وایمکس (WiMAX) چیست؟


وایمکس (WiMAX) یا هم‌کُنش‌پذیری جهانی برای دسترسی ریزموج (Worldwide Interoperability for Microwave Access)، پروتکل ارتباطی برای دسترسی پهن‌باند بی‌سیم بر پایه استاندارد IEEE 802.16 است. وایمکس امکان دسترسی به اینترنت را به هردو صورت ثابت و کاملاً سیار در یک ناحیه گسترده فراهم می‌آورد آخرین بازبینی وایمکس در سال 2010 امکان دسترسی با نرخ انتقال داده ۴۰ مگابیت بر ثانیه را عرضه کرده است. با استاندارد IEEE 802.16 انتظار می‌رود که سرعت انتقال تا یک گیگا بیت بر ثانیه افزایش یابد.
نام وایمکس توسط انجمن وایمکس انتخاب شد که در سال ۲۰۰۱ برای ارتقای همنوایی و همکنش پذیری این استاندارد تأسیس شد. این انجمن وایمکس را به‌عنوان یک فناوری بر پایه استاندارد تعریف می‌کند که امکان دسترسی بی‌سیم پهن‌باند را به‌عنوان جایگزینی برای کابل و خطوط دی اس ال (DSL) ارائه می‌دهد.


ویژگی‌ها


برخی از مهم‌ترین ویژگی‌های فناوری وایمکس به شرح زیر است:

۱- نرخ انتقال داده بالا
با استفاده از آنتن‌های MIMO (Multiple Input Multiple Output) به همراه زیر-کانال سازی انعطاف‌پذیر و کدگذاری و مدولاسیون پیشرفته، فناوری وایمکس را قادر می‌سازد تا به‌سرعت بارگیری تا 63 مگابیت بر ثانیه و بارگذاری تا 25 مگابیت بر ثانیه دست یابد.
۲- کیفیت سرویس (QoS)
یکی از اصول معماری MAC در استاندارد IEEE 802.16 کیفیت سرویس است. این استاندارد جریان‌های سرویسی را تعریف می‌کند که می‌تواند به نقاط کد (DSCP) در سرویس‌های متمایز (DiffServ) و یا برچسب‌های جریان در MPLS نگاشته شوند.
۳- امنیت
ویژگی‌های امنیتی وایمکس بر پایه پروتکل احراز هویت گسترش‌پذیر (EAP) و استاندارد رمزنگاری پیشرفته (AES) و پیام‌های کنترلی CMAC و کد اصالت‌سنجی پیام‌بر پایه درهم‌سازی بناشده‌اند.
۴- پوشش وسیع
برجسته‌ترین ویژگی وایمکس پوشش گسترده آن نسبت به وای-فای است. در حال حاضر ازلحاظ نظری وایمکس می‌تواند محدوده‌ای به شعاع 30 مایل (50 کیلومتر) را پوشش دهد که اگرچه در عمل این مقدار به 10 کیلومتر می‌رسد، نسبت به فناوری‌های پیشین خود (مانند وای-فای) جهشی نسبتاً بزرگ است.
۵- سیار بودن
دیگر ویژگی مهم وایمکس امکان اتصال در حین حرکت برای ایستگاه‌های سیار است.
۶- ایستگاه‌های واسطه
امواج رادیویی وایمکس از ایستگاه‌های پایه به‌سوی مشترکین ارسال می‌شوند. در این ایستگاه‌ها سخت‌افزارهایی برای ارائه وایمکس در یک ناحیه محدود نصب‌شده‌اند. ازآنجاکه هر ایستگاه پایه ناحیه محدودی را پوشش می‌دهد بااتصال این ایستگاه‌ها به یکدیگر می‌توان ناحیه تحت پوشش را گسترش داد.
۷- دسترسی
اتصال به ایستگاه‌های پایه وایمکس به‌سادگی صورت می‌پذیرد و نیاز به دانش فنی ندارد.
۸- مقیاس‌پذیری (Scalability)
فناوری وایمکس به‌گونه‌ای طراحی‌شده است که در محدوده کانال‌های ۲۰MHz تا ۱٫۲۵ قادر به کار کردن است. از نتایج این امر راحتی پیاده‌سازی شبکه با ایجاد تغییرات جزئی در قسمت Air Interface می‌باشد و بسته به مدل مصرف بر اساس نوع سرویس و طیف فرکانسی آزاد، وایمکس قابل پیاده‌سازی در فرکانس‌های 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 مؤثر و چندمنظوره‌ای از این فناوری باشند.

