مجموعه مقالات مخابرات

[bahramicq]

سلام به همه دوستان و اسااتید eca
امرو داشتم تو نت دنبال مطلب میگشتم و لی تو سایت eca اون چیزی رو که میخواسنم پیدا نکردم یه فکری زد به سرم که تمام مقالات مربوط به یه حوزه رو تو یه تاپیک جمع کنم و همیشه پست اول رو به روز کنم که دسرسی کاربرا هم رحت تر باشه
امیدوارم که همه کمک کنن تا این تاپیک یه تاپیک جامع و کامل بشه در راستای بالا بردن سطح علمی کاربرا

مقاله اول : آشنایی با سیستم مخابراتی P. L. C

مقاله دوم : آشنایی با Gprs

مقاله سوم : مختصری درباره wimax

مقاله چهارم: سناریوهای کاربردی Wimax

مقاله پنجم : شبکه های انتقال و دسترسی نوری-روش WDM

مقاله ششم : آشنایی با شبکهآهای نسل چهارم موبایل

[bahramicq]

پاسخ : مجموعه مقالات مخابرات

آشنایی با سیستم مخابراتی P. L. C


سیستم Power Line Carrier یا (p.l.c) یکی از شیوه های نوین انتقال داده می باشد.

توسعه منابع تولید،آ انتقال و توزیع ا نرژی الکتریکی،آنیاز مبرمی به وود یک شبکه مخابراتی بین نقاط کلیدی سیستم برق رسانی مثل مراکز تولید، تبدیل ، تصمیم گیری و توزیع که اکثراًآدر فواصل دور از هم واقع شده اند را بوجود آورده است. از خطوط انتقال امواج فرکانس بالای حامل اطلاعات در سیستم های مخابراتی استفاده نموده . سیستمی که برای این گونه انتقال اطلاعات مورد استفاده قرار می گیرد را ابزار" انتقال موج حامل ا طلاعات بر روی سیستم فشار قوی" یا PLC می نامند.


موارد زیر ضرورت ایجاد یک شبکه مخابراتی PLC را بوضوح روشن می نماید:

1) شبکه های مخابرایت عمومی جوابگوی نیاز های ارتباطی جهت بهره برداری موثر از شبکه فشار قوی نمی باشد.

2) تبادل اطلاعات بین مراکز دیسپاچینگ و سایر پست ها توسط یک شبکه مخابراتی مطمئن و اختصاصی ، از ضروریات اینگونه مراکز می باشد.

3) با استفاده از شبکه جامع مخابراتی ، پست ها می توانند به تجهیزات حفاظتی مجهز گردند که باعث قابلیت اعتماد بیشتر و بهره برداری موثر تر از شبکه می گردد.

4) عدم وجود یک شبکه مخابراتی ا ختصاصی ،آضعف ارتباط از طریق شبکه مخابراتی شرکت مخابرات، عدم دسترسی اکثر پست های واقع در خارج شهر به خطوط ا رتباطی PTT مشکلاتی هستند که در صورت وجود یکش بکه مخابراتی مطمئن برطرف گشته و امکان بهره بردای موثرتر از شبکه را ایجاد می کند.

با توجه به نکات فوق جهت مرتفع نمودن اشکالات ذکر شده و بهره برداری بهتر از شبکه ، می توان با استفاده از سیستم های PLC چنین شبکه های مخابراتی را برای استفاده در شبکه های برق رسانی طراحی نمود. استفاده از PLC به جای سایر سیستم های ارتباطی نظیر کابل تلفنی، امواج رادیویی و مایکروویو و … دارای مزایایی می باشد که عبارتند از :

1- به علت ناچیز بودن افت سیگنال حامل اطلاعات در هر کیلومتر ، مراکز تولید و توزیع انرژی الکتریکی که معمولا در فواصل دوری از یکدیگر واقعند را می توان مستقیماً توسط کانال های PLC بدون استفاده از تکرار کننده به یکدیگر مرتبط ساخت.

2- خطوط انتقال فشار قوی که ارتباطات PLC توسط آنها صورت می گیرد ،آموجود بوده و احتیاج به سرمایه گذاری مجدد برای ایجاد محیط مخابراتی نیست. به علاوه در شرایط متغیر آب و هوایی مصونیت ارتباط PLC در مقایسه با ارتباطات رادیویی بیشتر می باشد.

3- دستگاه های فرستنده و گیرنده PLC از درجه اطمینان بالایی برخوردار می باشند.

4- شبکه مخابراتی که لوازم مدیریت برای کنترل و بهره برداری شبکه فشار قوی می باشد بطور اختصاصی تنها در اختیار شرکت برق منطقه ایی قرار خواهد گرفت .

5- سیستم های تلفنی PLC از شبکه تلفنی شرکت مخابرات مجزا می باشد و به عنوان سیستم های خصوصی فرض می شوند.

کاربردها:

عمده استفاده سیستم های PLC در ارسال:

- اطلاعات انالوگ به صورت صحبت

- اطلاعات دیجیتال یا آنالوگ به منظور تلگراف ، کنترل از راه دور، اندازه گیری از راه دور، حفاظت از راه دور، دیتا و غیره که اصطلاحاً سیگنال گفته می شوند.

سیگنال ها بسته به احتیاجات ،آبا سرعت مدولاسیون از 50(Bd) تا 9600(Bd) در PLC آنالوگ انتقال داده می شوند.

اساساً این انتقال توسط(VFT) کانال های تلگراف با فرکانس صوت که در محدوده فرکانس صحبت قرار داده می شوند و یا روی محدوده فرکانس کاهش یافته صحبت (صحبت + سیگنال) قرار داده می شوند انجام می شود اما ممکن است کلید زنی مستقیمCarrier نیز به کار بیاید . در سیستم های PLC اطلاعات ارسالی به صورت SSB مدوله شده و در پهنای باند 4 کیلوهرتز ارسال می گردد. فرکانس Carrier نیز عمدتاً در محدوده 40 الی 400 کیلو هرتز به کانال های فرعی تقسیم شده و در هر کانال اطلاعات مربوط به یک نوع سیگنال گنجانیده می شود. در مواردی نیز ممکن است که پهنای باند سیگنال PLC محدد به 5/2 کیلوهرتز باشد. البته واضح است که در این صورت اطلاعات کمتری را می توان ارسال کرد. رد ذیل کاربردهای مختلف سیگنال های PLC تشریح می گردد:

1. ارتباط تلفنی( صحبت)

از PLC برای ارتباط تلفنی مستقیم بین دو نقطه می توان استفاده نمود. این نوع ارتباط بیشتر مابین مرکز دیسپاچینگ و کنترل سشبکه و پست های مهم و نیروگاه ها مورد استفاده واقع می شود.

در شبکه های مخابراتی شرکت های برق منطقه ای که شامل تعدادی مرکز تلفن در پست های کلیدی و مهم شبکه فشار قوی می باشد، برای ارتباط یمان مراکز تلفن عمدتاً از کانال های PLC استفاده می شود.

همچنین از کانال های PLC برای ارتباط تلفنی میان مشترکین با مراکز تلفن که عمدتاً پست های فاقد مرکز تلفن هستند و دارای ارتباط الکتریکی با یکی از پست های دارای مرکز تلفن می باشد ، استفاده می گردد.

در صورتی که کانال ارتباط با PLC تنها برای ارتباط تلفنی ( صحبت ) مورد استفاده قرار گیرد ،آعموماً اطلاعات صحبت را در محدوده 300 الی 3400 هرتز قرار می دهند . در صورتی که به همراه صحبت اطلاعات دیگری نیز ارسال گردد ، طیف سیگنال صحبت بسته به تعداد سیگنال های ارسالی و سرعت انتقال آنها از 300 الی 2400 یا 2000 هرتز خواهد بود

2. تلگراف و پست تصویری

کانال های ارتباطی PLC می توانند امکانات تلگراف خصوصی و پست تصویری را نیز فراهم نماید. در شبکه های فشار قوی ، می تون جهت اعمال مدیریت عملیاتی مناسب از دور نویس ها استفاده نمود. در این حالت امکان نگهداری اطلاعات مبادله شده در مبداء و مقصد فرمان وجود خواهد داشت . سرعت ارسال سیگنال های تلگراف بسته به نوع دور نویس مورد استفاده معمولاً بین 50(Bd) تا 70(Bd) بوده،آدر حالیکه سرعت ارسال اطلاعات پست تصویری ممکن است بالاتر باشد.

3. کنترل و نشاندهی از راه دور

در شبکه های فشار قوی پیچیده ، کنترل و دیسپاچینگ شبکه حلقه بسته ای را تشکیل می دهد که در آن وضعیت دستگاه های بسیاری از نقاط مختلف و دور از هم شبکه در یک مرکز مشخص می شود . اطلاعات استخراج شده،آمورد تجزیه تحلیل قرار گرفته و تصمیمات مورد لزوم گرفته می شود سپس فرامین مناسب برای دستگاه های مختلف ارسال گشته و بدین ترتیب وضعیت آنها تصحیح می گردد و وضعیت جدید دستگاه ها توسط مرکز کنترل مشاهده می شود . جهت نظارت و دیسپاچینگ موثر برای بهره برداری کامل از شبکه لازم است اطلاعات مربوط به مقادیر آنالوگ نظیر ولتاژ، جریان و توان به علاوه اطلاعات مربوط به وضعیت کلید ها ، ایزولاتورها و غیره همواره از پست ها و نیروگاه های مختلف به مرکز دیسپاچینگ ارسال گردند. در این رابطه از سیستم های PLC می توان استفاده شایان توجهی نمود.

