دانلود مقاله شبکه بی سیم

عصر بی سیم، رشد تصاعدی را در دهه گذشته تجربه کرده است.

ما توسعه های زیادی را در زیرساختارهای شبکه، رشد کاربردهای بی سیم، ظهور دستگاههای بی سیم موجود در همه جا مثل کامپیوترهای دستی یا قابل حمل، PDAها و تلفن های معمولی را مشاهده کرده ایم که همگی در قابلیت های خود قدرتمندتر می باشند.

این دستگاهها اکنون، نقش مهمی را در زندگی ما ایفا می نمایند.

برای اشاره فقط تعداد اندکی مثال، کاربران موبایل می توانند بر تلفن معمولی خود برای چک کردن ایمیل و جستجو در اینترنت تکیه نمایند.

مسافرین با کامپیوترهای قابل حمل می توانند از فرودگاه ها، ایستگاههای راه آهن، کافه تریاها، و دیگر محل های عمومی در اینترنت وارد شوند، جهانگردان می توانند از ترمینال های GPS نصب شده داخل ماشین های اجاره ای برای مشاهده نقشه های رانندگی استفاده نمایند و جذابیت های جهانگردی فایل ها یا دیگر اطلاعات را مشاهده نمایند با اتصال کامپیوترهای قابل حمل از طریق LAN های بی سیم آنها را مبادله نمایند ضمن اینکه در کنفرانس ها حضور بهم می رسانند و در خانه یا خانواده می توانند داده ها را همزمان سازند و فایل ها را بین کامپیوترهای رومیزی و دستگاه های قابل حمل انتقال دهند.
نه تنها دستگاههای (موبایل) متحرک قدرت بیشتر، آرامش بیشتر و ارزانتر و کوچکتر را بدست می آورند، بلکه کاربردهای بیشتری و خدمات شبکه ای را به اجرا در می‌ آورند.

تمام این عوامل ، رشد انفجاری بازار تجهیزات کامپیوتری متحرک مشاهده شده، امروزی را تغذیه می نمایند.

گزارشات بازار از منابع مستقل نشان می دهد که تعداد کاربران معمولی در دنیا هر سال دوبل نمی شوند و با رشد از 22 میلیون در سال1992 تا 820 میلیون در ژوئن سال 2002 نمایان می باشند.

این رشد بیشتر توسط تعداد زیاد کاربران لپ تاپ و اینترنت تغذیه می شود.

پروژه ها و تصاویر نشان می‌دهد که در دو سال بعد، تعدادی از اتصالات متحرک و تعدادی از محموله های ترمینال‌های موبایل و اینترنت تا 50-20% دیگر رشد خواهد کرد.

با این روند، می توان کل تعداد کاربران اینترنت موبایل را تا بیشتر از آن کاربران اینترنت روی خط ثابت انتظار داشت.

در میان هرم کاربردها و خدماتش که توسط دستگاههای متحرک و موبایل اجرا می شود، اتصالات شبکه و خدمات داده های مربوط بدون شک در بالاترین تقاضا قرار دارند.

بر طبق بررسی اخیر توسط گروه cahners in- state به تعدادی از مشترکین برای خدمات داده های بی سیم، بسرعت از 170 میلیون در دنیا در سال 2000 تا بیش از 3/1 بیلیون در سال 2004 رشد می کنند.

و تعداد پیامهای بی سیم ارسالی هر ماهه از 3 بیلیون در دسامبر 1999 به 244 بیلیون تا دسامبر 2004 افزایش خواهد یافت.

اخیراً اکثر اتصالات در میان دستگاههای بی سیم روی فراهم آورنده های خدمات مبتنی بر زیرساختار ثابت یا شبکه های خصوصی رخ می دهد، برای مثال اتصالات بین دو تلفن معمولی توسط BSC و MSC در شبکه های سلولی یا لپ تاپ های متصل به اینترنت از طریق نقاط دسترسی بی سیم راه اندازی می شوند.

