با پیشرفت سریع تکنولولوژی و اقبال روز افزون تلفن های هوشمند، تبلت ها و ... درخواست برای شبکه های بی سیم جهت ارائه سرویس های گوناگون از جمله اینترنت رو به افزایش است. این روزها وجود سرویس وای فای در یک رستوران، هتل، پارک و ... از یک مزیت رقابتی به یک ضرورت بدل شده است. طراحی، راه اندازی و از همه مهم تر کارایی یک شبکه پوشش وای فای معلول موارد بسیاری است که در این مقاله تلاش شده است به صورت مختصر و گویا به آنها پرداخته شود. بدون شک عدم توجه به این موارد در هنگام طراحی می تواند کارایی شبکه راه اندازی شده را به صورت جدی تهدید کند. رعایت این موارد هنگام طراحی، بررسی و انجام تست های میدانی نظیر تست سیگنال و بهره گیری از تجربیات مختلف در محیط های مشابه می تواند کارایی یک شبکه وای فای را تا حد بسیار بالایی تضمین نماید.
خصوصیات و ویژگی های محیط
هنگام طراحی شبکه وای فای داخلی ابتدا باید تسلط خوبی بر روی پلان و معماری ساختمان مورد نظر داشت. در اختیار داشتن و یا تهیه یک نقشه که محل دیوارهای داخلی، پنجره ها و ... در آن مشخص باشد بسیار مهم است. به عنوان مثال زمانی که محیط پوشش یک سالن بزرگ بدون هیچ گونه پیچیدگی خاصی باشد، قرار دادن یک اکسس پوینت با توان مناسب در مرکز سالن می تواند پوشش کامل ایجاد کند، این در حالی ست که در محیط های نظیر هتل ها پیچیدگی محیطی بیشتر بوده و انتخاب تجهیزات مناسب و جانمایی آنها نیاز به بررسی و تست های بیشتری دارد.
در بررسی های محیطی از جمله مواردی که می بایست مورد بررسی قرار گیرد، جنس دیوارهای داخلی است. معمولا در بناهای قدیمی تر دیوارهای ضخیم موانع بسیار مهمی برای انتشار سیگنال هستند، در صورتی که مواد جدیدتر استفاده شده در ساخت دیوارهایی نظیر پانل های سبک گچی کمتر مشکل ساز هستند. شیشه های دو جداره عایق حرارتی و صوتی نیز در محیط های داخلی موانع جدی محسوب می شوند.
تعداد کاربران همزمان ( Concurrent Users )
پس از مشخص شدن فضای مورد نظر جهت پوشش وای فای، چالش پیش روی بعدی تعداد کاربران همزمان استفاده کننده در هر قسمت از شبکه است. اکسس پوینت های مختلف دارای ظرفیت های مختلفی هستند. ظرفیت یک اکسس پوینت می تواند از 3 یا 4 کاربر همزمان تا 300 الی 400 کاربر همزمان و یا حتی بیشتر متغیر باشد. در یک سالن همایش بدون وجود دیوار و یا مانع مهمی، ممکن است با اکسس پوینت های مختلفی پوشش کامل سیگنال حاصل شود، ولی تفاوت زمانی که تعداد زیادی کاربر تلاش می کنند به شبکه بی سیم موجود متصل شوند، مشخص خواهد شد. اکسس پوینت های ضعیف تر پس از اتصال تعداد محدودی کاربر دیگر ظرفیت کاربران بیشتر را نداشته و حتی در سرویس دهی به کاربران موجود نیز دچار مشکل خواهند شد.
تعداد کاربران همزمان با توجه به محیط مورد نظر، میانگین سنی استفاده کنندگان و... متفاوت می باشد. تعداد کاربران همزمان در یک باشگاه ورزشی با ظرفیت 50 نفر، با یک سالن 800 نفری مخصوص برگزاری همایش ها و سیمنارها و یا یک هتل 5 ستاره بسیار متفاوت است و می بایست که حتما با دریافت اطلاعات دقیق و تحلیل درست محاسبه گردد.
