مقدمه

واژه WiMAX مخفف Worldwide Interoperability for Microwave Access بوده و یک تکنولوژی ارتباط راه دور است که دستیابی ثابت به اینترنت را فراهم می کند. سرعت کنونی WiMAX در حدود 40Mbps است. وایمکس براساس استاندارد IEEE 802.16 است که Broadband Wireless Access نیز خوانده می شود. گروه وایمکس که در سال 2001 پایه ریزی شده است وایمکس را اینگونه تعریف کرده است: یک تکنولوژی استاندارد که دستیابی به اینترنت broadband را به جای استفاده از روشهای کابلی یا DSL میسر می کند.

مقاله استفاده از تکنولوژی وایمکس

مفهوم broadband: در فارسی به جای braodband از واژه‌ پهنای باند بالا نیز استفاده می‌گردد. واژه braodband به مفهوم اینترنت پرسرعت است. اتصالات اینترنت پرسرعت یا braodband پهنای باندی بین 64Kbps تا 300kbps و یا بیشتر را ارائه می‌نمایند. دو مفهوم پهنای باند و broadband را با یکدیگر اشتباه نگیرید. broadband ، نشاندهنده روش استفاده شده به منظور ایجاد یک ارتباط است در صورتی که پهنای باند، نرخ انتقال داده از طریق محیط انتقال را نشان می‌دهد.

تکنولوژی WIMAX و Wi-Fi

تکنولوژی WiMAX که براساس استاندارد شبکه های بدون سیم IEEE 802.16 می باشد بسیار مشابه تکنولوژی Wi-Fi است که براساس استاندارد شبکه های بدون سیم IEEE 802.11 می باشد. اجازه استفاده از تجهیزات وایمکس توسط تولید کنندگان و فروشندگان مجاز است لذا امکان استفاده از این تکنولوژی در دستگاه های مختلف وجود دارد.

همانطور که در بحث استاندارد 802.11 در مباحث شبکه های بدون سیم اشاره شد استاندارد 802.16 نیز به دو صورت 802.16d و 802.16e در بازار رواج دارد. استاندارد 802.16d را تحت عنوان وایمکس ثابت یا Fixed WiMAX می شناسند. استاندارد 802.16e را نیز تحت عنوان وایمکس متحرک یا Mobile WiMAX می شناسند. استفاده از وایمکس متحرک رواج بسیار بیشتری دارد و آینده تکنولوژی وایمکس محسوب می شود.

مهمترین موارد استفاده وایمکس عبارت از اینترنت پرسرعت موبایل، اینترنت پرسرعت بی سیم جایگزین کابل و DSL و ایجاد شبکه های کامپیوتری بدون سیم است.

توپولوژی یک شبکه وایمکس، منبع: سایت سیسکو

وایمکس در ایران

در ایران در پی مزایدهٔ فناوری وایمکس در تابستان و پاییز ۱۳۸۷ چهار شرکتِ صنایع ارتباطی پایا و مبین 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 مجاز به ارائهٔ خدمات وایمکس شدند. از میان این شرکت‌ها در حال حاضر تنها ایرانسل این خدمات را ارائه می‌دهد و بقیهٔ شرکت‌ها در حال تلاش برای راه‌اندازی آن هستند.

ویژگی‌ها و خصوصیات فنی

شبکه‌های بنا شده با تکنولوژی WiMAX، جزء شبکه‌های wireless شهری محسوب می‌شوند که به راحتی می‌توانند با وجود منطقهٔ بسیار وسیعی که دکل‌های WiMAX تحت پوشش خود قرار می‌دهند، کل شهر و یا شهرک‌های صنعتی و مناطق استراتژیک را پوشش دهند و قابلیت استفادهٔ اینترنت بسیار پر سرعت را از طریق این تکنولوژی برای سازمان‌ها، ارگان‌ها و شرکت‌های تجاری و همچنین منازل مسکونی امکان پذیر سازند.

به کمک WiMAX، سرعت داده‌هایی مانند Wi-Fi، پشتیبانی می‌شوند و موضوع تداخل امواج نیز کاهش می‌یابد. یکی از ویژگی‌های این تکنولوژی عدم نیاز به دید مستقیم بین مشترکان و دکل‌های BTS می‌باشد. از جمله خصوصیات WiMAX آن است که علاوه بر داده، صدا و تصویر را نیز به خوبی پشتیبانی می‌کند و سرویسی که ارائه می‌شود به صورت کاملاً نامحدود می‌باشد و هیچ گونه محدودیت حجمی و یا زمانی ندارد و این بدان معناست که کاربر می‌تواند بدون هیچ محدودیت زمانی، در تمام شبانه روز به هر مقدار و حجمی که پهنای باندش اجازه می‌دهد download و یا upload داشته باشد.

یکپارچگی مودم، فرستنده و گیرندهٔ رادیویی در سایز بسیار کوچک و قابل حمل و امکان نصب بسیار آسان آن نیز جزو برتری‌هایی محسوب می‌شود که نسبت به سایر فن آوری‌های مشابه خود داراست. امکان مدیریت مودم کاربر از راه دور توسط شرکت و کارشناسان فنی و قابلیت به روز رسانی نرم افزارهای مودم نیز در زمرهٔ این گونه موارد قرار می‌گیرند.

عدم نیاز به دید مستقیم میان مودم سمت کاربر و آنتن مرکزی و شعاع فوق العاده زیاد تحت پوشش آن در حین سرعت بالای انتقال داده نیز از جمله ویژگی‌های دیگر آن محسوب می‌شود. که توپولوژی‌های پیشرفته (شبکه‌های mesh) و تکنیک‌های آنتنی (beam-forming، STC و تنوع آنتن) می‌توانند برای پوشش برد بیشتری به کار روند که این تکنیک‌های پیشرفته همچنین می‌توانند برای افزایش کارایی طیفی، ظرفیت، استفاده مجدد، توان خروجی ماکزیمم و میانگین برای هر کانال RF (فرکانس رادیویی) مفید واقع گردند.

خصوصیت interoperability در این تکنولوژی، بدین معناست که کاربر می‌تواند هر محصول مورد علاقهٔ خود را خریداری کند (با ویژگی‌های مورد نظرش) و مطمئن باشد که این محصول با سایر محصولات مورد تایید مشابهش هماهنگی و سازگاری خواهد داشت که این امر رقابت بین شرکت‌ها، بهتر شدن کیفیت محصولات و کاهش قیمت‌ها را در پی خواهد داشت.

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.

دستگاه های مختلفی مانند Laptop, PDA, MP3 player، 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.

منظور از M-WiMAX همان Mobile Wimax است که در بالا به آن اشاره شد.

یکی از مهمترین ویژگی‌های وایمکس 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.

تحلیل فنی وایمکس

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 3 Gتماماً IP نمی‌باشند.

دقت کنید استفاده از سرویس وایمکس در ایران هنوز بسیار ناشناخته است. مطالب ارائه شده در این مقاله حتما دارای کاستی های زیادی است زیرا تنها براساس مطالعه مطالب فنی از سایتهای معتبر در این زمینه نگارش شده است و نویسنده تجربه عملی در کار با این فناوری را نداشته است.