1. برای کسب اطلاعات بیشتر در ساعات 9 الی 13 و 16 الی 18 با شماره 08138270182 یا 08138268809 تماس حاصل فرمایید.
    آدرس ایمیل: info@wsnlab.ir
    آدرس کانال تلگرام http://telegram.me/gloriot
  2. بدین وسیله به اطلاع پژوهشگران محترم می رسانیم که سامانه پیامکی لابراتوار شبکه حسگر بی سیم راه اندازی شد. از این پس می توانید با ثبت شماره تلفن همراه خود از اطلاعیه ها و اخبار پژوهشی لابراتوار آگاه شوید.
    ضمناً آگاهی از کلیه اطلاعات نحوه ارایه خدمات به شما دوستان نیز از طریق همین سامانه امکان پذیر است.
    شماره سامانه: 30001818270182

استاندارد شبكه شهري بي‌‌سيم IEEE 802.16

شروع موضوع توسط Homaei 27/6/13 در انجمن انجمن شبکه های وای مکس WiMax 802.16

تلفن سفارش: 08138311237 تلفن سفارش: 08138311237
  1. Homaei مدیر کل سایت

    تاریخ عضویت:
    25/2/12
    تعداد ارسال ها:
    2,038
    تشکر شده:
    11,617
    امتیاز دستاورد:
    12,265
    وب سایت:

    [IMG]



    اشاره:
    يكي از مشخصات ارتباطات مدرن، امكان برقراري ارتباط در هر زمان و هر مكان دلخواه مي‌باشد كه تنها با به‌كار‌گيري فناوري‌هاي بي‌سيم (Wireless) عملي مي‌گردد. در حال حاضر هدف اصلي اين فناوري‌ها، ايجاد امكان دسترسي به شبكه‌ در نقاطي است كه امكان ايجاد زيرساختارهاي كابلي دشوار و بعضاً غيرممكن است. اما نسل جديد شبكه‌هاي بي‌‌سيم، برقراري ارتباطات پرظرفيت را در هر نقطه دلخواه و با هزينه‌اي قابل قبول امكان‌پذير مي‌كنند. سازمان‌هاي IEEE و ETSI طيفي از فناوري‌هاي بي‌سيم را در مقياس‌هاي گوناگون اعم از شبكه‌هاي محلي، شهري و گسترده تدارك ديده‌اند. در ادامه به تشريح استاندارد IEEE 802.1 نوان يكي از آخرين دستاوردهاي اين حوزه مي‌پردازيم، استانداردي كه به صورت تجاري با نام WiMax شناخته مي‌شود.


    [IMG]
    شكل 1- استانداردهاي شبكه بي‌سيم

    IEEE (انجمن مهندسين برق و الكترونيك) با اتكاء به دانش فني صدها مهندس عضو خود، طيف كاملي از استانداردها را براي شبكه بي‌سيم ايجاد نموده است كه شامل 802.15 براي شبكه‌هاي شخصي PAN،
    802.11 براي شبكه‌هاي محلي (LAN)،
    802.16، براي شبكه‌هاي شهري (MAN) و 802.20 براي شبكه‌هاي گسترده (WAN) مي‌گردد.


    هر استاندارد در اين سري با هدف به‌كارگيري فناوري ارتباط بي‌سيم به صورت بهينه‌شده براي يك حوزه ارتباطي ايجاد گرديده‌است و علاوه‌ بر آن‌كه كاملاً سازگار با ساير استانداردهاي اين سازمان مي‌باشد، سعي شده با استانداردهاي مشابه ساير مراجع و به خصوص ETSI نيز هماهنگ باشد. شكل 1 استانداردهاي فوق را در كنار استانداردهاي مشابه ساير سازمان‌ها نشان مي‌دهد.

    يكي از موفق‌ترين استانداردهاي بدون‌سيم، IEEE 802.11 مي‌باشد كه فناوري منتخب اكثر شبكه‌هاي محلي بي‌سيم (WLAN) در اماكن عمومي و شركت‌ها مي‌باشد و ايجاد HotSpot را به عنوان كسب‌وكار بزرگي براي فراهم‌كنندگان خدمات دسترسي بي‌سيم به اينترنت فراهم نموده است. HotSpot كه ترجمه تحت‌اللفظي آن‌ها نقطه داغ مي‌باشد، اصطلاحي است كه به برقراري ارتباط كاربران با شبكه بي‌سيم در مكان‌هاي عمومي اطلاق مي‌گردد.

