵ mbaud/sec استفاده شده و در

هرتغییر به ترتیب ۴ یا ۸ بیت کد می شود کدها از نوع Walsh/Hadamard هستند . نرخ ارسال به صورت پویا و در خلال عملیات شبکه تعیین می شود تا سرعت بهینه بر اساس شرایط فعلی حاکم بر شبکه شامل نویز محیط و بار تنظیم گردد. در عمل ، سرعت شبکه ۸۰۲۱۱B تقریبا همیشه ۱۱ Mbps است اگر چه سرعت ۸۰۲۱۱b از سرعت ۸۰۲۱۱a کمتر می باشد ولیکن برد این شبکه حدوداً هفت برابر بیشتر است که این ویژگی در بسیار از محیطها اهمیت بسزائی دارد.
نسخه بهبود یافته ۸۰۲۱۱b یعنی ۸۰۲۱۱g ، در نوامبر سال ۲۰۰۱ پس از کشمکش فراروان بر سر آنکه از کدام تکنولوژی استفاده شود) به تائید IEEE رسید . این استاندارد از مدولاسیون OFDM به کار رفته در ۸۰۲۱۱a بهره می گیرد ولیکن مثل ۸۰۲۱۱b در باند ۲۴GHz عمل می کند.
از نظر تئوری این سیستم می تواند در سرعت ۵۴ Mbps عمل کند، ولیکن هنوز روشن نیست که آیا این سرعت در عمل نیز محقق خواهد شد یا خیر . بدین ترتیب کمیته ۸۰۲۱۱ سه شبکه محلی پ
وظایف لایه فیزیکی در شبکه WLAN بطور کلی بصورت زیر میباشد .
۱-مدولاسیون و کد دهی : اطلاعات ابتدا مدوله شده و سپس به مقصد ارسال میشوند .
۲- پشتیبانی از سرعت های مختلف برای مبادله داده ها
۳- کانال را حس کند تا بفهمد که آیا اشغال است یا خیر
۴- اطلاعات را ارسال و دریافت کند .
ایجاد شبکه های بی سیم در پهنای باند مورد نظر بر اساس یک سری از تکنولوژی های ارتباطی خاص صورت می گیرد
۱- FHSS :
همانگونه که از نام آن پیداست سیگنالهای داده را به چندین فرکانس گسسته تقسیم میکنند .
FHSS یا استاندارد ۸۰۲۱۱ : مشخصه بارز این روش در این است که یک باند حامل فرکانس ارسالی را همواره در یک بازه مشخص تغییر میدهد . واین باعث میشود که شبکه های بی سیم دیگر که در محیط وجود دارد تداخلی با شبکه ما به وجود نیاورد .
FHSS : نسبت به نویز محیط از مصونیت بالایی برخوردار است زیرا ازکانالهای مختلف برای ارسال اطلاعات استفاده میکند . یعنی هر زمان که یکی از کانلها دارای نویز شد FHSS میتواند اطلاعات آن کانال را مجددا از طریق کانال دیگری ارسال نماید جدول فرکانسها وکاناهای FHSS در زیر آمده است .
Frequency in GHz Channel No
۲.۴۰۲ ۲
۲.۴۰۳ ۳
۲.۴۰۴ ۴

۰
۰
۰
۲۴۸ ۸۰
(پهنای باند در روش FHSS و ۳ MB PS می باشد وتا فاصله تغریبی ۳۲۰ متر را تحت پوشش قرار می دهد ) در ضمن چنانچه از جدول پیداست این روش از فرکانس ۲۴ GHZ برای انتقال اطلاعات استفاده میکند .
۲- DSSS

در این روش بیت داده ها را به ۳ فرکانس مختلف در فرکانس ۲۴ تقسیم میکنند که هرکدام از این قسمتها الگویی از بیتها می باشد که به آنها Chip میگویند . برای اینکه بتوانیم بیتهای Chip را تولید کنیم هر قسمت از اطلاعات به الگویی از بیتها تبدیل می کنیم و با کدهای شبه تصادفی می کنیم . 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 فرکانس ارسال میکند . درضمن در سمت گیرنده نیز عملیات دقیقا برعکس جهت رم

ز گشایی اطلاعات روی همان کد شبه تصادفی انجام می پذیرد . هر چه تعداد تقسیمات یک بیت به چند بخش بیشتر باشد باند فرکانس نیز افزایش خواهد یافت استاندارد IEE802.11 توصیه میکند که هربیت شامل ۱۱ قسمت میباشد

