به کجا چنین شتابان ؟

بررسی آینده شبکه های بی سیم خانگی
 

هنگامی که در سال 2003 برا ی اولین بار امکان دسترسی به اینترنت از طریق شبکه های بی سیم فراهم شد، کمتر
کسی فکر می کرد این فناوری به سرعت پیشرفت کرده ودر طول چندین سال سرعت آن چند برابر شده وامنیت و قابلیت اطمینان پذیری آن به همراه ده ها سرویس و خدمات متنوع دیگر فراهم شود در این مدت انواع سرویس های مبتنی بر شبکه های بی سیم مانندwimax وwi-fi ارائه واستفاده از آنها آنقدر همه گیر شده است که دیگر مشاهده کاربران نوت بوک به دست در دانشگاه ها یا سالن های انتظار هتل ها، فرودگاه ها و مراکز خرید در حالی که از اینترنت استفاده می کنند ، تعجب آور نیست!
همین وضعیت برای شبکه های بی سیم خانگی نیز رخ داده است. تا دوالی سه سال پیش اگر برای یک کاربر خانگی از شبکه واینترنت بی سیم در خانه و روی کامپیوترهای رومیزی صحبت می کردید. این طور به نظر می رسید که در حال معرفی یک فناوری متعلق به دهه آینده صنعت شبکه های کامپیوتری هستید، اما امروزه شبکه های بی سیم خانگی ، یکی از ملزومات اداره هایی با چند ده کامپیوتر یا خانه های با چندین کاربروحتی تک کاربره شده اند در این مقاله در باره این فناوری و رخدادهای آن در سال های آینده صحبت خواهیم کرد.

چشم در چشم!
 

بزرگ ترین اتفاق در آینده مربوط به توپولوژی وماهیت شبکه های بی سیم است . شبکه های بی سیم ودستگاه های مورد استفاده آن به دودسته تقسیم می شوند . دسته اول که شبکه بی سیم متمرکز (infrastructure) نامیده می شوند ،از یک دستگاه مرکزی برای مدیریت و برقراری ارتباطات میان نودهاو دستگاه ها درون شبکه استفاده می کنند .برای نمونه دراین شبکه ها نوت بوک یا گوشی موبایل برای ارتباط با نودهای دیگر باید به یک دستگاه مرکزی مانند Access point متصل شود.گاهی یک نود مانند یک کامپیوتر خانگی نیز نقش دستگاه مدیریت شبکه را ایفا می کند. مهم ترین ویژگی این شبکه ها عدم برقراری یک ارتباط مستقیم و بی واسطه میان نودها است. غالب شبکه های بی سیمی که از آن ها استفاده می کنیم.، از این دسته هستندوشما با هر دستگاهی به یک AP یا سویچ و روتر بی سیم متصل می شوید. سرویس WI-FI نیز روی این شبکه ها ارائه می شود دسته دوم شبکه های غیر متمرکز (AD HOC) هستند نودها در این شبکه ها به طور مستقیم با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند واز دستگاهی مانند روتر در این شبکه ها خبری نیست. شبکه های AD HOC امنیت کمتری داشته وارتبا طات درون شبکه به راحتی می توانند دستخوش تغییر ( MODIFY)یا شنود(SNIFFING)شوند. اما در مقابل،مزایای این شبکه ها آنقدر وسوسه انگیز است که توجه شرکت های تجاری بزرگ را به خود مشغول کرده است. به طوری که در سال ها ی آینده به طور حتم شبکه های AD HOCبه جای شبکه های بی سیم امروزی را خواهند گرفت!چرا؟ دلیل اول،عدم وابستگی جغرافیایی و ارتباطی در شبکه است .نودها در AD HOC دیگر نیاز به یک دستگاه مرکزی برای برقراری ارتباط ندارند،در نتیجه می توانند بدون محدودیت مکانی و جغرافیایی با نودهای دیگر تبادل اطلاعات داشته باشند. دلیل دوم، کاهش هزینه ها و نصب و راه اندازی سریع تر شبکه است. هر نود برای برقراری ارتباط با نود دیگر خود اقدام به راه اندازی یک کانال ارتباطی می کند .از نصب، راه اندازی و پیکربندی دستگاهی مانند AP و روتر خبری نیست و دلیل سوم استقبال از شبکه های AD HOC ، انعطاف پذیری و سهولت استفاده زیاد آن ها برای مصارف کوچک مانند استفاده
دراداره ها و خانه هااست .در حالی که شبکه های بی سیم کنونی پیچیدگی ها ومراحل راه انداری زیادی دارند، یک شبکه AD HOC در کمتر از چند ثانیه می تواند میان دو نوت بوک یا یک نوت بوک و یک کامپیوتر خانگی برقرار شود.
درحال حاضر، شرکت FI ALLIANCE -WI - متولی اصلی سرویس WI – FI و نظارت کننده دستگاه های سازگار با استاندار 802.11 ، دوگروه کاری برای توسعه شبکه های (PEER- TO – PEER) تشکیل داده است . گروه اول روی استانداردها و پروتکل های فعلی شبکه های AD HOC فعالیت می کند و گروه دوم در حال توسعه نرم افزارهای APS (Access point software) است که جایگزین دستگاه های سخت افزاری Ap در شبکه های بی سیم شوند. نرم افزار apsدر شبکه های بی سیم شوند. نرم افزار aps وظیفه دارد یک دستگاه میزبان یا کلاینت را به یک دستگاه AP در شبکه AD HOC تبدیل کند. برای نمونه یک نوت بوک معمولی با استفاده از این نزم افزار می تواند نقش مدیریت ارتباطات در شبکه را میان نودها ایفا کند درنمایشگاه CES امسال اینتل چیپ ست های جدید به نام MY WI- FI برای نوت بوک ها معرفی کرد که از نزم افزار APS استفاده می کردند. این چیپ ست ها که همراه با پردازنده2 CENTRINO عرضه می شوند ، نوت بوک را به یک دستگاه مرکزی هدایت کننده ارتباطات درونی شبکه های PERSONAL Area network )pan تبدیل می کند که به راحتی می تواند سرویس هایی مانند wi-fi را روی نودهای شبکه ارائه دهد. پروژه دیگری که گروه ALLIANCE درحال تحقیق وتوسعه است ،برقراری امنیت بالا روی تجهیزات AD HOC هنگام استفاده از سرویس WI- FI است. به عنوان مثال ،کلیدی به نام2WPA
تعبیه شده که امنیت بالاتری را روی دستگاه هایI 802.11

