802.11-n

امروز مي خوام راجع به يك دستگاه جديد كه در آينده نزديك استاندارد مي شه براتون توضيح بدم

اين مقاله كامل و جامعي است و خواهش مي كنم هر كس كه اين مقاله رو خوند و ازش استفاده كرد يك نظر هم تو آرشيو بگذاره ممنون ميشم.

و اما مقاله.

مقدمه

استاندارد 802.11n در حال تکامل است و کارهای زیادی برای ارتقای عملکرد متقابل بین سخت افزارهای ساخته‌شده براساس نسخه‌های اولیه این استاندارد، در حال انجام است.

802.11n با توان كاري بالا و رسيدن به آستانه 100 Mbps، نشان مي‌دهد كه براي اولين‌بار فناوري بي‌سيم رقيب شبكه‌هاي كابلي Fast Ethernet شده است. البته جك‌هاي Ethernet تا مدت‌ها ناپديد نخواهد شد. 802.11n با محاسبه اين چشم‌انداز آمده است كه باعث برتري شبكه‌هاي بي‌سيم بر شبكه‌هاي كابلي شود. اين استاندارد تا سال 2008 كامل نخواهد شد، اما محصولات زيادي كه از Pre-N استفاده مي‌كنند، كم‌كم در قفسه فروشگا‌ه‌ها ظاهر مي‌شوند. بر اساس پيش‌نويس استاندارد نهايي، اين محصولات ميزان عبور و توان عملياتي بالاتري را هم براي AP (Access Point) و هم براي دستگاه‌‌هاي ميزباني كه از چيپ‌ست‌هاي مشابه از يك توليدكننده استفاده مي‌كنند، ارائه مي‌نمايند. اين تشابه شايد براي ادارات كوچك يا خانه‌ها خوب باشد، اما براي مكان‌هاي حرفه‌اي Pre-N مزيت چنداني ندارد؛ چرا كه اكثر دستگاه‌هاي كاربران فقط از استانداردهاي كم سرعت‌تر 802.11a/b/gپشتيباني مي‌كنند و به روز كردن تمام دستگاه‌ها به Pre-N يك كار غيرعملي است.

  

تاريخچه

امروزه با بهبود عملكرد، كارآيی و عوامل امنيتی، شبكه‌های بی‌سيم به شكل قابل توجهی در حال رشد و گسترش هستند و استاندارد IEEE 802.11 استاندارد بنيادی است كه شبكه‌های بی‌سيم بر مبنای آن طراحی و پياده سازی می‌شوند.

در ماه ژوئن سال 1997 انجمن مهندسان برق و الكترونيك (IEEE) استاندارد IEEE 802.11-1997 را به عنوان اولين استاندارد شبكه‌های محلی بی‌سيم منتشر ساخت. اين استاندارد در سال 1999 مجدداً بازنگری شد و نگارش روز آمد شده آن تحت عنوان IEEE 802.11-1999 منتشر شد. استاندارد جاری شبكه‌های محلی بی‌سيم يا همان IEEE 802.11 تحت عنوان ISO/IEC 8802-11:1999، توسط سازمان استانداردسازی بين‌المللی (ISO) و مؤسسه استانداردهای ملی آمريكا (ANSI) پذيرفته شده است. تكميل اين استاندارد در سال 1997، شكل‌گيری و پيدايش شبكه‌سازی محلی بی‌سيم و مبتنی بر استاندارد را به دنبال داشت. استاندارد 1997، پهنای باند 2 Mbps را تعريف می‌كند با اين ويژگی كه در شرايط نامساعد و محيط‌های دارای اغتشاش (Noise) اين پهنای باند می‌تواند به مقدار 1 Mbps كاهش يابد. روش تلفيق يا مدولاسيون در اين پهنای باند روش DSSS است. بر اساس اين استاندارد پهنای باند 1 Mbps با استفاده از روش مدولاسيون FHSS نيز قابل دستيابی است و در محيط‌های عاری از اغتشاش (Noise) پهنای باند 2 Mbps نيز قابل استفاده است. هر دو روش مدولاسيون در محدوده باند راديويی 2.4 GHz عمل می‌كنند. يكی از نكات جالب توجه در خصوص اين استاندارد استفاده از رسانه مادون قرمز علاوه بر مدولاسيون‌های راديويی DSSS و FHSS به عنوان رسانه انتقال است. ولی كاربرد اين رسانه با توجه به محدوديت حوزه عملياتی آن نسبتاً محدود و نادر است.

از استانداردهاي بي‌سيم پياده‌سازي شده در شبكه مي‌توان به 802.11b و 802.11a و 802.11g اشاره كرد كه تكنولوژي جديد 802.11n نيز در راه است ولي هنوز استاندارد نشده.

نسخه پيش‌نويس  802.11n  در مارس 2003 ارائه شد اما لازم به ذكر است كه گروهي از فروشندگان از سه‌ ماهه دوم سال 2006 اقدام به عرضه محصولات مبتني بر پيش‌نويس Draft 1.0 اين استاندارد نمودند تا جايي كه در سال 2007 چيپ‌ست‌هاي عرضه شده مبتني بر پيش‌نويس 802.11n  حدود 20% از مجموع چيپ‌ست‌هاي عرضه شده به بازار را تشكيل مي‌دادند.

  

  شبكه‌هاي بی‌سیم به سرعت در حال رشد و توسعه مي‌باشند و غالب شركت‌ها به اين گونه از شبكه‌ها روي آورده‌اند. فراگير شدن ارتباط بی‌سیم، طراحي ساختار امنيتي در محدوده پوشش اين نوع شبكه‌ها را اجتناب‌ناپذير مي‌نمايد.

