پایگاه تخصصی برق مخابرات

شبكه‌هاي نوري آينده

شبكه‌هاي نوري آينده

پيش از آن كه بتوانيم براي برآوردن نيازهاي ارتباطي آينده، قدرت نور را تحت كنترل خود در بياوريم، بايد توجهمان را از مسيرياب‌ها به خود شبكه معطوف سازيم. فناوري‌هاي شبكه‌هاي نوري جديد، ارتباطات را متحول خواهند نمود و ما را به مسير شبكه‌هاي فراگير باند پهن هدايت خواهند كرد. شبكه‌هاي باندپهن با داشتن نرخ‌هاي انتقال داده‌اي مختلف، به طور روزافزوني در حال نفوذ به بازارهاي جهاني هستند. در ژاپن، از ماه ژانويه‌ تا ماه مي سال 2004، بيش از 14 ميليون نفر، مشترك خطوط باند پهن شده‌اند كه از بين آن‌ها، 6/10 ميليون نفر، مشترك DSL، 5/2 ميليون نفر مشترك كابلي و يك ميليون نفر مشترك خطوط فيبر به خانه با نام FTTH بوده‌اند. با وجود اين كه تعداد مشتركين خطوط FTTH هنوز پايين است، اما نرخ رشد آن (1/4 برابر در سال)، از ميزان رشد خطوط7/1) DSL برابر در سال) بسيار بيشتر است. انتظار مي‌رود طي مدت 4 تا 5 سال آينده، تعداد مشتركين خطوط FTTH در ژاپن بيشتر از تعداد مشتركين خطوط DSL شود. افزايش تعداد كاربران FTTH از نرخ اشتراك پايين آن و در دسترس بودن سرويس‌هاي پر سرعت نشات مي‌گيرد. نسبت نفوذ خطوط باندپهن در بين مردم ژاپن كه 32 درصد تعداد كل خانواده‌ها بوده است، به سرعت در حال افزايش است. در كشور كه ميزان نفوذ شبكه‌هاي باند پهن در بين مردم برابر 70 درصد مي‌باشد، بازارها تقريباً به حالت اشباع رسيده‌اند. اين بازار در آمريكا نيز همين‌گونه است. اما شبكه‌هاي نوري آينده چگونه خواهند بود؟

هنگامي كه سرويس‌هاي DSL براي اولين بار در سال 1998 در ژاپن عرضه شدند، حداكثر سرعت خطوط آنها برابر 500 كيلو بيت بر ثانيه بود. امروزه پيشرفت‌هاي تكنولوژيك، پهناي باند تا 40 مگا بيت بر ثانيه را ممكن ساخته است. البته، بالاترين سرعت، تنها براي تعداد محدودي از كاربران كه كمتر از يك كيلومتر با شركت فراهم‌كننده‌ سرويس اينترنت (ISP) فاصله دارند مهيا است. امروزه حداكثر سرعت خطوط FTTH كه در سال 2000 معرفي شدند، برابر 100 مگا بيت بر ثانيه است. هيچ شكي وجود ندارد كه پيشرفت دستيابي به شبكه‌هاي باندپهن در ژاپن، تحت تاثير نرخ‌هاي اشتراك پايين آن در دنيا قرار دارد. مشتركين مي‌توانند با پرداخت مبلغي كمتر از 25 دلار در ماه، از سرويس DSL استفاده نمايند و FTTH نيز حدود 50 دلار در ماه هزينه دارد.

در ژاپن، ترافيك اينترنت در نتيجه‌ ورود شبكه‌هاي باند پهن به سرعت در حال افزايش است. ترافيك پي بستر اصلي اينترنت نيز با نرخ سالانه‌ بيش از 150 درصد، رو به افزايش است. اين نرخ توسعه، در مدت 5 سال، افزايشي صد برابر و در مدت 10 سال، افزايشي ده هزار برابر خواهد داشت كه نرخ رشدي رعب‌آور است.
البته اين روند، تنها محدود به كشور ژاپن نيست. نرخ رشد ترافيك پي‌بستر اصلي اينترنت در آمريكاي شمالي كه كمتر از 100 درصد است، به اين اندازه نگران كننده نيست، اما با اين وجود، نرخ قابل توجه و چشمگيري است.

شكل 1- گام 1: معرفي فناوري DWDM و مسيريابي طول موج.

گام 2: معرفي تسهيم طول موجي فوق العاده چگال، مسيرياب فوتوني MPLS و زنجيره‌ سوئيچ‌ها، OADM، سيستم‌هاي نوري OXC
عوامل مهم در طراحي شبكه حجم ترافيك، ظرفيت انتقال و برونداد (Throughput) گره‌ها، سه عامل اساسي در طراحي شبكه‌ها هستند. نماي شماتيك ارتباط بين آن‌ها در شكل 1 نشان داده شده است. اكنون، دنياي صنعتي در آستانه‌ طلوع عصر شبكه‌هاي همه‌گير باند پهن قرار دارد. پيشرفت‌هاي حاصل شده در زمينه‌ پردازش الكترونيكي- شامل TDM Time Division Mulltiplexing و برونداد الكترونيكي اتصال روتر/سرويس‌دهنده، كه كم و بيش از قانون مور پيروي مي‌كند، حركت كندتري دارد. براي پر كردن فاصله‌ بين بار ترافيك شبكه و تكنولوژي پردازش‌هاي الكترونيكي، محققين شبكه‌هاي نوري، فناوري‌هاي شبكه‌هاي نوري را توسعه داده‌اند. به همين سبب فناوري WDM به ميزان گسترده‌اي توسعه يافته است و مسيريابي طول موج با استفاده از مالتي‌پلكسرهاي نوري OADSM و سيستم‌هاي اتصال ross Connect نوري OXS، در حال معرفي هستند.

معرفي تكنولوژي‌هاي نوري، سهم اصلي را در پيشرفت كارايي شبكه داشته است. در اين دوره، رشد ترافيك، عمدتاً به دليل استفاده از برنامه‌هاي كاربردي نظير برنامه‌هاي دريافت تصوير، فيلم، موسيقي و نيز برنامه‌هاي نظير به نظير اشتراك‌گذاري فايل است. . پس از اين، سرويس‌هايي نظير پخش جرياني تصاوير با كيفيت بالا (‌1k*2k پيكسل) و با كيفيت بسيار بالا (‌2k*4k پيكسل) ترافيك شبكه را به شدت افزايش خواهد داد. براي اشتراك چنين سرويس‌هاي جديدي (كه به نرخ انتقالي از 20 تا 300 مگابيت بر ثانيه نياز دارد)، مشتركين به طور فزاينده‌اي به خطوط FTTH نياز خواهند داشت. براي غلبه بر انفجاري كه در حجم ترافيك رخ مي‌دهد، بايد پيشرفت‌هايي در كارايي شبكه حاصل شود و هزينه‌ها كاهش يابد تا سرويس‌هاي پخش برنامه‌هاي با كيفيت بالا از طريق شبكه بتواند با هزينه‌اي كمتر از دو برابر هزينه‌اي كه مشتركين فعلي مي‌پردازند فراهم شود. براي رسيدن به اين هدف، تكنولوژي‌هاي MPLS :Multi Protocol Label Switching در مسيرياب‌ها به كار گرفته خواهد شد و از تكنولوژي‌هاي با چگالي فوق‌العاده بالاي WDM استفاده خواهد شد.

سير تكامل شبكه‌هاي نوري

شكل 2- سير تكاملي شبكه هاي فوتوني.
(a) سيستم انتقال 43 گيگابيت بر ثانيه اي مبتني بر OTN (سال 2003)
(b) سيستم 64 گيگابيت بر ثانيه‌اي OXC (سال 2003)
(c) . مسرياب MPLS فوتوني. مسيرياب هيكاري با ظرفيت بالا از كلاس ترابيت كه در سال 2001 معرفي شد.
شكل 2، روند توسعه‌ شبكه‌هاي انتقال نوري را نشان مي‌دهد. سيستم‌هاي نقطه به نقطه‌ انتقال داده‌ فيبر نوري در سال 1981، هنگامي كه ظرفيت انتقال برابر 32 مگابيت بر ثانيه بود، در شبكه‌ NTT معرفي شدند. اخيراً سيستم‌هاي انتقال داده ‌WDM، در ژاپن به ميزان وسيعي به كار گرفته شده‌اند. در سال 2003، حداكثر ظرفيت انتقال WDM به دست آمده در هر فيبر، برابر 800 مگابيت بر ثانيه بود. سرعت كانال‌هايWDM امروزي، 5/2 گيگابيت و 10‌گيگا‌‌بايت بر ثانيه است، اما محققيني كه آزمايش شبكه‌ انتقال نوري (OTN) را رهبري كردند، ميزان انتقال 43 گيگابيت بر ثانيه را گزارش نمودند. در حال حاضر، سيستم‌هاي 43 گيگابيت بر ثانيه‌اي، در هر كانال، در برخي شبكه‌هاي تحقيقي در حال پياده‌سازي است. تكنولوژي‌هاي مسير نوري (optical path) براي شبكه‌هاي نوري در حال به‌كارگيري هستند. سيستم‌هاي ايستاي OADM در سال 2000 در برخي شهرهاي صنعتي ژاپن معرفي شدند. همچنين استفاده از سيستم‌هاي OADM قابل پيكربندي مجدد در سطح جهاني به زودي آغاز خواهد شد.

محققين، يك سيستم OXC را توسعه داده‌اند كه داراي برونداد 320 گيگا‌بيت بر ثانيه (128 2.5Gbit/s x) در هرCabinet مي‌باشد، نرخي كه به سادگي با به كارگيري يك پيكربندي چهار كابينه، به 28/1 ترابيت بر ثانيه قابل افزايش است. در آغاز سال 1999، اين سيستم به صورت آزمايشي در شهر كاناگاوا در نزديكي توكيو به كار گرفته شد. دوره‌ سه ساله‌ آزمايش، به محققين اجازه داد تا قابليت اطمينان سيستم‌هاي OXC را تاييد نمايند كه از تكنولوژي‌هاي مدار موج سبك دو‌وجهي PLC استفاده مي‌كنند. سيستم‌هاي OXC در سال 2003 (در ژاپن) به عنوان بخشي از طرح دولتي توسعه‌ شبكه‌هاي با كارايي بسيار بالا معرفي شدند.

بحث مسيرياب فوتونيك، دستگاهي كه بيشتر مبتني بر پروتكل IP است نيز به نوبه‌ خود جذاب است. دو نوع مسيرياب نوري وجود دارد: دسته‌ اول مسيرياب‌هاي نوري MPLS هستند كه طول موج نور را به عنوان علامت در جريان‌هاي بيتي لايه‌ 1 به كار مي‌برند و به عنوان مسيرياب‌هاي نسل بعدي در نظر گرفته مي‌شوند. دسته‌ دوم سوييچ‌هاي نوري متصل به هم هستند كه آن‌ها نيز به نظر مي‌رسد پتانسيل چشمگيري داشته باشند، اگرچه هنوز مورد تأييد قرار نگرفته‌اند.

مسيرياب MPLS فوتونيك‌

شكل 3- مقايسه اي از يك مسيرياب
(a) يك مسيرياب MPLS فوتوني (b). در مسيرياب MPLS ، به هر بسته‌ IP يك برچسب و به هر جريان لايه‌ 1، يك برچسب طول موج اضافه مي شود.
مسيرياب‌هاي MPLS فوتونيك، از طول موج نور به عنوان علائمي براي ايجاد مسيرهاي نوري علامت-گزين (OLSP) استفاده مي‌كنند. هر OLSP معادل يك بسته‌ IP است و به همان نحو عمل مي‌كند. شكل 3 مقايسه‌اي از يك مسير علامت-گزين (LSP) براي يك MPLS و يك مسير نوري علامت-گزين براي يك MPLS فوتونيك را نشان مي‌دهد.

