خانه / شبکه و امنیت / WLAN RADIO Frequency(قسمت 2 اموزش شبکه)

WLAN RADIO Frequency(قسمت 2 اموزش شبکه)

در این فصل به مفاهیم واقعی ومشکات  موجود در شبکه های وایرلس می پردازیم

که اغلب انها به واسطه ی واسط مورد استفاده (یعنی هوا ) ونیز محیط اطراف ما به وجود می ایند .

مفهیم وتعاریف :

Wavelength: طول موج .فاصله ی بین دو قله متوالی یک موج (سیگنال ) می باشد .فرستنده ای که درون APقرار دارد .یک موج به شکل یک سیگنال ACتولید می کند . سپس این موج را به انتن می فرستند تا از انجا به شکل یک موج سینوسی در فضا تشعسع یابد .برخی از ویژگی های شکل موج به این ترتیب است :

شکل موج رادیویی AMبین 400تا 500متر طول دارد .

  • امواجی که در LAN Wirelessها فعالیت می کنند. تنها چند سانتی متر طول دارند .
  • موجی که توسط ماهواره ارسال می شود. تقریبا 1 میلی متر طول دارد

Frequency:درمورد فرکانس در فصل قبل توضیح داده شد لذا در اینجا برخی از ویژگی های فرکانس را بیان کنیم :

  • 1سیکل برابر است با 1 هرتز
  • فرکانس های بالاتر مسافت های کوتاهتری را می پیمایند .
  • اگر یک شکل موج . در یک ثانیه تنها 1 بار دیده شد فرکانس ان موج 1Hzاست.
  • اگر یک شکل موج . دریک ثانیه 10 بار دیده شد .فرکانس ان موج 10Hzاست .
  • اگر یک شکل موج .در یک ثانیه 000.000بار دیده شد فرکانس ان موج 1MHzاست
  • اگریک شکل موج .دریک ثانیه000.000.000بار دیده شد فرکانس ان موج 1GHz است .

 

Amplitude:

مقدار یا اندازه ی انرژی که به سیگنال داده می شود را دامنه سیگنال می گویند . درواقع این amplitudeاست که به موج اجازه می دهد که مسافتی را طی کند و دورتر برود . مثلا ما هرچه بلند تر حرف بزنیم . انرژی بیشتری در سیگنال صدا قرار دارد . پس دامنه ی بلندتری دارد.

EIRP:

هنگامی که APسیگنال را به انتن می دهد. کابلی که بین این دو قرار دارد. مقداری از توان  را تلف می کند.

Gainکه ما استفاده می کنیم . بستگی به نوع انتن دارد .Effective  Isotropic radiated POWer برابر است با :

 

EIRP=transmitter output  power – cable loss +antenna gain

 

مدل ها وپارامترهای محیط :

 

مدل Free path loss:

هنگامی که سنگی را درون برکه ای می اندازید .می بینید که امواج اب شکل می گیرند و به تدریج بزرگتر و بزرگتر می شوند و با بزرگتر شدن . ضعیف تر نیز می گردند . تا زمانیکه دیگر موجی باقی نمی ماند مثل همین کار را یک  منبع مولد سیگنال می تواند انجام دهد (یک APیا …)

 

در مدل مسیر بدون اتلاف .هیچ جیزی وجود ندارد که موج را نگه دارد . بلکه موج به واسطه ی تشعشع خود به تدریج ضعیف شده تا در نهایت به طور کامل از بین می رود .

 

 

مدل ها وپارامترهای محیط :

 

مدل Free path loss:

هنگامی که سنگی را درون برکه ای می اندازید .می بینید که امواج اب شکل می گیرند و به تدریج بزرگتر و بزرگتر می شوند و با بزرگتر شدن . ضعیف تر نیز می گردند . تا زمانیکه دیگر موجی باقی نمی ماند مثل همین کار را یک  منبع مولد سیگنال می تواند انجام دهد (یک APیا …)

در مدل مسیر بدون اتلاف .هیچ جیزی وجود ندارد که موج را نگه دارد . بلکه موج به واسطه ی تشعشع

خود به تدریج ضعیف شده تا در نهایت به طور کامل از بین می رود .

 

جذب (Absorption)

جذب فاکتوری است که با کاهش دادن دامنه (amplitude) یک سیگنال روی ارتباط وایرلس شما تاثیر میگذارد .

یکی از تاثیرات absorption ایجاد گرما است . هنگامی که چیزی یک موج را جذب می کند.

گرم می شود ! مثل این مورد را حتما در اجاق های Microwaveمشاهده کرد اید (دستگاههایی که

اموجی را تولید می کنند که بوسیله مواد غذایی جذب میشوند وباعث گرم شدن انها می شود).