در دنياي بی‌سیم چيزي به عنوان زير ساخت فيزيكي مانند در، ديوار، قفل و ... وجود ندارد تا بتوان با استفاده از اين وسائل از دسترسي‌هاي غير مجاز به لايه 2(Media Access) يا لايه 1 (Physical) جلوگيري به عمل آورد. براي دسترسي به منابع شبكه‌هاي بی‌سیم كافي است كه يك حمله‌كننده فقط در مجاورت اين شبكه قرار گيرد بدون آن كه به محل حفظ اطلاعات مهم سازمان دسترسي فيزيكي داشته باشد و سه ويژگي مهم اطلاعات را از بين ببرد.

802.11 از استانداردهاي پياده‌سازي شبكه بی‌سیم مي‌باشد كه توسط IEEE ارائه شده است. اين استاندارد شبيه استاندارد 802.3 روي Ethernet مي‌باشد كه در آن پروتكل‌هاي لايه 1و2 استفاده شده است.

توسط تكنولوژي CSMA/CD روي Ethernet، نودهاي شبكه بی‌سیم نيز توسط آدرس MAC حك شده روي كارت‌هاي شبكه، آدرس‌دهي مي‌شوند. اگر چه، 802.11 از سيم به عنوان رسانه در لايه 1 استفاده نمي‌كند و نودها در استاندارد فوق به صورت بی‌سیم و در دامنه‌اي كه توسط دستگاه‌هاي بی‌سیم تعريف مي‌شوند با يكديگر تبادل اطلاعات مي‌نمايند.

شبكه‌هايي كه عمدتأ بر مبناي استاندارد 802.11 طراحي مي‌شوند به يك يا چند Access Point نياز دارند.AP دستگاهي است كه امكان ارتباط بين نودهاي شبكه بی‌سیم با يكديگر و با شبكه مبتني بر سيم را برقرار مي‌سازد. در اين نوع تنظيم كه به  Mode Infrastructure معروف است، نودهاي بی‌سیم براي ارتباط با يكديگر و يا نودهاي موجود در شبكه مبتني بر سيم، مي‌بايست از اين AP ها عبور نمايد. همچنين شبكه‌هاي بی‌سیم مي‌توانند به صورت مستقيم و بر پايه شبكه‌هاي Peer-To-Peer با يكديگر و بدون نياز به AP ها ارتباط داشته باشند.

 

توجه به هسته

افزايش توان كاري شبكه‌هاي بی‌سیم مستلزم تقويت قابل ‌توجه پهناي باند مورد نياز در هسته شبكه است. هر Access point مبتني بر 802.11n قادر خواهد بود توان كاري 100 Mbps داشته باشد. اين مقدار چهار برابر سرعت بيشتر نسبت به 25 Mbps در شبكه‌هاي 802.11a/g است و در نهايت تراكم را در كنترل‌كننده‌هاي توليدكنندگان WLAN افزايش مي‌دهد. به عنوان مثال، يك كنترل‌كننده Access point 100 802.11n  وادار خواهد شد به صورت تئوري با ترافيك 10 Gbps كار كند. البته در حالت بهره‌داري توان كاري 10 تا 25 درصد اين مقدار خواهد بود.

اين راه‌حل چند قسمت دارد، اما هنوز به صورت كامل توسط توليدكنندگان اجرا نشده است. پيش از هر چيز كابل ارتباطي بين كنترل‌كننده و Access point بايد گيگابيتي باشد. هسته شبكه نيز با توجه به ارتباط داخلي لينك‌ها كه امروزه با سرعت 10 Gbps و در آينده 40 Gbps خواهد بود، سريع‌تر خواهد شد.

مسأله مهم ديگر اين است كه رمزنگاري و موتورهاي ديواره آتش كنترل‌كننده‌هاي امروزي بايد پيشرفته‌تر شوند. به عنوان مثال، كنترل‌كننده Aruba 2400 از چهل ‌وهشت، Access point پشتيباني مي‌كند، اما توان ديواره آتش آن 2 Gbps است. شايد امروزه اين مقدار به ايجاد گلوگاه منجر نشود، ولي اگر Access pointها به 802.11n ارتقا يابند، اين سرعت جاي بحث دارد.

به‌رغم وجود اين مشكلات، آينده 802.11n به نظر روشن مي‌رسد. درست است كه نسخه پيش‌نويس استاندارد در ماه May منتشر شده است، ولي تأييد نهايي آن تا سال 2008 اتفاق نخواهد افتاد و اين فرصت به توليدكنندگان داده خواهد شد تا موضوع به روز شدن 802.11n را حل كنند.

براي زمان حال، مديران WLAN بايد روش مهاجرت به 802.11n را بررسي كنند، اما بايد در مورد توسعه دستگاه‌هاي Pre-N هوشيارانه عمل كنند و دستگاه‌هايي را انتخاب نمايند كه حداقل تضمين براي پشتيباني از استاندارد رسمي 802.11n را دارا باشد. به ويژه در حوزه سازماني بهتر است منتظر ماند تا اين استاندارد تدوين شود و قابليت كار دستگاه‌هاي مختلف با يكديگر تضمين شده باشد.

