انواع تکنولوژی‌های شبکه بیسیم ،تاریخچه ارتباط شبکه بیسیم

ارتباط بی سیم شبکه چیست؟

اصطلاح شبکه بی سیم به ارتباط یا انتقال اطلاعات از راه دور بدون نیاز به سیم، کابل یا هر رسانای الکتریکی دیگری اشاره دارد.اصطلاح ارتباطات بی سیم در قرن نوزدهم معرفی شد و فناوری ارتباطات بی سیم در سال های بعد توسعه یافت. یکی از مهمترین ابزارهای انتقال اطلاعات از یک دستگاه به دستگاه دیگر است. در این فناوری با استفاده از امواج الکترومغناطیسی مانند IR، RF، ماهواره و غیره می توان اطلاعات را بدون نیاز به کابل یا سیم یا سایر رساناهای الکترونیکی از طریق هوا منتقل کرد. در عصر حاضر، فناوری ارتباطات بی سیم به انواع بی سیم اطلاق می شود مانند دستگاه ها و فناوری های ارتباطی از تلفن های هوشمند، رایانه ها، لپ تاپ ها، فناوری بلوتوث، چاپگرها و غیره.

ارتباطات بیسیم نقش مهمی در زندگی روزمره و شبکه و ارتباطات زیر ساخت شبکه و راه اندازی شبکه دارد. انتقال داده ها یا اطلاعات از یک مکان به مکان دیگر به صورت بی سیم به عنوان ارتباط بی سیم نامیده می شود. اطلاعات از طریق کانال های کاملاً مشخص از چند متر تا صدها کیلومتر در سراسر دستگاه ها منتقل می شود.به طور کلی، در یک سیستم ارتباطی، اطلاعات از فرستنده به گیرنده ای که در فاصله محدودی قرار می گیرند، منتقل می شود. با کمک ارتباطات بی سیم، فرستنده و گیرنده را می توان در هر جایی بین چند متر (مانند کنترل از راه دور تلویزیون) تا چند هزار کیلومتر (ارتباطات ماهواره ای) قرار داد.

ما در دنیای ارتباطات زندگی می کنیم و ارتباطات بی سیم بخش مهمی از زندگی ما است. برخی از سیستم‌های ارتباط بی‌سیمی که در زندگی روزمره مورد استفاده قرار می‌گیرند عبارتند از: تلفن‌های همراه، گیرنده‌ های GPS، کنترل از راه دور، بلوتوث صوتی و Wi-Fi و غیره.

سیستم‌های ارتباطی می‌توانند با سیم یا بی‌سیم باشند و رسانه‌ای که برای ارتباط استفاده می‌شود می‌تواند هدایت‌شده یا غیر هدایت شونده باشد. در ارتباطات سیمی، رسانه یک مسیر فیزیکی مانند کابل های هم محور، کابل های جفت تابیده و پیوندهای فیبر نوری و غیره است که سیگنال را برای انتشار از یک نقطه به نقطه دیگر هدایت می کند.

به این نوع رسانه ها، رسانه هدایت شده می گویند. از سوی دیگر، ارتباطات بی‌سیم به هیچ رسانه فیزیکی نیاز ندارد، اما سیگنال را در فضا منتشر می‌کند. از آنجایی که فضا فقط امکان انتقال سیگنال را بدون هیچ گونه راهنمایی فراهم می کند، رسانه ای که در ارتباطات بی سیم استفاده می شود، رسانه بدون هدایت نامیده می شود.

تاریخچه مختصری از ارتباطات بی سیم کاربرد ان در شبکه

از زمان استفاده از سیگنال های دود، پرچم ها و آینه های چشمک زن در دوره ماقبل تاریخ، ارتباطات بی سیم بخشی از زندگی بشر بوده و به طور مداوم در حال تکامل است. ارتباطات بی سیم مدرن، یعنی استفاده از سیگنال های الکتریکی و امواج رادیویی برای ارتباط، بیش از 100 سال است که در اطراف ما وجود داشته است.

در سال 1897، گوگلیلمو مارکونی با ارسال امواج EM برای مسافت 100 متری، تلگراف بی سیم را با موفقیت نشان داد. این نمایش راه را برای ارتباطات رادیویی هموار کرد.

در اوایل دهه 1900، انتقال رادیویی ترانس آتلانتیک ایجاد شد، جایی که مارکونی با موفقیت پیام ها را به شکل کد مورس مخابره می کرد. از آن زمان، فناوری مربوط به ارتباطات بی سیم و سیستم بی سیم به سرعت پیشرفت کرده است و بنابراین امکان انتقال در مسافت های طولانی تر با هزینه کم با دستگاه های ارزان تر را فراهم می کند.

در طول توسعه ارتباطات بی سیم، بسیاری از سیستم ها و روش های بی سیم شکوفا شدند و بسیاری از آنها ناپدید شدند. بهترین مثال در این زمینه ارتباطات تلفنی و انتقال تلویزیون است. در ابتدا، تمام ارتباطات تلفنی با استفاده از یک شبکه سیمی انجام می شد که ما آن را تلفن ثابت می نامیم.

