نسل آينده شبكه هاي محلي بي سيم
اصطلاح نسل آينده كه امروزه با بسياري از عناوين مرتبط با صنايع ارتباطي و مخابراتي همراه شده است، به طور عام به ايجاد يك بستر مشترك ارتباطي اشاره دارد كه خدمات سه گانه صوتي ،‌ تصويري ، و ديتا را به صورت يك جا به مشتريان خود ارائه كند. با اين تعريف روشن مي شود كه چرا مناسب ترين عنوان براي نسخه اي از فناوري ارتباط محلي بي سيم موسوم به WLAN كه قادر به ارائه خدمات تلفني است ، Next Generation WLAN مي باشد. صرف نظر از اين موضوع ، رشد سريع به كارگيري WLAN در محيط هاي اداري و تجاري ، اين

فناوري را به مرحله اي رسانده كه از لحاظ معماري و ساختاري نيز پاسخگوي رشد فوق نمي باشد. به عبارت ديگر، WLAN به شكل امروزي قادر به پوشش ميليون ها كاربري كه در طي پنج سال آينده به خيل كاربران آن اضافه مي شوند، نخواهد بود، چ رسد به اين كه كاربردهاي جديدي همچون ارتباطات تلفني نيز به مجموعه كاربردهاي آن اضافه شوند. در اين نوشتار ، چالش هاي پيش رو و نحوه غلبه بر آن ها را در قالب تكنيك انتقال مكالمات تلفني بر روي ارتباطات محلي بي سيم Voice over WLAN بررسي خواهيم كرد.

در حال حاضر ، نياز به ايجاد نسل جديدي از زيرساخت هاي ارتباطي همگرا، جهت تبادل همزمان داده ها و مكالمات تلفني بااستفاده از فناوري انتقال صوت روي پروتكل اينترنت، يكي از اولويت هاي كليه شركت هاي فراهم كننده خدمات مخابراتي و اينترنتي مي باشد.

از طرفي، به كارگيري فناوري WLAN در محيط هاي اداري و عمومي ، همچون سالن هاي انتظار هتل ها، فرودگاه ها ، و ايستگاه هاي قطار با استقبال كاربران رو به رو شده است . WLAN خيلي زود جاي خود را در بازار خدمات ارتباطي باز كرد.

ولي اين رشد سريع، نقاط ضعف بسياري را نيز آشكار ساخته است.
بسياري معتقد بوده و هستند كه اين فناوري در شكل پايه خود، فاقد ملاحظات امنيتي لازم،‌ قابليت گسترش در ابعاد كلان، قابليت اطمينان بالا براي كاربردهاي حساس و بالاخره امكان مديريت پذيري از جانب دارندگان آن مي باشد و اين چالش ها با شروع زمزمه هايي درباره انتقال همزمان مكالمات تلفني بر روي اين بستر، حساس تر نيز شده اند. مطالعات انجام گرفته نشان مي دهد كه با وجود محبوبيت WLAN ، به دليل معضلاتي كه گفته شد، بسياري از شركت ها كاربرد آن را به سالن هاي كنفرانس و برخي واحدهاي خاص محدود نموده اند.

بنابراين، بديهي است كه ايده دسترسي بدون محدوديت هاي در هر جا و هر زمان به ارتباطات درون سازماني كه بهبود قابل ملاحظه اي در بهره وري نيروي كار را به همراه دارد، در صورتي WLAN را بستر ارتباطي خود قرار مي دهد كه براي اين چالش ها ، راه حل قابل قبول و مقرون به صرفه اي انديشيده شود.
با غلبه بر اين چالش ها و به كارگيري شبكه محلي بي سيم جهت مكالمات تلفني ، رقيب پرقدرتي براي تلفن همراه وارد گود خواهد شد كه آينده اي كابوس گونه را براي شركت هاي فراهم كننده خدمات تلفن همراه رقم مي زند!