 

 

3/2003 نسخه پیش‌نویس 802.11n ارائه شد که نتیجه آن دوازده هزار توضیح، برای تغییرات ارائه شد.	7/2006 آداپتورهای Pre-N به عنوان یک گزینه انتخابی در سیستم‌های Dell و بعضی نوبت‌بوک‌ها پدیدار شد، ولی قابلیت استفاده برای شرکت‌های تجاری را نداشت.	8/2006 اولین Access Point حرفه‌ای Blue Socket BS AP-1700 معرفی شد.
11/ 2006 انتظار می‌رود پیش‌نویس 802.11n نهایی شود.	اواخر 2007 محصولات مبتنی بر 802.11n همراه با ضمانت در مورد قابلیت ارتقا به استاندارد نهایی عرضه می‌شوند.	اوایل 2008 تصویب استاندارد 802.11n پیش‌بینی می‌شود.
مسیر پیموده شده برای رسیدن به نسخه نهایی 802.11n

 

قابليت‌هاي MIMO 

MIMO اساس فناوري 802.11n است؛ درست مثل فناوري OFDM (Orthogonal Frequency-Devision Multiplexing) كه باعث افزايش سرعت 802.11a/g مي‌شد، MIMO با استفاده از پديده‌اي به نام multipath سرعت 802.11n را افزايش مي‌دهد. مسير چندگانه به اين دليل اتفاق مي‌افتد كه يك سيگنال بين يك Access point  و ميزبان مي‌تواند از چند مسير مستقل عبور كند (همان‌طور كه در شكل نمايان است).

با ارسال جريان اطلاعات مختلف در هر مسير سيگنال (معروف به تسهيم فضايي Spatial Multiplexing) و افزايش توان هر مسير، توان مؤثر كلي نيز افزايش پيدا مي‌كند. البته يك نكته وجود دارد و آن اين‌كه، هر جريان اطلاعات منفرد به يك آنتن روي هر دو سمت فرستنده و گيرنده نياز دارد.

البته شبكه‌هاي 802.11a/b/g از هر دو باند  4/2 گيگاهرتز و 5 گيگاهرتز استفاده مي‌كنند، ولي 802.11n استفاده بهتري از باند 5 گيگاهرتز خواهد كرد. مديران شبكه نياز دارند تجزيه و تحليل‌هاي WLAN خود را با گرفتن بسته‌هاي اطلاعات به صورت بي‌درنگ در Access Point يا كنترل‌كننده به دست آورند. همچنين مديران بايد آگاه باشند كه ميزبان‌هاي قديمي هنگامي‌كه از 802.11n استفاده مي‌كنند، توان كاري كلي را پايين مي‌آورند.

802.11n ،MIMO را تقويت مي‌كند 

2 × 2، 3 × 2، 4 × 4. اين شماره‌ها به سيستم‌هاي جديد گردش چرخ‌ها هيچ ارتباطي ندارند، بلكه دلالت بر اين دارند كه چند آنتن و جريان داده مستقل در دستگاه‌هاي MIMO مورد استفاده قرار مي‌گيرند. يك سيستم 3×2 مي‌تواند دو تا مسير ديتا جداگانه بفرستد و سه تا آنتن دريافت كننده داشته باشد. به عنوان مثال، اضافه كردن آنتن اضافي دريافت سودمند است؛ چرا كه دستگاه به صورت خودكار اطلا‌عات تمامي آنتن‌هاي دريافت را تركيب و رمزگشايي مي‌كند (در نتيجه سيگنال قوي‌تر مي‌شود). اين كار باعث افزايش احتمال انتقال كامل و بدون خرابي اطلا‌عات مي‌شود. اما اين مزيت باعث افزايش هزينه مصرف برق مي‌شود. از اين نظر براي Access Point جاي نگراني وجود ندارد. اما براي لپ‌تاپ‌ها و ديگر دستگاه‌هاي سيار اين مسأله مهم است.

MIMO همچنين مي‌تواند براي افزايش محدوده شبكه‌هاي بی‌سیم توسط روش موسوم به شكل‌دهي پرتو (beam forming) يك انتقال را در جهت ميزبان مورد استفاده قرار دهد. به جاي ارسال اطلاعات روي يك آنتن، همان انتقال اطلاعات مي‌تواند به صورت هوشمندانه انجام شود. اين كار از طريق چند آنتن انجام مي‌شود كه باعث افزايش كيفيت سيگنال دريافتي در قسمت نهايي مي‌شود. البته اين به‌ صورت يك بخش رسمي استاندارد پيش‌نويس نيست، بلكه به اين صورت است كه اين كار براي پشتيباني از پيام راديويي تك و تنظيمات آنتن اضافه شده است كه براي دستگاه‌هاي با مصرف كم، مثل دستگاه فرستنده و گيرنده VoIP، مفيد است.

 

802.11n چگونه كار مي‌كند؟

802.11n در دو باند فركانس 4/2 گيگاهرتز و 5 گيگاهرتز كار مي‌كند كه به ترتيب باند فركانسي 802.11b/g و 802.11a مي‌باشند. اين استاندارد با استفاده از چند جريان داده و چند آنتن در يك كانال واحد به حداكثر سرعت خود مي‌رسد.

خصوصيت چند آنتني را MIMO (Multiple Input Multiple Output) مي‌نامند. حق امتياز MIMO اواخر دهه 1980و قبل از پديد آمدن شبكه‌هاي بی‌سیم ثبت شده است، ولي اين واژه از زماني كه IEEE، استاندارد 802.11n  را پيشنهاد داد، توجه زيادي را به خود جلب كرده است. اين استاندارد هم در كانال 20 مگاهرتز و هم 40 مگاهرتز كار مي‌كند. ولي با استانداردهاي بی‌سیم 802.11b و 802.11a نيز سازگار است؛ (البته درفركانس 20 مگاهرتز.

