استانداردهای شبکه­ های بی‌سیم

امروزه با وجود انواع تلفن‌های همراه، لپ‌تاپ‌ها، تبلت‌ها و دیگر دستگاه‌های قابل حمل، استفاده از شبکه‌های بی‌سیم بیش از پیش مورد توجه قرار می‌گیرد. به منظور قانونمند‌سازی ارتباطات بی‌سیم، قوانین و استانداردهای مشخصی مورد نیاز است تا هر دستگاهی با پشتیبانی از آن استاندارد‌ها توانایی ایجاد ارتباط بی‌سیم را با دیگر دستگاه‌ها داشته باشد. در این مقاله ما به توضیح انواع استانداردهای موجود برای ارتباطات بی‌سیم در حوزه‌ی شبکه‌های محلی می‌پردازیم.
 
به منظور ایجاد استاندارد­های شبکه­ بی‌سیم، چهار سازمان به طراحی و ارائه این استانداردها پرداختند. این چهار سازمان عبارتند از : ITU-R،WIFI-Alliance، FCC و IEEE
استانداردهایی که امروزه توسط دستگاه­های مختلف بی‌سیم پشتیبانی می‌شوند، توسط سازمان IEEE ارائه شده است. در سال 1997 اولین استاندارد به عنوان 802.11 برای شبکه­های بی‌سیم ارائه گردید، که بعدها نسخه‌های بهینه­تر این استاندارد با نام­­های 802.11a، 802.11.b، 802.11g و 802.11n نیز ارایه شدند که در ادامه به توضیحات مربوط به این استانداردها و تفاوت­ها­ی آن­ها خواهیم پرداخت.
 
 
استاندارد 802.11
همانطور که پیش­تر ذکر شد اولین استاندارد ارایه شده توسط شرکت IEEE استاندارد 802.11 نام گرفت. این استاندارد امروزه کاملا منسوخ گردیده است و دستگاه­های امروزی از آن پشتیبانی نمی­کنند. حداکثر سرعت انتقال اطلاعات در این استاندارد 2 مگابیت در ثانیه و در باند فرکانسی 4/2 گیگاهرتز تعریف شده بود.
 
 
استاندارد 802.11b
سازمان IEEE پس از ارایه اولین استاندارد بی‌سیم شروع به گسترش و ارتقا این استاندارد نمود و نهایتا در سال 1999 استاندارد 802.11b توسط IEEE معرفی گردید. از ویژگی­های اصلی این استاندارد امکان انتقال اطلاعات تا سقف 11 مگابیت در ثانیه است. همانطور که مشخص است در این استاندارد در مقایسه با نسخه اولیه، میزان انتقال اطلاعات افزایش قابل توجهی دارد. این استاندارد نیز از باند فرکانسی 4/2 گیگاهرتز استفاده می­کند.
 
 
استاندارد 802.11a
زمانی که اولین نسخه ارتقایی استاندارد بی‌سیم درحال انجام بود، کار بر روی دومین نسخه­ی استاندارد نیز آغاز گردید. از جمله مشکلات باند 4/2 گیگاهرتز وجود تداخل است. از آن جایی که این باند به عنوان یک باند فرکانسی آزاد مورد استفاده خیلی از دستگاه­های دیگر از جمله تلفن‌های بی‌سیم، ماکرویوها و... قرار می‌گیرد، بنابراین امکان ایجاد تداخل و در نتیجه کاهش کیفیت در انتقال اطلاعات بسیار زیاد است. از این رو، سازمان IEEE شروع به کار در باند فرکانسی 5 گیگاهرتز نمود. این باند نیز یک باند آزاد به حساب می­آید اما تعداد دستگاه­های کمتری در این باند فرکانسی کار­ می‌کنند و در نتیجه میزان احتمال ایجاد تداخل در زمان انتقال اطلاعات کاهش می­یابد. استاندارد 802.11a در این باند فرکانسی ارائه شد. با افزایش باند فرکانسی از 4/2 گیگاهرتز به 5 گیگاهرتز توان انتقال اطلاعات به میزان 54 مگابیت در ثانیه افزایش یافت که این یکی از نقاط قوت این ارتقا است. اما از سوی دیگر این تغییر باعث می­شود تا دستگاه­های بی‌سیم در محدوده کوچکتری کارکنند و همچنین موانع مختلف اثر منفی بیشتری بر روی امواج بی‌سیم ایجاد خواهند کرد. لذا این استاندارد برای ارتباط بی‌سیم دستگاه­هایی که نزدیک به یکدیگر قرار دارند و موانع کمی بین آن­ها وجود دارد بیشتر مورد استفاده قرار می­گیرد.
لازم به ذکر است، از آنجایی که این استاندارد در باند فرکانسی جدایی کار می­کند دستگاه­های مختلف توانایی استفاده همزمان این استاندارد در کنار 802.11 و یا 802.11b را ندارند.
 
