عناوين



 اخبار


برگزیده


امنيت


مقاله


گزارش و گفتگو


ياداشت


اخبار شرکتها


همايشها



فراخوانها و آئين نامه ها


عکس و ویدئو

 
  خدمات



نسخه موبایل



خروجی پیامک



خروجی RSS



عضویت در خبرنامه ها

 

راهنما
تبليغات


 

سفارش آگهی
مقاله




لینک ثابت || اضافه شده توسط آرش کریم بیگی|| نسخه قابل چاپ || بازگشت به صفحه اصلی || آرش کریم بیگی

برای عضویت در خبرنامه پیامکی ایستنا اینجا را کلیک کنید. برای عضوریت در خبرنامه روزانه ایمیلی ایستنا؛ نشانی پست الکترونیکی خود را در فرم زیر وارد نمایید. پس از آن به صورت خودکار ایمیلی به نشانی شما ارسال میشود، برای تکمیل عضویت خود و تایید صحت نشانی پست الکترونیک وارد شده، می بایست بر روی لینکی که در این ایمیل برایتان ارسال شده کلیک نمایید. پس از آن پیامی مبنی بر تکمیل عضویت شما در خبرنامه روزانه  ایمیلی ایستنا نمایش داده میشود.

شنبه، 20 اسفندماه 1384

05:58 PM

March 11, 2006


مروری بر پیاده‌سازی‌ شبكه‌های WiMax


نوشته: افسانه دشتی‌
ناشر:ماهنامه شبکه - مرداد ۱۳۸۴ شماره 56

اشاره :

ایجاد امكان دسترسی به اینترنت پرسرعت به صورت بی‌سیم، سال‌هاست كه مد نظر ارائه‌دهندگان سرویس در سراسر جهان می‌باشد. معمولاً در حوزه های تحت پوشش اپراتورها مناطقی وجود دارد كه ارائه خدمات ارتباطی به‌صورت سنتی امكان پذیر نمی‌باشد و یا هزینه بالایی در بر دارد. این مناطق معمولاً در حومه شهرها قرار داشته و جمعیت كمی دارند. درنتیجه ایجاد زیرساخت‌های سیمی برای این نقاط مقرون‌به‌صرفه نمی‌باشد. استفاده از تكنولوژی WiMAX راه‌حل بهینه‌ای است كه از جانب اپراتورها با استقبال زیادی روبه رو شده است. در شماره 50 ماهنامه شبكه درباره استاندارد IEEE 802.16 كه با نام تجاری WiMAX شناخته می‌شود و استاندارد شبكه‌های بی‌سیم شهری است، مطالب مفصلی ارائه گردیده است. در این شماره در نظر است با مروری كلی بر عملكرد این استاندارد، نحوه پیاده سازی شبكه های مبتنی بر آن بیان شود.




مروری بر ساختار استاندارد IEEE 802.16
همان‌طور كه در مقالات قبلی اشاره گردید، این استاندارد باندهای فركانسی مختلفی را در محدوده‌های با‌مجوز و بدون‌مجوز متناسب با ساختار خود تحت پوشش قرار می‌دهد و استاندارد امكان ارائه خدمات بی‌سیم را به صورت ثابت و متحرك فراهم می نمایند.







































شرح


استاندارد 


Fixed / Mobile


Bit Rate


فرکانس


 


Fixed (NLoS)


32-134 Mbps at 28MHz


2-11 GHz 


802.16a 


Fixed (NLoS)


32-134 Mbps at 128 MHz


5 , 6 GHz


802.16b 


Fixed (LoS)


32-134 Mbps at 128 MHz


66 -10 GHz


802.16c


Fixed (NLoS)


Up to 75 Mbps at 20 MHz


2-11 GHz


802.16d


Mobile (NLoS)


Up to 15 Mbps at 5 MHz



802.16e


جدول 1







 بخش‌هایی از این استاندارد در سال 2004 به رسمیت شناخته شد و در حال حاضر محصولات متعددی بر پایه آن ساخته و وارد بازار شده‌اند، اما بخش‌هایی مانند IEEE 802.16e كه در شبكه‌های موبایل كاربرد دارد، هنوز به عنوان یك استاندارد رسمی معرفی نشده است و درنتیجه هنوز هیچ تجهیزاتی مبتنی‌بر این استاندارد به تولید انبوه نرسیده است.
 