مطابق تخمين هاي موجود، ارتباطات بي سيم همگرا ، يكي از سريع ترين زمينه هاي رشد را پيش روي دارد، به خصوص در بازار ايالت متحده كه بيش از ۵۰ درصد شركت ها مجهز به WLAN مي باشند . در بازارهاي كمتر توسعه يافته ، همچون بازار اروپا، كه تنها ۱۲درصد شركت ها به كاربرد WLAN روي آورده اند، هنوز هم فناوري تلفن بي سيم DECT كاربرد گسترده اي دارد. ولي حتي در اين منطقه نيز آمادگي كاربرد همزمان صوت و داده برروي WLAN وجود دارد.

البته IEEE در پاسخ به نيازهاي بازار، به سرعت مشغول الحاق قابليت هاي مكمل به استاندارد اوليه ۸۰۲٫۱۱ مي باشد. ولي مطابق معمول ، برخي شركت هاي سازنده تجهيزات ، حتي منتظر انتشار اين استاداردهاي نشده اند و با ارائه راه حلهاي خاص خود سازمان را در ايجاد يك محيط همگرا صوت و ديتا برروي WLAN ياري مي كنند.
ITU-T و تغيير در طيف فركانسي

اگه قرار باشد به مشكلات بپردازيم ، بهتر است از پايين ترين سطح شروع كنيم،‌حوزه فركانسي WLAN در باند ۲۴۰۰ تا ۲۴۸۳٫۵ مگاهرتز قرار دارد كه به باند فركانسي بدون مجوز معروف است . تراكم كاربردهاي موجود در اين باند به همراه برخي از محدوديت هاي قانوني اعمال شده از جانب بعضي كشورها، باعث تضعيف عملكرد WLAN گرديده است . به طوري كه براي مثال ، محدود بودن تعداد كانال ها و يا محدود بودن اجباري EIRP يا توان موثر انتشارات همسو به حداكثر ۱۰ ميلي وات در بسياري از كشورها در محيطي كه معمولا ميان WLAN و ساير سيستم هاي بي سيم محلي مانند Bluetooth رقابت شديد وجود دارد، كار را دشوارتر كرده است . حال اگر اختلال ناشي از ابزارهاي الكتريكي پرقدرت ، مانند اجاق هاي مايكروويو را به اين اضافه كنيم، خواهيم ديد كه چرا نوعي بازنگري در مورد حوزه فركانسي الزامي بوده است .
ITU يا سازمان جهاني ارتباطات در WRC2003 ، باندي به پهناي ۴۵۵ مگاهرتز را در حوزه كمتر متراكم ۵ گيگاهرتز به دسترسي بي سيم اختصاص داده است كه WLAN نيز در همين رده از كاربردها قرار دارد . اين سازمان با تعيين مرزهايي ميان عملكرد فركانسي تجهيزات داخل ساختمان و خارج آن و اجبار گزينه هاي خارجي به استفاده از تكنيك هاي گزينش پوياي فركانس DFS و كنترل توان ارسال تداخلات موجود را به حداقل رسانده و راه را براي گسترش استانداردهاي ۸۰۲٫۱۱ بازنموده است .
IETF CAPWAP : گروه كاري CAPWAP كنترل و تدارك نقاط دسترسي بي سيم : Control and Provisioning of Wireless Access Point يكي از گروه هاي كاري جديد IETF در سال ۲۰۰۴ مي باشد. اين گروه مشغول كار بر روي پروتكلي است كه كنترل نقاط AC را در نسل جديد شبكه هاي WLAN با معماري مركزي، امكان پذير مي كند . يكي از بهترين كانديداي موجود، پروتكل LWAPP است كه توسط چندين سازنده و شركت بزرگ مخابراتي همچون NTT DOCOM يا شركت تلفن ژاپن ،‌Legra Chanty ، Proxim ، Dlink و Symbol پيشنهاد شده است .