 
استاندارد 802.11g
در سال 2002 سازمان IEEE این استاندارد را معرفی کرد. این استاندارد که تلفیقی از نقاط قوت دو استاندارد پیشین است توانایی انتقال اطلاعات تا سقف 54 مگابیت در ثانیه را دارد. همچنین از آنجایی که این استاندارد در باند فرکانسی 4/2 گیگاهرتز تعریف شده است، محدوده وسیع­تری را نیز در مقایسه با استاندارد 802.11a پشتیبانی می­کند.
همچنین با توجه به یکی بودن باند فرکانسی دو استاندارد 802.11b و 802.11g دستگاه­های بی‌سیم می‌توانند با پشتیبانی از این دو استاندارد در هر دو حالت به انتقال اطلاعات بپردازند. بسیاری از دستگاه­های بی‌سیم امروزی به صورت 802.11b/g معرفی می­شوند و به این معناست که این دستگاه­ها امکان انتقال اطلاعات در هر دو استاندارد را دارند.
 
 
 
استاندارد 802.11n
آخرین نسخه ارائه شده استاندارد بی‌سیم توسط سازمان IEEE با نام 802.11n در سال 2009 ارائه گردید. این استاندارد به منظور افزایش سرعت انتقال اطلاعات ایجاد شد. در این استاندارد سرعت انتقال اطلاعات تا سقف 600 مگابیت در ثانیه می­باشد. همچنین این استاندارد از باند فرکانسی 4/2 گیگاهرتز استفاده می­کند.
یکی از تغییرات مهم در این استاندارد پشتیبانی آن از فناوری Multiple-input Multiple Output است. این فناوری امکان استفاده همزمان چندین آنتن برای ارسال و دریافت اطلاعات را به دستگاه­های بی‌سیم می‌دهد و این امکان موجب افزایش سرعت انتقال اطلاعات می­گردد.
از دیگر تغییرات قابل ذکر در این استاندارد، در مقایسه با استاندارد های پیشین، استفاده از کانال­هایی به طول 40 مگاهرتز است. استانداردهای پیشین باند فرکانسی را به کانال­های 20 مگاهرتز تقسیم کرده و استفاده می‌کردند اما در این استاندارد طول کانال­ها به 40 مگاهرتز افزایش یافته است.
لازم به ذکر است این استاندارد توانایی کار در هر دو باند فرکانسی 4/2 گیگاهرتز و 5 گیگاهرتز را دارد.
 
 
کانال­های فرکانسی
  در تمامی استانداردهای پیشین باند فرکانسی به کانال­های مختلف تقسیم می­گردند. این کانال­ها دارای باند فرکانسی مشترک هستند که می­توانند با هم ایجاد تداخل کنند. در شکل زیر نحوه تقسیم باند فرکانسی 4/2 گیگاهرتز در استاندارد 802.11b را مشاهده می‌کنید. همانطور که مشخص است نهایتا 3 کانال به طور کامل از یکدیگر مجزا هستند و امکان تداخل در آن ها وجود ندارد.
                                                               \ 
 در پایان می­توان گفت، با بهینه شدن سرعت انتقال اطلاعات در استانداردهای بی‌سیم و همچنین افزایش دستگاه­های قابل حمل استفاده از ارتباطات بی‌سیم دارای سیر صعودی است و هر روز بر تعداد این ارتباطات اضافه می­شود. استانداردها­یی که در اینجا به آن پرداختیم در حوزه ارتباطات شبکه­های محلی بود اما استانداردهایی از جمله Bluetooth، WI-MAX، 3G/4G و ... نیز از جمله دیگر استانداردهای بی‌سیم هستند که در آینده به طور مجزا به توضیح آن­ها خواهیم پرداخت.

منبع : دیجیتال