مستقبل الاتصالات اللاسلكية

مستقبل الاتصالات اللاسلكية WiMax
http://electroarab.com/vb/imgcache/178.gif

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

مستقبل الاتصالات اللاسلكية ..

هذا الموضوع الرائع والذي يتحدث عن تقنية WiMax الجديدة في عالم الإتصالات اللاسلكية .. نقلته لكم لتعم الفائدة ..
وجزى الله كاتبه خير الجزاء وجعله في ميزان حسناته .

............ ......... ......... ......... ......... .. ............ ......... ..

تعتبر‎ ‎الـ WiMAX ‎ امتدادًا لتكنولوجيا الـ WiFi ‎ من حيث التطور في الخدمات اللاسلكية‎
‎ذات الحيز الواسع. وتعتبر ‏تكنولوجيا الـWiMAX ‎من الشبكات الإقليمية‎ ‎اللاسلكية‎
Wireless Metropolitan Area Network MAN
‎وتهدف إلى استبدال‎ ‎الخطوط الرقمية‎ DSL ‎، ‏ISDN خطوط الكابل الأرضية بحيث تصبح‎ ‎لاسلكية، كما ‏تهدف إلى
إمداد المواقع المستخدمة للـ WiFi ‎ بالانترنت‎ ‎لاسلكيًا‎.‎

............ ......... ......... ......... ......... .. ............ ......... ...

http://electroarab.com/vb/imgcache/179.jpg

ومن مزايا الـ‎ WiMAX ‎ السرعات‎ ‎العالية التى تمد مكاتب الأعمال والشركات بخطوط‎ ‎لاسلكية شبيهة
بخطوط‎ T1/E1 ‎وDSL ‎ ولكن لاسلكياً، وتمتد إلى مسافات تصل إلى‎ 50 ‎كم.
وتعمل في الحيز ‏الترددي ما بين 10 و66 جيجا هرتز، وقد نزلت مواصفة‏‎ ‎أخرى حديثًا لتوصيف العمل في الحيز الترددي ما بين 2 ‏و11 جيجا هرتز‏‎.‎

............ ......... ......... ......... ..

الشكل العام لشبكة الواى ماكس:

http://electroarab.com/vb/imgcache/180.jpg

ويعدّ مقياس معهد المهندسين الكهربائيين والإلكترونيين ieee.org المعروف باسم WiMAX والذي يحمل الرقم 802.16 وهو مقياس
للاتصال اللاسلكي Wireless للبيانات والصوت والصور بسرعة عالية من المقاييس التي يتوقع أن تغير
الكثير من المفاهيم في عالمنا اليوم.

............ ......... ......... ......... ......... .. ..

بالنسبة للمعايير:

802.16 خاص بالمنتجات ال pre wimax التى تستخدم فى ال backhaul وتعمل
عند نطاق 5.4GHz to 5.8GHz 802.16a وهو معيار خاص بالمنتجات التى تستخدم
نفس ترددات ال wimax ولكن ليست تعمل
ببروتوكولات
الواى ماكس وهى المنتجات التى قبل منتجات الواى ماكس مباشرة مثل منتج ال AN-100
الخاص Redline 802.16-2004 أو 802.18d وهى خاصة بالمنتجات التى تعمل ببروتوكولات الواى ماكس

وهى الموجودة حاليا بالسوق والتى تسمى بال fixed wimax networks
802.16e خاص بالمنتجات التى تعمل بالواى ماكس ولكن تدعم الحركة mobility
وبالطبع هى تحت الإختبارات ولم تخرج إلى النور حتى الآن

------------ --

الكثير من خبراء الاتصالات اللاسلكية يتوقعون أن هذا النظام WiMAX سوف يجعل
ما كان يعرف لعقود مضت بندرة وسائل الاتصالات وجعلت شركات الاتصالات
التقليدية تقدم خدماتها بأسعار باهظة وتمارس أعمالها بدرجة كبيرة من الاحتكار.
إن التطبيق الشامل لنظام ال WiMAX في الكثير من الأجهزة في المكتب والمنزل قد يلغي تماماً الاحتكار
الذي تمارسه شركات الاتصالات ويسمح بحدوث منافسة حقيقة في سوق الاتصالات بمختلف جوانبها
وأياً كان المعلومات المطلوب إرسالها سواء تم استخدام الهاتف الثابت أم النقال أو أي جهاز آخر.

