این مقاله اصول نحوه عملکرد شبکه بی سیم و نحوه استفاده از آن برای ایجاد شبکه وایرلیس را پوشش می دهد. فناوری بی سیم در بسیاری از انواع ارتباطات استفاده می شود. ما از آن برای شبکه استفاده می کنیم زیرا ارزان تر و انعطاف پذیرتر از شبکه های کابل است. در حالی که شبکه های وایرلس یا بی سیم می توانند به اندازه شبکه های سیمی سریع و قدرتمند باشند ، اما اشکالاتی نیز دارند.
این مطلب علاوه بر برخی اطلاعات پیشین ، شش مفهوم اساسی را پوشش می دهد:
- سیگنال های بی سیم – آنچه هستند و چگونه ممکن است سیگنال ها متفاوت باشند.
- دستگاه های بی سیم – تفاوت ها و کاربردهای گیرنده و فرستنده.
- حالت های Wi-Fi– نحوه تشکیل شبکه ها از کلاینت ها ، اکسس پوینت یا دستگاه های موقت.
- سیگنال های Wi-Fi– ویژگی های منحصر به فرد Wi-Fi و نحوه سازماندهی سیگنال ها.
- حساسیت به قدرت و گیرنده – هر دستگاه بی سیم تا کجا می تواند پیش برود و روتر چقدر می تواند تداخل و سیگنالی را رصد و فیلتر کند.
- آنتن – نحوه تغییر نوع آنتن در نحوه توزیع روتر.
سیگنال بی سیم چیست؟
سیگنال های بی سیم مهم هستند زیرا می توانند اطلاعات – صوتی ، تصویری ، صداهای ما ، داده ها را بدون استفاده از سیم منتقل کنند ، و این آنها را بسیار مفید می کند.
سیگنال های بی سیم امواج الکترومغناطیسی هستند که در هوا حرکت می کنند. این سیگنال ها زمانی ایجاد می شوند که انرژی الکتریکی از طریق یک قطعه فلز عبور می کند ،( برای مثال یک سیم یا آنتن ) و امواج در اطراف آن قطعه فلز ایجاد می شود. این امواج بسته به قدرت آن انرژی می توانند مسافتی را طی کنند.
برای اطلاعات بیشتر در مورد نحوه عملکرد سیگنال های الکترومغناطیسی ، بخش #منابع خارجی را در انتهای این مقاله مطالعه کنید.
انواع سیگنال های بی سیم
انواع بسیار زیادی از فناوری های بی سیم وجود دارد. ممکن است با رادیو AM و FM ، تلویزیون ، تلفن های همراه ، Wi-Fi ، سیگنال های ماهواره ای مانند GPS و تلویزیون ، رادیو دو طرفه و بلوتوث آشنا باشید. اینها برخی از رایج ترین سیگنال ها هستند ، اما چه چیزی آنها را متفاوت می کند؟
فرکانس
مثال محدوده فرکانس
فرکانس ها از چپ به راست:
- رادیو AM: حدود 10 مگاهرتز
- رادیو FM: حدود 100 مگاهرتز
- تلویزیون: بسیاری از فرکانسها از 470 مگاهرتز تا 800 مگاهرتز و سایر موارد.
- تلفن های همراه: 850 مگاهرتز ، 1900 مگاهرتز و دیگران
- WiFi: 2.4 گیگاهرتز
- ماهواره: 3.5 گیگاهرتز
- وای فای: 5 گیگاهرتز
مدولاسیون (تلفیق)
سیگنال های بی سیم علاوه بر داشتن فرکانس های مختلف ، می توانند در نحوه انتقال اطلاعات متفاوت باشند. برای ارسال اطلاعات ، یک سیگنال بی سیم نیاز به تعدیل یا تغییر دارد. انواع مختلفی از مدولاسیون وجود دارد و فناوری های مختلف می توانند از یک یا چند نوع برای ارسال و دریافت اطلاعات استفاده کنند. در دو مثال زیر – رادیو AM و FM – M مخفف مدولاسیون است. نوع مدولاسیون چیزی است که آنها را متفاوت می کند.
مثال اول: رادیو AM. A در AM از دامنه می آید – انرژی یا قدرت سیگنال ، که در یک فرکانس واحد کار می کند. یک موج AM بدون تعدیل ممکن است به شکل زیر باشد:
از چپ به راست ، ما موج عادی و بدون تعدیل داریم ، سپس موج دامنه پایین (نشان دهنده نقاط کم در امواج صوتی) ، و سپس موج دامنه بالاتر (نشان دهنده تاج یا نقاط بلند در امواج صوتی).
نسخه دقیق تر سیگنال AM در زیر آمده است:
سیگنال صوتی، موجی است که در بالا قرار دارد و موج تعدیل شده دامنه مربوطه در زیر آن قرار دارد.
مثال دوم: رادیو FM. F در FM از فرکانس می آید – با سرعت سریع امواج در هر ثانیه مشخص می شود. یک موج FM بدون تعدیل ممکن است به شکل زیر باشد:
از چپ به راست ، ما موج عادی و بدون تعدیل داریم ، سپس موج فرکانس پایین (نشان دهنده دامنه های صوتی کمتر) ، سپس موج فرکانس بالاتر (نشان دهنده دامنه های صوتی بالاتر).
نوع مدولاسیون فناوری های مختلف برای برقراری ارتباط می تواند بسیار متفاوت باشد و اغلب سازگار نیستند. تجهیزات ماهواره ای نمی توانند مستقیماً با لپ تاپ یا تلفن هوشمند شما در ارتباط باشند و از Wi-Fi برای ارسال و دریافت اطلاعات استفاده می کند. به این دلیل است که رادیوها در دستگاه های مختلف فقط می توانند به انواع خاصی از مدولاسیون و فرکانس ها گوش دهند.
دستگاه ها در زندگی روزمره ما از انواع مختلفی از سیگنال های بی سیم استفاده می کنند. برای مشاهده فرکانس ها و انواع مختلف مدولاسیون که هر کدام از آنها استفاده می کند ، به جدول زیر نگاه کنید:
به عنوان مثال رادیو ،برخی از گیرنده های رادیویی پخش کننده دارای یک سوئیچ برای انتخاب بین سیگنال های AM و FM هستند ، به دو دلیل: آنها از فرکانس های مختلف برای انتقال استفاده می کنند و از انواع مدولاسیون متفاوتی استفاده می کنند.
اگر سعی کنید به سیگنال AM با رادیو در حالت FM گوش دهید ، کار نمی کند. عکس آن نیز صادق است ، در حالت AM ، یک سیگنال FM برای گیرنده معنی ندارد. مهم است که فرستنده ها و گیرنده ها از فرکانس ها و انواع مدولاسیون یکسان برای برقراری ارتباط استفاده کنند.
- ویدئوی آنالوگ – دامنه تعدیل شده از 50 مگاهرتز تا 800 مگاهرتز
- ویدئوی دیجیتال – مدولاسیون پیچیده از 200 مگاهرتز تا 800 مگاهرتز
- صدا – مدولاسیون آنالوگ یا دیجیتال از 800 مگاهرتز تا 900 مگاهرتز
- 3G ، 4G یا LTE – مدولاسیون دیجیتال از 1700 مگاهرتز تا 1900 مگاهرتز و سایر موارد
- بلوتوث – مدولاسیون دیجیتال در 2400 مگاهرتز
- رادیو واکی تاکی / دو طرفه-AM آنالوگ ، FM یا مدولاسیون دیجیتالی در فرکانس های بالا
- انواع زیادی از سیگنال ها – صدا ، صدا ، تصویر ، داده ها
- بسیاری از انواع مدولاسیون – آنالوگ و دیجیتال
- فرکانس های بسیار زیاد – 3400 مگاهرتز ، 5900 مگاهرتز ، 10.7 گیگاهرتز ، 14.5 گیگاهرتز ، 23 گیگاهرتز و بسیاری دیگر.
- Wi -Fi – مدولاسیون دیجیتالی در 2400 مگاهرتز یا 5000 تا 5800 مگاهرتز.
- بلوتوث – مدولاسیون دیجیتال در 2400 مگاهرتز
- رادیو AM – مدولاسیون AM از 0.6 مگاهرتز تا 1.6 مگاهرتز
- رادیو FM – مدولاسیون FM از 88 مگاهرتز تا 108 مگاهرتز
تقریباً هر دستگاه یا فناوری از فرکانس و مدولاسیون بی سیم متفاوتی استفاده می کند. این بدان معناست که اکثر دستگاهها فقط می توانند سیگنال بی سیم خاصی را درک کنند.
گیرنده ها و فرستنده ها
هنگامی که یک دستگاه سیگنال بی سیم ارسال می کند ، فرستنده نامیده می شود. وقتی دستگاه دیگری آن سیگنال بی سیم را می گیرد و اطلاعات را درک می کند ، گیرنده نامیده می شود. در مورد رادیو FM ، یک فرستنده متعلق به ایستگاه رادیویی و اداره کننده آن و گیرنده های زیادی وجود دارد که مردم با آنها به ایستگاه گوش می دهند. وقتی یک دستگاه هم فرستنده و هم گیرنده داشته باشد ، گاهی اوقات گیرنده نامیده می شود. دستگاههایی مانند روترها هم می توانند ارسال کنند و هم دریافت کنند ، این همان چیزی است که آنها را برای ایجاد شبکه مفید می کند، احتمالاً شما می خواهید بتوانید به همسایگان خود و به خارج از جهان پیام ارسال کنید و همچنین پیام دریافت کنید!
فعالیت سریع: چه دستگاه هایی در اختیار دارید یا اغلب از آنها استفاده می کنید که فرستنده ، گیرنده یا گیرنده هستند؟
در زیر برای هر نوع چند نمونه را قید کنید:
سیگنال های Wi-Fi
هنگام ایجاد شبکه ، از فناوری Wi-Fi استفاده خواهید کرد ، که دارای ویژگی های منحصر به فردی است که باید بدانید.
بر اساس فرکانس هایی که استفاده می کنند ، دو نوع سیگنال Wi-Fi وجود دارد:
2.4GHz – فرکانس پایین تر ، این رایج ترین فناوری Wi-Fi است که امروزه ا بسیاری از دستگاه ها از آن استفاده می کنند ، بنابراین سیگنال ها می توانند شلوغ تر شده و با یکدیگر تداخل داشته باشند و این فرکانس ها می تواند به راحتی از دیوارها و پنجره ها عبور کند.
5 گیگاهرتز – این فناوری با فرکانس بالاتر توسط دستگاه های کمتری استفاده می شود و گاهی اوقات می تواند به سرعتهای بالاتری برسد زیرا این فرکانس شلوغی و ترافیک کمتری را دارا هستند. نمی تواند از دیوارها و پنجره ها و همچنین سیگنال های باند 2.4 گیگاهرتز عبور کند ، بنابراین محدوده فناوری 5 گیگاهرتز اغلب کوتاهتر است.
این دو نوع Wi-Fi را باند فرکانس یا به طور خلاصه باند می نامند.
هر باند فرکانسی مورد استفاده در Wi-Fi به چندین “کانال” تقسیم می شود. هر کانال شبیه اتاق های یک مهمانی است ، اگر یک اتاق شلوغ باشد ادامه گفتگو دشوار است. شما می توانید به اتاق بعدی بروید ، اما ممکن است این نیز شلوغ شود. به محض پر شدن ، ادامه گفتگو در مهمانی دشوار می شود.
باند 2.4 گیگاهرتز
برای باند 2.4 گیگاهرتز ، در کل 14 کانال وجود دارد. متأسفانه ، این کانال ها همپوشانی دارند ، بنابراین همه آنها به طور همزمان قابل استفاده نیستند. اگر در حال راه اندازی شبکه مش هستید ، تمام پیوندهای مش باید در یک کانال قرار داشته باشند.
بسته به مکان شما در جهان ، کانال های موجود متفاوت است. به عنوان مثال ، در ایالات متحده کانال های 12 ، 13 و 14 برای Wi-Fi مجاز نیستند ، زیرا این فرکانس ها توسط سرویس های تلویزیونی و ماهواره ای استفاده می شود. اگر در ایالات متحده در حال ایجاد شبکه هستید ، فقط می توانید از کانالهای 1 تا 11 استفاده کنید. در سایر نقاط جهان ، کانالهای 1 تا 13 عموماً قابل استفاده هستند و در برخی مکانها کانال 14 در دسترس است.
با وجود این ، بهترین کانالها در ایالات متحده و بیشتر جهان که برای تجهیزات باند 2.4GHz استفاده می شوند ، کانالهای 1 ، 6 و 11 هستند. این امر تداخل ناشی از همپوشانی تا حدی سیگنالهای Wi-Fi را به حداقل می رساند:
شما می توانید از مجموعه های دیگر کانال های Wi -Fi استفاده کنید ، به شرطی که 5 کانال از هم فاصله داشته باشند – برای مثال 3 ، 8 و 13. این ممکن است مطلوب نباشد ، زیرا کانال های 1 و 2 بلااستفاده هستند و در بسیاری از نقاط در کانال جهانی 13 در دسترس نیست هر کجا که هستید ، سعی کنید کانال هایی را که بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند بررسی کنید و شبکه خود را طوری برنامه ریزی کنید که از کانالی استفاده کند که با هم همپوشانی ندارند.
باند 5 گیگاهرتز
باند فرکانسی 5 گیگاهرتز بسیار گسترده تر و کانال های بیشتری دارد ، بنابراین نمودار کمی گسترده تر است. خوشبختانه این کانال ها با هم همپوشانی ندارند ، بنابراین نگران انتخاب کانال های غیر استاندارد مانند باند 2.4 گیگاهرتز نباشید.
در باند 5 گیگاهرتز تعداد بیشتری کانال موجود است ، بنابراین انتخاب کانالی در این باند که باعث ایجاد تداخل نشده و آسان تر است. این ممکن است همیشه درست نباشد ، هر روزه تجهیزات بی سیمی که شروع به استفاده از 5GHz بیشتر و بیشتر می شود.
در ایالات متحده ، تنها کانالهای موجود برای ایجاد شبکه های مش 36 ، 40 ، 44 ، 48 ، 149 ، 153 ، 157 ، 161 و 165 است. کانالهای دیگری نیز برای اکسس پوینت یا انواع دیگر شبکه های اجتماعی موجود است ، اما این کانالها با شبکه بی سیم کار نمی کند .
هنگام راه اندازی شبکه بی سیم ، باید به این فکر کنید که از چه باند فرکانسی استفاده کنید و از چه کانالی استفاده کنید.
حساسیت به قدرت و گیرنده
بسیاری از مردم می خواهند بدانند سیگنال های بی سیم تا کجا پیش خواهند رفت (برد یا مسافت مفید سیگنال یا باند ). دانستن این نکته برای طراحی شبکه مهم است ، زیرا قدرت روترها بر طراحی شبکه و میزان تجهیزات مورد نیاز تأثیر می گذارد.
روترهای مختلف Wi-Fi می توانند سطوح قدرت بسیار متفاوتی داشته باشند. برخی از آنها بسیار قوی تر هستند: آنها قدرت تکلم یا انتقال بیشتری نسبت به دیگران دارند. برخی گیرنده بسیار خوبی هستند: آنها دارای حساسیت دریافت بهتری هستند. این دو عنصر تعیین می کنند که دستگاه های بی سیم چگونه به هم متصل می شوند و یک روتر Wi-Fi دریافت کننده چقدر می تواند فاصله داشته باشد.
تولید کنندگان معمولاً اطلاعاتی در مورد قدرت انتقال روتر خود یا دریافت حساسیت منتشر نمی کنند. در عوض ، سازنده روترها، معمولاً “محدوده نسبی” کلی تعریف می کنند. در برخی موارد ، معمولاً برای تجهیزات حرفه ای می توانید اطلاعات مربوط به قدرت انتقال و دریافت حساسیت را به آسانی پیدا کنید.
توان انتقال روتر را می توان با دو مقیاس – میلی وات (mW) یا dBm اندازه گیری کرد:
میلی وات یک هزارم (معادل 1/1000) واحد وات است که واحد اندازه گیری کلی قدرت است. به عنوان مثال ، یک لامپ ممکن است 40 وات باشد. خروجی روتر 100 مگاوات است که 400توان لامپ برابر کمتر است!
dBm اندازه گیری نسبی با استفاده از لگاریتم است. یک میلی وات 0 دسی بل بر متر است. 10 میلی وات 10 dBm است. 100 میلی وات 20 دسی بل و… است. این مقیاسی است که بسیاری از طراحان شبکه برای محاسبه اینکه آیا پیوندهای بی سیم در مسافت طولانی تری کار می کنند یا نه استفاده می کنند.
چند نمونه از سطوح انتقال قدرت در سخت افزار رایج Wi-Fi در زیر آمده است:
10mW (10dBm): لپ تاپ یا تلفن هوشمند یا روتر Wi-Fi بسیار کم هزینه.
حدود 25 تا 50 متر
100mW (20dBm): روتر خانگی یا اداری.
حدود 50 تا 100 متر
100mW (20dBm): روتر بخش خارج از منزل. (Outdoor)
حدود 5 تا 10 کیلومتر
500mW (1/2 وات یا 27dBm): روترهای متمرکز در فضای باز و مسافت طولانی.
حدود 10 تا 20 کیلومتر یا بیشتر
قدرت فرستنده بی سیم تنها نیمی از اتصال است. گیرنده Wi-Fi دارای طیف وسیعی از سطوح قدرت است که می تواند بشنود، “قدرت گوش دادن” در نمودار بالا. این حالت به حساسیت دریافت نیز معروف است. مقادیر حساسیت دریافت به طور کلی در dBm رتبه بندی می شوند و معمولاً در محدوده 40dBm – تا 80dBm – قرار دارند. عدد منفی نشان دهنده یک سیگنال بسیار کوچک است – کسرهای ریز میلی وات.
در زیر نمونه ای از دو روتر در محدوده نسبتاً نزدیک داریم. آنها ارتباط خوبی دارند زیرا قدرت سیگنال بین آنها قوی است.
آنتن ها
روترهای بی سیم دارای انواع مختلفی از آنتن ها هستند. برخی از روترها دارای آنتن های داخلی هستند و گاهی اوقات روترها دارای آنتن انتخابی هستند که می توانید به روتر متصل کنید. انواع خاصی از آنتن ها وجود دارد ، اما سه نوع اصلی در بیشتر مواقع مورد استفاده قرار می گیرند و در ایجاد یک شبکه بی سیم مفید خواهند بود. اولین نوع آنتن نیز رایج ترین است و همه طرفه.
آنتن های همه جانبه
یک آنتن همه جانبه سیگنال را به طور مساوی در تمام جهات اطراف ارسال می کند.
آنتن های جهت دار
نوع بعدی آنتن به نام جهت دار شناخته می شود، سیگنال را به صورت متمرکز تری ارسال می کند. دو نوع اصلی آنتن جهت دار وجود دارد:
(آنتن سکتور) Sector Antenna
آنتن های سکتوری یک سیگنال به شکل نیم دایره بزرگ شونده ارسال می کنند – عرض آن می تواند بین 30 تا 120 درجه باشد. اینها اغلب آنتن های مستطیل شکل بلند هستند که جداگانه یا در روتر یکپارچه شده اند.
(آنتن سکتور) Sector Antenna
آنتن های سکتوری یک سیگنال به شکل نیم دایره بزرگ شونده ارسال می کنند – عرض آن می تواند بین 30 تا 120 درجه باشد. اینها اغلب آنتن های مستطیل شکل بلند هستند که جداگانه یا در روتر یکپارچه شده اند.
تعاریف
همه جانبه
هنگامی که یک گره دارای آنتن همه جهته است ، می تواند سیگنال های بی سیم را در تمام جهات اطراف خود به طور مساوی ارسال و دریافت کند.
آنتن جهت دار
وقتی یک گره آنتن جهت دار متصل شده باشد ، سیگنال بی سیم در یک جهت بسیار قوی است و در هر جهت دیگر یک سیگنال بسیار ضعیف یا بدون سیگنال دارد. این به طور کلی یک منطقه مخروطی یا نیم دایره ای شکل از جلوی آنتن ایجاد می کند.
دریافت حساسیت
حداقل سطح یک سیگنال دریافتی مورد نیاز برای دستگاه برای درک سیگنال.
اکسس پوینت
دستگاهی که به دستگاه های بی سیم اجازه می دهد با استفاده از Wi-Fi به شبکه سیمی متصل شوند.
وات
واحد قدرت ، معمولاً “W” نوشته می شود. متداول ترین میزان قدرت برای دستگاه های Wi -Fi در محدوده میلی وات – یا هزارم وات است.
dBm
مخفف نسبت قدرت در دسیبل (dB) قدرت اشاره شده به یک میلی وات (mW). 0 دسی بل بر متر برابر 1 میلی وات است.
اطلاعات مربوطه
توصیه می کنیم اگر قبلاً درباره شبکه مطالعه کرده اید از طریق اصول شبکه کامپیوتری را بیاموزید شروع کنید. مفاهیم شبکه هنگام بررسی شبکه بی سیم مهم هستند.
جهت نیاز به دریافت مشاوره رایگان و اطلاعات بیشتر از شما دعوت می شود به صفحه تخصصی واقع در سایت گروه ویژن با موضوع پشتیبانی شبکه مراجعه نموده و با ما در تماس باشید ، ما خدمات رایگانی بسیاری را بدون نیاز به پرداخت هزینه و قرارداد به شما ارائه خواهیم داد.