کاربردهای عملی وایمکس


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

  • امکان اتصال پهن‌باند بی‌سیم در میان شهرها و کشورها از طریق طیف متنوعی از دستگاه‌ها
  • ارائه جایگزینی برای دسترسی پهن‌باند دی اس ال و کابلی
  • ارائه منبعی برای دسترسی به اینترنت برای به‌کارگیری در برنامه‌ریزی پیوستگی کسب‌وکار
  • ارائه سرویس‌های داده، مخابراتی (VOIP) و تلویزیون اینترنتی
  • پهن‌باند (Broadband)

    شرکت‌های متعددی در حال به‌کارگیری وایمکس برای ارائه اتصال پهن‌باند 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 بازارهایی که پیش‌ازاین تنها از فناوری‌های دی اس ال و مشابه آن استفاده می‌کردند شده است.
    علاوه بر این هزینه نسبتاً پایین پیاده‌سازی یک شبکه وایمکس (در مقایسه با جی‌اس‌ام، فیبر نوری و دی اس ال) امکان دسترسی پهن‌باند را در مناطقی که ازلحاظ اقتصادی امکان‌پذیر نبوده‌اند را فراهم می‌سازد.

  • بک هال (Backhaul)

    وایمکس می‌تواند جایگزینی برای فناوری‌های تلفن همراه مانند جی اس ام (GSM) و سی‌دی‌ام ای (CDMA) باشد. وایمکس ثابت نیز به‌عنوان فناوری بک هال بی‌سیم برای شبکه‌های 3G, 2G و 4G در کشورهای توسعه‌یافته و درحال‌توسعه محسوب می‌گردد. با استفاده از وایمکس می‌توان اتصال‌های نقطه‌به‌نقطه به طول 30 مایل (50 کیلومتر) و با نرخ انتقال داده‌ای که می‌تواند 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 شبکه‌های تلفن همراه (سلولی) ترکیبی از صدا و داده است که ویژگی QoS ذاتی وایمکس برای این کاربرد بسیار مناسب است.

  • vسرویس سه‌گانه (Triple-Play)

    وایمکس با پشتیبانی از فناوری‌هایی چون کیفیت سرویس (QoS) و چندپخشی امکان ارائه سرویس‌های سه‌گانه را فراهم می‌کند. ازاین‌رو اپراتور وایمکس می‌تواند علاوه بر دسترسی پهن‌باند سریع به اینترنت، سرویس‌های VOIP و IPTV را نیز به مشتریان عرضه کند.

  • شبکه‌های بانکی

    بانک‌های بزرگ می‌توانند برای اتصال شعبه‌ها و دستگاه‌های خودپرداز به یکدیگر از شبکه‌های خصوصی وایمکس استفاده کنند. این بانک‌ها معمولاً در نواحی وسیعی گسترده شده‌اند و نیاز به امنیت و پهنای باند بالا دارند که ویژگی‌های ذاتی وایمکس این نیاز را برطرف می‌سازد. علاوه بر این‌ها وایمکس می‌تواند در بسیاری از شبکه‌های خصوصی و عمومی دیگر مانند محوطه دانشگاه‌ها، محیط‌های آموزشی، شبکه‌های ایمنی عمومی (مانند آتش‌نشانی و پلیس) نیز به کار رود.

  • بهینه‌سازی هزینه‌ها

    ازنقطه‌نظر سرمایه‌گذاری، 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 موردنیاز باشد. تعداد BS های کمتر، هزینه‌های سرمایه‌ای شبکه را کاهش می‌دهد و هزینه نگهداری تجهیزات شبکه نیز پایین می‌آید که باعث پایین آمدن هزینه‌های عملیاتی نیز می‌گردد. همچنین به جهت ارزان‌تر بودن حق لیسانس برای فضای فرکانسی در مقایسه با سایر فناوری‌ها مانند UMTS نسل ۳ هزینه سرمایه‌ای نسبت به این فناوری‌ها پایین می‌آید که به دنبال آن نرخ تعرفه سرویس‌ها نیز کاهش می‌یابد.