جنس اطلاعات مورد نظر روی شبکه وای فای
از شبکه های وای فای می توان برای به اشتراک گذاری یک یا چند نوع دیتای مختلف بهره گرفت. هنگام طراحی شبکه وای فای جنس اطلاعات باید مشخص باشد. یک تصور نادرست مبنی بر این وجود دارد که پس از راه اندازی یک شبکه وای فای و ایجاد پوشش کامل جهت به اشتراک گذاری اینترنت، امکان اشتراک ترافیک صوت و تصویر بر روی همان شبکه وجود دارد. در صورتی که هنگامی که با مقوله هایی نظیر Voice-over-Wi-Fi و یا Video-over-Wi-Fi مواجه هستیم قضیه کاملا متفاوت است. ترافیک صوت شامل پکت های ( Packet ) بسیار ریز و در عین حال زیاد می باشد که اختلال در ارسال و دریافت هر کدام از آنها می تواند منجر به اختلال و یا قطع شدن یک تماس تلفنی شود. زمانی که با دیتایی نظیر اینترنت مواجه هستیم مواردی نظیر delay و Jitter اهمیت زیادی ندارند چرا که در مرور یک صفحه وب ( web browsing ) تاخیر و یا توالی ارسال اطلاعات اهمیت زیادی ندارد، در صورتی که این مسائل قطع و وصل شدن یک مکالمه تلفنی و یا غیر قابل تشخیص بودن کلمات را هنگام مکالمه در پی خواهند داشت.
هنگامی که با ترافیک ویدیو و بخصوص صوت در شبکه وای فای مواجه هستیم، می بایست از اکسس پوینت هایی با قدرت پردازش بالا استفاده شود. همچنین ظرفیت اکسس پوینت ها در تعداد کاربران همزمان VOIP بسیار پایین تر از ترافیک دیتا می باشد به طوری که اکسس پوینت هایی با تعداد بیش از 100 کاربر همزمان کم تر از 10 کاربر همزمان صوت را پشتیبانی می کنند.
تجهیزات مورد استفاده کاربران جهت اتصال به شبکه وای فای
یک مساله مهم که عموما در طراحی شبکه های وای فای نادیده گرفته می شود این است که، تجهیزات مورد استفاده کاربران به عنوان Wi-Fi Client به همان اندازه اهمیت دارند که اکسس پوینت ها مهم هستند. زمان تست سیگنال چه از لحاظ قدرت و کیفیت سیگنال و چه از لحاظ برد مفید، یک گوشی تلفن همراه و یک لپ تاپ نتایج کاملا متفاوتی را نشان خواهند داد. دلیل این امر بسیار ساده می باشد، هر چه توان دریافت و ارسال یک دستگاه قوی تر باشد قابلیت اتصال به یک شبکه وای فای در مسافت طولانی تر و با کیفیت بهتری را دارد. گوشی های تلفن همراه، تبلت ها، لپ تاپ ها، دوربین های بی سیم، تلفن های وای فای و... به عنوان تجهیزات کاربر یک شبکه وای فای کاملا متفاوت عمل می کنند. لذا هنگام طراحی یک شبکه وای فای و یا انجام تست های میدانی، دانش و شناخت کامل از نوع دستگاه استفاده شده توسط کاربران بسیار حیاتی می باشد.
محدوده حرکت کاربران
زمانی که اتصال یک کاربر به یک شبکه وای از طریق یک دستگاه پرتابل نظیر تلفن همراه و یا تبلت صورت می گیرد، همیشه این چالش وجود دارد که کاربران هنگام استفاده از شبکه از محدوده پوشش یک اکسس پوینت به محدوده پوشش اکسس پوینت دیگر در حرکت باشند. این مقوله در صنعت وای فای تحت عنوان جابجایی و یا رومینگ ( Roaming ) مطرح می گردد. در شبکه ای که از رومینگ پشتیبانی نمی کند اتصال کاربر پس از خارج شدن از محدوده یک اکسس پوینت قطع شده و کاربر باید مجددا به اکسس پوینت بعدی متصل شود.
جهت راه اندازی رومینگ راهکارهای متفاوتی وجود دارد. در حالت کلی زمانی که تنظیمات امنیتی و شناسه شبکه ( SSID ) تمامی اکسس پوینت ها یکسان باشد فرایند اتصال مجدد به صورت اتوماتیک صورت می گیرد ولی قطع شدن از شبکه برای لحظات و یا دقایقی اجتناب ناپذیر می باشد. روش دیگر راه اندازی شبکه مش ( Mesh ) مابین اکسس پوینت ها می باشد. این به شرطی ست که اکسس پوینت ها دارای چنین قابلیتی باشند، شبکه مش امکان ارتباط بی سیم اکسس پوینت ها را فراهم می کند به طوری که حرکت یک کاربر مابین محدوده پوشش اکسس پوینت ها تشخیص داده شده و کاربر به اصطلاح دست به دست ( Hand over ) می شود. موضوع رومینگ و Hand over به خودی خود یکی از چالش های مهم زمان دست به دست شدن کاربر می باشد، در موارد خاص که سرعت حرکت کاربر بالا باشد، شبکه مش نیز تضمینی برای برقراری رومینگ کامل نیست. این چالش موضوعی ست که بسیاری از مواقع در شبکه های موبایل شهری نیز دیده می شود.
راهکار اصولی و به روز راه اندازی یک شبکه یکپارچه با قابلیت رومینگ، استفاده از شبکه های نسل جدید مبتنی بر کنترلر است. در این شبکه ها یک دستگاه کنترلر مرکزی به عنوان مغز متفکر شبکه بی سیم وجود دارد که کنترل و مدیریت یکپارچه تمامی اکسس پوینت ها را بر عهده می گیرد. مواردی نظیر حرکت کاربران توسط دستگاه کنترلر مرکزی شناسایی و به خوبی مدیریت می گردد.
زیرساخت شبکه
هنگام جانمایی نهایی اکسس پوینت ها، امکان رساندن سرویس به آنها از مواردی است که باید حتما بررسی گردد. هر اکسس پوینت می تواند سرویس زیرساخت شبکه را از دو طریق کلی دریافت نماید، یکی از طریق اتصال کابل شبکه و دیگری از طریق اکسس پوینت دیگری که به شبکه کابلی متصل باشد. روش دوم یعنی اتصال یکی از اکسس پوینت ها به شبکه کابلی و اتصال بی سیم اکسس پوینت های دیگر از طریق راه اندازی شبکه مش باعث بوجود آمدن ریسکی تحت عنوان Single Point of Failure می شود، این به این معنی است که در صورت قطع ارتباط و یا وجود مشکل در اکسس پوینت متصل به کابل و قطع ارتباط، کلیه شبکه به یکباره دچار اختلال خواهد شد، در صورتی که اگر کلیه اکسس پوینت ها سرویس را از طریق شبکه کابلی دریافت کنند، چنین مشکلی وجود نخواهد داشت. البته در برخی از موارد در محل نصب اکسس پوینت امکان فراهم نمودن اتصال کابلی شبکه و کابل کشی وجود ندارد و چاره ای به جز راه اندازی مش وجود ندارد.
لذا در اختیار داشتن نقشه شبکه ساختمان مورد نظر و یا شناسایی نزدیک ترین اتصالات شبکه و بررسی مسیر کابل کشی و... هنگام بازدید حضوری ضروری می باشد.