SISO

درانتقال اطلاعات در سيستم‌هاي بی‌سیم و از طريق امواج راديويي، به طور سنتي از يك آنتن در گيرنده و از يك آنتن در فرستنده استفاده مي‌شود. اين سيستم  به نام Single Input Single Output يا SISO شهرت دارد. در اين مدل فرستنده و گيرنده (هر دو) از يك زنجيره RF  (كدكننده و ديكد كننده) استفاده مي‌نمايد. پياده سازي SISO ارزان و ساده بوده و تقريباً از زمان پيدايش تكنولوژي راديو مورد استفاده قرارگرفته است. از موارد كاربرد آن مي‌توان در راديو و تلويزيون و همچنين تكنولوژي بی‌سیم شخصي (Blutooth، WI-FI) استفاده كرد.

 

 

SIMO

جهت افزايش كارايي انتقال اطلاعات، تكنيك چند آنتن در گيرنده به وجود آمد. سيستمي كه جهت ارسال (انتقال) اطلاعات از يك آنتن و جهت دريافت اطلاعات از چندين آنتن استفاده مي‌نمايد به SIMO (Single Imput, Multiple Output) شهرت يافت.

 

 

MISO

سيستمي كه از چند آنتن در فرستنده و يك آنتن در گيرنده استفاده مي‌كند به نام MISO يا (Multiple Input Single Output) شناخته مي‌شود. اين تكنيك به نام STC (Space Time Coding) معروف است. انتقال اطلاعات در اين سيستم از طريق دو آنتن فرستنده و فاصله زماني مشخص انجام مي‌شود به بيان ديگر اطلاعات توسط دو آنتن در دو زمان متفاوت به طور مستمر ارسال مي‌شود.

 

 

MIMO

جهت افزايش توان عملياتي يك لينك راديويي، چندين آنتن در هر دو قسمت فرستنده و گيرنده قرار داده مي‌شود. اين سيستم را MIMO يا Multiple Input Multiple Output مي‌نامند.  در اين تكنيك تعداد آنتن‌هاي دوطرف (فرستنده و گيرنده) يكسان مي‌باشد و امكان چند برابركردن Throughput فراهم مي‌شود. به طور مثال يك سيستم 2x2 MIMO ، Throughput را دو برابر خواهد كرد. آنتن‌ها در هر يك از نقاط انتهايي يك ارتباط جهت كاهش خطا و بهينه نمودن سرعت انتقال داده به كار مي‌روند. MIMO يكي از چندين روش آنتن‌هاي هوشمند است.

در سيستم‌هاي بی‌سیم معمولي يك آنتن در مبدأ و آنتن ديگر در مقصد قراردارد. در اين گونه سيستم‌ها Noise محيط دركيفيت ارتباط تاثير گذاشته و مشكلات ارتباطي را افزايش خواهد داد. به طور مثال وقتي موج الكتريكي با موانعي نظير تپه‌ها، دره‌ها، ساختمان‌ها و كابل‌هاي فشار قوي برق برخورد مي‌كنند پراكنده شده و در مسيرهاي مختلف به سمت هدف حركت مي‌كند و بخش‌هايي از سيگنال كه با تاخير به گيرنده مي‌رسند سبب ايجاد مشكل خواهند شد. محو شدن سيگنال، انكسار سيگنال و به وجود آمدن فاصله بين سيگنال‌ها از جمله مشكلات به وجود آمده هستند.

در سيستم‌هاي ارتباطي ديجيتالي نظير سيستم اينترنت بی‌سیم، اين مشكلات سبب كاهش سرعت دسترسي و بالا رفتن خطاي ارتباطي خواهد شد. استفاده دو يا چند آنتن در مسير انتشار سيسگنال‌ها در مبدأ و مقصد مشكلات ناشي از پراكندگي سيگنال‌ها را از بين خواهد برد و حتي از اين خاصيت جهت برقراري ارتباطي مطمئن‌تر استفاده مي‌نمايد.

 

وضعیت فعلی 802.11n

صنعت IT از سپتامبر 2003، يعني زماني كه براي اولين بار IEEE با درخواست مجوز پروژه اين استاندارد موافقت كرد، به دنبال شبكه بی‌سیمي بوده كه سرعت شبكه‌هاي كابلي را داشته باشد. در آغاز، گروه توسعه 802.11n اميدوار بود اين استاندارد در اواخر 2005 تصويب شود تا كاربران بتوانند پس از مدت كوتاهي، از محصولات جديد استفاده كنند. اما برخي مخالفان در گروه توسعه‌دهندگان سرعت پيشرفت را كند كردند. در حال حاضر نيز توسعه اين استاندارد به‌ رغم تلاش براي گرفتن موافقت سه گروه ذينفع، هنوز به نتيجه مطلوب نرسيده است.

به‌‌ رغم نارضايتي IEEE، بعضي از شركت‌ها محصولات خود را بر اساس پيش‌‌نويس اوليه استاندارد 802.11n به بازار عرضه كرده‌اند. براي مثال، در ماه آوريل هم Linksys (شاخه محصولات مصرفي سيسكو) و هم Netgear محصولات مبتني بر پيش ‌طرح استاندارد 802.11n خود را كه به چيپ‌ست‌هاي True MIMO ساخت Airgo Networks  مجهز بود معرفي كردند. Linksys ‌همچنين توليد روتر Wireless-N را همراه با كارت شبكه شروع كرد. Netgear نيز با عرضهRange Max Next  كار خود را شروع كرده است.