    كاربران با حضور در يك Hostspot (مثلاً يك رستوران يا فرودگاه يا يك فروشگاه) به شبكه متصل مي‌شوند و مي‌توانند از خدمات آن همچون اينترنت استفاده كنيد. در حال حاضر تشكلي از شركت‌هاي توليدكننده و فراهم‌كنندگان خدمات موسوم به Wi-Fi توسعه دستاوردهاي تجاري حاصل از 802.11 را دنبال مي كند.

    [IMG]
    شكل 2
    استاندارد 802.20 دقيقاً به عنوان دنباله‌اي براي 802.11 در نظر گرفته شده است و در پي كسب موفقيتي حتي بزرگتر مي‌باشد. به كمك اين فناوري كاربران از لاك شبكه محلي خارج مي‌شوند و از خدمات ارتباطي در خارج از ساختمان نيز برخوردار خواهند‌بود. (شكل 2)

    گرچه هنوز بسياري از فراهم‌كنندگان خدمات شبكه‌اي با جزئيات استاندارد IEEE 802.16 آشنا نيستند، ولي اين استاندارد حوزه ارتباطات بي‌سيم پرظرفيت را در آستانه ايجاد انقلابي قرار ‌داده‌است و از آن به عنوان كانديداي اصلي براي ايجاد شبكه‌هاي شهري بي‌سيم موسوم به WirelessMAN ياد مي‌شود. 802.16 از ابتدا براي ارائه دسترسي بي‌سيم در باند‌پهن (Broadband) به شبكه‌هاي شهري طرح گرديده ‌است و ظرفيت انتقال آن قابل ‌قياس با خطوط مخابراتي E1 و مودم‌هاي DSL مي‌باشد.

    علاوه بر اين‌كه سيستم‌هاي ارتباطي مبتني بر 802.16 داراي مزيت‌هاي نسبي مي‌باشند كه مهم‌ترين آن‌ها عبارتند از:

    ● برقراري سريع سرويس ارتباطي در مناطقي كه ايجاد ارتباطات كابلي دشوار است.

    ● پرهيز از هزينه‌هاي فزاينده نصب تجهيزات با گسترش تدريجي شبكه متناسب با رشد ميزان تقاضا.

    ● غلبه بر موانع و محدوديت‌هاي سيستم‌هاي كابلي.

    در حال حاضر مناطق بسياري در كشورهاي توسعه‌يافته و در حال توسعه از فوايد ارتباطات پرظرفيت محروم مي‌باشند و ايجاد زيرساختارهاي سيمي براي اين نواحي كاري دشوار، پرهزينه و درازمدت خواهدبود.

    فناوري 802.16 براي غلبه بر اين مشكلات طرح شده است و راه‌حلي استاندارد، انعطاف‌پذير و مقرون به صرفه براي پركردن شكاف فوق ارائه مي‌دهد.
    IEEE 802.16a يك گام به پيش
    در ژانويه سال 2003، IEEE با انتشار 802.61a نسخه‌ جديدي از فناوري‌هاي بي‌سيم را ارائه نمود كه در طيف فركانس راديويي 2 الي 11 گيگاهرتز كار مي‌كند و اين در حالي است كه استاندارد اوليه براي كار در طيف 10 الي 66 گيگاهرتز طرح گرديده‌بود. بزرگترين نتيجه اين تغيير، رفع مشكل "محدوديت ديد مستقيم" (LOS: Line Of Sight) مي‌باشد.

    لازم به يادآوري ‌است كه خصوصيات امواج راديويي با فركانس بالاي 10 گيگاهرتز باعث جذب اين امواج توسط موانع طبيعي و مصنوعي (براي مثال درخت‌ها و ساختمان‌ها) مي‌گردد و لازم است با نصب آنتن‌هاي فرستنده و گيرنده بر روي نقاط مرتفع و برج‌هاي مخابراتي، نوعي ديد مستقيم بين مبدا و مقصد ايجاد شود. 802.61a با رفع اين محدوديت، هزينه‌هاي ايجاد شبكه‌ بي‌سيم شهري را به طرز قابل توجهي كاهش مي‌دهد.

    ساختار يك شبكه مبتني بر استاندارد 802.61a متشكل از يك يا چند ايستگاه پايه مي‌باشد كه از طريق تعدادي آنتن فرستنده و گيرنده كه هر يك در يك قطاع جداگانه فركانسي قرار دارند، سرويس ارتباطي مشتركين خانگي و تجاري را در يك محدوده با شعاع تقريبي 6 تا 9 كيلومتري برقرار مي‌كند.