براي ايجاد علامت طول موج، دو رهيافت وجود دارد: يك طول موج منفرد مي‌تواند به يك مسير مشخص براي ورود و خروج به مسيرياب اختصاص داده شود و يا اين كه طول موج، به‌صورت لينك به لينك بين اتصال‌ها مرتباً جا به جا شود. در MPLS، يك ليبل لايه‌ 2 (كه يك Shim header ناميده مي‌شود) در يك مسيرياب ورودي، به هر بسته، چسبانده مي‌شود. سپس در ادامه، در هر اتصال، اين ليبل جا به جا مي‌شود. در MPLS ‌هاي فوتونيك، در يك مسيرياب خروجي، يك ليبل طول موج به يك جريان بيتي چسبانده مي‌شود و هر بسته‌ IP به صورت يك OLSP، همساز مي‌گردد. يكي از اختلافات بزرگ MPLS و MPLS فوتونيك اين است كه MPLS اجازه مي‌دهد كه علائم با هم ادغام شوند كه در اين حالت در يك مسيرياب علامت-گزين مياني، دو LSP يا تعدادي LSP كه در حال عبور از يك مسير هستند، با هم ادغام شده و به يك LSP تبديل مي‌شوند، در حالي كه MPLS فوتونيك اجازه‌ ادغام‌شدن علامت‌ها را نمي‌دهد. يك اختلاف ديگر اين دو مسيرياب، اين است كه در به‌كارگيري MPLS فوتونيك، به علت محدوديت‌هاي WDM، تعداد OLSP ‌هاي قابل استفاده در هر اتصال، محدود است كه تعداد آن در حال حاضر برابر 200 مي‌باشد. به همين دليل، MPLS فوتونيك در ابتدا به عنوان پي‌بستر يا backbone شبكه‌ مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

شكل 4- پيكربندي مسيرياب MPLS فوتوني‌
شكل 4، معماري يك مسيرياب نوري MPLS را كه اخيراً توسعه داده شده است، نشان مي‌دهد. مسيرياب، از يك MPLS الكتريكي و يك واحد مسيريابي لاندا (LRU) كه OLSP ‌ها را با استفاده از پروتكل تعميم يافته ‌MPLS، مسيريابي مي‌كند، تشكيل شده است. LRU وظايف انتقال داده‌ WDM و محافظت از لايه يك شبكه (1+1 و 1:1)، بازيابي توابع آشكارساز خطا و نيز وظايف نظارت بر كيفيت سيگنال‌هاي نوري را برعهده دارد. به‌منظور ساده‌سازي پردازش ساخت مسيرها، LRU همچنين وظيفه‌ تبديل طول موج را نيز برعهده دارد كه به طول موج هر OLSP اجازه مي‌دهد كه به صورت لينك به لينك جاي شود. اين كار، از تصادم طول موج‌ها جلوگيري مي‌كند و نياز به تخصيص طول موج را بر‌طرف مي‌سازد و باعث حداكثر استفاده از اتصال مي‌گردد. كنترل MPLS الكتريكي و LRU همراه با هم است. هماهنگي بين لايه‌هاي الكتريكي و نوري بدين معني است كه كار به صورت plug-and-play قابل انجام است. پروتكل سيگنال‌دهي، كه توسعه‌اي از پروتكل ذخيره‌ منبع RSVP با مهندسي ترافيك مي‌باشد، سيستم را گران‌قيمت مي‌سازد. توليد چندين طول موج در يك زمان، كه به شدت در زمينه‌ شبكه‌سازي و انتقال اطلاعات مفيد است، با به كارگيري يك طيف نور متسلسل (SC) به دست

شكل 5- توليد پالس چند طول موجي و موج نور پيوسته توسط منبع نوري سوپركانتينيوم‌
مي‌آيد. همان گونه كه در شكل 5 نشان داده شده است، تكنولوژي SC، از اثر غير خطيِ فيبرهاي نوري، براي توليد چندين طول موج استفاده مي‌نمايد. طيف باريك طول موج ناشي از پالس‌هاي اوليه‌ ورودي، در حين اين كه آنها فيبر نوري غيرخطي را پيمايش مي‌نمايند، انتشار مي‌يابد. سپس هنگامي كه طيف به يك صافي طول موج، مانند يك شبكه‌ آرايه‌اي هادي موج، پالس‌هاي چند‌رنگي و يا يك شبكه‌ پيوسته‌ فركانس موج مي‌رسد، طول موج‌ها به طور همزمان توليد مي‌شوند. هنگامي كه چندين مُد طولي از طيف حذف شدند، پالس‌ها مجدداً با تكرار پالس‌هاي اوليه‌ توليد مي‌شوند و پهناي پالس توليد شده توسط پهناي باند صافي تعيين مي‌گردد. هنگامي كه تنها يك مُد طولي از طيف انتشار يافته SC حذف مي‌شود، چندين حامل موج پيوسته توليد مي‌شود. تثبيت طول موج منبع، كار نسبتاً ساده‌اي است. پايداري طول موج پالس‌هاي چند‌رنگي توليد شده، توسط پايداري طول موج صافي تعيين مي‌گردد. پايداري صافي‌هاي طول موج منفعل از لحاظ مقدار و بزرگي، بالاتر از پايداري صافي‌هاي طول موج ديودهاي ليزري است.

تا به امروز، بيش از هزار حامل نوري با فاصله كانال 5/12 گيگاهرتز و نسبت‌هاي سيگنال به نويز كه امكان انتقال اطلاعات را به ميزان5/2 گيگابيت بر ثانيه در هر كانال فراهم مي‌آورند، توليد شده‌اند. در يك آزمايش موفقيت‌آميز ديگر با كانال‌هاي 10گيگابيتي محققان توانستند انتقال WDM با پهناي باند بسيار بالا را روي بيش از 30 كانال 5 گيگاهرتزي تجربه كنند. حامل‌هاي نوري ايجاد شده در شكل 6 (الف) نشان داده شده‌اند.

شكل 6- توليد حامل نوري سوپركانتينيوم.
(a) حامل‌هاي با فاصله كانال 50 گيگاهرتزي.
(b) ميكروگراف
(c) طيف نور سوپركانتينيوم توليد شده با استفاده از PM-PCF .
با افزايش خاصيت غيرخطي فيبرنوري استفاده شده در توليد SC، مي‌توان كارايي توليد نور SC را افزايش داد به نحوي كه پيك قدرت پالس‌هاي ورودي اوليه، مي‌تواند كاهش يابد. همچنين قابليت‌هاي قدرتمند هدايت نوري اين فيبرها، شعاع خميدگي بسيار كوچكي (كمتر از 3 ميليمتر) بدون تلفات نوري اضافي براي فيبر به دست مي‌دهد. اخيرا PCF ‌هاي با تلفات نوري پايين نيز توسعه داده شده‌اند.

تغيير كوچكي در ساختار فيبرها مي‌تواند فيبرهاي با قابليت پلاريته (PM) كه صفت مميزه‌ آن‌ها در شكست نور بالاي آن‌ها است به دست دهد. سطح شكست نوري كه با اين فيبرها به دست مي‌آيد مي‌تواند بسيار بيشتر از چيزي باشد كه فيبرهاي غير‌پلاريته به دست مي‌آورند. هزينه‌ ساخت چنين فيبرهايي به دليل اين كه در ساخت آن‌ها، نيازي به عمليات پيچيده‌اي نظير سوراخ‌كاري يا پر كردن آن‌ها با يك ماده‌ مخصوص وجود ندارد، بسيار پايين است.

شكل 6 (ب) ميكروگراف مركز يك فيبر PM-PCF را كه به تازگي براي توليد نور SC با پهناي باند 55/1 ميكرومتر ساخته شده است، نشان مي‌دهد. محققين، اين فيبر را براي دستيابي به تفرق پايين -0.23 ps/km/nm) در 550/1 ميكرومتر) و شيب تفرق پايين (02.10 ps/km/nm در 550/1 ميكرومتر) و پلاريزاسيون مورد استفاده قرار دادند. يك فيبر PM-PCF به طول 200 متر مي‌تواند يك نور 40 SC نانومتري با پهناي باند 55/1 ميكرومتر توليد كند. شكل 6 (ج).

آينده
فوتون‌ها و الكترون‌ها بسيار با هم متفاوتند، اگرچه ويژگي‌هاي مشتركي نظير خاصيت ذره‌اي و موجي بودن دارند. فوتون‌ها نه جرم دارند و نه بار و معمولاً مانند موج عمل مي‌كنند. الكترون‌ها، هم جرم دارند و هم بار و معمولاً به صورت ذره‌اي رفتار مي‌كنند. اختلاف بنيادين آن‌ها در ميزان تعامل آن‌ها با ذرات ديگر است.

در اپتيك امروز، هيچ قطعه اساسي همچون ترانزيستور وجود ندارد. در نتيجه حافظه‌هاي نوري ساخته نمي‌شوند و به نظر مي‌رسد كه ساخت آنها نيز بسيار مشكل باشد. به همين دليل، جايگزيني مسيرياب‌هاي الكتريكي فعلي با مسيرياب‌هاي نوري، به سادگي انجام نمي‌گيرد. ما بايد بتوانيم از خواص ذاتي نور به‌طور كامل استفاده كنيم. قابليت مسيريابي براساس طول موج، پيشرفتي است كه بايد مورد بهره‌برداري قرار بگيرد. برنامه‌هاي كاربردي شبيه‌سازي پردازش نور در فضا در سيستم‌هاي انتقال شبكه‌اي (به صورت پردازش دو يا سه بعدي)، كه مي‌تواند با سرعت نور مورد استفاده قرار بگيرد، بايد در آينده بررسي شوند. ممكن است پروتكل‌هايي كه با سرعت نور كار مي‌كنند توسعه داده شوند. ابزارهاي مورد انتظار ديگر، پردازش نوري دو‌بعدي يا سه‌بعدي در تركيب با اتصال نوري سه‌بعدي با استفاده از باريكه‌هاي نور كاملاً موازي و يا دستگاه‌هاي ليزري تابش عمودي نور با سطوح كاو (VCSEL) هستند.

سید مهرداد قادریان

+ نوشته شده در پنجشنبه پنجم مهر 1386ساعت 2:31 قبل از ظهر توسط MeHrDaD |

Network Operation Center

Network Operation Center

شبكه‌هاي سازمان هاي بزرگ يا شبكه‌هاي ملي، در واقع تركيبي از انواع سخت‌افزارها و نرم‌افزارها هستند كه در تعامل با يكديگر، فعاليت صحيح شبكه را ممكن مي‌سازند. اين نرم‌افزارها و سخت‌افزارها هريك از سازنده‌اي و شركتي تهيه شده‌اند كه تحت استانداردهاي مختلف با يكديگر سازگاري يافته و كار مي‌كنند. بدون شك يكي از چالش‌هاي بزرگ در چنين شبكه‌هايي مساله عملكرد و كنترل شبكه مي‌باشد. Network Operation Center كه آن را به اختصار NOC مي‌نامند، مي‌تواند قلب تپنده اين شبكه‌ها باشد.

شكل 1
پياده‌سازي يك راه حل مناسب و موثر براي مديريت NOC نيازمند برنامه ريزي دقيق است و بايد تركيبي از عوامل كليدي زير باشد:

● مشخص نمودن هدف راه حل مديريت شبكه

● محك زدن عملكرد شبكه موجود با ساير سازمان هاي قابل مقايسه

● ارزيابي پيچيدگي عملكرد كنوني

● محاسبه هزينه كلي مالكيت راه حل مديريت شبكه

● محاسبه بازگشت سرمايه (RoI) براي راه حل

روش هاي متعارف در پياده سازي NOC

سه روش اصلي براي پياده سازي مركز عمليات شبكه موجود مي‌باشد. روش اول ايجاد يك مركز عمليات شبكه به طور كامل مي‌باشد. اين روش بسيار پرهزينه است. اما براي دارندگان شبكه‌هاي بزرگ صرف اين هزينه‌ها با توجه به بازگشت سرمايه شبكه مقرون به صرفه مي‌باشد. روش دوم روش outsourcing يا برون سپاري مي‌باشد. در اين روش كل مركز عمليات شبكه اعم از تجهيزات فيزيكي و سرويس‌هاي آن يكجا از يك شركت ديگري خريداري مي‌گردد. اين بدين معناست كه دارندگان شبكه سرويس‌هاي مورد نياز خود را خريداري مي‌كنند درحالي‌كه مركز عمليات شبكه‌اي راه‌اندازي ننموده‌اند.

در روش سوم دارندگان شبكه برخي از عمليات شبكه را به صورت انتخابي خريداري مي نمايند كه اين روش به روشout-tasking يا وظيفه‌سپاري معروف مي‌باشد.

طي تحقيقات به عمل آمده اكثر دارندگان شبكه به جاي استفاده از outsourcing تمايل به استفاده از روش out-tasking دارند.

