آشنایی با شبکه‌های کامپیوتری؛ قسمت نهم: آشنایی با کانکشن‌های Power Line

پس از آشنایی با مفاهیم اولیه در شبکه‌ها، بررسی روش‌ها و ترفندهای بهینه‌سازی شبکه وای‌فای و کابل‌کشی در شبکه‌ها، به تفاوت‌های بین وای‌فای و اینترنت پرداخته و سپس با نحوه راه‌اندازی روتر و امنیت شبکه آشنا شدیم. در این قسمت به کانکشن‌های Power Line می‌پردازیم. سری «آشنایی با شبکه‌های کامپیوتری» روزهای چهارشنبه و در زومیت منتشر می‌شود.

آنچه تاکنون در سری «آشنایی با شبکه‌های کامپیوتری» مطرح شده است:

- قسمت اول: شبکه‌های باسیم
- قسمت دوم: شبکه‌های بی‌سیم
- قسمت سوم: بهینه‌سازی شبکه وای‌فای به کمک موقعیت و تجهیزات
- قسمت چهارم: بهینه‌سازی شبکه وای‌فای به کمک تنظیمات
- قسمت پنجم: نگاهی به کابل و کابل‌کشی در شبکه
- قسمت ششم: وای‌فای در مقابل اینترنت
- قسمت هفتم: راه‌اندازی روتر
- قسمت هشتم: امنیت شبکه

در ادامه، قسمت نهم از این سری به شما تقدیم می‌گردد.

توضیح:
۱- بخشی از مفاهیم بیان شده در این مقاله ممکن است برای کاربران حرفه‌ای، ساده و ابتدایی به نظر برسد. اما لطفا سایر کاربران را مدنظر داشته باشید.
۲- برای درک بهتر مباحث مطرح شده، مرور قسمت‌های پیشین مفید خواهد بود.

یک شبکه مبتنی بر Power Line، سیم‌های برق ساختمان را به کابل شبکه تبدیل می‌کند؛ به این معنا که این سیم‌ها، علاوه بر کارکرد معمولی، سیگنال‌های داده شبکه‌های کامپیوتری را نیز جابه‌جا می‌کنند. با توجه به این مسأله تقریبا تمام خانه‌ها برای استفاده از power Line مناسب هستند. Power Line جایگزین ابزارهای معمولی شبکه نمی‌شود، یعنی شما همچنان به روتر و سایر تجهیزات نیاز دارید، اما راه خوبی برای گسترش شبکه به مکان‌های جدید محسوب می‌شود.

شبکه‌های Power Line، در مقایسه با شبکه وای‌فای یا استفاده از کابل شبکه، از محبوبت بسیار کمتری برخوردار هستند. این مسأله بدان علت است که کاربران با مزیت‌های این نوع شبکه آشنا نیستند. در این قسمت قصد داریم این دیدگاه را تغییر دهیم.

کاربردهای متداول

شبکه‌های Power Line، در بخش‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند، برای مثال پروژه‌های بزرگی نظیر شبکه‌های هوشمند (Smart Grids) و سرویس‌های پهن‌باند پاور لاین، که از اتصالات Power Line برای فراهم نمودن سیگنال اینترنت استفاده می‌کنند (چیزی شبیه به سرویس DSL که از یک خط تلفن آماده برای همین کار بهره می‌گیرد). با وجود کاربردهای متنوع Power Line در پروژه‌های کوچک و بزرگ، در این مقاله در مورد شبکه‌های Power Line خانگی صحبت می‌کنیم. یعنی استفاده از این فناوری برای اتصال دستگاه‌های Ethernet-Ready یا دستگاه‌های وایرلس.

اتصال دستگاه‌های باسیم: این مورد محبوب‌ترین و متداول‌ترین کاربرد شبکه Power Line محسوب شده و به طور کلی بر اساس آداپتورهای Power Line عمل می‌کند. هر یک از آداپتورها، حداقل یک پورت شبکه محسوب می‌شود.

برای ایجاد اولین کانکشن پاور لاین به دو آداپتور نیازمند هستید، به همین دلیل اغلب آداپتورهای پاورلاین در بسته‌های دوتایی عرضه می‌شوند.