Belkin  سازنده N-1 و D-Link نيز با Range Booster N خود  APها، روترها و كارت‌هاي شبكه Pre-N  را ارائه مي‌كنند. به علاوه، Atheros ،Broadcom ،Airgo  و Marvel همگي چيپ‌هاي خود را براساس پيش‌نويس استاندارد 802.11n ارائه مي‌دهند.

در عين حال تست‌‌هاي اوليه نتايج متفاوتي داشته‌اند، اما مي‌توان گفت اين محصولات به ميزان قابل ملاحظه‌اي سريع‌تر از محصولات 802.11a/b/g هستند.

البته پيش‌نويس اين استاندارد ممكن است براي مصارف اداري خانگي راه حل موقتي مناسبي باشد، اما تحليلگران عموماً نسبت به استفاده از آن در مؤسسات بزرگ هشدار مي‌دهند. مؤسسه مشاوره فناوري گارتنر در ماه می 2006 در مقاله‌اي هشدار داده بود كه توليد محصولات بر اساس پيش‌نويس استاندارد، مسير پيشرفت آن را منحرف مي‌كند؛ حتي اگر آن‌ها دقيقاً خصوصيات پيش‌نويس را رعايت كرده باشند.

بعضي از شركت‌هاي توليدكننده محصولات با استفاده از Pre-N اعلام مي‌كنند هيچ تضميني وجود ندارد كه محصولات مبتي بر استاندارد اوليه بدون هيچ دردسري به محصولات با استاندارد رسمي سازگار باشند.

با اين همه، بسياري از شركت‌هاي بزرگ توليد‌كننده سخت‌افزارهاي WLAN، محصولاتي را كه به طور مستقيم بر اساس نسخه اوليه استاندارد 802.11n تهيه شده‌اند، ارائه نمي‌دهند.

البته هنوز بعضي از اين شركت‌ها درصدد عرضه محصولاتي جديد با پشتيباني از MIMO هستند و در عين حال تأكيد مي‌كنند كه اين محصولات بر اساس نسخه پيش‌نويس 802.11n نيستند.

در اين ميان سيسكو روي يك AP تغيير‌پذير كار مي‌كند كه به كاربر اجازه استفاده از Pre-N MIMO يا طرح اوليه 802.11n را مي‌دهد. ولي هرگاه استاندارد 802.11n آماده شد، مي‌توانيم آن را جايگزين كنيم؛ بدون اين‌كه مجبور باشيم كل AP را تعويض كنيم. با اين حال شركت سيسكو همچنان بايد به آگاه كردن افكار عمومي نسبت به امكان‌پذير بودن چنين قابليتي در محصول جديد ادامه دهد.

 

آزمایش‌های انجام گرفته بر روی 802.11n

مشخصات جدیدترین استاندارد LAN بی‌سیم، یعنی 802.11n هنوز به تصویب نهایی نرسیده است، اما این امر مانع آن نمی‌شود که سازندگان سیستم‌های الکترونیکی محصولاتی بر اساس نسخه‌های اولیه این استاندارد ارائه نکنند. آیا این استاندارد جدید ارزش ریسک کردن را دارد؟ اگر انتظار دارید تجربیات شما در زمینه بی‌سیم آسان، قابل اعتماد و سازگار باشد، می‌توانید از نتایج اعلام شده آزمایش‌های eWEEK استفاده کنید.

در مشخصات استاندارد 802.11n، نرخ بیت بسیار بالاتر از 100 Mbps در نظر گرفته شده است و این برای کاربرانی که اشتهای آن‌ها برای عملکرد بهتر سیری‌ناپذیر است، تا حدودی وسوسه‌انگیز به نظر می‌آید. اما محصولاتی که براساس نسخه‌های اولیه این استاندارد تهیه شده‌اند، ممکن است با محصولاتی که بر اساس استاندارد نهایی ساخته خواهند شد، قابل مقایسه نباشند. این امر بدان معنی است که با ارائه محصولات واقعی و نهایی این استاندارد، باید شاهد افزایش چشمگیر یا حتی تغییر و تکامل همه جانبه در آن باشیم؛ که ممکن است روزی در سال آینده باشد!

شرکت‌های Atheros و Broadcom طی یک اعلامیه مشترک بیان داشتند محصولاتی که از چیپ‌ست‌های بی‌سیم آن‌ها استفاده می‌کنند، می‌توانند با هم کار کنند. این چیپ‌ست‌ها براساس نسخه اولیه طرح پیشنهادی استاندارد 802.11n ساخته شده است. بعد از این اعلام، eWEEK تصمیم گرفت این ادعا را بیازماید.

آزمایش‌ها نشان می‌دهند که محصولاتی که از چیپ‌ست‌های شرکت‌های مختلف استفاده می‌کنند، می‌توانند با یکدیگر کار کنند، ولی این کارکرد متقابل به آسانی به دست نمی‌آید و چندان هم ثابت و قابل اعتماد نیست. بهترین توصیه برای خریداران این محصولات، اعم از شرکت‌ها و هم کاربران، یک چیز است: از محصولات کارخانه‌های مختلف استفاده نکنید. از سوی دیگر، بعد از ارائه این محصولات در بهار امسال، شاهد تکامل و تطبیق سریع این سخت‌افزارها هستیم.