شكل 2
مهمترين نكته در استفاده از روش‌هاي دوم و سوم، استفاده از خدمات ارائه‌دهندگان سرويس مناسب مي‌باشد.

تحقيقات نشان مي‌دهد بين 36 تا 40 درصد دارندگان شبكه كه از روش out-tasking استفاده مي كنند چهار نوع ارائه دهنده سرويس را براي كار خود مناسب مي دانند كه از جمله آن‌ها مي‌توان به فروشندگان تجهيزاتITو شبكه، مجتمع‌سازان سيستم‌ها و (MSP (Management Service Provider اشاره نمود. كساني كه از روش outsourcing استفاده مي‌كنند فروشندگان تجهيزات شبكه و مجتمع‌سازان سيستم‌ها را براي كار خود مناسب مي دانند.

در آخرين تحقيق به‌عمل‌آمده كمبود ارائه‌دهندگان سرويس با قابليت بالا يكي از مهمترين موانع در راه پياده‌سازي استراتژي outsourcing است. نمودارهاي زير آماري از out-tasking و outsourcing در شبكه ها و همچنين مشكلات موجود در راه به خدمت گرفتن روش‌هاي out-tasking يا outsourcing را نشان مي‌دهد.

با گسترش شبكه‌ها نياز به يك مديريت منسجم و يك مدل نظارتي كه كيفيت سرويس را براي شبكه‌هاي فوق تضمين كند بيش از پيش احساس مي‌شود. اين نوع مديريت هدف اصلي صاحبان شبكه‌هاست زيرا اين روش در حقيقت به كاربران اين اطمينان را مي‌دهد كه با توجه به تكنولوژي‌هاي موجود، سرويس‌هايي را با سطح سرويس توافق‌شده دريافت كنند.

مديريت شبكه استانداردهاي مختلفي دارد كه از جمله آن‌ها TMN است كه مفاهيمي برپايه مديريت OSI دارد. مدل عملياتي آن به‌گونه‌اي است كه سرويس‌ها به صورت لايه‌اي ارائه مي‌شوند. در اين مدل ارتباطات در بين لايه‌ها صورت مي‌گيرد. پايين‌ترين لايه، لايه عناصر شبكه مي‌باشد كه شامل روترها، سوئيچ‌ها و ساير تجهيزات است. لايه دوم، لايه مديريت عناصر شبكه است. كه عناصر موجود در شبكه را مديريت مي‌كند. اين دو لايه وابسته به فناوري ساخت مي‌باشند و سازندگان مختلف آن‌ها را با روش منحصر به خودشان مرتبط مي‌سازند. عمليات مديريتي كه روي عناصر شبكه توسط اين مديريت انجام مي‌شود در حقيقت مديريت پهناي باند، كارايي، كيفيت سرويس و كنترل ترافيك اطلاعات است.

مديريت سرويس‌ها نيز در شبكه معمولاً توسط ارائه‌دهندگان سرويس در شبكه‌ها پيش‌بيني مي‌شوند. اين سرويس‌ها معمولاً شامل پردازش درخواست‌ها مي‌باشد.

مدل نظارت و مديريت
با توجه به مفاهيم گفته‌شده، يك مدل نظارتي و مديريتي مي‌تواند برپايه ويژگي‌ها و سرويس‌هاي موجود در شبكه‌اي كه قرار است مديريت شود، به‌وجود آيد. براي توضيح اين مدل در نظر بگيريد كه يك شركت كه يك دفتر مركزي دارد، داراي شبكه‌اي با ساختار پيچيده است. اين شركت دفتر مركزي خود را با استفاده از زيرساخت‌هاي مختلف به ساير دفترهاي خود كه در نواحي مختلف منطقه قرار دارند مرتبط ساخته است.

مدل مديريتي و نظارتي كه براي اين شركت در نظر گرفته شده، سه قسمت اصلي دارد. يك قسمت ساختار پايه عملياتي، يك قسمت تجهيزات مديريتي و نظارتي و يك قسمت ارتباط بين دو قسمت قبلي مي‌باشد. مفاهيمي كه در هر قسمت مشخص شده است نشان مي‌دهد كه يك مديريت مجتمع براي اين شبكه نياز است.
اين مديريت مجتمع بايد به‌گونه‌اي طراحي شود كه بتواند امكان دسترسي آسان به شبكه، ارائه سرويس با كيفيت توافق شده و برقراري امنيت در شبكه را فراهم سازد.
ساختار پايه عملياتي
مديريت و نظارت شبكه‌هايي كه داراي زيرساخت‌هاي مختلف مي‌باشند بايد به‌گونه‌اي طراحي شود كه قادر باشد سرويس‌هاي خواسته شده را با كيفيت مطلوب و سرعت دسترسي قابل‌قبول ارائه كند.

در حقيقت مديريت شبكه شامل مهندسي استراتژيك و برنامه‌ريزي شده سرويس‌هاي شبكه است. مهندسين شبكه با توجه به نيازهاي شبكه پيش‌بيني‌هايي براي گسترش شبكه دارند اما لازم است برنامه‌ريزي آنها طوري باشد كه در آينده با افزايش كاربران بتوانيم سرويس‌هاي جديد را با كيفيت مناسب ارائه دهيم.

اين كار در شبكه‌هاي امروزي توسط مديريت شبكه انجام مي‌شود. همچنين در شبكه‌ها كنترل كارايي شبكه و تداركات لازم براي گسترش شبكه در صورت نياز و يا ايجاد امكان ارائه سرويس‌هاي جديد با تغيير تكنولوژي نيز برعهده مديريت شبكه مي‌باشد. اين مديريت بايد به‌گونه‌اي كاملاً مقرون به صرفه كليه تداركات لازم را در نظر بگيرد. يكي از كارهايي كه از وظايف مهم سيستم‌هاي مديريتي نيز به حساب مي‌آيد، برقراري ارتباط بين گروه‌هاي مختلف است.

مدل مديريت و نظارت با توجه به سطوح مختلف سازمان‌دهي مي‌شود. سطح نظارت براي مشخص كردن استراتژي‌ها و سياست‌هاي مديريت در نقاط مختلف مورد استفاده قرار مي‌گيرد. اين سياست‌ها توسط مديريت حمايت مي‌شوند و روند عملياتي مديريت شبكه را مشخص مي‌سازند.

حوزه فعاليت‌هاي گروه نظارت

حوزه مسئوليت‌هاي گروه نظارت

شرح وظايف

نظارت بر ارتباطات

مديريت ساختار سرويس‌هاي ارتباطي در شبكه

نظارت بر دريافت سرويس‌ها

مديريت فرايند دسترسي كاربران به شبكه‌

نظارت بر مهندسي شبكه

طراحي منابع و نحوه پياده‌سازي سرويس‌ها و نظارت بر تكامل تدريجي تكنولوژي سرويس‌ها در شبكه

نظارت بر كيفيت تكنولوژي اطلاع‌رساني

مديريت پروسه تكنولوژي اطلاع‌رساني در شبكه

نظارت بر امنيت در شبكه

ايجاد سياست‌هايي كه تبادل اطلاعات در شبكه را در بالاترين درجه امنيت تضمين مي‌كنند

نظارت بر سرويس‌ها و سيستم‌ها

مديريت دسترسي به سيستم و سرويس‌هاي ارائه شده در شبكه

وظايف مديريت و نظارت
گروه نظارت مسوول بازرسي و گاهي ايجاد سياست‌هاي نظارتي براي پروژه‌هاي در دست اقدام مي‌باشد. اين سياست‌ها همان‌گونه كه در قبل نيز به آن اشاره شد توسط روندهاي عملياتي كه گروه مديريت ايجاد مي‌كنند پشتيباني مي‌شوند.

ابزار مديريت و نظارت در شبكه
ابزار مديريت شامل گزارش‌ها، فرم‌ها و اسنادي است كه روند عمليات در شبكه و سياست‌هاي آن را مشخص مي‌سازند. گروه مديريت و نظارت بايد به‌طور مستقيم با گروه نصب و نگهداري در رابطه باشند و كليه تغييرات شبكه را در مديريت لحاظ كنند.

گزارش دهي
توانايي ارائه گزارش قابل فهم و همچنين ارائه سرويس‌ها در حد مطلوب باعث ايجاد اعتماد متقابل بين شبكه و مشتري مي‌شود.

روابط بين عمليات شبكه و قسمت نگهداري، اثر مستقيم روي كارايي شبكه مورد نظر دارد. اين سرويس‌ها مي‌توانند به صورتي ارائه شوند كه طيف وسيعي از تعهدات نظير نگهداري، تعويض سخت افزار و مديريت پيكربندي را شامل شوند.

حوزه فعاليت‌هاي گروه مديريت

حوزه مسئوليت‌هاي مديريت‌

شرح وظايف

مديريت پيكربندي

مشخص كردن مكانيزم‌هاي پيشرفته‌اي كه نرم‌افزارها و سخت‌افزارهاي شبكه را استاندارد كند

مديريت سرويس‌ها و سيستم‌ها

پياده‌سازي يك مكانيزم عملي براي تضمين در دسترس بودن و قابليت اطمينان سرويس‌هاي ارائه شده در شبكه‌

مديريت منابع و صورتحساب

مديريت تجهيزات شبكه كه به‌طور مشترك مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

مديريت كارآيي

پياده‌سازي يك مكانيزم براي نگهداري اطلاعات مربوط به كارآيي سيستم‌ها در شبكه‌

مديريت خطا

پياده‌سازي يك مكانيزم براي تشخيص و ايزوله سازي خطا در شبكه و برطرف كردن عيب‌هاي شبكه در صورت امكان‌

مديريت امنيت

پياده‌سازي يك مكانيزم عملي براي اجراي سياست‌هاي مشخص شده در رابطه با امنيت شبكه‌

شبكه‌هاي امروزي با استفاده از مانيتورينگ بلادرنگ، پيشگيري از بروز مشكلات و حل سريع مشكلات به‌وجود آمده، مي توانند كارآرايي خود را تضمين كنند.

در هر NOC مديريت‌ها و به تبع آن تهيه گزارش‌هاي به اين نحو صورت مي پذيرد:

● مديريت خطا

● مديريت پيكربندي

● مديريت كارآيي

● مديريت امنيت

● مديريت حسابرسي

● مديريت Inventory

مديريت خطا
هر زماني كه خرابي در يكي از سرويس‌ها رخ دهد، وظيفه مركز عمليات شبكه است كه سرويس مورد نظر را هر چه زودتر به شبكه بازگرداند. براي اين منظور لازم است ابتدا سرويس مورد نظر مشخص شده و سپس از ساير قسمت‌هاي شبكه جدا شود. سپس رفع عيب شده و به شبكه بازگردانده شود. در بسياري موارد اين عمليات به صورت خودكار انجام مي‌گيرد. در برخي از موارد يك سيستم مديريت شبكه خطا را مشخص مي كند و با يك سري اخطارها وقوع خطا را اعلام مي‌نمايد. اصلاح سرويس شامل درست كردن علت خرابي نيست و اين رفع عيب معمولاً برعهده گروه نصب و نگهداري مي باشد.

(Trouble Ticket (T.T معمولاً به طور دستي توسط مهندسين در مركز عمليات شبكه ايجاد مي‌شود. البته در بعضي موارد اين T.T توسط خود NMS و به طور اتوماتيك ايجاد مي‌گردد. اطلاعات موجود روي اينT.Tها شامل يك شماره است كه سيستم به آن اختصاص مي‌دهد. همچنين شامل زمان وقوع خطا، ماهيت خطا، كاربري كه با وقوع اين خطا متضرر شده، SLA، گروه مسؤول، گروه اصلاح خطا و همچنين توليد كننده T.T مي باشد.

اين T.T به گروه نصب و نگهداري كه مسئول اصلاح و رفع عيب مي باشد، داده مي شود. اين گروه قبل از بازگرداندنT.T، كليه مراحل اصلاح را روي آن مشخص مي كنند. مسيريابي اين T.T توسط گروه هاي مختلفي انجام مي شود اما نظارت بر آن معمولاً برعهده گروه نگهداري مي باشد. شبكه با استفاده از توليد T.T مي‌تواند در زمان مناسب به خطاهاي توليد شده پاسخ دهد و در صورت امكان آنها را برطرف سازد. در مركز عمليات شبكه به طور كلي نياز به يك سيستم خودكار توليد T. T داريم تا بتوانيم خطاهاي موجود در شبكه را برطرف سازيم.