برای مخابراه این اطلاعات از سرعت های پایین نظیر Bd50 تا سرعت های بالا نظیر Bd2400 استفاده می شود. در صورتی که بخواهیم سیگنال ها را همراه با صحبت ارسال نمائیم طیف صحبت از 300 الی 2400 یا 2000 هرتز بوده و باقی باند فرکانسی 4 کیلو هرتز به آنها اختصاص داده می شود . در سرعت های بالا نظیر Bd1200 تا Bd2400 لازم است که کلیه طیف فرکانسی 4 کیلو هرتز به اطلاعات فوق الذکر تخصیص داده شود.

4. حفاظت از راه دور

به منظور حفظ جان پرسنل و پیشگیری از خسارت دستگاه ها و همچنین تضمین پیوستگی و تدوام نیرو رسانی در شبکه های فشار قوی، این گونه سیستم ها را بایستی در مقابل خطاهایی از قبیل اتصال کوتاه حفظ نمود.

حفاظت در مقابل اتصال کوتاه بوسیله رفع آن با بی برق کردن خط معیوب توسط دستگاه های تشخیص اتصال کوتاه امکان پذیر می باشد.

برای انجام این کار در اسرع وقت و در عین حال برای پیشگیری از قطع شدن سایر کلید ها و رله های مربوطه در شبکه ،آبرقراری یک مسیر ارتباط علائم حفاظتی ما بین رله های حفاظتی ضروری می باشد.

جهت ارسال علائم حفاظتی می توان یک کانال PLC اختصاصی استفاده نمود که به پهنای باندی معادل 5/2 کیلو هرتز نیاز می باشد . از آن جایی که علائم حفاظتی تنها در زمان وقوع اتصال کوتاه در خطوط فشار قوی ارسال می گردند، در مواقع کار عادی شبکه فشار قوی هیچ استفاده مفیدی از چنین کانال های PLC خاص حفاظت نشده و باند فرکانسی 5/2 کیلوهرتز مربوط به آنها بدون استفاده باقی می ماند.

علائم حفاظتی را می توان بر روی یک کانال PLC حامل صحبت و دیتا نیز ارسال نمود در هنگام وقوع خطا،آارسال صحبت و دیتا برای لحظه کوتاهی قطع شده و از کال باند 4 کیلوهرتز و حداکثر توان فرستنده برای ارسال علائم حفاظتی استفاده می شود . مزیت این روش استفاده مفید تر از باند فرکانسی قابل استفاده می باشد. اما عیب این روش آن است که ارسال اطلاعات صحبت و دیتا هر چند برای زمانی کوتاه دچار وقفه شده و ممکن است همین وقفه کوتاه خصوصا در ارسال دیتا ، کنترل شبکه را دچار اشکال نماید.

منبع:www.ir-micro.com


یه سری مقاله هم خودم دارم که به این پست اضافه خواهم کرد

[bahramicq]

پاسخ : مجموعه مقالات مخابرات

آشنایی با Gprs


به منظورپاسخگویی به نیازمشترکین ارتباطات سیارجهت استفاده ازسرویس های اینترنتی به صورت بی سیم وبه عنوان یک جهش اساسی به منظورنیل به نسل سوم تلفن همراه می توان ازgprs استفاده نمود. هم اکنون در21کشورجهان ( 45اپراتور ) ازgprs استفاده می شود و166 اپراتور نیزدرحال ایجادgprs می باشند. Gprs، یکی ازسرویس هایی می باشد که می توان بااضافه کردن تجهیزات ان به شبکه تلفن همراه نسل سوم، سرویس های متنوعی باماهیت دیتاازجمله ارسال تصویر رابه مشترکین ارایه نمود. شبکه gprs نیزقادربه ارایه سرویس های دیتا می باشد، لیکن دوتفاوت وجوددارد. اولانرخ ارایه دیتادرgsm پایین می باشد. نرخ ارایه دیتا در Gsm طبق محاسبات تئوری تاحد171کیلوبیت برثانیه می تواند به مشترکین ارایه شود. ثانیا" شبکه gsm ذاتا" برای ساماندهی سرویس صوتی ساخته شده است لیکن gprs دارای خصلت سوییچینگ پاکتی بوده که برای ارسال دیتا ساخته شده است. شبکه gprs ، درحقیقت دارای چندنودخاص می باشد که درکنارشبکه gsm نشسته وسرویس دیتارامستقل ازصوت ساماندهی می کند.




روال کاربدین صورت است که مشترک ابتداارتباط باشبکه برقرارنموده واقدام به ارسال سرویس صورت یا دیتامی کند. این سرویس ازطریقms به bts رفته وسپس ازbts به bsc می رود. درbsc یونیتی به نام pcu وجودداردکه سرویس صوت راازدیتاجدانموده وصوت رابه قسمت سوییچینگ مداری (msc) فرستاده ودیتا رابه سمت نودسوئیچنگ پاکتی (sgsn) ارسال می کندواگرخواهان سرویس دیتا ازشبکه اینترنت باشد باید ازطریق ggsn ( نودی شبیه به gmsc ) به شبکه دیتا متصل شودوسپس اقدام به ارسال ودریافت اطلاعات نماید.

اجزا شبکه gprs

شبکه gprs برای ارایه سرویس ازنودهای زیر استفاده می کند:

1- sgsn: نودی شبیه به msc می باشد که دارای مظایف مختلفی ازجمله مدیریت سیاربودن ms ( شامل فراخوانی و handover )، به رمزدراوردن تصدیق هویت، مسیردهی بسته های اطلاعاتی، جمع اوری اطلاعات صورتحساب وهزینه مشترکین می باشد.

2- ggsn: نودی شبیه gmsc می باشد ودرواقع شبیه یک سروربین شبکه gprs وشبیه دیتا یاشبکه های دیگرgprs می باشد.

3- pcu: یونیتی درکنارbsc می باشد که اطلاعات صوت راازدیتا جدامی کند. همچنین تخصیص کانال های رادیویی، اندازه گیری کیفیت لینک وتبدیل پاکت ها به فرمت مناسب جهت ارسال درمسیر رادیویی دراین یونیت انجام می شود.

4- دروازه شارژینگ: نودمستقل برای کنترل cdr مشترکین می باشد.

5- دروازه شنود: برای شنودقانونی استفاده می شود.

6- فایروال: برای ایجادامنیت درمقابل دیگرشبکه هااستفاده می شود.

7- سرور dns: با تبدیل وترجمه ادرس web به ادرس های ip ساختار نامگذاری اینترنت رابه مشترکین gprs فراهم می کند.

باتوجه به اینکه gprs بسترنسبتا" مناسبی برای ارایه سرویس بانرخ بالا می باشد ( نرخ بیت 170 کیلوبیت برثانیه ) لذا سرویس های متنوع تر ازسرویس های gsm ( فازدوم ) می توان ارایه نمود.

سرویس های gprs

اتصال به شبکه اینترنت واستفاده ازسرویس های ان یکی ازکاربردهای اصلی gprs می باشد. سرویس های اینترنت قابل استفاده ازطریق gprs عبارتنداز: webbrowsing وجست وجو دراینترنت، ارسال ودریافت اطلاعات، ارسال و دریافت email ، انجام عمل chat مهمترین کاربرد gprs ارسال ودریافت mms بین دو مشترک می باشد. mms شبیه sms بوده لیکن قابلیت های بیشتری داردازجمله: ارسال مالتی مدیا به جای متن خالی، ارسال ودریافت اطلاعات مفیدوقابل استفاده ازطریق فراهم کنندگان سرویس، ارسال ودریافت تصاویرثابت ومتحرک ( باتحرک پایین ) بین دومشترک gprs وارسال ودریافت صوت باکیفیت بالا.

قابلیت ونیازهای gprs

برای ارایه سرویس gprs بایدلوازمی رادرشبکه فراهم نمودکه ازجمله به مواردزیرمی توان اشاره نمود: گوشی های gprs نسبت به گوشی های gsm دارای قابلیت بیشتری هستند. سه نوع گوشی تلفن همراه وجوددارد:

1- نوع a، همزمان سرویس gsm و gprs راپشتیبانی می کند.

2- نوع b، به طورغیرهمزمان سرویس های gprs و gsm راحمایت می کند.

3- نوع c، این گوشی یا گوشی gprs می باشد ویا گوشی gsm.

بعضی ازقابلیت های گوشی gprs ( وهمچنین تجهیزات bts ) عبارتست از:

الف: هر تایم اسلات می تواند تانرخ بیت 4/21 کیلومتربرثانیه راپشتیبانی نماید.