برای انجام آزمایش‌ها چهار سیستم سخت‌افزاری مورد استفاده قرار گرفتند. این سخت‌افزارها با استفاده از چیپ‌ست‌های سه شرکت ساخته شده‌اند که این شرکت‌ها هم اکنون محصولاتی بر اساس استانداردهای اولیه 802.11n به بازار ارائه می‌کنند:

1- مسیریاب (WNR854T RangeMax Next) Wireless Router-Gigabit Edition و كارت شبكه (WNRS11T RangeMax Next) Wireless Network Adaptor-Gigabit Edition كه بر اساس فناوري TopDog شركت Marvell طراحي و ساخته شده‌اند.

2 – مسیریاب (FSD8231) Belkin N1 Wireless Router-4 و كارت شبكه (FSD8011) Belkin N1 Notebook Card كه از چيپ‌ست Communication Xspan شركت Atheros ساخته شده است.

3 - مسیریاب و Access Point (WZR-G300N & Buffalo Technology's Nfiniti Wireless-N Router) Access و كارت شبكه (WLI-CB-G300N Buffalo Technologh's Nfiniti Wireless Notebook Adaptoor) كه از چيپ‌ست Buffalo Intensi-fi شركت Broadcom استفاده مي‌كند.

4 – مسیریاب (WRT 300N) Linksys Wireless-N Broadband Router و کارت شبکه (WLI-CB-G300N) Linksys Wireless-N Broadband Notebook Adaptor که هر دو براساس چیپ‌ست Linksys شرکت Broadcom ساخته شده‌اند. در زمان انجام آزمایش‌ها Linksys میان‌افزار مسیریاب را به نسخه 193.3 ارتقا داده بود. بنابراین عملکرد این سیستم در فواصل دور اندکی بهبود نشان می‌داد.

آزمایش‌یک نشان داد که در فواصل نزدیک محصولات Netgear دارای بیشترین میزان بیت است. یعنی میزان بیت واقعی آن به 130 Mbps هم می‌رسد. اما وقتی کاربر شروع به دور شدن از سرور می‌کند، عملکرد آن به‌ طور قابل ملاحظه‌ای دچار افت می‌شود. زوج Belkin هم در فواصل دور عملکرد خوبی ندارد و در فواصل نزدیک هم نتوانست به مرز 100 Mbps دست پیدا کند. هر دو محصول Linksys و Buffalo هم که براساس چیپ‌ست‌های شرکت Broadcom ساخته شده‌اند، به راحتی با سرعت‌های بالا با همدیگر کار می‌کنند.

توصیه ما به کاربرانی که می‌خواهند از محصولات گوناگونی که براساس استاندارد 802.11n ساخته شده‌اند، استفاده کنند، این است که در حد امکان از محصولات یک شرکت استفاده کنند. به نظر می‌رسد که سخت‌افزارهای Broadcom بیشتر از سایر محصولات از خود سازگاری نشان می‌دهند. به ویژه کاربران باید توجه داشته باشند که نسخه درایو، میان‌افزار کلاینت و مسیریاب شبکه یکسان باشند. البته دستیابی به این امر قدری دشوار است؛ زیرا Buffalo و Linksys از ویرایش‌های مختلفی برای نرم‌افزار مسیریاب شبکه استفاده می‌کنند. در محصولاتی که مورد آزمایش قرار داده شده بود به این نتیجه رسیدیم که Buffalo از یک درایو جدیدتر برای کاربر استفاده می‌کند. در حالی‌که نرم‌افزاری که Linksys برای مسیریاب به کار می‌برد، جدیدتر است.

همانطور که در اعلامیه مشترک Atheros و Broadcom عنوان شده است، محصولات آن‌ها می‌توانند در سرعت‌های بالا با یکدیگر کار کنند، هرچند این سازگاری تنها بین زوج‌های معینی وجود دارد. با اتصال کارت شبکه Atheros به هر یک از مسیریاب‌های Broadcom و آزمایش این شبکه به نتایج قابل قبولی می‌‌رسیم:

در حدود 70 تا 90 Hbps. هرچند این میزان نرخ بیت کمتر از مقداری است که در آن اعلامیه مشترک عنوان شده است،  باز هم برای ما قابل قبول است.

استفاده از کارت شبکه Broadcom و مسیریابی Belkin خود قضیه دیگری است. برخلاف این واقعیت که سرعت انتقال باید حول و حوش 300 Mbps باشد، متأسفانه تحت این شرایط شاهد عملکرد ضعيفی (کمتر از 20 Mbps) هستیم.

محصولات شرکت Marvell در کار با سایر محصولات در سرعت‌های بالا‌ از خود سازگاری زیاد نشان نداد. حداکثر سرعت در این شرایط به حداکثر سرعت پیش‌بینی شده در استاندارد 802.11g، یعنی 54 Mbps می‌رسد. در شرایط کار عادی هم این سیستم عملکردی مشابه شرایط کار عادی استاندارد 802.11g دارد (یعنی در حدود 22 Mbps تا 20).

Netgear دارای دو خط تولید مختلف است که هر یک براساس نسخه‌های اولیه متفاوتی از استاندارد 802.11n، محصولات خود را تولید می‌کنند (با استفاده از سخت‌افزارهای Marvell و Broadcom) این محصولات مختلف نمی‌توانند با سرعت‌های بالا با یکدیگر کار کنند. مصرف‌کنندگانی که از سخت‌افزارهای ساخت شرکت Netgear استفاده می‌کنند باید دقت داشته باشند که کارت شبکه و مسیریاب آ‌ن‌ها بتواند با سرعت‌های زیاد با هم کار کند. محصولاتی از Netgear که نام آن‌ها با حرف T ختم می‌شود، بیانگر محصولات سازگار با Marvell است و آن‌هایی که نام آن‌ها به حرف B ختم می‌شود، محصولات سازگار با Broadcom را نشان می‌دهد.