مديريت رخداد
اين مديريت كليه خطاها را از قسمت هاي مختلف شبكه جمع آوري مي كند و آنها را با توجه به سياست كاري شبكه و بسته به عناصر توليد كننده آن طبقه بندي مي كند. اثرات هر خطا را روي شبكه به تصوير مي‌كشد و با توجه به مقادير آستانه‌اي موجود در شبكه، حجم خطاها و اخطارها را در شبكه كاهش مي‌دهد.

نظارت بر Trouble Ticket
نظارت برT.T يكي از قسمت‌هاي نظارتي مديريت خطا مي‌باشد. كليه اشكالات تا رفع كامل بايد مسيريابي شوند و اين كار برعهده قسمت نظارت مديريت خطا مي‌باشد. داشتن اطلاعات يكي از ابزارهاي عيب‌يابي است. سيستم‌هاي خودكاري وجود دارند كه مسير اشكالات را از زمان توليد T.T تا رفع عيب كامل مشخص مي سازند.

مديريت پيكربندي
براي پيكربندي يك شبكه سه قسمت وجود دارد. اولين بخش پيكربندي شبكه قسمت، استاتيك آن است. اين پيكربندي‌ در حقيقت پيكربندي دائمي شبكه است. بخش دوم پيكربندي شبكه در حال فعاليت است كه در حقيقت پيكربندي‌اي است كه شبكه با آن راه‌اندازي شده است. بخش سوم، پيكربندي پيش‌بيني شده در آينده، براي شبكه مي‌باشد.

اين بخش متعلق به زماني است كه ساختار شبكه به علت تغيير ساختارهاي اطلاعات تغيير پيدا مي‌كند. اطلاعات پيكربندي به صورت خودكار توسط سيستم‌هاي مديريت شبكه جمعآوري و ذخيره مي گردد. مركز عمليات شبكه يك نمايشگر براي نمايش پيكربندي ديناميك شبكه و حالات آن دارد. حالت‌هاي شبكه توسط يك سيستم مديريت شبكه نمايش داده مي شود و خرابي‌هاي تجهيزات نيز توسط آن مشخص مي‌گردد.

اين سيستم مديريت شبكه ترافيك و كارآيي شبكه را نيز نمايش مي‌دهد. هرگونه تغيير ساختاري كه روي پيكربندي موجود شبكه توسط مركز عمليات شبكه صورت مي‌گيرد در نمايشگر ديناميك موجود در مركز عمليات شبكه نيز منعكس مي‌گردد.

مديريت امنيت
امنيت شبكه طيف وسيعي از مسائل امنيتي را مي پوشاند كه شامل امنيت فيزيكي شبكه و همچنين كنترل دسترسي به شبكه مي‌باشد. حق دسترسي به نرم افزارهاي كاربردي فقط مختص NOC نيست. اين حق زماني به مركز عمليات شبكه داده مي‌شود كه يا نرم افزار را خود NOC طراحي كرده و نوشته باشد يا اينكه نرم‌افزار را خريداري كرده باشد. درنتيجه يك پايگاه داده امنيتي براي دسترسي به شبكه و دسترسي به اطلاعات شبكه توسط مركز عمليات شبكه به‌وجود مي‌آيد.

سياست دسترسي در شبكه‌هاي مختلف متفاوت است. به طور مثال در شبكه‌هاي Enterprise ممكن است كليه اعضا اجازه دسترسي به تمام شبكه را بدون محدوديت داشته باشند اما در يك مركز عمليات شبكه بسته به خواست طراح شبكه، هر گروه از افراد اجازه دسترسي به قسمت خاصي از شبكه را دارند. اما به هر جهت بايد از ورود غيرقانوني افراد به شبكه و دسترسي به منابع اطلاعاتي شبكه در هر حالتي پيشگيري كرد.

مركز ملي امنيت كامپيوتر (NCSC) براي امنيت در شبكه‌ها سياست‌ها و روال‌هايي را با توجه به طراحي كامپيوترهاي مختلف همچنين برنامه‌هاي مختلف پيش‌بيني كرده است. پايه و اساس برپايي اين سياست‌ها و روال ها در زير مشخص شده اند:

1- مشخص كردن مواردي كه لازم است محافظت شوند.

2- مشخص كردن علت حفاظت

3- مشخص كردن تهديدهاي موجود

4- مشخص كردن روش‌هاي مقرون به صرفه براي محافظت از تجهيزات

5- بررسي مداوم فرايند جهت رفع ضعف‌هاي احتمالي

قسمت‌هايي كه لازم است محافظت شوند نظير سخت افزارها و نرم‌افزارها، اطلاعات، مكتوبات، منابع و مسؤولان مربوطه نيز بايد مشخص شوند.

مديريت كارآيي
هر NOC، اطلاعات شبكه را جمع آوري مي كند و آن‌ها را بروز مي نمايد تا بتواند هميشه شبكه را در حد كارآيي مطلوب نگه دارد. آمار شبكه كه شامل اطلاعات ترافيك، در دسترس بودن شبكه و تاخير شبكه است توسط اين مركز جمع‌آوري مي شود. اطلاعات ترافيك شبكه مي‌تواند برپايه حجم ترافيك در نقاط مختلف شبكه جمع‌آوري شود. همچنين مي‌توان آن را با توجه به برنامه‌هاي كاربردي مختلف نظير پست الكترونيكي، ترافيك وب و اخبار شبكه و يا برپايه ترافيك پروتكل انتقال در لايه هاي مختلف نظير TCP ،UDP ،IP ،IPX ،Ethernet و FDDI نيز جمعآوري نمود. آمارهاي به‌دستآمده جهت پيش‌بيني روند رشد شبكه و طراحي‌هاي آينده براي گسترش شبكه مورد استفاده قرار مي گيرند.

اطلاعات كارآيي در رابطه با در دسترس بودن شبكه و تاخير در شبكه براي افزايش ضريب اطمينان شبكه و بهينه سازي زمان پاسخ مورد استفاده قرار مي گيرد.

براي مديريت كارآيي، كارآيي شبكه را با آناليز‌كننده پروتكل مورد بررسي قرار مي‌دهند. اين آناليزكننده‌هاي پروتكل در حقيقت ابزار اندازه‌گيري كارآيي در شبكه‌ها مي‌باشند و با استفاده از مانيتور كردن بار شبكه كه شامل پارامترهاي مختلفي نظير منابع، آدرس‌هاي مقصد و پروتكل‌ها در لايه‌هاي مختلف شبكه مي‌باشد، مي‌توانند اطلاعات لازم براي مديريت كارآيي را جمع‌آوري كنند. آمار ترافيك را مي‌توان در بازه‌هاي زماني بين يك ساعت تا يك سال به‌دست آورد. اين اطلاعات به مركز عمليات شبكه از طريق RMON ارسال مي‌شوند.

هر يك از تجهيزات، اطلا‌عات شبكه محلي خود را مانيتور مي‌كنند و تحليل‌هاي لازم را انجام مي‌دهند. اين تجهيزات، اطلاعات خواسته شده و حتي يك سري اطلاعات كه درخواست نشده‌اند را هم جمع‌آوري و آناليز كرده و به مراكز مربوطه ارسال مي‌دارند. اين تكنولوژي (RMON) لزوم فعال‌بودن agent‌ها در شبكه را به طور تمام وقت براي اينكه مدير شبكه اطلاعات را از آن‌ها دريافت كند، از بين مي برد. مانيتور كردن بسته ها نظير ping ICMP ممكن است باعث سوء برداشت شود.

به طور مثال ping ‌هايICMP در ارتباطات راه دور به‌خصوص زماني كه ترافيك شبكه نيز بالا مي باشد ممكن است گم شوند و مدير شبكه، اين موضوع را خرابي تجهيزات مورد نظر تلقي كند. در حالي كه RMON به طور محلي اين كار را انجام مي‌دهد و ضريب اطمينان را بالا مي‌برد. يكي ديگر از مزيت‌هاي استفاده از RMON اين است كه مي توان به طور دائم يك قسمت از شبكه را مانيتور كرد. اين عمل باعث افزايش ميزان اطلاعات و امكان كنترل بهتر مي‌شود. با استفاده از اين روش سرعت پيدا كردن خطا در شبكه افزايش مي يابد. در بعضي موارد با استفاده از مديريت proactive مي‌توان از بروز خطا در شبكه نيز جلوگيري به عمل آورد. علاوه بر اين موارد ذكر شده استفاده از تكنولوژي RMON در شبكه باعث افزايش قدرت نظارت مي گردد.

مديريت حسابرسي
NOC با توجه به منابع شبكه و ميزان استفاده از آ‌ن‌ها، مديريت حسابرسي را نيز عهده دار است. معيارهايي براي مشخص كردن ميزان استفاده از منابع در شبكه و همچنين سرويس‌هاي شبكه مشخص شده است. از آنجايي‌كه شبكه شامل تجهيزاتي است كه هر كدام را يك سري سازنده مختلف ساخته‌اند، لازم است هماهنگي‌هاي لازم براي ارتباط آن‌ها با يكديگر صورت گيرد.

اين هماهنگي در MIB صورت مي‌گيرد و مشخصات و روابط هر يك از قسمت‌هاي شبكه با ساير تجهيزات شبكه درMIB ذخيره شده و در صورت لزوم مورد استفاده قرار مي گيرد.

حجم مشخصي از اطلاعات به علت سنتي بودن سيستم لازم است به صورت دستي جمعآوري شوند. اما بقيه اطلاعات به صورت خودكار جمع‌آوري مي شوند. SNMP يك پروتكل متداول براي جمع آوري اطلاعات به صورت خودكار است و با استفاده از پروتكل‌ها و همچنين ابزار آناليز، كارايي اين اطلاعات را جمع آوري مي كند.

يك قسمت از پياده سازي استاندارد جمع آوري اطلاعات حصول اطمينان از رسيدن اطلاعات كافي به پرسنل مربوطه مي باشد.

مديريت Inventory
اين مديريت مهم‌ترين قسمت در مديريت شبكه محسوب مي‌گردد. با استفاده از اين مديريت كليه تجهيزات موجود در شبكه فهرست مي‌شوند و در صورت نياز مورد استفاده قرار مي‌گيرند. اهميت وجود اين قسمت زماني بيش از پيش مشخص مي‌گردد كه بخواهيم با استفاده از روش Provisioning نيازهاي شبكه را مشخص كنيم. اين بخش مديريتي از نظر هزينه گران‌ترين بخش محسوب مي شود. اين مديريت به صورت خودكار پس از نصب و راه‌اندازي، تجهيزات جديد را در فهرست تجهيزات خود اضافه كرده و اطلاعات مخصوص به آن را در شبكه مشخص مي كند.

روش هاي پياده سازي
در يك شبكه با زيرساخت‌هاي مشخص، تجهيزات و پرسنل و ارائه سرويس با كيفيت بالا، اولين و مهمترين نياز وجودNOC است. در اين محيط لازم است تمامي كاربران 24 ساعت در روز و هفت روز در هفته از سرويس‌هاي با كيفيت بالا استفاده كنند. درنتيجه بهتر است مركز NOC با هزينه بالا و امكانات بسيار خوب راه اندازي مي‌شود. اين مراكز معمولاً در بزرگترين مركز شهري و با اتصالات E1 و STM-1 و در برخي شرايط با فيبرنوري به شبكه موجود مرتبط مي‌شوند. اين مراكز به گونه‌اي طراحي مي‌شوند كه با نيازهاي هر شبكه‌اي منطبق باشند و بتوانند كليه خرابي ها و مشكلات شبكه را اعم از اشكالاتي كه توسط پرسنل ايجاد مي‌شوند و يا مشكلات مربوط به تجهيزات مسيريابي كرده، پس از جداسازي رفع كنند.

