وایمکس چیست؟

WiMaX سیستم ارتباطی و دیجیتالی بی سیم می‌باشد. همچنین به عنوان پروتکل ۸۰۲٫۱۶ (توسط IEEE) شناخته شده‌است که جایگزینی برای شبکه‌های بی سیم نواحی شهری تعیین شده‌است. WiMAX می‌تواند دستیابی بی سیم باند پهن را فراهم سازد (BWA) که تا ۳۰ مایل (۵۰ کیلومتر) برای ایستگاه‌های ثابت و ۳ تا ۱۰ مایل (۵ تا ۱۵ کیلومتر) برای ایستگاه‌های سیار را پوشش می‌دهد. برعکس، استانداردهای شبکه‌های بی سیم محلی برای سیستم Wi-Fi در پروتکل ۸۰۲٫۱۱ در اکثر حالت‌ها به تنها ۱۰۰ تا ۳۰۰ فوت (۳۰ تا ۱۰۰ متر) محدود شده‌است.

با WiMAX، سرعت داده‌ها در شبکه‌هایی مانند Wi-Fi به سادگی پشتیبانی می‌شود. اما موضوع تداخل امواج کاهش می‌یابد. WiMAX بر روی هر دوی فرکانس‌های مجاز و غیر مجاز قابل اجراست که بدین وسیله محیطی تحت کنترل فراهم ساخته و الگوی اقتصادی قابل رشدی را برای امواج قابل حمل بی سیم ایجاد می‌سازد.

WiMAX می‌تواند برای شبکه‌های بی سیم دقیقا به طور مشابه‌ای با پروتکل‌های رایج Wi-Fi مورد استفاده قرار گیرد. WiMAX نسل دوم پروتکلی است که استفاده موثرتری از پهنای باند و جلوگیری از تداخل امواج را امکان پذیر ساخته و امکان سرعت‌های دادهٔ  بالاتری بر روی مسافت‌های طولانی تر ممکن می‌سازد.

استاندارد ۸۰۲٫۱۶ که توسط موسسه IEEE به تصویب رسیده‌است، ویژگی‌های تکنیکی از پروتکل‌های ارتباطی را تعیین می‌سازد. گروهی تحت عنوان WiMAX Forum وسیله‌ای برای تست تجهیزات تولید کنندگان برای سازگاری بیشتر پیشنهاد می‌کند، درست همان گونه که برای یک گروه صنعتی نیز چنین محیطی را فراهم می‌سازد که مختص گسترش‌های تجاری و توسعهٔ فناوری می‌باشد.

مزایا و برتری‌های وایمکس: ویژگی‌ها و خصوصیات فنی

نیاز به بستر سازی بنیادی شبکه‌ها در کشور امری ضروری به نظر می‌رسد که با ایجاد و برقراری این تکنولوژی جدید (وایمکس) امید است که بتوان ضعف‌ها و نقصان‌هایی که در شبکه‌های کشوری وجود دارد رفع گردد و امکانات و قابلیت‌ها ی جدیدی به آن افزوده شود.

کاربردهای عملی وایمکس

مهم‌ترین خصوصیت و برتری WiMAX که باید عنوان گردد همان قابلیت سیار بودن آن است که موجب می‌شود که این تکنولوژی را وارد لپ تاپ‌ها، کامپیوترهای دستی و در نهایت گوشی‌های تلفن‌های همراه سازد و این امکان را به آن‌ها می‌دهد که دیگر کاربران برای استفاده از اینترنت پر سرعت نیاز به استقرار در یک مکان خاص و یا محدودهٔ بسیار محدود نداشته باشند و بتوانند در هر حال و حتی در حال حرکت نیز با سرعت‌های بالا از این امکان بهره مند گردند.

یکی از ویژگی‌های جالب و قابل توجه در این مورد بار گذاری اطلاعات بر روی گوشی‌های تلفن همراه می‌باشد که می‌تواند برای جنبه‌های تبلیغاتی بسیار موثر واقع گردد و آن هم بدین صورت است که مثلاً فردی که در حال گذر از یک پل هوایی است به یک باره حجمی از اطلاعات بر روی گوشی وی فرستاده می‌شود که می‌تواند در قالب تصویر، صوت و یا انیمیشن باشد که برای جنبه‌های تبلیغاتی بکار گرفته شود و یا تعداد قابل توجهی افراد که روزانه از مترو استفاده می‌کنند که در هر ایستگاه نوع خاصی از تبلیغات می‌تواند برای این افراد فرستاده شود که این جنبه‌ها موج جدیدی از این فن آوری فوق العاده را در دنیای امروزی نمایان می‌سازند.

