شبکه های بی سیم

شبکه بی سیم از اتصالات فرکانس رادیویی (RF) بین گره های شبکه استفاده کرده و امکان اتصال دستگاه ها به شبکه بدون نیاز به کابل های سیمی را فراهم می کند. تقریبا در تمام بخش های زندگی افراد از این نوع شبکه استفاده می شود. اغلب تصور بر این است کل بی سیم، Wi-Fi است اما با وجود اینکه هر دو از RF استفاده می کنند، انواع مختلفی از شبکه های بی سیم در طیف وسیعی از فناوری ها (بلوتوث، ZigBee، LTE، 5G) وجود دارد در حالی که Wi-Fi مختص پروتکل بی سیم تعریف شده است. ارائه خدمات شبکه بصورت بی سیم و سیمی وابسته به نیاز سازمان است. در این مقاله به بررسی شبکه بی سیم به طور کامل می پردازیم.

شبکه های بی سیم

شبکه های کامپیوتری که با کابل به هم متصل نیستند شبکه های بی سیم نامیده می شوند. آن ها از امواج رادیویی برای ارتباط بین دستگاه های شبکه استفاده می کنند. آنها به دستگاه ها اجازه می دهند در حین رومینگ در پوشش شبکه به شبکه متصل شوند.

مزایای شبکه های بی سیم نسبت به شبکه سیمی

• به دلیل عدم وجود سیم و کابل شلوغی و به هم ریختگی ندارد.
• فعالیت دستگاه های شبکه متصل به سیستم را افزایش می دهد زیرا دستگاه ها نیازی به اتصال به یکدیگر ندارند.
• به دلیل عدم نیاز به سیم دسترسی به دستگاه های شبکه از هر مکانی در پوشش شبکه یا نقطه اتصال Wi-Fi آسان می گردد.
• نصب و راه اندازی شبکه های بی سیم آسان تر است. می توان دستگاه جدید را براحتی به تنظیمات موجود متصل کرد چون نیاز به سیم کشی به تجهیزات کنونی ندارند.
• شبکه های بی سیم بسیار مقیاس پذیرند یعنی تعداد تجهیزاتی که می توان به سیستم اضافه یا حذف کرد به طور قابل توجهی می تواند متفاوت باشد زیرا آن ها به ظرفیت کابل محدود نمی شوند.
• سبب کاهش هزینه تجهیزات و راه اندازی شبکه می شود چون بی نیاز از سیم بوده و یا اینکه به سیم بسیار کمی نیاز دارند.

نمونه هایی از شبکه های بی سیم 

شبکه تلفن همراه

شبکه  حسگر بی سیم

شبکه های ارتباطی ماهواره ای

شبکه های مایکروویو زمینی

تفاوت شبکه بی سیم با شبکه سیمی در چیست؟

شبکه بی سیم دستگاه ها را به شبکه متصل نگه می دارد و در عین حال به آن ها اجازه می دهد تا بتوانند بدون محدودیت سیم حرکت کنند. نقاط دسترسی، سیگنال‌های بی سیم را تقویت می‌کنند بنابراین دستگاه می‌تواند از روتر دور باشد اما همچنان به شبکه متصل باشد. وقتی به نقطه اتصال بی سیم در کافه، هتل یا یک مکان عمومی متصل شوید این بدان معناست که به شبکه بی سیم آن کسب و کار متصل شده اید.
یک شبکه سیمی از کابل ها برای اتصال دستگاه ها به اینترنت یا شبکه ای دیگر استفاده می کند. بزرگترین عیب شبکه سیمی اتصال دستگاه به یک روتر متصل است. شبکه های سیمی از طریق کابل از یک طرف به پورت اترنت در روتر شبکه و از طرف دیگر به کامپیوتر یا دستگاه دیگر متصل می شوند.
تفاوت های فنی زیادی بین سیم و بی سیم وجود دارد. اکثر شبکه های سیمی مدرن اکنون "فول دوبلکس" هستند یعنی می توانند بسته ها را در هر دو جهت به طور همزمان ارسال / دریافت کنند.

در ابتدا تصور می شد که شبکه های سیمی سریعتر و ایمن تر از شبکه های بی سیم هستند اما پیشرفت مداوم فناوری شبکه های بی سیم باعث کاهش سرعت و تفاوت های امنیتی بین شبکه های سیمی و بی سیم شده است.

مزایای منحصر بفرد شبکه بی سیم چیست؟

دسترسی آسان: از هر مکانی در منطقه تحت پوشش شبکه بی سیم سازمان یا از هر نقطه اتصال بی سیم به منابع شبکه امکان دسترسی وجود دارد.

پویایی: نیاز به حضور فیزیکی در اتاق کار نیست در حالی در شبکه سیمی کاربر حتما باید پشت میزش باشد.

بهره وری: دسترسی بی سیم به اینترنت و برنامه ها و منابع کلیدی به توسعه و همکاری بیشتر سازمان کمک می کند.

راه اندازی آسان: بدلیل عدم نیاز به سیم های رشته ای این روش مقرون به صرفه خواهد بود.

