معرفی

شبکه‌های بی‌سیم یا همان وایرلس به شدت فراگیر شده اند از جمله در خانه‌ها و شرکت‌ها. رشد تعداد دستگاه‌هایی که به شبکه‌های وایرلس وابسته هستند –موبایل‌های هوشمند، تبلت‌ها، تلویزیون‌های هوشمند، کنسول‌های بازی، گیرنده‌های دیجیتال و حتی ترموستات‌ها– بیش از پیش بر اهمیت پوشش وایرلس در سرتاسر خانه‌ی شما افزوده است. سریع‌ترین و ساده‌ترین راه برای رسیدن به این هدف، استفاده از رنج اکستندر وایرلس (wireless range extender) است که در فارسی با نام های توسعه دهنده شبکه بی سیم، تقویت کننده شبکه بی سیم و گسترش دهنده شبکه بی سیم نیز شناخته می شود.

در طول دهه گذشته، شبکه‌ها و دستگاه‌هایی که به آن‌ها متصل می‌شوند، به شدت پیشرفت کرده‌اند. در گذشته کامپیوترها اکثرا به وسیله‌ی سیم‌ها به هم متصل می‌شدند، اما حالا یک اکسس پوینت (نقطه دسترسی) می‌تواند از چندین دستگاه بی سیم پشتیبانی کند. امروزه، ویدئوهایی با کیفیت HD به طور همزمان در چندین گوشه از خانه پخش می‌شود. این ارتباطات شبکه‌ای بی‌سیم، باید عملکرد بهینه‌ای را برای پشتیبانی از میزان پهنای باندی که برای پخش محتوا و در عین حال پوشش‌دهی پایدار برای تبلت‌ها و گیرنده‌های دیجیتال نیاز است، ارائه دهند.

فرکانس‌ها

طبق تعریف، استاندارد 802.11ac میزان پوشش‌دهی و پهنای باند را به وسیله‌ی پشتیبانی از حالت دوبانده، بیم‌فورمینگ (Beamforming) و عملکرد بهتر نسبت به نسل‌های قبلی خود، بهبود می‌بخشد. به یاد داشته باشید که عملکرد مطلوب در فرکانس 5 گیگاهرتز از استاندارد 802.11ac نیازمند سیگنالی قوی است که این موضوع در مقایسه با فرکانس 2.4 گیگاهرتز، باعث محدودیت در سطح پوشش‌دهی می‌شود. یک راه‌حل بالقوه برای حل این مشکل، استفاده از رنج اکستندر وایرلس، مخصوص 802.11ac است. این روش باعث می‌شود که شبکه‌ی شما، نقاط کور خانه را نیز پوشش دهد.

رنج اکستندرهای 802.11ac از هر دو فرکانس 5 گیگاهرتز و 2.4 گیگاهرتز پشتیبانی می‌کنند که برای اتصال به شبکه‌های بی‌سیم و اطمینان از دسترسی کاربران طراحی شده است. در اغلب موارد، رنج اکستندرها ترافیک شبکه را بر مبنای باند فرکانسی کاربر عبور می‌دهند –دستگاه‌های موجود در باند 2.4 گیگاهرتز، از همین فرکانس عبور می‌کنند و کاربران باند 5 گیگاهرتز هم از همین باند به روتر متصل می‌شوند (اگرچه در بعضی موارد می‌توانید رنج اکستندر را برای ارتباطِ یک باند یا کاربران خاص به روتر تنظیم کنید). رنج اکستندرهای 802.11ac مانند روترهای وایرلس و دیگر سخت‌افزار وای‌فای، براساس ارقام تبلیغاتی مخصوص خود به فروش می‌رسند. دستگاه‌های AC750 از سرعت 300 مگابیت بر ثانیه در باند 2.4 گیگاهرتز و از سرعت 433 مگابیت بر ثانیه در فرکانس 5 گیگاهرتز پشتیبانی می‌کنند. در حالی که مدل AC1200 سرعت 300 مگابیت بر ثانیه را در باند 2.4 گیگاهرتز و سرعت 867 مگابیت بر ثانیه را در فرکانس 5 گیگاهرتز فراهم می‌کند، هر چند نرخ داده‌های واقعی، کم‌تر از نرخ‌های اعلام شده در تبلیغات است.