قابلیت امنیت بالای داده‌هایی که در این شبکه وجود دارد موجب می‌شود تا داده‌ها به صورت رمز گذاری شده منتقل شوند و دسترسی به داده‌ها فقط با داشتن مجوز مربوطه (به صورت username و password) امکان پذیر باشد و کاربران و علی الخصوص کاربران سیار بتوانند در هر نقطه‌ای با داشتن چنین اجازه‌ای به این شبکه متصل شده و از امکانات ویژهٔ آن برخوردار گردند.

انواع مودم‌ها

CPE یا مودم‌هایی که ایستگاه‌های کاری WiMAX می‌توانند از آن‌ها استفاده کنند، شامل مودم‌های Indoor که در درون منزل یا محل کار استفاده می‌شوند و مودم‌های Outdoor که در بیرون از محیط منزل یا کار در یکی از مرتفع‌ترین محل‌های ساختمان، بر روی یک میله یا دکل نصب (پیچ و مهره می‌شود) و مورد استفاده قرار می‌گیرد. تفاوت این دو نوع مودم در قدرت فرستنده و گیرنده RF آن‌ها است. مودم‌های فضای باز برای محل‌هایی که فرکانس‌های مخابراتی ضعیف‌تر هستند، استفاده می‌شوند.

WiMax در ایران

این نیازمندی موجب پیشرفت فن آوریهای بی سیم باند وسیع سیار و ابداع فن آوریهای نوین در عرصه این صنعت شده است. از بین فن آوریهای ابداع شده M-WiMAX می‌تواند یکی از بهترین گزینه‌ها باشد و نیاز کاربران به سرویسهای ارائه شده توسط شبکه‌های اینترنت ثابت و شبکه‌های مخابرات سیار را تواماً همراه با سرویسهای جدیدتر و کارآمدتری در یک شبکه یکپارچه مرتفع کرده است.

تضمین موفقیت هر فن آوری منوط به پیاده سازی آن در سطح تجاری است. این موفقیت به شرطی کسب می‌شود که بتواند در عین حال که سرویسهای گوناگونی را ارائه می‌دهد ساده و کم هزینه نیز باشد. فن آوری M-WiMAX از بهترین فن آوریهای منطبق با این شرایط است. این فن آوری سرویسهای ارزش افزوده‌ای مانند پخش زنده تصویر و دریافت اطلاعات با سرعت بالا و صوت با کیفیت بالا و ... ارائه می‌دهد.

با توجه به نکات مذکور و خصوصیات برجسته و ویژه‌ای این فن آوری، نیاز به انتقال این فن آوری در ایران نیز حس می‌شود هرچند بعلت نبود زیرساختها و پیش نیازهای مورد نیاز راه نسبتاً طولانی تا محقق شدن و نیل به این هدف در پیش داریم لیکن برای هموار کردن و روشن کردن این مسیر در این سخنرانی ابتدا سرویسهای ارزش افزوده این فن آوری معرفی شده و سپس به بررسی پیش نیازها و زیرساختهای لازم برای ایجاد بستر مناسب جهت انتقال این فن آوری به ایران پرداخته می‌شود.

چرا M-WiMAX

فاکتورهای زیر بیانگر این نکته هستند که چرا M-WiMAX بهترین کاندیدا برای پیاده سازی سرویس های باند وسیع متحرک می‌باشد:

تنوع دستگاه‌ها

Laptop, PDA,، تلفن های همراه، PC های متحرک، دستگاههای بازی، همگی از مشتریان M-WiMAX هستند و قابل اتصال به شبکه M-WiMAX می‌باشند. ساختار شبکه مبتنی بر IP، قابلیت اتصال این وسایل متنوع را به شبکه ایجاد می‌کند. که از پی آمد های آن می‌توان به موارد زیز اشاره کرد.

