X
تبلیغات
رایتل

مقاله های علمی و تخصصی
 
مقاله دانشجویی ، شبکه های کامپیوتری ، شناسایی و حذف ویروس ، امنیت شبکه و سیستم عامل

(WorldWide Interoperability for Microwave Access

 

وایمکس (WiMAX) یا هم‌کُنش‌پذیری جهانی برای دسترسی ریزموج

(WorldWide Interoperability for Microwave Accessپروتکل ارتباطی برای دسترسی پهن باند بی‌سیم بر پایه استاندارد IEEE 802.16 است. وای‌مکس امکان دسترسی به اینترنت را به هردو صورت ثابت و کاملا سیار در یک ناحیه گسترده فراهم می آورد.(۲۰۱۰ میلادی )آخرین بازبینی وایمکس امکان دسترسی با نرخ انتقال داده ۴۰ مگابیت بر ثانیه را عرضه می کند.  

وایمکس (WiMAX) یا هم‌کُنش‌پذیری جهانی برای دسترسی ریزموج

(WorldWide Interoperability for Microwave Accessپروتکل ارتباطی برای دسترسی پهن باند بی‌سیم بر پایه استاندارد IEEE 802.16 است. وای‌مکس امکان دسترسی به اینترنت را به هردو صورت ثابت و کاملا سیار در یک ناحیه گسترده فراهم می آورد.(۲۰۱۰ میلادی )آخرین بازبینی وایمکس امکان دسترسی با نرخ انتقال داده ۴۰ مگابیت بر ثانیه را عرضه می کند.[۱][۲] با استاندارد IEEE 802.16m انتظار می رود که سرعت انتقال تا یک گیگابیت بر ثانیه افزایش یابد.[۳] نام وایمکس توسط انجمن وایمکس انتخاب شد که در سال ۲۰۰۱ برای ارتقای همنوایی و همکنش پذیری این استاندارد تاسیس شد. این انجمن وایمکس را به عنوان یک فناوری برپایه استاندارد تعریف می کند که امکان دسترسی بی سیم پهن باند را به عنوان جایگزینی برای کابل و خطوط دی اس ال(DSL) ارائه می دهد.

واژه شناسی

منظور از واژه وایمکس پیاده سازیهای همکنش پذیر استاندارد IEEE 802.16 برای شبکه های بی سیم است (که به تصویب انجمن وایمکس رسیده است) واز این نظر به وای-فای شباهت دارد که شامل پیاده سازیهای همکنش پذیر استاندارد IEEE 802.11 می شود.

انجمن وایمکس گواهینامه هایی صادر می کند که به موجب آن فروشندگان می توانند محصولات خود را با گواهی وایمکس به فروش برسانند.بدین ترتیب محصولات فروشندگان مختلفی که گواهی وایمکس می گیرند اگر در یک پروفایل باشند می توانند با یکدیگر کارکنند و سطحی از همکنش پذیری پدید می آید.

استاندارد IEEE 802.16 پایه وایمکس است اگرچه گاهی به صورت محاوره ای از این استاندارد هم به عنوان وایمکس یاد می شود. از استاندارد IEEE 802.16d به نام وایمکس ثابت و از استاندارد IEEE 802.16e به نام وایمکس سیار یاد می شود.

ویژگی ها

برخی از مهمترین ویژگهای فناوری وایمکس به شرح زیر است :[۶][۷]

نرخ انتقال داده بالا 

با استفاده از آنتن های مایمو (Multiple Input Multiple Output ) به همراه زیر-کانال سازی انعطاف پذیر و کدگذاری و مدولاسیون پیشرفته، فناوری وایمکس را قادر می سازد تا به سرعت بارگیری تا 63 مگابیت بر ثانیه و بارگذاری تا 25 مگابیت برثانیه دست یابد.

کیفیت سرویس (QoS

یکی از اصول معماری MAC در استاندارد IEEE 802.16 کیفیت سرویس است. این استاندارد جریانهای سرویسی را تعریف می کند که می تواند به نقاط کد(DSCP) در سرویسهای متمایز (DiffServ) و یا برچسب های جریان در MPLS نگاشته شوند.