شبکه های مبتنی بر زیرساختار، راه وسیعی را برای دستگاههای موبایل جهت نیل به خدمات شبکه فراهم می آورند، زمانی را برای راه اندازی شبکه و زیرساختار در نظر می گیرد و هزینه های مربوط به نصب زیرساختار می تواند کاملاً بالا باشد.

علاوه بر آن، موقعیت هایی وجود دارندکه در آن زیر ساختار مورد نیاز کاربر قابل دسترس نمی باشد و نمی تواند نصب گردد، یا نمی تواند در زمانی به موقع در محدوده جغرافیایی مورد نظر نصب گردند.

ارائه خدمات شبکه و اتصال مورد نیاز در این موقعیت ها به شبکه موقتی موبایل (متحرک) نیاز دارد.
بنابر تمام این دلایل، در الحاق با توسعه های مهم در تکنولوژی و استانداردسازی، راههای جدید دیگر برای ارسال اتصال پذیری توجه افزایش یافته ای را در سالهای اخیر بخود معطوف داشته است.

اینها حول داشتن دستگاههای متحرم در انتقال ردیف اتصال به همدیگر از طریق پیکره بندی خودکار، راه اندازی شبکه متحرک و موبایل موقتی تمرکز می کنند که هر دو قدرتمند و انعطاف پذیر می باشد.

در این روش، نه تنها گره های موبایل می توانند با یکدیگر ارتباط برقرار نمایند، بلکه خدمات اینترنتی را می توانند از طریق گره دروازه اینترنت دریافت نمایند و بطور مؤثری هر دو خدمات اینترنی و شبکه دارای محدوده های غیر زیرساختاری توسعه دهند.

همانطوریکه شبکه بی سیم به تحول ادامه می دهد، این قابلیت موقتی مهمتر می شود و راه حل های فن آوری بکار رفته برای حمایت آن بحرانی تر می شود و میزبان پروژه های توسعه و تحقیقاتی و فعالیت ها در صنعت و دانشگاه را راهنمایی می کند.

این فصل روی محرک ها در پشت اتخاذ بازار حتمی شبکه موقتی موبایل تمرکز دارد و مجموعه نمونه راه حل های فن آوری را ارائه می دهد که می تواند در لایه های مختلف شبکه بویژه الگوریتم ها و پروتکل های مورد نیاز برای پیکره بندی و عملیات آن، بکار روند.

در بخش بعدی، ما، فن آوریهای ارتباطی بی سیم، انواع شبکه های بی سیم و مسیر تحول آنها و نیز مسائل و تقاضاهای بازار را برای سیستم های بی سیم موجود بررسی می کنیم.

بعد توضیح می دهیم که چرا شبکه موقتی برای شکل دادن قطعه اساسی در معماری شبکه G انتظار میرود.

در بخش 3/1، ما به بررسی شبکه موقتی موبایل بطور مفصل می پردازیم و مزیت ها و مشخصه های خاص آن و چالش‌های طرح را پوشش می دهیم.

بعد از آن، ردیف فرصت هایی را برای برنامه‌های کاربردی MANET در بازرگانی و ارتش نشان می دهیم که به منجر شدن پتانسیل بازار در پشت توسعه فن آوری MANET خدمت می کند.

بخش
4و 1وضعیت کنونی و چالش های طراحی در رویارویی با جامعه تحقیقاتی را خلاصه می‌کند.

تعداد زیاد پروتکل ها و الگوریتم ها برای شبکه های موقتی موبایل تولد یافته اند که در بخش 4،1 ارائه شده و بحث و مقایسه شده اند.

گرچه نتایج توسعه و تحقیقات حاصله در این قسمت ارائه می گردد و در فصول مفصل بقیه در این کتاب ارائه می شود بسیاری از موضوعات باز مسیر برای بازرگانی شدن و بکارگیری شبکه موقتی موفق را روشن نگه می دارند.

بعضی از مسائل تحقیقاتی باز در شبکه بی سیم موقتی موضوع بخش 1.5 هستند.

بخش 6/1 نتایج را نشان می دهد و بقیه فصول در این کتاب را معرفی می کند.