شكل شبكة الواى ماكس التى تطبق فى المدن وهى تشبه إلى حد كبير تغطية ال GSM

http://electroarab.com/vb/imgcache/181.jpg

منذ بدء الاتصالات الهاتفية لم تتح الفرصة لمقدمي الخدمات لتقديم خدماتهم،
بل بقي هؤلاء خارج المنافسة لعدم قدرتهم على الاستثمار في سوق شبكات
الهاتف ولعل السبب عائد إلى ارتفاع تكلفة بناء تلك الشبكات وملحقاتها من مبانٍ
ومحولات Switches وكوابل إضافة إلى القوى البشرية.
لذا ظل السوق على مستوى العالم محتكراً من قبل شركات معدودة ذات رؤوس أموال كبيرة.
ويوفر نظام WiMAX إمكانية اتصال نقطة بنقطة أخرى لاسلكيا لمسافة تصل إلى 50 كم ودرجة عالية من الأداء
تصل إلى 72 ميجا بت في الثانية الواحدة (72 Mbps). كما يوفر اتصالاً غير مباشر Non-Line-of- Sight لمدى يصل إلى 2.5 كم.

http://electroarab.com/vb/imgcache/182.jpg

كما هو معلوم أن نظام الاتصالات التقليدي والمعروف باسم المقسمات العامة لشبكة
الهاتف PSTN يقوم على ثلاثة عناصر أساسية هي: الوصول والنقل والتحويل.

الوصول ويعنى بكيفية وصول المستخدمين للخدمة الهاتفية التي عادة ما تتم عن طريق أجهزة الهاتف.
والتحويل يتم عن طريق إيصال المكالمات الهاتفية عبر المقاسم Switches أي تحويلها عبر الشبكات.
والنقل وهي عملية نقل المكالمات الهاتفية عبر الشبكات. لقد صممت شبكات الهاتف الحالية لنقل الصوت فقط ومع
التطور والتقدم وظهور الحاجة لنقل البيانات والصور أصبحت غير قادرة على توفير خدمة النقل بالسرعة المطلوبة.
من هنا كثرت الشكاوى من المستخدمين من بطء الشبكات وكثرة انقطاع الاتصال بالإنترنت وهذا عائد
كما يقال (لضعف البنى التحتية لشبكات الهاتف) والحقيقة هذه العبارة غير دقيقة لأنه كما سبق القول
شبكات الهاتف صممت للاتصال الهاتفي، وبالتالي فإن إضافة خدمة نقل
البيانات إليها لم يكن محسوباً له حساب ومن هنا نجد كثرة الشكاوى من البط والانقطاع.

http://electroarab.com/vb/imgcache/183.jpg

الخدمات التى يقدمها الواى ماكس:

http://electroarab.com/vb/imgcache/184.jpg

نشأت الحاجة للبحث عن بدائل لشبكة الاتصالات الهاتفية والبعض طالب بتحسينها عبر التطوير
في محتويات هذه الشبكة، تطورت الكوابل وصولاً إلى الألياف البصرية، طورت المقسمات وأصبحت قادرة
على استيعاب وتحويل المكالمات أفضل من ذي قبل لكن ذلك لم
ينه تماماً عدم الرضا الذي ينتاب المستفيدين من الخدمات الهاتفية.
كما هو معلوم أن الاتصالات اللاسلكية كانت معروفة منذ فترة ليست بالقصيرة، بل إن الراديو
ومحطاته بمختلف اللغات وطريقة استفادته
من الاتصال اللاسلكي معروفة منذ قرابة القرن.
وعندما بدأت الأبحاث والتطوير في مجال استخدام الاتصال اللاسلكي في
إيصال البيانات والصوت والصورة ونجحت في تقديم الخدمة بدرجة عالية الأداء.
التوقعات تشير إلى أن الاتصالات اللاسلكية هي تقنية المستقبل التي من المتوقع أن تغير طريقة تفكيرنا وحياتنا اليومية،
حيث تشير الأبحاث إلى أن نظام WiMAX قادر على نقل البيانات بمعدل يصل إلى 11 ميجا بت في الثانية الواحدة.