در جدول یك مقایسه‌ای بین استانداردهای مختلف و فركانس كاری و نرخ بیتی آن‌ها دیده می‌شود.
مطالعات اخیر در زمینه میزان رشد تقاضا برای استفاده از این تكنولوژی نشان می‌دهد كه تنها در چند سال گذشته تعداد خطوط نصب‌شده، از 57 میلیون در سال 2002 به 80 میلیون در سال 2003 افزایش یافته است.

این میزان رشد، صعودی باورنكردنی دارد و پیش‌بینی می‌شود تعداد این خطوط تا سال 2008 مطابق نمودار 1 رشد نماید.  























هزینه های سرمایه گذاری تجهیزات


نوع سرمایه گذاری 


نحوه تاثیر بر بازگشت سرمایه     


 تجهیزات لایه هسته و توزیع


 سرمایه گذاری به صورت یكباره برای پوشش كلیه نقاط شبكه انجام می پذیرد


APEX كلی بین مشتركین تقسیم می گردد. مثلاً در مناطق پرجمعیت به ازای هر كاربر كمتر از 10 دلار در نظر گرفته می‌شود.


تجهیزات Base Station 


این سرمایه گذاری به صورت فازبه‌فاز متناسب با پیشرفت پروژه انجام می‌شود.  


APEX در این قسمت بین هر 1000 مشترك تقسیم می‌شود. به طور معمول CAPEX به ازای هر مشترك كمتر از 100 دلار برای هر BS در ماكزیمم ظرفیت در نظر گرفته می‌شود.  


تجهیزاتCPE 


این سرمایه گذاری نیز به‌صورت فازبه‌فاز انجام می‌شود. میزان سرمایه متناسب با نیازهای مشتركین متغیر می‌باشد. 


بازگشت سرمایه در این قسمت متناسب با نحوه ارائه خدمات می‌باشد. به طور مثال بیشترین بازگشت سرمایه زمانی است كه تجهیزات CPE  به مشتركین اجاره داده می‌شوند و كمترین بازگشت سرمایه زمانی است كه مشتركین تجهیزات سمت خود را خریداری می‌نمایند.  


 جدول 2



روش‌های دسترسی مبتنی بر DSL) WDSL بی‌سیم) در مقایسه با دسترسی از طریق خطوط DSL از هزینه كمتری برخوردارند، در نتیجه به سرعت در مكان‌هایی كه امكان ارائه خدمات ارتباطی وجود ندارد و یا تراكم جمعیت به اندازه‌ای است كه ایجاد زیرساخت سیمی مقرون به صرفه نمی‌باشد جایگزین روش‌های موجود می‌شوند. بدنه رگولاتوری دولت‌ها نیز از این تكنولوژی به عنوان ابزاری برای از بین بردن فاصله دیجیتالی بهره می‌برند.
 









شكل 1- دامنه كاربرد بخش‌های مختلف استانداردهای IEEE 802.16

برای مشاهده تصاویر در ابعاد بزرگ روی آنها كلیك كنید.


به این منظور اقدام به بازنگری در فركانس‌های موجود در باندهای با مجوز و بدون‌مجوز نموده‌اند تا به‌واسطه آن بتوانند از طیف‌های فركانسی مطرح در این تكنولوژی پشتیبانی نمایند.

