آشنایی با پروتکل‌های شبکه وایرلس
19 آذر
تکنولوژی

آشنایی با پروتکل‌های شبکه وایرلس

آشنایی با پروتکل‌های شبکه وایرلس

اغلب مردم تصور می‌کنند شبکه وایرلس همان شبکه “وایفای” است؛ حتی زمانی که از تکنولوژی وایرلس بسیار متفاوتی استفاده گردد. باوجودی که این‌طور به نظر می‌رسد که کلیه دستگاه‌های وایرلس باید از یک پروتکل شبکه یکسان مانند وایفای استفاده کنند، رنج وسیعی از پروتکل‌های شبکه برای اینکار وجود دارند. دلیل: هیچ پروتکلی وجود ندارد که راه‌کاری کامل برای کلیه کاربردهای بیسیم در اختیار کاربران قرار دهد. برخی در مصرف باتری موبایل بهینه‌تر هستند، برخی دیگر سرعت بیشتری دارند و برخی دیگر برای فواصل طولانی و اتصالی مطمئن مناسب هستند.
پروتکل‌های شبکه وایرلس که در دستگاه‌های مصرفی یا محیط‌های کسب‌وکار بکار می‌روند به‌صورت اجمالی معرفی شده‌اند:

LTE

LTE پیش از نسل چهارم اینترنت همراه یا 4G ارائه گردید، گوشی‌های هوشمند از پروتکل‌های پیشین ارتباطی سلولی همچون HSDPA، GPRS و EV-DO پشتیبانی می‌کنند اما LTE استانداردی است که از سال 2010 مورد استفاده قرار گرفت و مخفف Long Term Evolution می‌باشد.
تکنولوژی LTE برای بهبود نرخ تبادل داده و مشکلات رومینگ طراحی گردید. این پروتکل با سرعتی معادل 100Mbps، پهنای باندی معادل 10Mbps در اختیار هر کاربر قرار می‌دهد. به دلیل هزینه تجهیزات و همچنین چالش‌های رگولاتری دولتی بسیاری از مراکز مخابراتی از آن در مناطق مختلف استفاده نکرده‌اند. همچنین در به‌کارگیری در منازل و یا مناطق تحت شبکه کوچک مناسب نیست زیرا تعداد کاربران بی‌شمار را در فاصله طولانی‌تری (و البته هزینه بالاتر) تحت پوشش قرار می‌دهد.

Wi-Fi

وایفای با شبکه‌های وایرلس در هم آمیخته شده و به استانداردی برای شبکه‌های خانگی و شبکه‌های هات اسپات عمومی تبدیل گشته است. وایفای در اواخر سال 1990 به‌عنوان شبکه سخت‌افزاری برای فعال‌سازی بر روی کامپیوترهای شخصی، پرینتر و سایر دستگاه‌های مصرفی ارائه گردید و نرخ تبادل داده‌ای از ۱۱Mbps تا ۵۴Mbp را پشتیبانی می‌کند.
وایفای می‌تواند در محیط‌های وسیع البته به‌صورت کنترل‌شده اجرا گردد، این پروتکل به دلیل سرعت کمتر نسبت به سایر پروتکل‌های وایرلس محدود به عملکرد در منطقه یا ساختمانی واحد و یا فضاهای خارجی در فواصل تعیین‌شده می‌باشد.
پروتکل امنیتی WPA با کدگذاری داده و احراز هویت شبکه، قابلیتی است که بر روی شبکه‌های وایفای می‌توان یافت، مخصوصاً WPA2 که برای شبکه خانگی و جلوگیری از ورود غیرمجاز به شبکه توصیه می‌گردد.