امنیت 

ویژگیهای امنیتی وایمکس بر پایه پروتکل احراز هویت گسترش پذیر (EAP) و استاندارد رمزنگاری پیشرفته (AES) و پیامهای کنترلی CMAC و HMAC بنا شده اند.

پوشش وسیع 

برجسته ترین ویژگی وایمکس پوشش گسترده آن نسبت به وای-فای است. در حال حاضر از لحاظ نظری وایمکس می تواند محدوده ای به شعاع 30 مایل( 50 کیلومتر) را پوشش دهد که اگرچه در عمل این مقدار به 10 کیلومتر می رسد، نسبت به فناوریهای پیشین خود (مانند وای-فای) جهشی نسبتا بزرگ است.

سیار بودن 

دیگر ویژگی مهم وایمکس امکان اتصال در حین حرکت برای ایستگاههای سیار است.

ایستگاههای واسطه 

امواج رادیویی وایمکس از ایستگاه های پایه به سوی مشترکین ارسال می شوند.در این ایستگاهها سخت افزار هایی برای ارائهٔ وایمکس در یک ناحیه محدود نصب شده اند. از آنجا که هر ایستگاه پایه ناحیه محدودی را پوشش می دهد با اتصال این ایستگاهها به یکدیگر می توان ناحیه تحت پوشش را گسترش داد.

دسترسی 

اتصال به ایستگاههای پایه وایمکس به سادگی صورت می پذیرد و نیاز به دانش فنی ندارد.

مقیاس پذیری(Scalability)

فناوری وایمکس به گونه‌ای طراحی شده است که در محدوده کانالهای۲۰MHz تا ۱٫۲۵ 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، وایمکس 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.

کاربردهای عملی وایمکس

پوشش وسیع و پهنای باند بالای وایمکس آن را برای کاربردهای زیر مناسب می سازد:

  • امکان اتصال پهن باند بی سیم در میان شهرها و کشورها از طریق طیف متنوعی از دستگاهها
  • ارائه جایگزینی برای دسترسی پهن باند دی اس ال و کابلی
  • ارائه منبعی برای دسترسی به اینترنت برای بکارگیری در برنامه ریزی پیوستگی کسب و کار
  • ارائه سرویسهای داده، مخابراتی(VOIP) و تلویزیون اینترنتی

پهن باند(Broadband)

شرکتهای متعددی در حال به کارگیری وایمکس برای ارائه اتصال پهن باند به هر دو صورت سیار و خانگی در سراسر نقاط شهرها و کشورهای مختلف هستند. در بسیاری از موارد این موضوع سبب بروز رقابت در بازار هایی که پیش از این تنها از فناوریهای دی اس ال و مشابه آن استفاده می کردند شده است.

علاوه بر این هزینه نسبتا پایین پیاده سازی یک شبکه وایمکس (در مقایسه با جی‌اس‌ام، فیبرنوری و دی اس ال) امکان دسترسی پهن باند را در مناطقی که از لحاظ اقتصادی امکانپذیر نبوده اند را فراهم می سازد.

بک هال(Backhaul)

وایمکس می تواند جایگزینی برای فناوریهای تلفن همراه مانند جی اس ام(GSM) و سی دی ام ای(CDMA) باشد. وایمکس ثابت نیز به عنوان فناوری بک هال بی سیم برای شبکه های 3G, 2G و 4G در کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه محسوب می گردد.[۸][۹] با استفاده از وایمکس می توان اتصالهای نقطه به نقطه به طول 30 مایل(50 کیلومتر) و با نرخ انتقال داده ای که می تواند از چندین خط E1 و T1 پشتیبانی کند ایجاد کرد و بدین ترتیب از این فناوری برای اتصال ایستگاههای پایه به مراکز سوییچینگ استفاده نمود. ترافیک شبکه های تلفن همراه (سلولی) ترکیبی از صدا و داده است که ویژگی QoS ذاتی وایمکس برای این کاربرد بسیار مناسب است.[۱۰]

سرویس سه گانه(Triple-Play)

وایمکس با پشتیبانی از فناوریهایی چون کیفیت سرویس (QoS) و چندپخشی امکان ارایه سرویسهای سه گانه را فراهم می کند. از این رو اپراتور وایمکس می تواند علاوه بر دسترسی پهن باند سریع به اینترنت، سرویسهای VOIP و IPTV را نیز به مشتریان عرضه کند.

