IEEE 802.11 प्रणाली और प्रोटोकॉल आर्किटेक्चर (IEEE 802.11 Architecture and Protocols)

परिचय (Introduction)

IEEE 802.11 मानक Wireless Local Area Network (WLAN) की मूलभूत तकनीक है, जिसे आमतौर पर “Wi-Fi” के नाम से जाना जाता है। यह मानक Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) द्वारा विकसित किया गया है, ताकि विभिन्न उपकरणों के बीच वायरलेस संचार एक समान ढांचे में किया जा सके।

802.11 आर्किटेक्चर MAC (Medium Access Control) और PHY (Physical Layer) दोनों के संचालन को परिभाषित करता है और डेटा ट्रांसफर, फ्रेमिंग, सुरक्षा, और प्रबंधन से संबंधित प्रक्रियाओं को नियंत्रित करता है।

IEEE 802.11 की संरचना (Architecture of IEEE 802.11)

IEEE 802.11 नेटवर्क दो प्रकार के ऑपरेशन मोड में कार्य करता है:

• Infrastructure Mode – Access Point के माध्यम से नियंत्रित नेटवर्क।
• Ad Hoc Mode (IBSS) – Peer-to-peer संचार बिना किसी Access Point के।

मुख्य घटक (Main Components)

1️⃣ Station (STA)

यह किसी भी उपकरण को संदर्भित करता है जिसमें वायरलेस नेटवर्क इंटरफेस होता है, जैसे लैपटॉप, मोबाइल, या IoT डिवाइस। प्रत्येक STA में MAC और PHY लेयर होती है।

2️⃣ Access Point (AP)

यह वह डिवाइस है जो वायरलेस स्टेशन को वायर्ड नेटवर्क से जोड़ता है। यह फ्रेम ट्रांसमिशन को नियंत्रित करता है और Authentication तथा Association के लिए जिम्मेदार होता है।

3️⃣ Basic Service Set (BSS)

BSS IEEE 802.11 का मूल निर्माण ब्लॉक है। इसमें एक Access Point और उससे जुड़े सभी Stations शामिल होते हैं।

4️⃣ Extended Service Set (ESS)

एक से अधिक BSS को जोड़कर एक विस्तृत नेटवर्क बनाया जाता है जिसे ESS कहते हैं। यह एक सामान्य SSID (Service Set Identifier) के तहत कार्य करता है।

5️⃣ Distribution System (DS)

DS Access Points को आपस में जोड़ता है और एक बड़े नेटवर्क क्षेत्र में seamless connectivity प्रदान करता है।

6️⃣ Portal

यह वह बिंदु है जो WLAN को Wired LAN से जोड़ता है। उदाहरण के लिए, राउटर का Ethernet पोर्ट।

IEEE 802.11 प्रोटोकॉल आर्किटेक्चर (Protocol Architecture)

IEEE 802.11 की प्रोटोकॉल आर्किटेक्चर OSI Model के दो लेयर पर केंद्रित है — Data Link Layer और Physical Layer।

1️⃣ Data Link Layer

यह दो उप-लेयर में विभाजित है:

• Logical Link Control (LLC): नेटवर्क में फ्रेमिंग और एड्रेसिंग का कार्य करता है।
• Medium Access Control (MAC): चैनल एक्सेस और फ्रेम ट्रांसमिशन नियंत्रित करता है।

2️⃣ Physical Layer (PHY)

यह वायरलेस सिग्नल ट्रांसमिशन के लिए जिम्मेदार होती है और इसे दो उप-भागों में विभाजित किया गया है:

• Physical Layer Convergence Procedure (PLCP)
• Physical Medium Dependent (PMD)

IEEE 802.11 के प्रमुख संस्करण (Major Versions of IEEE 802.11)

संस्करण	फ्रीक्वेंसी बैंड	डेटा दर	तकनीक
802.11a	5 GHz	54 Mbps	OFDM
802.11b	2.4 GHz	11 Mbps	DSSS
802.11g	2.4 GHz	54 Mbps	OFDM + DSSS
802.11n	2.4/5 GHz	600 Mbps	MIMO
802.11ac	5 GHz	1 Gbps+	MU-MIMO
802.11ax	2.4/5 GHz	10 Gbps	OFDMA + MIMO

MAC लेयर के कार्य (Functions of MAC Layer)

• फ्रेम एक्सचेंज और एड्रेसिंग।
• Collision Avoidance (CSMA/CA) का उपयोग।
• RTS/CTS हैंडशेकिंग द्वारा ट्रांसमिशन नियंत्रण।
• फ्रेम Retransmission और Acknowledgment।
• पावर मैनेजमेंट और सुरक्षा।

फिजिकल लेयर के कार्य (Functions of PHY Layer)

• सिग्नल मॉड्यूलेशन और डिमॉड्यूलेशन।
• डेटा दर नियंत्रण।
• Carrier Frequency Synchronization।
• Transmission Power Adjustment।

IEEE 802.11 सेवाएँ (Services)

• Authentication और Association Services।
• Distribution और Integration Services।
• Data Delivery और Reassociation।
• Power Saving Mechanisms।

निष्कर्ष (Conclusion)

IEEE 802.11 आर्किटेक्चर आधुनिक वायरलेस नेटवर्क का आधार है। इसकी MAC और PHY लेयर एक साथ मिलकर नेटवर्क संचार को नियंत्रित करती हैं। विभिन्न संस्करणों ने उच्च गति, बेहतर सुरक्षा और अधिक विश्वसनीयता प्रदान की है। Wireless and Mobile Computing में इसका योगदान अत्यंत महत्वपूर्ण है।