البته این نرخ بیت به طرح کدینگ اینترفیس هوایی بستگی دارد.

به طور کل 4 طرح کدینگ ( cs1 تا cs4 ) وجوددارد. Cs1 دارای سرعت نرخ بیت 6/9 کیلوبیت برثانیه می باشدکه البته موردحفاظتی ان بالاست. Cs2 دارای نرخ بیت 6/13 کیلوبیت برثانیه ومساله حفاظتی متوسط می باشد. Cs3 دارای سرعت نرخ بیت 6/15 کیلوبیت برثانیه ومساله حفاظتی کم می باشد. Cs4 دارای سرعت نرخ بیت 4/21 کیلوبیت برثانیه وبدون مساله حفاظتی می باشد.

ب: تلفن همراه مشترک ( درتئوری c می تواند تا 8 تایم اسلات رااشغال نموده واستفاده کند. لذاطبق محاسبات تئوریک حداکثر نرخ ارسال دیتا برای طرح کدینگ cs4 میزان 2/171 = 4/21 * 8 کیلو بیت برثانیه می باشد.

درعمل معمولا" 3 تایم اسلات برای dl ویک تایم اسلات برای ul تخصیص داده می شود که باتوجه به کیفیت لینک رادیویی وطرح کدینگ اینترفیش رادیویی نرخ بیت 20 کیلوبیت تا80کیلوبیت درثانیه رامی دهد.

ج: تخصیص تایم اسلات به مشترکین gprs به دوصورت ثابت ودینامیک می تواندباشد. درحالت دینامیک هیچ تایم اسلات خاصی برای مشترک تخصیص نمی یابد بلکه برای سرویس gprs و gsm کانال مشترک بوده ودرصورت نیاز gsm دراولویت می باشد.

د: مشترک gprs می تواند به طورهمزمان پاکت های dl و ul راارسال نماید. ازطرف دیگرچندمشترک gprs می تواند دریک تایم اسلات شریک باشند.

ه : مفهوم qos در gprs با gsm تفاوت کلی دارد.

نکته : بااین سیستم امکان ارسال عکس بین مشترکین مختلف وجوددارد. لذاحفظ حریم خصوصی افرادوحفظ حرمت ومقررات اسلامی ازنکات مهم است که باید درارایه این سرویس بدان توجه شود.

مجله ارتباطات

[bahramicq]

پاسخ : مجموعه مقالات مخابرات

مختصری درباره wimax
1)

http://www.persianadmins.com/sitefiles/wimax-fa.pdf



************************************************** ************


2) امروزه دسترسی به اینترنت در بیشتر موارد به سه طریق زیر امکان پذیر است :


1-دسترسی باند پهن (Broad Band):


دسترسی خانگی معمولا از طریق DSL یا مودمهای کابلی صورت می گیرد در ادارات معمولا از خطوط E1 یا E3 استفاده می کنند .


2-دسترسی WIFI:


در منزل ممکن است شما یک روتر WIFIراه اندازی کرده باشید که به شما اجازه می دهد از Laptop در حین حرکت استفاده کنید . در جاده ها شما میتوانید در رستورانها , هتلها , کافی شاپها , یا کتابخانه ها نقاط دسترسی WIFI را پیدا کنید .


3-دسترسی Dial-Up:


اگر شما هنوز از Dial-Up استفاده می کنید یا شانس دسترسی به اینترنت پرسرعت را ندارید یا فکر می کنید دسترسی اینترنت پر سرعت خیلی گران است .


مشکل اصلی دسترسی به اینترنت پر سرعت قیمت بالای آن و دسترسی نداشتن در تمام نقاط می باشد .


مشکل اصلی دسترسی از طریق WIFI محدودهء کوچک تحت پوشش آن است .


چه تکنولوژی جدیدی می تواند تمام این مشکلات را حل نماید؟


این تکنولوژی جدید باید موارد زیر را فراهم کند


.سرعت بالای سرویس باند پهن


.سیستم بی سیم به جای سیستم کابلی که باید نسبت به DSL یا مودمهای کابلی بسیار ارزانتر باشد و خیلی راحتتر باشد که به حومه و مناطق روستایی گسترش داده شود .


.محدودهء تحت پوشش بزرگ مانند شبکه تلفن سلولی به جای محدودهء کوچک دسترسی WIFI


این سیتم در حال حاضر ایجاد شده و Wimax نامیده می شود.


Wimax مخفف World Wide Interoperability for Microwave Access و نام استاندارد IEEE آن 802.16 میباشد.






WIMAX چیست؟
WIMAX تقریبا مانند WI-FI عمل می کند با این تفاوت که در سرعت بالاتر ، در محدوده بیشتر و برای کاربران بیشتر طراحی شده است. WIMAX امکان سرویس دهی در حومه شهرها و روستا ها و نقاطی که دسترسی به اینترنت پر سرعت به دلیل عدم وجود امکانات مخابراتی و تلفنی امکان پذیر نیست را فراهم می کند.


WIMAX شامل دو قسمت عمده است:


1-دکل WIMAX که همانند دکلهای BTS های موبایل می باشد . یک دکل WIMAX حداکثر می تواند 8000 کیلومتر مربع را پوشش دهد.


2-گیرنده WIMAX : گیرنده و آنتن آن می بایست در اندازه های کوچک طراحی شده اند و حتی مدلهای PCMCI آن جهت نصب در لپتاپ ها وجود دارد .








شکل دکل WIMAX



دکلهای WIMAX با سرعت بالایی بصورت مستقیم به اینترنت متصل می شوند . اتصال دکلهای به اینترنت می تواند از طریق ارتباطات با سیم مانند لینکهای E1 یا DSL صورت پذیرد و یا اینکه از طریق ارتباطات بیسیم و مایکروویو صورت پذیرد.



WIMAX می تواند دو نوع متفاوت از سرویس بیسیم را ارائه دهد:


1-سرویس بدون دید مستقیم : همانند سرویس WI-FI ، در این سرویس می توان با یک آنتن کوچک به شبکه متصل شد . در این روش ، کاربران WIMAX از فرکانسهای پایین در رنج 2 تا 11 گیگاهرتز استفاده می کنند ( مانند WiFI) . ارسال موج کوتاه این امکان را فراهم می کند که امواج از موانع به راحتی عبور کنند و موانع شهری در ارسال امواج تاثیر کمتری می گذارد.


2-سرویس با دید مستقیم : در این روش یک آنتن در دید مستقیم دکل WIMAX قرار دارد . این روش نسبت به روش قبلی قویتر و پایدار تر است و داده ها را با خطای کمتری ارسال می کند . این روش از فرکانسهای بالاتری برای ارسال داده ها استفاده می کند و می تواند تا رنج 66 گیگاهرتز را برای ارسال استفاده کند . فرکانسهای بالاتر امکان ارائه پهنای باند بالاتر را فراهم می کند .








سرویس بدون دید مستقیم در شعاع 6 تا 9 کیلومتری پوشش می دهد ( حدود 65 کیلومتر مربع تقریبا همانند محدوده تحت پوشش موبایل ) سرویس با دید مستقیم شعاع 50 کیلومتری را پوشش می دهد ( حدود 9300 کیلومتر مربع ) که این محدوده بسیار وسیع است .



WIMAX چطور کار می کند؟


WIMAX بر اساس همان قاعده WIFI کار می کند . WIMAX داده ها را به وسیله امواج رادیویی بین کامپیوترها منتقل می کند . یک کامپیوتر که به تجهیزات WIMAX مجهز شده است ، داده ها را از یک فرستنده WIMAX دریافت می کند . ممکن است داده های ارسال شده جهت امنیت بالا و جلوگیری از دسترسی سایرین رمز شده باشد .


سریعترین ارتباط WIFI سرعت 54Mbps را فراهم می کند . این درحالی است که WIMAX می تواند پهنای باند 70Mbps را فراهم کند که این پهنای باند بین کاربران مختلف که از این سرویس استفاده می کنند تقسیم می شود طوری که سرعت برای کاربر انتهایی تقریبا مانند سرعت ADSL است .


تفاوت اصلی بین WIFI و WIMAX در سرعت نیست بلکه در محدوده تحت پوشش است . WIFI محدوده 30 متری را پوشش می دهد در حالیکه WIMAX می تواند تا شعاع 50 کیلومتری سرویس دهد. البته این محدوده در بهترین حالت به دست می آید و آب و هوا و شرایط جوی و شکل زمین و همچنین ساختمانهای بلند در شعاع تحت پوشش WIMAX تاثیر دارند .



مشخصات IEE 802.16


شعاع تحت پوشش هر دکل حداکثر 50 کیلومتر


سرعت 70Mbps


عدم نیاز به دید مستقیم بین کاربر و دکل WIMAX


فرکانس مورد استفاده بین 2 تا 11 گیگاهرتز و 10 تا 66 گیگاهرتز (دید مستقیم و غیر مستقیم )


تعریف شده بر روی هر دو لایه MAC و PHY.



