نسل آینده شبکه های محلی بی سیم

اصطلاح نسل آینده که امروزه با بسیاری از عناوین مرتبط با صنایع ارتباطی و مخابراتی همراه شده است، به طور عام به ایجاد یک بستر مشترک ارتباطی اشاره دارد که خدمات سه گانه صوتی ،‌ تصویری ، و دیتا را به صورت یک جا به مشتریان خود ارائه کند. با این تعریف روشن می شود که چرا مناسب ترین عنوان برای نسخه ای از فناوری ارتباط محلی بی سیم موسوم به WLAN که قادر به ارائه خدمات تلفنی است ، Next Generation WLAN می باشد. صرف نظر از این موضوع ، رشد سریع به کارگیری WLAN در محیط های اداری و تجاری ، این فناوری را به مرحله ای رسانده که از لحاظ معماری و ساختاری نیز پاسخگوی رشد فوق نمی باشد. به عبارت دیگر، WLAN به شکل امروزی قادر به پوشش میلیون ها کاربری که در طی پنج سال آینده به خیل کاربران آن اضافه می شوند، نخواهد بود، چ رسد به این که کاربردهای جدیدی همچون ارتباطات تلفنی نیز به مجموعه کاربردهای آن اضافه شوند. در این نوشتار ، چالش های پیش رو و نحوه غلبه بر آن ها را در قالب تکنیک انتقال مکالمات تلفنی بر روی ارتباطات محلی بی سیم Voice over WLAN بررسی خواهیم کرد.
در حال حاضر ، نیاز به ایجاد نسل جدیدی از زیرساخت های ارتباطی همگرا، جهت تبادل همزمان داده ها و مکالمات تلفنی بااستفاده از فناوری انتقال صوت روی پروتکل اینترنت، یکی از اولویت های کلیه شرکت های فراهم کننده خدمات مخابراتی و اینترنتی می باشد.
از طرفی، به کارگیری فناوری WLAN در محیط های اداری و عمومی ، همچون سالن های انتظار هتل ها، فرودگاه ها ، و ایستگاه های قطار با استقبال کاربران رو به رو شده است . WLAN خیلی زود جای خود را در بازار خدمات ارتباطی باز کرد.
ولی این رشد سریع، نقاط ضعف بسیاری را نیز آشکار ساخته است.
بسیاری معتقد بوده و هستند که این فناوری در شکل پایه خود، فاقد ملاحظات امنیتی لازم،‌ قابلیت گسترش در ابعاد کلان، قابلیت اطمینان بالا برای کاربردهای حساس و بالاخره امکان مدیریت پذیری از جانب دارندگان آن می باشد و این چالش ها با شروع زمزمه هایی درباره انتقال همزمان مکالمات تلفنی بر روی این بستر، حساس تر نیز شده اند. مطالعات انجام گرفته نشان می دهد که با وجود محبوبیت WLAN ، به دلیل معضلاتی که گفته شد، بسیاری از شرکت ها کاربرد آن را به سالن های کنفرانس و برخی واحدهای خاص محدود نموده اند.
بنابراین، بدیهی است که ایده دسترسی بدون محدودیت های در هر جا و هر زمان به ارتباطات درون سازمانی که بهبود قابل ملاحظه ای در بهره وری نیروی کار را به همراه دارد، در صورتی WLAN را بستر ارتباطی خود قرار می دهد که برای این چالش ها ، راه حل قابل قبول و مقرون به صرفه ای اندیشیده شود.
با غلبه بر این چالش ها و به کارگیری شبکه محلی بی سیم جهت مکالمات تلفنی ، رقیب پرقدرتی برای تلفن همراه وارد گود خواهد شد که آینده ای کابوس گونه را برای شرکت های فراهم کننده خدمات تلفن همراه رقم می زند!
مطابق تخمین های موجود، ارتباطات بی سیم همگرا ، یکی از سریع ترین زمینه های رشد را پیش روی دارد، به خصوص در بازار ایالت متحده که بیش از ۵۰ درصد شرکت ها مجهز به WLAN می باشند . در بازارهای کمتر توسعه یافته ، همچون بازار اروپا، که تنها ۱۲درصد شرکت ها به کاربرد WLAN روی آورده اند، هنوز هم فناوری تلفن بی سیم DECT کاربرد گسترده ای دارد. ولی حتی در این منطقه نیز آمادگی کاربرد همزمان صوت و داده برروی WLAN وجود دارد.
البته IEEE در پاسخ به نیازهای بازار، به سرعت مشغول الحاق قابلیت های مکمل به استاندارد اولیه ۸۰۲.۱۱ می باشد. ولی مطابق معمول ، برخی شرکت های سازنده تجهیزات ، حتی منتظر انتشار این استاداردهای نشده اند و با ارائه راه حلهای خاص خود سازمان را در ایجاد یک محیط همگرا صوت و دیتا برروی WLAN یاری می کنند.