    كه البته اين فاصله بنا به شرايط مي‌تواند تا 45 كيلومتر نيز افزايش يابد. ايستگاه پايه خود از طريق يك ترانك پرظرفيت مخابراتي، به يكي از نقاط شبكه مادر متصل مي‌باشد.

    هر ايستگاه پايه داراي يك يا چند قطاع راديويي است كه با فرض استفاده از 20 مگاهرتز پهناي‌باند، هر يك از آن‌ها ظرفيت تبادل اطلاعات با نرخي درحدود 75 مگابيت در ثانيه را دارند. بنابراين به طور تقريبي ارايه خدمات به 40 مشترك بزرگ با ظرفيت دسترسي معادل خطوط E1 (دو مگابيت در ثانيه) و يا چند صد مشترك خانگي با ارتباطي مشابه با مودم‌هاي xDSL در هر قطاع امكان‌پذير است.

    انعطاف بالايي در انتخاب تركيب مشتركين و نحوه توزيع ظرفيت بين آن‌ها وجود دارد. كه به فراهم‌كننده خدمات آزادي عمل فراواني در سرويس‌دهي به نقاط شهري و روستايي را مي‌دهد.

    802.16، مشخصات امنيت و كيفيت خدمات (QoS) لازم براي كاربردهاي حساسي همچون انتقال همزمان صوت و تصوير را در خود دارد و به اين ترتيب نيازهاي مشتريان مشكل‌پسند هم برطرف خواهد گرديد.
    كاربردها
    موارد استفاده متنوعي براي شبكه‌هاي مبتني بر 802.16 پيش‌بيني شده‌است كه در پنج گروه قابل دسته‌بندي مي‌باشند:

    1- ايجاد زيرساخت ارتباطي بين ايستگاه‌هاي بي‌‌سيم: شبكه تلفن همراه يا شبكه‌هاي HotSpot، كه به شبكه‌هاي سلولي معروف مي‌باشند. در واقع متشكل از مجموعه‌اي از ايستگاه‌هاي ارتباط بي‌سيم مي‌باشند كه هر يك در قلب يك سلول شبكه قرار‌دارند و به تعدادي از مشتركين ثابت يا سيار در محدوده تحت پوشش خود سرويس مي‌دهند.

    [IMG]
    شكل 3
    در حال حاضر ارتباط بين ايستگاه‌هاي فوق از طريق خطوط مخابراتي (مانند خطوط E1) فراهم مي‌گردد.
    شبكه 802.16 مي‌تواند به عنوان جايگزين مناسبي براي اين خطوط سيمي به كار گرفته ‌شود كه در عمل به صورت يك شبكه سراسري بدون ‌سيم درخواهد آمد. راه‌حل فوق به‌خصوص در مناطقي كه قابليت رقابت به‌دليل انحصاري بودن خدمات انتقال زميني، وجود ندارد (مانند كشور ايران) بسيار مورد توجه مي‌باشد.

    2- ارائه سريع دسترسي با ظرفيت بالا: ايجاد شبكه 802.16 در كنار به‌‌كارگيري شبكه‌هاي محلي بدون سيم، منجر به ارائه دسترسي پرظرفيت در نقاطي مي‌گردد كه دسترسي مشابه سيمي امكان‌پذير نيست.

    در اين نواحي، استفاده از راه‌حل‌هاي سيمي معمولاً مستلزم زمان انتظار طولاني است.

    در حالي‌كه بعضاً ايجاد ارتباط پرظرفيت اينترنتي براي يك شركت تا آن حد حساس مي‌گردد كه نمي‌تواند تا ايجاد ساختارهاي سيمي صبر كند.

    با كمك 802.16 زمان انتظار از چند ماه‌ به چند روز كاهش مي‌يابد. اين قابليت به خصوص براي نقاطي كه براي مدتي محدود نيازمند ارتباط اينترنتي مي‌باشند، مناسب است. براي مثال يك نمايشگاه تجاري كه براي چند روز با ترافيك بالاي اينترنتي روبرو مي‌گردد و يا سايت‌هاي عمراني بزرگ (مانند تأسيسات ايجاد يك سد) مكا‌ن‌هاي مناسبي براي به‌كارگيري قابليت‌هاي اين فناوري مي‌باشند.

    3- دسترسي پرظرفيت براي عموم: فناوري‌هاي سيمي قابليت ارائه خدمات دسترسي پرظرفيت به تمامي مشتركين بالقوه را ندارند. مودم‌هاي DSL به طور معمول در حداكثر فاصله 3 تا 5 كيلومتري از مراكز تلفني قابل استفاده مي‌باشند.

    يعني بسياري از مشتركين بالقوه خارج از اين محدوده قرار خواهند‌گرفت. از طرف ديگر هزينه بالاي نصب، عامل مهم ديگري است كه در نواحي با پراكندگي زياد مشتركين (مانند نواحي دورافتاده و روستايي) استفاده از روش‌هاي سيمي دسترسي را ناكارامد مي‌نمايد. در اين مواقع روش‌هاي بي‌سيم گزينه ارزانتري خواهند بود.

    روي هم رفته سرعت برقراري ارتباط، هزينه پايين، انعطاف بالا و همچنين استاندارد بودن، از جمله نقاط قوت 802.16 در مقايسه با ساير روش‌هاي دسترسي (سيمي و بي‌سيم) مي‌باشد.

    4- ارائه خدمات تلفني و اينترنتي به نواحي محروم: فناوري دسترسي بي‌سيم مبتني بر IEEE 802،16 گزينه‌اي طبيعي براي نواحي دورافتاده و داراي چگالي جمعيتي پايين مي‌باشد. فراهم‌كنندگان خدمات اينترنتي بي‌سيم
    (WISP) در اين نواحي با كمك‌هاي دولتي قادر به ارائه خدمات مي باشند.

    اين كمك بايستي به شكلي باشد كه سرمايه‌گذاري در اين‌گونه نواحي را مقرون به صرفه نمايد. براي مثال بيش از 2500 فراهم كننده خدمات اينترنتي بي‌سيم در ايالات متحده در مقابل استفاده از مجوزهاي راديويي رايگان، در حدود شش هزار منطقه دورافتاده را به شبكه اينترنت متصل نموده‌اند.

    در سطح بين‌المللي و در كشورهاي كمتر توسعه يافته مي‌توان از اين فناوري جهت انجام مكالمات صوتي (علاوه بر ارتباطات ديتا) بهره برد، چرا كه چنين مناطقي در كشورهاي فوق معمولاً حتي از زيرساختارهاي تلفني معمول نيز محروم مانده‌اند. بنابراين 802.16 در عمل به عنوان يك فناوري جديد براي ايجاد حلقه‌هاي محلي (WLL) ظاهر مي‌شود.

    5- ارتقاء خدمات ارتباطي بي‌‌سيم: همزمان با افزايش كاربردهاي شبكه‌هاي 802.16 نياز و توقع كاربران به حفظ ارتباطشان حتي در صورت خروج از محدوده پوشش اين شبكه‌ها افزايش مي‌يابد. جديديترين نسخه 802.16 موسوم به IEEE 802.61e با افزودن قابليت حركت به نسخه اصلي استاندارد، پاسخي شايسته به نياز فوق خواهد‌ بود. به اين ترتيب كاربر يك WISP حين حركت در سطح شهر نيز داراي ارتباط دائمي با اينترنت خواهد بود.
    مشخصات كليدي
    كارايي، توسعه پذيري، كيفيت متمايز و بالاخره امنيت خصوصياتي مي‌باشند كه شكست يا موفقيت يك فناوري با كاربرد گسترده در سطح 802.16 به رعايت يكايك آن‌ها بستگي دارد.

    كارايي: به‌كارگيري تكنيك مدولاسيون QAM 64 به 802.16 اين امكان را مي‌دهد كه با ظرفيت انتقال بالا كاركند. اين تكنيك از طيف فركانسي به بهترين شكل استفاده مي‌كند و در برابر مشكلاتي همچون انعكاس علايم مقاوم مي‌باشد. استفاده از روش مدولاسيون تطبيق‌پذير انعطاف لازم براي تنظيم نسبت حداكثر فاصله به نرخ ارسال فراهم مي‌كند.

    براي مثال براي افزايش حداكثر فاصله به كاهش مرتبه مدولاسيون از QAM 64 به QAM 16 يا QPSK اقدام مي‌كند كه كاهش نرخ ارسال را به همراه خواهد داشت.


    قابليت توسعه: اين استاندارد انعطاف زيادي را در به‌كارگيري طيف فركانسي فراهم نموده است تا با قوانين و مقررات موجود در كشورها گوناگون سازگار گردد. عملاً هر دو طيف فركانسي آزاد مانند ISM (فركانس‌هاي 9/0، 4/2 و 7/5 مگاهرتز) و طيف‌هاي نيازمند مجوز پشتيباني مي‌شود.

    همچنين يك فراهم‌كننده قادر است پهناي باند خود را به اشكال گوناگون در قطاع‌هاي آنتن مركزي خود به‌كار گيرد و براي مثال در 20 مگاهرتز پهناي باند، 2 قطاع 10 مگاهرتزي و يا چهار قطاع 5 مگاهرتزي را با توجه به پراكندگي مشتريان خانگي يا تجاري خود داشته ‌باشد. در صورت رعايت ايزولاسيون مناسب بين آنتن‌ها مي‌توان از فركانسي يكسان در آن‌ها بهره‌ گرفت.

    سطح پوشش: به‌كارگيري آخرين دستاوردهاي ارتباطات راديويي همچون مدولاسيون تطبيق‌پذير و آنتن‌هاي هوشمند به افزايش سطح قابل پوشش اين فناوري منجر گرديده است.

    كيفيت خدمات: از آن‌جايي كه 802.16 قصد دارد ارتباطات صوتي/تصويري را نيز پشتيباني كند و به جهت حساس بودن اين گونه ترافيك‌ها به تأخير، مهندسين IEEE قابليت ايجاد كيفيت در خدمات موسوم به QoS را براي اين استاندارد تدارك ديده‌اند.

    بنابراين يك فراهم كننده قادر خواهد بود همزمان با ارائه خدمات با كيفيت عالي به مشتريان تجاري خود، ارتباطات عادي و ارزان‌قيمتي در اختيار مشتريان عادي و خانگي قرار دهد.

    امنيت: قابليت رمزنگاري و تشخيص هويت موجود در 802.16 برقراري ارتباطات را به صورت ايمن امكان‌پذير مي‌كند كه به خصوص مورد توجه گروهي از مشتريان بالقوه مانند بانك‌ها مي‌باشد.
    اهميت استاندارد
    وجود استاندارد به‌خصوص در مورد فناوري‌هاي‌ بي‌سيم از اهميت زيادي برخوردار است چرا كه ريسك سرمايه‌گذاري‌ها را كاهش مي‌دهد و امكان ارتباط بين تجهيزات سازندگان گوناگون را فراهم مي‌كند كه در نهايت به كاهش هزينه‌ها منجر مي‌شود. پشتيباني IEEE و ويژگي‌هاي ممتاز 6/8020 در نسخه‌هاي جديد آن 802.16e و 802.16a زمينه پذيرش گسترده آن را توسط توليد‌كنندگان و فراهم‌كنندگان آماده نموده است.

    m sabzian likes this.
    لطفاً انجمن را به دوستان خود معرفی نمایید تا محیطی پویا تر داشته باشیم.
  2. مشاوره، آموزش و پیاده سازی پروژه های شبکه های موردی، شبکه حسگر بی سیم و انواع شبکه های کامپیوتری . برای کسب اطلاعات بیشتر با شماره 08138270182 تماس بگیرید. .
  3. sahar_134 کاربر تازه وارد

    تاریخ عضویت:
    16/5/13
    تعداد ارسال ها:
    4
    تشکر شده:
    0
    امتیاز دستاورد:
    1
    سلام دوستان
    شبکه های حسگر بیسیم باید به ازای طول های مختلف بسته شبیه سازی کنم ولی طول بسته را نمی دانم چقدر بدم؟ آیا باید باتوجه به استاندارد خاصی باشد؟ لطفا اگه کسی می دونه کمک کنه
    لطفاً انجمن را به دوستان خود معرفی نمایید تا محیطی پویا تر داشته باشیم.
  4. Homaei مدیر کل سایت

    تاریخ عضویت:
    25/2/12
    تعداد ارسال ها:
    2,038
    تشکر شده:
    11,617
    امتیاز دستاورد:
    12,265
    وب سایت:
    در شبکه های حسگر بی سیم می بایست از استاندارد زیگ بی استفاده کنید. البته این یک پیشنهاد است.
    در این لینک اطلاعات دقیق تری پیدا می کنید:
    http://www.specifications.nl/zigbee/zigbee_UK.php
    Ghobadi and niko like this.
    لطفاً انجمن را به دوستان خود معرفی نمایید تا محیطی پویا تر داشته باشیم.

به اشتراک بگذارید