در پیاده سازی WIMAX معمولا کل یک شهر تحت پوشش سرویس اینترنت آن قرار نمی گیرد . چرا که هزینه استفاده از سرویسهای بیسیم به نسبت سایر سرویسهای موجود بسیار بالاتر است .


اما استفاده یک ایستگاه WIMAX در یک شهر بسیار قابل قبول تر از راه اندازی ایستگاههای فراوان WIFI جهت استفاده کاربران سیار می باشد . اما در برخی از شهرها که راه اندازی سرویسهای بر روی کابل هزینه های بالایی را می طلبد ، شرکتهای ارائه دهنده به استفاده از این تکنولوژی روی آورده اند .


تکنولوژی WIMAX این امکان را به کاربران می دهد که از اینترنت خود به صورت سیار استفاده کنند . علاوه بر این در برنامه های آینده این تکنولوژی استفاده از سرویسهایی همچون VOIP نیز گنجانده شده است که ممکن است این تکنولوژی را به یکی از رقبای سیستم موبایل کلاسیک تبدیل کند .


سناریوی یک ارتباط WIMAX


برای دسترسی به یک سرویس WIMAX باید کامپیوتر شما امکان دسترسی به شبکه WIMAX را داشته باشد . معمولا این دستگاهها از سوی شرکتهای ارائه دهنده خدمات به کاربران ارائه می شوند .


نکته دیگر فاصله شما از ایستگاه سرویس دهنده است . چرا که شما تنها در محدوده تحت پوشش شبکه می توانید از خدمات مورد نظر خود استفاده کنید .


برای راه اندازی سرویس هم شما می بایست هزینه های مربوطه را پرداخت کنید و همچنین کدهای رمز دریافت و ارسال روی دستگاه شما تنظیم شده باشد . حال به راحتی می توانید از اینترنت پرسرعت سیار خود استفاده کنید.




سوتیترها


GAN (Global Area Network ) :


هدف نهایی تمامی شبکه های محلی ، ایجاد یک شبکه جهانی است . این شبکه که با استاندارد 802.20 شناخته می شود تقریبا همانند شبکه های موبایل امروزی فعالیت می کند که در آن کاربران به نقاط مختلف سفر می کنند اما در همه نقاط امکان استفاده از سرویس اینترنت پر سرعت را دارند . این شبکه علاوه بر سرعت بالا ، این امکان را به کاربر می دهد که در حال حرکت و در تمامی نقاط از به اینترنت متصل باشد .




ورود WIMAX به نوتبوکها :


حداکثر تا دوسال آینده تکنولوژی WIMAX در نوتبوکهای CEntrino تعبیه خواهد شد و به این ترتیب از سال 2008 باید منتظر تغییرات گسترده ای در شکل دسترسی به اینترنت خواهیم بود .



مقیاس شبکه ها :


کوچکترین سایز شبکه ها شبکه های شخصی می باشند (personal area network (PAN) ) . PAN این امکان را فراهم می کند که دستگاهها در فواصل کوتاه با یکدیگر ارتباط برقرار کنند .


مرحله بعدی شبکه های محلی (local area network (LAN) ) است . LAN امکان می دهد که منابع دستگاهها بین یکدیگر تقسیم شوند ولی LAN ها محدود به فواصل کوتاهی هستند . یکی از استاندارهای شبکه های LAN که به صورت بیسیم سرویس دهی می کند WIFI نام دارد .


WIMAX سایز بعدی شبکه ها است که در مقیاس شهری metropolitan area network (MAN) کار می کند . این نوع از شبکه ها در محدوده یک شهر سرویس دهی می کنند .

مجله دنیای کامپیوتر و ارتباطات شماره 38

[bahramicq]

پاسخ : مجموعه مقالات مخابرات

سناریوهای کاربردی wimax

مقدمه


شبکه Wimax بر پایه ساختاری توسعه پذیر با ورودی های کاربردی و رابط هایی با قابلیت سازگاری متقابل بنا شده است که قابلیت تطابق با نسخه های قبلی و آتی را دارا می باشد. در این مقاله به معرفی سناریوهای کاربردی شبکه Wimax پرداخته و با بررسی تعابیر مختلفی که از سناریوهای کاربردی موجود است به توضیح نحوه عملکرد آن ها می پردازیم. خصوصیات سناریوهای عنوان شده به صورت کاربردی و عملی بیان می شود و با ارائه نمونه های عملی و نحوه کاربرد و عملکرد هر یک از سناریوها، به مقایسه آن ها پرداخته و هر یک را از لحاظ کارایی و قابلیت های پشتیبانی مورد بررسی قرار می دهیم.

2. تعبیرهای مختلف سناریوهای کاربردی

برخی از سناریوهای کاربردی دارای دو تعبیر متفاوت می باشند. یک سناریو می تواند بدین گونه باشد:

الف) حالتی از عملکرد شبکه ای با سناریوی چندگانه
ب) معماری ای بهینه ای از شبکه هدف که طرحی برای بکارگیری آن در سایر سناریوها موجود نیست.

جهت روشن ساختن این دو دیدگاه، سناریوی کوچ نشینی1 می تواند توصیفی از شبکه ای با قابلیت سیار2 باشد که برای کاربران کوچ نشین در تعبیر نخستین بکار گرفته می شود. در تعبیر دوم نیز یک سناریوی کوچ نشینی، معماری بهینه ای از شبکه هدف را توصیف می کند که تنها برای کاربران کوچ نشین قابل اعمال است.

در ذیل با ارائه توجیهات و مثال هایی گویا، این سناریوها را مورد بررسی قرار می دهیم:
· ملاحظات رگولاتوری. برای نمونه، برخی از باندهای طیفی به عملکردهای ثابت3 اختصاص داده شده اند و هر کاربرد انعطاف پذیری فراتر از عملکردهای ثابت در چنین باندهایی، تبدیل به سناریویی کوچ نشینی می شود که مشترک می تواند در آن تغییر موقعیت دهد ولی امکان حرکت در مدت زمان اتصال برای وی وجود ندارد.
· تقاضای بازار. برای مثال، یک سناریوی قابل انتقال4 می تواند موجب طرحی ارزشمند از لحاظ هزینه یا کارایی گردد که برای کاربران نهایی بسیار جالب توجه است.

3. خصوصیات سناریوهای کاربردی

جداول 1 و 2 نشان گر تفاوت های سناریو های کاربردی Wimaxبا یکدیگر است که به مقایسه آن ها از دیدگاه های مختلف پرداخته است. سناریوهای کاربردی عنوان شده را می توان به صورت ذیل دسته بندی کرد:

سناریوهای ثابت، سناریوهای کوچ نشینی، سناریوهای قابل انتقال، سناریوهایی با قابلیت های ساده سیار (Simple Mobility) و سناریوهایی کاملا سیار (Full Mobility).

در جدول 1 عملکردها، خصوصیات و ویژگی های کاربردی سناریوهای Wimaxبه صورت مختصر عنوان شده است که در مواردی که اعمال یک خصوصیت بر روی سناریویی خاص امکان پذیر بوده، سعی بر آن بوده تا اطلاعاتی آماری پیرامون آن مطرح گردد تا بتوان مقایسه ای دقیق و محسوس بین سناریوهای کاربردی Wimaxشکل داد.


جدول 1: عملکردها و خصوصیات سناریوهای کاربردی




1 "آنی و غیرآنی" بدین معناست که عملکردهایی که مربوط به محدودیت ظرفیت انبوه یک سکتور یا ایستگاه پایه و همچنین مسائل همگرایی زیرلایه ها می شود را شامل کند. گذشته از این محدودیت ها، ترمینال ها باید قادر باشند تا از عملکردهای یکسانی نسبت به سیستم های سیمی باند پهن موجود استفاده کنند.
2 اصطلاح "عملکرد" بطور کلی و "VOIP" بطور خاص، به توانایی مدیریت ترافیک شبکه وایمکس جهت پشتیبانی از حامل مناسب و خصوصیات QoSبر می گردد. به عبارتی، پشتیبانی از نیازمندی های رگولاتوری برای خدمات تلفنی تجاری، از جمله خصوصیات سناریوی کاربردی کاملا سیار محسوب نمی شود.


در جدول 2 به بررسی امکانات وقابلیت های پشتیبانی سناریو های کاربردی Wimaxپرداخته که می توان بررسی سناریوهای گوناگون را با ارائه مقایسه هایی که از جدول زیر بدست می آید تسهیل بخشید. همچنین نوع دستگاه ها و تجهیزات و فناوری هایی که هر یک از این سناریوها می توانند پشتیبانی کنند نیز به صورت فهرست وار گنجانده شده است تا بتوان ارزیابی مناسبی از قابلیت عملکرد هر یک از این سناریوها بدست آورد.


جدول 2: قابلیت های پشتیبانی در سناریوهای کاربردی




1 اصطلاح "کاهش مطلوب" به این معناست که با افزایش سرعت ترمینال، توان خروجی/ظرفیت بطور ناگهانی افت نمی کند.
2 پشتیبانی از اتصال مجدد در واقع مربوط می شود به پشتیبانی از اتصال مجدد در اینترفیس محیط و شبکه دستیابی وایمکس. نیازمندی پشتیبانی بیانگر این مطلب است که راه حل های موجود در شبکه وایمکس نیاز به فراهم سازی پشتیبانی دارند، ولی نیازی به توسعه پیکربندی آن جهت ایجاد امکان اتصال مجدد نمی باشد.