قابلیت توسعه: شبکه های بی سیم براحتی با تجهیزات موجود قابل گسترش هستند در حالیکه شبکه سیمی ممکن است به سیم کشی اضافی نیاز داشته باشد.

امنیت: پیشرفت‌ در شبکه ‌های بی‌سیم لایه های امنیتی قوی را فراهم می‌کند.

کاهش هزینه: از آنجایی که شبکه ‌های بی‌سیم هزینه‌ سیم‌کشی را حذف یا کاهش می‌دهند سبب کاهش هزینه نسبت به شبکه ‌های سیمی کار کنند.

انواع اتصالات بی سیم

شبکه های بی سیم رایج شامل شبکه شخصی (PAN)، شبکه منطقه شهری (MAN) و شبکه گسترده (WAN) می شوند.

LAN

شبکه محلی یک شبکه کامپیوتری است که در یک سایت واحد مانند یک ساختمان اداری وجود دارد. می توان از آن برای اتصال اجزای مختلف مانند رایانه، چاپگر و دستگاه های ذخیره سازی داده استفاده کرد. شبکه‌ های LAN از اجزایی مانند سوئیچ‌ها، نقاط دسترسی(access points)، روترها، فایروال‌ها و کابل‌های اترنت تشکیل شده‌اند تا همه این اجزا را به هم متصل کنند. رایج ترین شبکه محلی بی سیم،  Wi-Fi است.

PAN

یک شبکه شخصی شامل شبکه ای است که در اطراف دستگاه های یک شخص در یک مکان واحد متمرکز شده است. شبکه PAN می تواند کامپیوتر، کنسول بازی یا دستگاه های جانبی دیگر باشد. این نوع شبکه در داخل خانه ها و ساختمان های اداری کوچک رایج هستند. رایج ترین PAN بی سیم، بلوتوث است.

MAN

شبکه شهری، شبکه کامپیوتری است که در یک شهر، منطقه جغرافیایی کوچک، یا محوطه تجاری قابل گسترش است. یکی از ویژگی هایی که MAN را از شبکه LAN متمایز می کند اندازه آن است. یک شبکه محلی معمولا از یک ساختمان تشکیل شده است. بسته به نیاز سازمان، یک MAN می تواند چندین ساختمان و حتی چندین کیلومتر را پوشش دهد.
شرکت‌های بزرگ در صورتی که محوطه بزرگی داشته باشند و می توانند در صورت نیاز به مدیریت اجزای کلیدی مانند HVAC  از شبکه MAN استفاده می کنند.

WAN

شبکه گسترده، منطقه بسیار بزرگی را پوشش می دهد. در واقع اینترنت یک WAN است. شبکه WAN می‌تواند شامل شبکه ‌های کوچک‌تر از جمله LAN یا MAN باشد. رایج ترین شبکه های WAN بی سیم، سرویس های همراه هستند.

نحوه استقرار یک شبکه بی سیم

برای ایجاد شبکه بی سیم سه نوع روش استقرار وجود دارد: استقرار متمرکز، استقرار همگرا و استقرار مبتنی بر فضای ابری.

1. استقرار متمرکز (Centralized Deployment)

متداول‌ترین نوع سیستم شبکه‌ های بی ‌سیم، استقرار متمرکز بصورت سنتی در محوطه ‌هایی که ساختمان ‌ها و شبکه‌ ها در مجاورت یکدیگرند، است. این نوع استقرار، شبکه بی سیم را یکپارچه می کند که ارتقاء شبکه را آسان تر می کند و عملکرد بی سیم پیشرفته را تسهیل می کند. کنترلرها در یک مکان متمرکز نصب می شوند.

2. استقرار همگرا (Converged Deployment)

برای محوطه های کوچک استقرار همگرا یکپارچگی در اتصالات بی سیم و سیمی ارائه می دهد. این نوع استقرار شبکه سیمی و بی سیم را در یک دستگاه شبکه - یک سوئیچ دسترسی - همگرا می کند و نقش دوگانه سوئیچ و کنترل کننده بی سیم را انجام می دهد.

3. استقرار مبتنی بر فضای ابری (Cloud-Based Deployment)

این سیستم از ابر برای مدیریت دستگاه های شبکه مستقر در مکان های مختلف استفاده می کند. این روش به دستگاه های سیسکو مراکی (Cisco Meraki) نیاز دارد که از طریق داشبورد خود دید کاملی از شبکه را ارائه می دهند.

اجزای یک شبکه بی سیم

چندین مولفه توپولوژی شبکه بی سیم را تشکیل می دهند که شامل:

کلاینت (Clients): آنچه که به عنوان دستگاه های کاربر نهایی در نظر گرفته می شود کلاینت نامیده می شوند. با گسترش دسترسی بی سیم دستگاه های مختلفی ممکن است از Wi-Fi برای اتصال به شبکه استفاده کنند. این امر به کاربران این امکان را می دهد که در منطقه بدون تخریب شبکه پویایی داشته باشند. به عنوان مثال اگر کاربران به استفاده از اسکنرها برای ثبت بسته‌هایی ارسالی نیاز داشته باشند در این حالت شبکه بی‌سیم انعطاف‌پذیری لازم برای پویایی شبکه را فراهم می‌کند.