سرعت بیشتر روی باند IEEE
 

حوزه دیگری که در آینده باید شاهد رشد چشمگیرآن باشیم،سرعت وتوان ارتباطات در شبکه های بی سیم خانگی است و همان طور که می دانید شبکه های بی سیم از استاندارد IEEE 802.11 استفاده می کنند. تاکنون چندین نسخه از این پروتکل به نام های 802.11a
802.11g,802.11
و 802.11n ارائه شده است و هر یک از این نسخه ها در سرعت ونسخه این پروتکل و 802.11n است که در میان این نسخه ها بزرگ ترین اتفاق به شمار آمده و تفاوت های چشمگیری با برادران خود دارد. همان طور که در جدول یک مشاهده می کنید. تجهیزات مجهز به این نسخه می توانند سرعت انتقالی از 150 تا 600نگابیت بر ثانیه داشته باشد. که برای شبکه های بی سیم خیره کننده است. فرکانس کاری نیز در این نسخه توسعه یافته و دست سازندگان بازتر شده است. توسعه این پروتکل و کلا 802 بر عهده گروه IEEEاست. گروه کاری N11و کاهش مصرف توان روی دستگاه های استفاده کننده آن متمرکز شده اند همان طور که می دانید سرعت و مصرف توان همیشه با یکدیگر رابطه مستقیم دارند؛همیشه افزایش سرعت با افزایش مصرف انرژی همراه است. البته به جز این چهار نسخه، نسخه های زیادی مبتنی بر 802.11 برای کارهای خاص مانند سازگاری فناوری WI-FI با دستگاه های قابل حمل یا بالاتر بردن امنیت روی این شبکه ها منتشر شده است.
در حال حاضر دو گروه کاری دیگر به نام های TGAC و TGADدر حال کار وتوسعه 802.11 هستند TG مخفف TASK GROUP است، TGAC تصمیم دارد توان خروجی پروتکل های 802.11 را دو برابر وضعیت فعلی افزایش دهد حاصل کار این گروه پروتکل جدیدی به نام 802.11AC خواهد بود که دارای فرکانس کاری 6GHZ و سرعت انتقال اطلاعاتی حدود یک گیگابیت بر ثانیه است. گروه TGAC روی فناوری های کلاسترینگ برای به اشتراک گذاری توان یا امکانات ارتباطی کاربران در یک شبکه بی سیم متمرکز شده است. در حقیقت، 802.11AC تصمیم دارد با ایجاد شبکه ای کلاستری میان نودها، سرعت و فرکانس را بالاتر ببرد.
گروه TGAF نیز محدوده فرکانس پروتکل 802.11 را هدف قرار داده و قصد دارد این محدوده را به 60GHZ برساند. یعنی تقریبا دوازده برابر پروتکل 802.11 وده برابر 802.11AC قرار است. این دو نسخه در سال 2012 منتشر شوند. در جدول دو نسخه های در حال توسعه مبتنی بر استاندارد 802.11 به همراه سال انتشار آورده شده است. نسخه های ACو AD از نظر سرعت و فرکانس کاری و محدوده قابل پوشش ونسخه S برای شبکه های مش توسعه داده شده اند در این نسخه دستگاه های قابل حمل می توانند به راحتی به یک شبکه مش متصل شده و پیکر بندی های لازم را انجام دهند. نسخه U قابلیت های امنیتی روی دستگاه هاو شبکه را ارتقا می دهد در این نسخه هر نود می تواند همزمان در چندین شبکه بی سیم فعالیت کندواز نظر امنیتی قابل اعتماد باشد نسخه Zنیز برای توسعه شبکه های AD HOCبرای شبکه های بزرگ و خیلی بزرگ توسعه داده می شود روی این نسخه هر دستگاه می تواند به طور مستقیم با دستگاه دیگری در شبکه وهمچنین با چندین دستگاه مجزا به طور همزمان چندین ارتباط مستقل از هم برقرار کند.امنیت این ارتباطات نیز تامین می شود.

شبکه های شخصی
 

حتما در مورد شبکه های بی سیم شخصی (Wireless personal Area Network)چیزهایی خوانده اید.. بهترین مثال از این شبکه ها فناوری بلوتوث است. این شبکه ها محدوده ای در حد یک اتاق یا در نهایت چند ده متر را پشتیبانی کرده و امکان برقراری ارتباط دستگاه ها با یکدیگر تبادلی اطلاعات یا مدیریت و کنترل را فراهم یک می کنند ایده کنترل تمام دستگاه های الکترونیکی درون یک خانه با یک دستگاه کنترل یا یک نوت بوک روی همین شبکه ها ارائه شده است. استاندارد اختصاصی شبکه های wpan ، پروتکل 802.15، چندین سال است ارائه شده وهنوز در حال توسعه است. در حال حاضر شرکت هاو گروه های تحقیقاتی زیادی مشغول تحقیق روی یک نسخه جدید از این استاندارد به نام 802.15.4 هستند.این نسخه امکان کنترل بی سیم دستگاه های الکترونیک در یک خانه را فراهم می کند zigBee
z- wave دو استاندارد روی نسخه 802.15.4 هستند zigBeeکه توسط گروه zigBee Alliance توسعه داده می شود یک پروتکل کوچک و کم توان برای کنترل و ارتباط دستگاه های دیجیتالی روی استاندارد 802.15.4 است. برای نمونه یک هدفون با این فناوری می تواند با یک گوشی موبایل یا یک نوت بوک ارتباط برقرار کند. محدوده کاری روی zigBee کم است .( حدود چندین متر). این فناوری بیشتر برای تجهیزات درون یک اتاق توسعه داده می شود.
z-wave توسط شرکت sigma DesIgns توسعه داده می شودو بیشتر برای کنترل راه دور تجهیزات الکترونیک مورد استفاده قرار می گیرد. برای نمونه می توان توسط این فناوری تصاویر را از روی یک نوت بوک روی صفحه تلویزیون نمایش داد یا موسیقی را به وسیله بلند گوها پخش کرد. کنترل درب ها ،خاموش/روشن کردن دستگاه ها و تنظیم دمای دستگاه هایی مانند کولر یا یخچال از دیگر کاربردهای z-wave هستند ودر نمایشگاه ces امسال نسخه های جدیدی از این فناوری ها ارائه شده است که در آینده ای بسیار نزدیک شاهد عرضه این فناوری ها روی wi-fi و شبکه های بی سیم خواهیم بود هم اکنون شرکت ها به ایده سازگاری وادغام دو استاندارد 802.11 و 802.15 متمرکز شده اند.

