مروری بر استاندارد وایمکس (WiMAX)

[سیده آمین ارمان]

درسال ۲۰۰۱ میلادی، اولین نسخه از استاندارد 802.16 ‪ IEEE‬منتشر شد که در فرکانس ‪ 10-66 GHz‬کار می کرد.

از لحاظ نظری،‬ ‫ماکزیمم پهنای باند ان ‪ 120 Mbps‬و ماکزیمم محدوده ی کاری ان 50 کیلومتر بود و در ضمن فقط از انتقال LOS‬ پشتیبانی میکرد.‬ ‫



در اوریل ۲۰۰۳ میلادی، ‪ 802.16a‬منتشر شد که از انتقال NLOS‬پشتیبانی میکرد و در محدوده ‪ 2-11 GHz‬کار میکرد.

پس از ان‬ ‫تا سال ۲۰۰۴ میلادی نسخه های ‪802.16b‬و ‪ 802.16c‬نیز عرضه شدند تا این که نسخه ی ۲۰۰۴ ،802.16 یا همان ‪ 802.16 d‬پا به‬ ‫عرصه ی وجود گذاشت.


الف - انواع توپولوژی وایمکس

- توپولوژی ‪PTP‬‬
‫یک توپولوژی نقطه به نقطه از یک مسافت طولانی و یک پیوند بیسیم با ظرفیت بالا بین دو سایت5 تشکیل می شود. معمولاً، سایت‬ ‫مرکزی، میزبان ‪ BS‬و سایت راه دور، میزبان SS‬است. ‪ BS‬ارتباطات و پارامترهای امنیتی را برای ایجاد پیوند با ‪ SS‬کنترل میکند.‬

‫توپولوژی ‪ PTP‬برای سرویسهای backhaul‬بیسیمِ با پهنای باند بالا در یک محدوده ی عملیاتی وسیع در حدود 84 کیلومتر به صورت‬ ‫پخش سیگنال ‪ LOS‬یا ‪ NLOS‬استفاده میشود.



- توپولوژی ‪PMP‬‬
‫یک توپولوژی یک نقطه به چند نقطه از یک ‪ BS‬مرکزی که چندین ‪ SS‬را پشتیبانی میکند، تشکیل شده است و دسترسی به شبکه را از‬ ‫یک مکان به چند مکان دیگر فراهم میکند. این توپولوژی معمولاً برای موارد زیر استفاده میشود:‬
‬* دسترسی پهن باند فواصل دور‬
* ‬اتصال خصوصی برای دفاتر راه دور که از اهمیت خاصی برخوردار است‬
* ‬سرویسهای ‪ backhaul‬بیسیم با محدوده ی عملیاتی وسیع برای چندین سایت‬
‫شبکه ‪ PMP‬با استفاده از انتقال ‪ LOS‬و ‪ NLOS‬کار میکند. هر ‪ BS‬در ‪ PMP‬یک محدوده ی عملیاتی در حدود 8 کیلومتر دارد.‬ ‫

- توپولوژی ‪Multi Hop Relay‬‬
‫این توپولوژی توسط 2009-‪ IEEE 802.16j‬تعریف شده است. هدف ان توسعه ی محدوده ی تحت پوشش ‪ BS‬با اجازه دادن به ‪SS‬ها‬ ‫برای بازپخش ترافیک به عنوان RS‬ است.

داده های بازپخش شده توسط ‪RS‬های مجاور به یک ‪ SS‬در خارج از محدوده ی ‪ BS‬فرستاده‬ ‫میشوند.

یک ‪ RS‬فقط میتواند ترافیک را به سمت ‪RS/SS‬هایی هدایت کند که در منطقه ی امنیتی ‪ RS‬قرار دارند. یک ‪،SZ‬‬ ‫مجموعه ای از ارتباطات مطمئن بین یک ‪ BS‬و گروهی از ‪RS‬ها است.