● ITU-T و تغییر در طیف فرکانسی
اگه قرار باشد به مشکلات بپردازیم ، بهتر است از پایین ترین سطح شروع کنیم،‌حوزه فرکانسی WLAN در باند ۲۴۰۰ تا ۲۴۸۳.۵ مگاهرتز قرار دارد که به باند فرکانسی بدون مجوز معروف است . تراکم کاربردهای موجود در این باند به همراه برخی از محدودیت های قانونی اعمال شده از جانب بعضی کشورها، باعث تضعیف عملکرد WLAN گردیده است . به طوری که برای مثال ، محدود بودن تعداد کانال ها و یا محدود بودن اجباری EIRP یا توان موثر انتشارات همسو به حداکثر ۱۰ میلی وات در بسیاری از کشورها در محیطی که معمولا میان WLAN و سایر سیستم های بی سیم محلی مانند Bluetooth رقابت شدید وجود دارد، کار را دشوارتر کرده است . حال اگر اختلال ناشی از ابزارهای الکتریکی پرقدرت ، مانند اجاق های مایکروویو را به این اضافه کنیم، خواهیم دید که چرا نوعی بازنگری در مورد حوزه فرکانسی الزامی بوده است .
ITU یا سازمان جهانی ارتباطات در WRC۲۰۰۳ ، باندی به پهنای ۴۵۵ مگاهرتز را در حوزه کمتر متراکم ۵ گیگاهرتز به دسترسی بی سیم اختصاص داده است که WLAN نیز در همین رده از کاربردها قرار دارد . این سازمان با تعیین مرزهایی میان عملکرد فرکانسی تجهیزات داخل ساختمان و خارج آن و اجبار گزینه های خارجی به استفاده از تکنیک های گزینش پویای فرکانس DFS و کنترل توان ارسال تداخلات موجود را به حداقل رسانده و راه را برای گسترش استانداردهای ۸۰۲.۱۱ بازنموده است .
▪ IETF CAPWAP : گروه کاری CAPWAP کنترل و تدارک نقاط دسترسی بی سیم، Control and Provisioning of Wireless Access Point یکی از گروه های کاری جدید IETF در سال ۲۰۰۴ می باشد. این گروه مشغول کار بر روی پروتکلی است که کنترل نقاط AC را در نسل جدید شبکه های WLAN با معماری مرکزی، امکان پذیر می کند . یکی از بهترین کاندیدای موجود، پروتکل LWAPP است که توسط چندین سازنده و شرکت بزرگ مخابراتی همچون NTT DOCOM یا شرکت تلفن ژاپن ،‌Legra Chanty ، Proxim ، Dlink و Symbol پیشنهاد شده است .
▪ کنسرسیوم کارت هوشمند WLAN: این کنسرسیوم با هدف گسترش استفاده از کارت های هوشمند در تجهیزات همراه کامپیوترهای کیفی و PDP ها به منظور استفاده توسط شرکت های تلفن همراه و فراهم کنندگان خدمات اینترنت بی سیم تشکیل شده است .
● نگاهی به وضعیت فناوری مرتبط
بازار ارتباطات همزمان صوت و دیتا، در حال حاضر در انحصار نسل دوم شبکه های سلولی است که بیش از ۹۷ درصد بازار تلفن همراه را به خود اختصاص داده اند. فناوری های کلیدی این گروه عبارتند از: GSM ، cdmaOne ، TDMA و PDC/PHS . در میان متداول ترین گزینه GSM مجهز به GPRS است که نرخ ارسال اطلاعاتی بالغ بر ۴۰ کیلوبیت در ثانیه دارد . نسخه پیشرفته تر این فناوری موسوم به EDGE این مقدار را به سه برابر می رساند. در cdmaOne نیز نرخ تبادل دیتا ۴۶kbps می باشد.
نسل سوم شبکه تلفن همراه ، تبادل دیتا را به مرابت، سریع تر از مقادیر فوق انجام می دهد. در UMTS سرعت به ۳۸۴ کیلو بیت در ثانیه می رسد و در HSDPA نرخ تبادل به پنج برابر این مقدار نزدیک به ۲ مگا بیت در ثانیه خواهد رسید.
در بخش کاربردهای تلفن بی سیم داخلی ، سال ها از پیشتازی فناوری DECT می گذرد. ولی با وجود ارزانی نسبی این فناوری ،‌آینده آن در سایه پیشرفت فناوری انتقال بر روی شبکه های محلی بی سیم قرار گرفته است . VOWLAN می تواند مکملی برای فناوری های تلفن سلولی در محیط های hotspot به حساب آید. ولی محدودیت فضای تحت پوشش این فناوری، به کارگیری WiMAX را در مناطق وسیع تر پیشنهاد می کند که به hot zone موسومند. WiMAX تمامی قابلیت های WLAN را در حوزه ای به گستردگی چند ده کیلومتر ارائه می دهد.