اما رشد سریع ارتباطات سیار جایگزین سیستم پیچیده تلفن سیمی شد. در این سناریو، فناوری سیمی قدیمی شد و جایگزین ارتباطات بی سیم شد.

چرا ارتباط شبکه بی سیم؟

ارتباطات بی‌سیم انعطاف‌پذیری و سهولت استفاده را ارائه می‌دهد که باعث می‌شود روز به روز محبوب‌تر شود. ارتباطات بی سیم، مانند تلفن همراه، می تواند در هر مکان و هر زمان با عملکرد قابل توجهی بالا ایجاد شود.

نکته مهم دیگر زیرساخت است. راه اندازی و نصب زیرساخت برای سیستم های ارتباطی سیمی پرهزینه و زمان بر است. زیرساخت ارتباط بی سیم را می توان به سرعت و کم هزینه نصب کرد.

ارتباط بی‌سیم یک گزینه مناسب در مواقع اضطراری و مکان‌های دور است، جایی که راه‌اندازی ارتباطات سیمی پیچیده است.

مزایای ارتباط شبکه بی سیم

هزینه

هزینه نصب سیم، کابل و سایر زیرساخت ها در ارتباطات بی سیم حذف می شود و هزینه کلی را در مقایسه با سیستم های ارتباطی سیمی کاهش می دهد. نصب یک شبکه سیمی، یعنی از بین بردن، کندن زمین برای گذاشتن کابل ها و اجرای آن سیم ها در خیابان ها بسیار دشوار، پرهزینه و وقت گیر است.

در ساختمان‌های تاریخی، حفاری برای کابل‌ها بهترین ایده نیست زیرا یکپارچگی و اهمیت ساختمان را از بین می‌برد. همچنین، در ساختمان های قدیمی بدون خطوط اختصاصی برای ارتباط، ارتباطات بی سیم مانند Wi-Fi یا Wireless LAN تنها گزینه است.

تحرک

تحرک مزیت اصلی سیستم های ارتباطی بی سیم است. این آزادی حرکت در اطراف را در حالی که هنوز به شبکه متصل هستید ارائه می دهد.

سهولت نصب

راه اندازی و نصب تجهیزات و زیرساخت شبکه های ارتباطی بی سیم ساده است زیرا نیازی نیست نگران دردسر کابل ها باشیم. همچنین، زمان مورد نیاز برای راه اندازی یک سیستم بی سیم، به عنوان مثال، یک شبکه Wi-Fi، در مقایسه با راه اندازی یک شبکه کابلی کامل، بسیار کمتر است.

قابلیت اطمینان

از آنجایی که هیچ کابل و سیمی در ارتباط بی‌سیم وجود ندارد، به دلیل آسیب دیدن این کابل‌ها که ممکن است به دلیل شرایط محیطی، اتصال کابل و کم‌رنگ شدن طبیعی هادی‌های فلزی باشد، احتمال خرابی ارتباط وجود ندارد.

بازیابی فاجعه

در صورت بروز حوادث ناشی از آتش سوزی، سیل یا سایر بلایای طبیعی، از دست دادن زیرساخت ارتباطی یک سیستم ارتباط بی سیم می تواند حداقل باشد.

معایب ارتباط بی سیم

دخالت

سیستم های ارتباطی بی سیم از فضای باز به عنوان وسیله ای برای انتقال سیگنال ها استفاده می کنند. در نتیجه، احتمال تداخل سیگنال‌های رادیویی از یک سیستم یا شبکه ارتباطی بی‌سیم با علائم دیگر وجود دارد.

بهترین مثال بلوتوث و وای فای (WLAN) است. هر دوی این فناوری ها از فرکانس 2.4 گیگاهرتز برای ارتباط استفاده می کنند. هنگامی که هر دو دستگاه به طور همزمان فعال هستند، احتمال تداخل وجود دارد.

امنیت

یکی از دغدغه های اصلی ارتباطات بی سیم امنیت داده ها است. از آنجایی که سیگنال ها در فضای باز مخابره می شوند، این امکان وجود دارد که یک نفوذگر بتواند تماس ها را رهگیری کند و اطلاعات حساس را کپی کند.

ملاحظات بهداشتی

قرار گرفتن مداوم در معرض هر گونه تشعشع می تواند خطرناک باشد. حتی اگر سطوح انرژی RF که می تواند باعث آسیب شود به طور دقیق مشخص نشده است، توصیه می شود تا حداکثر از تابش RF اجتناب کنید.

