شبکه های بیسیم و کابلی

تشریح مقدماتی شبکه های بی سیم و کابلی

شبکه های محلی (LAN ) برای خانه و محیط کار می توانند به دو صورت کابلی (Wired ) یا بی سیم (Wireless ) طراحی گردند . درابتدا این شبکه ها به روش کابلی با استفاده از تکنولوژی Ethernet طراحی می شدند اما اکنون با روند رو به افزایش استفاده از شبکه های بی سیم با تکنولوژی Wi-Fi  مواجه هستیم .

در شبکه های کابلی (که در حال حاضر بیشتر با توپولوژی ستاره ای بکار می روند ) بایستی از محل هر ایستگاه کاری تا دستگاه توزیع کننده (هاب یا سوئیچ ) به صورت مستقل کابل کشی صورت پذیرد(طول کابل ازنوع CAT5  نبایستی ۱۰۰ متر بیشتر باشد در غیر اینصورت از فیبر نوری استفاده میگردد) که تجهیزات بکار رفته از دونوع غیر فعال (Passive ) مانند کابل ، پریز، داکت ، پچ پنل و………. . و فعال (Active )مانند هاب ،سوئیچ ،روتر ، کارت شبکه و……….. هستند .

موسسه مهندسی IEEE استانداردهای  ۸۰۲٫۳u را برای Fast Ethernet  و ۸۰۲٫۳ab و۸۰۲٫۳z را برای Gigabit Ethernet ( مربوط به  کابلهای الکتریکی و نوری ) در نظر گرفته است.

شبکه های بی سیم نیز شامل دستگاه مرکزی (Access Point )  می باشد که هر ایستگاه کاری می تواند حداکثر تا فاصله ۳۰ متر ی آن (بدون مانع ) قرار گیرد. شبکه های بی سیم (Wlan ) یکی از سه استاندارد ارتباطی Wi-Fi زیر را بکار می برند:

v      ۸۰۲٫۱۱b که اولین استانداردی است که به صورت گسترده بکار رفته است .

v      ۸۰۲٫۱۱a سریعتر اما گرانتر از ۸۰۲٫۱۱b می باشد.

v      ۸۰۲٫۱۱g جدیدترین استاندارد که شامل هر دو استاندارد قبلی بوده و از همه گرانتر میباشد.

 هر دونوع شبکه های کابلی و بی سیم ادعای برتری بر دیگری را دارند اما انتخاب صحیح با در نظر گرفتن قابلیتهای آنها میسر می باشد.

مبانی شبکه های بیسیم

 شبکه های بی سیم (Wireless) یکی از تکنولوژی های جذابی هستند که توانسته اند توجه بسیاری را بسوی خود جلب نمایند و عده ای را نیز مسحور خود نموده اند.

ارائه سرویس بدون سیم اینترنت یا WiFi، که امروزه در بسیاری نقاط دنیا به منظور جذب مشتری و به عنوان خدمتی نوین در جهت ارتقای سازمان در بازار رقابت، انجام می‌گیرد. خدمات اینترنت بی‌سیم علاوه بر مکان‌های متعدد مانند هتل‌ها، نمایشگاه‌ها، بنادر، سالن‌های همایش و فرودگاه‌ها در منازل و محل‌های کار نیز عرضه می‌گردد و موجبات رضایت خاطر مشتریان و مسافران، به‌خصوص مشتریان و مسافران خارجی را فراهم آورده است.
بر اساس آمار تعداد کاربران این سرویس از ۱۲ میلیون نفر در سال ۲۰۰۲ به حدود ۷۰۰ میلیون نفر در سال ۲۰۰۸ برآورد می‌گردد. از طرفی META Group و In-Stat/MDR تخمین می‌زنند که در ۹۹%از تولیدات شرکت‌‌های تولید کنندة کامپیوترهای laptop که در سال ۲۰۰۷ به فروش خواهند رسید، قابلیت استفادة بی‌سیم (WiFi) بطور پیش‌فرض لحاظ خواهد گردید. اینترنت بی‌سیم که تحت نام WiFi نیز شناخته می‌شود، یک تکنولوژی شبکه‌ پرسرعت است که بطور وسیعی در خانه‌ها، مدارس، کافه‌ها، هتل‌ها و سایر مکان‌های عمومی مانند کنگره‌ها و فرودگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. WiFi امکان دسترسی به اینترنت، بدون نیاز به کابل یا سیم را برای وسایلی مانند کامپیوترهای کیفی (Laptop) ، کامپیوتر‌های جیبی (PDA) و کامپیوتر‌های شخصی (PC) دارای کارت Wireless فراهم می‌کند. بدین ترتیب مسافر بدون آنکه مجبور به اتصال کامپیوتر خود به خط تلفن یا شبکة اتاق خود باشد، می‌تواند در محل هتل با آسودگی از اینترنت استفاده نماید.