عملکرد و محل قرارگیری

رنج اکستندرها اغلب از لحاظ ظاهری مشابه سایر محصولات شبکه‌ای بی‌سیم هستند که معمولا در خانه یا محل کار می‌بینید. اما تنظیمات و کاربردهای آن‌ها به طرز چشم‌گیری متفاوت است. روترهای وایرلس – احتمالا رایج‌ترین محصول شبکه‌ی وایرلس که در خانه‌ها پیدا می‌شود– مستقیما به مودم متصل می‌شوند و اینترنت را به دستگاه‌های سیمی و بی‌سیم می‌دهند و امکاناتی مثل DHCP، NAT و یک فایروال ابتدایی را فراهم می‌کنند. اکسس پوینت‌ها هم به شبکه‌های بی‌سیم موجود متصل می‌شوند، اما به شیوه‌ای ساده، امکان دسترسی به شبکه‌ی محلی و سرویس‌های آن را مهیا می‌کنند. اکسس پوینت‌های وایرلس معمولا برای ارتباط با یک روتر استفاده می‌شوند – فرقی نمی‌کند که بی‌سیم باشد یا باسیم– و کاربران وایرلس، از طریق این اکسس پوینت به اینترنت متصل می‌شوند.

نوع دیگری از دستگاه شبکه بی‌سیم media bridge است که به دستگاهی بدون اتصال بی‌سیم، اجازه‌ی اتصال به یک شبکه بی‌سیم را بدون نیاز به کابل اترنت می‌دهد. media bridge ها به عنوان یک کاربر به شبکه‌های بیسیم متصل می‌شوند و ارتباط شبکه را از طریق یک پورت RJ45 به اشتراک می‌گذارند. رنج اکستندرها، ویژگی‌های media bridge و اکسس پوینت‌های بی‌سیم را به صورت همزمان در خود دارند – اتصال به شبکه‌های بی‌سیم موجود و سپس گسترش پوشش‌دهی شبکه بی‌سیم در نقش یک اکسس پوینت و معمولا فراهم کردن اتصال اترنت. در بیشتر موارد، برای DHCP و NAT به روتر در شبکه نیاز است؛ که به دستگاه‌های متصل به شبکه اجازه می‌دهد تا به اینترنت دسترسی پیدا کنند.

محل قرارگیری رنج اکستندر وایرلس تا حد زیادی، به محیط زندگی شما و سطح پوشش‌دهی وایرلس بستگی دارد. یک محل در فاصله‌ی مرکزی بین روتر وایرلس و کاربران وایرلس، نقطه‌ای ایده‌ال است؛ با این حال، مکان کامپیوترهای سیمی هم می‌تواند بر محل قرارگیری رنج اکستندر تاثیرگذار باشد. از دیگر عوامل موثر، می‌توان به محل اشیاء فلزی بزرگ و دستگاه‌های الکترونیکی بزرگ اشاره کرد که باید از این مکان‌ها دور باشد. اگر قصد دارید از فرکانس 5 گیگاهرتز برای عملکرد بهینه استفاده کنید، به یاد داشته باشید که محدوده‌ی پوشش‌دهی، کم‌تر از فرکانس 2.4 گیگاهرتز است.