Bluetooth

یکی از قدیمی‌ترین پروتکل‌های وایرلس که همچنان مورد استفاده قرار می‌گیرد بلوتوث است. بلوتوث در سال ۱۹۹۰ برای سینک داده میان تلفن و یا سایر دستگاه‌های مجهز به باتری ساخته شد. بلوتوث به توان خروجی پایین‌تری نسبت به وایفای و یا دیگر پروتکل‌های وایرلس نیاز دارد. همچنین اتصال از این طریق در فاصله مکانی کوتاه‌تری امکان‌پذیر است (حدود ۱۰ متر) و نرخ تبادل داده بسیار پایینی معادل ۱-۲ Mbps ارائه می‌دهد.

پروتکل‌های اتوماسیون منازل: Z-Wave و Zigbee

پروتکل‌های شبکه بسیاری برای پشتیبانی از سیستم‌های اتوماسیون خانگی ساخته شدند که امکان کنترل از راه دور روشنایی، لوازم‌خانگی و گجت های هوشمند را فراهم می‌کنند. دو پروتکل اصلی برای این کار Z-Wave و Zigbee هستند. برای مصرف پایین‌تر انرژی در منازل این پروتکل‌ها در تجهیزات ساخت افزاری با نرخ تبادل ۰٫۲۵ Mbps برای Zigbee و حدود ۰٫۰۱ Mbps برای Z-Wave در نظر گرفته شدند. شاید این‌طور به نظر برسد که این اعداد برای مصارفی با چنین اهدافی نامناسب هستند، اما این تکنولوژی‌ها عملکرد مناسبی با گجت های خانگی داشته، کارکرد آن‌ها بسیار ساده است و نیازهای ارتباطی محدودی دارند.

شبکه مش
03 آبان
تکنولوژی

شبکه مش چیست؟

شبکه‌های مش یکی از انواع توپولوژی شبکه است که با رشد وایفای و شبکه‌های وایرلس طی سال‌های اخیر مورد توجه بسیار قرار گرفته‌اند. اگرچه می‌توانند از طریق کابل نیز استفاده شوند اما با به‌کارگیری در تکنولوژی‌های اتصال بیسیم مقرون‌به‌صرفه تر و آسان‌تر خواهند بود. دسته‌های متفاوت شبکه‌های مش موجود شامل موارد زیر می‌باشند:

  • شبکه‌های عمومی: مانند اتصال همسایه‌ها، برای اشتراک بهینه پهنای باند در شبکه و تعامل اجتماعی بهتر
  • شبکه‌های شهری: زیرساخت قانونی و اشتراک ایمن سرویس‌های دولتی
  • شبکه‌های بیسیم ad-hoc: اتصال دستگاه‌های محدود برای اشتراک میان دوستان و در فضاهای خارج از منزل

تکنولوژی های پایه

در کنار پروتکل‌ها و اپلیکیشن های بکار رفته در شبکه‌های استاندارد کابلی و وایرلس، چندین فناوری با هدف شبکه‌سازی مش ایجاد شده‌اند:

  • 802.11s استانداردی برای ارائه مش وایفای ad-hoc
  • پروتکل‌های شبکه در اتوماسیون خانگی مانند Z-Wave و ZigBee
  • الگوریتم‌های مدیریت داده بر روی شبکه‌های مش سنتی

ساختار

بسیاری از شبکه‌های مش از روترهای بیسیم استفاده می‌کنند که مناسب موقعیت‌های مکانی ثابت و پوشش ساختمان در مناطق خاص بیرونی است. ad-hoc نیازی به اکسس پوینت ندارد بااین‌حال از پروتکل‌های شبکه‌ای بهره می‌برد که سیستم‌عامل کامپیوتری را پشتیبانی کند.