4. سناریوهای کاربردی ثابت

1.4. نمونه عملی

مشترکی برای سرویس پهن باند Wimaxثبت نام می کند و مودم اولیه ای جهت استفاده از طرف اپراتور در اختیار وی قرار می گیرد. مشترک نیز مودم ایستگاه سیار/ ایستگاه مشترک7 را در مکانی با پوشش مناسب سیگنال های Wimaxنصب می کند و تنظیمات لازم بر روی مودم را نیز با توجه به پارامترهایی که توسط اپراتور فراهم شده است مانند شناسنده سرویس و احتمالا بهمراه یک کلمه کاربردی و کلمه عبور انجام می دهد. هم اکنون مشترک به اینترنت متصل شده است و از اتصالی پهن باند و بر پایه IPبطور همیشگی بهره می برد.

2.4. خلاصه کاربردی

سرویس دستیابی ثابت ابتدایی ترین شکل بهره برداری از شبکه وایمکس محسوب می شود. سرویس های ثابت با محدوده تحت پوشش بیشتر8 و سرویس های ثابت با محدوده کمتر9 بسته به موقعیت فیزیکی ایستگاه سیار/ ایستگاه مشترک Wimaxقابل تشخیصند. سرویس دستیابی ثابت از سرویس های پهن باند کابلی یا DSLثابت تقلید می کند. در این سناریو قابلیت تحویل یا انتقال اتصال پشتیبانی نمی شود. اتصال مجدد به ایستگاه پایه متفاوت هنگامی که توسط شبکه هدایت می شود، امکان پذیر است که برای مثال می توان به بهبود کیفیت اتصال در این فرایند اشاره داشت. یک ایستگاه سیار/ ایستگاه مشترک ممکن است آدرس یا محتوای IPیکسان یا جدیدی به دنبال هر روند ورودی شبکه یا پیش از ورودی به شبکه دریافت دارد.


5. سناریوی کاربردی کوچ نشینی

1.5. نمونه عملی

مشترکی برای سرویس پهن باند Wimax ثبت نام می کند و مودم اولیه ای جهت استفاده از طرف اپراتور در اختیار وی قرار می گیرد که ممکن است مودم مستقلی باشد و یا ماژولی که بتواند با سوار شدن بر روی یک دستگاه مانند لپتاپ عمل کند. تنظیمات اولیه این مودم ها همانند آنچه که برای دستیابی ثابت گفته شد به این صورت است که برای مشترک اتصالی به اینترنت فراهم می شود. برخلاف دستیابی ثابت، در این مورد مشترک انعطاف پذیری آن را دارد که اتصال خود را قطع کرده و از نقطه ای دیگر به شبکه اپراتور مجددا متصل گردد.

2.5. خلاصه کاربردی

سرویس کوچ نشینی به عنوان گامی فراتر از دستیابی ثابت تعریف می شود و قابلیت دریافت سرویس پهن باند را برای یک ایستگاه سیار/ ایستگاه مشترک از مکان های دستیابی گوناگون در شبکه Wimax اپراتور می افزاید. به هرحال برای دوره زمانی هر اتصال از ترمینال مشترک دستیابی ایستا در نظر گرفته می شود. در این سناریو از قابلیت تحویل یا انتقال اتصال در طول مدت زمان برقراری ارتباط، پشتیبانی نمی شود. اتصال مجدد به ایستگاه پایه متفاوت در طول مدت زمان برقراری ارتباط هنگامی که توسط شبکه هدایت می شود، امکان پذیر است که برای مثال می توان به بهبود کیفیت اتصال در این فرایند اشاره داشت. اتصالات در بین دو ورودی شبکه که توسط جابجایی ترمینال فعال می شود، حفظ نمی ماند. رومینگ بین-اپراتوری شبکه Wimax نیز ممکن است اگر اپراتور خانگی مشترک و اپراتور در دیدرس او طرحی قبلی برای اعتبارسنجی ایستگاه سیار/ ایستگاه مشترک و یا کاربر داشته باشند، امکان پذیر باشد. در این مدل کاربردی، هیچ تحویلی بین ایستگاه های پایه پشتیبانی نمی شود. یک ایستگاه سیار/ ایستگاه مشترککوچ نشینی ممکن استآدرس یا محتوای IPیکسان یا جدیدی به دنبال یک روند ورودی (مجدد) شبکه دریافت دارد.


6. سناریوی کاربردی قابل انتقال

1.6. نمونه عملی

مشترکی برای سرویس پهن باند Wimax ثبت نام می کند و ماژولی که قابلیت استفاده توسط دستگاهی مانند لپتاپ را دارد در اختیار وی قرار می گیرد.مشترک می تواند در حین اتصال به شبکه به اطراف حرکت داشته باشد و تداوم اتصال را تجربه کند و البته احتمالا در زمانی که مودم نیاز دارد از یک ایستگاه پایه به دیگری منتقل شود، بطور مختصر قطعی بهمراه خواهد داشت که به علت تغییر در محدوده تحت پوشش سلولی می باشد.

2.6. خلاصه کاربردی

سرویس قابل انتقال به عنوان گامی فراتر از قابلیت کوچ نشینی محسوب می شود. این اولین سناریوی کاربردی است که ترمینال می تواند در طول مدت زمان اتصال حرکت داشته باشد و شکل هایی از تحویل در ایستگاه های پایه همسایه ممکن است رخ دهد. تحویل ممکن است به دلایل گوناگونی صورت پذیرد و می تواند توسط ایستگاه پایه یا ایستگاه مشترک سیار باشد. این مدل کاربردی تجربه یکسانی را نسبت به زمانی که همانند دستیابی ثابت یا کوچ نشینی به طور ایستا به کاربر نهایی داشتیم، به آن ها می دهد. تجربه اتصال در حین روند تحویل با عنوان "نهایت تلاش" شناخته می شود که بدین معناست که کاربر ممکن است بطور موقتی قطعی اتصال یا مقداری دیرکرد زمانی و یا کاهش کارایی داشته باشد که به علت اهداف طراحی ساده بوده و منجر به نیازمندی هایی برای معماری شبکه آسان تر و پشتیبانی از نرم افزارها و سخت افزارهای ایستگاه سیار می شود. اگرچه اتصال سطح کاربردی بدون دخالت کاربر نمی تواند همیشه تضمین گردد ولی در بدترین حالت نیز، دیرکردهای زمانی تحویل همانند برقراری اتصال در TCP/IP خواهد بود.
افت کارایی ممکن است شامل یک یا چند مورد از موارد ذکر شده در ذیل باشد:
· دیرکرد زمانی (در بدترین مورد هدف، کمتر از 2 ثانیه بوده است) که توسط کارکردهای آنی در طول روند تحویل تجربه شده است.
· از دست دادن بسته ها در طول روند تحویل بین ایستگاه های پایه
· هیچ سرویس کیفی ای در طول روند های تحویل تضمین نمی شود (QoS مجددا در سطوح آغازین خود برقرار می شود که تکمیل روند های تحویل را بهمراه دارد)
· کاربردهای TCP/IPکه با تحمل دیرکرد زمانی همراه هستند باید قادر باشند تا اتصال را در آدرس IPجاری بروزرسانی کنند (جاییکه آدرس IP می تواند با مقدار یکسانی در طول چنین تحویل هایی حفظ بماند) یا با اطلاع دادن از آدرس IPنقطه دستیابی جدید، اتصالی مجدد برقرار سازند. پس از تکمیل پروسه های تحویل، شبکه باید قابلیت پشتیبانی از سطوح QoS تدارک دیده را بطور سازگار در طول چندین ایستگاه پایه داشته باشد.


7. سناریوی کاربردی سیار ساده

1.7. نمونه عملی

مشترکی برای سرویس پهن باند Wimax ثبت نام می کند و ماژولی که قابلیت استفاده توسط دستگاهی مانند لپتاپ یا دستگاهی فرستنده-گیرنده را دارد در اختیار وی قرار می گیرد. مشترک می تواند با سرعتی بین صفر تا 60 کیلومتر در ساعت بدون کاهش کارایی حرکت داشته باشد. برای سرعت های بین 60 تا 120 کیلومتر در ساعت، ممکن است تا حد مطلوبی کارایی کاهش یابد. مشترک می تواند در حین ارتباط با شبکه تداوم اتصال را تجربه کند و البته احتمالا در زمانی که ایستگاه سیار Wimax نیاز دارد از یک ایستگاه پایه به دیگری منتقل شود، بطور مختصر قطعی بهمراه خواهد داشت که به علت تغییر در محدوده تحت پوشش سلولی می باشد.