اولین آداپتور به پورت شبکه روتر (یا سوئیچ) شبکه LAN متصل شده و دومین آداپتور به یک دستگاه Ethernet-Ready مانند رایانه یا چاپگر متصل می‌شود. حالا کافی است هر دو آداپتور را به پریز برق متصل کنید تا دستگاه Ethernet-Ready به شبکه ملحق شود. تنها عامل اتصال دو آداپتور، سیم‌های برق تعبیه شده در دیوارها هستند.

یک آداپتور Power Line، دارای حداقل یک پورت شبکه است.

بعد از برقراری اولین ارتباط، برای هر دستگاه جدید، به یک آداپتور دیگر نیاز خواهید داشت (بعضی از آداپتورهای Power Line بیش از یک پورت شبکه دارند. این آداپتورها، قابل اتصال به چندین دستگاه هستند).

اتصال دستگاه‌های وایرلس: این کار، شبیه به اتصال دستگاه‌های باسیم است، با این تفاوت که در این مورد، آداپتور دوم برای ایجاد شبکه وای‌فای خود به یک اکسس پوینت داخلی مجهز است. شبکه LAN از آداپتور اول به آداپتور دوم گسترش یافته و از آداپتور دوم سیگنال‌های وای‌فای برای دستگاه‌های وایرلس مانند لپ تاپ‌ها، تبلت‌ها یا تلفن‌های هوشمند بردکست (Broadcast) می‌شوند.

برخی از تجهیزات شبکه، مانند روترها و سوئیچ‌ها، مجهز به یک اتصال Power Line داخلی نیز هستند. روتر D-Link DHP-1320 Wireless N PowerLine و سوئیچ چهار پورت D-Link DHP-540 PowerLine AV 500 دو نمونه از این تجهیزات هستند. وجود این نوع تجهیزات عجیب نیست، چرا که به هر حال دستگاه برای سرویس‌دهی باید به پریز برق متصل شود.

بعضی از آداپتورها، برای پشتیبانی از چندین کلاینت، علاوه بر دو پورت شبکه، به یک اکسس پوینت وای‌فای داخلی نیز مجهز هستند.

استانداردهای Power Line

شبکه‌های مبتنی بر پاور لاین گروهی موسوم به HomePlug Powerline Alliance استانداردسازی می‌شوند. در حال حاضر دو استاندارد اصلی وجود دارد که باید با آنها آشنا شوید: استاندارد HomePlug 1.0 و استاندارد HomePlug AV

استاندارد HomePlug 1.0: برای اولین بار در سال ۲۰۰۱ معرفی شد که سرعتی برابر با14 مگابیت در ثانیه داشت. این استاندارد در حال حاضر منسوخ شده و کاربردی ندارد.

استاندارد HomePlug AV: در سال ۲۰۰۵ معرفی شده و سرعتی برابر با ۲۰۰ مگابیت در ثانیه دارد. این استاندارد برای انتقال فایل‌های چند رسانه ای (Multimedia) به اندازه کافی سریع است. عبارت AV هم در واقع مخفف دو کلمه Audio و Video محسوب می‌شود.

این استاندارد برای فراهم نمودن یک بستر ایمن از متد رمزگذاری AES 128 بیت نیز پشتیبانی می‌کند. استاندارد HomePlug AV از نسخه پیشین یعنی HomePlug 1.0 هم پشتیبانی نموده و با نام تجاری Powerline AV یا Powerline AV 200 شناخته می‌شود.

Powerline AV: آداپتورهایی هستند که سرعت اسمی‌آنها ۱۰۰ مگابیت در ثانیه است و از استاندارد Ethernet 10/100 نیز پشتیبانی می‌کنند. در عمل سرعت این آداپتورهای مقداری بین ۲۰ تا ۶۰ مگابیت در ثانیه است.

روتر D-Link DHP-1320 Wireless N PowerLine و کیت شبکه WD Livewire Powerline AVدو نمونه از دستگاه‌هایPowerline AV/200 محسوب می‌شوند.

پس از آنکه IEEE در سال ۲۰۱۰ استاندارد HomePlug AV را تأیید نمود، این استاندارد محبوبیت و شهرت بیشتری پیدا کرد. از آنجاییکه Power Line یک استاندارد مستقل بود، این تأیید، Power Line را وارد مجموعه‌ای کرد که شامل سایر استانداردها و پروتکل‌های شبکه نیز می‌شد. این تأییده، علاوه بر اینکه سازگاری آداپتورهای ساخته شده توسط شرکت‌های مختلف را با یکدیگر تضمین می‌نمود منجر افزایش سرعت این استاندارد تا 500 مگابیت در ثانیه نیز گشت. حالا این استاندارد با نام تجاری Powerline AV 500 شناخته می‌شود.