داده هایی که در خارج از محدوده ی تحت پوشش جریان پیدا‬ میکنند، روی چندین ‪ RS‬بازپخش می شوند و ناحیه ی تحت پوشش جغرافیایی کلی شبکه افزایش پیدا میکند.‬
‫این توپولوژی معمولاً از پخش سیگنال ‪ NLOS‬استفاده میکند. به این دلیل که هدف، پوشش محدوده ی جغرافیایی بزرگی که شامل‬ ‫چندین مانع ‪ RF‬است، میباشد.

با این حال این توپولوژی میتواند به خوبی از پخش سیگنال ‪ LOS‬نیز استفاده کند. بیشترین محدودهی‬ ‫عملیاتی برای هر گره3، تقریباً 8 کیلومتر است.


- توپولوژی ‪Mobile‬‬
‫یک توپولوژی ‪ Mobile‬به یک شبکه ی سلولی شبیه است. به این دلیل که چندین ‪ BS‬جهت تامین ارتباطات یکپارچه برای ‪ BS‬و‬ ‪MS‬ ها روی یک شبکه ی توزیع شده با هم کار می کنند.

این توپولوژی نواحی تحت پوشش ‪BS‬ها را به هم پیوند می دهد و شامل اقداماتی‬ ‫جهت تسهیل عبور یک ‪ MS‬بین نواحی تحت پوشش ‪BS‬ها می باشد.

این توپولوژی از تکنولوژی سیگنالینگ ‪ RF‬پیشرفته که برای‬ ‫عملکرد ‪ Mobile‬مورد نیاز است، استفاده می کند. هر محدوده ی تحت پوشش ‪ BS‬تقریباً 8 کیلومتر است. ‪ WiMAX‬متحرک با استفاده‬ ‫از پخش سیگنال ‪ NLOS‬روی محدوده ی فرکانسی ‪ 2-6GHz‬کار می کند.‬


ب- مدهای استاندارد وایمکس

استاندارد WiMAX مد عملیاتی مختلف را معرفی میکند: ‪ PMP‬و MESH در مد ‪ ،PMP‬که‬ ‫پیش فرض این استاندارد است، تمامی نودها (‪ SS‬ها) ، بطور مستقیم به یک نود مرکزی (‪( BS‬‬ ‫متصل می شوند و ترافیک تنها مابین یک ‪ BS‬و ‪SS‬ها یش رد و بدل میشود.

‪BS‬‬ ‫دروازه های مابین شبکه 802.16 و شبکه خارجی می باشد. ‪SS‬ها نیز نقش ترمینال سمت کلاینت را‬ ‫داشته که به کمک انها کاربران می توانند از طریق تکنولوژیهای مختلف شبکه های محلی، مانند‬ ‫802.3 ‪) IEEE‬اترنت( یا 11.208 ‪ ،(WiFi) IEEE‬به شبکه بی سیم دسترسی پیدا کنند و ترافیک‬ ‫خود را از طریق اتصال پهن باند ‪ SS‬به سمت اینترنت یا شبکه خارجی دیگر هدایت کنند.

هر ‪SS‬‬ ‫یک اتصال پهن باند اختصاصی با اینترنت دارد. از انجا که به علت وجود موانع در محیط های‬ ‫شهری همواره دید مستقیم ‪SS‬ها با ‪ BS‬فراهم نمیشود، پیاده سازی این نوع شبکه ها همیشه امکان‬ پذیر نیست.

‫در مد مش هر ‪ SS‬میتواند علاوه بر ارسال ترافیک کاربران خود، ترافیک ‪SS‬های‬ ‫مجاور را نیز رله نماید. در این همبندی ‪ BS‬به نودی اطلاق میشود که شبکه مش را به اینترنت‬ (یا شبکه خارجی) متصل می کند.

از انجا که در شبکه های مش تمام ‪SS‬هایی که در یک ناحیه‬ ‫هستند، یک اتصال پهن باند را به اشتراک میگذارند، هزینه ‪SS‬ها کاهش می یابد. در مقایسه با مد‬ ‫‪ ،PMP‬مش گزینه مناسبتری برای کاربران سیار است