زندگی دیجیتالی شبکه ای
 

نوع دیگری از شبکه های بی سیم که امروزه در حال توسعه است، شبکه های بی سیم موسوم به dlna( Digital living Network Alliance) است. این شبکه ها مختص تجهیزات دیجیتالی اعم از مالتی مدیا،تصویری، صوتی و تجهیزات دیجیتالی اعم از مالتی مدیا،تصویری، صوتی و تجهیزات مدیا سنتربوده وامکان تبادل اطلاعات را میان آن ها فراهم می کند. تاریخچه این شبکه به پنج سال پیش باز می گردد. شرکت allinceامسال نیز گزارشی از روند توسعه dlna ارائه داده است که درآن پشتیبانی ویندوز هفت ودستگاه های سری vp سونی از این فناوری وبه کارگیری فناوری UPnP به سویی پیش می رود که یک ارتباط شبکه ای بی سیم با فرمت مالتی مدیا را میان نودها تضمین کند
منظور از فرمت مالتی مدیاانتقال صوت و تصویر(مانند یک فیلم) میان نودها در شبکه است. بر ای دستیابی به این منظور به یک استاندارد جدید به نام DTCP/IPنیاز است. باید پروتکل معروف واصلی شبکه یعنی TCP/IP بتواند ازفرمت های دیجیتالی انتقال اطلاعات نیز پشتیبانی کرده و تضمین های لازم را روی شبکه فراهم کند. همچنین DLNA نیاز به سازگاری با شبکه های دیگر مانند WI-FI و MOCA ( شبکه های مالتی مدیای روی کابل های کواکسیال ) دارد.هم اکنون DLNA بیش از 240 عضو داشته و نزدیک به چهار هزار محصول شامل انواع چاپگر ، نوت بوک، HD TV کامپیوترهای شخصی و تجهیزات مالتی مدیا، لوگوی این شبکه را استفاده کرده اندو در CES امسال انواع محصولات مبتنی بر این نوع شبکه بی سیم عرضه شده که از جمله آن ها می توان به PS3 سازگار با DLNA اشاره کرد. به طور حتم، در چند سال آینده این شبکه ها کاربرد وقدرت بیشتر خواهند یافت وبه راحتی می توانید یک مدیا سنتر بی سیم در خانه راه اندازی و استفاده کنید.
پروتکل سرعت انتقال اطلاعات فرکانس کاری سازگاری با سایر پروتکل ها
802.11b Mbps11 Ghz 2.4 802.11b
802.11a Mbps 54 Ghz2.4 802.11b
802.11g Mbps54 Ghz5 802.11b
802.11n Mbps600-150 Ghz5/2.4 802.11b/a/g
جدول 1: مقایسه پروتکل های موجود 11.802
پروتکل نوع سال انتشار توضیحات
802.11AC توان خروجی 2012 توان خروجی دو برابر نسخه 802.11N.– فرکانس کاری 6 گیگاهرتز – سرعت حدود یک گیگابیت بر ثانیه
802.11AD توان خروجی 2012 توان خروجی دو برابر نسخه n11.802– فرکانس کاری60 گیگاهرتز – سرعت حدود 5/2گیگابیت بر ثانیه
802.11S شبکه های mesh 10- sep دستگاه های قابل حملی مانند لپ تاپ یا موبایل می توانند به شبکه های مش متصل شده و پیکر بندی شوند.
802.11U امنیت 10-mar قابلیت های امنیتی شبکه بی سیم را افزایش می دهد وامکان اتصال امن به شبکه های خارجی فراهم می شود.
802.11Z شبکه های ad Hoc 10- jon نودها می توانند به طور امن و مستقیم با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. شبکه های بزرگ روی این نسخه ارائه می شوند.
جدول 2: نسخه های آینده استاندارد 11/802
/ن