شبکه های بانکی

بانکهای بزرگ می توانند برای اتصال شعبه ها و دستگاههای خودپرداز به یکدیگر از شبکه های خصوصی وایمکس استفاده کنند. این بانکها معمولا در نواحی وسیعی گسترده شده اند و نیاز به امنیت و پهنای باند بالا دارند که ویژگیهای ذاتی وایمکس این نیاز را برطرف می سازد.[۱۰]

علاوه بر این ها وایمکس می تواند در بسیاری از شبکه های خصوصی و عمومی دیگر مانند محوطه دانشگاهها، محیط های آموزشی، شبکه های ایمنی عمومی (مانند آتش نشانی و پلیس) نیز به کاررود.

بهینه سازی هزینه ها

از نقطه نظر سرمایه گذاری، توان عملیاتی(throughput) بالا و استفاده بهینه از طیف فرکانسی به اپراتور این امکان را می‌دهد که ترافیک بیشتری را منتقل کرده و تعداد ایستگاه پایه کمتری برای حجم داده مشخص مورد نیاز باشد. تعداد BS های کمتر، هزینه های سرمایه ای شبکه را کاهش می‌دهد و هزینه نگهداری تجهیزات شبکه نیز پایین می‌آید که باعث پایین آمدن هزینه‌های عملیاتی نیز می‌گردد. همچنین به جهت ارزان تر بودن حق لیسانس برای فضای فرکانسی در مقایسه با سایر فن آوری ها مانند UMTS نسل ۳ هزینه سرمایه ای نسبت به این فناوری ها پایین می‌آید که به دنبال آن نرخ تعرفه سرویس ها نیز کاهش می یابد.[نیازمند منبع]

اتصال به وایمکس

یک مودم یو اس بی وایمکس برای اینترنت سیار

دستگاههای متعددی در بازار وجود دارند که امکان اتصال به شبکه وایمکس را فراهم می کنند. به این دستگاهها «تجهیزات سوی مشتری» (CPE) یا «واحد اشتراکی» (Subscriber Unit) می گویند.

تمرکز بر روی واحدهای سیار در حال افزایش است. از جمله این واحدهای سیار تلفن های همراه هوشمند، دانگل های یو اس بی، و دستگاههای تعبیه شده در لپ تاپ ها هستند که امکان اتصال به اینترنت سیار را عرضه می کنند. برای تحقق همکنش پذیری جهانی، انجمن وایمکس با اعطای گواهینامه هایی دستگاهها را تایید می کند. لیستی از دستگاههای تایید شده وایمکس در وبگاه انجمن وایمکس موجود است.

دروازه های وایمکس

دروازه های وایمکس به دو صورت بیرونی و خانگی ساخته می شوند. بیشتر دستگاههایی که توسط شرکتهای مختلف مانند Zyxel و Motorolla تولید می شوند از نوع خانگی بوده و به راحتی توسط مشتریان نصب می شود و معمولا دارای ویژگیهای زیر می باشند:

  • یک نقطه دسترسی وای فای تعبیه شده که از طریق آن دستگاههای مختلف بتوانند به وایمکس متصل شوند
  • پورت های اترنت RJ45 برای اتصال مستقیم با کابل شبکه به رایانه
  • پورتهای تلفن RJ11 برای اتصال به شبکه تلفن و بهره گیری از امکانات VoIP

اگرچه استفاده و نصب دستگاههای خانگی آسان است اما به دلیل تضعیف امواج رادیویی نیاز دارند که به میزان قابل توجهی از دستگاههای بیرونی به ایستگاه پایه نزدیکتر باشند.

اندازه دستگاههای بیرونی تفریبا برابر با اندازه یک لپ تاپ است و نصب آنها شبیه به نصب دیشهای ماهواره می باشد.

مودم های یو اس بی قابل حمل

مودم های یو اس بی فراوانی در بازار موجود است که امکان اتصال به شبکه وایمکس را فراهم می کنند. معمولا این مودم ها آنتن های چند سویه ای هستند که دریافت ضعیفتری نسبت به سایر دستگاهها دارند و در نقاطی که پوشش مناسبی داشته باشند قابل استفاده اند.

تلفن های همراه وایمکس

شرکت اچ‌تی‌سی اولین تلفن همراه وایمکس را به نام «Max 4G» در 12 نوامبر 2008 روانه بازار کرد.[۱۱] این تلفن تنها در بازارهای محدودی در روسیه عرضه می شد.

اچ تی سی دومین تلفن همراه با قابلیت وایمکس را به نام «Evo 4G» در کنفرانس CTIA در لاس وگاس در 23 مارس 2010 ایجاد نمود که از تاریخ 4 ژوئن 2010 در دسترس عموم قرار گرفت.[۱۲] این گوشی از قابلیت اتصال 3G و وایمکس 4G را به همراه امکان ارتباط داده ای و صوتی همزمان برخوردار است.[۱۳]

اطلاعات فنی

وایمکس و استاندارد IEEE 802.16e

نسخه فعلی وایمکس بر پایه استاندارد IEEE802.16e-2005 [۱۴] است که در دسامبر 2005 تصویب شد و خود درواقع متمم استاندارد IEEE802.16e-2004 [۱۵] است. بنابراین استاندارد واقعی استاندارد 802.16e-2004 است که توسط 802.16e-2005 اصلاح گردیده است. از این رو مشخصات هردوی این استانداردها باید با هم در نظر گرفته شوند.

استاندارد IEEE802.16e-2005 با اصلاحیات زیر IEEE802.16e-2004 را بهبود داده است :

از آنجا که SOFDMA به کاررفته در IEEE802.16e-2005 با OFDM256 (در IEEE 802.16d) سازگار نیستند، در صورتیکه اپراتور به استاندارد جدیدتر ارتقا یابد باید تجهیزات را تعویض نماید.(مثلا در مورد ارتقا از وایمکس ثابت به وایمکس سیار).

لایه فیزیکی

نسخه اولیه استانداردی که وایمکس برآن بنا شد، IEEE 802.16 بود که لایه فیزیکی آن در دامنه 10 تا 66 گیگاهرتز عمل می کرد. IEEE802.16a در سال 2004 با افزودن مشخصاتی برای محدوده 2 تا 11 گیگاهرتز به نام IEEE802.16-2004 به روز رسانی شد. IEEE802.16-2004 نیز به نوبه خود در سال 2005 به IEEE802.16e-2005 به روزرسانی شد که در آن به جای استفاده از OFDM با 256 حامل(که از 200 تای آنها استفاده می شد) از SOFDMA مقیاس پذیر استفاده شد. نسخه های پیشرفته تر شامل IEEE 802.16e پشتیبانی از آنتن های چندگانه را با استفاده از MIMO مقدور می سازند که این امر منافع بالقوه ای در جهت پوشش، نصب شخصی، مصرف الکتریسیته، استفاده مجدد از فرکانس و کارایی پهنای باند را در بر دارد.

لایه کنترل دسترسی به رسانه ( پیوند داده)

لایه کنترل دسترسی به رسانه (MAC) در وایمکس از یک الگوریتم زمانبندی استفاده می کند که در آن هر ایستگاه مشترک نیاز دارد که تنها یک بار برای ورود اولیه به شبکه به رقابت بپردازد. پس از اینکه اجازه ورود به شبکه داده شد یک چاک (slot) دسترسی به ایستگاه پایه برای ایستگاه مشترک تخصیص می یابد. چاک زمانی ممکن است بزرگتر یا کوچکتر شود اما همواره در اختیار ایستگاه مشترک باقی می ماند و سایر مشترکین نمی توانند از آن استفاده کنند.

وضعیت کنونی وایمکس در جهان

پیاده سازی های وایمکس در سراسر دنیا

تا تاریخ ژوئن 2010، در مجموع 593 شبکه وایمکس در ۱۴۹ کشور دنیا پیاده سازی شده اند که از این میان 117 مورد در آفریقا،117 مورد در امریکای لاتین و مرکزی، 113 مورد در آسیا و اقیانوسیه، 86 مورد در اروپای شرقی، 78 مورد در اروپای غربی، 53 مورد در امریکا و کانادا و 29 مورد در خاورمیانه صورت گرفته است.بنا به گزارشات تا پایان سال 2009 میلادی کاربران وایمکس در سراسر دنیا 621 میلیون نفر می باشد.[۱۶]  

 

وایمکس در ایران

در ایران برندگان مزایده وایمکس شرکت‌های داتک تلکام، صنایع ارتباطی پایا و مبین نت در ۳۰ استان، ایرانسل (اپراتور تلفن همراه سراسری) در استان‌های تهران، آذربایجان شرقی، اصفهان، خراسان رضوی، فارس و خوزستان، اسپادان (اپراتور تلفن همراه اصفهان) در استان اصفهان و رایانه دانش گلستان در استان گلستان می باشند.[۱۷][۱۸]

بنا به گزارش خبرگزاری ایسانا تا پایان سال ۱۳۸۹، طی یک قرارداد ۵۰ میلیون دلاری کل تهران تحت پوشش وایمکس قرار خواهد گرفت که در این سرویس نیز همانند سرویس ADSL پهنای باند محدود خواهد بود.[۱۹]

منابع

1.     "Mobile تست سرعت وایمکس در شهر پرت، استرالیا - ۱ تا ۳۷ مگابیت بر ثانیه، متوسط ۱۲ مگابیت بر ثانیه". http://forums.whirlpool.net.au/forum-replies.cfm?t=1418240. Retrieved ۲۰۱۰-۰۴-۱۴. 

2.     "افزایش سرعت وایمکس، امروزه وایمکس اولیه ۳۰ تا ۴۰ مگابیت بر ثانیه انتقال داده فراهم می کند.". http://www.itbusinessedge.com/cm/community/features/interviews/blog/speeding-up-wimax/?cs=40726. Retrieved ۲۰۱۰-۰۴-۱۷. 

3.     http://www.wifinotes.com/wimax/IEEE-802.16.html مفاد پروتکل های وایمکس

4.     "حقایقی در مورد وایمکس و اینکه چرا آینده پهنای باند بی سیم را تشکیل می دهد"". http://www.techpluto.com/wimax-in-detail/. 

5.     "انجمن وایمکس- فناوری". http://www.wimaxforum.org/technology/. Retrieved 2008-07-22. 

6.     http://www.wifinotes.com/wimax/wimax-features.html ویژگیهای وایمکس

7.     مروری بر وایمکس و کارایی آن - http://www.wimaxforum.org/technology/downloads/Mobile_WiMAX_Part1_Overview_and_Performance.pdf

8.     "Sprint Eyes WiMax Backhaul". lightreading.com. http://www.lightreading.com/document.asp?doc_id=104349. Retrieved 2008-03-22. 

9.     "WiMax signals get stronger in India". eetimes.com. http://www.eetimes.com/news/latest/showArticle.jhtml?articleID=206901605. Retrieved 2008-03-22. 

10.                        ۱۰٫۰ ۱۰٫۱ http://www.wimaxforum.org/technology/downloads/Can_WiMAX_Address_Your_Applications_final.pdf کاربردهای وایمکس

11.                        Scartel And Htc Launch World’S First Integrated Gsm/Wimax Handset

12.                        Sprint Newsroom | News Releases

13.                        HTC EVO 4G is Sprint's Android-powered knight in superphone armor, we go hands-on - Engadget

14.                        "IEEE 802.16e Task Group (Mobile WirelessMAN)". ieee802.org. http://www.ieee802.org/16/tge/. Retrieved 2008-03-12. 

15.                        "IEEE 802.16 Task Group d". ieee802.org. http://www.ieee802.org/16/tgd/. Retrieved 2008-03-12. 

16.                        انجمن وایمکس - گزارش ماهانه صنعت - ویرایش ژوئن 2010 - http://www.wimaxforum.org/sites/wimaxforum.org/files/page/2009/12/wf_monthly_report_06-2010.pdf

17.                        http://www.ictna.ir/4166.html

18.                        مشاهده خبر

19.                        مشاهده خبر http://www.isana.ir/index.php?option=com_content&view=article&id=644:1388-09-10-06-39-07&catid=3:1387-10-22-14-38-15



نوشته شده در تاریخ جمعه 22 اردیبهشت 1391 توسط قاسم عرفانی فر
 
تمامی حقوق این وبلاگ محفوظ است | طراحی : پیچک  

  • paper | قدس | قیمت ارز بازار آزاد