2.7. خلاصه کاربردی

سرویس سیار ساده به عنوان گامی فراتر از قابلیت انتقال شناخته می شود که می توان آن را سناریوی کاربردی ای به حساب آورد که شکلی از تحویل تضمین شده در طول ایستگاه های پایه همسایه را فراهم می سازد. هر یک از ایستگاه های سیار یا ایستگاه های پایه ممکن است که تحویل را به دلایل مختلفی به انجام رسانند. هنگامی که ایستگاه سیار ایستاست، این مدل کاربردی تجربه یکسانی همانند دستیابی ثابت و کوچ نشینی به کاربر نهایی می دهد.

کاربردهای TCP/IPکه با تحمل دیرکرد زمانی همراه هستند باید قادر باشند تا اتصال را در آدرس IPجاری بروزرسانی کنند و یا اگر این کاربردها در برقراری ارتباط با نقطه دستیابی جدید، پس از تکمیل روند تحویل، از زمان بندی دقیقی برخوردار باشند، قابلیت اتصال مجدد نیز باید فراهم گردد. شبکه باید قادر باشد تا از سطوح QoS تدارک دیده بطور سازگار در طول چندین ایستگاه پایه پشتیبانی بعمل آورد.

باید به این موضوع توجه شود که قابلیت سیار ساده تنها محدوده خاصی از سرعت های سیار را دربر می گیرد. کاربرد سیار ساده نسبت به کاربرد قابل انتقال از محدودیت های دیرکرد زمانی تحویل دقیقتری برخوردار بوده که آن را برای پشتیبانی از سرعت های بالای سرویس های بر پایه IPبسیار مناسب تر ساخته است که می تواند تا حدی کاهش کارایی را نیز در حین روند تحویل تحمل کند.

پشتیبانی از حالت استراحت، یا مد بیکاری، و پیجینگ برای همه شبکه های سیار ساده و در تمامی اجزا مورد نیاز است. در دستگاه های بر پایه استاندارد IEEE 802.16e که قابلیت پشتیبانی از مد بیکاری را ندارند، اپراتور نیز ممکن است متقابلا چنین خدماتی را برای آن دستگاه ارائه ندهد.


8. سناریوی کاربردی کاملا سیار

1.8. نمونه عملی

مشترکی برای سرویس پهن باند Wimax در یک اپراتور ثبت نام می کند. مشترک سپس می تواند تداوم اتصال را در شبکه داشته و بدون کاهش کارایی در حالت سیار، سرعت های فراتر از 120 کیلومتر در ساعت را نیز تجربه کند. هنگامی که مورد استفاده قرار نمی گیرد، ایستگاه سیار وایمکس مشترک در حالت کم مصرف خود رفته ولی همچنان از طریق شبکه قابل دستیابی است.

2.8. خلاصه کاربردی

کاربرد کاملا سیار تکمیل کننده مدل های کاربردی دیگری است که عنوان شده اند. عملیات کاملا سیار برای کارکردهای حساس به دیرکرد زمانی در سرعت های سیار تا 120 کیلومتر در ساعت و حتی بالاتر بهینه شده اند که در راستای بردارهای کارایی سیار همانند عملیات کم مصرف، دیرکرد زمانی کمتر از 50 میلی ثانیه در هر سرعت سیاری (مناسب برای عملکردهایی چون VoIP) و از دست دادن محدود بسته ها (برای مثال کمتر از یک درصد) در تحویل ها می باشد. تمامی سطوح QoS نیز در طول چندین ایستگاه پایه بطور دائمی پشتیبانی می شوند.

جنبه دیگر قابلیت سیار رومینگ می باشد که عبارت است از توانایی یک مشترک برای استفاده مجدد از مجوزهای فراهم شده توسط یک اپراتور خانگی، جهت دستیابی به سرویس های Wimax که توسط اپراتور دیگری که در دیدرس قرار گرفته که در نهایـت به صدور صورتحساب هایی یکپارچه برای سرویس دهی های صورت گرفته منتهی می شود.


9. نتیجه گیری

سناریو های مختلفی در شبکه Wimax مطرح شده اند که می توانند به مدل های تجاری و اقتصادی منتهی شوند. با شروع استاندارد سازی و پیاده سازی های صورت گرفته در زمینه Wimax، قابلیت های بیشتری به خصوصیات چنین شبکه هایی افزوده شد که امکان حرکت و جابجایی را حتی با سرعت های بسیار بالا نیز فراهم می کرد. به دنبال آن رومینگ نیز به عنوان خصوصیتی بسیار بارز نمایان شد و در حدی وسیع مورد بهره برداری قرار گرفت. به تدریج با تکمیل استانداردهای موجود در زمینه سناریوهای کاربردی، قابلیت های پشتیبانی و سازگاری با فناوری های جدید نیز به آن افزوده شد. به زودی نیز می توان شاهد سناریوهایی بود که امکان برقراری و تداوم اتصال را در هر شرایطی با بهترین سرویس دهی و کیفیت و بالاترین قابلیت کارایی بهمراه آورد.

منبع : www.persiantools.com

[bahramicq]

پاسخ : مجموعه مقالات مخابرات

شبکه های انتقال و دسترسی نوری-روش WDM
روش WDM به عنوان روش اصلی در انتقال اطلاعات در سیستمآهای نوری از اوایل دهه 1980 مورد توجه و استفاده قرار گرفته است. امروزه نیز تلاشهای بسیاری برای استفاده بهینه از این روش در کاربردهای مختلف، در حال انجام است. CWDM و DWDM دو روش اصلی مورد استفاده در شبکهآهای نوری است. متن حاضر در ادامه سلسله مطالب مربوط به شبکهآهای نوری، به بررسی روش WDM و خصوصیات روشآهای CWDM و DWDM پرداخته است و آنها را مورد مقایسه قرار داده است.


روش WDM

اگر نگاهی به مشکلات فعلی صنعت مخابرات، به خصوص در زمینه سرویسآدهی به کابران بیندازیم، به اهمیت WDM[1] بیشتر پی خواهیم برد. اولین چالش پیش روی صنعت مخابرات، افزایش روز افزون تقاضا برای سرعتآهای بالاتر و در نتیجه پهنای باند بیشتر است؛ به طوری که برخی اعتقاد دارند ظرفیت لازم برای شبکه، هر شش ماه، دو برابر میآشود. دومین چالش اساسی موجود، تکنولوژیآهای گوناگونی است که برای عملیاتی کردن و استفاده از انواع شبکه به کار میآروند IP[2]، ATM[3] و SONET[4] از جمله این موارد هستند که به طور گستردهآای مورد استفاده قرار میآگیرند و هر یک مزایای خاص خود را دارا هستند؛ اما هر یک به تجهیزاتی برای تبدیل به یکدیگر نیاز دارند.

با استفاده از شبکهآهای نوری و روش WDM میآتوان تا حد زیادی این مشکلات را برطرف کرد. با استفاده از این روش، میآتوان به پهنای باندی تا1600 گیگابیت در ثانیه دست یافت که با استفاده از این پهنای باند، میآتوان بیش از 30میلیون تماس تلفنی را فقط با استفاده از یک فیبر منتقل کرد و مشکل تکنولوژیآهای متفاوت نیز به راحتی حل میآشود. با توجه به اینکه اطلاعات بر روی فیبر با استفاده از روش WDM بر روی طول موجآهای مختلفی ارسال میآشود که مستقل از یکدیگر عمل میآکنند، لذا میآتوان به راحتی انواع مختلف تکنولوژی را در این زمینه مورد استفاده قرار داد و خدمات مختلفی نظیر صوت، تصویر، اطلاعات و مولتی مدیا را به کاربران ارایه کرد.

راهآحلآهای افزایش ظرفیت در شبکهآهای نوری

برای افزایش ظرفیت شبکه، میآبایست راه حلی انتخاب شود که اقتصادی باشد و کاربر را برای استفاده از آن ترغیب کند. اولین راهآحلی که به ذهن میآرسد، استفاده از تعداد بیشتری فیبر برای دسترسی به پهنای باند بالاتر است که این کار اصلاً به صرفه نیست؛ چرا که یک راهآحل کاملاً سخت افزاری است که با صرف هزینه و وقت زیاد همراه است. ضمن آنکه استفاده از تعداد فیبر بیشتر، الزاماً امکان ارایه خدمات جدید را برای ISPها[5] فراهم نمیآآورد. راهآحل دوم افزایش سرعت، استفاده از مالتی پلکسینگ زمانی TDM[6] است که با تقسیمآبندی زمانی امکان ارسال اطلاعات بیشتر را بر روی فیبر فراهم میآآورد. این روش بهآطور معمول بر روی شبکهآهای فعلی مخابرات استفاده میآشود؛ اما امکان افزایش ناگهانی سرعت با این روش امکانآپذیر است. بنابر استانداردی که تعریف شده است، گام بعدی، دسترسی به سرعتGbs 40 پس از Gbs10 است که دستیابی به آن تنها با روش TDM و در آینده نزدیک امکانآپذیر نخواهد بود و مستلزم پیشرفت تکنولوژی ساخت قطعات الکترونیکی است. روش TDM هم اکنون در شبکهآهای انتقال بر اساس SONET که استاندارد امریکای شمالی و SDH[7] که استاندارد بینآالمللی است بهآکار میآرود. قابل ذکر است که SONET و SDH استانداردهایی هستند که برای سیگنالهای دیجیتالی تعریف شدهآاند و سرعت ارتباطات، ساختار بستهآها و رابطآهای نوری را استاندارد میآکنند.