كليه مراكز عمليات شبكه به تجهيزاتي نظير سنسورهاي دود، آتش، حركت و همچنين تجهيزات اطفاي حريق، ژنراتورهاي توليد برق اظطراري، كامپيوترهاي اضافي، دوربين‌هاي مداربسته و در نهايت به روش‌هاي ايمن‌سازي دسترسي مجهز مي‌باشند. به اين دليل مركز عمليات شبكه بسيار پيچيده و از نظر هزينه بسيار بالا مي باشد. بسياري از شبكه‌ها براي ايجاد مركز عمليات شبكه خود از روش Co-Location استفاده مي‌كنند. اين روش به گونه‌اي است كه مركز عمليات در يك ساختمان ديگر كه متعلق به مركز عمليات شبكه سازمان ديگري است قرار مي‌گيرد و هر دو شبكه از يك مركز عمليات شبكه به طور مشترك استفاده مي‌كنند.

اهداف NOC
هر مركز عمليات شبكه يك خروجي مهم دارد و آن‌هم ايجاد توازن ميان ماموريت‌هاي سازماني، افراد و امنيت شبكه مي‌باشد. براي مديريت اين توازن، نياز به آگاهي كافي، تجربه و انعطاف پرسنل NOC مي‌باشد. اين پروسه شامل برنامه‌ريزي و پيكربندي مناسب منابع است كه شامل پرسنل، آموزش، تجهيزات، كاربران انتهايي و سياست‌هاي مديريتي است.

مركز عمليات شبكه رفتار شبكه را مانيتور كرده و آن را مستند مي‌كند و همچنين منابع شبكه را عيب‌يابي و در مواردي عيب‌زدايي مي كند. در اين فرايند مركز عمليات شبكه 24 ساعت در روز و هفت روز در هفته شبكه، را برطبق يك برنامه عملياتي مشخص مديريت مي كند كه اين مديريت شامل گسترش، نصب، نگهداري و پياده‌سازي روش‌هاي ارائه سرويس مي باشد. عمليات NOC شامل جلوگيري از وقوع خطا، آشكارسازي خطا، تصحيح خطا، گزارش‌دهي و جمعآوري اطلاعات و آمار در خصوص تجهيزات شبكه مي باشد. همچنين NOC وظيفه هماهنگ‌سازي، زمانبندي نصب و توسعه تجهيزات شبكه را نيز بر عهده دارد و منابع داخلي شبكه را نيز به طور مستمر مديريت كند.

به طور كلي مركز عمليات شبكه يك مركز با سرعت بالاست كه به كليه تهديدها در شبكه عكس‌العملي آني نشان مي‌دهد. در نتيجه بازديد متناوب و مكرر مركز عمليات شبكه براي آگاهي از نحوه عملكرد شبكه و كارآيي آن ضروري مي‌باشد.

مي توان تنظيمات را در شبكه به گونه‌اي انجام داد كه نه تنها تجهيزات آسيب ديده بلكه كاربران خسارت ديده نيز مشخص گردند. همچنين مي توان يك سري سياست‌هايي براي جبران خسارت كاربران درنظر گرفت.

در تعدادي ازNOCها مديريت به صورت proactive صورت مي‌پذيرد. اين روش مديريت در حقيقت به گونه‌اي است كه قبل از وقوع خطا هشدارهايي به پرسنل و حتي گاهي به كاربران هم داده مي شود.

در حقيقت با هوشمندسازي سرويس‌ها مي‌توان مديريت شبكه را بهتر و با كارآيي بالاتري انجام داد به اين ترتيب با اضافه نمودن تجهيزات هوشمند در مركز عمليات شبكه مي توان احتمال بروز خطا و خرابي را در شبكه به حداقل رساند.

طراحي امكانات مورد نياز NOC
اين طراحي معمولاً به گونه‌اي صورت مي‌پذيرد كه با ميزان مجتمع‌سازي روال كار داخلي و خارجي سازمان هماهنگي داشته باشد. راحتي و شكل ظاهري مناسب، ازجمله عوامل مهم در طراحي مركز عمليات شبكه مي‌باشد. دقت و توجه در طول فاز طراحي مي‌تواند از هدر رفتن منابع و همچنين عمليات غيرضروري درآينده جلوگيري كند.

تجهيزات اتاق فرمان
اتاق فرمان معمولاً نقطه مركزي NOC است كه به عنوان يك محيط عملياتي براي استفاده از پرسنل مورد استفاده قرار مي گيرد. در اين مكان لازم است كليه تجهيزات نصب و راه‌اندازي شوند زيرا كليه فرمان‌ها از اين مكان ارسال مي گردد.

در اين اتاق معمولاً يك صفحه نمايشگر بسيار بزرگ ديواري نصب مي شود كه مي‌توان از طريق آن كليه تجهيزات شبكه را نظارت كرد.

سید مهرداد قادریان

+ نوشته شده در پنجشنبه پنجم مهر 1386ساعت 2:29 قبل از ظهر توسط MeHrDaD |

محصولات شبكه‌اي مبتني بر استاندارد IEEE 802.11n

محصولات شبكه‌اي مبتني بر استاندارد

IEEE 802.11n

جديدترين استاندارد WLAN يعني 802.11n هنوز به تصويب نهايي نرسيده است، اما شركت‌هاي پيشرو در زمينه ارائه محصولات شبكه همچون Broadcom ،Atheros و ...، سخت‌افزارهايي برپايه نسخه‌هاي اوليه اين استاندارد ارائه كرده‌اند. اين مقاله نتايج آزمايش‌ها و بررسي‌هاي گوناگوني است كه روي اين تجهيزات انجام شده است. در ابتدا تجهيزات هر شبكه به تنهايي بررسي شده است و سپس ميزان كاركرد متقابل سخت‌افزارهاي شركت‌هاي گوناگون با همديگر آزمايش شده است. در مرحله بعد سازگاري اين محصولات با محصولات مبتني بر استاندارد قديمي‌تر 802.11n بررسي شده و امكان كاركرد متقابل اين دو استاندارد مورد بررسي قرارگرفته است. قابليت اعمال الگوريتم‌ها و استانداردهاي رمزنگاري روي اين تجهيزات، به‌منظور افزايش امنيت انتقال اطلاعات، مطلب بعدي است كه مورد بررسي قرار گرفته است.در پايان با توجه به شرايط موجود در مورد آيندهِ اين استاندارد پيش‌بيني‌هايي صورت گرفته است.

مشخصات جديدترين استاندارد LAN بي‌سيم، يعني 802.11n هنوز به تصويب نهايي نرسيده است، اما اين امر مانع آن نمي‌شود كه سازندگان سيستم‌هاي الكترونيكي محصولاتي براساس نسخه‌هاي اوليه اين استاندارد ارائه نكنند. آيا اين استاندارد جديد ارزش ريسك كردن را دارد؟ اگر انتظار داريد تجربيات شما در زمينه بي‌سيم آسان، قابل اعتماد و سازگار باشد، مي‌توانيد از نتايج اعلام شده آزمايش‌هاي eWEEK استفاده كنيد.

در مشخصات استاندارد 802.11n، نرخ بيت بسيار بالاتر از 100Mbps در نظر گرفته شده است. و اين براي كاربراني كه اشتهاي آن‌ها براي عملكرد بهتر سيري‌ناپذير است، تا حدودي وسوسه‌انگيز به نظر مي‌آيد. اما محصولاتي كه براساس نسخه‌هاي اوليه اين استاندارد تهيه شده‌اند، ممكن است با محصولاتي كه براساس استاندارد نهايي ساخته خواهند شد، قابل مقايسه نباشند. اين امر بدان معني است كه با ارائه محصولات واقعي و نهايي اين استاندارد، بايد شاهد افزايش چشمگير يا حتي تغيير و تكامل همه جانبه در آن باشيم؛ كه ممكن است روزي در سال آينده باشد!

ماه گذشته شركت‌هاي Atheros و Broadcom طي يك اعلاميه مشترك بيان داشتند محصولاتي كه از چيپ‌ست‌هاي بي‌سيم آن‌ها استفاده مي‌كنند، مي‌توانند با هم كار كنند. اين چيپ‌ست‌ها براساس نسخه اوليه طرح پيشنهادي استاندارد 802.11n ساخته شده است. بعد از اين اعلام، eWEEK تصميم گرفت اين ادعا را بيازمايد.

آزمايش‌ها نشان مي‌دهند كه محصولاتي كه از چيپ‌ست‌هاي شركت‌هاي مختلف استفاده مي‌كنند، مي‌توانند با يكديگر كار كنند، ولي اين كاركرد متقابل به آساني به دست نمي‌آيد و چندان هم ثابت و قابل اعتماد نيست. بهترين توصيه براي خريداران اين محصولات، اعم از شركت‌ها و هم كاربران، يك چيز است: از محصولات كارخانه‌هاي مختلف استفاده نكنيد. از سوي ديگر، بعد از ارائه اين محصولات در بهار امسال، شاهد تكامل و تطبيق سريع اين سخت‌افزارها هستيم.

توان انتقال اطلاعات رمزگذاري نشده

شكل 1
براي انجام آزمايش‌ها چهار سيستم سخت‌افزاري مورد استفاده قرار گرفتند. اين سخت‌افزارها با استفاده از چيپ‌ست‌هاي سه شركت ساخته شده‌اند كه اين شركت‌ها هم اكنون محصولاتي براساس استانداردهاي اوليه802.11n به بازار ارائه مي‌كنند:

1 - مسيرياب
(RangeMax Next Wireless Router-Gigabit Edition (WNR854T و كارت شبكه (RangeMax Next Wireless Network Adaptor-Gigabit Edition (WNRS11T كه براساس فناوري TopDOg شركت Marvell طراحي و ساخته شده‌اند.

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

3 - مسيرياب و نقطه دسترسي (Buffalo Technology's Nfiniti Wireless-N Router & Access (WZR-G300N و كارت شبكه (Buffalo Technology's Nfiniti Wireless-N Notebook Adaptor (WLI-CB-G300N كه از چيپ‌ست Buffalo Intensi-fi شركت Broadcom استفاده مي‌كند.

4 - مسيرياب (Linksys Wireless-N Broadband Router (WRT 300N و كارت شبكه (Linksys Wireless-N Broadbound Notebook Adaptor (WLI-CB-G300N كه هر دو براساس چيپ‌ست Linksys شركت Broadcom ساخته شده‌اند. در زمان انجام آزمايش‌ها Linksys ميان‌افزار مسيرياب را به نسخه 193.3 ارتقا داده بود. بنابراين عملكرد اين سيستم در فواصل دور اندكي بهبود نشان مي‌داد.

آزمايش‌يك نشان داد كه در فواصل نزديك محصولات Netgear داراي بيشترين ميزان بيت است. يعني ميزان بيت واقعي آن به 130Mbps هم مي‌رسد. اما وقتي كاربر شروع به دور شدن از سرور مي‌كند، عملكرد آن به‌ طور قابل ملاحظه‌اي دچار افت مي‌شود. (شكل 1) . زوج Belkin هم در فواصل دور عملكرد خوبي ندارد و در فواصل نزديك هم نتوانستيم به مرز 100Mbps دست پيدا كنيم. هر دو محصول Linksys و Buffalo هم كه براساس چيپ‌ست‌هاي شركت Broadcom ساخته شده‌اند، به راحتي با سرعت‌هاي بالا با همديگر كار مي‌كنند.

توصيه ما به كاربراني كه مي‌خواهند از محصولات گوناگوني كه براساس استاندارد 802.11n ساخته شده‌اند، استفاده كنند، اين است كه در حد امكان از محصولات يك شركت استفاده كنند. به نظر مي‌رسد كه سخت‌افزارهايBroadcom بيشتر از ساير محصولات از خود سازگاري نشان مي‌دهند. به ويژه كاربران بايد توجه داشته باشند كه نسخه درايو، ميان‌افزار كلاينت و مسيرياب شبكه يكسان باشند. البته دستيابي به اين امر قدري دشوار است؛ زيراBuffalo و Linksys از ويرايش‌هاي مختلفي براي نرم‌افزار مسيرياب شبكه استفاده مي‌كنند. در محصولاتي كه ما مورد آزمايش قرار داده بوديم به اين نتيجه رسيديم كه Buffalo از يك درايو جديدتر براي كاربر استفاده مي‌كند. در حالي‌كه نرم‌افزاري كه Linksys براي مسيرياب به كار مي‌برد، جديدتر است.

