خدمات اینترنت بی‌سیم WiMAX

تکنولوژی WiMAX و استانداردهای آن با هدف انتقال اطلاعات به‌صورت بی‌سیم و ارزان قیمت طراحی و به بازار معرفی شد. این تکنولوژی از لحاظ کاربری شباهت‌های زیادی به Wi-Fi دارد با این تفاوت که منطقه تحت پوشش و سرعت انتقال اطلاعات بیشتری را پشتیبانی می‌کند. توسعه و گسترش فناوری WiMAX توسط گروهی تحت عنوان WiMAX Forum صورت می‌گیرد. این گروه WiMAX را به‌عنوان یک فن‌آوری استاندارد که قابلیت نقل و انتقال اطلاعات و دسترسی به پهنای باند بی‌سیم در مقیاس وسیع دارد و می‌تواند جایگزین اتصال کابلی و DSL گردد، تعریف کرده است. به بیان دیگر WiMAX امکان ارتباط بی‌سیم را برای کاربران فراهم می‌کند.
 

از تکنولوژی WiMAX به عنوان وسیله‌ای برای افزایش سرعت ارتباطات مخابراتی و شبکه‌ای در مناطقی که از نظر اقتصادی با مشکل روبرو هستند استفاده می‌شود. در حال حاضر این فن‌آوری به‌عنوان گزینه ارزانتر نسبت به دیگر گزینه‌های موجود ارتباطی در کشورهای در حال توسعه، به منظور راه‌اندازی شبکه‌های اینترنت پرسرعت مطرح شده است. با آزمایش WiMAX و به دست آمدن نتایج موفق در کشورهای در حال توسعه، به تدریج کشورهای جهان اول نیز به استفاده از این فن‌آوری ارزان قیمت علاقمند شده‌اند، بطوریکه هم اکنون بسیاری از دولت‌ها و شرکت‌ها به دنبال توسعه WiMAX در کشور‌های خود هستند.
 

دامنه پوشش و سرعت ارتباط
برد و دامنه پوشش خدمات ارتباطی بی‌سیم معمولاً در دو حالت دید مستقیم و دید غیر مستقیم ارزیابی می‌شود. پوشش فن‌آوری WiMAX در حالت دید مستقیم در شهر تا شعاع 10 کیلومتری آنتن مرکزی می‌تواند باشد. به بیان دیگر با دید مستقیم،‌ یک آنتن مرکزی 360 درجه می‌تواند دایره‌ای به شعاع 10 کیلومتر را پوشش ارتباطی بدهد. این نوع پوشش به خوبی می‌تواند پاسخگوی نیازهای ارتباطی در جامعه روستایی و ارتباطات بین شهری، کنار دریا و … باشد. در مقابل برای ارتباط درون شهری، بخصوص شهرهایی که در آن ساختمان‌های بلند وجود دارند می‌توان از ویژگی دید غیر مستقیم WiMAX برای پوشش ارتباطی استفاده کرد. در این حالت یک آنتن مرکزی 360 درجه می‌تواند تا شعاع 3 کیلومتر را پوشش دهد. حداکثر پهنای باند قابل استفاده در سرویس‌های WiMAX بستگی به کیفیت ارتباط مودم مشترک با آنتن مرکزی دارد. در بهترین شرایط دید مستقیم این سرعت می‌تواند تا 20Mbps باشد، اما در مناطق شهری باتوجه عدم امکان داشتن دید مستقیم در اغلب موارد و سازگاری با ارائه خدمات در حال حرکت، سرعت قابل اطمینان برای ارائه خدمات حداکثر تا 2Mbps انتخاب می‌شود. در حال حاضر اغلب مشتری‌های این خدمات در جهان حداکثر با سرعتی معادل 512Mbps تا 2Mbps را تجربه می‌کنند.
 
 

انواع مودمهای ایستگاه کاربر
CPE یا مودم‌هایی که ایستگاه‌های کاری WiMAX می‌توانند از آنها برای ارتباط با شبکه استفاده کنند به دو دسته اصلی تقسیم می‌شود. اول مودم‌های Indoor که در درون منزل یا محل کار می‌توان از آنها استفاده کرد و دوم مودم‌های Outdoor که در بیرون از محیط منزل یا کار در یکی از مرتفع‌ترین محل‌های ساختمان، بر روی یک میله یا دکل نصب و مورد استفاده قرار می‌گیرند. تفاوت عمده این دو نوع مودم در قدرت فرستنده و گیرنده RF آنها است. مودم‌های Indoor معمولاً از توان کمتری نسبت به مودم‌هایOutdoor برخوردار هستند و به همین علت استفاده از آنها در داخل منزل بدون مشکل است. 

 

 
 

برخی ویژگیهای مهم WiMAX
طراحی و تعریف استانداردهای WiMAX به‌گونه‌ای صورت گرفته تا پوشش دهنده نیازهای ارتباط بی‌سیم شهری باشد. علاوه بر آن استفاده از این تکنولوژی برای پوشش ارتباطی شهرک‌های صنعتی، روستاها، مناطق استراتژیک و … متداول است. پشتیبانی از پهنای باند بالا به کاربران این خدمات اجازه می‌دهد تا بتوانند به‌سادگی سرویس‌های صوتی و تصویری را در این شبکه‌ها داشته و به هر مقدار که بخواهند ترافیک Upload و Download داشته باشند. عدم نیاز به دید مستقیم آنتن مرکزی، سهولت استفاده و کاربری ساده CPEها از دیگر مشخصاتی است که به فراگیر شدن استفاده از این تکنولوژی در میان کاربران کمک نموده است.
 

 

نمونه کاربردهای متداول شهری شبکه WiMAX ( دسترسی به اینترنت خانگی، اداری، صنعتی و ...، راه‌اندازی شبکه‌های اختصاصی و ...)

از خطوط بیسیم اینترنتی پرسرعت وای مکس WIMAX – بیشتر بدانیم

امروزه دسترسی به اینترنت در بیشتر موارد به سه طریق زیر امکان پذیر است :

1-دسترسی باند پهن (Broad Band):

دسترسی خانگی معمولا از طریق DSL یا مودمهای کابلی صورت می گیرد در ادارات معمولا از خطوط E1 یا E3 استفاده می کنند .

2-دسترسی WIFI:

در منزل ممکن است شما یک روتر WIFIراه اندازی کرده باشید که به شما اجازه می دهد از Laptop در حین حرکت استفاده کنید . در جاده ها شما میتوانید در رستورانها , هتلها , کافی شاپها , یا کتابخانه ها نقاط دسترسی WIFI را پیدا کنید .

3-دسترسی Dial-Up:

اگر شما هنوز از Dial-Up استفاده می کنید یا شانس دسترسی به اینترنت پرسرعت را ندارید یا فکر می کنید دسترسی اینترنت پر سرعت خیلی گران است .
مشکل اصلی دسترسی به اینترنت پر سرعت قیمت بالای آن و دسترسی نداشتن در تمام نقاط می باشد .
مشکل اصلی دسترسی از طریق WIFI محدودهء کوچک تحت پوشش آن است .
چه تکنولوژی جدیدی می تواند تمام این مشکلات را حل نماید؟
این تکنولوژی جدید باید موارد زیر را فراهم کند
.سرعت بالای سرویس باند پهن
.سیستم بی سیم به جای سیستم کابلی که باید نسبت به DSL یا مودمهای کابلی بسیار ارزانتر باشد و خیلی راحتتر باشد که به حومه و مناطق روستایی گسترش داده شود .
.محدودهء تحت پوشش بزرگ مانند شبکه تلفن سلولی به جای محدودهء کوچک دسترسی WIFI
این سیتم در حال حاضر ایجاد شده و Wimax نامیده می شود.
Wimax مخفف World Wide Interoperability for Microwave Access و نام استاندارد IEEE آن 802?16 میباشد.

WIMAX وایمکس (وای مکس) چیست؟

WIMAX تقریبا مانند WI-FI عمل می کند با این تفاوت که در سرعت بالاتر ، در محدوده بیشتر و برای کاربران بیشتر طراحی شده است. WIMAX امکان سرویس دهی در حومه شهرها و روستا ها و نقاطی که دسترسی به اینترنت پر سرعت به دلیل عدم وجود امکانات مخابراتی و تلفنی امکان پذیر نیست را فراهم می کند.
وایمکس (وای مکس) WIMAX شامل دو قسمت عمده است:
1-دکل WIMAX که همانند دکلهای BTS های موبایل می باشد . یک دکل WIMAX حداکثر می تواند 8000 کیلومتر مربع را پوشش دهد.
2-گیرنده WIMAX : گیرنده و آنتن آن می بایست در اندازه های کوچک طراحی شده اند و حتی مدلهای PCMCI آن جهت نصب در لپتاپ ها وجود دارد .
شکل دکل وایمکس (وای مکس) WIMAX
دکلهای WIMAX با سرعت بالایی بصورت مستقیم به اینترنت متصل می شوند . اتصال دکلهای به اینترنت می تواند از طریق ارتباطات با سیم مانند لینکهای E1 یا DSL صورت پذیرد و یا اینکه از طریق ارتباطات بیسیم و مایکروویو صورت پذیرد.
WIMAX می تواند دو نوع متفاوت از سرویس بیسیم را ارائه دهد:

1-سرویس بدون دید مستقیم :

همانند سرویس WI-FI ، در این سرویس می توان با یک آنتن کوچک به شبکه متصل شد . در این روش ، کاربران WIMAX از فرکانسهای پایین در رنج 2 تا 11 گیگاهرتز استفاده می کنند ( مانند WiFI) . ارسال موج کوتاه این امکان را فراهم می کند که امواج از موانع به راحتی عبور کنند و موانع شهری در ارسال امواج تاثیر کمتری می گذارد.

2-سرویس با دید مستقیم :

در این روش یک آنتن در دید مستقیم دکل WIMAX قرار دارد . این روش نسبت به روش قبلی قویتر و پایدار تر است و داده ها را با خطای کمتری ارسال می کند . این روش از فرکانسهای بالاتری برای ارسال داده ها استفاده می کند و می تواند تا رنج 66 گیگاهرتز را برای ارسال استفاده کند . فرکانسهای بالاتر امکان ارائه پهنای باند بالاتر را فراهم می کند .
سرویس بدون دید مستقیم در شعاع 6 تا 9 کیلومتری پوشش می دهد ( حدود 65 کیلومتر مربع تقریبا همانند محدوده تحت پوشش موبایل ) سرویس با دید مستقیم شعاع 50 کیلومتری را پوشش می دهد ( حدود 9300 کیلومتر مربع ) که این محدوده بسیار وسیع است .

وایمکس (وای مکس)WIMAX چطور کار می کند؟

WIMAX بر اساس همان قاعده WIFI کار می کند . WIMAX داده ها را به وسیله امواج رادیویی بین کامپیوترها منتقل می کند . یک کامپیوتر که به تجهیزات WIMAX مجهز شده است ، داده ها را از یک فرستنده WIMAX دریافت می کند . ممکن است داده های ارسال شده جهت امنیت بالا و جلوگیری از دسترسی سایرین رمز شده باشد .
سریعترین ارتباط WIFI سرعت 54Mbps را فراهم می کند . این درحالی است که WIMAX می تواند پهنای باند 70Mbps را فراهم کند که این پهنای باند بین کاربران مختلف که از این سرویس استفاده می کنند تقسیم می شود طوری که سرعت برای کاربر انتهایی تقریبا مانند سرعت ADSL است .

تفاوت اصلی بین WIFI و WIMAX وایمکس (وای مکس)

در سرعت نیست بلکه در محدوده تحت پوشش است . WIFI محدوده 30 متری را پوشش می دهد در حالیکه WIMAX می تواند تا شعاع 50 کیلومتری سرویس دهد. البته این محدوده در بهترین حالت به دست می آید و آب و هوا و شرایط جوی و شکل زمین و همچنین ساختمانهای بلند در شعاع تحت پوشش WIMAX تاثیر دارند .
مشخصات IEE 802.16
شعاع تحت پوشش هر دکل حداکثر 50 کیلومتر
سرعت 70Mbps
عدم نیاز به دید مستقیم بین کاربر و دکل WIMAX
فرکانس مورد استفاده بین 2 تا 11 گیگاهرتز و 10 تا 66 گیگاهرتز (دید مستقیم و غیر مستقیم )
تعریف شده بر روی هر دو لایه MAC و PHY.