 

سازگاری با استانداردهای قدیمی‌تر

محصولاتی که براساس نسخه‌های اولیه استاندارد 802.11n ساخته شده‌اند و نیز محصولاتی که براساس نسخه اصلی تهیه خواهند شد، احتمالاً به همراه سیستم‌های قدیمی‌تر موجود، که براساس استاندارد 802.11g ساخته شده‌اند و دارای گواهی Wi-Fi هستند، به کار خواهند رفت. در این‌جا سازگاری و امکان کارکرد متقابل مسیریاب‌ها و کارت‌های شبکه ساخته شده براساس نسخه اولیه استاندارد 802.11n با محصولات قدیمی‌تر مبتنی بر استاندارد 802.11g را مورد آزمایش قرار خواهیم داد.

در این مجموعه آزمایش‌ها تمام مسیریاب‌هایی که بر پایه استاندارد 802.11n تهیه شده‌اند را با کارت شبکه Intel Pro/Wireless 3945ABG  در مجموعه آزمایشی Lenovo Group ThinkPad T60S مورد آزمايش قرار گرفت. همچنین تمام کارت‌های شبکه که براساس نسخه اولیه استاندارد 802.11n ساخته شده‌اند با مسیریاب Cisco Aironet 1200 accell point آزمايش شد. در هر آزمایش پارامترهای زیر اندازه‌گيري گرديد: حداکثر نرخ بیت، عملکرد با افزایش فاصله و امکان رمزدار کردن داده.

وقتی از مسیریاب‌های مبتنی بر استاندارد 802.11g به همراه کارت‌های شبکه استانداردهای اولیه 802.11n  استفاده شود، عملکرد در مسافت‌های طولانی نسبت به وقتی که شبکه تماماً از اجزای 802.11g ساخته شده  است، به میزان غیرقابل انکاری بهبود می‌یابد.

در آزمایشی که در فاصله 95 فوت با مسیریاب سیسکو به همراه کارت شبکه اینتل انجام گرفت، در بهترین شرایط نرخ بیت برابر با  3.3 Mbps بود. ولی با به کاربردن کارت‌های شبکه مختلف که براساس نسخه‌های اولیه استاندارد 802.11n تهیه شده بودند، به همراه مسیریاب سیسکو در همان فاصله، عملکرد کلی به میزان سه تا چهار برابر بهبود یافت.

نرخ بیت مربوط به کارت شبکه Linksys در این آزمایش برابر 3.3 Mbps بود. با استفاده از کارت شبکه Belkin میزان نرخ بیت به 15 Mbps ارتقا یافت. (عملکرد کارت‌های شبکه Buffalo و Netgear در بین این دو قرار داشت).

وقتی مسیریاب‌های 802.11n با کارت شبکه 802.11g استفاده شد، دامنه عملکرد ارتقا يافت، ولی تحت این شرایط با یک مشکل جدی روبه‌رو شد. وقتی کارت شبکه اینتل به همراه مسیریاب‌های Links، Buffalo و Netgear به کار برده شد، تحت شرایطی خاص، پهنای باند به میزان غیر قابل پیش‌بینی کاهش يافت. یعنی وقتی انتظار داریم 22 Mbps باشد، به 6 Mbps می‌رسد.

بعداً مشخص شد که علت این مسأله، ناسازگاری کارت شبکه Centrino با روشی است که مسیریاب‌های Broadcom برای ساختن کانال‌های 20 MHz، که سیستم‌های استاندارد 802.11g از آن استفاده می‌کنند، در کانال وسیع‌تر 40 MHz به کار می‌برد. در هر دو مسیریاب Broadcom، این انتخاب را داشتیم که کانال باریک را در نیمه بالا یا پایین کانال وسیع قرار دهیم (اگر شماره 7 را به کانال وسیع نسبت دهیم، کانال باریک می‌تواند شماره 5 یا 9 باشد).

در حین آزمایش اين موضوع روشن شد که سازگاری مسیریاب‌های استاندارد 802.11n با کارت شبکه قدیمی‌تر Centrino، با تخصیص کانال باریک به نیمه بالا، کمتر می‌شود. بنابراین اعداد و ارقامی که در این‌جا آورده خواهد شد، برای حالتی است که کانال باریک به نیمه پایین اختصاص داده شده است.

 

داده بیشتر؛ امنیت بالاتر

اکنون که به توانایی انتقال حجم زیادی از اطلاعات در زمانی کوتاه دست یافتیم، می‌خواهیم قابلیت رمزنگاری اطلاعات را توسط تجهیزات سخت‌افزاری بررسی کنیم:

تمام بخش‌های بی‌سیم با استفاده از WPA2 (Wi-Fi Protected Access 2)  که از استاندارد رمزنگاری AES (استاندارد رمزنگاری پیشرفته) استفاده می‌کند، تجهیز شد.

هر زوج از محصولات در همان فاصله‌هایی که برای اندازه‌گیری نرخ بیت مورد آزمایش قرار داده شده بود، مجدداً  آزمایش شد. چون تنها نتایج با سرعت‌های بالا برای مهم است، تنها نتایج اندازه‌گیری در فاصله چهل فوت استفاده شد.

عملکرد زوج Netgear بیش از همه در اثر رمزنگاری کاهش یافت. نرخ بیت به خاطر رمزنگاری به میزان قابل توجه 23 درصد تقلیل یافت (ولی به هر حال به نرخ جالب توجه 97.8 Mbps رسید). عملکرد زوج Belkin در اثر رمزنگاری چهارده درصد کاهش یافت و به 97 Mbps رسید. خصوصیات زوج Linksys تقریباً بدون تغییر باقی‌‌ماند.