فناوری بسیار جدید Mobil-Fi که تحت کد۸۰۲.۲۰ استاندارد گردیده ، قادر به ایجاد ارتباط میان پایانه هایی است که با سرعت ۲۵۰ کیلومتر در ساعت در حرکت می باشند. ولی میزان تبادل نسبتا پایین، آینده این گزینه را نامطمئن ساخته است .
در حوزه اتصالات نزدیک یا شبکه های شخصی ، فعلا حرف اول را Bluetooth می زند، نسخه کم سرعت و بسیار ارزان آن نیز، موسوم به ZigBee در زمینه کاربردهای اتوماسیون خانگی و صنعتی گزینه اول می باشد. در مقابل UWB مناسب کاربردهای فوق سریع در فواصل کوتاه است . UWB ، در کاربردهای متعددی، به کارگرفته خواهد شد که در حال حاضر USB بی سیم اولین نمونه آن ها می باشد.
● معماری جدید برای نسل جدید
لزوم به کارگیری معماری مرکزی برای شبکه های محلی بی سیم ، از حدود سال ۲۰۰۳ مطرح گردید. در ساختار رایج که به صورت توزیع شده می باشد، نقاط دسترسی مسئول اجرای کلید توابع شبکه محلی می باشند و به این ترتیب ، فشار زیادی را تحمل می کنند. در معماری نوین نقاط جدیدی موسوم به کنترل کننده دسترسی به شبکه اضافه می شوند که بخشی از وظایف فوق را برعهده خواهند گرفت .
ایده اولیه این است که با افزایش روز افزون انتظارات از یک شبکه WLAN، AP به تنهایی قادر به اجرای تمامی توابع لازم نمی باشد. به کارگیری معماری متمرکز، راه را برای ارتقای قابلیت های مرتبط با ایمنی، اطمینان ، و کیفیت باز می کند.
در حال حاضر، تنها مشکلی که وجود دارد این است که هرکدام از سازندگان روش خود را در مورد استفاده از ACT دارند. برخی از سازندگان حتی دارای انواع مختلفی از کنترل کننده های دسترسی برای توابع گوناگون شبکه می باشند.
سازنده گان گوناگون از عناوین مختلفی برای ACT استفاده می کنند . به عنوان مثال، در راه حل پیشنهادی شرکت الکاتل ، از WS یا WA به این منظور استفاده می شود و AP نیز به Light AP تبدیل شده است .
WS و WA در واقع رفتار مشابهی دارند. ولی کاربردشان متفاوت است . WS در مواردی که ظرفیت اضافی بر روی سوئیچ شبکه محلی باقی نمانده و یا سوئیچ از انواع قدیمی است و توانایی POE یا انتقال جریان الکتریسیته بر روی شبکه اترنت را ندارد ،‌مناسب است . در مقابل ، WA برای محیط هایی مناسب است که شبکه سیمی با ظرفیت لازم وجود دارد .
در معماری متمرکز ، تمامی فریم های دیتا، میان AP و ACT از طریق پروتکل LWAPP مبادله می گردند و مبادله هر فریم به داخل و خارج شبکه بی سیم از طریق ACT انجام می گیرد.
روی هم رفته مزایای اصلی ناشی از ساختار متمرکز در شبکه های محلی بی سیم را می توان در موضوعات ذیل خلاصه نمود:
۱) حفظ کیفیت خدمات در عین تحرک : از آنجایی که وظایف AP در ساختار جدید منحصر به دریافت و ارسال علایم رادیویی می گردد، پردازنده در آن اشباع نمی شود و قادر خواهد بود تعداد زیادتری ترمینال متحرک را در محدوده خود تحت پوشش قرار دهد و با سرعت بیشتری به رفتارهایی همچون عبور ترمینال محدود از یک AP به AP دیگر، پاسخ دهد.
۲) امنیت : مقابله با حملات امینتی و احزار هویت راحت تر و با تاخیر کمتری انجام می پذیرد. به خصوص در شرایطی که کاربر از محدوده یک سوئیچ بی سیم به محدوده سوئیچ بی سیم دیگری وارد می شود.
۳) مدیریت پذیری : کنترل مدیریت APها از طریق ACT مرکزی به مراتب راحت تر از گذشته انجام می گیرد . پیکربندی APها نیز به صورت یکپارچه و مشترک انجام خواهد گرفت . از طرفی، جمع آوری اطلاعات از چند عدد ACT بسایر ساده تر از جمع آوری همین اطلاعات از مجموعه بزرگی از APها می باشد.
۴) کاهش هزینه های اولیه : عدم نیاز به نصب عناصر اضافی برای دستیابی به قابلیت های امنیتی و کیفیتی ، و پشتیبانی همزمان از چندین باند WLAN به کاهش هزینه ها منجر می گردد.
معماری مرکزی نسل جدید WLAN ، بهترین گزینه برای شرکت های بزرگ جهت ایجاد زیرساخت همگرای صوت و دیتاست که از طریق طیف متنوعی از تجهیزات و پایانه ها، قابل دسترسی باشد.

منبع : شبکه فن آوری اطلاعات ایران