کاهش هزینه ارائه سرویس به صورت نقطه به نقطه

ارائه سرویس های متنوع در یک شبکه یکپارچه واحد

کاهش خطای ارائه سرویس به علت عدم نیاز به شبکه‌های گوناگون

تضمین ارائه سرویس در حین حرکت

ورود سریعتر به بازار مصرف

استانداردهای لازمه برای M-WiMAX دز دسامبر 2005 به انجام رسیده است (استاندارد IEEE به شماره 802.16e-2005 تصویب شده در دسامبر 2005 و استاندارد HiperMAN سازمان ETSI)و این در حالی است که استانداردهای لازمه سایر فن آوری ها مانند 3GLTEو EV-DO (Rev C) هنوز به مرحله تصویب نرسیده است،لذا M-WiMAX سال از این فن آوری ها جلوتر بوده و سریع تر وارد بازار مصرف می‌شود

دسترسی جهانی

M-WiMAX در سه باند فرکانسی (GHZ 3.6،3.4،2.64،2.496،2.4،2.3) که به طور مشابهی در اکثر کشورها اختصاص یافته اند کار می‌کند. تمامی کاربران می‌توانند از یک دستگاه جهانی استفاده کنند. فروم WiMAX در حال بررسی تجهیزات سازنده‌های مختلف برای تطابق با یکدیگر و صدور استاندارد می‌باشد. بدین صورت می‌توان به تمامی شبکه‌های M-WiMAX با یک دستگاه وصل شد. M-WiMAX به طور کامل سرویس Roaming را در سطح جهانی تامین خواهد کرد

ویژگی‌های برجسته فنی M-WiMAX

سرعت بالای انتقال داده در حین حرکت

با وجود آنتن های پیشرفته MIMO و استفاده از روشهای کدینگ و مدولاسیون مبتنی برفن آوری OFDM ،M-WiMAX قادر به انتقال داده تا ماگزیمم نرخ Mbps 20 در دانلینک DL در هر سکتور و 8Mbps در آپلینک UL در هر سکتور برای یک کانال 10MHz می‌باشد که 10 برابر نرخ انتقال داده شبکه‌ها UMTS-HSDPA نسل 3 موجود با بیشترین نرخ انتقال داده (2 Mbps) می‌باشد و پایین آمدن تاخیر در سیستم شده و تمامی کاربری های یک اتصال توسط سیم شامل کاربری های بی‌درنگ (Real-Time) و کاربری های نیازمند باند وسیع را ارئه می‌دهد.

تضمین کیفیت سرویس (QoS)

ساختار لایه MAC استاندارد EEE802.16 به گونه‌ای است که ویژگی QoS را برای یک اتصال نقطه به نقطه در شبکه تضمین می‌کند. این ویژگی پهنای باند مورد نیاز سرویس را در تمامی طول مسیر تضمین کرده و حداقل تاخیر مورد قبول هر سرویس را حفظ می‌کند. همچنین زیر کانالهای موجود مکانیسمی انعطاف پذیر جهت تخصیص بهینه منابع فضا، فرکانس و زمان در قسمت air interface موجب شده است.

مقیاس پذیری بر اساس نوع سرویس (Scalability)

تکنولوؤی M-WiMAX به گونه‌ای طراحی شده است که در محدوده کانالهای20MHz تا 1.25 قادر به کار کردن است. از نتایج این امر راحتی پیاده سازی شبکه با ایجاد تغییرات جزئی در قسمت Air Interfaceمی باشد و بسته به مدل مصرف بر اساس نوع سرویس و طیف فرکانسی آزاد، M-WiMAX قابل پیاده سازی در فرکانس های متفاوتی می‌باشد.

این خصوصیت همچنین باعث می‌شود که محدوده کشورها بر اساس نیازمندیهای منطقه‌ای مختلفشان برای مثال نیاز به دسترسی به اینترنت در شهر و با دسترسی پرظرفیت باند وسیع متحرک در متروها و حومه شهر قادر ، به استفاده موثر و چند منظوره‌ای از این فن آوری باشند.

ظرفیت ترافیکی بالاتر M-WiMAX

به علت به کارگیری تکنیک کدینگ OFDMA و وجود زیر کانال ها، نسبت به سایر تکنولوژی ها در کانلالهایی با پهنای باند مشابه M-WiMAX از ظرفیت ترافیکی بیشتری برخوردار است.

شبکه تماما مبتنی بر IP M-WiMAX

M-WiMax بر پایه فن آوری تماماً IP می‌باشد و از IP در ارتباطات ما بین کلیه اجزای شبکه از ابتدا تا انتها استفاده شده است. در حالیکه بسیاری از پروتکل های میانی 3Gتماماً IP نمی‌باشند. 

از مزيت‌هاي فناوري نوظهور وايمكس نسبت به فناوري‌هاي قديمي‌تر از خود (نظير واي-فاي) اين است كه وايمكس مي‌تواند ورودي‌اي باشد كه به كاربران اجازه مي‌دهد بدون محدوديت در سراسر كشور حركت كنند. با اين ويژگي، اينترنت قابل جابجايي و حمل و نقل خواهد شد كه اين امر سرعت روآوردن صاحبان كسب و كار به استفاده از مزيت‌هايي كه اينترنت براي آن‌ها فراهم مي‌كند را، بيشتر از پيش خواهد نمود.