راهآحل سومی نیز برای ISPها وجود دارد و آن استفاده از روش WDM است. در این روش، به هر یک از سیگنالهای نوری ورودی، یک طول موج و یا یک فرکانس خاص داده میآشود و سپس تمام سیگنالآها بر روی یک فیبر ارسال میآشوند. از آنجا که هر یک از این طول موجآها مستقل از یکدیگر هستند و بر روی هم هیچ گونه تأثیری ندارند، این امکان را به ISPها میآدهند تا از امکانات موجود شبکه به طور بهینه بهره بگیرند و بتوانند از تکنولوژیآهای مختلف استفاده کنند. در واقع، WDM چندین سیگنال نوری را ترکیب میآکند و آنها را بهآصورت یک مجموعه، تقویت و ارسال میآکند که این امر موجب افزایش ظرفیت خواهد شد. هر یک از این سیگنالها میآتوانند سرعتآهای مختلف نظیر OC-3,-12,-24 و فرمتآهای گوناگون IP ، ATM و SONET را داشته باشند.

اما آنچه که WDM را این چنین پرارزش و مفید ساخته است، تقویتآکنندهآهایی هستند که سیگنال نوری را بدون تبدیل به سیگنال الکتریکی تقویت میآکنند. این تقویتآکنندهآها پهنای باند مشخصی دارند و در این پهنای باند میآتوانند تا 100 طول موج را تقویت کنند. تقویتآکنندهآهای [8]EDFA و [9]DBFA از جمله این تقویتآکنندهآها هستند که به ترتیب در باند طول موجی 1560-1530 و 1610-1528 نانومتر استفاده میآشوند.

به طور کلی میآتوان خصوصیات روش WDM را به صورت زیر برشمرد:

فراهم آوردن سرعتآهای بالا بر روی یک فیبر تکی



·; قابلیت اطمینان و امنیت بالا


گام بعدی افزایش ظرفیت، استفاده همزمان از دو روش WDM و TDM است. در روش TDM، افزایش ظرفیت با افزایش سرعت بر روی یک خط ارتباطی انجام میآشود. در حالی که در روش WDM ، این کار با استفاده از طول موجهای مختلف و در واقع افزایش خطوط ارتباطی صورت میآگیرد. بنابراین با ترکیب این دو روش، میآتوان به ظرفیت بالاتر بر روی یک فیبر دست یافت و این امکان را همواره فراهم آورد تا با پیشرفت تکنولوژی ساخت قطعات الکترونیکی، آن را به طور موثری در افزایش سرعت شبکه های نوری به کار گرفت.


محیط انتقال در شبکهآهای نوری، فیبر نوری است و باند طول موجی که میآتوان برای ارسال اطلاعات استفاده کرد بین 1260 تا 1625 نانومتر، یعنی پنجرهآهای دوم و سوم مخابرات نوری است. لازم به ذکر است که پنجره اول مخابرات نوری در طول موج 850 نانومتر و پنجرهآهای دوم و سوم به ترتیب در طول موجهای 1300نانومتر با کمترین پاشندگی و 1550 نانومتر با کمترین تلفات هستند. این باند طول موجی که از آن برای انتقال اطلاعات بر روی فیبر استفاده میآشود، به 5 باند (جدول 1)، تقسیم میآشود که در روشآهای مختلف WDM به کارگرفته میآشوند.

جدول 1- باندهای طول موجی انتقال اطلاعات بر روی فیبر

نام باند محدوده طول موج بر حسب نانومتر
O-Band 1360-1260
E-Band 1460-1360
S-Band 1530-1460
C-Band 1565-1530
L-Band 1625-1565


برای استفاده حداکثری از ظرفیت فیبر در روش WDM، باید فاصله بین طول موجآهایی را که برای انتقال اطلاعات استفاده میآشود، کم کرد تا اطلاعات بیشتری را بر روی یک فیبر ارسال کرد. لذا روش DWDM[10] در اوایل دهه 1990 مطرح شد تا از فیبر برای انتقال اطلاعات در فواصل دور و شبکهآهای گسترده بهره گرفته شود. در روش DWDM ;فاصله بین کانالآها که برای ارسال اطلاعات استفاده میآشود، 4/0 نانومتر است و هر کانال پهنای باندی تا 10گیگابیت در ثانیه را برای کاربران فراهم میآآورد. این روش در باند C و L به کار میآرود و بین 32 تا 160 کانال ایجاد میآشود که با این تعداد کانال، به پهنای باند 1600-100 گیگابیت در ثانیه میآتوان دست یافت. اما لازم به ذکر است که این روش فقط برای ارسال اطلاعات برای فواصل دور مناسب است، زیرا تجهیزات جانبی این روش مانند نوع فیبر، لیزر، تکرارکنندهآها و ... از خصوصیاتی برخوردار هستند که میزان هزینه را به شدت افزایش میآدهند، بهآطوری که قیمت تمام شده برای هر کانال، فقط برای ارسال اطلاعات به فواصل دور و شبکهآهای WAN[11] به صرفه خواهد بود. اگر بخواهیم این روش را در مناطق شهری و شبکهآهای Metropolitan و LAN[12] به کار ببریم، هزینه تمامآشده برای هر کاربر بسیار زیاد خواهد بود و به تبع آن تقاضای استفاده از آن نیز کاهش میآیابد. این مشکلی بود که در اواخر دهه 1990 و سال 2000 بسیاری از شرکتآهای ارایهآدهنده خدمات با آن روبرو بودند. در این زمان روش CWDM[13] که در ابتدای دهه 1980 مطرح شده بود، مجدداً مورد توجه قرار گرفت. تفاوت اساسی CWDM ;با DWDM در فاصله بین کانالآها است. در روش CWDM ;فاصله بین کانالآها 20 نانومتر است و در باندهای O، E ، S ، C و L به کار گرفته میآشود. در این محدوده، طول موجی با 8 تا 16 کانال که هر یک پهنای باندی تا 2.5 گیگابیت در ثانیه (مطابق با STM-16) دارند، فراهم میآآورند و می توان به پهنای باندی تا 40 گیگابیت در ثانیه بر روی یک فیبر تکی دست یافت.


اما آنچه که امروزه باعث شده است تا CWDM بسیار مورد توجه قرار گیرد، هزینه بسیار کم آن نسبت بهDWDM است. روش CWDM که به طور گسترده در راهآاندازی شبکهآهای FTTH[14] و FTTC[15] به کار گرفته میآشود، تا فاصله 70کیلومتری به هیچ تکرارکنندهآای برای ارسال اطلاعات با کیفیت مناسب نیاز ندارد و تا فاصله 200کیلومتری که فاصله مناسب برای استفاده از روش CWDM است، فقط به دو تکرارآکننده در فواصل 70 و 140 کیلومتری نیاز است که مزیت بزرگی نسبت به DWDM محسوب میآشود. میآتوان در این روش از تقویتآکنندهآهایEDFA در طول موج1610-1530 نانومتر بهره برد. همچنین قیمت فرستنده-گیرنده و فیلتر در CWDM




منبع: WWW.EWA.IR

[bahramicq]

پاسخ : مجموعه مقالات مخابرات


آشنایی با شبکهآهای نسل چهارم موبایل

رشد سیستمآهای تلفن سیار، افزایش کاربران اینترنت و بالا رفتن انتظار و نیازهای کاربران، مانند تقاضای دسترسی به اینترنت با کیفیت بالا از طریق سیستمآهای بیآسیم، منجر به طراحی سیستمآهایی شده است که قادر به برآورده کردن این نیازها باشند.

کاربران سرویسآهای مخابراتی در آینده، ترجیح میآدهند که سرویسآهای مشابهی را که از شبکهآهای ثابت دریافت میآکنند از یک محیط بیآسیم نیز در اختیار داشته باشند. البته انتظار نمیآرود که عملکرد بهتر را قربانی حرکتآپذیری بیشتر نمایند چراکه آنها در هرصورت از ابزارهای مخابراتی ساکن هم استفاده خواهند کرد. بنابراین بهترین راهآکار این استآکه سیستمآهای بیآسیم با شبکهآهای ثابت مجتمع شوند، به همین منظور شبکهآهای بیآسیم به سرعت در حال تکامل و حرکت به سمت شبکهآهای تماما" IP میآباشند.