امروزه، حدود ۵۰% از لپ تاپهای جدید با توانایی کارکردن بصورت بی سیم به بازار ارائه میشوند. تمام محصولات جدید لپ تاپهای اپل (Apple) هم با امکانات بی سیم و هم بلوتوث ساخته شده در درونشان به بازار عرضه میشوند. بسیاری از لپ تاپهای با سیستم عامل ویندوز مایکروسافت بطور مشابه با توانایی کار کردن بصورت بی سیم میباشند.

انواع شبکه های بی سیم

این نوع شبکه برای کاربران محلی از جمله محیطهای(Campus) دانشگاهی یا آزمایشگاهها که نیاز به استفاده از اینترنت دارند مفید می باشد. در این حالت اگر تعداد کاربران محدود باشند می توان بدون استفاده از Access Point این ارتباط را برقرار نمود .در غیر اینصورت استفاده از Access Point ضروری است.می توان با استفاده از آنتن های مناسب مسافت ارتباطی کاربران را به شرط عدم وجود مانع تاحدی طولانی تر نمود.( WPANS(Wireless Personal Area Network)

دو تکنولوژی مورد استفاده برای این شبکه ها عبارت از (:IRInfra Red ) و( BluetoothIEEE 802.15 ) می باشد که مجوز ارتباط در محیطی حدود ۹۰ متر را می دهد البته در IR نیاز به ارتباط مستقیم بوده و محدودیت مسافت وجود دارد .

WMANS(Wireless Metropolitan Area Network)

 توسط این تکنولوژی ارتباط بین چندین شبکه یا ساختمان در یک شهر برقرار می شود برای Backup  آن می توان از خطوط اجاره ای ،فیبر نوری یا کابلهای مسی استفاده نمود .

(WWANS(Wireless Wide  Area Networks

برای شبکه هائی با فواصل زیاد همچون بین شهرها یا کشورها بکار می رود این ارتباط از طریق آنتن ها ی بی سیم یا ماهواره صورت می پذیرد .

شبکه‌های بی‌سیم، کاربردها، مزایا و ابعاد

تکنولوژی شبکه‌های بی‌سیم، با استفاده از انتقال داده‌ها توسط اموج رادیویی، در ساده‌ترین صورت، به تجهیزات سخت‌افزاری امکان می‌دهد تا بدون‌استفاده از بسترهای فیزیکی همچون سیم و کابل، با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. شبکه‌های بی‌سیم بازه‌ی وسیعی از کاربردها، از ساختارهای پیچیده‌یی چون شبکه‌های بی‌سیم سلولی -که اغلب برای تلفن‌های همراه استفاده می‌شود- و شبکه‌های محلی بی‌سیم (WLAN – Wireless LAN) گرفته تا انوع ساده‌یی چون هدفون‌های بی‌سیم، را شامل می‌شوند. از سوی دیگر با احتساب امواجی همچون مادون قرمز، تمامی تجهیزاتی که از امواج مادون قرمز نیز استفاده می‌کنند، مانند صفحه کلید‌ها،  ماوس‌ها و برخی از گوشی‌های همراه، در این دسته‌بندی جای می‌گیرند. طبیعی‌ترین مزیت استفاده از این شبکه‌ها عدم نیاز به ساختار فیزیکی و امکان نقل و انتقال تجهیزات متصل به این‌گونه شبکه‌ها و هم‌چنین امکان ایجاد تغییر در ساختار مجازی آن‌هاست. از نظر ابعاد ساختاری، شبکه‌های بی‌سیم به سه دسته تقسیم می‌گردند : WWAN، WLAN و WPAN.