از نقطه‌نظر بازگشت سرمایه نیز این فناوری قابل تامل است. همان‌طور كه در نمودار 2 مشاهده می‌شود، شروع 232 میلیون دلاری و تخمین رشد تا 75/1 میلیارد دلار در سال 2006 برای بازگشت سرمایه در این فناوری، یك رشد قابل‌ملاحظه اقتصادی است كه مشوق اصلی اپراتورها در ایجاد شبكه‌های مبتنی‌بر این تكنولوژی محسوب می‌شود.

هر یك از تجهیزات مورداستفاده در این تكنولوژی شامل تجهیزات سمت مشترك، تجهیزات Base Station و تجهیزات لایه هسته و توزیع هر كدام به تنهایی در ایجاد هزینه‌های پیاده‌سازی سهیم می‌باشند. جدول 2 نوع سرمایه گذاری  برای هر یك از تجهیزات را نشان می دهد.









نمودار 1


با استفاده از این تكنولوژی سرویس‌های متعددی را می‌توان در نواحی حاشیه‌ای شهرها و مناطق تجاری ارائه نمود. جدول 3 سرویس‌های قابل‌ا‌رائه در مناطق روستایی و حومه شهرها و درآمد ماهیانه برای پیاده‌سازی این سرویس‌ها با پهنای باند مشخص را نشان می‌دهد.












نمودار 2


سرویس‌هایی كه با استفاده از این تكنولوژی در مناطق تجاری قابل‌پیاده‌سازی می‌باشد، عبارتند از: سرویس‌های عمومی كه شامل دسترسی به اینترنت، سرویس‌های صوتی، تصویری و از این قبیل می‌باشد و سرویس‌های تجاری كه عموماً با تجارت‌الكترونیكی مرتبط است و دارای ویژگی‌های خاص خود از لحاظ امنیتی و كیفیت می‌باشد.
این سرویس‌ها با توجه به ماهیتشان، غالباً از پهنای باند بالایی استفاده می‌كنند. در نتیجه درآمد ناشی از ارائه آن‌ها نیز برای اپراتورها قابل‌ملاحظه می‌باشد.


پیاده سازی WiMAX 
فناوری WiMAX دارای مزایای زیادی است كه آن‌را بر سایر تكنولوژی‌های موجود در زمینه شبكه‌های بی‌سیم ارجح می‌سازد. این مزایا عبارتند از:


كیفیت سرویس


كارآیی بالا


ساختار استاندارد


پشتیبانی از آنتن های هوشمند









شكل 1


تجهیزاتی كه برای پیاده‌سازی شبكه‌های شهری مورداستفاده قرار می‌گیرند در سه لا‌یه تجهیزات سمت
مشترك (CPE) تجهیزات مربوط به Base Station‌ها و تجهیزات لا‌یه هسته شبكه می‌باشد. تجهیزات مربوط به سمت مشترك به‌طور كلی به‌گونه‌ای پیكربندی می‌شوند تا بتوانند كلیه اطلا‌عات مربوطه را با فركانس‌های رادیویی به نزدیكترین Base Station انتقال ‌دهند.
 






















 نوع سرویس‌


پهنای باند 


ضریب
Overbooking


متوسط درآمد ماهانه از مشتركین روستایی 


دسترسی به اینترنت‌


348 Kbps


40:1


15$ 


سرویسVoIP


128Kbps


4:1


 5 $  


 جدول 3


مرحله بعدی در ایجاد شبكه شهری بی‌سیم ایستگاه‌های ارائه‌دهنده سرویس است كه به POP یا CO معروفند، این ایستگاه‌ها باید به‌گونه‌ای طراحی شوند كه امكان تخصیص پهنای باند حداقل Mbps1 را برای هر مشترك تضمین نمایند. هرگونه ارتباطی با شبكه سایر ارائه‌دهندگان سرویس از طریق این نقاط صورت می‌پذیرد.