روش DSSS میتواند دو روش مدولاسیون را پشتیبانی نماید :
الف )DBPSK : این روش برای انتقال اطلاعات با پهنای باند ۱ مگا بایت بر ثانیه مورد استفاده قرار می گیرد.
ب )QPSK: این روش برای انتقال اطلاعات با پهنای باند ۲ مگا بایت بر ثانیه مورد استفاده قرار می گیرد .
هرچه طول Chip بیشتر باشد احتمال دستیابی به اطلاعات کمتر وامنیت بیشتر خواهد بود .
تجهیزات
تجهیزات یک شبکه بی سیم شامل موارد زیر میباشد:
۱- کارت
۲- نقطه دسترسی
۳- پل واسط
۴- آنتنهای معمول

۱کارت

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

۲ نقطه دسترسی:
این یک Hub68 بیسیم هوشمند است. Access Point با ترافیک داده بی‌سیم مدیریت میشود و ارتباطات بین شبکه‌های بی‌سیم و دریافت کننده های بی‌سیم و شبکه های سیمی را برقرار میکند. یک شبکه کامل بی‌سیم میتواند فقط از Access Point و Client ها تشکیل گردد. شبکه ای که با استقاده از Access Point تشکیل میشود را زیر بنا گویند.
Access Point دارای یک پورت اترنت میباشد که با سرورها از این طریق ارتباط برقرار میکند ولی با Portable Device ها و Client ها با استفاده از بیسیم و آنتن ارتباط برقرار میکند. حداکثر برد یکAccess Point ‏ ۱۰۰ متر میباشد.

۳پل واسط Bridge:
به طور بی‌سیم ، ارتباط چندین LAN یاWLAN را برقرار میکند.این وسیله از آنتن برای برقراری ارتباط در مسافتهای دور استفاده میکند. اتصال شبکه‌های 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 کاربره استفاده میشود.

۴آنتنهای معمول:
سیگنالهای شبکه‌های بیسیم باید یک سری خصوصیاتی داشته باشند و با یک قالب خاص و در یک محدوده فرکانسی مشخصی ایجاد شوند.
شکل آنتنهای معمولی در شبکه های بی سیم محلی

۵ تقویت کننده سیگنال :
برای مسافتهای طولانی ممکن است به چندین تعداد از این تجهیزات برای تقویت سیگنالهای رادیوئی نیاز داشته باشیم. تقویت کننده ها بر روی خط مابین Access Point و یا Bridge و آنتن‌ها گذاشته میشوند.
۶ 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 شبکه بی‌سیم بکار میبرند.
توپولوژیهای شبکه های بی سیم :
به طور کلی میتوان گفت شبکه های بی سیم عمدتاّ ۳ توپولوژی مختلفذ میتوانند داشته باشند .
۱- روش hoc-Ad
۲- روش Infrastructure یا (basic service set )
۳- روش پوششی
۴- اتصال بی سیم
۱- Ad- hoc
در این توپولوژی که مشابه توپولوژی Mesh در شبکه های سیمی میباشد هر نود میتواند با سایر نودها مستقیماّ در ارتباط باشد .

۲- روش زیر بنایی
در این توپولوژی دستگاهی به نام Access point مطرح میشود AP در واقع نقش یک شبکه سیمی را بازی میکند و به عنوان یک مرکز برای پخش امواج رادیویی و سیگنال د

اده به سایر کامپیوتر ها در شبکه WLAN عمل میکند .

در این روش تعدادی AP به چند Node در شبکه در حال سرویس دهی میباشند هر کامپیوتر که بهترین ارتباط را با یک AP داشته باشد از آن AP سرویس میگیرد و چنانچه یک کامپیوتر تغیر محل دهد در مکان جدیدی قرار گیرد AP خود را به نزدیکترین AP تغییر میدهد .

۴- پل بیسیم
این توپولوژی خود شامل ۲ توپولوژی میباشد :
الف) point to point در این روش ۲ bridge به صورت wireless دو شبکه LAN را به هم وصل میکنند .در مواقعی که بخواهیم شبکه LAN دوساختمان را به هم وصل کنیم از این روش استفاده میکنیم

ب) یک نقطه به چندین نقطه در این روش یک نقطه به عنوان مرکز قرار میگیرد

و نقاط اطراف به عنوان نقاط راه دور روی پل های Wireless قرارمیگیرند . در مواقعی که بخواهیم شبکه LAN یک ساختمان مرکزی را به چند ساختمان Remote متصل کنیم از این روش استفاده میکنیم.