پیاده سازی وایمکس (وای مکس) WIMAX

در پیاده سازی WIMAX معمولا کل یک شهر تحت پوشش سرویس اینترنت آن قرار نمی گیرد . چرا که هزینه استفاده از سرویسهای بیسیم به نسبت سایر سرویسهای موجود بسیار بالاتر است .
اما استفاده یک ایستگاه WIMAX در یک شهر بسیار قابل قبول تر از راه اندازی ایستگاههای فراوان WIFI جهت استفاده کاربران سیار می باشد . اما در برخی از شهرها که راه اندازی سرویسهای بر روی کابل هزینه های بالایی را می طلبد ، شرکتهای ارائه دهنده به استفاده از این تکنولوژی روی آورده اند .
تکنولوژی WIMAX این امکان را به کاربران می دهد که از اینترنت خود به صورت سیار استفاده کنند . علاوه بر این در برنامه های آینده این تکنولوژی استفاده از سرویسهایی همچون VOIP نیز گنجانده شده است که ممکن است این تکنولوژی را به یکی از رقبای سیستم موبایل کلاسیک تبدیل کند .

سناریوی یک ارتباط WIMAX

برای دسترسی به یک سرویس WIMAX باید کامپیوتر شما امکان دسترسی به شبکه WIMAX را داشته باشد . معمولا این دستگاهها از سوی شرکتهای ارائه دهنده خدمات به کاربران ارائه می شوند .
نکته دیگر فاصله شما از ایستگاه سرویس دهنده است . چرا که شما تنها در محدوده تحت پوشش شبکه می توانید از خدمات مورد نظر خود استفاده کنید .
برای راه اندازی سرویس هم شما می بایست هزینه های مربوطه را پرداخت کنید و همچنین کدهای رمز دریافت و ارسال روی دستگاه شما تنظیم شده باشد . حال به راحتی می توانید از اینترنت پرسرعت سیار خود استفاده کنید.

سوتیترها GAN (Global Area Network ) :

هدف نهایی تمامی شبکه های محلی ، ایجاد یک شبکه جهانی است . این شبکه که با استاندارد 802?20 شناخته می شود تقریبا همانند شبکه های موبایل امروزی فعالیت می کند که در آن کاربران به نقاط مختلف سفر می کنند اما در همه نقاط امکان استفاده از سرویس اینترنت پر سرعت را دارند . این شبکه علاوه بر سرعت بالا ، این امکان را به کاربر می دهد که در حال حرکت و در تمامی نقاط از به اینترنت متصل باشد .

ورود WIMAX به نوت بوکها :

حداکثر تا دوسال آینده تکنولوژی WIMAX در نوتبوکهای CEntrino تعبیه خواهد شد و به این ترتیب از سال 2008 باید منتظر تغییرات گسترده ای در شکل دسترسی به اینترنت خواهیم بود .

مقیاس شبکه ها :

کوچکترین سایز شبکه ها شبکه های شخصی می باشند (personal area network (PAN) ) . PAN این امکان را فراهم می کند که دستگاهها در فواصل کوتاه با یکدیگر ارتباط برقرار کنند
مرحله بعدی شبکه های محلی (local area network (LAN) ) است . LAN امکان می دهد که منابع دستگاهها بین یکدیگر تقسیم شوند ولی LAN ها محدود به فواصل کوتاهی هستند . یکی از استاندارهای شبکه های LAN که به صورت بیسیم سرویس دهی می کند WIFI نام دارد.
WIMAX سایز بعدی شبکه ها است که در مقیاس شهری metropolitan area network (MAN) کار می کند . این نوع از شبکه ها در محدوده یک شهر سرویس دهی می کنند