وايمكس چگونه كار مي كند؟

وايمكس دو جزء اصلي را براي ايجاد يك شبكه احتياج دارد:

• ايستگاه مركزي (BS) كه به عنوان يك تكرار كننده عمل مي‌كند و مي‌تواند به اينترنت متصل باشد.

• مشترك/ كاربر نهايي كه از دسترسي بي‌سيم با پهناي بالا از طريق ايستگاه مركزي استفاده مي‌كند

وايمكس دو نوع سرويس بي‌سيم را ارائه مي‌دهد:

• سرويس خارج از خط ديد (NLOS): اين نوعي از سرويس واي-فاي (wi-fi) مي‌باشد كه در آن يك آنتن كوچك روي رايانه مشترك (كاربر) به برج متصل است. در اين سرويس، وايمكس از فركانس پايين‌تري مشابه واي-فاي استفاده مي‌كند. اين فركانس بين 2 گيگاهرتز و 11 گيگاهرتز مي‌باشد. به دليل استفاده از طول موج كوتاه سرويس خارج از ديد (NLOS) مي‌تواند از موانع عبور كند.

• سرويس روي خط ديد (LOS): در اين نوع سرويس يك آنتن بشقابي بر روي سقف يا نقاط قطب يك برج وايمكس نصب مي‌شود. اين نوع ارتباط پر قدرت‌تر و پايدارتر مي‌باشد و مي‌تواند حجم بزرگي از اطلاعات را با خطاي كم‌تر بفرستد. اين نوع ارتباط از فركانس بالاتري تا حد 66 گيگاهرتز استفاده مي‌كند. در فركانس هاي بالا تداخل كم‌تر است و پهناي باند زيادتري در دسترس مي‌باشد.

با كاربرد آنتن‌هاي قدرتمند سرويس روي خط ديد (LOS)، ايستگاه وايمكس مي‌تواند اطلاعات را به رايانه‌ها و روترها بفرستند، البته روترها و رايانه‌هايي كه فناوري وايمكس راپشتيباني مي‌كنند در 30 مايلي فرستنده هستند. چرا كه حداكثر محدوده مخابراتي وايمكس 30 مايل مي‌باشد. 

وایمكس در فجایع طبیعی

یكی از مزایای وایمكس تا كنون نقشی بوده است كه این فن آوری توانسته است در برقراری ارتباط در زمان فجایح طبیعی ایفا كند. در سال 2004 شبكه موجود وایمكس در اندونزی تنها وسیله ارتباطی موجود پس از خسارت های وارده بر اثر سونامی در این كشور بود. به علاوه پس از طوفان كاترینا در سال 2005 از وایمكس به عنوان وسیله ارتباطی در منطقه نیواورلان استفاده شد.

وایمكس برای تلفن همراه

به دلیل تارخچه وایمكس در كشورهای درحال توسعه و تاثیری كه این سرویس در مواجه شدن با فجایع طبیعی داشته است بیشتر تمركز توسعه وایمكس از سوی دولت ها و شركت های تجاری بر روی راه حل های وایمكس ثابت بوده است. اگرچه طی سال های اخیر تمایل روبه رشدی در مورد وایمكس موبایل ایجاد شده است. وایمكس موبایل امكان اتصال گوشی های تلفن همراه به اینترنت بسیار پرسرعت تر را به وجود می آورد و موجب افزایش انتقال داده بر روی گوشی های تلفن همراه می شود. به این معنا كه افرادی كه قصد استفاده از سرویس های پرسرعت اینترنتی بر روی تلفن های همراه خود دارند می توانند وایمكس را به عنوان راهی برای رسیدن به هدف خود انتخاب كنند.

گوشی های با قابلیت وایمكس

با توسعه وایمكس موبایل چند شركت سازنده گوشی تلفن همراه برخی محصولات خود را با این قابلیت ارائه كردند. برای مثال گوشی 810 نوكیا وDeluxe   SPH-P9000سامسونگ با قابلیت وایمكس ارائه شده اند. انتظار می رود چندین گوشی تلفن همراه دیگر نیز طی یك تا دو سال آینده جهت برآورده كردن نیاز كاربرانی كه اشتیاق به استفاده از وایمكس در تلفن های همراه خود دارند به بازار روانه خواهند شد.