نقطه دسترسی (AP): یک نقطه دسترسی (AP) شامل یک Wi-Fi است که نام شبکه را اعلان می کند. کاربرانی که به این شبکه متصل می شوند معمولا برای ارتباط با شبکه بزرگتر، ترافیک خود را به شبکه سیمی (LAN) متصل می کنند (مانند اترنت).

همانطور که گفتیم شبکه بی سیم تنها به وای فای محدود نمی شود اما باید در نظر داشت بزرگترین بخش آن محسوب می شود بنابراین در ادامه به بررسی این نوع شبکه می پردازیم.

وای فای چگونه کار می کند؟

یک شبکه بی سیم مبتنی بر Wi-Fi سیگنال ها را با استفاده از امواج رادیویی ارسال می کند (تلفن های همراه و رادیوها نیز از طریق امواج رادیویی ارسال می کنند که در فرکانس ها و مدولاسیون های مختلف صورت می پذیرد). در یک شبکه Wi-Fi معمولی،AP (نقطه دسترسی) شبکه خاصی که اتصال به آن را ارائه می دهد را نشان می دهد. این شناسه مجموعه سرویس (SSID) نامیده می شود و این همان چیزی است که کاربران در لیست شبکه های موجود در تلفن یا لپ تاپ خود مشاهده می کنند.

یک دستگاه کلاینت سرویس گیرنده سیگنال انتقال یافته توسط AP را دریافت می کند و سیگنال RF را به داده دیجیتال تبدیل می کند سپس آن داده برای تفسیر به دستگاه ارسال می شود. اگر کاربر بخواهد به شبکه وصل شود می‌تواند پیام‌هایی را به AP ارسال کند که می خواهد به آن شبکه بپیوندد و (در صورت فعال بودن امنیت) اعتبار مناسب را برای اثبات حق عضویت ارائه کند.
این فرآیندها به عنوان Association & Authentication شناخته می شوند. اگر هر کدام خراب شود، دستگاه با موفقیت به شبکه نمی‌پیوندد و نمی‌تواند با AP ارتباط بیشتری برقرار کند.

با فرض اینکه همه چیز به درستی انجام شود نوبت انتقال داده که هدف کاربر است. داده های مشتری (یا از AP ​​به مشتری) از داده های دیجیتال به سیگنال مدوله شده RF تبدیل می شود و از طریق هوا منتقل می شود. هنگامی که دریافت می شود، مدوله می شود، دوباره به داده های دیجیتال تبدیل می شود و سپس به مقصد خود (اغلب اینترنت یا منبعی در شبکه داخلی بزرگتر) ارسال می شود.

ارتباط Wi-Fi فقط برای ارسال در فرکانس های خاص تایید شده است، در اکثر نقاط جهان این باند های فرکانسی 2.4 گیگاهرتز و 5 گیگاهرتز هستند با وجود این بسیاری از کشورها اکنون فرکانس های 6 گیگاهرتز را نیز اضافه می کنند. این باندهای فرکانسی در وای فای و همراه یکی نیست. بنابراین تلفن های همراه و وای فای برای استفاده از فرکانس های مشابه در رقابت نیستند. با این حال این بدان معنا نیست که فناوری های دیگری وجود ندارد که بتواند در این باندها کار کند. به طور کلی در باند 2.4 گیگاهرتز محصولات زیادی از جمله بلوتوث، صفحه کلیدهای بی سیم و تجهیزات A/V وجود دارد که از فرکانس های مشابهی استفاده می کند و می تواند باعث تداخل شود.

چندین دستگاه در یک AP

اگر چندین دستگاه بی سیم همه بخواهند به یک شبکه متصل شوند همه می توانند از یک AP استفاده کنند. با اما اگر تعداد زیادی از افراد به طور همزمان نیاز به دسترسی داشته باشند، مشکلاتی بوجود می‌آید که همگی به پهنای باند بالایی نیاز دارند. به عنوان مثال اگر چندین کاربر همزمان در حال تماشای ویدیوی با کیفیت بالا باشند امکان دارد با افت عملکرد مواجه شوند زیرا ازدحام در لایه RF، ارسال به موقع بسته ها را برای AP دشوار و حتی غیرممکن می سازد.

---

در این مقاله به بررسی شبکه های بی سیم پرداختیم. دیدیم که این نوع شبکه مزایای بسیاری نسبت به شبکه های سیمی دارد اما با این وجود هر شبکه کارآیی های مختص به خود را دارد که شرایط و نوع خواسته سازمان در طراحی و توسعه خدمات شبکه بسیار موثر خواهد بود. پیشگام رایان، فعال در حوزه خدمات شبکه در اصفهان ، ارائه دهنده خدمات شبکه، خدمات پشتیبانی شبکه و مشاوره در حوزه طراحی شبکه آماده همکاری با شرکت ها  و سازمان ها در استان اصفهان و سایر شهرهای کشور می باشد.

فرم ارتباط با ما   ارتباط در واتس آپ