به‌کارگیری در اتوماسیون منزل

شبکه مش راهی جالب برای قابلیت صحبت هر دستگاهی با دستگاه دیگر می‌باشد. مزیت استفاده از آن در اتوماسیون‌های خانگی تعیین مسیرهای متعدد به دستگاه مقصد است. تصور کنید که می‌خواهید به سرکار بروید، اگر تنها یک مسیر برای رسیدن به محل کارتان وجود داشته باشد و ترافیک سنگینی به دلیل تصادف اتفاق بیافتد بسیار دیر خواهید رسید؛ اما درصورتی‌که چندین مسیر مختلف پیش روی شما باشد صرف‌نظر از هر اتفاقی، همواره سروقت خواهید رسید.
کاهش سیگنال از مسائلی است که در شبکه‌های بیسیم وجود دارد، دستگاه‌های بیسیم Z-Wave سیگنال را افزایش داده و به دستگاه بعدی می‌فرستند (hop) بنابراین حتی اگر یک دستگاه خاموش باشد شبکه به‌سادگی مسیر دیگری را برای رسیدن به هدف جایگزین می‌کند.

z-wave
03 آبان
تکنولوژی

Z-Wave چیست؟

Z-Wave تکنولوژی شبکه مش است که در سال 1999 به‌منظور ایجاد استانداردی برای ارتباط میان فرکانس‌های رادیویی بیسیم در دستگاه‌های خانگی ارائه گردید. هدف از تولید محصولاتی با فناوری Z-Wave کاهش هزینه و انرژی مصرفی خانواده‌ها بود که کلیه دستگاه‌های مجهز شده به آن از یک چیپ مشابه و پروتکل ارتباطی رایج بهره می‌برند.
مدل‌سازی ارتباطات Z-Wave پس از پروتکل‌های شبکه و برای بالا بردن سطح اطمینان و امنیت ارائه گردید. دستگاه‌های با این قابلیت سیگنال‌ها را در شبکه تکرار و سپس دوباره پخش می‌کنند.

ویژگی‌های عملکردی

دستگاه‌های دارای Z-Wave از فرکانس مشابه لوازم‌خانگی مانند تلفن‌های بیسیم (معمولاً در باند 2.4GHz است) استفاده نمی‌کنند. این فرکانس‌ها بر مبنای کشور، متفاوت هستند مثلاً در آمریکا 908.42Mhz بکار برده می‌شود، بنابراین هیچ تداخلی با باند فرکانسی لوازم‌خانگی نخواهد داشت.
همچنین محدوده بیشتری را تحت پوشش قرار می‌دهند که عوامل بسیاری در آن تأثیر دارند مانند مجاورت دستگاه در کنار دیوار. حدود پوشش گزارش‌شده معادل 30 متر در فضاهای داخلی و 100 متر در فضای باز است که با افزودن دستگاه‌های Z-Wave بیشتر این محدوده توسعه می‌یابد.
به دلیل اینکه کلیه دستگاه‌های مجهز به Z-Wave همانند یک تکرارشونده عمل می‌کنند، سیگنال از یکی به دیگری انتقال‌یافته و با تکرار آن محدوده وسیع‌تری را در اختیارتان می‌گزارند. این‌طور در نظر بگیرید که با هر دستگاه حدود 30 متر به این محدوده افزوده می‌شود و با افزایش آن به سه دستگاه می‌توانید پیش از محدود کردن پروتکل، سیگنال را تا حد ممکن گسترش دهید.

محصولات

این چیپ در رنج وسیعی از محصولات خانه هوشمند برای ارتباطات بکار می‌رود، دستگاه‌هایی چون سیستم‌های مدیریت انرژی، سیستم‌های روشنایی، کنترل امنیتی و دسترسی و اتوماسیون ساختمان‌ها.
دستگاه‌های مجهز به Z-Wave به‌آسانی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند و در یک شبکه به هم متصل می‌گردند. همچنین این محصولات دارای گواهینامه Z-Wave هستند که باید آزمون انطباق دقیقی را گذرانده و اطمینان حاصل شود که کلیه استانداردهای عملکرد در آن رعایت شده باشد.
هم‌اکنون شرکت‌های بسیاری از این تکنولوژی در محصولات خود استفاده می‌کنند که دی-لینک نیز همگام با فناوری‌های روز دنیا در برخی از دستگاه‌های خانه هوشمند خود از آن بهره برده است؛ در ادامه می‌توانید فهرستی از این محصولات را مشاهده نمایید: