وای‌مکس

وایمکس (به انگلیسی: WiMAX) یا هم‌کُنش‌پذیری جهانی برای دسترسی ریزموج (به انگلیسی: WorldWide Interoperability for Microwave Access)، پروتکل ارتباطی برای دسترسی پهن‌باند بی‌سیم بر پایه استاندارد IEEE ۸۰۲٫۱۶ است. وای‌مکس امکان دسترسی به اینترنت را به هردو صورت ثابت و کاملاً سیار در یک ناحیهٔ گسترده فراهم می‌آورد (۲۰۱۰). آخرین بازبینی وای‌مکس امکان دسترسی با نرخ انتقال داده ۴۰ مگابیت بر ثانیه را عرضه می‌کند. با استاندارد IEEE ۸۰۲٫۱۶ انتظار می‌رود که سرعت انتقال تا یک گیگابیت بر ثانیه افزایش یابد. نام وای‌مکس توسط انجمن وای‌مکس انتخاب شد که در سال ۲۰۰۱ برای ارتقای همنوایی و همکنش‌پذیری این استاندارد تأسیس شد. این انجمن وای‌مکس را به عنوان یک فناوری برپایه استاندارد تعریف می‌کند که امکان دسترسی بی‌سیم پهن‌باند را به عنوان جایگزینی برای کابل و خطوط DSL ارائه می‌دهد.

واژه‌شناسی

منظور از واژه وایمکس پیاده سازیهای همکنش پذیر استاندارد آی‌تریپل‌ئی ۸۰۲٫۱۶ برای شبکه‌های بی سیم است (که به تصویب انجمن وایمکس رسیده‌است) و از این نظر به وای-فای شباهت دارد که شامل پیاده سازیهای همکنش پذیر استاندارد آی‌تریپل‌ئی ۸۰۲٫۱۱ می‌شود.
انجمن وایمکس گواهینامه‌هایی صادر می‌کند که به موجب آن فروشندگان می‌توانند محصولات خود را با گواهی وایمکس به فروش برسانند.بدین ترتیب محصولات فروشندگان مختلفی که گواهی وایمکس می‌گیرند اگر در یک پروفایل باشند می‌توانند با یکدیگر کارکنند و سطحی از همکنش‌پذیری پدید می‌آید.
استاندارد IEEE 802.16 پایه وایمکس است اگرچه گاهی به صورت محاوره‌ای از این استاندارد هم به عنوان وایمکس یاد می‌شود. از استاندارد IEEE 802.16d به نام وایمکس ثابت و از استاندارد IEEE 802.16e به نام وایمکس سیار یاد می‌شود.

پهن باند(Broadband)

شرکتهای متعددی در حال به‌کارگیری وایمکس برای ارائه اتصال پهن باند به هر دو صورت سیار و خانگی در سراسر نقاط شهرها و کشورهای مختلف هستند. در بسیاری از موارد این موضوع سبب بروز رقابت در بازارهایی که پیش از این تنها از فناوریهای دی اس ال و مشابه آن استفاده می‌کردند شده‌است.
علاوه بر این هزینه نسبتاً پایین پیاده‌سازی یک شبکه وایمکس (در مقایسه با جی‌اس‌ام، فیبرنوری و دی اس ال) امکان دسترسی پهن باند را در مناطقی که از لحاظ اقتصادی امکانپذیر نبوده‌اند را فراهم می‌سازد.

بک هال(Backhaul)

وایمکس می‌تواند جایگزینی برای فناوریهای تلفن همراه مانند جی اس ام(GSM) و سی دی ام ای(CDMA) باشد. وایمکس ثابت نیز به عنوان فناوری بک هال بی سیم برای شبکه‌های 3G, 2G و 4G در کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه محسوب می گردد.
با استفاده از وایمکس می‌توان اتصالهای نقطه به نقطه به طول 30 مایل(50 کیلومتر) و با نرخ انتقال داده‌ای که می‌تواند از چندین خط E1 و T1 پشتیبانی کند ایجاد کرد و بدین ترتیب از این فناوری برای اتصال ایستگاههای پایه به مراکز سوییچینگ استفاده نمود. ترافیک شبکه‌های تلفن همراه (سلولی) ترکیبی از صدا و داده است که ویژگی QoS ذاتی وایمکس برای این کاربرد بسیار مناسب است.

سرویس سه گانه(Triple-Play)

وایمکس با پشتیبانی از فناوریهایی چون کیفیت سرویس (QoS) و چندپخشی امکان ارائه سرویسهای سه‌گانه را فراهم می‌کند. از این رو اپراتور وایمکس می‌تواند علاوه بر دسترسی پهن باند سریع به اینترنت، سرویسهای VOIP و IPTV را نیز به مشتریان عرضه کند.

شبکه‌های بانکی

بانکهای بزرگ می‌توانند برای اتصال شعبه‌ها و دستگاه‌های خودپرداز به یکدیگر از شبکه‌های خصوصی وایمکس استفاده کنند. این بانک‌ها معمولاً در نواحی وسیعی گسترده شده‌اند و نیاز به امنیت و پهنای باند بالا دارند که ویژگی‌های ذاتی وایمکس این نیاز را برطرف می‌سازد.
علاوه بر این‌ها وایمکس می‌تواند در بسیاری از شبکه‌های خصوصی و عمومی دیگر مانند محوطه دانشگاه‌ها، محیط‌های آموزشی، شبکه‌های ایمنی عمومی (مانند آتش نشانی و پلیس) نیز به کاررود.

بهینه‌سازی هزینه‌ها

از دیدگاه سرمایه‌گذاری، توان عملیاتی(throughput) بالا و استفاده بهینه از طیف فرکانسی به اپراتور این امکان را می‌دهد که ترافیک بیشتری را منتقل کرده و تعداد ایستگاه پایه کمتری برای حجم داده مشخص مورد نیاز باشد. تعداد BSهای کمتر، هزینه‌های سرمایه ای شبکه را کاهش می‌دهد و هزینه نگهداری تجهیزات شبکه نیز پایین می‌آید که باعث پایین آمدن هزینه‌های عملیاتی نیز می‌گردد. همچنین به جهت ارزان تر بودن حق لیسانس برای فضای فرکانسی در مقایسه با سایر فناوری‌ها مانند UMTS نسل ۳ هزینه سرمایه‌ای نسبت به این فناوری‌ها پایین می‌آید که به دنبال آن نرخ تعرفه سرویس‌ها نیز کاهش می یابد.

اتصال به وایمکس

دستگاههای متعددی در بازار وجود دارند که امکان اتصال به شبکه وایمکس را فراهم می‌کنند. به این دستگاه‌ها «تجهیزات سوی مشتری» (CPE) یا «واحد اشتراکی» (Subscriber Unit) می گویند.
تمرکز بر روی واحدهای سیار در حال افزایش است. از جمله این واحدهای سیار تلفن‌های همراه هوشمند، دانگل‌های یو اس بی، و دستگاه‌های تعبیه شده در لپ‌تاپ‌ها هستند که امکان اتصال به اینترنت سیار را عرضه می‌کنند. برای تحقق همکنش‌پذیری جهانی، انجمن وایمکس با اعطای گواهینامه‌هایی دستگاه‌ها را تأیید می‌کند. لیستی از دستگاه‌های تأیید شده وایمکس در وبگاه انجمن وایمکس موجود است.

مودم‌های یو اس بی قابل حمل

مودم‌های یو اس بی( مودم دانگل) فراوانی در بازار موجود است که امکان اتصال به شبکه وایمکس را فراهم می‌کنند. معمولاً این مودم‌ها آنتن‌های چند سویه‌ای هستند که دریافت ضعیفتری نسبت به سایر دستگاه‌ها دارند و در نقاطی که پوشش مناسبی داشته باشند قابل استفاده‌اند.

تلفن‌های همراه وایمکس

شرکت اچ‌تی‌سی اولین تلفن همراه وایمکس را به نام «Max 4G» در 12 نوامبر 2008 روانه بازار کرد. این تلفن تنها در بازارهای محدودی در روسیه عرضه می شد.
اچ تی سی دومین تلفن همراه با قابلیت وایمکس را به نام «Evo 4G» در کنفرانس CTIA در لاس وگاس در 23 مارس 2010 ایجاد نمود که از تاریخ 4 ژوئن 2010 در دسترس عموم قرار گرفت. این گوشی از قابلیت اتصال 3G و وایمکس 4G را به همراه امکان ارتباط داده‌ای و صوتی هم‌زمان برخوردار است.

لایه فیزیکی

نسخه اولیه استانداردی که وایمکس برآن بنا شد، آی‌تریپل‌ئی ۸۰۲٫۱۶ بود که لایه فیزیکی آن در دامنه 10 تا 66 گیگاهرتز عمل می‌کرد. IEEE802.16a در سال 2004 با افزودن مشخصاتی برای محدوده 2 تا 11 گیگاهرتز به نام IEEE802.16-2004 به روز رسانی شد. IEEE802.16-2004 نیز به نوبه خود در سال 2005 به IEEE802.16e-2005 به روزرسانی شد که در آن به جای استفاده از OFDM با 256 حامل(که از 200 تای آن‌ها استفاده می شد) از SOFDMA مقیاس پذیر استفاده شد. نسخه‌های پیشرفته تر شامل IEEE 802.16e پشتیبانی از آنتن‌های چندگانه را با استفاده از MIMO مقدور می سازند که این امر منافع بالقوه‌ای در جهت پوشش، نصب شخصی، مصرف الکتریسیته، استفاده مجدد از فرکانس و کارایی پهنای باند را در بر دارد.

لایه کنترل دسترسی به رسانه ( پیوند داده)

لایه کنترل دسترسی به رسانه (MAC) در وایمکس از یک الگوریتم زمانبندی استفاده می‌کند که در آن هر ایستگاه مشترک نیاز دارد که تنها یک بار برای ورود اولیه به شبکه به رقابت بپردازد. پس از اینکه اجازه ورود به شبکه داده شد یک چاک (slot) دسترسی به ایستگاه پایه برای ایستگاه مشترک تخصیص می یابد. چاک زمانی ممکن است بزرگتر یا کوچکتر شود اما همواره در اختیار ایستگاه مشترک باقی می‌ماند و سایر مشترکین نمی‌توانند از آن استفاده کنند.

وضعیت کنونی وایمکس در جهان

تا تاریخ ژوئن 2010، در مجموع 593 شبکه وایمکس در ۱۴۹ کشور دنیا پیاده‌سازی شده‌اند که از این میان 117 مورد در آفریقا،117 مورد در امریکای لاتین و مرکزی، 113 مورد در آسیا و اقیانوسیه، 86 مورد در اروپای شرقی، 78 مورد در اروپای غربی، 53 مورد در آمریکا و کانادا و 29 مورد در خاورمیانه صورت گرفته‌است.بنا به گزارش‌ها تا پایان سال 2009 میلادی، در سراسر دنیا 621 میلیون نفر در محدودهٔ پوشش وایمکس قرار داشته‌اند.

وایمکس در ایران

در ایران برندگان مزایده وایمکس شرکت‌های داتک تلکام، صنایع ارتباطی پایا و مبین نت در ۳۰ استان، ایرانسل (اپراتور تلفن همراه سراسری) در استان‌های تهران، آذربایجان شرقی، اصفهان، خراسان رضوی، فارس و خوزستان، اسپادان (اپراتور تلفن همراه اصفهان) در استان اصفهان و رایانه دانش گلستان در استان گلستان می‌باشند.
بنا به اعلام سایت ایرانسل ، مناطق تحت پوشش وایمکس ، استان‌های تهران، البرز، اصفهان، آذربایجان شرقی، خراسان رضوی،  خوزستان و فارس می‌باشند.
بنا به گزارش خبرگزاری ایسانا تا پایان سال ۱۳۸۹، طی یک قرارداد ۵۰ میلیون دلاری کل تهران تحت پوشش وایمکس قرار خواهد گرفت که در این سرویس نیز همانند سرویس ADSL پهنای باند محدود خواهد بود.