1 / 5. 1

فهرست مطالب

فهرست مطالب

استاندارد 802.11 چیست و چگونه کار می کند؟

استاندارد 802.11 که عموما آن را به عنوان Wi-Fi میشناسند، اولین بار در سال 1997 توسط انجمن مهندسان برق و الکترونیک (IEEE) بعنوان اولین استاندارد بین المللی شبکه های محلی بیسیم (WLAN) ارائه شد.

Wi-Fi از مدل OSI که توسط استاندارد 802 طراحی شده است، پیروی می کند.

مجموعه استاندارد های 802، همگی دارای 7 لایه اصلی می باشند و عملکرد آن ها تقریبا مشابه است.

تنها تغییری که در هر استاندارد(مثل 802.11 یا 802.11b) داده می شود مربوط به لایه فیزیکی و لایه پیوند داده ی آنها میباشد.  

لایه فیزیکی و پیوند داده در استاندارد های 802.11 مطابق شکل 1 می باشند.

استاندارد 802.11
شکل1- لایه پیوند داده و فیزیکی در استاندارد 802.11

1- لایه فیزیکی در استاندارد 802.11

لایه فیزیکی، ویژگی های الکتریکی و فیزیکی دستگاه ها را تعیین می کند. همچنین، تعریف کننده ارتباط بین یک دستگاه و رسانه انتقال می باشد.

لایه فیزیکی در استاندارد 802.11 از سه زیر لایه تشکیل شده است:

  • Physical Layer Convergence Procedure (PLCP): بسته ها را به فرمت قابل قبول برای دیگر استانداردها در می آورد
  • Physical Medium Dependent (PMD): مسئول نوع مدولاسیون و کدینگ سیگنال های می باشد.
  • PHY management: مسئول هماهنگی قطعات الکتریکی و زیرلایه های موجود در لایه فیزیکی می باشد.

ویژگی های لایه فیزیکی در استانداردهای مختلف 80.211 را می توانید در شکل 2 مشاهده کنید.

به طور کلی وظایف و ویژگی های لایه فیزیکی در WIFI عبارتند از:

شکل2- استاندارد های زیرمجموعه ی 802.11

1.1- تعیین باند فرکانسی

یکی از وظایف اصلی لایه فیزیکی در استاندارد 802.11، تعیین باند فرکانسی می باشد.

از آن جایی که امواج رادیویی برای انتقالات بیسیم استفاده میشود، افراد و سازمان ها باید بدانند که از چه موج و چه فرکانسی باید استفاده کنند.

مثلا نیروی دریایی از امواج 3 KHZ برای انتقال داده استفاده می کند، بنابراین ما نمی توانیم با این امواج برای انتقال داده های شخصی خود استفاده کنیم.

چون بدین ترتیب امواج ارسالی توسط ما، باعث اختلال در عملکرد نیروی دریایی میشود.

بنابراین اگر قصد داشته باشیم از امواج 3 کیلوهرتزی برای انتقالات استفاده کنیم، باید از سازمان مربوطه مجوز دریافت کنیم.

 

در نتیجه برای انتقال اطلاعات در شبکه های WLAN، از امواج رادیویی با فرکانس 2.4 تا 5 گیگاهرتز در باند ISM استفاده می کنند.

فرکانس ISM مخفف باند رادیویی صنعتی، علمی و پزشکی(industrial, scientific and medical) می باشد.

این باند به صورت بین المللی بر روی  فرکانس رادیویی(RF) جهت مقاصد صنعتی، علمی و پزشکی استوار شده است.

از این باند در کاربردهای مخابراتی و رادیویی(مثل تلویزیون و …) استفاده نمی شود و همچنین برای انتقال داده روی این موج، نیاز به کسب مجوز از هیچ سازمانی نیست.

1.1.1- تفاوت باند فرکانسی 2.4 گیگاهرتز با باند فرکانسی 5 گیگاهرتز

لایه فیزیکی در استانداردهای 802.11b ، 802.11n و 802.11ac به گونه ای طراحی شده اند که از باند فرکانسی 5 گیگاهرتز برای انتقال اطلاعات استفاده می کنند.

معایب و مزایایی هر دو باند عبارتند از :

  • نرخ انتقال داده در فرکانس 5، بیشتر است.
  • هرچه فرکانس بالاتر برود، راحت تر توسط اشیا جذب می گردد. در نتیجه مسافت کمتری را طی می کند و محدوده کوچکتری را هم پوشش می دهد.
  • باند فرکانسی 2.4 به دلیل اینکه توسط دستگاه های زیادی (مثل تلفن ثابت بی سیم، بلوتوث، مایکرویو و …) مورد استفاده قرار می گیرد خیلی شلوغ می باشد و احتمال تداخل امواج و پایین آمدن کیفیت سیگنال ها در آن زیاد می باشد.

1.2- آنتن رادیویی

1.2.1- آنتن MIMO

در روتر های قدیمی، هر کدام از آنتن ها یک وظیفه بر عهده داشتند و آن هم انتقال تک منظوره بود.

به این صورت که یک آنتن امکان ارسال و دریافت داد ها را به صورت همزمان را نداشت و برای ارائه چنین قابلیتی باید از دو آنتن شبکه وایرلس استفاده می کردید.

اما با روی کار آمدن فناوری MIMO (مخفف Multiple Input – Multiple Output) آنتن ها با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و قابلیت ارسال و دریافت همزمان برای آنها فعال شد.

1.2.2- آنتن MU-MIMO

درواقع MU-MIMO (مولتی­ یوزر-مایمو یا مو-مایمو) مخفف عبارت multi-user multiple input multiple output هست که به معنای چند­کاربر، چندین ورودی و چندین خروجی است.

1.2- مدولاسیون