Powerline AV 500: بر اساس نوع پورتی که با آداپتور سازگار است، سرعتی معادل 100 یا 500 مگابیت در ثانیه را ارائه می‌دهد. در عمل سرعت Powerline AV 500 بیشتر از Powerline AV بوده و بین 90 تا 200 مگابیت در ثانیه است.

اغلب آداپتورهای پاور لاین به صورت جفت عرضه می‌شوند.

Zyxel PLA4231 500 Mbps Powerline Wireless N Extender وD-Link DHP-501AV PowerLine AV 500 نمونه‌هایی از دستگاه‌های سازگار با Powerline AV 500 محسوب می‌شوند.

علاوه بر موارد فوق، استاندارد دیگری با نام HomePlug AV 2 نیز وجود دارد که سرعت‌های گیگابیتی را به کاربران ارائه می‌دهد. این استاندارد نیز تأییدیه IEEE را کسب نموده و از دستگاه‌های سازگار با نسخه‌های پیشین نیز پشتیبانی می‌کند.

مزیت‌های شبکه‌های پاور لاین

اولین و بزرگترین ویژگی شبکه‌های پاور لاین، راحتی استفاده از آنها است؛ علی الخصوص وقتی آنها را با شبکه‌های باسیم معمولی مقایسه می‌کنیم. به جای راه اندازی شبکه باسیم به کمک کابل‌های شبکه، تنها آداپتور را به پریز متصل می‌کنید. شما می‌توانید شبکه Power Line خانگی خود را به سرعت و تنها در چند دقیقه آماده بهره برداری نمایید.

دومین امتیاز شبکه پاور لاین هنگام مقایسه این شبکه با شبکه‌های بی سیم به خوبی مشهود می‌شود. شما می‌توانید شبکه پاور لاین خود را تا دورترین نقاط ساختمان، یعنی بخش‌هایی که سیگنال‌های وای‌فای را به سختی دریافت می‌کنند، گسترش دهید. این مسأله در ساختمان‌هایی که  دارای دیوارها زیادی هستند بغرنج تر نیز می‌شود. در ارتباطات Power Line همانند ارتباطات سیمی‌متداول، دسترسی به اینترنت به صورت دائمی‌بوده و قطعی ندارد.

سومین ویژگی شبکه‌های پاور لاین در مقایسه با نحوه گسترش شبکه‌ها مشخص می‌شود. یک ارتباط Power Line را بسیار راحت می‌توان توسعه داد. شما به راحتی می‌توانید یک شبکه وای‌فای را به صورت مستقل به شبکه Power Line اضافه نموده و محدوده شبکه را گسترش دهید.

آخرین ویژگی شبکه‌های پاور‌لاین این است که این فناوری بسیار مقرون به صرفه است. شما به کمک دو آداپتور که در مجموع نزدیک به ۱۵۰‌هزار تومان قیمت دارند می‌توانید یک شبکه ایجاد کنید. این در حالی است که راه‌اندازی یک شبکه باسیم یا بی‌سیم خیلی بیشتر از از این مقدار هزینه دارد، خصوصا اینکه شبکه‌های بی‌سیم از پایداری کمتری نسبت به شبکه‌های سیمی برخوردارند.

معایب شبکه‌های Power Line

یک شبکه Power Line ضعف‌هایی نیز دارد.

اول اینکه یک آداپتور Power Line باید به طور مستقیم به پریز دیواری متصل شود. اگر آداپتور را به چند‌راهی یا پریزهای سیار متصل کنیم، عمل‌کرد آن دچار مشکل می‌شود.این ضعف باعث می‌شود که در مکان‌هایی که پریزهای دیواری کم بوده یا نزدیک به هم هستند، شبکه Power Line کارایی مورد انتظار را نداشته باشد.

دوم، آداپتورهای Power Line نیازمند الکتریسته ۲۲۰ ولت (یا ۱۱۰ ولت) استاندارد هستند. سیگنال‌های ارتباطی بین آداپتورها به کیفیت سیم‌کشی برق بستگی دارند. سیم‌‌کشی‌های غیراصولی و اتصالی‌های موجود در سیم‌های برق می‌توانند اثرات منفی رو شبکه پاورلاین داشته باشند.