انواع سیستم های ارتباطی بی سیم

امروزه، فناوری ارتباطات بی سیم به بخشی جدایی ناپذیر از چندین نوع دستگاه ارتباطی تبدیل شده است زیرا به کاربران اجازه می دهد حتی از مناطق دوردست ارتباط برقرار کنند. سیستم‌های ارتباطی بی‌سیم همچنین خدمات مختلفی مانند ویدئو کنفرانس، تلفن همراه، تلویزیون، رادیو و غیره را ارائه می‌دهند. برخی از مهم ترین سیستم های ارتباطی بی سیم که امروزه در دسترس هستند عبارتند از:

رادیو

معروف ترین شکل انتقال بی سیم  رادیو پخش، احتمالا اولین نوع ارتباط بی سیم بود.

فرستنده های رادیویی داده ها را به شکل امواج رادیویی به آنتن های گیرنده ارسال می کنند. امواج رادیویی اشکالی از سیگنال های الکترومغناطیسی هستند. سیگنال ها نسبتاً باریک هستند و امواج را می توان در فرکانس های مختلف ارسال کرد. 

شناسایی فرکانس رادیویی

شناسایی فرکانس رادیویی (RFID) یکی از انواع ارتباطات بی سیم است که از جفت الکترواستاتیک در غیر این صورت الکترومغناطیسی در بخش RF طیف الکترومغناطیسی برای شناسایی انحصاری شخص، شی و حیوان استفاده می کند. در تولید، مراقبت های بهداشتی، حمل و نقل، استفاده خانگی، خرده فروشی، مدیریت موجودی و غیره استفاده می شود.

با چسباندن یک برچسب RFID به انواع محصولات و تجهیزات، کسب‌وکارها می‌توانند موجودی و دارایی‌های خود را در زمان واقعی ردیابی کنند و امکان برنامه‌ریزی بهتر موجودی و تولید و همچنین مدیریت زنجیره تامین بهینه را فراهم کنند.

ماهواره

ارتباطات ماهواره ای یک فناوری بی سیم است که در سراسر جهان اهمیت زیادی دارد. آنها در موقعیت های تخصصی کاربرد گسترده ای یافته اند.ارتباطات ماهواره ای شکل مهمی از ارتباطات بی سیم است. با استفاده از ماهواره، مردم در سراسر زمین می توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

ممکن است امکان ارسال سیگنال به کشور دیگری وجود نداشته باشد، زیرا کره زمین منحنی است پس این یکی از دلایلی است که ماهواره ها به دور زمین می چرخند زیرا می توانند سیگنالی را بین خود و در نهایت به کشوری دور ارسال کنند. همه اینها با سرعت فوق العاده سریع انجام میشود. ناسا و سایر آژانس های فضایی به طور منظم از این نوع فناوری استفاده می کنند. البته ارسال ماهواره به جو ارزان نیست. بنابراین فناوری مربوطه باید قبل از راه‌اندازی تحت آزمایش‌های قابل توجهی قرار گیرد.

شبکه اتصال تلفن همراه (3G/4G/5G)

شبکه های سلولی که در بازار مصرف کننده تلفن همراه جا افتاده اند، ارتباطات پهن باند قابل اعتمادی را ارائه می دهند که از تماس های صوتی مختلف و برنامه های پخش ویدئو پشتیبانی می کند.

تلفن‌های همراه امروزی فقط به برقراری تماس محدود نمی‌شوند، بلکه با بسیاری از ویژگی‌های دیگر مانند بلوتوث، Wi-Fi، GPS و رادیو FM ادغام شده‌اند. شبکه تلفن همراه نوعی شبکه wan است 

آخرین نسل فناوری ارتباطات سیار 5G است (که در واقع جانشین 4G است). به غیر از افزایش نرخ انتقال داده، شبکه های 5G نیز برنامه های مرتبط با اینترنت اشیا (IoT) و خودروهای آینده را هدف قرار می دهند.

بلوتوث

بلوتوث یکی دیگر از سیستم های ارتباط بی سیم کم برد مهم است. انتقال داده  و صدا را با برد انتقال 10 متر فراهم می کند. تقریباً تمام تلفن های همراه، تبلت ها و لپ تاپ ها مجهز به دستگاه های بلوتوث هستند. آنها را می توان به گیرنده های بلوتوث بی سیم، تجهیزات صوتی، دوربین ها و غیره متصل کرد.

شبکه محلی بی سیم (WLAN)

شبکه محلی بی سیم یا (WLAN(Wi-Fi یک سرویس بی سیم مرتبط با اینترنت است. با استفاده از WLAN، دستگاه‌های مختلف مانند لپ‌تاپ و تلفن‌های همراه می‌توانند به یک نقطه دسترسی (مانند یک روتر Wi-Fi) متصل شوند و به اینترنت دسترسی داشته باشند.

Wi-Fi یکی از شبکه های بی سیم پر استفاده است که معمولاً برای دسترسی به اینترنت (اما گاهی اوقات برای انتقال داده در داخل شبکه محلی) استفاده می شود. تصور دنیای مدرن بدون Wi-Fi بسیار دشوار است.