اخطار :

شما می توانید یک فنجان نسکافه در دستگاه مایکروویو بگذارید و پس از مدتی می بینید که نسکافه یشما جوش می اید اما فنجان شما کاملا سرد است !علت این مسله اینست که مایعات ومواد نرم خیلی سریع این امواجرا جذب می کنند. حال می تواند یک فنجان hot choclateباشد  یک تکه کیک عسلی باشدیا اینکه مغز شما باشد !!!لذا هنگام استفاده از چنین دستگاههایی باید مطمئن شوید که محدوده ی انرژیدهی امواج.کنترل شده و استاندارد هستند (با خریدن دستگاههای مناسب یا ترجیحا نخریدن انها )بخصوص در مورد کودکان (به دلیل روان تر بودن مایع مغزی انها) این خطر دوچندان است و می تواندموجب ضایعات شدید مغزی در اینده شود.(زیرا بسان گرم کردن مواد غذایی . در صورت استفاده طولانی مدت از امواج مایکروویو .می تواند سلولهای بخشی از مغز را نیز سوزانده ونابود کند . لذا ان بخش از مغز را از کار می اندازد که این خود موجب انواج سندروم ها .فلج ها .یا بیماری هایی چون الزایمر وMSمی گردد.)

  مشکل اساسی در absorptionاینجاست که اگر یک موج بطور کامل جذب شود.دیگر متوقف می شود.

البته این مسئله تنها فاصله ی تحت پوشش راکاهش می دهد.وروی طول موج وفرکانس ان تاثیری ندارد .

مثال

.فرض بفرماییدکه می خواهید در اداره ای سرویس وایرلس راه اندازی کنید .در ابتدا که یک فضای خالی دارید

 .با استفاده از datasheet هر APمورد استفاده .به راحتی می توانید اطلاعات لازم (شامل محدوده ی  تحت

پوشش.تعداد کاربران .نوع سرویس مورد نیاز و..) راتکمیل نموده وتجهیزات شبکه را پیاده سازی نمایید:

اما پس از پارتیشن بندی محیط اداره وقرار گرفتن افراد واشیا مختلف در محیط. می بینید که شبکه ی

شما در برخی نقاط throghputلازم را ندارد و حتی برخی کاربران از عدم اتصال به شبکه شکایت دارند.

که مهمترین علت جذب وتلف شدن بخشی از سیگنال های شما در محیط است :

انعکاس (Reflection):

هرچند جذب باعث تضعیف سیگنال می گردد. اما تنها عامل تضعیف نیست . انعکاس باعث می شود مسیر سیگنال عوض شده در یک راستای دیگر حرکت کند.همانطور که یک شعاع نور در اینه منعکس می شود . امواج نیز توسط برخی اشیا انعکاس پیدا می کنند. (البته در محیط های اداری شاید اینه کمتر پیدا شود . اما اجسامی مثل مانیتور ها یا قاب های طراحی از جنس شیشه به وفور یافت می شوند.)


انعکاس به فرکانس بستگی دارد واشیایی که برخی فرکانس ها را منعکس  می کنند.ممکن است برخی فرکانس های دیگر را منعکس ننمایند: لذا می توان از فرکانس هایی استفاده کرد که کمتر توسط اشیا عادی منعکس شوند.

چندمسیری (Multipath):

 

پدیده ی چند مسیری هنگامی اتفاق می افتد که بخشی از سیگناهایی که منعکس شده اند. بصورت نامرتب به گیرنده برسند. لذا ممکن است که گیرنده یک سیگنال را چندین بار دریافت کند .همچنین این امر می تواندسیگنال را غیر هم فاز کند(out-of-phase) .لذا این سیگنال ها می توانند یکدیگر را خنثی کنند ویک signal nullرا نتیجه دهند.

شاید بتوان گفت که این پدیده .چیزی شبیه Multipel Frame  Transmissionدر شبکه های LNAاست که در ان روتر یک پکت را چندین بار از منابع مختلف دریافت می کند و در نتیجه جدول ادرس های MACان روتر دچار مشکل می شود.

 

پراکندگی (Scattering):

برخی اجسام که لبه های تیز دارند ونیز ذرات مختلف منعکس کننده دارند . موجب می شوند که امواج به جهت های مختلف منحرف شوند که این پدیده .پراکندگی می گویند. مثل زمانی که یک شعاع نور به قطعه ای از بلور یک لوستر برخورد می کند وبه جهات مختلف منعکس می شود. در محیط طبیعی ذرات اب بخار . ویا گرد خاک  می توانندباعث پراکندگی سیگنال ها شوند وبه همین علت شرایط بد جوی می تواند روی ارتباطات وایرلس تاثیر منفی بگذارد .

پراکندگی بیشتر روی طول موج های کوتاه اثر میگذارد و وابسته به فرکانس سیگنال است .