شبکهآهای تلفن قدیمی (شبکهآهای سلولی نسل دوم) مانند GSM، که فقط برای انتقال صوت مورد استفاده قرار میآگیرند، ذاتا" دارای تکنولوژی سوئیچ مداری هستند. شبکهآهای نسل 5/2 مانند GPRS، مدل گسترش یافته شبکهآهای نسل2 هستند که از تکنولوژی سوئیچ مداری برای انتقال صوت و از سوئیچ بستهآای برای تبادل دیتا استفاده میآکنند. تکنولوژی سوئیچ مداری ایجاب میآکند که کاربران بر مبنای زمان سنجیده شوند نه بر مبنای میزان دیتای انتقال داده شده، چراکه پهنای باند فقط برای کاربر اختصاص داده شده است. در مقابل، تکنولوژی سوئیچ بستهآای، پهنای باند را بیشتر مورد استفاده قرار داده و به بستهآهای هر کاربر اجازه رقابت برای بدست آوردن پهنای باند را میآدهد و کاربرها را بر مبنای میزان دیتای انتقال داده شده، مورد حسابرسی قرار میآدهد. بنابراین حرکت به سمت استفاده از سوئیچ بستهآای و به تبع آن شبکهآهای IP یک امر طبیعی است.

شبکهآهای نسل 3 (UMTS) قصد داشتند مشکلات متعددی که نسلآهای 2 و 2.5 با آن روبرو شده بودند را بر طرف کنند. از جمله این مشکلات میآتوان به سرعت پایین و وجود تکنولوژیآهای ناهمخوان و سازگار ناپذیر(TDMA/CDMA) در کشورهای مختلف اشاره کرد.

انتظاراتی که از نسل 3 وجود داشت، افزایش پهنای باند به Kb/s 128در ماشینآها وMb/s 2 در کاربردهای ثابت بود ولی در واقعیت، خروجی نسل3 نه روشن بود و نه مشخص. البته یک قسمت از این مشکل به این مسئله برمیآگردد که تامین کنندگان و ارائه دهندگان شبکهآهای ارتباطی در اروپا و آمریکای شمالی، در حال حاضر از استانداردهای مجزایی برای نگهداری و پشتیبانی استفاده میآکنند و بدنه این استانداردها باعث ایجاد تفاوتآهایی در تکنولوژی واسطآهای هوایی آنها میآشود. در ضمن سوالات مالی متعددی هم وجود دارد که باعث تردید در مرغوبیت شبکهآهای نسل 3 میآشود و این نگرانی وجود دارد که در بسیاری از کشورها، نسل 3 مورد توجه واقع نشود. در مجموع تمامی این مسائل و نگرانیآها باعث ایجاد رقابت و تمایل به استفاده از تکنولوزیآهایآ بی سیم آنسل 4 شد.
شبکهآهای نسل چهارم یا G4 ، نامی است که به سیستمآهای موبایل مبتنی بر IP که دسترسی را از طریق یک مجوعه از واسطهآهای رادیویی تامین میآکنند، داده شده است. شبکه G4 برقراری بهترین سرویس اتصال، رومینگ و فراگشت بی سیم را ارائه میآکند و از طرف دیگر چندین واسط دسترسی رادیویی مانند: (HIPERLAN,WLAN ,BLUETOOTH ,GPRS) را به یک شبکه واحد که کاربر از آن استفاده میآکند تبدیل خواهد کرد.

با این ویژگی، کاربران خواهند توانست به سرویس های مختلف دسترسی پیدا کرده و پوشش بیشتری داشته باشند در ضمن، راحتی استفاده از یک وسیله واحد را نیز تجربه کنند( وسیله ای که در آینده جایگزین گوشیآهای تلفن همراه فعلی خواهد شد)آ. از طرف دیگر یک صورتحساب را با کاهش کل هزینه دسترسی داشته و دسترسی بی سیم قابل اعتمادی را حتی در صورت از دست دادن یک یا چند شبکه، داشته باشند.

در حال حاضر G4 یکی از ابتکارات مراکز R&D برای فائق آمدن بر محدودیتآهای موجود و بر طرف کردن مشکلات G3 است که نتوانسته به وعدهآهای خود در زمینه عملکردها و خروجی های مختلف عمل کند. در عمومی ترین سطح، ساختار G4 شامل سه منطقه پایه ارتباطی است: شبکهآهای شخصی PAN، (مانند Bluetooth)، نقاط دسترسی محلی با سرعت بالا در شبکهآهایی که شامل تکنولوژیآهای LAN بیآسیم (WLAN) هستند، (مانند: HIPERLAN و IEEE 802.16 ) و ارتباطات سلولی. با این اوصاف G4 برای محدوده وسیعی از دستگاهآهای موبایل که از جابجاییآهای عمومی پشتیبانی میآکنند، به کار خواهد رفت. هر دستگاه قادر خواهد بود که با اطلاعات مبتنی بر اینترنت که برای شبکهآای که در آن لحظه به وسیله دستگاه استفاده می شود، تعریف شده است، تعامل داشته باشد. به طور خلاصه، ریشهآهای شبکهآهای G4 بر مبنای ایده محاسبات منتشر شونده، است.

ابزاری که در این راستا قابل استفاده است رادیو نرم افزار (SDR) می باشد. رادیوهای SDR دستگاهآهایی مانند تلفنآهای سلولی، PDAها، PCها و تمامی محدوده سایر دستگاهها را برای دریافت امواج هوایی به منظور رسیدن به بهترین متد ممکن ارتباطی، با بهترین قیمت آماده و امکانآپذیر میآسازد. در یک محیط SDR، توابعی که سابقاً، فقط در سخت افزار اجرا میآشدند، (مانند: تولید سیگنال رادیویی انتقال و تنظیم سیگنال رادیویی دریافت و . . . ) به وسیله نرم افزار انجام میآشوند. بنابراین رادیو قابل برنامه ریزی بوده و قادر به ارسال و دریافت سیگنال در یک محدوده وسیع فرکانسی است.

مشخصات و ویژگی های نسل چهارم:

1-سرعت بالا: سیستمآهای G4 باید سرعت پیک بیش از Mb/s100 را در حالت ساکن و میانگین Mb/s20 را در حال حرکت ارائه دهند.

2- ظرفیت بالای شبکه: ظرفیت شبکه باید حداقل 10 برابر بیشتر از سیستمآهای G3 باشد. که این مقدار زمان Download یک فایل M byte10 را در سیستم های G4 به 1 ثانیه کاهش میآدهد که این زمان در سیستمآهای G3 معادل 200 ثانیه برآورد شده است. از طرف دیگر قابلیت ارائه ویدئو با کیفیت بالا به تلفنآها و تجربه واقعیت مجازی در صفحات نمایش گوشی ها را نیز ارائه میآکند.

3- فراگشت سریع و بی سیم بین شبکهآهای مختلف: شبکهآهای بیآسیم G4 باید از جابجایی عمومی بین شبکهآهای موبایل و شبکهآهای بیآسیم مختلف پشتیبانی کنند.
4- پشتیبانی از چند رسانهآهای نسل جدید: شبکه G4 باید قادر به پشتیبانی از مقدار زیاد دیتای انتقالی با سرعت بالا و با هزینه پایینآتر از هزینهآهای معمول باشد.


شبکهآهای G4 و 6 IPV

هدف G4 این است که تکثر و فراوانی موجود در بین شبکهآهای موبایل را با یک شبکه مرکزی استاندارد جهانی که مبتنی بر IP باشد و بتواند ویدئو، دیتا و صوت را پشتیبانی کند، جایگزین نماید که این کار سرویسآهای یکپارچه صوت، تصویر و دیتا را برای تمامی میزبانان موبایل که کاملاً بر مبنای IP هستند، تأمین خواهد کرد.

در واقع هدف اصلی ارائه سرویسآهای چند رسانهآای بیآسیم به کاربرانی است که از طریق تکنولوژیآهای دسترسی ناهمگن به یک ساختار تماماً IP دسترسی دارند. پروتکل IP در واقع به عنوان یک پیوند دهنده بین شبکهآهای مختلف برای تأمین ارتباطات عمومی و حرکتآپذیری، عمل می کند.

یک شبکه بیآسیمIP ، پروتکل مخابراتی سیستم سیگنالینگ شماره 7 (SS7) که واقعاً یک عامل زائد میآباشد، را تغییر میآدهد. زیرا ارسال سیگنال SS7 بخش زیادی از پهنای باند شبکه را مصرف میآکند حتی در زمانی که هیچ ترافیکی سیگنالینگی وجود ندارد. (علت این امر این است که این سیستم از مکانیزم Setup مکالمه برای رزرو کردن پهنای باند استفاده میآکند که اسلاتهای زمانی / فرکانسی در امواج رادیویی این کار را انجام نمیآدهند). از طرف دیگر شبکهآهای IP بدون اتصال هستند و تنها زمانی از اسلاتها استفاه میآکنند که دیتایی برای ارسال داشته باشند بنابراین در این حالت بهینه ترین استفاده از پهنای باند موجود انجام خواهد شد.

امروزه ارتباطات بی سیم بیشتر بر پایه صوت استوار می باشند و این در حالی است که تحقیقات نشان می دهد رشد ترافیک دنیای بی سیم به صورت نمایی به نسبت تقاضای ترافیک صورت، در حال افزایش است. به خاطر اینکه لایه هسته IP به صورت ساده ای قابل درجه بندی میآباشد و برای رودرویی با این چالش مناسب است. هدف ما در واقع یکی کردن شبکه های صوت، دیتا و چند رسانه ها است

www.forum.p30world.com