ابزار وبمستر

مركز تخصصی دوربین مداربسته،تجهیزات شبكه
مشاوره، طراحي، نظارت، اجرا
مجري سيستم هاي حفاظتي و امنيتي،تجهيزات اكتيو ، پسيو و بستر شبكه،تاسيسات برقي

 
تاريخ : دوشنبه 1390/09/14

انواع مدولاسیون :

BPSK : در این تکنیک از دو فاز 0 و 1 استفاده می شود و سرعت انتقال 1 Mbps است .




QPSK : سرعت های 2 - 12 - 18 mbps را پشتیبانی می کند .
CCK : سرعت های 5.5 و 11 mbps را پشتیبانی می کند که این مدولاسیون در استاندارد b استفاده شده است .
OFDM : در استاندارد 802.11a استفاده شده است و سرعت 54mbps در فرکانس 5 گیگاهرتز فراهم می کند .


خب ما دو روش برای ارسال سیگنال داریم :

Narrow Band : از یک فرکانس برای ارسال اطلاعات استفاده می کنیم.
Spread Spectrum : اطلاعات بر روی طیفی وسیعی از فرکانس ها ارسال می شود که دو تکنیک دارد :

DSSS : طیف فرکانس که حامل داده ها است بصورت پشت سر هم و به ترتیب است .



FHSS طیف فرکانس که حامل داده است پشت سر هم نبوده و از یک فرکانس به فرکانس دیگر پرش می کند .



در استاندارد 802.11a می توان از FHSS استفاده کرد .
DSSS در 802.11b استفاده می شود .

ظرفیت انتقال داده ها در DSSS نسبت به FHSS بیشتر است . DSSS در برابر سیگنال انعکاسی تاثیر پذیرتر است . تعداد ایستگاه های FHSS نسبت به DSSS می تواند در یک منطقه جغرافیایی بیشتر باشد .

بررسی یک فریم شبکه ی بی سیم ( Wireless Frame ) :




شکل بالا یک فریم 802.11b را نشان می دهد که می خواهم برای شما قسمت های مختلف این فریم را توضیح دهم .

اولین فیلد همانطور که می بینید فیلد Control است که طولش دو بایت است و خود شامل فیلد های زیر است :

Protocol Version : این فیلد دوبایت طول دارد و به طور پیش فرض مقدار آن صفر است .
Type :
To Distribution System : این فیلد یک بیت طول دارد و برای تمامی فریم های که به وسیله یک Access Point ارسال می شود مقدار آن یک می باشد و در سایر فریم آن ها مقدار آن صفر خواهد بود .
From Distribution System : یک بیت طول دارد و برای تمامی فریم های خارج شده از AP مقدار آن یک می باشد و برای سایر فریم ها این مقدار صفر است .
More Fragment : یک بیت طول دارد و برای فریم هایی که دارای پراکندگی به غیر از MSDU - MMPDU می باشد مقدار 1 است و برای بقیه موارد این فیلد 0 است .

Retry : این فیلد یک باتی برای تمامی فریم هایی که باید دوباره ارسال شوند مقدار 1 خواهد داشت .

Power Management : این فیلد یک بایت طول دارد و مقدار یک نشان دهنده ی آن است که ایستگاه کاری در حالت Power Safe Mode می باشد و مقدار 0 نشان دهنده ی فعال بودن آن است .

More Data : این فیلد یک بایت طول دارد و برای تمامی دستگاه هایی که در حالت Power Safe mode دارای یک یا چند فریم بافر شده می باشند مقدار یک خواهد داشت .

WEP : این فیلد یک بیت طول دارد و برای تمامی فریم هایی که با استفاده از الگوریتم WEP پردازش می شوند مقدار یک خواهد بود و در سایر فریم هایی که در آن ها از WEP استفاده نمی شود صفر خواهد بود .

Order : این فیلد یک بیتی برای تمامی فریم های داده ای که از سرویس strickly ordered استفاده می کنند مقدار یک خواهد داشت و در سایر موارد این مقدار صفر خواهد بود .


D/ID : یک فیلد 16 بیتی برای مشخص کردن یک کلاینت در یک Access Point است . یک فریم شبکه بی سیم می تواند 4 فیلد از آدرس های زیر داشته باشد :

BSSID : مک آدرس access point
DS : ادرس مقصد نهایی
SA : آدرس مبدا
RA : آدرس کلاینت های نامزد برای دریافت فوری بر روی یک WLAN
TA : آدرس کلاینت های ارسال کنند در WLAN
FB : محتویات فریم که می تواند بین 0-2312 بایت باشد .
FCS : برای تشخیص خطا در فریم استفاده می شود .

گروه های کاری مرتبط با 802.11 :

با تصویب استاندارد 802.11 در سال 1997 گروه های مختلفی برای توسعه این استاندارد پیش قدم شدند که می توان به موارد زیر اشاره کرد :


802.11d : این گروه تمرکز دارد تجهیزات wlan را طوری توسعه دهند که در تمامی کشورها قابل استفاده باشد استاندارد اولیه فقط در بعضی کشورها قابل استفاده بود .

802.11e : تعریف سرویس های QoS و VOIP

802.11f : توسعه پروتکل های استفاده شده در Access Point و فراهم کردن امکان جابهجایی بین AP هایی سازندگان مختلفی دارند .

802.11g : این گروه بر روی افزایش سرعت در باند 2.4GHz کار می کند .

802.11h : تعمیم 802.11a جهت استفاده در اروپا
 
مکانیسم CSMA/CA :

در هر شبکه ای بروز تصادم باعث از بین رفتن داده ها می شود و فرستنده باید دوباره اقدام به ارسال داده بکند . در استاندارد 802.11 برای جلوگیری از تصادم از تکنیک CSMA/CA استفاده شده است که بسیار شبیه به CSMA/CD در شبکه های اترنت است .
بر خلاف اترنت تا زمانی که تصادم رخ نداده اقدام به ارسال داده می کند CSMA/CA منتظر می ماند و به دقت به شبکه گوش فرا می دهد تا مطمئن شود هیچ انتقالی صورت نمی گیرد و سپس اقدام به ارسال می کند که این فرآیند را Listening Before Talking یا LBT می گویند ، چنان چه شبکه مشغول باشد بعد از انتظار یک زمان تصادفی دوباره به شبکه گوش فرا می دهد این فرآیند تا انتقال کامل داده ها تکرار می شود .
در این روش کلاینت ها قبل از ارسال داده کانال رادیویی را کنترل می کنند و در صورتی که آزاد باشد اقدام به ارسال داده می کنند اما اگر کانال رادیویی اشغال باشد به اندازه ی یک زمان تصادفی صبر کرده و مجددا کانال را کنترل می کند /
در روش CSMA/CA کلاینت فرستنده ابتدا کانال فرکانسی را کنترل کرده و در صورتی که رسانه به مدت خاصی موسوم به DIFS آزاد باشد اقدام به ارسال می کند .گیرنده فیلد کنترل فریم CRC را چک می کند و و سپس یک فریم ACK می فرستد . دریافت ACK به این معنی است که هیچ تصادمی رخ نداده است .
در صورتی که فرستنده ACK را دریافت نکند مجددا فریم را ارسال می کند . این عمل تا زمانی ادامه می باید که فریم ACK ارسال شده از طرف گیرنده تویط فرستنده دریافت شود یا تکرار ارسال فریم ها به تعداد مشخصی برسد که پس از آن فرستنده فریم را دور می اندازد .

در شبکه های بی سیم بر خلاف اترنت امکان شناسایی و آشکار یازی تصادم به دو علت وجود ندارد :

پیاده سازی مکانیزم آشکار سازی تصادم به روش ارسال رادیویی دو طرفه نیاز دارد که با استفاده از آن ایستگاه سیار بتواند در حین ارسال سیگنال را هم دریافت کند .در شبکه بی سیم بر خلاف شبکه های کابلی نمی توان فرض کرد تمامی کلاینت های سیار امواج یکدیگر را دریافت کنند . تنها اکسس پوینت می تواند سیگنال همه کلاینت ها را دریافت کند .
 
آنتن ها:
 آنتن های وایرلس به سه دسته تقسیم می شوند که هر کدام کاربرد و Beamwidth متفاوتی دارند که در واقع تفاوت اصلی آنتن ها هم در همین دومورد یعنی کاربرد و Beamwidth شون هست .شاید شما در جایی دیگر خونده باشید که مثلا آنتن ها دو دسته هستند : Omni Directional و Directional که این هم درست هست .
هر چه Gain آنتن شما بالاتر باشد Beamwidth آن باریک تر می شود و در نتیجه برد شما بیشتر می شود !


آنتن های که معمولا دارای gain بالای 9 dbi هستند به عنوان High-Gain شناخته می شوند .

Gain :مقدار انرژی که به وسیله آنتن به سیگنال های رادیویی اضافه می شود .


Diversity : اکثر AP ها دارای دو انتن هستند هنگامی که سینگال به AP می رسد آنتنی که قوی ترین سیگنال رو دارد انتخاب و ارتباط با آن برقرار می شود .

MIMO : برای اینکه عملکرد ارتباط را بهبود دهیم از چند آنتن در فرستنده و گیرنده استفاده می شود که در mimo باید تعداد انتن ها در هر دو طرف یکی باشد مثلا 2x2 یا 3x3 که معنی می دهد در فرستنده و گیرنده از 2 یا 3 آنتن استفاده شده است .




Beamwidth : پهنای پرتوی سیگنال های RF ای است که از آنتن فرستاده می شود .

به شکل زیر دقت کنید :



Radio Pattern = یعنی شکل انتشار امواج که با مدل Isotropic Antenna سنجیده می شود .

Polarization : هدف آنتن ها انتشار دادن امواج الکترومغناطیسی است که موج در آن به روش های مختلفی می تواند انتقال یابد :

1 - Vertical : موج به صورت بالا و پایین در یک خط حرکت می کند.
2- Horizontal : موج به صورت چپ و راست در یک خط حرکت می کند .
3 - Circular : موج دایره ای است که حرکت می کند .


Isotropic Antenna : این آنتن به صورت تئوری می باشد و در عمل وجود ندارد و فقط مرجعی برای دیگر آنتن ها می باشد که امواج را 360 درجه radiate می کند .



برای پوشش دادن یک اتقاق می توانید از آنتن امنی استفاده کنید این آنتن ها در حالت افقی 360 درجه زاویه دارند و در عمودی 7 به 80 هست . همچنین بعضی از آنتن های امنی در حالت عمودی 6 درجه هم هستند . این نوع آنتن ها معمولا به شکل استوانه هستند و برای لینک های Point-to-MultiPoint مناسب هستند از جمله شرکت های تولید کننده آنتن های امنی با کیفیت می توان به Netkrom/Itelite/ALFA/Micronet/Pacific/Dlink/TpLink/Kenbotong/Wilink اشاره کرد که netkrom و itelite امریکایی و لهستانی هستند و بقیه چینی و تایوانی . همچنین سیسکو هم از تولید کنندگان حرفه ای انواع آنتن می باشد که در ایران متاسفانه وارد نمی شود .

آنتن های امنی به 4 دسته تقسیم می شوند :
· Mast mount omni ( آنتن های قابل نصب روی دکل )
· Pillar mount omni
· Ground mount omni
· Ceiling mount omni ( آنتن های سقف کوب )

آنتن های دسته دوم Semi-Directional هستند یعنی : سیگنال را در یک جهت ارسال و دریافت می کنند بین 90 و 180 درجه هستند آنتن های این گروه !

· Patch : این آنتن ها برای کاربردهای P2P استفاده می شود و شکل آن ها معمولا یه مربع هست و معمولا دارای گین 12 تا 28 dbi هستند . در افقی 30 به 180 هست و در عمودی 6 به 90 درجه هست .

· Panel : دقیقا مشابه Patch هست . همچنین زاویه انتن های panel یا flat panel علاوه بر بالایی ها می تواند بین 17 و 35 درجه باشد .

· Sectorized : معمولا دارای گین 10 تا 19 dbi هستد و برای موقعیت های P2M استفاده می شوند . در افقی 45 به 180 هست و در عمودی 7 به 17 .



· Yagi : برای لینک های کوتاه کمتر از دو مایل استفاده می شود و دارای گین 7 تا 15 dbi هستند و به شکل استوانه ای و المنتی ( مانند آنتن تلویزیون ) موجود می باشد – برای لینک های P2P می توان از این انتن استفاده کرد . در افقی 30 به 78 در جه و در عمودی 14 به 64 است .





دسته سوم آنتن های Highly-Directional هستند این آنتن ها high-gain هستند.
برای لینک های طولانی p2p استفاده می شود و دارای گین بالای 24 dbi هستند که به دو دسته تقسیم می شوند :
· Parabolic Grid : توری شکل هستند .
· Parabolic Dish :از۴ به 25 افقی و 4 به 21 عمودی که در مورد Gridهم صدق می کند .
انتن های Parabolic بیشتر زمانی استفاده می شود که بخواهیم دو ساختمان را بهم لینک کنیم .


برای بدست آوردن گین یک آنتن Parabolic می توان از فرمول زیر استفاده کرد :

G=20log(d) + 20log(f) + 17.8

که f فرکانس هست و d هم قطر آنتن بر حسب متر .

با افزایش هر 3db قدرت دو برابر می شود و با کاهش هر 3db قدرت نصف می شود .

قیمت آنتن ها بنا به گین و outdoor/indoor و شرکت سازنده ی آنتن ها متفاوت هست .
 
لیستی از کانکتورهای مورد استفاده در شبکه های بی سیم :

Pigtail Cable : کابلی از جنس کواکسیال بوده و در دو سر آن کانکتورهایی برای اتصال می باشد - از این کابل برای اتصال کارت شبکه به آنتن استفاده می شود - شکل زیر نمونه از این کابل را نشان می دهد :





Male : کانکتورهای male دارای یک پین هستند :





Female : کانکتورهای female دارای یک سوراخ هستند :




کانکتورها انواع مختلفی دارند :

MMCX
MC
RP-MMCX
SMA
RPSMA
U.FL
RP-TNC
N

از کانکتورهای mmcx روی کارت های شبکه pcmica معمولا استفاده می شود مانند کارت های SRC-SR71 از ubnt :




بعضی Access Point های لینک سیس از Rp-TNC استفاده می کنند :




اکثرا کارت های شبکه PCI و USB از RP-SMA استفاده می کنند مانند:
DWA520
ALFA
Gsky

در کانکتورهای به صورت RP هستند مثلا RP SMA Male
male دارای سوراخ میشه و female دارای pin


کانکتور SMB هم وجود دارد که از SMA کوچکتر است .

کابل های کواکسیال هم انواع مختلفی دارند مانند :

RG58
RG179
RG316
LMR200
LMR400

که میزان افت در هر کدام متفاوت است .


کابل LMR400 :

تجهیزات دیگر شبکه وایرلس :

Amplifier : برای افزایش Transmission Range و Recieve Sensitivity استفاده می شود و به دو صورت وجود دارد :

Uni-Directional --> قبل از آنتن فرستنده جهت تقویت امواج ارسالی ارسال استفاده می شود .

Bi-Directional --> قبل از آنتن گیرنده برای تقویت امواج دریافتی استفاده می شود .

قیمت یک Amplifier 2 Watt در ایران حدود 300 هزار تومان است .

Amplifier به آن Booster هم گفته می شود بین آنتن و رادیو بسته می شود و فرکانس آن باید با فرکانس آنتن و رادیوی شما یکی باشد .




RF Attenuators : تضعیف کننده امواج کاهش کاهش برد موج منطقه تحت پوشش استفاده می شود که باعث می شود ارتباط با شبکه در محدود خاص مورد نظر انجام شود .

در دو نوع ثابت و قابل تنظیم وجود دارد که در مدل ثابت برد را به میزان مشخصی کاهش می دهد .
وبین آنتن و رادیو شما قرار می گیرد .







Lightning Arrestors : بین آنتن و رادیو قرار می گیرد و با یک سیم به زمین متصل می شود و کارش برق گیر است - باید فرکانس آن با فرکانس رادیو و آنتن یکی باشد .

Frequence Convertor : برای تبدیل فرکانس استفاده می شود .


PoE : کابل های شبکه به 8 رشته سیم تقسیم می شود که 4 رشته برای دیتا و 4 رشته برای ولتاژ استفاده می شود .

انواع PoE :

Single-Port DC Voltage Injector : شامل یکی خروجی دیتا و یک خروجی ولتاژ است و قابلیت انتقال ولتاژ به یک نقطه را دارد .



Multi-Port DC Voltage Injector :


سوییچ PoE هم وجود دارد که پورت های خود سوییچ PoE است .
 
Multipath : هنگامی روی می دهد که یک سیگنال رادیویی بیش از یک مسیر ما بین آنتن فرستند و آنتن دریافت کننده خود داشته باشد . سطح های صیقی - آب - محیط های تولیدی و صنعتی و مراکزی که در آن ها آنتن ها در معرض سقف ها - قفسه ها و دیوارهای فلزی قرار دارند می توانند سیگنال های رادیویی را منعکس کرده و شرایط Multipath ایجاد کنند - به شکل زیر دقت کنید :





در صورتی که سیگنال در برخورد با سطوح منعکس کننده تغییر جت دهد باعث موارد متعدد زیر می شود :

1 - امواجی که منعکس می شوند مسیر طولانی تر را نسبت به امواج اصلی طی می کنند .

2 - به خاطر طولانی شدن مسیر سیگنال معکس شده انرژی بیشتری را از دست می دهند .

3 - سیگنال به خاطر انعکاس مقداری از انرژی خود را از دست می دهد .

4 - در نهایت موج اصلی به همراه چندین موج منعکس شده در محل گیرنده ترکیب می شوند و این فرآیند باعث می شود که شکل موج اصلی باعث تغییر شده و قابلیت کدگشایی در گیرنده را تحت تاثیر قرار دهد .

هنگامی که این سیگنال های منعکس شده در محل گیرنده ترکیب می شود با وجود این که ممکن است انرژی RF بالا باشد اما داده ها غیر قابل بازیابی خواهد بود تغییر محل استقرار آنتن می تواند Multipath را کاهش دهد .

برای حل مشکل Multipath می توان از آنتن های Yagi استفاده کرد :





اگر سیگنال ها با قدرت یکسانی دریافت شوند ولی به صورتی که تاخیر داشته باشند Polarization آن ها در حالت معکوس قرار می گیرد در این صورت همدیگر را به کلی حذف کرده و سیگنالی در محل گیرنده دریاف5 دلیلی که باعث ضعیف شدن سیگنال می شود :

Reflection : وقتی موج به یک شی بزرگ مثل سطح زمین - ساختمان ها و دیوار ها برخورد کند بارتاب می شود :





Refraction : منحرف شدن موج وقتی از یک محیط با چگالی متفاوت عبور کند .

Diffraction : انحراف موج در اثر عبور از اطرف جسمی بزرگ

Scattering : پراکنده شده امواج

Absorption : جذب شدن سیگنال - مثل دیوار بتنی :





مصالحی که باعث افت سیگنال می شوند :


پارتیشن های شیشه ای با فریم فلزی : 6 دسی بل

انواع دیوارهای از دو یا چند لایه ساخته می شوند که به آن ها Drywall می گویند : 3 دسی بل

پنچره : 3 دسی بل

دیورهای بتنی و سیمانی : 4 دسی بل

درهای فلزی : 6 دسی بل ت نمی شود که این پدیده را Multipath Null می نامند .
 


ارسال توسط علی نبیان

دانلود