مقصود از WWAN، که مخفف Wireless WAN است، شبکه‌هایی با پوشش بی‌سیم بالاست. نمونه‌یی از این شبکه‌ها، ساختار بی‌سیم سلولی مورد استفاده در شبکه‌های تلفن همراه است.  WLAN پوششی محدودتر، در حد یک ساختمان یا سازمان، و در ابعاد کوچک یک سالن یا تعدادی اتاق، را فراهم می‌کند. کاربرد شبکه‌های WPAN یا Wireless Personal Area Network برای موارد خانه‌گی است. ارتباطاتی چون Bluetooth و مادون قرمز در این دسته قرار می‌گیرند.

شبکه‌های WPAN از سوی دیگر در دسته‌ی شبکه‌های Ad Hoc نیز قرار می‌گیرند. در شبکه‌های Ad hoc، یک سخت‌افزار، به‌محض ورود به فضای تحت پوشش آن، به‌صورت پویا به شبکه اضافه می‌شود. مثالی از این نوع شبکه‌ها، Bluetooth است. در این نوع، تجهیزات مختلفی از جمله صفحه کلید، ماوس، چاپگر، کامپیوتر کیفی یا جیبی و حتی گوشی تلفن همراه، در صورت قرارگرفتن در محیط تحت پوشش، وارد شبکه شده و امکان رد و بدل داده‌ها با دیگر تجهیزات متصل به شبکه را می‌یابند. تفاوت میان شبکه‌های Ad hoc با شبکه‌های محلی بی‌سیم (WLAN) در ساختار مجازی آن‌هاست. به‌عبارت دیگر، ساختار مجازی شبکه‌های محلی بی‌سیم بر پایه‌ی طرحی ایستاست درحالی‌که شبکه‌های Ad hoc از هر نظر پویا هستند. طبیعی‌ست که در کنار مزایایی که این پویایی برای استفاده کننده‌گان فراهم می‌کند، حفظ امنیت چنین شبکه‌هایی نیز با مشکلات بسیاری همراه است. با این وجود، عملاً یکی از راه حل‌های موجود برای افزایش امنیت در این شبکه‌ها، خصوصاً در انواعی همچون Bluetooth، کاستن از شعاع پوشش سیگنال‌های شبکه است. در واقع مستقل از این حقیقت که عمل‌کرد Bluetooth بر اساس فرستنده و گیرنده‌های کم‌توان استوار است و این مزیت در کامپیوترهای جیبی برتری قابل‌توجه‌یی محسوب می‌گردد، همین کمی توان سخت‌افزار مربوطه، موجب وجود منطقه‌ی محدود تحت پوشش است که در بررسی امنیتی نیز مزیت محسوب می‌گردد. به‌عبارت دیگر این مزیت به‌همراه استفاده از کدهای رمز نه‌چندان پیچیده، تنها حربه‌های امنیتی این دسته از شبکه‌ها به‌حساب می‌آیند.

روش های ارتباطی بی سیم :

تجهیزات و شبکه های کامپیوتری بی سیم بر دو قسم Indoor یا درون سازمانی و Outdoor یا برون سازمانی تولید شده و مورد استفاده قرار می گیرند.

شبکه های بی سیم Indoor :

نیاز سازمان ها و شرکت ها برای داشتن شبکه ای مطمئن و وجود محدودیت در کابل کشی ، متخصصین را تشویق به پیدا کردن جایگزین برای شبکه کامپیوتری کرده است. شبکه های Indoor به شبکه هایی اتلاق می شود که در داخل ساختمان ایجاد شده باشد. این شبکه ها بر دو گونه طراحی می شوند. شبکه های Ad hoc و شبکه های  Infra Structure. در شبکه های Ad hoc دستگاه متمرکز کننده مرکزی وجود ندارد و کامپیوترهای دارای کارت شبکه بی سیم هستند. استراتژی Ad hoc برای شبکه های کوچک با تعداد ایستگاه کاری محدود قابل استفاده است. روش و استراتژی دوم جهت پیاده سازی استاندارد شبکه بی سیم ، شبکه Infra Structure می باشد. در این روش یک یا چند دستگاه متمرکز کننده به نام Access Point  مسؤولیت برقراری ارتباط را برعهده دارد.

شبکه های بی سیم Outdoor :

برقراری ارتباط بی سیم در خارج ساختمان به شبکه بی سیم Outdoor شهرت دارد. در این روش داشتن دید مستقیم یا Line Of Sight ، ارتفاء دو نقطه و فاصله، معیارهایی برای انتخاب نوع Access Point و آنتن هستند.     

تجهیزات point to point برای راه اندازی شبکه های بیسیم استفاده می شود.