انواع روشهای برقراری ارتباط بیسیم
Infrared
Speared spectrum
2.5G services
broadband PCS
narrow band PCS
circuit& packet data
satellite
narrow band wireless
انواع پروتکل های بیسیم
شبکه های بیسیم از نظر وسعت جغرافیایی برقراری ارتباط به 4 ناحیه کلی تقسیم میشوند WPANناحیه های کاری کوچک را شامل میشود WLANدر حد ارتباط LANو شبکه های با وسعت متوسط را در بر میگیرد WMANدر حد ارتباطات کلان شهری میباشند در حد ارتباطات کلان شهری میباشند Regional& Globalارتباطی گشترده تر از شهر ها را شامل میشونددر هر ناحیه کاری و با توجه به قابلیتها و نیازهای آن ناحیه پروتکل های مختلفی ارائه شده است. رنج فرکانسی این ناحیه ها با توجه به موقعیت هایشان متفاوت است.
WPAN
Bluetoothمعروفترین پروتکل این ناحیه کاری میباشد. 2-10Mbpsنرخ ارسالاطلاعات در این پروتکل است فاصله این پروتکل حدود 10 متر میباشد که با توجه به نکات بالا گزینه مناسبی برای تلفن های همراه میباشد و به صورت گسترده ای مورد استفاده قرار میگیرد. 802.15 بعد از Bluetoothمرکز استاندارد سازی IEEEاین پروتکل رامنتشر کرد. این پروتکل در 4 نوع مختلف و با قابلیتهای متفاوت رائه شد.802.15.3 با نرخ ارسال 10-55Mbpsو فاصله حدود 10 مترو 802.15.4 با نرخ ارسال 2-200Kbpsو فاصله حدود 10 متر میباشد. IrDAدر این پروتکل رسانه مربوط به برقراری ارتباط امواج3مادون قرمز است این امواج با نرخ ارسال 9.4Kbps-16Mbpsکار میکنند ولی فاصله تنها تا 2 متر یکی از دلایل عدم مقبولیت این پروتکل میباشد UWBاین پروتکل از طرف3 DRAPAسازمان مربوط به پرونده های نظامی امریکا معرفی شد با فاصله ای کمتر از 10متر و سرعتی در حدود 100Mbps گزینه مناسبی در این محدوده میباشد نام این پروتکل Wide Band Ultraبه این علت است که از محدوده فرکانسی بزرگ با توان مصرفیپایین استفاده میکنند DECTدر سال 1992 بوسیله موسسه استاندارد سازی اروپا ETSI3معرفی شد این پروتکل با نرخ ارسال 200Mbpsو فاصله 17Kmمیتواند رقیبی برای 802.11 و حتیBluetoothباشد در حالی که محدوده فرکانسی 1.9GHzکه این پروتکل دارد در بسیاری ازکسورها ممنوع بوده و به همین دلیل نتوانست وارد رقابت جدی با پروتکل های دیگر شود
WLAN
Home RFدر سال 1991 معرفی شد و سپس در سال 1999 SWAP3را معرفی کرد در یال 2001 آخرین نسخه SWAPوارد بازار شد این پروتمل قابلیتهای DECTرا به همراه رنج فرکانسی 2.4GHzعرضه کرد . SWAP1با فاصله حدود 10 متر و نرخ ارسال اطلاعاتی حدود 1.6Mbpsو HomeRF2با نرخ 10Mbpsکار میکنند اخیرا HomeRF3معرفی شده است که سرعتی معادل 100Mbpsرا دارد. HIPERLANدر سال 1991 معرفی شد .ETSI3نشخه کامل تری را در سال 1996 معرفی کرد که سرعتی معادل 200Mbpsو فاصله ای حدودا 30-50m. نسخه بعدی این پرو تکل HIPELAN2سرعتی معادل 54Mbpsو با روش مدوبلاسیون OFDMکار میکند . Open Airدر سال 1996 معرفی شد که به علت ساختار آن مورد توجه واقع نشد
WMAN
LMDSاین پروتکل بیسیم به صورت ثابت کار میکند یعنی هم فرستنده وهم گیرنده ثابت هستند و فقط تنها محیط انتقال بیسیم میباشد. این پروتکل در محدوده ای حدود 5Kmکار میکند MMDSاین پروتکل بیسیم هم به صورت ثابت کار میکند یعنیهم فرستنده و هم گیرنده ثابت هستند و فقط تنها محیط انتقال بیسیم میباشد.3802.16 در سال 1996 معرفی شد انواع مختلفی از این پروتکل انتشار داده شده است.802.16.1 برای انتقال یک به چندو با نرخ انتقالی معادل 90Mbpsمورد استفاده قرار میگیرد.802.16aدر میانه سال 2002انتشار داده شد و از 2-11GHzنرخ رنج فرکانسی آن است .802.16bنسخه قدیمی تر 802.16aمیباشد . 8.216.2 به همراه 802.16.2aاز دیگر نسخه های این پروتکل میباشند.
FSOمحدودیت های باران ، برف ، مه و ...روی انتقال با این پروتکل اثر میگزارد در این پروتکل رسانه انتقال لیزر است که نرخ ارسال بالایی را در حدود 10Gbpsدارد.
Regional& Global wireless network
2G3&2.5G&3G
GSM3
iModeاین پروتکل در سال 1999 به3جهان معرفی شد کاربرد ها یاصلی این پروتکل انتقال Emailصورتحساب های بانکی و اخبار و اطلاعاتی از این قبیل استفاده میشود و سرعتی معادل 9.6Kbpsدارد. SMSروی 2G3و 2.5Gتلفن های همراه قابل پیاده سازی است که برای انتقال پیام های کوتاه مورد استفاده قرار میگیرد CDPDدر سال 1990 با سرعتی معادل 9.2Kbps. ولی به علت رواج تکنولوژی های دیگر مورد قبول واقع نشد.
معرفی استاندارد 802.11
در سال 1997 اولین نسخه استاندارد WLANبا نام 802.11 منتشر شد و سپس در سال 1999 802.11bبا سرعتس معادل 5.5-11Mbpsبه بازار معرفی شد و سپس استاندارد های کامل تری منتشرشداین استاندارد برای پیاده سازی شبکه بیسیم در لایه های فیزیکی و دسترسی به شبکه طراحی شده است (MAC&PHA) . موسسه WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance)وظیفه معرفی و بررسی وسیله هایی که با این استاندارد مطابقت دارند را برعهدا دارد. اصطلاح WiFi (wireless fidelity) توسط این موسسه انتشار داده شد به معنی وسیله هایی که با این استاندارد مطابقت دارند. آزمایش های WECAبر اساس استاندارد 802.11 است. که لیست کامل این استاندارد ها در زیر آمده است .
802.11 لایه شبکه و انتقال داده بیسیم
802.11aلایه شبکه و انتقال داده بیسیم در محدوده 5GHz
802.11bلایه شبکه و انتقال داده بیسیم در محدوده2.4GHz
802.11cعملیات های میانی در لاه انتقال داده 802.11
802.11dبسط 802.11 برای ناحیه های کاری مرتب
802.11e QOSدر 802.11
802.11fبررسی ارتباطات APدر 802.11
802.11gارتباط سریع تر در 802.11
802.11hبالا بردن انتخاب کانال ها وتوان کنترلی
802.11iبررسی امنیت و اهراز هویت در 802.11
این استاندارد برای پیاده سازی شبکه بیسیم در لایه های فیزیکی و دسترسی به شبکه طراحی شده است (MAC&PHA) . موسسه WECA(Wireless Ethernet Compatibility Alliance)وظیفه معرفی و بررسی وسیله هایی که با این استاندارد مطابقت دارند را برعهده دارد. اصطلاح WiFi (wireless fidelity) توسط این موسسه انتشار داده شد به معنی وسیله هایی که با این استاندارد مطابقت دارند. آزمایش های WECAبر اساس استاندارد 802.11 است
امواج رادیویی
امواج رادیویی طیف گسترده ای را به خود اختصاص میدهند.هر کدام از این امواج با توجه به قابلیتهایشان در موقعیت های مخصوص به خود استفاده میشوند بعضی از این امواج آزاد و برای بعضی گرفتن مجوزاز طرف دولتها الزامی است .
این محدوده شامل 3 ناحیه زیر میباشد
30.9-0.93GHz
2.4-2.48GHz3
5.73-5.85GHz3
لایه فیزیکی و انتقال داده در 802.11
این استاندارد از5نوع رسانه برای انتقال داده استفاده میکند
امواج مادون قرمزinfrared3
امواج رادیویی DSSS3
امواج رادیوییFHSS
مدولاسیون OFDM3
مدولاسیون CCK3
استفاده از امواج مادون قرمز با اقبال عموم مواجه نشد و در اغلب پیاده سازی های بیسیم از امواج رادیویی استفاده میکند .
معرفی روش باند گسترده Speared Spectrum در اغلب پیاده سازی های بیسیم از این روش استفاده میشود . ساختار این روش به این ترتیب است که رنج فرکانسی بزرگتری از آنچه که مورد نیاز است استفاده میشود . در این روش یک سیگنال باند باریکnarrow bandرا میگیرد آن را بین محدوده ای از فرکانسها تقسیم میکند در نتیجه سیگنال پهنای باند بیشتری خواهد داشت که بلند تر هم خواهد شد و در طرف گیرنده دریافت این سیگنال راحتتر شده و امکال استراق سمع این روش هم سخت تر میشود چون باید جلوی پهنای باند بیشتری را بگیرد .
FHSS
از یک کد از پیش تعیین شده برای انتقال شیفت فرکانسی استفاده میشود. برای پیاده سازی این روش نیاز به 79 کانال 1MHzمیباشد .البته این کانالها در کشورهای مختلف متفاوت است. نکته ای که وجود دارد این است که نرخ تغییر سیگنال در انتقال با نرخ ارسال اطلاعات فرق میکند . در صورتی که نرخ جهش فرکانس سریعتر از نرخ تغییر سیگنال باشد fast hop systemیا سیستم جهش سریع نام میگیرد .درحالی که اگر نرخ جهش فرکانس کند تر از نرخ بیت سیگنال باشد فناوری سیستم جهش کند نام میگیرد .این گونه برقراری ارتباط برای ارتباطات نظامی مناسب است.
DSSS
در این روش سیگنالی که میخواهد ارسال شود بوسیله یک کد دیجیتالی به نام chipیا chipping codeبا نرخ بزرکتری از سیگنال داده تغییر میکند . کد chippingیک کد بیتی تکراری میباشد که هر بیت سیگنال را به چند بیت تبدیل میکند و با بزرگ تر شدن کدchippingسیگنال داده ارسالی هم بزرگتر میشود. که با بزرگتر شدن باعث دریافت راحت تر میشود و امکان تصییح خطا بوجود میآید. استراق سمع این گونه کد ها به راحتی امکان پذیر نمیباشد.
Topologyهای مختلف بیسیم
Ad hoc: در این روش هیچ نود ثابتی وجود ندارد و همگی نود ها در حال حرکتند. در این روش مسیریابی توسط خود نود ها انجام میشود و دستگاه مستقلی به نام مسیریاب یا سرور وجود ندارد . در این روش از خود نود ها برای انتقال اطلاعات استفاده میشود .
(Access point) Infrastructure: در این روش یک نقطه دسترسی وجود دارد. این نقطه دسترسی وظیفه انتقال داده ها را دارد و به عنوان یک مسیریاب یا پل عمل میکند که میتواند ثابت یا متحرک حتی میتواند نرم افزاری یا سخت افزاری باشد. در صورت متحرک بودن نقطه دسترسی وظیفه انتقال بر عهده این دستگاه است که با روش قبل متفاوت میباشد.
www.kishtech.ir
Infrared
Speared spectrum
2.5G services
broadband PCS
narrow band PCS
circuit& packet data
satellite
narrow band wireless
انواع پروتکل های بیسیم
شبکه های بیسیم از نظر وسعت جغرافیایی برقراری ارتباط به 4 ناحیه کلی تقسیم میشوند WPANناحیه های کاری کوچک را شامل میشود WLANدر حد ارتباط LANو شبکه های با وسعت متوسط را در بر میگیرد WMANدر حد ارتباطات کلان شهری میباشند در حد ارتباطات کلان شهری میباشند Regional& Globalارتباطی گشترده تر از شهر ها را شامل میشونددر هر ناحیه کاری و با توجه به قابلیتها و نیازهای آن ناحیه پروتکل های مختلفی ارائه شده است. رنج فرکانسی این ناحیه ها با توجه به موقعیت هایشان متفاوت است.
WPAN
Bluetoothمعروفترین پروتکل این ناحیه کاری میباشد. 2-10Mbpsنرخ ارسالاطلاعات در این پروتکل است فاصله این پروتکل حدود 10 متر میباشد که با توجه به نکات بالا گزینه مناسبی برای تلفن های همراه میباشد و به صورت گسترده ای مورد استفاده قرار میگیرد. 802.15 بعد از Bluetoothمرکز استاندارد سازی IEEEاین پروتکل رامنتشر کرد. این پروتکل در 4 نوع مختلف و با قابلیتهای متفاوت رائه شد.802.15.3 با نرخ ارسال 10-55Mbpsو فاصله حدود 10 مترو 802.15.4 با نرخ ارسال 2-200Kbpsو فاصله حدود 10 متر میباشد. IrDAدر این پروتکل رسانه مربوط به برقراری ارتباط امواج3مادون قرمز است این امواج با نرخ ارسال 9.4Kbps-16Mbpsکار میکنند ولی فاصله تنها تا 2 متر یکی از دلایل عدم مقبولیت این پروتکل میباشد UWBاین پروتکل از طرف3 DRAPAسازمان مربوط به پرونده های نظامی امریکا معرفی شد با فاصله ای کمتر از 10متر و سرعتی در حدود 100Mbps گزینه مناسبی در این محدوده میباشد نام این پروتکل Wide Band Ultraبه این علت است که از محدوده فرکانسی بزرگ با توان مصرفیپایین استفاده میکنند DECTدر سال 1992 بوسیله موسسه استاندارد سازی اروپا ETSI3معرفی شد این پروتکل با نرخ ارسال 200Mbpsو فاصله 17Kmمیتواند رقیبی برای 802.11 و حتیBluetoothباشد در حالی که محدوده فرکانسی 1.9GHzکه این پروتکل دارد در بسیاری ازکسورها ممنوع بوده و به همین دلیل نتوانست وارد رقابت جدی با پروتکل های دیگر شود
WLAN
Home RFدر سال 1991 معرفی شد و سپس در سال 1999 SWAP3را معرفی کرد در یال 2001 آخرین نسخه SWAPوارد بازار شد این پروتمل قابلیتهای DECTرا به همراه رنج فرکانسی 2.4GHzعرضه کرد . SWAP1با فاصله حدود 10 متر و نرخ ارسال اطلاعاتی حدود 1.6Mbpsو HomeRF2با نرخ 10Mbpsکار میکنند اخیرا HomeRF3معرفی شده است که سرعتی معادل 100Mbpsرا دارد. HIPERLANدر سال 1991 معرفی شد .ETSI3نشخه کامل تری را در سال 1996 معرفی کرد که سرعتی معادل 200Mbpsو فاصله ای حدودا 30-50m. نسخه بعدی این پرو تکل HIPELAN2سرعتی معادل 54Mbpsو با روش مدوبلاسیون OFDMکار میکند . Open Airدر سال 1996 معرفی شد که به علت ساختار آن مورد توجه واقع نشد
WMAN
LMDSاین پروتکل بیسیم به صورت ثابت کار میکند یعنی هم فرستنده وهم گیرنده ثابت هستند و فقط تنها محیط انتقال بیسیم میباشد. این پروتکل در محدوده ای حدود 5Kmکار میکند MMDSاین پروتکل بیسیم هم به صورت ثابت کار میکند یعنیهم فرستنده و هم گیرنده ثابت هستند و فقط تنها محیط انتقال بیسیم میباشد.3802.16 در سال 1996 معرفی شد انواع مختلفی از این پروتکل انتشار داده شده است.802.16.1 برای انتقال یک به چندو با نرخ انتقالی معادل 90Mbpsمورد استفاده قرار میگیرد.802.16aدر میانه سال 2002انتشار داده شد و از 2-11GHzنرخ رنج فرکانسی آن است .802.16bنسخه قدیمی تر 802.16aمیباشد . 8.216.2 به همراه 802.16.2aاز دیگر نسخه های این پروتکل میباشند.
FSOمحدودیت های باران ، برف ، مه و ...روی انتقال با این پروتکل اثر میگزارد در این پروتکل رسانه انتقال لیزر است که نرخ ارسال بالایی را در حدود 10Gbpsدارد.
Regional& Global wireless network
2G3&2.5G&3G
GSM3
iModeاین پروتکل در سال 1999 به3جهان معرفی شد کاربرد ها یاصلی این پروتکل انتقال Emailصورتحساب های بانکی و اخبار و اطلاعاتی از این قبیل استفاده میشود و سرعتی معادل 9.6Kbpsدارد. SMSروی 2G3و 2.5Gتلفن های همراه قابل پیاده سازی است که برای انتقال پیام های کوتاه مورد استفاده قرار میگیرد CDPDدر سال 1990 با سرعتی معادل 9.2Kbps. ولی به علت رواج تکنولوژی های دیگر مورد قبول واقع نشد.
معرفی استاندارد 802.11
در سال 1997 اولین نسخه استاندارد WLANبا نام 802.11 منتشر شد و سپس در سال 1999 802.11bبا سرعتس معادل 5.5-11Mbpsبه بازار معرفی شد و سپس استاندارد های کامل تری منتشرشداین استاندارد برای پیاده سازی شبکه بیسیم در لایه های فیزیکی و دسترسی به شبکه طراحی شده است (MAC&PHA) . موسسه WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance)وظیفه معرفی و بررسی وسیله هایی که با این استاندارد مطابقت دارند را برعهدا دارد. اصطلاح WiFi (wireless fidelity) توسط این موسسه انتشار داده شد به معنی وسیله هایی که با این استاندارد مطابقت دارند. آزمایش های WECAبر اساس استاندارد 802.11 است. که لیست کامل این استاندارد ها در زیر آمده است .
802.11 لایه شبکه و انتقال داده بیسیم
802.11aلایه شبکه و انتقال داده بیسیم در محدوده 5GHz
802.11bلایه شبکه و انتقال داده بیسیم در محدوده2.4GHz
802.11cعملیات های میانی در لاه انتقال داده 802.11
802.11dبسط 802.11 برای ناحیه های کاری مرتب
802.11e QOSدر 802.11
802.11fبررسی ارتباطات APدر 802.11
802.11gارتباط سریع تر در 802.11
802.11hبالا بردن انتخاب کانال ها وتوان کنترلی
802.11iبررسی امنیت و اهراز هویت در 802.11
این استاندارد برای پیاده سازی شبکه بیسیم در لایه های فیزیکی و دسترسی به شبکه طراحی شده است (MAC&PHA) . موسسه WECA(Wireless Ethernet Compatibility Alliance)وظیفه معرفی و بررسی وسیله هایی که با این استاندارد مطابقت دارند را برعهده دارد. اصطلاح WiFi (wireless fidelity) توسط این موسسه انتشار داده شد به معنی وسیله هایی که با این استاندارد مطابقت دارند. آزمایش های WECAبر اساس استاندارد 802.11 است
امواج رادیویی
امواج رادیویی طیف گسترده ای را به خود اختصاص میدهند.هر کدام از این امواج با توجه به قابلیتهایشان در موقعیت های مخصوص به خود استفاده میشوند بعضی از این امواج آزاد و برای بعضی گرفتن مجوزاز طرف دولتها الزامی است .
این محدوده شامل 3 ناحیه زیر میباشد
30.9-0.93GHz
2.4-2.48GHz3
5.73-5.85GHz3
لایه فیزیکی و انتقال داده در 802.11
این استاندارد از5نوع رسانه برای انتقال داده استفاده میکند
امواج مادون قرمزinfrared3
امواج رادیویی DSSS3
امواج رادیوییFHSS
مدولاسیون OFDM3
مدولاسیون CCK3
استفاده از امواج مادون قرمز با اقبال عموم مواجه نشد و در اغلب پیاده سازی های بیسیم از امواج رادیویی استفاده میکند .
معرفی روش باند گسترده Speared Spectrum در اغلب پیاده سازی های بیسیم از این روش استفاده میشود . ساختار این روش به این ترتیب است که رنج فرکانسی بزرگتری از آنچه که مورد نیاز است استفاده میشود . در این روش یک سیگنال باند باریکnarrow bandرا میگیرد آن را بین محدوده ای از فرکانسها تقسیم میکند در نتیجه سیگنال پهنای باند بیشتری خواهد داشت که بلند تر هم خواهد شد و در طرف گیرنده دریافت این سیگنال راحتتر شده و امکال استراق سمع این روش هم سخت تر میشود چون باید جلوی پهنای باند بیشتری را بگیرد .
FHSS
از یک کد از پیش تعیین شده برای انتقال شیفت فرکانسی استفاده میشود. برای پیاده سازی این روش نیاز به 79 کانال 1MHzمیباشد .البته این کانالها در کشورهای مختلف متفاوت است. نکته ای که وجود دارد این است که نرخ تغییر سیگنال در انتقال با نرخ ارسال اطلاعات فرق میکند . در صورتی که نرخ جهش فرکانس سریعتر از نرخ تغییر سیگنال باشد fast hop systemیا سیستم جهش سریع نام میگیرد .درحالی که اگر نرخ جهش فرکانس کند تر از نرخ بیت سیگنال باشد فناوری سیستم جهش کند نام میگیرد .این گونه برقراری ارتباط برای ارتباطات نظامی مناسب است.
DSSS
در این روش سیگنالی که میخواهد ارسال شود بوسیله یک کد دیجیتالی به نام chipیا chipping codeبا نرخ بزرکتری از سیگنال داده تغییر میکند . کد chippingیک کد بیتی تکراری میباشد که هر بیت سیگنال را به چند بیت تبدیل میکند و با بزرگ تر شدن کدchippingسیگنال داده ارسالی هم بزرگتر میشود. که با بزرگتر شدن باعث دریافت راحت تر میشود و امکان تصییح خطا بوجود میآید. استراق سمع این گونه کد ها به راحتی امکان پذیر نمیباشد.
Topologyهای مختلف بیسیم
Ad hoc: در این روش هیچ نود ثابتی وجود ندارد و همگی نود ها در حال حرکتند. در این روش مسیریابی توسط خود نود ها انجام میشود و دستگاه مستقلی به نام مسیریاب یا سرور وجود ندارد . در این روش از خود نود ها برای انتقال اطلاعات استفاده میشود .
(Access point) Infrastructure: در این روش یک نقطه دسترسی وجود دارد. این نقطه دسترسی وظیفه انتقال داده ها را دارد و به عنوان یک مسیریاب یا پل عمل میکند که میتواند ثابت یا متحرک حتی میتواند نرم افزاری یا سخت افزاری باشد. در صورت متحرک بودن نقطه دسترسی وظیفه انتقال بر عهده این دستگاه است که با روش قبل متفاوت میباشد.
www.kishtech.ir