تطبيق مهم من تطبيقلت الواى ماكس وهى المراقبة عن طريق كاميرات المراقبة:

http://electroarab.com/vb/imgcache/185.jpg

هل التقنيات اللاسلكية هي طريق المستقبل؟!

هناك الكثير من التشكيك والاعتراضات التي تُثار من قبل البعض ممن اعتادوا على الشبكات
التقليدية السلكية ويمكن إيجار أهم نقاط الاعتراض حول مستقبل التقنيات اللاسلكية كوسيلة

للتواصل في المستقبل فيما يلي:
جودة الخدمة QoS : من أهم نقاط الاعتراض على استخدام التقنيات اللاسلكية هي ....
جودة الخدمة QoS التي ترى أن التقنيات اللاسلكية عموماً ونظام WiMAX ليست كافية ويمكن
أن يؤدي استخدامها إلى فقدان البيانات وتتأثر بأحوال الطقس كما أنها تتأثر بالتشويش.
لهؤلاء نقول: إن نظام WiMAX عند تقديمه للخدمة يوفر عدة معايير
تضمن جودة الخدمة والديناميكية في التوصيل ونموذجاً يحتوي على مرحلتين من التنشيط.
النواحي الأمنية : يستخدم نظام WiMAX تقنيات تشفير تمر بعدة مراحل من دورة الاتصال، فعند بدء
الاتصال يتم استخدام نظام التشفير X. 509 وعندما يحصل الاتصال يستخدم نظام 56-bit- DES لحماية الإرسال.
وهذا النظامان كفيلان بتوفير الحماية اللازمة من عبث أي عابث وتوفير الخصوصية في الاتصال اللاسلكي.

تقنيات الإتصالات الاسلكية:

http://electroarab.com/vb/imgcache/186.jpg

-مشاكل التشويش على الاتصال: لا شك أن الكثير من التطبيقات اليوم
تستخدم الاتصال اللاسلكي مثل التلفاز والقنوات الفضائية والاتصالات العسكرية
والكثير من الجهات الأمنية.. كما أن إعطاء التراخيص وتحديد الترددات وصياغة قوانين هي السبيل للتقدم في المجتمعات المدنية.
في حال استخدام نظام WiMAX كبديل للاتصال السلكي التقليدي من المتوقع أن
يتوفر الكثير من الفوائد وذلك لطبيعة التقنية حيث لا تتطلب أي نفقات أو تراخيص في وضع الكوابل
الاتصالات في أملاك الغير، وتراخيص من قبل البلديات لوضع أبراج الإرسال للهواتف النقالة.
كل ما هو مطلوب فقط هو الحصول على تراخيص من قبل
هيئة الاتصالات وتقنية المعلومات لاستخدام الطيف الترددي.
كما هو معلوم نظام WiMAX يستخدم الطيف الترددي الذي غالبا ما يكون استخدامه مقنناً ولكنه مجاني
يوفر نظام WiMAX الكثير من الوعود فهو يقدم نظام الصوت عبر برتوكول الإنترنت VOIP الذي سيجعل
إمكانية نقل الصوت أي مكالمات الهاتف وخدمة التلفاز عبر برتوكول الإنترنت TVOIP مما يعني إمكانية نقل البث التلفزيوني لا سلكيا.

من مميزات الواى ماكس انك تستطيع أن تغير بين ال vendors المصنعين لأجهزة الواى ماكس
فيمكنك شراء ال CPE أو الأجهزة التى تكون عند المشترك من شركة ما فى حين أن ال base station تكون
من شركة أخرى تماما وهذا هو معنى كلمة ال wimax أى Wireless Interoperability for Microwave Access