زمانی که اکسس پوینت ها قابلیت روشن شدن از طریق POE را داشته باشند، یک سوئیچ POE لازم است و زمانی که سوئیچ POE در دسترس نیست و یا اکسس پوینت ها از این قابلیت پشتیبانی نمی کنند در محل نصب هر اکسس پوینت بایستی پیش بینی برق مجزا و محلی جهت قرار دادن پاور و یا آداپتور برق نیز ضروری ست.
محل نصب تجهیزات
یکی دیگر از موارد مهم در جانمایی اکسس پوینت ها در کنار تمامی مسائل فنی و کیفی سیگنال، بحث زیبایی محیط می باشد. در برخی ساختمان ها امکان نصب در محل های خاص وجود ندارد و یا به دلیل وجود سقف کاذب و یا طراحی خاص دیوارها و سقف، نصب فیزیکی تجهیزات با چالش های خاصی مواجه است که در هنگام طراحی و بازدید حضوری این موارد نیز باید در نظر گرفته شود.
پیش بینی آینده ( Over Design )
با توجه به این نکته که رفتار سیگنال در شرایط گوناگون می تواند بسیار متفاوت باشد، گاهی اوقات نتایج تست های میدانی نیز به صورت مطلق قابل اتکا نیست. تغییر چیدمان وسایل و یا پارتیشن ها در یک محیط اداری می تواند به رفتار متفاوت امواج در آن محیط منجر گردد. به عنوان مثال زمانی که قصد طراحی شبکه وای فای برای یک سالن همایش ها را دارید و برای بررسی حضوری و تست سیگنال مراجعه می نمایید باید حالتی را متصور شوید که سالن پر از افراد ساکن و در رفت و آمد است. این موضوع به این دلیل اهمیت دارد که بدن انسان مانند بسیاری از اشیا دیگر مقداری از سیگنال موجود در محیط را جذب کرده و بر روی مسیر و کیفیت سیگنال تاثیر جدی بر جای خواهد گذاشت.
با توجه به اینکه همیشه امکان انجام تست های لازم در شرایط واقعی وجود ندارد می بایست با شناخت کامل از محیط و دریافت اطلاعات از متقاضی بدترین شرایط محیط را در نظر گرفت و در طراحی شبکه وای فای لحاظ نمود. همچنین با توجه به افزایش روز افزون دستگاه های مجهز به وای فای بعید به نظر نمی رسد که در آینده ای بسیار نزدیک، تجهیزات گوناگون از جمله ساعت های مچی نیز امکان اتصال به شبکه اینترنت از طریق شبکه وای فای را داشته باشند.
تجربه نشان داده است که پس از راه اندازی شبکه وای فای در یک محیط، اشخاصی که پیش از این علاقه ای به استفاده از این شبکه نشان نمی دادند با مشاهده کاربردها و مزایای شبکه وای فای راه اندازی شده تبدیل به کاربران دائمی شبکه می شوند. تصور کنید در یک سازمان مدیران توجیه شوند که بر روی موبایل و یا تبلتشان امکان چک نمودن ایمیل های کاری، دوربین های نظارتی، تماس های تلفن داخلی دفتر و... را دارند، بدون شک تمایل استفاده از شبکه بی سیم در بین آنها بسیار افزایش خواهد یافت.
لذا با توجه به آنچه گفته شد پیش بینی تغییرات و نیاز های آینده سازمان و آینده نگری در طراحی یک شبکه وای فای بسیار حائز اهمیت است.
مدیریت اکسس پوینت ها
در یک شبکه وای فای کوچک که با یک یا دو عدد اکسس پوینت راه اندازی شده است امکان اعمال تنظیمات، عیب یابی و مدیریت اکسس پوینت ها به راحتی امکان پذیر است، اما در شبکه های بزرگ که شامل تعداد زیادی اکسس پوینت با پراکندگی بالا در طبقات و یا ساختمان های مختلف است، امکان اعمال تنظیمات یکسان برای تمام اکسس پوینت ها کاری طاقت فرسا به شمار می رود. تصور کنید مدیر شبکه بخواهد شناسه شبکه ( SSID ) و یا اطلاعات امنیتی کل شبکه را تغییر دهد، اتصال به تک تک تجهیزات و اعمال تغییرات لازم برای یک شبکه بزرگ بسیار زمان بر است و احتمال وقوع خطای انسانی غیر قابل چشم پوشی ست.