ساختار این تكنولوژی به‌‌گونه‌ای است كه می‌توان آن‌را در هر قسمت از شبكه مورداستفاده قرار داد، اما بهینه‌سازی نحوه استفاده از این تكنولوژی به هزینه آن نیز بستگی دارد. همان‌گونه كه در بررسی‌های اقتصادی انجام‌شده دیده می‌شود، این فناوری در لا‌یه دسترسی قابل‌جایگزینی برای سایر تكنولوژی‌های مطرح در زمینه بی‌سیم می‌باشد.






















نوع سرویس‌


 پهنای باند 


ضریب
Overbooking


متوسط درآمد ماهانه از مشتركین تجاری


سرویس های عمومی‌


512Kbps 


4:1


75  $


سرویس های تجاری‌


1Mbps


4:1


100 $ 


   جدول 4


 با استفاده از این تكنولوژی می‌توان در لایه توزیع (Backhaul) و دسترسی (Last Mile) با صرف هزینه پایین، كارآیی بالایی ایجاد نمود. از WiMAX برای مجتمع‌سازی WiFi نیز استفاده می‌شود.

 در‌حال حاضر برای بهینه‌سازی شبكه‌های بی‌سیم، توصیه می شود با بهره‌گیری از قابلیت‌های هریك از تكنولوژی‌های مطرح در زمینه ایجاد‌ شبكه‌های بی‌سیم از هر دو تكنولوژی WiMAX و WiFi در كنار یكدیگر استفاده شود. به این ترتیب می‌توان از قابلیت های هر یك به صورت بهینه بهره برد.










شكل 3


شكل 2 استفاده از این دو تكنولوژی را در كنار یكدیگر نشان می‌دهد. همان‌گونه كه مشاهده می‌شود در شبكه‌های محلی و Campus از همبندی Mesh تكنولوژی WiFi استفاده شده است و برای لایه توزیع (Backhaul) نیز WiMAX مورداستفاده قرار گرفته است.

انجمن WiMAX این استاندارد را برای پیاده‌سازی ارتباطات نقطه به نقطه (P2P) و یك نقطه به چند نقطه (P2MP) در مناطق روستایی و حومه شهرها كه از تراكم جمعیت بالایی برخوردار نمی‌باشند، توصیه می‌كند. (شكل 3)

همچنین درصورت نیاز به ارائه كیفیت سرویس برای Application‌هایی نظیر









شكل 4


ویدئوكنفرانس، VoIP و ... از این فناوری در سطح (Last Mile) استفاده می‌شود. ساختار استاندارد این تكنولوژی نیز در زمانی كه چندین محصول ساخت سازنده‌های مختلف در شبكه مورد نیاز است، آن را از سایر تكنولوژی های مطرح در شبكه های بی سیم مجزا می سازد.   

در آینده‌ای بسیار نزدیك با توجه به رشد نیازهای كاربران و سرویس‌هایی كه می‌توان ازطریق این شبكه‌ها ارائه نمود، مطابق آنچه در شكل 4 نشان داده شده است، از این تكنولوژی در كلیه قسمت‌های شبكه اعم از توزیع و دسترسی استفاده می‌شود. یعنی WiMAX به علت امكان برقراری ارتباط با تجهیزات مبتنی بر WiFi می‌تواند در هر قسمت مورد استفاده قرار گیرد. به طور مثال در برخی از قسمت‌ها لازم است از باندهای فركانسی دارای مجوز استفاده نمود كه به جای تكنولوژی WiFi از WiMAX استفاده می‌شود همچنین در نقاطی كه كیفیت سرویس در شبكه مدنظر می‌باشد نیز می‌توان از این تكنولوژی استفاده نمود.   


نمونه شبكه های پیاده سازی شده
بزرگترین شبكه‌ای كه با توجه به این تكنولوژی به صورت آزمایشی پیاده‌سازی شده‌است، توسط یك اپراتور شبكه در انگلستان به كمك دانشگاه كنت ایجاد شده است. اپراتور Telabria كه یكی از معتبرترین اپراتورهای شبكه‌های بی‌سیم می‌باشد، در فواصل 15 مایلی اقدام به نصب آنتن برای ارائه سرویس نقطه به نقطه نموده است. كاربران این شبكه اكثراً در رده SOHO و SME‌های شهر كانتربری می‌باشند و سرویس را به صورت آزمایشی 90‌روزه از اپراتور مذكور دریافت می‌نمایند.
 
پهنای باندی كه توسط این اپراتور به مشتركان ارائه می‌شود، در حدود 45Mbps می‌باشد. لایه هسته و توزیع شبكه ایجاد‌شده مبتنی‌بر استاندارد IEEE 802.16d است و مشتركان انتهایی با استفاده از WDSL‌ها به شبكه متصل می‌گردند. تقارن در سرویس‌های دسترسی ارائه‌شده محدویت‌های ارسال و دریافت را برای مشتركان كاهش می‌دهد. 







یكی دیگر از شبكه‌های پیاده‌سازی‌شده مبتنی‌بر این استاندارد توسط شركت WTC، برگزار‌كننده مسابقات جهانی مردان آهنین، راه‌اندازی شده است. این مسابقات در مسافتی در حدود 140 مایل در سه رشته شنا به مسافت 4/2 مایل، دوچرخه سواری به مسافت 112 مایل، و دوی ماراتن به مسافت 2/26 مایل انجام می شود و شبكه مذكور به منظور ایجاد امكان ارسال تصاویر زنده رقابت‌ها برای تماشاچیان و همچنین پخش این مسابقات به صورت مستقیم از طریق تلویزیون و اینترنت پیاده‌سازی شده است.    

WTC از ارتباطات پرسرعت جهت ارسال تصاویر و سایر اطلاعات استفاده نموده است. كلیه تجهیزاتی كه از این استاندارد پشتیبانی می‌نمایند، نظیر Laptop‌ها، PDA‌ها و سایر وسایل ارتباطی، می‌توانند با اتصال به سایت مربوطه از روند رقابت به صورت زنده مطلع گردند.

پیاده‌سازی این شبكه به‌علت وجود رطوبت و دمای بالا در محوطه برگزاری بازی، با دشواری‌های فراوانی روبه‌رو بود. زیرساخت شبكه بی‌سیم مذكور با استفاده از تجهیزات ساخت شركت Airspan و از سری AS 3030 ایجاد شده است. ظرفیت Backbone ایجاد‌شده برای این شبكه به گونه‌ای است كه می تواند پهنای باند 8Mbps مورد نیاز دوربین‌های تصویر‌برداری را تامین نماید. ایستگاه اصلی (Base Station) بر روی یك ساختمان بلند نصب شده است و كل محوطه را تحت پوشش قرار می‌دهد. نكته قابل اشاره در طراحی این شبكه، ماهیت سنگ‌های آتشفشانی است كه امواج ارسالی را به شدت جذب می‌نمایند. برای طراحی این شبكه رله‌هایی در مناطق مرتفع و در اطراف جاده‌ها و ساختمان‌ها نصب شده است تا بتوانند سیگنال‌های تضعیف‌شده را تقویت نماید.

تكنولوژی WiMAX با توجه به ساختار خود به‌صورت ضمنی می‌تواند كیفیت سرویس تضمین‌شده‌ای را برای برنامه‌های كاربردی مختلف ارائه نماید و در نتیجه برای ارسال صوت و تصویر می‌تواند مورداستفاده قرارگیرد.  شبكه دیگری كه منطبق با این تكنولوژی ایجاد شده است، برای پخش زنده رخدادهای جشنواره فیلم ساندنس مورداستفاده قرار گرفته است.

این شبكه حدود 55 مایل از سالت‌لیك تا  پارك‌سیتی در ایالت یوتا را به صورت نقطه به نقطه (P2P) تحت پوشش قرار می دهد.


فهرست آخرین عناوین

 
    تبليغات  
 







 
  سفارش آگهی