تحقیق وایمکس

وایمکس (به انگلیسی: WiMAX)‏ یا هم‌کُنش‌پذیری جهانی برای دسترسی ریزموج (به انگلیسی: WorldWide Interoperability for Microwave Access)‏، پروتکل ارتباطی برای دسترسی پهن باند بی‌سیم بر پایه استاندارد آی‌تریپل‌ئی ۸۰۲٫۱۶ 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. با استاندارد آی‌تریپل‌ئی ۸۰۲٫۱۶ انتظار می رود که سرعت انتقال تا یک گیگابیت بر ثانیه افزایش یابد.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 آی‌تریپل‌ئی ۸۰۲٫۱۶ 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 آی‌تریپل‌ئی ۸۰۲٫۱۱ 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 ویژگی‌های فناوری وایمکس به شرح زیر است.

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 کد اصالت‌سنجی پیام برپایه درهم‌سازی 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 سرویس های 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. 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