جدول سازگاري محصولات

شكل 2

همانطور كه در اعلاميه مشترك Atheros و Broadcom عنوان شده است، محصولات آن‌ها مي‌توانند در سرعت‌هاي بالا با يكديگر كار كنند، (شكل 2). هرچند اين سازگاري تنها بين زوج‌هاي معيني وجود دارد. با اتصال كارت شبكهAtheros به هر يك از مسيرياب‌هاي Broadcom و آزمايش اين شبكه به نتايج قابل قبولي مي‌‌رسيم:
در حدود70 تا90 Hbps. هرچند اين ميزان نرخ بيت كمتر از مقداري است كه در آن اعلاميه مشترك عنوان شده است، باز هم براي ما قابل قبول است.

استفاده از كارت شبكه Broadcom و مسيريابي Belkin خود قضيه ديگري است. برخلاف اين واقعيت كه سرعت انتقال بايد حول و حوش 300Mbps باشد، متأسفانه تحت اين شرايط شاهد عملكرد ضعفي (كمتر از 20Mbps)هستيم.

محصولات شركت Marvell در كار با ساير محصولات در سرعت‌هاي بالا‌ از خود سازگاري زياد نشان نداد. حداكثر سرعت در اين شرايط به حداكثر سرعت پيش‌بيني شده در استاندارد 802.11g، يعني 54Mbps مي‌رسد. در شرايط كار عادي هم اين سيستم عملكردي مشابه شرايط كار عادي استاندارد 802.11g دارد (يعني در حدود 22 Mbps تا 20).

Netgear داراي دو خط توليد مختلف است كه هر يك براساس نسخه‌هاي اوليه متفاوتي از استاندارد 802.11n، محصولات خود را توليد مي‌كنند (با استفاده از سخت‌افزارهاي Marvell و Broadcom) اين محصولات مختلف نمي‌توانند با سرعت‌هاي بالا با يكديگر كار كنند. مصرف‌كنندگاني كه از سخت‌افزارهاي ساخت شركت Netgearاستفاده مي‌كنند بايد دقت داشته باشند كه كارت شبكه و مسيرياب آ‌ن‌ها بتواند با سرعت‌هاي زياد با هم كار كند. محصولاتي از Netgear كه نام آن‌ها با حرف T ختم مي‌شود، بيانگر محصولات سازگار با Marvell است و آن‌هايي كه نام آن‌ها به حرف B ختم مي‌شود، محصولات سازگار با Broadcom را نشان مي‌دهد.

بنا به گفته David Henry، مدير بازرگاني شركت Netgear در بخش محصولات مربوط به مشتري، مهندسان اين شركت برنامه‌اي براي كاركرد متقابل بين محصولات توليدي اين شركت در آزمايشگاه درنظر گرفته‌اند و هم اكنون مشغول انجام اصلاحات و تنظيمات نهايي روي آن هستند تا سرعت كاركرد متقابل را بهبود بخشند. اگرچه ما نتوانستيم روي وب‌سايت اين شركت به اين برنامه اصلاح شده دست پيدا كنيم، اما انتظار داريم برنامه ارتقا يافته تا حداكثر يك ماه ديگر روي وب‌سايت شركت قرار گيرد.

سازگاري با استانداردهاي قديمي‌تر
محصولاتي كه براساس نسخه‌هاي اوليه استاندارد 802.11n ساخته شده‌اند و نيز محصولاتي كه براساس نسخه اصلي تهيه خواهند شد، احتمالاً به همراه سيستم‌هاي قديمي‌تر موجود، كه براساس استاندارد 802.11g ساخته شده‌اند و داراي گواهي واي‌فاي هستند، به كار خواهند رفت. در اين‌جا سازگاري و امكان كاركرد متقابل مسيرياب‌ها و كارت‌هاي شبكه ساخته شده براساس نسخه اوليه استاندارد 802.11n با محصولات قديمي‌تر مبتني بر استاندارد 802.11g را مورد آزمايش قرار خواهيم داد.

در اين مجموعه آزمايش‌ها تمام مسيرياب‌هايي كه برپايه استاندارد 802.11n تهيه شده‌اند را با كارت شبكه Intel Pro/Wireless 3945ABG كه در مجموعه آزمايشي Lenovo Group ThinkPad T60S در اختيار داريم، آزمايش مي‌كنيم. همچنين تمام كارت‌هاي شبكه كه براساس نسخه اوليه استاندارد 802.11n ساخته شده‌اند را با مسيرياب Cisco Aironet 1200 accell point مي‌آزماييم. در هر آزمايش پارامترهاي زير را اندازه مي‌گيريم: حداكثر نرخ بيت، عملكرد با افزايش فاصله و امكان رمز كردن داده.

وقتي از مسيرياب‌هاي مبتني بر استاندارد 802.00g به همراه كارت‌هاي شبكه استانداردهاي اوليه 802.11n استفاده شود، عملكرد در مسافت‌هاي طولاني نسبت به وقتي كه شبكه تماماً از اجزاي 802.11g ساخته شده است، به ميزان غيرقابل انكاري بهبود مي‌يابد.

در آزمايشي كه در فاصله 95 فوت با مسيرياب سيسكو به همراه كارت شبكه اينتل انجام داديم، در بهترين شرايط توانستيم به نرخ بيت 3.3Mbps دست پيدا كنيم. ولي با به كاربردن كارت‌هاي شبكه مختلف كه براساس نسخه‌هاي اوليه استاندارد 802.11n تهيه شده بودند، به همراه مسيرياب سيسكو در همان فاصله، عملكرد كلي به ميزان سه تا چهار برابر بهبود يافت.

نرخ بيت مربوط به كارت شبكه Linksys در اين آزمايش برابر 3.3Mbps بود. با استفاده از كارت شبكه Belkin ميزان نرخ بيت به 15Mbps ارتقا يافت. (عملكرد كارت‌هاي شبكه Buffalo و Netgear در بين اين دو قرار داشت).

وقتي مسيرياب‌هاي 802.11n را با كارت شبكه 208.11g به كار مي‌بريم، دامنه عملكرد ارتقا مي‌يابد، ولي تحت اين شرايط با يك مشكل جدي روبه‌رو هستيم. وقتي كارت شبكه اينتل را به همراه مسيرياب‌هاي Links ،Buffalo وNetgear به كار ببريم، تحت شرايطي خاص، پهناي باند به ميزان غيرقابل پيش‌بيني كاهش مي‌يابد. يعني وقتي انتظار داريم 22Mbps باشد، به 6Mbps مي‌رسد.

بعداً مشخص شد كه علت اين مسئله، ناسازگاري كارت شبكه Centrino با روشي است كه مسيرياب‌هايBroadcom براي ساختن كانال‌هاي 20MHZ، كه سيستم‌هاي استاندارد 802.11g از آن استفاده مي‌كنند، در كانال وسيع‌تر40MHZ به كار مي‌برد. در هر دو مسيرياب Broadcom، اين انتخاب را داشتيم كه كانال باريك را در نيمه بالا يا پايين كانال وسيع قرار دهيم (اگر شماره 7 را به كانال وسيع نسبت دهيم، كانال باريك مي‌تواند شماره 5 يا 9 باشد).

در حين آزمايش دريافتيم كه سازگاري مسيرياب‌هاي استاندارد 802.11n با كارت شبكه قديمي‌تر Centrino، با تخصيص كانال باريك به نيمه بالا، كمتر مي‌شود. بنابراين اعداد و ارقامي كه در اين‌جا آورده خواهد شد، براي حالتي است كه كانال باريك به نيمه پايين اختصاص داده شده است.

در محصولات هر دو شركت Belkin و Netgear، كانال باريك به همان شماره كانال پهن اختصاص داده شده است. بنابراين نتوانستيم علت عملكرد دقيق Netgear را بيابيم و همچنان مشغول بررسي اين مسئله هستيم.

نمايندگي شركت D-link مي‌گويد آن‌ها نيز وقتي در آزمايشگاه‌هاي خود كارت شبكه اينتل را با مسيرياب‌هايAtheros به كار مي‌بردند، به مشكل مشابهي برخوردند. آن‌ها سپس اعلام كردند با ارتقاي نرم‌افزاري به آخرين درايور Centrino مشكل حل شد. اما با يك بررسي معلوم شد كه در ما در آزمايش‌‌هاي خود از آخرين نسخه اين درايور استفاده كرده بوديم (يعني ويرايش 3.1.1.10 كه در وب‌سايت اينتل و Lenovo قرار داشت).

توان انتقال اطلاعات رمزگذاري شده با استفاده از
استاندارد AES

شكل 3
احتمالاً مشكل تخصيص كانال تنها به كارت شبكه Centrino اختصاص دارد؛ زيرا وقتي كارت شبكه D-Link DWL-650 802.11g را به كار برديم، مشكلي مشاهده نكرديم. در حال حاضر امر مسلم اين است كه در آينده شرايط متفاوت خواهد بود.

داده بيشتر؛ امنيت بالاتر
اكنون كه به توانايي انتقال حجم زيادي از اطلاعات در زماني كوتاه دست يافتيم، مي‌خواهيم قابليت رمزنگاري اطلاعات را توسط تجهيزات سخت‌افزاري بررسي كنيم.

ما تمام بخش‌هاي بي‌سيم را با استفاده از Wi-Fi Protected Access2) WPA2) كه از استاندارد رمزنگاري AES (استاندارد رمزنگاري پيشرفته) استفاده مي‌كند، تجهيز كرديم.

هر زوج از محصولات را در همان فاصله‌هايي كه براي اندازه‌گيري نرخ بيت مورد آزمايش قرار داده بوديم، مجدداً آزمايش كرديم. چون تنها نتايج با سرعت‌هاي بالا براي ما مهم است، تنها نتايج اندازه‌گيري در فاصله چهل فوت را آورده‌ايم (شكل 3).

عملكرد زوج Netgear بيش از همه در اثر رمزنگاري كاهش يافت. نرخ بيت به خاطر رمزنگاري به ميزان قابل توجه 23 درصد تقليل يافت (ولي به هر حال به نرخ جالب توجه 97.8Mbps رسيد). عملكرد زوج Belkin در اثر رمزنگاري چهارده درصد كاهش يافت و به 97Mbps رسيد. خصوصيات زوج Linksys تقريباً بدون تغيير باقي‌‌ماند.

عملكرد زوج Buffalo بعد از رمزنگاري حتي كمي بهبود يافت. هر چند به دليل نبود امكان پشتيباني كامل براي WPA2، نتايج آزمايش براي Buffalo بدتر شد. بنابراين ما محصولات Buffalo را با WPA كه از استاندارد AES استفاده مي‌كند، آزمايش كرديم. AES يك جزء اختياري از WPA اصلي است. در واقع الگوريتم رمزنگاري اصلي آن TKIP است).

توان کارکرد محصول Belkine در نسخه بتا و نهايي ميان‌افزار روتر و درايو کلاينت

شكل 4

WPA2 يك گزينه انتخابي براي مسيرياب‌هاي Buffalo Nfiniti نيست. همچنين ما نتوانستيم يك ارتباط كامل براي كارت شبكه Nfiniti (وقتي از ابزار پيكربندي بي‌‌سيم Client-Manager3 استفاده كرديم)، در يك شبكه با WPA2 ايجاد كنيم. گاهي، هنگامي كه از يك ابزار جانبي در ويندوزاكس‌پي استفاده مي‌كرديم (وقتي مسير WPA2 نصب شده بود)، مي‌توانستيم با يك شبكه كه از رمزنگاري Wpa2 استفاده مي‌كند، ارتباط برقرار كنيم. اما اين اتصال ممكن بود از يك شبكه به شبكه ديگر قطع شود و حتي نمي‌توان به كاركرد آن در همان شبكه هم اطمينان داشت.

شكل 5
در ابتدا ما اصلاً نتوانستيم عمليات رمزنگاري را روي مسيرياب شبكه Belkin N1 فعال كنيم. در گفت‌وگو با نمايندگان آن شركت، متوجه شديم كه در ساختار N1 يك مشكل عمده وجود دارد: وقتي مسيرياب طوري تنظيم مي‌شود كه هر يك از الگوريتم‌هاي رمزنگاري AES يا TKIP را پشتيباني كند، كاربر شبكه نمي‌تواند تشخيص دهد كه شبكه در وضعيت رمزنگاري قرار دارد و بنابراين مي‌كوشد بدون انجام هيچ‌گونه عمليات رمزنگاري به شبكه متصل شود.

هر چند اين مسئله، مشكل ما در انجام آزمايش‌هايمان نبود، در واقع در پايان، نرم‌افزار مسيرياب را دوباره نصب كرديم، تا عمليات رمزنگاري به‌طور صحيح انجام شود.