كنسرسيوم كارت هوشمند WLAN: اين كنسرسيوم با هدف گسترش استفاده از كارت هاي هوشمند در تجهيزات همراه كامپيوترهاي كيفي و PDP ها به منظور استفاده توسط شركت هاي تلفن همراه و فراهم كنندگان خدمات اينترنت بي سيم تشكيل شده است .
نگاهي به وضعيت فناوري مرتبط
بازار ارتباطات همزمان صوت و ديتا، در حال حاضر در انحصار نسل دوم شبكه هاي سلولي است كه بيش از ۹۷ درصد بازار تلفن همراه را به خود اختصاص داده اند. فناوري هاي كليدي اين گروه عبارتند از: GSM ، cdmaOne ، TDMA و PDC/PHS . در ميان متداول ترين گزينه GSM مجهز به GPRS است كه نرخ ارسال اطلاعاتي بالغ بر ۴۰ كيلوبيت در ثانيه دارد . نسخه پيشرفته تر اين فناوري موسوم به EDGE اين مقدار را به سه برابر مي رساند. در cdmaOne نيز نرخ تبادل ديتا ۴۶kbps مي باشد.
نسل سوم شبكه تلفن همراه ، تبادل ديتا را به مرابت، سريع تر از مقادير فوق انجام مي دهد. در UMTS سرعت به ۳۸۴ كيلو بيت در ثانيه مي رسد و در HSDPA نرخ تبادل به پنج برابر اين مقدار نزديك به ۲ مگا بيت در ثانيه خواهد رسيد.
در بخش كاربردهاي تلفن بي سيم داخلي ، سال ها از پيشتازي فناوري DECT مي گذرد. ولي با وجود ارزاني نسبي اين فناوري ،‌آينده آن در سايه پيشرفت فناوري انتقال بر روي شبكه هاي محلي بي سيم قرار گرفته است . VOWLAN مي تواند مكملي براي فناوري هاي تلفن سلولي در محيط هاي hotspot به حساب آيد. ولي محدوديت فضاي تحت پوشش اين فناوري، به كارگيري WiMAX را در مناطق وسيع تر پيشنهاد مي كند كه به hot zone موسومند. WiMAX تمامي قابليت هاي WLAN را در حوزه اي به گستردگي چند ده كيلومتر ارائه مي دهد.
فناوري بسيار جديد Mobil-Fi كه تحت كد۸۰۲٫۲۰ استاندارد گرديده ، قادر به ايجاد ارتباط ميان پايانه هايي است كه با سرعت ۲۵۰ كيلومتر در ساعت در حركت مي باشند. ولي ميزان تبادل نسبتا پايين، آينده اين گزينه را نامطمئن ساخته است .
در حوزه اتصالات نزديك يا شبكه هاي شخصي ، فعلا حرف اول را Bluetooth مي زند، نسخه كم سرعت و بسيار ارزان آن نيز، موسوم به ZigBee در زمينه كاربردهاي اتوماسيون خانگي و صنعتي گزينه اول مي باشد. در مقابل UWB مناسب كاربردهاي فوق سريع در فواصل كوتاه است . UWB ، در كاربردهاي متعددي، به كارگرفته خواهد شد كه در حال حاضر USB بي سيم اولين نمونه آن ها مي باشد.
معماري جديد براي نسل جديد

لزوم به كارگيري معماري مركزي براي شبكه هاي محلي بي سيم ، از حدود سال ۲۰۰۳ مطرح گرديد. در ساختار رايج كه به صورت توزيع شده مي باشد، نقاط دسترسي مسئول اجراي كليد توابع شبكه محلي مي باشند و به اين ترتيب ، فشار زيادي را تحمل مي كنند. در معماري نوين نقاط جديدي موسوم به كنترل كننده دسترسي به شبكه اضافه مي شوند كه بخشي از وظايف فوق را برعهده خواهند گرفت .
ايده اوليه اين است كه با افزايش روز افزون انتظارات از يك شبكه WLAN، AP به تنهايي قادر به اجراي تمامي توابع لازم نمي باشد. به كارگيري معماري متمركز، راه را براي ارتقاي قابليت هاي مرتبط با ايمني، اطمينان ، و كيفيت باز مي كند.