 

 

شکست (Refraction):

شکست به معنای تغییر در راستایا انحراف مسیر موج است هنگامی که سیگنال از یک محیط با یک چگالی خاص وارد محیطی با چگالی دیگر می شود .بهترین مثال .شکست نور در عبور ازیک لیوان اب است. یا در عبور از اب استخر لذا ما کف استخررا خیلی نزدیک می بینیم .همیچنین در استخرهایی که در زیراب موزیک پخش میشود اما در بیرون ازاب هیچ صدایی شنیده نمیشود از همین ویژگی کمک می گیرند.

مسیر دید(Line of sight):

درارتباط نزدیک .می توان کاری کرد که فرستنده و گیرنده روبرویی هم قرار گیرند ومانعی بین انها نباشد(در اصطلاح می گوییم فرستنده وگیرنده همدیگررا ببینند).

اما در فواصل دور علاوه بر وجود موانع طبیعی که از سر راه برداشتن انها غیر ممکن است

(مثل درختان .کوه ها و …..) انحنای کره ی زمین خود به عنوان یک مانع عمل می کند.

تفرق(Diffraction):

تفرق جز مواردیست که هم ضرر دارد و هم سود ! فرض کنید که سیگنال ها قرار بود فقط به خط مستقیم حرکت کنند .انوقت دیگر اگر کسی پشت دیوار می ایستاد . نمی توانست سیگنال هایی که از یک انتن بالای دیوار می اید را دریافت کند.

تفرق عاملی است که اجازه می دهد سیگنال های رادیویی در اطراف زمین یا در پشت موانع منتشر شوند لذا در شکل زیر انتن سمت راست با اینکه پشت یک موانع قرار دارد .اما باز هم می تواند سیگنال های انتن سمت چپ را دریافت نماید .

 

به این مدل Knife Edge model (مدل لبه ی چاقو )گفته می شود

 

Fresnel Zone:

 

در شکل قبل .محدودیت هایی برای فواصل بین انتن ها ونیز بین هر انتن ومانع .و همچینین برای ارتفاع هر کدام وجود دارد لذا پارامتری تعریف می کنیم به نام fresnelکه فرمول محاسبه ی ان به این ترتیب است

:Fresnel Zone

 میگویند که هنگامی که دو انتن از فاصله ی خاصی از یکدیگر قرار داشته و باهم در ارتباط باشند .به خاطر انهمای زمین .باید حداقل ارتفا Hرا داشته باشند که این ارتفاع از این فرمول بدست می اید

در این فرمول Fبرابربا 60در صد مقدار Fresnel-zoneاست وCهم پارامترانهنای زمین است .

H=F+C

درجدول زیر .مقادیر لازم برای پارامتر های مختلف فرمول بالا داده شده است .

توجه: در این شکل . چنانچه در حالت بدبینانه انحنای زمین را خیلی زیاد فرض کنیم

(یا مانعی مثل تپه دربین دوانتن قرار دهیم )می توان به شکل قبل (مدل لبه چاقو ) رسید .

 

توجه :سیگنال های Indoor.کوچکتر ار ان هسنتد که تحت تاثیر این امر قرار گیرند .

 

RSSI:

 Received  Signal  Strength Indicator نشان دهنده ی اینست که چقد سیگنال دریافت شده است .RSSIبرای هر محصول (Vendor). بصورت جداگانه و با دستگاههای خاص خودشان اندازه گیری می شود. لذا scaleهای مختلفی دارند و در نتیجه نمی توان انها را با یگدیگر مقایسه کرد (مثلا برخی از 0 تا 100.و برخی دیگر از 0تا 60 تقسیم بندی می شوند).

یکی از دستگاههای محاسبه ی RSSIدر شبکه های وایرلس Network Stumblerنام دارد .

 

 

نسبت سیگنال به نویز (SNR):

Signal-to-Noise  ratioعبارتیست برای بیان میزان قدرت سیگنال نسبت به نویزی که سیگنال را خراب و تضعیف می کند فرض کنید در یک پارک .مشغول صحبت کردن با دوست خود از طریق موبایل هستید .در حالیکه کودکان زیادی انجا مشغول بازی وسرو صدا هستند فردی که انسوی خط تلفن است . نمی تواند صدای شما را به خوبی بشنود .چون صدای بقیه ی افراد و کودکان با صدای شما تداخل می کند .حال هر چند شما بلندتر حرف بزنید .نسبت سیگنال اصلی به سیگنال های اضافی بیشتر می شود و دوست شما صدا را بهتر می شنود .یعنی SNRسیگنال دریافتی قوی تر وبیشتر می شود.

LinK Budget:

بودجه ی یک لینک .تمام gainها وتلفات بین فرستنده و گیرنده را در نظر می گیرد که شامل تضعیف سیگنال .gainوسایر تلفات مختلف است که ممکن است بوجود بیاید .این فاکتور .از این نظر حائز اهمیت است که بدانیم برای ارسال یک سیگنال چقدر توان نیاز است تا گیرنده بتواند سیگنال مناسبی در یافت نماید.

 

 

پاپ کده

درباره‌ی majidkingkm

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *