تحقیق در مورد شبکه های بدون کابل

مقدمه:
شرکت سهند دارای بخشهای مختلف زیر می باشد:
بخش فروش و تعمیرات : که در این بخش مانند دیگر مغازه ها به جمع آوری سیستم و یا رفع مشکلات دیگر سیستم های مشتریان پرداخته می شود.
بخش آموزش : در این بخش کلاسهای مختلفی با توجه به درخواست مشتریان در نظر گرفته می شود. اکثر مراجعین برای دوره های یادگیری را دانش آموزان دبیرستانی برای دوره های اپراتوری Windows – Dos ؛ آشنایی و کار با نرم افزار های آفیس مانند Word – Excel و … ؛ آشنایی و کار با نرم افزار های گرافیکی و نقشه کشی مثل Acad – PhotoShop – Corel و…
بخش طراحی و نصب : وظیفه این بخش بیشتر نصب شبکه های داخلی ؛ انجام پروسه های برنامه نویسی و یا رفع مشکلات بوجود آمده شبکه انجام شده قبل می باشد.
من در شرکت سهند بیشتر مسوولیت نگهداری سیستم های موجود در آزمایشگاه بود. اما بیشتر علاقه مند بودم با بخش طراحی و نصب کار کنم که تا حدودی موفق به انجام این کار شدم به همین دلیل صلاح دیدم گزارش کارآموزی خود را در رابطه با موضوع شبکه های بی سیم ارایه دهم. امیدوارم در این گزارش توانسته باشم موفق عمل کرده باشم و گزارش کارآموزی من بتواند بقیه دوستان را در آشنایی و طراحی با شبکه های بی سیم یاری کند.
در پایان از کلیه خوانندگان به دلیل اشکالات و نواقص موجود در متن پوزش می طلبم.

فهرست
فصل اول: شبکه های بدون کابل…………………. 4
مبانی شبکه های بدون کابل………………….. 5
Swap وHomeRF …………………………… 7
Wi – Fi و WECA …………………………… 8
فصل دوم:اینترنت بدون کابل…………………….10
روندشکل گیری اینترنت بدون کابل………………11
WML ……………………………………12
WAP ……………………………………13
فصل سوم: استانداردها………………………..17
1.بررسی استاندارد IEEE 802.11 ……………….18
2.معماری شبکه های محلی بیسیم………………..22
3.استاندارد b802.11………………………..36
4.استاندارد a802.11………………………..40
5.همکاری Wi-Fi …………………………….44
6.استاندارد بعدی IEEE 802.11g ……………….45

شبکه های بدون کابل

شبکه های بدون کابل یکی از چندین روش موجود بمنظور اتصال چند کامپیوتر بیکدیگر و ایجاد یک شبکه کامپیوتری است . در شبکه های فوق برای ارسال اطلاعات بین کامپیوترهای موجود در شبکه از امواج رادیوئی استفاده می شود.
مبانی شبکه های بدون کابل
تکنولوژی شبکه های بدون کابل از ایده " ضرورتی به کابل ها ی جدید نمی باشد" ، استفاده می نمایند. در این نوع شبکه ها ، تمام کامپیوترها با استفاده از سیگنال هائی رادیوئی اقدام به انتشار اطلاعات مورد نظر برای یکدیگر می نمایند. این نوع شبکه ها دارای ساختاری ساده بوده و براحتی می توان یک کامپیوتر متصل به این نوع از شبکه ها را مکان های دیگر استقرار و کماکن از امکانات شبکه بهره مند گردید مثلا" در صورتیکه این نوع شبکه ها را در یک فضای کوچک نظیر یک ساختمان اداری ایجاد کرده باشیم و دارای یک کامپیوتر laptop باشیم که از کارت شبکه مخصوص بدون کابل استفاده می نماید ، در هر مکانی از اداره مورد نظر که مستقر شده باشیم با استفاده از Laptop می توان بسادگی به شبکه متصل و از امکانات مربوطه استفاده کرد.
شبکه های کامپیوتری از نقطه نظر نوع خدمات وسرویس دهی به دو گروه نظیر به نظیر و سرویس گیرنده / سرویس دهنده تقسیم می گردند. در شبکه های نظیر به نظیر هر کامپیوتر قادر به ایفای وظیفه در دو نقش سرویس گیرنده و سرویس دهنده در هر لحظه است . در شبکه های سرویس گیرنده / سرویس دهنده ، هر کامپیوتر صرفا" می تواند یک نقش را بازی نماید. ( سرویس دهنده یا سرویس گیرنده ) . در شبکه های بدون کابل که بصورت نظیر به نظیر پیاده سازی می گردنند ، هر کامپیوتر قادر به ارتباط مستقیم با هر یک از کامپیوترهای موجود در شبکه است . برخی دیگر از شبکه های بدون کابل بصورت سرویس گیرنده / سرویس دهنده ، پیاده سازی می گردند. این نوع شبکه ها دارای یک Access point می باشند. دستگاه فوق یک کنترل کننده کابلی بوده و قادر به دریافت و ارسال اطلاعات به آداپتورهای بدون کابل ( کارت های شبکه بدون کابل ) نصب شده در هر یک از کامپیوترها می باشند.
چهار نوع متفاوت از شبکه های بدون کابل وجود دارد.( از کند وارزان تا سریع و گران )
* BlueTooth
* IrDA
* HomeRF)SWAP)
* WECA)Wi-Fi)
شبکه های Bluetooth در حال حاضر عمومیت نداشته و بنظر قادر به پاسخگوئی به کاربران برای شبکه ها ی با سرعت بالا نمی باشند. IrDA)Infrared Data Association) استانداردی بمنظور ارتباط دستگاههائی است که از سیگنال ها ی نوری مادون قرمز استفاده می نمایند. استاندارد فوق نحوه عملیات کنترل از راه دور، ( تولید شده توسط یک تولید کننده خاص ) و یک دستگاه راه دور ( تولید شده توسط تولید کننده دیگر ) را تبین می کند. دستگاههای IrDA از نورمادون قرمز استفاده می نمایند.
قبل از بررسی مدل های SWAP و Wi-Fi لازم است که در ابتدا با استاندارد اولیه ای که دو مد ل فوق بر اساس آنها ارائه شده اند ، بیشتر آشنا شویم . اولین مشخصات شبکه های اترنت بدو ن کابل با نام IEEE 802.11 توسط موسسه IEEE عرضه گردید. در استاندارد فوق دو روش بمنظور ارتباط بین دستگاهها با سرعت دو مگابیت در ثانیه مطرح شد.
دو روش فوق بشرح زیر می باشند :
* DSSS)Direct-sequence spread spectrum)
* FHSS)Frequency-hopping spread spectrum)

دو روش فوق از تکنولوژی FSK)Frequency-shift keying) استفاده می نمایند. همچنین دو روش فوق ازامواج رادیوئی Spread-spectrum در محدوده 4/ 2 گیگاهرتز استفاده می نمایند.
Spread Spectrum ، بدین معنی است که داده مورد نظر برای ارسال به بخش های کوچکتر تقسیم و هر یک از آنها با استفاده از فرکانس های گسسته قابل دستیابی در هر زمان ، ارسال خواهند شد. دستگاههائی که از DSSS استفاده می نمایند ، هر بایت داده را به چندین بخش مجزا تقسیم و آنها را بصورت همزمان با استفاده از فرکانس های متفاوت ، ارسال می دارند. DSSS از پهنای باند بسیار بالائی استفاده می نماید ( تقریبا" 22 مگاهرتز ) دستگاههائی که از FHSS استفاده می نمایند ، دریک زمان پیوسته کوتاه ، اقدام به ارسال داده کرده و با شیفت دادن فرکانس (hop) بخش دیگری از اطلاعات را ارسال می نمایند. با توجه به اینکه هر یک از دستگاههای FHSS که با یکدیگر مرتبط می گردند ، بر اساس فرکانس مربوطه ای که می بایست Hop نمایند و از هر فرکانس در یک بازه زمانی بسیار کوتاه استفاده می نمایند ( حدودا" 400 میلی ثانیه ) ، بنابراین می توان از جندین شبکه FHSS در یک محیط استفاده کرد( بدون اثرات جانبی ) . دستگاههای FHSS صرفا" دارای پهنای باند یک مگاهرتز و یا کمتر می باشند.
HomeRF و SWAP
HomeRF ، اتحادیه ای است که استانداری با نام SWAP)Shared Wireless Access protocol) را ایجاد نموده است . SWAP دارای شش کانال صوتی متفاوت بر اساس استاندارد DECT و 802.11 است. دستگاههای SWAP در هر ثانیه 50 hop ایجاد و در هر ثانیه قادر به ارسال یک مگابیت در ثانیه می باشند. در برخی از مدل ها میزان ارسال اطلاعات تا دو مگابیت در ثانیه هم می رسد. ، توانائی فوق ارتباط مستقیم به تعداد اینترفیس های موجود در مجیط عملیاتی دارد. مزایای SWAP عبارتند از :

* قیمت مناسب
* نصب آسان
* به کابل های اضافه نیاز نخواهد بود
* دارای Access point نیست
* دارای شش کانال صوتی دو طرفه و یک کانال داده است
* امکان استفاده از 127 دستگاه در هر شبکه وجود دارد.
* امکان داشتن چندین شبکه در یک محل را فراهم می نماید.
* امکان رمزنگاری اطلاعات بمنظور ایمن سازی داده ها وجود دارد.
برخی از اشکالات SWAP عبارتند از :
* دارای سرعت بالا نیست ( در حالت عادی یک مگابیت در ثانیه )
* دارای دامنه محدودی است ( 75 تا 125 فوت / 23 تا 38 متر )
* با دستگاههای FHSS سازگار نیست .
* دستگاههای دارای فلز و یا وجود دیوار می تواند باعث افت ارتباطات شود.
* استفاده در شبکه های کابلی ، مشکل است .
تراتسیور بدون کابل واقعی بهمراه یک آنتن کوچک در یک کارت ISA , PCI و یا PCMCIA ایجاد( ساخته ) می گردد. در صورتیکه از یک کامپیوتر Laptop استفاده می شود ، کارت PCMCIA بصورت مستقیم به یکی از اسلات های PCMCIA متصل خواهد شد. در کامپیوترهای شخصی ، می بایست از یک کارت اختصاصی ISA ، کارت PCI HomeRF و یا یک کارت PCMCIA بهمراه یک آداپتور مخصوص ، استفاده کرد. با توجه به ضرورت استفاده از کارت های اختصاصی ، صرفا" کامپیوترها را می توان در یک شبکه SWAP استفاده کرد. چاپگرها و سایر وسائل جانبی می بایست مستقیما" به یک کامپیوتر متصل و توسط کامپیوتر مورد نظر بعنوان یک منبع اشتراکی مورد استفاده قرار گیرند. گران قیمت می باشند. اکثر شبکه های SWAP بصورت " نظیر به نظیر " می باشند . برخی از تولیدکنندگان اخیرا" بمنظور افزایش دامنه تاثیر پذیری در شبکه های بدون کابل ، Access point هائی را به بازار عرضه نموده اند. شبکه های HomeRf نسبت به سایر شبکه های بدون کابل ، دارای قیمت مناسب تری می باشند.
WECA و Wi-Fi
WECA)Wireless Ethernet Compatibility Alliance) رویکرد جدیدی را نسبت به HomeRF ارائه نموده است . Wi-Fi ، استانداردی است که به تمام تولیدکنندگان برای تولید محصولات مبتی بر استاندارد IEEE 802.11 تاکید می نماید . مشخصات فوق FHSS را حذف و تاکید بر استفاده از DSSS دارد. ( بدلیل ظرفیت بالا در نرخ انتقال اطلاعات ) . بر اساس IEEE 802.11b ، هر دستگاه قادر به برقراری ارتباط با سرعت یازده مگابیت در ثانیه است . در صورتیکه سرعت فوق پاسخگو نباشد ، بتدریج سرعت به 5/5 مگابیت در ثانیه ، دو مگابیت در ثانیه و نهایتا" به یک مگابیت در ثانیه تنزل پیدا خواهد کرد. بدین ترتیب شبکه از صلابت و اعتماد بیشتری برخوردار خواهد بود.
مزایای Wi-Fi عبارتند از :
* سرعت بالا ( یازده مگابیت در ثانیه )
* قابل اعتماد
* دارای دامنه بالائی می باشند ( 1.000 فوت یا 305 متر در قضای باز و 250 تا 400 فوت / 76 تا 122 متر در فضای بسته )
* با شبکه های کابلی بسادگی ترکیب می گردد.
* با دستگاههای DSSS 802.11 ( اولیه ) سازگار است .

برخی از اشکالات Wi-Fi عبارتند از :
* پیکربندی و تنظیمات آن مشکل است .
* نوسانات سرعت زیاد است .
Wi-Fi سرعت شبکه های اترنت را بدون استفاده از کابل در اختیار قرار می دهد. کارت های سازگار با Wi-Fi بمنظور استفاده در شبکه های " نظیر به نظیر " وجود دارد ، ولی معمولا" Wi-Fi به Access Point نیاز خواهد داشت . اغلب Access point ها دارای یک اینترفیس بمنظور اتصال به یک شبکه کابلی اترنت نیز می باشند. اکثر ترانسیورهای Wi-Fi بصورت کارت های PCMCIA عرضه شده اند. برخی از تولیدکنندگان کارت های PCI و یا ISA را نیز عرضه نموده اند.

اینترنت بدون کابل

میلیون ها کاربر روزانه از اینترنت بمنظور ارتباط با یکدیگر ، مشاهده آخرین اخبار ، دریافت و ارسال نامه الکترونیکی ، آگاهی از آخرین وضعیت سهام ، آگاهی از آخرین وضعیت بازارهای فروش ، برنامه ریزی مسافرت های شخصی و یا سازمانی و… استفاده می نمایند. ضرورت برقراری ارتباط دائم با اینترنت و امکان دستیابی به اینترنت در هر محل ، بیش از گذشته دارای اهمیت شده است . عدم دستیابی به کامپیوتر ( منزل و یا اداره ) بهانه قابل قبولی برای عدم دستیابی به اینترنت نبوده و می بایست با استفاده از تکنولوژی های موجود بهانه های فوق را به حداقل مقادر خود رساند . استفاده از اینترنت می بایست فرامکانی و مستقل از یک نوع خاص کامپیوتر ، گردد. این بدان معنی است که در صورت ضرورت برقراری ارتباط با اینترنت، استقرار در یک مکان فیزیکی خاص نباید مانعی در این زمینه بوده و یا عدم دستیابی به کامپیوتر نیز نمی تواند و ونباید بعنوان مانعی در جهت دستیابی به اینترنت مطرح گردد. در عصر اطلاعات ، ارائه و استفاده بموقع از اطلاعات شرط اولیه موفقیت افراد و جوامع بشری است دستیبابی به اینترنت با استفاده از روش های بدون کابل ، جهت نیل به اهداف فوق مطرح شده است .
روند شکل گیری اینترنت بدون کابل
ابداع تلفن های سلولی دیجیتال مهمترین عامل در مطرح شدن اینترنت بدون کابل است . بر اساس آمارهای موجود در حال حاضر ، بیش از پنجاه میلیون تلفن سلولی با قابلیت دستیابی به اینترنت استفاده می گردد. در سال 1997 ، شرکت های نوکیا ، موتورولا ، اریکسون و Phone.com ، پروتکل (Wireless Application Protocol (WAP را ایجاد کردند. هدف از پروتکل فوق ارائه استاندارد لازم بمنظور پیاده سازی اینترنت بدون کابل بود. پس از گذشت مدت زمانی تعداد شرکت های شرکت کننده در کنسرسیوم فوق به مرز 350 رسید .
ایجاد یک سایت مبتنی بر دستگاههای بدون کابل دارای چالش های مختص خود داست . امروزه بیش از یک میلیارد وب سایت بر روی اینترنت موجود است . صرفا" تعداد محدودی از سایت های فوق ، امکان ارائه خدمات مبتنی بر اینترنت بدون کابل را دارا می باشند. بموازات افزایش تولید و ارائه دستگاههای مبتنی بر WAP این انتظار وجود دارد که در آینده نه چندان دور تعداد سایت های مبتنی بر اینترنت بدون کابل افزایش یابد.
WML
پروتکل WAP از زبان WML)Wireless Markup Language) استفاده می نماید. زبان مشابه دیگری با نام HDML(Handheld Device Markup Language ) توسط شرکت Phone.com نیز ایجاد شده است . WML دارای اکثر امکانات ارائه شده توسط HDML است . WML قابلیت استفاده از XML)eXtensible Markup Language) را نیز دارد. WML بر خلاف HTML( متداولترین زبان نشانه گذاری ابر متن ها برای ایجاد صفحات وب ) یک زبان مبتنی بر "متا" است . این بدان معنی است که زبان فوق علاوه بر ارائه " تگ های از قبل تعریف شده" ، امکان ایجاد عناصر اختصاصی و مورد نظر را نیز فراهم می آورد.پروتکل WAP امکان استفاده از پروتکل های استانداردی نظیر : IP,UDP و XML را نیز فراهم می نماید.
استفاده از پروتکل WAP در اینترنت بدون کابل ، سه دلیل عمده زیر را دارد :
* سرعت ارسال
* اندازه و قابلیت خواندن
* حرکت در طول اطلاعات
اکثر تلفن های سلولی و دستگاههای PDA که دارای امکانات مبتنی بر وب می باشند ، دارای نرخ انتقال اطلاعات 14.4 کیلوبیت در ثانیه و یا کمنر می باشند. سرعت فوق در مقایسه با دستگاههائی نظیر : مودم ، مودم کابلی و یا اتصالات DSL ، بسیار ناچیز می باشد. اکثر صفحات وب دارای امکانات گرافیکی بوده و ارسال آنها بر روی دستگاههائی با نرخ انتقال اطلاعات 14.4 کیلوبیت در ثانیه زمان زیادی را طلب می نماید. اطلاعات و
محتویات ارائه برای اینترنت بدون کابل عموما" بصورت " متنی " است .
اندازه نمایشگر LCD یک تلفن سلولی و یا PDA یکی دیگر از چالش های موجود در زمینه اینترنت بدون کابلی است . اکثر صفحات وب با وضوح تصویر 480 * 640 پیکسل طراحی می گردند. در چنین مواردی مشاهده و مطالعه اطلاعات بر روی یک کامپیوتر شخصی و یا Laptop کار ساده ای خواهد بود . وضوح تصویر در صفحات نمایشگر دستگاههای بدون کابل عموما" در حدو اندازه 150*150 پیکسل است . بنابراین استقرار و مشاهده یک صفحه وب طراحی شده با وضوح تصویر اشاره شده بر روی دستگاههای بدون کابل اینترنت ، کار ساده ای نخواهد بود. اکثر دستگاههای بدون کابل از نمایشگرها ی تک رنگ استفاده می نمایند. بدیهی است مشاهده و مطالعه صفحات وب بر روی این نوع دستگاهها بمراتب مشکل تر نسبت به نمایشگرهای کامپیوتر است .
حرکت در طول اطلاعات ، یکی دیگر از چالش های موجود است. در زمان استفاده از اینترنت بکمک کامپیوترهای شخصی می توان با استفاده از موس بسادگی در طول صفحات حرکت کرد. در دستگاههای بدون کابل ، حرکت در طول صفحات بمراتب مشکل تر است
پروتکل WAP
دستیابی به یک وب سایت از طریق یک دستگاه مبتنی بر WAP شامل مراحل زیر است :
* دستگاه مورد نظر را روشن و مرورگر کوچک آن فعال می گردد.
* دستگاه یک سیگنال رادیوئی را ارسال و جستجو برای سرویس مربوطه را آغاز می نماید.
* با مرکز ارائه دهنده خدمات ارتباط برقرار می گردد.
* یک سایت جهت مشاهده انتخاب می گردد.
* درخواست موردنظر با استفاده از WAP برای یک سرویس دهنده Gateway ارسال می گردد.
* سرویس دهنده Gateway اطلاعات مورد نظر را با استفاده از پروتکل Http ، بازیابی می نماید.
* سرویس دهنده Gateway اطلاعات مبتنی بر Http را بر اساس WML رمز می نماید.
* در نهایت نسخه اینترنتی بدون کابل، صفحه وب مورد نظر نمایش داده می شود.
بمنظور ایجاد محتویات مبتنی بر اینترنت بدون کابل ، یک وب سایت اقدام به ایجاد یک سایت مبتنی بر متن با وضوح تصویر پایین ، می نماید. داده ها از طریق پروتکل Http توسط یک سرویس دهنده وب برای یک WAP Gateway ارسال می گردند. سیستم فوق شامل : WAP encoder ، مترجم اسکریپت ها و پروتکل های مورد نظر بمنطور تبدیل اطلاعات مبتنی بر HTTP به WML است . در ادامه gateway اطلاعات تبدیل شده را برای سرویس گیرنده WAP ارسال می نماید.
عملیات انجام شده در حد فاصل بین Gateway و سرویس گیرنده ، به ویژگی های هر یک از بخش های پروتکل پشته ای WAP ، بستگی خواهد داشت . در ادامه به بررسی هر یک از عناصر موجود در پروتکل پشته ای WAP اشاره می گردد:
– WAE)Wireless Application Enviroment) . پروتکل فوق ، ابزارهای لازم بمنظور ایجاد محتویات مبتنی بر اینترنت بدون کابل را نگهداری می نماید. WML و WMLScript نمونه هائی در این زمینه بوده که با WML ترکیب خواهند شد.
– WSP)Wireless Session Protocol) . نوع session ایجاد شده بین دستگاه و شبکه را مشخص می کند. ارتباط ایجاد شده می تواند بصورت "اتصال گراء " و یا " بدون اتصال " باشد. در مدل اتصال گراء ، داده در دو مسیر ( رفت و برگشت ) بین دستگاه و شبکه حرکت خواهد کرد. در ادامه WSP بسته اطلاعاتی مربوطه را برای لایه WTP ارسال خواهد کرد. مدل بدون اتصال ، در مواردیکه که اطلاعات بصورت broadcast از
طریق شبکه برای دستگاه ارسال می گردد ، استفاده می شود. در این حالت و در ادامه WAP بسته اطلاعاتی را به لایه WTP ارسال خواهد کرد.
– WTP)Wireless Transaction protocol) . لایه فوق بمنزله یک مرکز کنترل کننده ترافیک بوده و باعث حرکت داده ها بصورت منطقی و در مسیر مناسب می گردد. این لایه همچنین نوع درخواست transaction را نیز مشخص خواهد کرد.
– WTLS)WireLess Transport Layer Security) . اغلب ویژگی های امنیتی ارائه شده توسط بخش TLS پروتکل TCP/IP را ارائه می نماید. عملیاتی نظیر : بررسی پیوستگی داده ها ، رمزنگاری و تایید اعتبار سرویس گیرنده و سرویس دهنده ، توسط لایه فوق انجام می گیرد.
– WDP)WireLess Datagram Protocol) . لایه فوق با لایه Network Carrier در گیر می شود. مسئولیت لایه فوق تطبیق WAP با مجموعه ای از bearers متفاوت است . تمام اطلاعات مورد نیاز بمنظور تطبیق در لایه فوق ارائه می گردد.
– Network Carriers . به لایه فوق bearers نیز گفته می شود. لایه فوق شامل تکنولوژی هائی است که ارائه دهندگان خدمات بدون کابل عرضه می نمایند.
پس از دریافت اطلاعات توسط سرویس گیرنده WAP ، اطلاعات در اختیار "مرورگر کوچگ" گذاشته خواهند شد. نرم افزار فوق یک برنامه بسیار کوچک بوده که در دستگاههای بدون کابل از قبل تعبیه شده است . برنامه فوق بعنوان یک اینترفیس بین کاربر و اینترنت بدون کابل ، ایفای وظیفه می نماید.
شکل زیر صفحه اولیه یک مرورگر کوچک را نشان می دهد:

اینترنت بدون کابل هنوز در ابتدای راه است و گزینه ای مناسب برای افرادی است که تمایل و یا اجبار به اتصال به اینترنت تحت هر شرایطی را دارند.

استانداردها

بررسی استاندارد IEEE 802.11
امروزه با بهبود عملکرد، کارایی و عوامل امنیتی، شبکه های بی سیم به شکل قابل توجهی در حال رشد و گسترش هستند و استاندارد IEEE 802.11 استاندارد بنیادی است که شبکه های بی سیم بر مبنای آن طراحی و پیاده سازی می شوند.
در ماه ژوئن سال 1997 انجمن مهندسان برق و الکترونیک (IEEE) استاندارد IEEE 802.11-1997 را به عنوان اولین استانداردِ شبکه های محلی بی سیم منتشر ساخت. این استاندارد در سال 1999 مجدداً بازنگری شد و نگارش روز آمد شده آن تحت عنوان IEEE 802.11-1999 منتشر شد. استاندارد جاری شبکه های محلی بی سیم یا همانIEEE 802.11 تحت عنوان ISO/IEC 8802-11:1999، توسط سازمان استاندارد سازی بین المللی (ISO) و موسسه استانداردهای ملی آمریکا (ANSI) پذیرفته شده است. تکمیل این استاندارد در سال 1997، شکل گیری و پیدایش شبکه سازی محلی بی سیم و مبتنی بر استاندارد را به دنبال داشت. استاندارد 1997، پهنای باند 2Mbps را تعریف می کند با این ویژگی که در شرایط نامساعد و محیط های دارای اغتشاش (نویز) این پهنای باند می تواند به مقدار 1Mbps کاهش یابد. روش تلفیق یا مدولاسیون در این پهنای باند روش DSSS است. بر اساس این استاندارد پهنای باند 1 Mbps با استفاده از روش مدولاسیون FHSS نیز قابل دستیابی است و در محیط های عاری از اغتشاش (نویز) پهنای باند 2 Mbpsنیز قابل استفاده است. هر دو روش مدولاسیون در محدوده باند رادیویی 2.4 GHz عمل می کنند. یکی از نکات جالب توجه در خصوص این استاندارد استفاده از رسانه مادون قرمز علاوه بر مدولاسیون های رادیویی DSSS و FHSS به عنوان رسانهانتقال است. ولی کاربرد این رسانه با توجه به محدودیت حوزه عملیاتی آن نسبتاً محدود و نادر است. گروه کاری 802.11 به زیر گروه های متعددی تقسیم می شود. شکل های 1-1 و 1-2 گروه های کاری فعال در فرآیند استاندارد سازی را نشان می دهد. برخی از مهم ترین زیر گروه ها به قرار زیر است:
– 802.11D: Additional Regulatory Domains
– 802.11E: Quality of Service (QoS)
– 802.11F: Inter-Access Point Protocol (IAPP)
– 802.11G: Higher Data Rates at 2.4 GHz
– 802.11H: Dynamic Channel Selection and Transmission Power Control
– 802.11i: Authentication and Security
کمیته 802.11e کمیته ای است که سعی دارد قابلیت QoS اِتـِرنت را در محیط شبکه های بی سیم ارائه کند. توجه داشته باشید که فعالیت های این گروه تمام گونه های 802.11 شامل a، b، و g را در بر دارد. این کمیته در نظر دارد که ارتباط کیفیت سرویس سیمی یا Ethernet QoS را به دنیای بی سیم بیاورد.
کمیته 802.11g کمیته ای است که با عنوان 802.11 توسعه یافته نیز شناخته می شود. این کمیته در نظر دارد نرخ ارسال داده ها در باند فرکانسی ISM را افزایش دهد. باند فرکانسی ISM یا باند فرکانسی صنعتی، پژوهشی، و پزشکی، یک باند فرکانسی بدون مجوز است. استفاده از این باند فرکانسی که در محدوده 2400 مگاهرتز تا 2483.5 مگاهرتز قرار دارد، بر اساس مقررات FCC در کاربردهای تشعشع رادیویی نیازی به مجوز ندارد. استاندارد 802.11g تا کنون نهایی نشده است و مهم ترین علت آن رقابت شدید میان تکنیک های مدولاسیون است. اعضاء این کمیته و سازندگان تراشه توافق کرده اند که از تکنیک تسهیم OFDM استفاده نمایند ولی با این وجود روش PBCC نیز می تواند به عنوان یک روش جایگزین و رقیب مطرح باشد.
کمیته 802.11h مسئول تهیه استانداردهای یکنواخت و یکپارچه برای توان مصرفی و نیز توان امواج ارسالی توسط فرستنده های مبتنی بر 802.11 است.
فعالیت دو کمیته 802.11i و 802.11x در ابتدا برروی سیستم های مبتنی بر 802.11b تمرکز داشت. این دو کمیته مسئول تهیه پروتکل های جدید امنیت هستند. استاندارد اولیه از الگوریتمی موسوم به WEP استفاده می کند که در آن دو ساختار کلید رمز نگاری به طول 40 و 128 بیت وجود دارد. WEP مشخصاً یک روش رمزنگاری است که از الگوریتم RC4 برای رمزنگاری فریم ها استفاده می کند. فعالیت این کمیته در راستای بهبود مسائل امنیتی شبکه های محلی بی سیم است.

شکل 1-1- گروه های کاری لایه فیزیکی

شکل1-2- گروه های کاری لایه دسترسی به رسانه
این استاندارد لایه های کنترل دسترسی به رسانه (MAC) و لایه فیزیکی (PHY) در یک شبکه محلی با اتصال بی سیم را دربردارد. شکل 1-3 جایگاه استاندارد 802.11 را در مقایسه با مدل مرجع نشان می دهد.

شکل 1-3- مقایسه مدل مرجعOSI و استاندارد 802.11
محیط های بی سیم دارای خصوصیات و ویژگی های منحصر به فردی می باشند که در مقایسه با شبکه های محلی سیمی جایگاه خاصی را به این گونه شبکه ها می بخشد. به طور مشخص ویژگی های فیزیکی یک شبکه محلی بی سیم محدودیت های فاصله، افزایش نرخ خطا و کاهش قابلیت اطمینان رسانه، همبندی های پویا و متغیر، تداخل امواج، و عدم وجود یک ارتباط قابل اطمینان و پایدار در مقایسه با اتصال سیمی است. این محدودیت ها، استاندارد شبکه های محلی بی سیم را وا می دارد که فرضیات خود را بر پایه یک ارتباط محلی و با بُرد کوتاه بنا نهد. پوشش های جغرافیایی وسیع تر از طریق اتصال شبکه های محلی بی سیم کوچک برپا می شود که در حکم عناصر ساختمانی شبکه گسترده هستند. سیـّار بودن ایستگاه های کاری بی سیم نیز از دیگر ویژگی های مهم شبکه های محلی بی سیم است. در حقیقت اگر در یک شبکه محلی بی سیم ایستگاه های کاری قادر نباشند در یک محدودهعملیاتی قابل قبول و همچنین میان سایر شبکه های بی سیم تحرک داشته باشد، استفاده از شبکه های محلی بی سیم توجیه کاربردی مناسبی نخواهد داشت.
از سوی دیگر به منظور حفظ سازگاری و توانایی تطابق و همکاری با سایر استانداردها، لایهدسترسی به رسانه (MAC) در استاندارد 802.11 می بایست از دید لایه های بالاتر مشابه یک شبکه محلی مبتنی بر استاندارد 802 عمل کند. بدین خاطر لایه MAC در این استاندارد مجبور است که سیـّاربودن ایستگاه های کاری را به گونه ای شفاف پوشش دهد که از دید لایه های بالاتر استاندارد این سیـّاربودن احساس نشود. این نکته سبب می شود که لایهMAC در این استاندارد وظایفی را بر عهده بگیرد که معمولاً توسط لایه های بالاتر شبکه انجام می شوند. در واقع این استاندارد لایه های فیزیکی و پیوند داده جدیدی به مدل مرجع OSI اضافه می کند و به طور مشخص لایه فیزیکی جدید از فرکانس های رادیویی به عنوان رسانهانتقال بهره می برد. شکل1-4، جایگاه این دو لایه در مدل مرجع OSI را در کنار سایر پروتکل های شبکه سازی نشان می دهد. همانگونه که در این شکل مشاهده می شود وجود این دولایه از دید لایه های فوقانی شفاف است.

شکل 1-4- جایگاه 802.11 در مقایسه با سایر پروتکل ها
برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص گروه های کاری IEEE 802.11 می توانید به نشانی http://www.ieee802.org/11 مراجعه کنید. علاوه بر استاندارد IEEE 802.11-1999 دو الحاقیه IEEE 802.11a و IEEE 802.11b تغییرات و بهبودهای قابل توجهی را به استاندارد اولیه اضافه کرده است که در ادامه این مقاله به بررسی آنها خواهیم پرداخت.
2.معماری شبکه های محلی بی سیم
معماری 802.11 از عناصر ساختمانی متعددی تشکیل شده است که در کنار هم، سـّیار بودن ایستگاه های کاری را پنهان از دید لایه های فوقانی برآورده می سازد. ایستگاه بی سیم یا به اختصار ایستگاه (STA)، بنیادی ترین عنصر ساختمانی در یک شبکه محلی بی سیم است. یک ایستگاه، دستگاهی است که بر اساس تعاریف و پروتکل های 802.11 (لایه های MAC و PHY) عمل کرده و به رسانه بی سیم متصل است. توجه داشته باشید که براساس تعریف کلاسیکِ شبکه های کامپیوتری، یک شبکه کامپیوتری مجموعه ای از کامپیوترهای مستقل و متصل است که منظور از اتصال در این تعریف، توانایی جابجایی و مبادله پیام ها است. ایستگاه های کاری بی سیم امروزی عمدتاً به صورت مجموعه سخت افزاری/نرم افزاری کارت های شبکه بی سیم پیاده سازی می شوند. همچنین یک ایستگاه می تواند یک کامپیوتر قابل حمل، کامپیوتر کفدستی و یا یک نقطه دسترسی باشد. نقطه دسترسی در واقع در حکم پلی است که ارتباط ایستگاه های بی سیم را با سیستم توزیع یا شبکه سیمی برقرار می سازد. کوچکترین عنصر ساختمانی شبکه های محلی بی سیم در استاندارد 802.11 مجموعه سرویس پایه یا BSS نامیده می شود. در واقع BSS مجموعه ای از ایستگاه های بی سیم است.
2-1- همبندی های 802.11
در یک تقسیم بندی کلی می توان دو همبندی را برای شبکه های محلی بی سیم در نظر گرفت. سـاده ترین همبندی، فی البداهه (Ad Hoc) و براساس فرهنگ واژگان استاندارد 802.11، IBSS است. در این همبندی ایستگاه ها از طریق رسانه بی سیم به صورت نظیر به نظیر با یکدیگر در ارتباط هستند و برای تبادل داده (تبادل پیام) از تجهیزات یا ایستگاه واسطی استفاده نمی کنند. واضح است که در این همبندی به سبب محدودیت های فاصله هر ایستگاهی ضرورتاً نمی تواند با تمام ایستگاه های دیگر در تماس باشد. به این ترتیب شرط اتصال مستقیم در همبندی IBSS آن است که ایستگاه ها در محدوده عملیاتی بی سیم یا همان بُرد شبکه بی سیم قرار داشته باشند.
شکل 2-1 همبندی IBSSرا نشان می دهد.

شکل 2-1- همبندی فی البداهه یا IBSS
همبندی دیگر زیرساختار است. در این همبندی عنصر خاصی موسوم به نقطه دسترسی وجود دارد. نقطه دسترسی ایستگاه های موجود در یک مجموعه سرویس را به سیستم توزیع متصل می کند. در این هم بندی تمام ایستگاه ها با نقطه دسترسی تماس می گیرند و اتصال مستقیم بین ایستگاه ها وجود ندارد در واقع نقطهدسترسی وظیفه دارد فریم ها (قاب های داده) را بین ایستگاه ها توزیع و پخش کند. شکل 2-2 همبندی زیرساختار را نشان می دهد.

شکل2-2- همبندی زیرساختار در دوگونه BSS و ESS
در این هم بندی سیستم توزیع، رسانه ای است که از طریق آن نقطه دسترسی (AP) با سایر نقاط دسترسی در تماس است و از طریق آن می تواند فریم ها را به سایر ایستگاه ها ارسال نماید. از سوی دیگر می تواند بسته ها را در اختیار ایستگاه های متصل به شبکه سیمی نیز قراردهد. در استاندارد 802.11 توصیف ویژه ای برای سیستم توزیع ارائه نشده است، لذا محدودیتی برای پیاده سازی سیستم توزیع وجود ندارد، در واقع این استاندارد تنها خدماتی را معین می کند که سیستم توزیع می بایست ارائه نماید. بنابراین سیستم توزیع می تواند یک شبکه 802.3 معمولی و یا دستگاه خاصی باشد که سرویس توزیع مورد نظر را فراهم می کند.
استاندارد 802.11 با استفاده از همبندی خاصی محدوده عملیاتی شبکه را گسترش می دهد. این همبندی به شکل مجموعه سرویس گسترش یافته (ESS) بر پا می شود. در این روش یک مجموعه گسترده و متشکل از چندین BSS یا مجموعه سرویس پایه از طریق نقاط دسترسی با یکدیگر در تماس هستند و به این ترتیب ترافیک داده بین مجموعه های سرویس پایه مبادله شده و انتقال پیام ها شکل می گیرد. در این همبندی ایستگاه ها می توانند در محدوده عملیاتی بزرگ تری گردش نمایند. ارتباط بین نقاط دسترسی از طریق سیستم توزیع فراهم می شود. در واقع سیستم توزیع ستون فقرات شبکه های محلی بی سیم است و می تواند با استفاده از فنّاوری بی سیم یا شبکه های سیمی شکل گیرد. سیستم توزیع در هر نقطه دسترسی به عنوان یک لایه عملیاتی ساده است که وظیفه آن تعیین گیرنده پیام و انتقال فریم به مقصدش می باشد. نکته قابل توجه در این همبندی آن است که تجهیزات شبکه خارج از حوزه ESS تمام ایستگاه های سیـّار داخل ESS را صرفنظر از پویایی و تحرکشان به صورت یک شبکه منفرد در سطح لایه MAC تلقی می کنند. به این ترتیب پروتکل های رایج شبکه های کامپیوتری کوچکترین تاثیری از سیـّار بودن ایستگاه ها و رسانه بی سیم نمی پذیرند. جدول 2-1 همبندی های رایج در شبکه های بی سیم مبتنی بر 802.11 را به اختصار جمع بندی می کند.
802.11 Topologies
Independent Basic Service Set (IBSS)
("Ad Hoc" or "Peer to Peer")
Infrastructure

Basic Service Set (BSS)
Extended Service Set (ESS)
جدول 2-1- همبندیهای رایج در استاندارد 802.11
2-2- خدمات ایستگاهی
بر اساس این استاندارد خدمات خاصی در ایستگاه های کاری پیاده سازی می شوند. در حقیقت تمام ایستگاه های کاری موجود در یک شبکه محلی مبتنی بر 802.11 و نیز نقاط دسترسی موظف هستند که خدمات ایستگاهی را فراهم نمایند. با توجه به اینکه امنیت فیزیکی به منظور جلوگیری از دسترسی غیر مجاز بر خلاف شبکه های سیمی، در شبکه های بی سیم قابل اعمال نیست استاندارد 802.11 خدمات هویت سنجی را به منظور کنترل دسترسی به شبکه تعریف می نماید. سرویس هویت سنجی به ایستگاه کاری امکان می دهد که ایستگاه دیگری را شناسایی نماید. قبل از اثبات هویت ایستگاه کاری، آن ایستگاه مجاز نیست که از شبکه بی سیم برای تبادل داده استفاده نماید. در یک تقسیم بندی کلی 802.11 دو گونه خدمت هویت سنجی را تعریف می کند:
– Open System Authentication

– Shared Key Authentication
روش اول، متد پیش فرض است و یک فرآیند دو مرحله ای است. در ابتدا ایستگاهی که می خواهد توسط ایستگاه دیگر شناسایی و هویت سنجی شود یک فریم مدیریتی هویت سنجی شامل شناسه ایستگاه فرستنده، ارسال می کند. ایستگاه گیرنده نیز فریمی در پاسخ می فرستد که آیا فرستنده را می شناسد یا خیر. روش دوم کمی پیچیده تر است و فرض می کند که هر ایستگاه از طریق یک کانال مستقل و امن، یک کلید مشترک سّری دریافت کرده است. ایستگاه های کاری با استفاده از این کلید مشترک و با بهره گیری از پروتکلی موسوم به WEP اقدام به هویت سنجی یکدیگر می نمایند. یکی دیگر از خدمات ایستگاهی خاتمه ارتباط یا خاتمه هویت سنجی است. با استفاده از این خدمت، دسترسی ایستگاهی که سابقاً مجاز به استفاده از شبکه بوده است، قطع می گردد.
در یک شبکه بی سیم، تمام ایستگاه های کاری و سایر تجهیزات قادر هستند ترافیک داده ای را "بشنوند" – در واقع ترافیک در بستر امواج مبادله می شود که توسط تمام ایستگاه های کاری قابل دریافت است. این ویژگی سطح امنیتی یک ارتباط بی سیم را تحت تاثیر قرار می دهد. به همین دلیل در استاندارد 802.11 پروتکلی موسوم به WEP تعبیه شده است که برروی تمام فریم های داده و برخی فریم های مدیریتی و هویت سنجی اعمال می شود. این استاندارد در پی آن است تا با استفاده از این الگوریتم سطح اختفاء وپوشش را معادل با شبکه های سیمی نماید.
2-3-خدمات توزیع
خدمات توزیع عملکرد لازم در همبندی های مبتنی بر سیستم توزیع را مهیا می سازد. معمولاً خدمات توزیع توسط نقطه دسترسی فراهم می شوند. خدمات توزیع در این استاندارد عبارتند از:
– پیوستن به شبکه
– خروج از شبکه بی سیم
– پیوستن مجدد
– توزیع
– مجتمع سازی
سرویس اول یک ارتباط منطقی میان ایستگاه سیّار و نقطه دسترسی فراهم می کند. هر ایستگاه کاری قبل از ارسال داده می بایست با یک نقطه دسترسی برروی سیستم میزبان مرتبط گردد. این عضویت، به سیستم توزیع امکان می دهد که فریم های ارسال شده به سمت ایستگاه سیّار را به درستی در اختیارش قرار دهد. خروج از شبکه بی سیم هنگامی بکار می رود که بخواهیم اجباراً ارتباط ایستگاه سیّار را از نقطه دسترسی قطع کنیم و یا هنگامی که ایستگاه سیّار بخواهد خاتمه نیازش به نقطه دسترسی را اعلام کند. سرویس پیوستن مجدد هنگامی مورد نیاز است که ایستگاه سیّار بخواهد با نقطه دسترسی دیگری تماس بگیرد. این سرویس مشابه "پیوستن به شبکه بی سیم" است با این تفاوت که در این سرویس ایستگاه سیّار نقطه دسترسی قبلی خود را به نقطه دسترسی جدیدی اعلام می کند که قصد دارد به آن متصل شود. پیوستن مجدد با توجه به تحرک و سیّار بودن ایستگاه کاری امری ضروری و اجتناب ناپذیر است. این اطلاع، (اعلام نقطه دسترسی قبلی) به نقطه دسترسی جدید کمک می کند که با نقطه دسترسی قبلی تماس گرفته و فریم های بافر شده احتمالی را دریافت کند که به مقصد این ایستگاه سیّار فرستاده شده اند. با استفاده از سرویس توزیع فریم های لایه MAC به مقصد مورد نظرشان می رسند. مجتمع سازی سرویسی است که شبکه محلی بی سیم را به سایر شبکه های محلی و یا یک یا چند شبکه محلی بی سیم دیگر متصل می کند. سرویس مجتمع سازی فریم های 802.11 را به فریم هایی ترجمه می کند که بتوانند در سایر شبکه ها (به عنوان مثال 802.3) جاری شوند. این عمل ترجمه دو طرفه است بدان معنی که فریم های سایر شبکه ها نیز به فریم های 802.11 ترجمه شده و از طریق امواج در اختیار ایستگاه های کاری سیّار قرار می گیرند.
2-4- دسترسی به رسانه
روش دسترسی به رسانه در این استاندارد CSMA/CA است که تاحدودی به روش دسترسی CSMA/CD شباهت دارد. در این روش ایستگاه های کاری قبل از ارسال داده کانال رادیویی را کنترل می کنند و در صورتی که کانال آزاد باشد اقدام به ارسال می کنند. در صورتی که کانال رادیویی اشغال باشد با استفاده از الگوریتم خاصی به اندازه یک زمان تصادفی صبر کرده و مجدداً اقدام به کنترل کانال رادیویی می کنند. در روش CSMA/CA ایستگاه فرستنده ابتدا کانال فرکانسی را کنترل کرده و در صورتی که رسانه به مدت خاصی موسوم به DIFS آزاد باشد اقدام به ارسال می کند. گیرنده فیلد کنترلی فریم یا همان CRC را چک می کند و سپس یک فریم تصدیق می فرستد. دریافت تصدیق به این معنی است که تصادمی بروز نکرده است. در صورتی که فرستنده این تصدیق را دریافت نکند، مجدداً فریم را ارسال می کند. این عمل تا زمانی ادامه می یابد که فریم تصدیق ارسالی از گیرنده توسط فرستنده دریافت شود یا تکرار ارسال فریم ها به تعداد آستان های مشخصی برسد که پس از آن فرستنده فریم را دور می اندازد.
در شبکه های بی سیم بر خلاف اِتِرنت امکان شناسایی و آشکار سازی تصادم به دو علت وجود ندارد:
1. پیاده سازی مکانیزم آشکار سازی تصادم به روش ارسال رادیویی دوطرفه نیاز دارد که با استفاده از آن ایستگاه سیّار بتواند در حین ارسال، سیگنال را دریافت کند که این امر باعث افزایش قابل توجه هزینه می شود.
2. در یک شبکه بی سیم، بر خلاف شبکه های سیمی، نمی توان فرض کرد که تمام ایستگاه های سیّار امواج یکدیگر را دریافت می کنند. در واقع در محیط بی سیم حالاتی قابل تصور است که به آنها نقاط پنهان می گوییم. در شکل زیر ایستگاه های کاری "A" و "B" هر دو در محدوده تحت پوشش نقطه دسترسی هستند ولی در محدوده یکدیگر قرار ندارند.

شکل 2-3- روزنه های پنهان
برای غلبه بر این مشکل، استاندارد 802.11 از تکنیکی موسوم به اجتناب از تصادم و مکانیزم تصدیق استفاده می کند. همچنین با توجه به احتمال بروز روزنه های پنهان و نیز به منظور کاهش احتمال تصادم در این استاندارد از روشی موسوم به شنود مجازی رسانه یا VCS استفاده می شود. در این روش ایستگاه فرستنده ابتدا یک بسته کنترلی موسوم به تقاضای ارسال حاوی نشانی فرستنده، نشانی گیرنده، و زمان مورد نیاز برای اشغال کانال رادیویی را می فرستد. هنگامی که گیرنده این فریم را دریافت می کند، رسانه را کنترل می کند و در صورتی که رسانه آزاد باشد فریم کنترلی CTS را به نشانی فرستنده ارسال می کند. تمام ایستگاه هایی که فریم های کنترلی RTS/CTS را دریافت می کنند وضعیت کنترل رسانه خود موسوم به شاخصNAV را تنظیم می کنند. در صورتی که سایر ایستگاه ها بخواهند فریمی را ارسال کنند علاوه بر کنترل فیزیکی رسانه (کانال رادیویی) به پارامتر NAV خود مراجعه می کنند که مرتباً به صورت پویا تغییر می کند. به این ترتیب مشکل روزنه های پنهان حل شده و تصادم ها نیز به حداقل مقدار می رسند. شکل 2-4 زمان بندی RTS/CTS و وضعیت سایر ایستگاه ها را نشان می دهد.

شکل 2-4- زمان بندی RTS/CTS
2-5- لایه فیزیکی
در این استاندارد لایه فیزیکی سه عملکرد مشخص را انجام می دهد. اول آنکه رابطی برای تبادل فریم های لایه MAC جهت ارسال و دریافت داده ها فراهم می کند. دوم اینکه با استفاده از روش های تسهیم فریم های داده را ارسال می کند و در نهایت وضعیت رسانه (کانال رادیویی) را در اختیار لایه بالاتر (MAC) قرار می دهد. سه تکنیک رادیویی مورد استفاده در لایه فیزیکی این استاندارد به شرح زیر می باشند:
* استفاده از تکنیک رادیویی DSSS
* استفاده از تکنیک رادیویی FHSS
* استفاده از امواج رادیویی مادون قرمز
در این استاندار لایه فیزیکی می تواند از امواج مادون قرمز نیز استفاده کند. در روش ارسال با استفاده از امواج مادون قرمز، اطلاعات باینری با نرخ 1 یا 2 مگابیت در ثانیه و به ترتیب با استفاده از مدولاسیون 16-PPM و 4-PPMمبادله می شوند.
2-5-1-ویژگی های سیگنال های طیف گسترده
عبارت طیف گسترده به هر تکنیکی اطلاق می شود که با استفاده از آن پهنای باند سیگنال ارسالی بسیار بزرگ تر از پهنای باند سیگنال اطلاعات باشد. یکی از سوالات مهمی که با در نظر گرفتن این تکنیک مطرح می شود آن است که با توجه به نیاز روز افزون به پهنای باند و اهمیت آن به عنوان یک منبع با ارزش، چه دلیلی برای گسترش طیف سیگنال و مصرف پهنای باند بیشتر وجود دارد. پاسخ به این سوال در ویژگی های جالب توجه سیگنال های طیف گسترده نهفته است. این ویژگی های عبارتند از:
– پایین بودن توان چگالی طیف به طوری که سیگنال اطلاعات برای شنود غیر مجاز و نیز در مقایسه با سایر امواج به شکل اعوجاج و پارازیت به نظر می رسد.
* مصونیت بالا در مقابل پارازیت و تداخل
* رسایی با تفکیک پذیری و دقت بالا
* امکان استفاده در CDMA
مزایای فوق کمیسیون FCC را بر آن داشت که در سال 1985 مجوز استفاده از این سیگنال ها را با محدودیت حداکثر توان یک وات در محدوده ISM صادر نماید.
2-5-2-سیگنال های طیف گسترده با جهش فرکانسی
در یک سیستم مبتنی بر جهش فرکانسی، فرکانس سیگنال حامل به شکلی شبه تصادفی و تحت کنترل یک ترکیب کننده تغییر می کند. شکل 2-5 این تکنیک را در قالب یک نمودار نشان می دهد.

PN-CODE= Pseudonoise code
شکل 2-5 – تکنیک FHSS
در این شکل سیگنال اطلاعات با استفاده از یک تسهیم کننده دیجیتال و با استفاده از روش تسهیم FSK تلفیق می شود. فرکانس سیگنال حامل نیز به شکل شبه تصادفی از محدوده فرکانسی بزرگ تری در مقایسه با سیگنال اطلاعات انتخاب می شود. با توجه به اینکه فرکانس های pn-code با استفاده از یک ثبات انتقالی همراه با پس خور ساخته می شوند، لذا دنباله فرکانسی تولید شده توسط آن کاملا تصادفی نیست و به همین خاطر به این دنباله، شبه تصادفی می گوییم.

شکل 2-6- تغییر فرکانس سیگنال تسهیم شده به شکل شبه تصادفی
بر اساسی مقررات FCC و سازمان های قانون گذاری، حداکثر زمان توقف در هر کانال فرکانسی 400 میلی ثانیه است که برابر با حداقل 2.5 جهش فرکانسی در هر ثانیه خواهد بود. در استاندارد 802.11 حداقل فرکانس جهش در آمریکای شمالی و اروپا 6 مگاهرتز و در ژاپن 5 مگاهرتز می باشد.

2-5-3-سیگنال های طیف گسترده با توالی مستقیم:
اصل حاکم بر توالی مستقیم، پخش یک سیگنال برروی یک باند فرکانسی بزرگتر از طریق تسهیم آن با یک امضاء یا کُد به گونه ای است که نویز و تداخل را به حداقل برساند. برای پخش کردن سیگنال هر بیت واحد با یک کُد تسهیم می شود. در گیرنده نیز سیگنال اولیه با استفاده از همان کد بازسازی می گردد. در استاندارد 802.11 روش مدولاسیون مورد استفاده در سیستم های DSSS روش تسهیم DPSK است. در این روش سیگنال اطلاعات به شکل تفاضلی تهسیم می شود. در نتیجه نیازی به فاز مرجع برای بازسازی سیگنال وجود ندارد.
از آنجا که در استاندارد 802.11 و سیستم DSSS از روش تسهیم DPSK استفاده می شود، داده های خام به صورت تفاضلی تسهیم شده و ارسال می شوند و در گیرنده نیز یک آشکار ساز تفاضلی سیگنال های داده را دریافت می کند. در نتیجه نیازی به فاز مرجع برای بازسازی سیگنال وجود ندارد. در روش تسهیم PSK فاز سیگنال حامل با توجه به الگوی بیتی سیگنال های داده تغییر می کند. به عنوان مثال در تکنیک QPSK دامنه سیگنال حامل ثابت است ولی فاز آن با توجه به بیت های داده تغییر می کند. جدول زیر ایده مدولاسیون فاز را نشان می دهد.
Symbols
Bits
Phase Modulation
1
00

2
01

3
10

4
11

جدول 2-2- مدولاسیون فاز
در الگوی مدولاسیون QPSK چهار فاز مختلف مورد استفاده قرار می گیرند و چهار نماد را پدید می آورند. واضح است که در این روش تسهیم، دامنه سیگنال ثابت است. در روش تسهیم تفاضلی سیگنال اطلاعات با توجه به میزان اختلاف فاز و نه مقدار مطلق فاز تسهیم و مخابره می شوند. به عنوان مثال در روش pi/4-DQPSK، چهار مقدار تغییر فاز 3pi/4- ، 3pi/4، pi/4، و-pi/4 است. با توجه به اینکه در روش فوق چهار تغییر فاز به کار رفته است لذا هر نماد می تواند دو بیت را کُدگذاری نماید.
بیتهای فرد
بیتهای زوج
اختلاف فاز
1
1
-3pi/4
0
1
3 pi/4
0
0
Pi/4
1
0
-pi/4
جدول 2-3- مدولاسیون تفاضلی
در روش تسهیم طیف گسترده با توالی مستقیم مشابه تکنیک FH از یک کد شبه تصادفی برای پخش و گسترش سیگنال استفاده می شود. عبارت توالی مستقیم از آنجا به این روش اطلاق شده است که در آن سیگنال اطلاعات مستقیماً توسط یک دنباله از کدهای شبه تصادفی تسهیم می شود. در این تکنیک نرخ بیتی شبه کُد تصادفی، نرخ تراشه نامیده می شود. در استاندارد 802.11 از کُدی موسوم به کُد بارکر برای تولید کدها تراشه سیستم DSSS استفاده می شود. مهم ترین ویژگی کدهای بارکر خاصیت غیر تناوبی و غیر تکراری آن است که به واسطه آن یک فیلتر تطبیقی دیجیتال قادر است به راحتی محل کد بارکر را در یک دنباله بیتی شناسایی کند.
جدول زیر فهرست کامل کدهای بارکر را نشان می دهد. همانگونه که در این جدول مشاهده می شود کدهای بارکر از 8 دنباله تشکیل شده است. در تکنیک DSSS که در استاندارد 802.11 مورد استفاده قرار می گیرد، از کد بارکر با طول 11 (N=11) استفاده می شود. این کد به ازاء یک نماد، شش مرتبه تغییر فاز می دهد و این بدان معنی است که سیگنال حامل نیز به ازاء هر نماد 6 مرتبه تغییر فاز خواهد داد.

جدول 2-4- کدهای بارکر
لازم به یادآوری است که کاهش پیچیدگی سیستم ناشی از تکنیک تسهیم تفاضلی DPSK به قیمت افزایش نرخ خطای بیتی به ازاء یک نرخ سیگنال به نویز ثابت و مشخص است.

شکل2-7- مدار مدولاسیون با استفاده از کدهای بارکر
شکل 2-7 مدل منطقی مدولاسیون و پخش سیگنال اطلاعات با استفاده از کدهای بارکر را نشان می دهد.
2-6-استفاده مجدد از فرکانس
یکی از نکات مهم در طراحی شبکه های بی سیم، طراحی شبکه سلولی به گونه ای است که تداخل فرکانسی را تا جای ممکن کاهش دهد. شکل 2-8 سه کانال DSSS در محدوده فرکانسی ISM را نشان می دهد.

شکل 2-8- سه کانال فرکانسی F3,F2,F1
شکل 2-9 مفهوم استفاده مجدد از فرکانس با استفاده از شبکه های مجاور فرکانسی را نشان می دهد. در این شکل مشاهده می شود که با استفاده از یک طراحی شبکه سلولی خاص، تنها با استفاده از سه فرکانس متمایز F3,F2,F1 امکان استفاده مجدد از فرکانس فراهم شده است.

شکل 2-9- طراحی شبکه سلولی
در این طراحی به هریک از سلول های همسایه یک کانال متفاوت اختصاص داده شده است و به این ترتیب تداخل فرکانسی بین سلول های همسایه به حداقل رسیده است. این تکنیک همان مفهومی است که در شبکه تلفنی سلولی یا شبکه تلفن همراه به کار می رود. نکتهجالب دیگر آن است که این شبکه سلولی به راحتی قابل گسترش است. خوانندگان علاقمند می توانند دایره های جدید را در چهار جهت شبکه سلولی شکل فوق با فرکانس های متمایز F1,F2,F3 ترسیم و گسترش دهند.

2-7-آنتن ها
در یکی تقسیم بندی کلی آنتن های مورد استفاده در استاندارد IEEE 802.11 به دو دسته: تمام جهت و نقطه به نقطه تقسیم می شوند. واضح است که آنتن های تمام جهته با توجه به آنکه نیازی به تنظیم ندارند، راحت تر مورد استفاده قرار می گیرند. این آنتن ها در اغلب کارت های شبکه (کارت های دسترسی) و نیز نقاط دسترسی یا ایستگاه های پایه بکار می روند.
این آنتن ها در فواصل کوتاه قابل استفاده هستند و برای بهره گیری در فواصل طولانی تر به تقویت کننده های خارجی نیاز دارند که البته در بسیاری موارد استفاده از این تقویت کننده های خارجی میسر و یا قانونی نیست. از سوی دیگر آنتن های نقطه به نقطه یا خطی در کاربردهای خارجی استفاده می شوند و به تنظیم دقیق نیاز دارند. محدوده عملیاتی رایج در آنتن های تمام جهته 45 متر و محدوده عملیاتی آنتنهای نقطه به نقطه و توان بالا در حدود 40 کیلومتر است. در کاربردهایی که استفاده از تقویت کننده بلا مانع است، این محدوده عملیاتی به شکل قابل توجهی افزایش یافته و تنها توسط خط دید (مسیر دید) محدود می شود. از جمله عوامل مهمی که محدوده عملیاتی تجهیزات مبتنی بر IEEE 802.11 را تحت تاثیر قرار می دهد محل نصب نقاط دسترسی یا ایستگاه پایه و نیز تداخل رادیویی است. همانگونه که پیشتر گفته شد، تجهیزات مبتنی بر این استاندارد سعی می کنند که با بالاترین نرخ ارسال داده کار کنند و در صورت نیاز به سرعت های پایین تر برگردند.

3-استاندارد 802.11b
همزمان با برپایی استاندارد IEEE 802.11b یا به اختصار .11b در سال 1999، انجمن مهندسین برق و الکترونیک تحول قابل توجهی در شبکه سازی های رایج و مبتنی بر اترنت ارائه کرد. این استاندارد در زیر لایه دسترسی به رسانه از پروتکل CSMA/CA سود می برد. سه تکنیک رادیویی مورد استفاده در لایه فیزیکی این استاندارد به شرح زیر است:
* استفاده از تکنیک رادیویی DSSS در باند فرکانسی 2.4GHz به همراه روش مدولاسیون CCK
* استفاده از تکنیک رادیویی FHSS در باندفرکانسی 2.4 GHz به همراه روش مدولاسیون CCK
* استفاده از امواج رادیویی مادون قرمز
در استاندار 802.11 اولیه نرخ های ارسال داده 1 و 2 مگابیت در ثانیه است. در حالی که در استاندارد 802.11b با استفاده از تکنیک CCK و روش تسهیم QPSK نرخ ارسال داده به 5.5 مگابیت در ثانیه افزایش می یابد همچنین با به کارگیری تکنیک DSSS نرخ ارسال داده به 11 مگابیت در ثانیه می رسد.
به طور سنتی این استاندادر از دو فنّاوری DSSS یا FHSS استفاده می کند. هر دو روش فوق برای ارسال داده با نرخ های 1 و 2 مگابیت در ثانیه مفید هستند. جدول 3-1 سرعت مختلف قابل دسترسی در این استاندارد را نشان می دهد.

Data Rate
Code Length
Modulation
Symbol Rate
Bits/Symbol
1 Mbps
11 (Barker Sequence)
BPSK
1 MSps
1
2 Mbps
11 (Barker Seq.)
QPSK
1 MSps
2
5.5 Mbps
8 CCK
QPSK
1.375 MSps
4
11 Mbps
8 CCK
QPSK
1.375 MSps
8
جدول 3-1- نرخ های ارسال داده در استاندارد 802.11b
در ایالات متحده آمریکا کمیسیون فدرال مخابرات یا FCC، مخابره و ارسال فرکانس های رادیویی را کنترل می کند. این کمیسیون باند فرکانس خاصی موسوم به ISM را در محدوده 2.4 GHz تا 2.4835 GHz برای فنّاوری های رادیویی استاندارد IEEE 802.11b اختصاص داده است.
3-1-اثرات فاصله
فاصله از فرستنده برروی کارایی و گذردهی شبکه های بی سیم تاثیر قابل توجهی دارد. فواصل رایج در استاندارد 802.11 با توجه به نرخ ارسال داده تغییر می کند و به طور مشخص در پهنای باند 11 Mbps این فاصله 30 تا 45 متر و در پهنای باند 5.5 Mbps، 40 تا 45 متر و در پهنای باند 2 Mbps ، 75 تا 107 متر است. لازم به یادآوری است که این فواصل توسط عوامل دیگری نظیر کیفیت و توان سیگنال، محل استقرار فرستنده و گیرند و شرایط فیزیکی و محیطی تغییر می کنند.

در استاندارد 802.11b پروتکلی وجود دارد که گیرنده بسته را ملزم به ارسال بسته تصدیق می نماید (رجوع کنید به بخش 2-4 دسترسی به رسانه). توجه داشته باشید که این مکانیزم تصدیق علاوه بر مکانیزم های تصدیق رایج در سطح لایه انتقال (نظیر آنچه در پروتکل TCP اتفاق می افتد) عمل می کند. در صورتی که بسته تصدیق ظرف مدت زمان مشخصی از طرف گیرنده به فرستنده نرسد، فرستنده فرض می کند که بسته از دست رفته است و مجدداً آن بسته را ارسال می کند. در صورتی که این وضعیت ادامه یابد نرخ ارسال داده نیز کاهش می یابد (Fall Back) تا در نهایت به مقدار 1 Mpbs برسد. در صورتی که در این نرخ حداقل نیز فرستنده بسته های تصدیق را در زمان مناسب دریافت نکند ارتباط گیرنده را قطع شده تلقی کرده و دیگر بسته ای را برای آن گیرنده ارسال نمی کند. به این ترتیب فاصله نقش مهمی در کارایی (میزان بهره وری از شبکه) و گذردهی (تعداد بسته های غیرتکراری ارسال شده در واحد زمان) ایفا می کند.

3-2-پل بین شبکه ای
بر خلاف انتظار بسیاری از کارشناسان شبکه های کامپیوتری، پل بین شبکه ای یا Bridging در استاندارد 802.11b پوشش داده نشده است. در پل بین شبکه ای امکان اتصال نقطه به نقطه (و یا یک نقطه به چند نقطه) به منظور برقراری ارتباط یک شبکه محلی با یک یا چند شبکه محلی دیگر فراهم می شود. این کاربرد به خصوص در مواردی که بخواهیم بدون صرف هزینه کابل کشی (فیبر نوری یا سیم مسی) شبکه محلی دو ساختمان را به یکدیگر متصل کنیم بسیار جذاب و مورد نیاز می باشد. با وجود اینکه استاندارد 802.11b این کاربرد را پوشش نمی دهد ولی بسیاری از شرکت ها پیاده سازی های انحصاری از پل بی سیم را به صورت گسترش و توسعه استاندارد 802.11b ارائه کرده اند. پل های بی سیم نیز توسط مقررات FCC کنترل می شوند و گذردهی موثر یا به عبارت دیگر توان موثر ساطع شده همگرا (EIRP) در این تجهیزات نباید از 4 وات بیشتر باشد. بر اساس مقررات FCC توان سیگنال های ساطع شده در شبکه های محلی نیز نباید از 1 وات تجاوز نماید.
3-3-پدیده چند مسیری
شکل 3-1 پدیده چند مسیری را نشان می دهد. در این پدیده مسیر و زمان بندی سیگنال در اثر برخورد با موانع و انعکاس تغییر می کند. پیاده سازی های اولیه از استاندارد 802.11b از تکنیک FHSS در لایه فیزیکی استفاده می کردند. از ویژگی های قابل توجه این تکنیک مقاومت قابل توجه آن در برابر پدیده چند مسیری است. در این تکنیک از کانال های متعددی (79 کانال) با پهنای باند نسبتاً کوچک استفاده شده و فرستنده و گیرنده به تناوب کانال فرکانسی خود را تغییر می دهند. این تغییر کانال هر 400 میلی ثانیه بروز می کند لذا مشکل چند مسیری به شکل قابل ملاحظه ای منتفی می شود. زیرا گیرنده، سیگنال اصلی (که سریع تر از سایرین رسیده و عاری از تداخل است) را دریافت کرده و کانال فرکانسی خود را عوض می کند و سیگنال های انعکاسی زمانی به گیرنده می رسد که گیرنده کانال فرکانسی قبلی خود را عوض کرده و در نتیجه توسط گیرنده احساس و دریافت نمی شوند.

شکل3-1- پدیده چند مسیری

4-استاندارد 802.11a
استاندارد 802.11a، از باند رادیویی جدیدی برای شبکه های محلی بی سیم استفاده می کند و پهنای باند شبکه های بی سیم را تا 54 Mbps افزایش می دهد. این افزایش قابل توجه در پهنای باند مدیون تکنیک مدولاسیونی موسوم به OFDM است. نرخ های ارسال داده در استاندارد IEEE 802.11a عبارتند از:6,9,12,18,24,36,48,54 Mbps که بر اساس استاندارد، پشتیبانی از سرعت های 6,12,24 مگابیت در ثانیه اجباری است. برخی از کارشناسان شبکه های محلی بی سیم، استاندارد IEEE 802.11aرا نسل آینده IEEE 802.11تلقی می کنند و حتی برخی از محصولات مانند تراشه های Atheros وکارت های شبکه PCMCIA/Cardbus محصول Card Access Inc. استاندارد IEEE 802.11a را پیاده سازی کرده اند. بدون شک این پهنای باند وسیع و نرخ داده سریع محدودیت هایی را نیز به همراه دارد. در واقع افزایش پهنای باند در استاندارد IEEE 802.11a باعث شده است که محدوده عملیاتی آن در مقایسه با IEEE 802.11/b کاهش یابد. علاوه بر آن به سبب افزایش سربارهای پردازشی در پروتکل، تداخل، و تصحیح خطاها، پهنای باند واقعی به مراتب کمتر از پهنای باند اسمی این استاندارد است. همچنین در بسیاری از کاربردها امکان سنجی و حتی نصب تجهیزات اضافی نیز مورد نیاز است که به تبع آن موجب افزایش قیمتِ زیرساختارِ شبکه بی سیم می شود. زیرا محدوده عملیاتی در این استاندارد کمتر از محدوده عملیاتی در استاندارد IEEE 802.11b بوده و به همین خاطر به نقاط دسترسی یا ایستگاه پایه بیشتری نیاز خواهیم داشت که افزایش هزینه زیرساختار را به دنبال دارد. این استاندارد از باند فرکانسی خاصی موسوم به UNII استفاده می کند. این باند فرکانسی به سه قطعه پیوسته فرکانسی به شرح زیر تقسیم می شود:
UNII-1 @ 5.2 GHz
UNII-2 @ 5.7 GHz
UNII-3 @ 5.8 GHz
یکی از تصورات غلط در زمینهاستانداردهای 802.11 این باور است که 802.11a قبل از 802.11b مورد بهره برداری واقع شده است. در حقیقت 802.11b نسل دوم استانداردهای بی سیم (پس از 802.11)است و 802.11a نسل سوم از این مجموعه استاندارد به شمار می رود. استاندارد 802.11a برخلاف ادعای بسیاری از فروشندگان تجهیزات بی سیم نمی تواند جایگزین 802.11b شود زیرا لایه فیزیکی مورد استفاده در هریک تفاوت اساسی با دیگری دارد. از سوی دیگر گذردهی (نرخ ارسال داده) و فواصل در هریک متفاوت است.