نگاهي به آينده
استاندارد 802.11n در حال تكامل است و كارهاي زيادي براي ارتقاي عملكرد متقابل بين سخت افزارهاي ساخته‌شده براساس نسخه‌هاي اوليه اين استاندارد، در حال انجام است.

در طول چند ماه آينده، استفاده‌كنندگان از نسخه‌هاي اوليه اين استاندارد، مي‌توانند با مراجعه به وب‌سايت شركت‌هاي سازنده، نسخه‌هاي جديد، درايور كلاينت‌ها و ميان‌افزار مسيرياب‌ها را پيدا كنند.

شكل 6

همچنين اين دسته از كاربران بايد توجه ويژه‌اي به كدها داشته باشند؛ چرا كه عملكرد متقابل، نرخ بيت و عملكرد در فاصله‌هاي زياد وابستگي زيادي به ارتقاي كدهاي استفاده شده در هر دو بخش كاربر و مسيرياب دارد.

تقريباً در پايان زمان انجام آزمايش‌هايمان، شركت Belkin نسخه بتاي درايور كلاينت (ويرايش 6.0.0.193) و ميان‌افزار مسيرياب (1.01.17) را در اختيار ما قرار داد. با استفاده از اين ويرايش جديد، عملكرد در فواصل كوتاه كمي بهبود يافت؛ تقريباً شش درصد ارتقا يافت و به 105Mbps در 40 فوت رسيد.

اما در فاصله‌هاي دورتر، عملكرد سيستم به ميزان چشمگيري بهتر شد؛ تقريباً 175 درصد بهتر شد و به 31Mbps رسيد. (شكل 4)

نتايج عملكرد متقابل با استفاده از اين كد بتا، به ميزان چشمگيري تغيير كرد: در بعضي موارد بهتر شد و در ساير موارد (خيلي) بدتر شد.

با استفاده از كد بتا براي مسيرياب شبكه Belkin N1 و هر دو كارت شبكه Broadcom در بخش كاربران شبكه، نرخ بيت به مقدار 120Mbps رسيد، ولي اين عملكرد خيلي متغير و غيرقابل اطمينان بود.

ضمن بررسي نرم‌افزار كارت شبكه، مشاهده كرديم كه نرخ بيت از 54Mbps به 300Mbps افزايش مي‌يافت و سپس مجدداً كاهش مي‌يافت. اين پديده در شرايطي اتفاق مي‌افتاد كه لپ‌تاپ در نزديكي مسيرياب قرار داشت و هيچ منبع تداخلي توسط تحليلگر طيف تشخيص داده نشد. بسته به كانالي كه لينك اتصال را روي آن قرار دهيم، تنها مي‌ توان به سرعت 7Mbps دست يافت يا اين‌كه اصلاً نمي‌توان داده را منتقل كرد.

شكل 7

در مرحله بعد، كارت شبكه ارتقا يافته Belkin را به مسيرياب Linksys متصل كرديم. در اين شرايط مشاهده كرديم كه نرخ بيت از 87.6Mbps به 67Mbps رسيد. (البته اين نتيجه مطلوب نيست، اما بهتر از حالتي است كه بخواهيم كاربر را به مسيرياب Buffalo Nfiniti متصل كنيم).

در آن مورد ماشين كاربر به طور دائم از شرايط نامساعد خبر مي‌داد و NDIS (مشخصات درايور واسط شبكه) خطا مي‌داد.

به محض اين‌كه آزمايش ما به اتمام رسيد، Linksys درايور بروز شده نسخه 4.80.28.2 را در اختيار قرار داد. اين نسخه جديد عملكرد را ارتقا مي‌داد و قابليت كاركرد واي‌فاي را در سمت كاربر ايجاد مي‌كرد. با اين نسخه جديد Linksys قادر بود از الگوريتم‌هاي WPA/WPA2 جهت رمزنگاري استفاده كند.

سید مهرداد قادریان

+ نوشته شده در پنجشنبه پنجم مهر 1386ساعت 2:27 قبل از ظهر توسط MeHrDaD |

مروري بر پياده‌سازي‌ شبكه‌هاي WiMax

مروري بر پياده‌سازي‌ شبكه‌هاي WiMax

ايجاد امكان دسترسي به اينترنت پرسرعت به صورت بي‌سيم، سال‌هاست كه مد نظر ارائه‌دهندگان سرويس در سراسر جهان مي‌باشد. معمولاً در حوزه هاي تحت پوشش اپراتورها مناطقي وجود دارد كه ارائه خدمات ارتباطي به‌صورت سنتي امكان پذير نمي‌باشد و يا هزينه بالايي در بر دارد. اين مناطق معمولاً در حومه شهرها قرار داشته و جمعيت كمي دارند. درنتيجه ايجاد زيرساخت‌هاي سيمي براي اين نقاط مقرون‌به‌صرفه نمي‌باشد. استفاده از تكنولوژي WiMAX راه‌حل بهينه‌اي است كه از جانب اپراتورها با استقبال زيادي روبه رو شده است. در شماره 50 ماهنامه شبكه درباره استاندارد IEEE 802.16 كه با نام تجاري WiMAX شناخته مي‌شود و استاندارد شبكه‌هاي بي‌سيم شهري است، مطالب مفصلي ارائه گرديده است. در اين شماره در نظر است با مروري كلي بر عملكرد اين استاندارد، نحوه پياده سازي شبكه هاي مبتني بر آن بيان شود.

مروري بر ساختار استاندارد IEEE 802.16
همان‌طور كه در مقالات قبلي اشاره گرديد، اين استاندارد باندهاي فركانسي مختلفي را در محدوده‌هاي با‌مجوز و بدون‌مجوز متناسب با ساختار خود تحت پوشش قرار مي‌دهد و استاندارد امكان ارائه خدمات بي‌سيم را به صورت ثابت و متحرك فراهم مي نمايند.

شرح

استاندارد

Fixed / Mobile

Bit Rate

فرکانس

Fixed (NLoS)

32-134 Mbps at 28MHz

2-11 GHz

802.16a

Fixed (NLoS)

32-134 Mbps at 128 MHz

5 , 6 GHz

802.16b

Fixed (LoS)

32-134 Mbps at 128 MHz

66 -10 GHz

802.16c

Fixed (NLoS)

Up to 75 Mbps at 20 MHz

2-11 GHz

802.16d

Mobile (NLoS)

Up to 15 Mbps at 5 MHz

802.16e

جدول 1

بخش‌هايي از اين استاندارد در سال 2004 به رسميت شناخته شد و در حال حاضر محصولات متعددي بر پايه آن ساخته و وارد بازار شده‌اند، اما بخش‌هايي مانند IEEE 802.16e كه در شبكه‌هاي موبايل كاربرد دارد، هنوز به عنوان يك استاندارد رسمي معرفي نشده است و درنتيجه هنوز هيچ تجهيزاتي مبتني‌بر اين استاندارد به توليد انبوه نرسيده است.

در جدول يك مقايسه‌اي بين استانداردهاي مختلف و فركانس كاري و نرخ بيتي آن‌ها ديده مي‌شود.
مطالعات اخير در زمينه ميزان رشد تقاضا براي استفاده از اين تكنولوژي نشان مي‌دهد كه تنها در چند سال گذشته تعداد خطوط نصب‌شده، از 57 ميليون در سال 2002 به 80 ميليون در سال 2003 افزايش يافته است.

اين ميزان رشد، صعودي باورنكردني دارد و پيش‌بيني مي‌شود تعداد اين خطوط تا سال 2008 مطابق نمودار 1 رشد نمايد.

هزينه هاي سرمايه گذاري تجهيزات

نوع سرمايه گذاري

نحوه تاثير بر بازگشت سرمايه

تجهيزات لايه هسته و توزيع

سرمايه گذاري به صورت يكباره براي پوشش كليه نقاط شبكه انجام مي پذيرد

APEX كلي بين مشتركين تقسيم مي گردد. مثلاً در مناطق پرجمعيت به ازاي هر كاربر كمتر از 10 دلار در نظر گرفته مي‌شود.

تجهيزات Base Station

اين سرمايه گذاري به صورت فازبه‌فاز متناسب با پيشرفت پروژه انجام مي‌شود.

APEX در اين قسمت بين هر 1000 مشترك تقسيم مي‌شود. به طور معمول CAPEX به ازاي هر مشترك كمتر از 100 دلار براي هر BS در ماكزيمم ظرفيت در نظر گرفته مي‌شود.

تجهيزاتCPE

اين سرمايه گذاري نيز به‌صورت فازبه‌فاز انجام مي‌شود. ميزان سرمايه متناسب با نيازهاي مشتركين متغير مي‌باشد.

بازگشت سرمايه در اين قسمت متناسب با نحوه ارائه خدمات مي‌باشد. به طور مثال بيشترين بازگشت سرمايه زماني است كه تجهيزات CPE به مشتركين اجاره داده مي‌شوند و كمترين بازگشت سرمايه زماني است كه مشتركين تجهيزات سمت خود را خريداري مي‌نمايند.

جدول 2

روش‌هاي دسترسي مبتني بر DSL) WDSL بي‌سيم) در مقايسه با دسترسي از طريق خطوط DSL از هزينه كمتري برخوردارند، در نتيجه به سرعت در مكان‌هايي كه امكان ارائه خدمات ارتباطي وجود ندارد و يا تراكم جمعيت به اندازه‌اي است كه ايجاد زيرساخت سيمي مقرون به صرفه نمي‌باشد جايگزين روش‌هاي موجود مي‌شوند. بدنه رگولاتوري دولت‌ها نيز از اين تكنولوژي به عنوان ابزاري براي از بين بردن فاصله ديجيتالي بهره مي‌برند.

شكل 1- دامنه كاربرد بخش‌هاي مختلف استانداردهاي IEEE 802.16

براي مشاهده تصاوير در ابعاد بزرگ روي آنها كليك كنيد.
به اين منظور اقدام به بازنگري در فركانس‌هاي موجود در باندهاي با مجوز و بدون‌مجوز نموده‌اند تا به‌واسطه آن بتوانند از طيف‌هاي فركانسي مطرح در اين تكنولوژي پشتيباني نمايند.

از نقطه‌نظر بازگشت سرمايه نيز اين فناوري قابل تامل است. همان‌طور كه در نمودار 2 مشاهده مي‌شود، شروع 232 ميليون دلاري و تخمين رشد تا 75/1 ميليارد دلار در سال 2006 براي بازگشت سرمايه در اين فناوري، يك رشد قابل‌ملاحظه اقتصادي است كه مشوق اصلي اپراتورها در ايجاد شبكه‌هاي مبتني‌بر اين تكنولوژي محسوب مي‌شود.

هر يك از تجهيزات مورداستفاده در اين تكنولوژي شامل تجهيزات سمت مشترك، تجهيزات Base Station و تجهيزات لايه هسته و توزيع هر كدام به تنهايي در ايجاد هزينه‌هاي پياده‌سازي سهيم مي‌باشند. جدول 2 نوع سرمايه گذاري براي هر يك از تجهيزات را نشان مي دهد.

نمودار 1
با استفاده از اين تكنولوژي سرويس‌هاي متعددي را مي‌توان در نواحي حاشيه‌اي شهرها و مناطق تجاري ارائه نمود. جدول 3 سرويس‌هاي قابل‌ا‌رائه در مناطق روستايي و حومه شهرها و درآمد ماهيانه براي پياده‌سازي اين سرويس‌ها با پهناي باند مشخص را نشان مي‌دهد.

نمودار 2
سرويس‌هايي كه با استفاده از اين تكنولوژي در مناطق تجاري قابل‌پياده‌سازي مي‌باشد، عبارتند از: سرويس‌هاي عمومي كه شامل دسترسي به اينترنت، سرويس‌هاي صوتي، تصويري و از اين قبيل مي‌باشد و سرويس‌هاي تجاري كه عموماً با تجارت‌الكترونيكي مرتبط است و داراي ويژگي‌هاي خاص خود از لحاظ امنيتي و كيفيت مي‌باشد.
اين سرويس‌ها با توجه به ماهيتشان، غالباً از پهناي باند بالايي استفاده مي‌كنند. در نتيجه درآمد ناشي از ارائه آن‌ها نيز براي اپراتورها قابل‌ملاحظه مي‌باشد.