2/1- بررسی تحول شبکه بی سیم: چشم انداز ارتباطات بی سیم تغییر کرده است و توسط توسعه های سریع در فن آوریهای بی سیم و انتخاب بیشتر برنامه های کاربردی و خدمات بی سیم جدید بحرکت در آمده است.

ظهور شبکه های معمولی نسل سوم، سرعت انتقال داده ها را بهبود بخشیده است، که خدمات داده های متحرک با سرعت بالاتر را قادر و فعال می‌سازند.

ضمن اینکه، استانداردهای جدید برای رادیوی ردیف کوتاه مثل Bluetooth، 11، 802، Hiperlan و انتقال مادو قرمز به ایجاد ردیف وسیع برنامه های کاربردی جدید برای شرکت و شبکه های خانگی کمک می کند و ارتباطات داده ها و چند رسانه ای باند پهن بی سیم در اداره و خانه را امکان پذیر می سازد.

1/2/1- مشخصه های ارتباطات بی سیم: بطور کلی، شبکه بی سیم به کاربرد سیگنال های فرکانس رادیویی یا مادون قرمز برای مشارکت در اطلاعات و منابع بین دستگاههای گوناگون اشاره می کند.

بسیاری از انواع دستگاههای بی سیم امروزه قابل دسترس هستند، برای مثال، ترمینال های موبایل، PC ها در اندازه جیبی، pc های دستی، لپ تاپ ها، تلفن های معمولی، PDA ها، سنسورهای بی سیم و گیرنده های ماهواره ای، در میان بقیه، بعلت تفاوتهای مشاهده شده در لایه فیزیکی این سیستم ها، شبکه ها و دستگاههای بی سیم، مشخصه های متمایزی را از هماتاهای با سیم را بدین قرار نشان می دهند: تداخل بیشتر در قابلیت اطمینان پایین تر حاصل می گردد.

- سیگنالهای مادون قرمز از تداخل با نور خورشید و منابع حرارتی رنج می برند و می‌توانند توسط مواد و اشیا گوناگون جذب شوند.

سیگنالهای رادیویی معمولاً در بلوکه شدن کمتر مستعد هستند، بهرحال آنها می توانند با دیگر دستگاههای برقی تداخل یابند.

- ماهیت پخش انتقال بدین معنی است که تمام دستگاهها با یکدیگر تداخل می یابند.

- ضد تداخلی بعلت چند مسیری - قابلیت دسترسی پهنای باند پایین و میزان انتقال خیلی پایینتر، سرعت بسیار پایینتر در مقایسه با شبکه های با سیم، کیفیت تقلیل یافته خدمات شامل تأخیرات بیشتر و زمانهای راه اندازی و اتصال طولانی تر را موجب می شوند.

- شرایط متغیر شبکه: - میزان افت داده های بیشتر بعلت تداخل - جابجایی کاربر موجب قطع مکرر می گردد - تغییرات کانال تحت عنوانی که کاربران به اطراف حرکت می کنند.

- قدرت دریافتی با فاصله محو و کمرنگ می گردد - محاسبات و منابع انرژی محدود: قدرت محاسباتی محدود، حافظه و اندازه دیسک بعلت قابلیت باطری محدود و محدودیت روی اندازه دستگاه، وزن و هزینه - پوشش خدماتی محدود بعلت محدودیت های شرایط شبکه، فاصله دستگاه، پیاده سازی و اجرای خدمات برای دستگاههای بی سیم و شبکه ها با بسیاری از محدودیت‌ها روبر می گردد و در مقایسه با عناصر و شبکه های با سیم قابل چالش بیشتری است.

- منابع انتقال محدود: - مشارکت در واسطه - قابلیت دسترسی محدود فرکانس ها با مقررات محدود - طیف نادر و گران محدودیت اندازه دستگاه بعلت شرایط قابلیت حمل موجب نمایش و رابط های محدود کاربر می گردد.

- ایمنی ضعیف تر: چون رابط رادیویی برای هرکس قابل دسترسی است، ایمنی شبکه برای اجرا مشکل تر است، تحت عنوانی که هکرها به آسانی بیشتر ارتباط پیدا می کنند.

2-2-1- انواع شبکه های بی سیم: بسیاری از انواع شبکه های بی سیم وجود دارند، و می تواند راههای مختلفی در بخشهای فرعی زیر طبقه بندی شوند که به معیار انتخاب شده برای طبقه بندی آنها بستگی دارد.

1-2-2-1توسط معماری و تشکیل شبکه: شبکه های بی سیم می توانند به دو مقوله وسیع بر اساس چگونگی ایجاد شبکه و تعیین معماری شبکه تقسیم شوند.

1- شبکه مبتنی بر زیرساختار: شبکه با زیرساختار از پیش ساخته شده که از دروازه ها و گره های شبکه با سیم و ثابت، خدمات شبکه ارسالی از طریق این زیرساختارهای از پیش پیکره بندی شده ایجاد می شود.

برای مثال، شبکه های معمولی، شبکه های مبتنی بر زیرساختار ایجاد شده از سوئیچ های اسکلت PSTN، MSCها، ایستگاههای مبنا، و میزبان های موبایل هستند.

هر گره، مسئولیت خاص خود را در شبکه دارد، ایجاد اتصال، توالی سیگنال دهی سختی را در میان گره ها دنبال می کند.

WLAN ها نیز در این مقوله قرار دارند.

2- شبکه بدون زیرساختار(موقتی).

در این مورد، شبکه از طریق همکاری مجموعه گره های مستقل اختیاری تشکیل می شود.

هیچ پیش آرایشی راجع به نقش خاص هر گره که باید در نظر گرفته شود، وجود ندارد.

در عوض، هر گره، تصمیمات خود را بر اساس موقعیت شبکه بدون کاربرد زیرساختار شبکه از پیش موجود اتخاذ می کند.

برای مثال.

در PCهای مجهز با کارت های اداپتور بی سیم می تواند، شبکه مستقلی را راه اندازی نمایند هر زمان که در ردیف یکی دیگر قرار دارند.

در شبکه های موقتی موبایل، گره ها انتظار می رود که بعنوان مسیریاب ها عمل نمایند در کشف و حفظ مسیرها به گره های دیگر شرکت نمایند.

2-2-2-1- متوسط محدوده پوشش ارتباطات: همانند شبکه های با سیم.

شبکه های بی سیم می توانند به انواع متفاوتی بر اساس فواصلی طبقه بندی شوند که روی آن داده هایی انتقال می یابند: 1- شبکه های محدوده وسیع بی سیم (WAN های بی سیم): WAN های بی سیم، شبکه های مبتنی بر زیرساختار هستند که بر زیرساختارهای شبکه ای مثل MSCها و ایستگاههای مبنا برای قادر ساختن کاربران موبایل در ایجاد ارتباطات بی سیم روی شبکه های خصوصی یا عمومی از راه دور تکیه دارند: این اتصالات می تواند روی محدوده های جغرافیایی بزرگ در عرض شهرها یا حتی کشورها، از طریق کاربرد محل های متعدد آنتن یا سیستم های ماهواره ای حفاظت شده توسط فراهم آورنده های خدمات بی سیم، ایجاد شوند.

شبکه های معمولی و شبکه های ماهواره ای مثالهای خوبی از شبکه های WAN بی سیم هستند.

2- شبکه های محدوده شهری بی سیم (MAN های بی سیم): شبکه های MAN بی سیم گاهی بعنوان شبکه های بی سیم ثابت بدان اشاره می گردد.

شبکه های مبتنی بر زیرساختار نیز وجود دارند که به کاربران برای ایجاد اتصالات بی سیم باند پهن در میان محل های متعدد در محدوده شهری برای مثال، در میان ساختمانهای اداری متعدد در شهر یا در محوطه دانشگاه، بدون هزینه بالای فیبر قرار گرفته یا خطوط اجاره ای و کابل بندی مسی امکان عمل می دهد.

علاوه بر آن، MANهای بی سیم می توانند بعنوان پشتیبان هایی برای شبکه های سیم دار