http://electroarab.com/vb/imgcache/187.jpg

يبدأ تردد الطيف الترددي من 9 كيلو هرتز إلى الحد الأعلى الذي يمتد إلى 3000 جيجاهيرتز، ويمكن أن
تستفيد الكثير من الجهات من هذه الطيف لإجراء علميات الاتصال اللاسلكي على سبيل المثال أنظمة الهاتف
النقال العامة وأنظمة اللاسلكي المتنقلة المختلفة التي تستخدمها الشرطة وإدارات مكافحة الحريق والإسعاف
وشركات التاكسي ووكالات الأمن الاستراتيجي، حيث تمثل هذه
الأنظمة المختلفة تطبيقات متنوعة للخدمة اللاسلكية المتنقلة.
تضع كل دولة مجموعة من الإجراءات الفنية والإدارية لضمان الأداء المنظم والفعال للخدمات اللاسلكية
والتأكد من عدم حدوث تداخلات تخل بعملية الاتصال وتؤدي إلى تردي الأداء والإضرار بمصالح المستخدمين..
كما هو معلوم أن الترددات اللاسلكية لا تحدها الحدود الجغرافية، لذا فإن أنشطة إدارتها تتسم بالعالمية
وتتم وفقاً لأنظمة الراديو الدولية الصادرة عن الاتحاد الدولي للاتصالات وهو إحدى
الوكالات المتخصصة للأمم المتحدة ويختص بشتّى أمور الاتصالات على المستوى العالمي.
إن مقدمي خدمة الإنترنت اللاسلكي WISP سوف يكونون على موعد مع الربح وبدرجة كبيرة
لأنهم ليسوا مطالبين بأي نفقات مادية أو استثمارات رأس مالية للاستفادة من الطيف الترددي.

الواى ماكس مقارنة بالأنظمة الأخرى

http://electroarab.com/vb/imgcache/188.jpg

التوقعات تشير إلى أن هذا سيؤدي إلى انخفاض كبير في تكاليف الاتصالات
الهاتفية والاتصال بشبكة الإنترنت.
هذه التوقعات الكبيرة المحاط بها نظام WiMAX في حال أصبحت حقيقة سوف تسبب الكثير من الإزعاج
لشركات الاتصالات التي احتكرت سوق الاتصالات لعقود مضت قدمت خدمات لم تصل إلى رضا المستخدمين.
يحمل نظام WiMAX الكثير من الوعود والأحلام بل ان بعض المختصين يرى انه سيلغي تماما الحاجة للجيل الثالث من
الهواتف النقالة كما يرى رئيس مجلس إدارة شركة الاكاتيلن فهو يقدم نظام الصوت عبر برتوكول الإنترنت VOIP الذي
سيجعل إمكانية نقل الصوت أي المكالمات الهاتف وخدمة التلفاز عبر برتوكول الإنترنت TVOIP مما يعني إمكانية نقل البث التلفزيوني
لا سلكيا. شركة سامسونج وخلال مشاركتها في معرض سيبت في ألمانيا مؤخرا عرضت
أول هاتف نقال تستفيد من نظام WiMAX في نسخته الأولى أتاح الجهاز إمكانية الاتصال المباشر على مسافة 1 كم

دون الحاجة لأي أجهزة مساعدة. كما ان هناك الملايين من الدولارات تنفق حاليا على تطوير هذا النظام
للاستفادة منه في تغير حياتنا اليومية وجعل الناس على اتصال دائم مع أهلهم وذويهم في أي مكان واي زمان مجانا.

شكل ال base station التى من خلالها يتم إرسال الخدمة للمشتركين:

http://electroarab.com/vb/imgcache/189.jpg

وهذه ال base station تكون متصلة بال outdoor and sector antenna

http://electroarab.com/vb/imgcache/190.jpg

شكل التوصيل بين base station or indoor unit وال IF and RF part or outdoor unit

http://electroarab.com/vb/imgcache/191.jpg

شكل الهوائى الذى يتم تركيبه عند العميل لإستلام الخدمة:

http://electroarab.com/vb/imgcache/192.jpg

شكل التوصيلة من هوائى الإستقبال عند المشترك إلى جهاز الكمبيوتر الخاص به أو الشبكة

http://electroarab.com/vb/imgcache/193.jpg

وتعد شركة Redline communications الكندية من أول
وأهم الشركات العالمية الرائدة فى تصنيع هذه التكنولوجيا.