نرم‌افزار و فریمور

بسیاری از دستگاه‌های سخت‌افزاری مدرن، نرم‌افزار مخصوص خود را دارند که با نام «فریمور» (firmware) شناخته می‌شود. فریمور به تولیدکننده  اجازه می‌دهد که اشکالات را رفع و ویژگی‌هایی اضافه کند. رام‌های (ROM) موبایل و بایوس (BIOS) مادربورد، نمونه‌های مرسوم از فریمور است که ممکن است با آن‌ها آشنایی داشته باشید. در اغلب موارد، دستگاه فقط می‌تواند فریمور را بخواند و مراحلی را دنبال کند تا آن را آپدیت نماید. ماهیت فقط خواندنی (read-only) فریمور، سطحی از امنیتی را ایجاد می‌کند که باعث می‌شود کدهای مخرب، امکان اجرا روی دستگاه را پیدا نکنند. باید به آپدیت‌های فریمور اهمیت دهید. یکی از دلایل اصلی خراب شدن دستگاه، آپدیت نکردن آن است (این اشکال به بریکینگ (bricking) معروف است).

به طور کلی، بزرگ‌ترین تفاوت بین یک رنج اکستندر وایرلس و یک روتر وایرلس یا یک اکسس پوینت، مربوط به فریمور آن‌ها می‌شود؛ زیرا این مورد است که مشخص می‌کند دستگاه، می‌تواند چه قابلیت‌هایی داشته باشد و در نهایت درگاه اتصال به سخت‌افزار است.  متاسفانه فریمور به ندرت بین دستگاه ها قابل جا به جایی است. پس به فکر استفاده از فریمور روتر روی رنج اکستندر نباشید.

برای کسانی که کنجکاوی بیشتری دارند، یک فریمور متن‌باز (open-source) برای روترهای وای‌فای وجود دارد که تلاش می‌کند از سخت‌افزار رنج اکستندر پشتیبانی کند. DD-WRT براساس لینوکس توسعه داده شده و برای استفاده در سخت‌افزارهای شبکه بی‌سیم طراحی شده است. فهرستی از دستگاه‌های پشتیبانی شده در وبسایت پروژه ارائه شده است. بنابراین برای اینکه بفهمید که آیا سخت‌افزار شما پشتیبانی می‌شود، این فهرست را بررسی کنید. اگر ترجیح می‌دهید یک روتر قدیمی را تبدیل به یک رنج اکستندر کنید، DD-WRT قابلیت‌های مشابهی را ارائه می‌دهد. توجه داشته باشید که به کار بردن یک فریمور سفارشی، می‌تواند ضمانت‌نامه‌ی دستگاه شما را باطل کند.

سخت‌افزار

رنج اکستندرها معمولا به دو شکل عرضه می‌شوند:

1) دستگاه‌هایی که برای استفاده روی میز و قفسه یا نصب روی دیوار طراحی شده‌اند، مانند اکسس پوینت وایرلس یا روتر.

2) دستگاه‌هایی که مستقیما به پریز برق وصل می‌شوند.

هر دو مدل، قابلیت‌های یکسانی را ارائه می‌کنند که انتظار دارید در هر رنج اکستندر وجود داشته باشد. آنتن‌های شبکه بی‌سیم می‌توانند به صورت داخلی یا خارجی باشند، هرچند انتظار می‌رود که آنتن‌های خارجی بتوانند سیگنال بهتری را فراهم کنند. نشانگرهای LED معمولا وضعیت لینک را نشان می دهند و یا به برطرف کردن مشکلات احتمالی کمک می کنند.

اکثر رنج اکستندرها برای قرار گرفتن روی میز و قفسه ها طراحی شده‌اند تا با دستگاه‌های باسیم از طریق 4 یا 5 پورت اترنت گیگابیتی ارتباط برقرار کنند. علاوه بر این، بسیاری از این دستگاه‌ها یک پورت USB دارند که می توان از آن برای اتصال دستگاه های ذخیره سازی ( مانند هاردهای اکسترنال ) و یا به اشتراک گذاشتن یک پرینتر استفاده کرد. به دلیل اندازه بزرگ تر این سری از رنج اکستندرها،  اغلب عملکرد بهتری را نسبت به مدل‌هایی که مستقیما به پریز متصل می‌شوند، از خود نشان می‌دهند. این عملکرد بهتر، به لطف پردازنده‌های قوی‌تر یا تقویت‌کننده‌هایی با قدرت بالاتر محقق می‌شود.

رنج اکستندرهای متصل به پریز برق، معمولا کوچک‌ترند تا وزن آن‌ها کاهش یابد و هنگام اتصال دچار لغزش و یا قطعی نشوند. به دلیل محدودیت‌های اندازه‌ای، این رنج اکستندرها معمولا تنها یک پورت اترنت برای دستگاه‌های سیمی عرضه می‌کنند و پورت USB ندارند و ممکن است همان قابلیت‌ها و عملکرد نمونه‌های رومیزی را نداشته باشند. قابلیت‌هایی که در رنج اکستندرهای متصل به پریز برق وجود ندارد، به راحتی در مدل‌های رومیزی دیده می‌شود. رنج اکستندرهای متصل به پریز برق، برای قرار دادن در کمد، راهرو یا در پشت مبلمان مناسب هستند.

توسعه دهنده بی سیم دو باند AC750 مدل DAP-1530

اجزای داخلی و خارجی

اکثر رنج اکستندرها دارای اجزای مشابهی همانند آنچه از یک روتر وایرلس یا اکسس پوینت انتظار دارید، هستند – و معمولا شکل استفاده‌ی مشابهی هم دارند. بسیاری از ویژگی‌های سخت‌افزاری که یک رنج اکستندر را تشکیل می‌دهند، بین دستگاه‌ها و برندها یکسان هستند؛ اما برخی از دستگاه های دارای ویژگی های منحصر به فردی هستند.

به طور کلی،می توانیم فرض کنیم یک رنج اکستندر شامل اجزای اصلی مانند پردازنده و حافظه (هر دو حافظه‌ی RAM و ROM) برای ذخیره کردن و اجرای فریمور دستگاه و مدیریت ترافیک شبکه و وظایف دیگر دستگاه است. از آنجایی که عملکرد بهترِ هر قطعه الکترونیک، مربوط به مرغوبیت اجزای آن است، باید توجه خاصی به مشخصات آن‌ها داشته باشید.

یکی دیگر از اجزایی که همیشه در یک توسعه دهنده بی سیم پیدا می‌شود، رادیویی است که ارتباطات بی‌سیم را مدیریت می‌کند. رنج اکستندرهای دوبانده که از هر دو فرکانس 2.4 و 5 گیگاهرتزی پشتیبانی می‌کنند، معمولا یک تراشه‌ی بی‌سیم و یک یا چند تقویت‌کننده برای هر فرکانس دارند. همچنین آنتن‌هایی دارند که برای بهبود سیگنال استفاده می‌شود. اندازه و محل قرارگیری آنتن‌ها اغلب بر قدرت سیگنال تأثیر می‌گذارد و می‌تواند یک عامل تاثیرگذار در فروش باشد.

از نظر خروجی، رنج اکستندرها معمولا حداقل یک پورت اترنت ارائه می‌کنند، اما برخی مدل‌ها، 4 تا 6 پورت را برای اتصالات سیمی عرضه می‌کنند. پورت‌های USB نیز معمولا به کار می‌رود؛ هرچند که نوع استفاده‌ی دستگاه‌ها از آن متفاوت است. امکانات دیگری که در برخی از رنج اکستندرها وجود دارد عبارتند از خروجی‌های صوتی برای استریم کردن موسیقی یا دیگر ورودی/خروجی ها مثل eSATA.

برخی از رنج اکستندرها دکمه‌های روشن و خاموش دارند و برخی دیگر، وقتی دوشاخه آن‌ها را به برق متصل می‌کنید، به صورت خودکار روشن می‌شوند. معمولا یک دکمه برای فعال کردن ویژگی WPS (تنظیم وای‌فای محافظت شده) وجود دارد و یک دکمه که معمولا در داخل یک قرار دارد، برای برگرداندن به تنظیمات کارخانه تعبیه شده است.

پیکربندی

اکثر رنج اکستندرها یک یا دو روش برای پیکربندی ارائه می‌کنند. اولین و ساده‌ترین روش، استفاده از (WPS (Wi-Fi Protected Setupاست که شامل فشار دادن دکمه روی اکسس پوینت بی‌سیم و رنج اکستندر است تا یک ارتباط ایمن بین دو دستگاه برقرار شود. استفاده از WPS راه آسانی محسوب می شود اما در این شیوه امکان شخصی سازی کمی وجود دارد.

به عنوان مثال: راهنمای تصویری استفاده از کلید WPS در توسعه دهنده بی سیم مدل DAP-1620 دی-لینک

کاربران حرفه‌ای‌تر با انجام تنظیمات به صورت دستی، می توانند متغیرهای بیشتری را کنترل نمایند. این شیوه نیز نسبتا ساده است :

1. با استفاده از یک رابط سیمی یا بی‌سیم، کامپیوتر خود را به رنج اکستندر متصل کنید.
2. به وبسایت مخصوص دستگاه بر اساس نام یا آدرس IP بروید.
3. رنج اکستندر را برای اتصال به شبکه بی‌سیم خود پیکربندی کنید– ترجیحا با استفاده از هر دو اتصالات 2.4 و 5 گیگاهرتز
4. یک نام وای‌فای (SSID) جدید برای هردو فرکانس انتخاب کنید
5. کاربران بی‌سیم خود را به نام وای‌فای (SSID) مربوط به رنج اکستندر جدید متصل کنید.

معمولا سخت‌ترین مرحله در پیکربندی رنج اکستندر، وصل شدن به صفحه‌ی setup است، به ویژه پس از اینکه دستگاه به شبکه شما متصل شده است و یک آدرس IP را با استفاده از DHCP دریافت می‌کند. اکثر رنج اکستندرها روشی را برای اتصال به رنج اکستندر ارائه می‌کنند که نیازی به تعیین آدرس IP نداشته باشد. یکی از متداول‌ترین روش‌هایی که برای دسترسی به setup رنج اکستندر استفاده می‌شود، به کار بردن یک نام دامنه‌ی DNS (مانند myrangeextender.com) است که تنها زمانی عمل می کند که کامپیوتر شما به رنج اکستندر متصل باشد. دستگاه‌های دیگر از استاندارد (Universal Plug and Play (UPnP یا همان «وصل کن و اجرا کن» استفاده می‌کنند که به کامپیوتر شما اجازه می‌دهد که رنج اکستندر را به عنوان یک دستگاه شبکه‌ای بی‌سیم و قابل پیکربندی شناسایی کند. در برخی موارد ممکن است مجبور شوید فهرست کاربران DHCP در روتر را بخوانید، اما باید از دفترچه‌ی راهنمای رنج اکستندر خود کمک بگیرید تا از روش بهتر برای دسترسی به صفحه‌ی پیکربندی آگاهی پیدا کنید.

شایان ذکر است که یک رنج اکستندر وایرلس، متفاوت با یک اکسس پوینت که از طریق سیستم توزیع بی‌سیم (WDS) پیکربندی شده، عمل می‌کند. WDS در سطحی پایین‌تر کار می‌کند – از دستگاه‌های رادیویی استفاده می‌کند اما از وای‌فای نه – و معمولا مخصوص شرکت‌هاست. رنج اکستندرهای وایرلس از شبکه‌های وای‌فای موجود استفاده می‌کنند و به هر اکسس پوینت بی‌سیمی که در فرکانس مناسب باشد، اجازه‌ی اتصال می‌دهند.

آینده

بهتر است در مورد ارزش رنج اکستندرها در آینده صحبت کنیم. این وسایل برای جبران نواقص مربوط به سطح پوشش‌دهی وای‌فای طراحی شده‌اند. به لطف WiGig (وای‌فای با سرعت چند گیگابیت) به نظر نمی‌رسد که رنج اکستندرها در کوتاه‌مدت از چرخه‌ی مصرف خارج شوند. WiGig که به عنوان یک تکنولوژی فضای بسته شناخته می‌شود، به نام 802.11ad نیز معروف است و سرعت انتقالی تا 7 گیگابیت بر ثانیه دارد، اما به محض اینکه از اتاق خارج می‌شوید، سرعت آن به شدت کاهش می‌یابد. به خاطر این محدودیت پوشش‌دهی، 802.11ad نقشی پایدار همچون ستون فقرات برای شبکه‌ی خانگی به عهده دارد و بنابراین، نیاز به رنج اکستندرهای وای‌فای افزایش پیدا می‌کند، حداقل تا زمانی که استاندارد 802.11ax فراگیر شود.

دو استاندارد تجاری که در حال حاضر برای عرضه در بازار توسعه داده می‌شوند، 802.11k و 802.11r هستند که برای بهبود رومینگ بین اکسس پوینت‌ها، روترها و رنج اکستندرها آماده می‌گردند. با رنج اکستندرهای فعلی، یک نام وای‌فای دومی (SSID) تنظیم می‌شود که براساس آن رنج اکستندر می‌تواند به دستگاه‌هایی که خارج از محدوده‌ی روتر اصلی قرار دارند، سرویس دهد و برای دستگاه‌های بی‌سیم ثابت بسیار خوب کار می‌کند. با این حال، دستگاه‌های رومینگ به تنظیم SSIDهای جدید نیاز دارند تا همچنان متصل باقی بمانند. استفاده‌ی همزمان از 802.11k و 802.11r سرویسی را مهیا می‌کند که «رومینگ یکپارچه» (Seamless Roaming) نامیده می‌شود. 802.11k به دستگاه کاربر اجازه می‌دهد که وقتی که یک سیگنال ضعیف می‌شود، سریعا یک اکسس پوینت در دسترس را شناسایی کند، در عین حال 802.11r از یک ویژگی به نام «F-BSST» (Fast Basic Service Set Transition– سرویس تعیین سریع انتقال) استفاده می‌کند تا فرایند احراز هویت بین اکسس پوینت‌ها ساده‌تر شود. وقتی که این ویژگی به دست مصرف‌کننده برسد، رومینگ یکپارچه می‌تواند نیاز به داشتن بیش از یک یا دو SSID را برطرف نماید.

یکی دیگر از تکنولوژی‌های بی‌سیم شبکه‌ای که ممکن است تاثیرگذار باشد، زمانی است که رنج اکستندرها در شبکه‌های مِش (mesh) استفاده می‌شوند. شبکه‌های مش از نودهای (گره‌های) کوچک و منفرد شبکه‌ای تشکیل شده است. کاربرد شبکه‌های مش برای استفاده‌ی خانگی، فراهم کردن سطح پوشش‌دهی قابل قبول است. هر نود در شبکه مثل یک تقویت‌کننده عمل می‌کند که منطقه‌ی مشخصی را پوشش می‌دهد و در صورتی که نود نزدیک آن از کار افتاد می‌تواند از نود کناری پشتیبانی کند. ایده‌ی شبکه‌ی مش خیلی جدید نیست و در محیط‌های شهری و تجاری استفاده شده است. با این حال، استفاده‌ی خانگی از آن، تازه در اول راه است. اگر قیمت مناسبی داشته باشد و عملکرد آن نیز به اندازه‌ی کافی قابل رقابت با رقبا باشد، می‌توانیم شبکه‌ی مش را به نحوی بر بازار رنج اکستندر وای‌فای تاثیرگذار بدانیم.