سوم، عمل‌کرد آداپتورهای پاورلاین ممکن است بر اثر نویزهای ایجاد شده توسط سایر دستگاه‌های الکتریکی مانند پنکه‌، ماشین‌ لباسشویی، ظرف‌شویی و... افت کند.

مسأله آخر این است که استفاده از شبکه پاورلاین در آپارتمان ممکن است با خطرات امنیتی و سوءاستفاده همراه باشد. از آنجا که تمام ساختمان دارای سیم‌کشی برق است، ساختمان‌های مجاور می‌توانند به کمک یک آداپتور به شبکه شما نفوذ کنند. این اتفاق شبیه به آن است که شما یک شبکه وای‌فای باز (بدون کلمه‌عبور) داشته باشید. البته تمام آداپتورهای پاورلاین برای جلوگیری از وقوع این اتفاقات با امکانات امنیتی مشخصی عرضه می‌شوند. توجه داشته باشید که هنگام استفاده از ویژگی‌های امنیتی آداپتورهای تولیدکنندگان مختلف به خوبی با یکدیگر کار نمی‌کنند؛ برای همین بهتر است تمام آداپتورهای شبکه، شبیه به هم باشند. اگر در یک خانه ویلایی زندگی می‌کنید، نگران سوءاستفاده اطرافیان از شبکه Power Line خود نباشید. چرا که سیگنال‌های شبکه پاورلاین قادر به عبور از ترانسفورماتورهای جدا‌کننده الکتریسیته نیستند.

بسیار خب! حال که با شبکه‌های Power Line آشنا شدیم، بهتر به برخی سؤالات متداول نیز پاسخ بگوییم. در ادامه با زومیت همراه باشید.

سؤالات متداول

سؤال: آیا شبکه‌ Power Line با مک سازگار است؟

پاسخ: بله. یک شبکه Power Line عملکردی شبیه به کابل شبکه دارد. پس با هر دستگاه و پلت‌فرمی‌سازگار است.

سؤال: اگر در یک ساختمان شبکه Power Line وجود داشته باشد، آیا می‌توان با اتصال یک سوئیچ به آداپتور انتهای ساختمان، دستگاه‌های بیشتری را به شبکه متصل نمود؟

پاسخ: بله. این کار شبیه به این است که از یک آداپتور دارای چند پورت شبکه استفاده کرده‌اید.

سؤال: آیا می‌توان برای توسعه شبکه یک روتر را به آداپتور انتهای ساختمان اضافه نمود؟

پاسخ: بله و خیر. این مسأله به روتر بستگی دارد.

به طور کلی، اگر پورت WAN روتر دوم را به آداپتور Power Line متصل کنید، یک شبکه LAN جدید در انتهای شبکه Power Line ایجاد می‌شود. دستگاه‌های متصل به این روتر، قادر به مشاهده دستگاه متصل به روتر اول نیستند. اما تمام دستگاه‌های متصل به روترها می‌توانند کانکشن اینترنت خود را به اشتراگ بگذارند.

بعضی از روترهای وای‌فای، می‌توانند به عنوان اکسس‌پوینت نیز استفاده شوند. اگر این دسته از روترها را در حالت اکسس‌پوینت (AP) تنظیم کنیم، پورت WAN آن‌ها به عنوان یک پورت LAN کار می‌کند. اگر از این نوع روترها به عنوان روتر دوم استفاده شود، تمام دستگاه‌های متصل به هر دو روتر، بخشی از یک شبکه محسوب می‌شوند.

سؤال: چگونه باید از Power Line برای توسعه یک شبکه وای‌فای استفاده نمود؟

پاسخ: برای این کار دو راه وجود دارد:

۱- استفاده از جفت آداپتورهایی که دارای وای‌فای داخلی هستند.
۲- استفاده از جفت آداپتورهای معمولی به همراه یک اکسس‌پوینت وای‌فای مجزا. در این حالت اکسس‌پوینت را به آداپتور انتهای شبکه متصل می‌کنیم

ویدئوی زیر، مباحث این مقاله را در قالب تصویر ارائه داده است:

در قسمت بعد با دسترسی راه دور (Remote) به رایانه‌های شبکه آشنا خواهیم شد.

به خاطر داشته باشید که ندانستن عیب نیست. ما برای یادگرفتن از همدیگر در زومیت جمع شده‌ایم. پرسش‌های شما ممکن است پرسش سایر کاربران نیز باشد. پس لطفا سؤالات خود را با دوستانتان به اشتراک بگذارید.