عملکرد زوج Buffalo بعد از رمزنگاری حتی کمی بهبود یافت. هر چند به دلیل نبود امکان پشتیبانی کامل برای WPA2، نتایج آزمایش برای Buffalo بدتر شد. بنابراین محصولات Buffalo را با WPA که از استاندارد AES استفاده می‌کند، مورد آزمایش قرار گرفت. AES یک جزء اختیاری از WPA اصلی است. در واقع الگوریتم رمزنگاری اصلی آن TKIP است).

یک گزینه انتخابی برای مسیریاب‌های Buffalo Nfiniti نیست. همچنین محققین موفق به ایجاد یک ارتباط کامل برای کارت شبکه Nfiniti (وقتی از ابزار پیکربندی بی‌‌سیم Client-Manager3 استفاده شد)، در یک شبکه با WPA2 شدند. گاهی، هنگامی که از یک ابزار جانبی در ویندوز XP استفاده می‌شد (وقتی مسیر WPA2 نصب شده بود)، محققین می‌توانستند با یک شبکه که از رمزنگاری Wpa2 استفاده می‌کند، ارتباط برقرار کنند. اما این اتصال ممکن بود از یک شبکه به شبکه دیگر قطع شود و حتی نمی‌توان به کارکرد آن در همان شبکه هم اطمینان داشت.

در ابتدا محققین موفق به فعال کردن عملیات رمزنگاری بر روی مسیریاب شبکه Belkin N1 نشدند که در گفت‌وگو با نمایندگان آن شرکت، متوجه شدند که در ساختار N1 یک مشکل عمده وجود دارد: وقتی مسیریاب طوری تنظیم می‌شود که هر یک از الگوریتم‌های رمزنگاری AES یا TKIP را پشتیبانی کند، کاربر شبکه نمی‌تواند تشخیص دهد که شبکه در وضعیت رمزنگاری قرار دارد و بنابراین می‌کوشد بدون انجام هیچ‌گونه عملیات رمزنگاری به شبکه متصل شود.

هر چند این مسأله، مشکلی در انجام آزمایش‌ها نبود، در واقع در پایان، نرم‌افزار مسیریاب را دوباره نصب کردند، تا عملیات رمزنگاری به‌طور صحیح انجام شود.

 

عملكرد كلي شبكه‌هاي بي‌سيم

همان گونه كه اشاره شد اين تكنولوژي سرعت بالا و امنيت را در بر دارد و به دليل بهره‌بري از تكنيك امواج ماهواره‌اي الكترومغناطيسي (راديويي و مادون قرمز) توان عملياتي شبكه‌اي بالايي دارد و در حال حاضر در اكثر موارد نظير شركت‌ها و بيمارستان‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

البته لازم به ذكر است با توجه به اين كه هنوز 802.11n به تصويب نهايي نرسيده است لذا در مورد تكنولوژي مورد استفاده در 802.11n هنوز اطلاعات دقيقي در دست نيست و ويژگي‌هاي ذكر شده با توجه به استاندارهاي قبلي مي‌باشد.

تكنولوژي‌هاي مطرح عبارتند از:

E FHSS

E DSSS

E IR

 

E FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)

به طور كلي براي ارتباطات نظامي طراحي شده است. FHSS سيگنال‌هاي داده ديجيتال را به چندين فركانس گسسته در بازه زماني 4/2 گيگاهرتز تبديل مي‌كند. در اين تكنيك FHSS از يك باند باريك به نام باند حامل، به گونه‌اي استفاده مي‌كند كه، بازه فركانس ارسالي با يك الگوي مشخص براي گيرنده و فرستنده در حال تغييراست. دنباله‌هاي متفاوتي مي‌توان روي يك شبكه محلي بي‌سيم راه‌اندازي كرد. بنابراين بين شبكه‌هاي محلي بي‌سيم فرعي تداخلي پيش نمي‌آيد.

در اين تكنيك نرخ انتقال داده 3 مگابيت مي‌باشد و تا رنج 100 فوت را حمايت مي‌كند.

 

E DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)

DSSS  سيگنال‌هاي داده ديجيتال را به سه فركانس مختلف در باند 4/2 تقسيم مي‌كند. در اين تكنيك يك الگوي مشخص از بين‌ها براي هر بيت ارسالي از اطلاعات ساخته مي‌شود. (تكنيك XOR) اين الگو چيپ ناميده مي‌شود و هر چه طول چيپ بيشتر باشد احتمال دستيابي به اطلاعات كمتر و امنيت بيشتر مي‌شود. (البته به پهناي باند بيشتري نياز است). نرخ انتقال اطلاعات به اندازه 11 مگابيت مي‌باشد و بيشتر براي سرعت‌هاي بالاو مسافت‌هاي طولاني به كار مي‌رود.

 

E IR (Infera Red)

اين تكنولوژي از نور براي انتقال اطلاعات استفاه مي‌كند و سرعتي معادل 100 مگابيت و يا بالاتر دارد. امنيت در اين سيستم‌ها بسيار بالا است. قدرت كم و هزينه كم اين تكنولوژي باعث شده است تا آن‌ها Range كمي را حمايت كنند ولي تا فواصل چندين مايل را حمايت مي‌كند. اگر چه عواملي مانند هواي سرد و احتاج به ديد مستقيم از عملكرد صحيح سيستم جلوگيري مي‌كند.