شکل4-1- تخصیص باند فرکانسی در UNII
در شکل 4-1 این سه ناحیه عملیاتی UNII و نیز توان مجاز تشعشع رادیویی از سوی FCC ملاحظه می شود. این سه ناحیه کاری 12 کانال فرکانسی را فراهم می کنند. باند UNII-1 برای کاربردهای فضای بسته، باند UNII-2 برای کاربردهای فضای بسته و باز، و باند UNII-3 برای کاربردهای فضای باز و پل بین شبکه ای به کار برده می شوند. این نواحی فرکانسی در ژاپن نیز قابل استفاده هستند. این استاندارد در حال حاضر در قارهاروپا قابل استفاده نیست. در اروپا HyperLAN2برای شبکه های بی سیم مورد استفاده قرار می گیرد که به طور مشابه از باند فرکانسی 802.11aاستفاده می کند. یکی از نکات جالب توجه در استاندارد 802.11a تعریف کاربردهای پل سازی شبکه ای در کاربردهای داخلی و فضای باز است. در واقع این استاندارد مقررات لازم برای پل سازی و ارتباط بین شبکه ای از طریق پل را در کاربردهای داخلی و فضای باز فراهم می نماید. در یکی تقسیم بندی کلی می توان ویژگی ها و مزایای 802.11a را در سه محور زیر خلاصه نمود.
* افزایش در پهنای باند در مقایسه با استاندارد 802.11b (در استاندارد 802.11a حداکثر پهنای باند 54 Mbps) می باشد.
* استفاده از طیف فرکانسی خلوت (باند فرکانسی 5 GHz)
* استفاده از 12 کانال فرکانسی غیرپوشا (سه محدودهفرکانسی که در هریک 4 کانال غیرپوشا وجود دارد)

4-1-افزایش پهنای باند
استاندارد 802.11a در مقایسه با 802.11b و پهنای باند 11 Mbps حداکر پهنای باند 54 Mbps را فراهم می کند. مهم ترین عامل افزایش قابل توجه پهنای باند در این استاندارد استفاده از تکنیک پیشرفته مدولاسیون، موسوم به OFDM است. تکنیکOFDM یک تکنولوژی (فنـّاوری) تکامل یافته و بالغ در کاربردهای بی سیم به شمار می رود. این تکنولوژی مقاومت قابل توجهی در برابر تداخل رادیویی داشته و تاثیر کمتری از پدیده چند مسیری می پذیرد. OFDM تحت عناوین مدولاسیون چند حاملی و یا مدولاسیون چندآهنگی گسسته نیز شناخته می شود. این تکنیک مدولاسیون علاوه بر شبکه های بی سیم در تلویزیون های دیجیتال (در اروپا، ژاپن، و استرالیا) و نیز به عنوان تکنولوژی پایه در خطوط مخابراتی ADSL مورد استفاده قرار می گیرد. آندرو مک کورمیک Andrew McCormik از دانشگاه ادینبورو نمایش محاوره ای جالبی از این فناوری گردآوری کرده که در نشانی http://www.ee.ed.ac.uk/~acmc/OFDMTut.html قابل مشاهده است.
تکنیک OFDM از روش QAM و پردازش سیگنال های دیجیتال استفاده کرده و سیگنال داده را با فرکانس های دقیق و مشخصی تسهیم می کند. این فرکانس ها به گونه ای انتخاب می شوند که خاصیت تعامد را فراهم کنند و به این ترتیب علیرغم همپوشانی فرکانسی هر یک از فرکانس های حامل به تنهایی آشکار می شوند و نیازی به باند محافظت برای فاصله گذاری بین فرکانس ها نیست. برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص این تکنیک می توانید به نشانی زیر مراجعه نمایید:
http://wireless.per.nl/telelearn/ofdm
در کنار افزایش پهنای باند در این استاندارد فواصل مورد استفاده نیز کاهش می یابند. در واقع باند فرکانسی 5 GHz تقریباً دوبرابر باند فرکانسی ISM (2.4 GHz) است که در استاندارد802.11b مورد استفاده قرار می گیرد. محدوده موثر در این استاندارد با توجه به سازندگان تراشه های بی سیم متفاوت و متغیر است ولی به عنوان یک قاعده سرراست می توان فواصل در این استاندارد را یک سوم محدوده فرکانسی 2.4 GHz (802.11b) در نظر گرفت. در حال حاضر محدوده عملیاتی (فاصله از فرستنده) در محصولات مبتنی بر 802.11a و پهنای باند 54 Mbps در حدود 10 تا 15 متر است. این محدوده در پهنای باند6 Mbps در حدود 61 تا 84 متر افزایش می یابد.
4-2-طیف فرکانسی تمیزتر
طیف فرکانسی UNII در مقایسه با طیف ISM خلوت تر است و کاربرد دیگری برای طیف UNII به جز شبکه های بی سیم تعریف و تخصیص داده نشده است. در حالی که در طیف فرکانسی ISM تجهیزات بی سیم متعددی نظیر تجهیزات پزشکی، اجاق های مایکروویو، تلفن های بی سیم و نظایر آن وجود دارند. این تجهیزات بی سیم در باند 2.4 GHz یا طیف ISM هیچگونه تداخلی با تجهیزات باند UNII (تجهیزات بی سیم 802.11a) ندارند. شکل4-2 فرکانس مرکزی و فاصله های فرکانسی در باند UNII را نشان می دهد.

شکل4-2- فرکانس مرکزی و فواصل فرکانسی در باند UNII

4-3-کانال های غیرپوشا
باند فرکانسی UNII ، دوازده کانال منفرد و غیر پوشای فرکانسی را برای شبکه سازی فراهم می کند. از این 12 کانال 8 کانال مشخص (UNII-1 , 2) در شبکه های محلی بی سیم مورد استفاده قرار می گیرند. این ویژگی غیرپوشایی گسترش و پیاده سازی شبکه های بی سیم را ساده تر از باند ISM می کند که در آن تنها 3 کانال غیر پوشا از مجموع 11 کانال وجود دارد.

5-همکاری Wi-Fi
ائتلاف "همکاری اتِرنت بی سیم" یا WECA (http://www.wi-fi.org) کنسرسیومی از شرکت های Cisco, 3Com, Enterasys, Lucent و سایر شرکت های شبکه سازی است. اعضاء WECA از طریق همکاری مشترک تلاش دارند تا قابلیت همکاری تجهیزات بی سیم با یکدیگر را تضمین نمایند. برنامه گواهینامه Wi-Fi که توسط این گروه مطرح شده است نقش کلیدی در گسترش و پذیرش استاندارد IEEE 802.11 ایفا می کند. در حال حاضر این ائتلاف برای بیش از 100 محصول گواهی سازگاری Wi-Fi صادر کرده است و تعداد این محصولات رو به افزایش است. با گسترش فزآینده محصولات IEEE 802.11a، WECAبرنامه دیگری برای صدور گواهینامه برای این نوع محصولات نیز ارائه می کند.

6-استاندارد بعدی IEEE 802.11g
این استاندارد مشابه IEEE 802.11b از باند فرکانسی 2.4 GHz (یا طیف ISM) استفاده می کند و از تکنیک OFDM به عنوان روش مدولاسیون بهره می برد. البته PBCC نیز یکی از روش های جایگزین و تحت بررسی برای انتخاب تکنیک مدولاسیون در این استاندارد به شمار می رود. 802.11g از نظر فرکانسی، تعداد کانال های غیرپوشا، و توان مشابه 802.11b است. محدوده های عملیاتی نیز کم و بیش مشابه هستند با این تفاوت که حساسیت OFDM به نویز تاحدودی این محدوده عملیاتی را کاهش می دهد. پهنای باند 54 Mbps یکی از اهداف احتمالی این استاندارد جدید به شمار می رود. یکی دیگر از مزایای جالب توجه 802.11g سازگاری با 802.11b است. در نتیجه ارتقاء از تجهیزات 802.11b به استاندارد جدید 802.11g امری سرراست خواهد بود. جدول6-1 سه استاندارد شبکه های بی سیم را با یکدیگر مقایسه می کند.

IEEE 802.11b
IEEE 802.11a
IEEE 802.11g
کاربردهای احتمالی
– جایگزین شبکه های سیمی
– فراهم آوردن تحرک و سیّار بودن کاربران
– شبکه سازی در محل هایی که استفاده از سیم میسر نیست
– پل سازی بین شبکه های محلی در فواصل دور (40 کیلومتر)

– جایگزین شبکه های سیمی
– فراهم کننده پهنای باند زیاد در کابردهای (صدا، تصویر، CAD و نظایر آن)
– شبکه سازی در محل هایی که استفاده از سیم میسر نیست.
– ارتقاء شبکه های 802.11b و رقیبی برای 802.11a
– کارایی مشابه با 802.11a در فواصل طولانی

مزایا
– استاندارد رایج و تکامل یافته
– قیمت منطقی
-گذردهی قابل قبول در فاصله زیاد (نرخ ارسال داده)
– گذردهی (نرخ ارسال داده) بالا در فواصل کم
– افزایش تعداد کانال های فرکانسی غیرپوشا (4 برابر بیشتر از 802.11b)

– تداخل فرکانسی کمتر
– سازگاری با 802.11b
– محدوده عملیاتی زیاد (نظیر802.11b)
– گذردهی (نرخ ارسال داده) بیشتر
معایب
– دارابودن کمترین گذردهی (نرخ ارسال داده) در مقایسه با سایر فناوری های بی سیم (11 Mbps)
– استفاده از تنها 3 کانال فرکانسی غیر پوشا
– فنّاوری نسبتاً گران
– ناسازگاری با 802.11b
– محدوده عملیاتی کوچک
– محدودیت های FCC برروی آنتن ها (حداکثر توان مجاز) در هر باند فرکانسی
– عدم وجود محصول فراگیر(احتمالاً تا اواسط سال2003 میلادی)
– محدودیت ها کانال فرکانسی نظیر 802.11b (3 کانال غیرپوشا)

جدول6-1 – مقایسه استانداردهای بی سیم IEEE 802.11

47