پياده سازي WiMAX
فناوري WiMAX داراي مزاياي زيادي است كه آن‌را بر ساير تكنولوژي‌هاي موجود در زمينه شبكه‌هاي بي‌سيم ارجح مي‌سازد. اين مزايا عبارتند از:

● كيفيت سرويس

● كارآيي بالا

● ساختار استاندارد

● پشتيباني از آنتن هاي هوشمند

شكل 1
تجهيزاتي كه براي پياده‌سازي شبكه‌هاي شهري مورداستفاده قرار مي‌گيرند در سه لا‌يه تجهيزات سمت
مشترك (CPE) تجهيزات مربوط به Base Station‌ها و تجهيزات لا‌يه هسته شبكه مي‌باشد. تجهيزات مربوط به سمت مشترك به‌طور كلي به‌گونه‌اي پيكربندي مي‌شوند تا بتوانند كليه اطلا‌عات مربوطه را با فركانس‌هاي راديويي به نزديكترين Base Station انتقال ‌دهند.

نوع سرويس‌

پهناي باند

ضريب
Overbooking

متوسط درآمد ماهانه از مشتركين روستايي

دسترسي به اينترنت‌

348 Kbps

40:1

15$

سرويسVoIP

128Kbps

4:1

5 $

جدول 3

مرحله بعدي در ايجاد شبكه شهري بي‌سيم ايستگاه‌هاي ارائه‌دهنده سرويس است كه به POP يا CO معروفند، اين ايستگاه‌ها بايد به‌گونه‌اي طراحي شوند كه امكان تخصيص پهناي باند حداقل Mbps1 را براي هر مشترك تضمين نمايند. هرگونه ارتباطي با شبكه ساير ارائه‌دهندگان سرويس از طريق اين نقاط صورت مي‌پذيرد.

ساختار اين تكنولوژي به‌‌گونه‌اي است كه مي‌توان آن‌را در هر قسمت از شبكه مورداستفاده قرار داد، اما بهينه‌سازي نحوه استفاده از اين تكنولوژي به هزينه آن نيز بستگي دارد. همان‌گونه كه در بررسي‌هاي اقتصادي انجام‌شده ديده مي‌شود، اين فناوري در لا‌يه دسترسي قابل‌جايگزيني براي ساير تكنولوژي‌هاي مطرح در زمينه بي‌سيم مي‌باشد.

نوع سرويس‌

پهناي باند

ضريب
Overbooking

متوسط درآمد ماهانه از مشتركين تجاري

سرويس هاي عمومي‌

512Kbps

4:1

75 $

سرويس هاي تجاري‌

1Mbps

4:1

100 $

   جدول 4
با استفاده از اين تكنولوژي مي‌توان در لايه توزيع (Backhaul) و دسترسي (Last Mile) با صرف هزينه پايين، كارآيي بالايي ايجاد نمود. از WiMAX براي مجتمع‌سازي WiFi نيز استفاده مي‌شود.

در‌حال حاضر براي بهينه‌سازي شبكه‌هاي بي‌سيم، توصيه مي شود با بهره‌گيري از قابليت‌هاي هريك از تكنولوژي‌هاي مطرح در زمينه ايجاد‌ شبكه‌هاي بي‌سيم از هر دو تكنولوژي WiMAX و WiFi در كنار يكديگر استفاده شود. به اين ترتيب مي‌توان از قابليت هاي هر يك به صورت بهينه بهره برد.

شكل 3
شكل 2 استفاده از اين دو تكنولوژي را در كنار يكديگر نشان مي‌دهد. همان‌گونه كه مشاهده مي‌شود در شبكه‌هاي محلي و Campus از همبندي Mesh تكنولوژي WiFi استفاده شده است و براي لايه توزيع (Backhaul) نيز WiMAX مورداستفاده قرار گرفته است.

انجمن WiMAX اين استاندارد را براي پياده‌سازي ارتباطات نقطه به نقطه (P2P) و يك نقطه به چند نقطه (P2MP) در مناطق روستايي و حومه شهرها كه از تراكم جمعيت بالايي برخوردار نمي‌باشند، توصيه مي‌كند. (شكل 3)

همچنين درصورت نياز به ارائه كيفيت سرويس براي Application‌هايي نظير

شكل 4
ويدئوكنفرانس، VoIP و ... از اين فناوري در سطح (Last Mile) استفاده مي‌شود. ساختار استاندارد اين تكنولوژي نيز در زماني كه چندين محصول ساخت سازنده‌هاي مختلف در شبكه مورد نياز است، آن را از ساير تكنولوژي هاي مطرح در شبكه هاي بي سيم مجزا مي سازد.

در آينده‌اي بسيار نزديك با توجه به رشد نيازهاي كاربران و سرويس‌هايي كه مي‌توان ازطريق اين شبكه‌ها ارائه نمود، مطابق آنچه در شكل 4 نشان داده شده است، از اين تكنولوژي در كليه قسمت‌هاي شبكه اعم از توزيع و دسترسي استفاده مي‌شود. يعني WiMAX به علت امكان برقراري ارتباط با تجهيزات مبتني بر WiFi مي‌تواند در هر قسمت مورد استفاده قرار گيرد. به طور مثال در برخي از قسمت‌ها لازم است از باندهاي فركانسي داراي مجوز استفاده نمود كه به جاي تكنولوژي WiFi از WiMAX استفاده مي‌شود همچنين در نقاطي كه كيفيت سرويس در شبكه مدنظر مي‌باشد نيز مي‌توان از اين تكنولوژي استفاده نمود.

نمونه شبكه هاي پياده سازي شده
بزرگترين شبكه‌اي كه با توجه به اين تكنولوژي به صورت آزمايشي پياده‌سازي شده‌است، توسط يك اپراتور شبكه در انگلستان به كمك دانشگاه كنت ايجاد شده است. اپراتور Telabria كه يكي از معتبرترين اپراتورهاي شبكه‌هاي بي‌سيم مي‌باشد، در فواصل 15 مايلي اقدام به نصب آنتن براي ارائه سرويس نقطه به نقطه نموده است. كاربران اين شبكه اكثراً در رده SOHO و SME‌هاي شهر كانتربري مي‌باشند و سرويس را به صورت آزمايشي 90‌روزه از اپراتور مذكور دريافت مي‌نمايند.

پهناي باندي كه توسط اين اپراتور به مشتركان ارائه مي‌شود، در حدود 45Mbps مي‌باشد. لايه هسته و توزيع شبكه ايجاد‌شده مبتني‌بر استاندارد IEEE 802.16d است و مشتركان انتهايي با استفاده از WDSL‌ها به شبكه متصل مي‌گردند. تقارن در سرويس‌هاي دسترسي ارائه‌شده محدويت‌هاي ارسال و دريافت را براي مشتركان كاهش مي‌دهد.

يكي ديگر از شبكه‌هاي پياده‌سازي‌شده مبتني‌بر اين استاندارد توسط شركت WTC، برگزار‌كننده مسابقات جهاني مردان آهنين، راه‌اندازي شده است. اين مسابقات در مسافتي در حدود 140 مايل در سه رشته شنا به مسافت 4/2 مايل، دوچرخه سواري به مسافت 112 مايل، و دوي ماراتن به مسافت 2/26 مايل انجام مي شود و شبكه مذكور به منظور ايجاد امكان ارسال تصاوير زنده رقابت‌ها براي تماشاچيان و همچنين پخش اين مسابقات به صورت مستقيم از طريق تلويزيون و اينترنت پياده‌سازي شده است.

WTC از ارتباطات پرسرعت جهت ارسال تصاوير و ساير اطلاعات استفاده نموده است. كليه تجهيزاتي كه از اين استاندارد پشتيباني مي‌نمايند، نظير Laptop‌ها، PDA‌ها و ساير وسايل ارتباطي، مي‌توانند با اتصال به سايت مربوطه از روند رقابت به صورت زنده مطلع گردند.

پياده‌سازي اين شبكه به‌علت وجود رطوبت و دماي بالا در محوطه برگزاري بازي، با دشواري‌هاي فراواني روبه‌رو بود. زيرساخت شبكه بي‌سيم مذكور با استفاده از تجهيزات ساخت شركت Airspan و از سري AS 3030 ايجاد شده است. ظرفيت Backbone ايجاد‌شده براي اين شبكه به گونه‌اي است كه مي تواند پهناي باند 8Mbps مورد نياز دوربين‌هاي تصوير‌برداري را تامين نمايد. ايستگاه اصلي (Base Station) بر روي يك ساختمان بلند نصب شده است و كل محوطه را تحت پوشش قرار مي‌دهد. نكته قابل اشاره در طراحي اين شبكه، ماهيت سنگ‌هاي آتشفشاني است كه امواج ارسالي را به شدت جذب مي‌نمايند. براي طراحي اين شبكه رله‌هايي در مناطق مرتفع و در اطراف جاده‌ها و ساختمان‌ها نصب شده است تا بتوانند سيگنال‌هاي تضعيف‌شده را تقويت نمايد.

تكنولوژي WiMAX با توجه به ساختار خود به‌صورت ضمني مي‌تواند كيفيت سرويس تضمين‌شده‌اي را براي برنامه‌هاي كاربردي مختلف ارائه نمايد و در نتيجه براي ارسال صوت و تصوير مي‌تواند مورداستفاده قرارگيرد. شبكه ديگري كه منطبق با اين تكنولوژي ايجاد شده است، براي پخش زنده رخدادهاي جشنواره فيلم ساندنس مورداستفاده قرار گرفته است.

اين شبكه حدود 55 مايل از سالت‌ليك تا پارك‌سيتي در ايالت يوتا را به صورت نقطه به نقطه (P2P) تحت پوشش قرار مي دهد.

سید مهرداد قادریان

+ نوشته شده در پنجشنبه پنجم مهر 1386ساعت 2:19 قبل از ظهر توسط MeHrDaD |

پایگاه تخصصی برق مخابرات

شبكه‌هاي نوري آينده

Network Operation Center

محصولات شبكه‌اي مبتني بر استاندارد IEEE 802.11n

مروري بر پياده‌سازي‌ شبكه‌هاي WiMax

پیوندهای روزانه

نوشته های پیشین

آرشیو موضوعی

پیوندها

حوزه فعاليت‌هاي گروه نظارت
حوزه مسئوليت‌هاي گروه نظارت	شرح وظايف
نظارت بر ارتباطات	مديريت ساختار سرويس‌هاي ارتباطي در شبكه
نظارت بر دريافت سرويس‌ها	مديريت فرايند دسترسي كاربران به شبكه‌
نظارت بر مهندسي شبكه	طراحي منابع و نحوه پياده‌سازي سرويس‌ها و نظارت بر تكامل تدريجي تكنولوژي سرويس‌ها در شبكه
نظارت بر كيفيت تكنولوژي اطلاع‌رساني	مديريت پروسه تكنولوژي اطلاع‌رساني در شبكه
نظارت بر امنيت در شبكه	ايجاد سياست‌هايي كه تبادل اطلاعات در شبكه را در بالاترين درجه امنيت تضمين مي‌كنند
نظارت بر سرويس‌ها و سيستم‌ها	مديريت دسترسي به سيستم و سرويس‌هاي ارائه شده در شبكه

حوزه فعاليت‌هاي گروه مديريت
حوزه مسئوليت‌هاي مديريت‌	شرح وظايف
مديريت پيكربندي	مشخص كردن مكانيزم‌هاي پيشرفته‌اي كه نرم‌افزارها و سخت‌افزارهاي شبكه را استاندارد كند
مديريت سرويس‌ها و سيستم‌ها	پياده‌سازي يك مكانيزم عملي براي تضمين در دسترس بودن و قابليت اطمينان سرويس‌هاي ارائه شده در شبكه‌
مديريت منابع و صورتحساب	مديريت تجهيزات شبكه كه به‌طور مشترك مورد استفاده قرار مي‌گيرند.
مديريت كارآيي	پياده‌سازي يك مكانيزم براي نگهداري اطلاعات مربوط به كارآيي سيستم‌ها در شبكه‌
مديريت خطا	پياده‌سازي يك مكانيزم براي تشخيص و ايزوله سازي خطا در شبكه و برطرف كردن عيب‌هاي شبكه در صورت امكان‌
مديريت امنيت	پياده‌سازي يك مكانيزم عملي براي اجراي سياست‌هاي مشخص شده در رابطه با امنيت شبكه‌