مقابله با این چالش در شبکه های وای فای نسل جدید، از طریق یک دستگاه کنترلر مرکزی به عنوان مغز متفکر سیستم، که مدیریت کلیه تجهیزات و فرایند ها را بر عهده دارد امکان پذیر است. با کمک دستگاه کنترلر مرکزی امکان اعمال تنظیمات و مدیریت اکسس پوینت ها به صورت یکپارچه و در زمان کوتاه امکان پذیر است.
دستگاه کنترلر مرکزی در برندهای مختلف با قابلیت های گوناگون ارائه می شود ولی برخی از مواردی که به کمک یک دستگاه کنترلر مرکزی می تواند صورت گیرد به شرح زیر می باشد، توجه داشته باشید ممکن است برخی از قابلیت های زیر در برخی دستگاه ها وجود نداشته باشد و یا برخی ویژگی ها نقاط قوت دستگاه یک کمپانی خاص باشند :
- مدیریت اکسس پوینت ها و اعمال متمرکز تنظیمات
- پشتیبانی از جابجایی ( Roaming )
- اعمال پروتکل ها امنیتی و احراز هویت از روش های گوناگون نظیر اتصال به Active Directory
- مدیریت کاربران و اکانتینگ
- مانیتورینگ فعالیت کاربران
- امکان عیب یابی سریع و شناسایی اکسس پوینت معیوب
- مدیریت توان رادیویی اکسس پوینت ها ( به طور نمونه در صورت خرابی یکی از اکسس پوینت ها، کنترلر توان رادیویی اکسس پوینت های مجاور را تا زمان رفع مشکل موقتا افزایش می دهد )
- کاهش و جلوگیری از تداخلات فرکانسی مابین اکسس پوینت ها
- مدیریت تعداد کاربران همزمان هر اکسس پوینت و توزیع کاربران بین اکسس پوینت های گوناگون
- و...
استفاده از نرم افزار های طراحی
کمپانی های مختلف جهت طراحی شبکه وای فای با استفاده از تجهیزات خود اقدام به تهیه و انتشار نرم افزارهای طراحی مطابق با محصولات خود می کنند. اساس کلی کار با این نرم افزار ها بر بارگذاری یک نقشه و وارد نمودن المان های مختلف نظیر تعداد کاربران و مناطق مورد نظر جهت پوشش می باشد. نرم افزار یک طراحی اولیه ارائه می نماید که هنگام مراجعه به محل و انجام تست های میدانی کمک شایانی به جانمایی صحیح و تخمین تعداد اکسس پوینت ها می نماید.
جمع بندی
هنگامی که قصد راه اندازی یک شبکه وای فای در یک محیط داخلی را داریم، اولین و مهم ترین قدم، طراحی دقیق و کارای سیستم مورد نظر می باشد. در ایجاد پوشش کامل در کنار راه اندازی سیستم قابل اطمینان چالش های فراوانی وجود دارد که در صورت عدم توجه به هر یک از آنها شبکه راه اندازی شده کارایی لازم را نخواهد داشت. در برخی موارد جزئی ترین موارد می توانند تاثیرات بزرگی بر جای بگذارند.
توجه به نکات مورد بحث در این مقاله، طراحی اولیه، کمک گرفتن از نرم افزارهای موجود، انجام بررسی و تست های میدانی سیگنال و در نهایت اجرا و راه اندازی شبکه بر طبق استاندارد های جهانی و بهره گرفتن از تجربه کار در محیط های گوناگون می تواند در کنار هم به راه اندازی یک شبکه وای فای قابل اطمینان و قابل پیش بینی منجر شود.