WiMAXدر برابر 3G

صدای پای تکنولوژی..
به موازات پیشرفت در فناوری های مرتبط با تلفن همراه، بخش ارتباطات بی سیم باند وسیع نیز پس از عرضه موفقیت‌آمیز نسخه تجاری استاندارد IEEE 802.11یعنی Wi-Fi،نسخه تجاری استاندارد IEEE 802.16 یعنی WiMax را به دنیای ارتباطات معرفی کرد.این فناوری در حال باز‌کردن جای پای خود در بازار است بویژه آنکه استاندارد 802.16-2004 که از WiMax با دسترسی ثابت پشتیبانی می‌کند، موفقیت‌هایی در عرصة فناوری‌های دسترسی باند وسیع داشته است.

اما قصه Wimax در نسخه ثابت آن خلاصه نمی شود،بلکه استاندارد e 802.16 که از WiMax با دسترسی متحرک پشتیبانی می‌کند (WiMax سیار) از قالب یک تکنولوژی دسترسی باند وسیع فراتر رفته و خود را به عنوان رقیب شبکه‌های نسل سوم معرفی کرده است.در واقع به علت عملکرد و قابلیت‌های Wimax ، چندی است که ادعای تهدید 3 Gو سرویس‌های نسل سوم ارتباطات سیار به‌وسیلة این فناوری از سوی برخی صاحبنظران و تحلیلگران مطرح می گردد.ادعایی که توجه بسیاری از کارشناسان و شرکت های مخابراتی را به خود جلب کرده و سبب تردیدهایی در تصمیم برخی از شرکتهای مخابراتی مبنی بر سرمایه گذاری بر روی شبکه های نسل سوم شده است.

این رقابت از کجا آغاز شد؟
پس از عرضه Wimax ثابت، و با معرفی WiMax سیار و وعده قابلیت های فراوان آن، دیری نگذشت که WiMax به دغدغه بسیاری از شرکت‌های مخابراتی تبدیل شد. در واقع شرکت‌های سرویس‌دهندة باند وسیع و فراهم‌کنندگان دسترسی سیمی و بی‌سیم ثابت در تلاش‌اند تا با معرفی قابلیت‌های WiMax از یک سو سهمی از بازار باند وسیع به‌دست آورده و از سویی دیگر با زمینه سازی برای ورود WiMax سیار تا سهمی از بازار چند صد میلیارد دلاری تلفن همراه را نیز به خود اختصاص دهند. این در حالی است که بسیاری از شرکت‌های فراهم‌کنندة دسترسی سیار که WiMax (مخصوصاً سیار آن را ) به‌عنوان تهدیدی جدی برای بازار خود می‌بیند، یا برای به دست آوردن و وارد کردن خود به‌عنوان صاحب سهم در این عرصه تلاش می‌کنند و یا اینکه حتی در مواردی سعی در سنگ‌اندازی در این حوزه دارند.

آمار چه می گویند..
در باب مقایسه WiMax و3G مقالات زیادی نوشته شده است که در آنها مواردی چون باند فرکانسی،در دسترس بودن و هزینه حق مجوز،نرخ انتقال دیتا،گستره ای که هر سلول می تواند پوشش دهد،تولید تجهیزات و هندست ها،سرمایه گذاری های لازم و.. برای هر یک مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. اگر بخواهیم به طور خلاصه این موارد را مورد بررسی قرار دهیم نکات زیر در این باب قابل تامل است:

• هزینه اخذ مجوز: در این زمینه برتری مطلق با WiMax سیار است. حق لیسانس 3G در دنیا صدها برابر WiMax است بطوری که در مناطقی این اختلاف به بیش از 1000 برابر هم می رسد

• نرخ انتقال داده: به نظر می رسدWiMax سیار بتواند نرخ انتقال داده ای بیش از 3G را در اختیار کاربران بگذارد.به عنوان نمونه در یک کانال 5MHz برای WiMaxنرخ داده 16.8Mbps در برابر 10Mbps شبکه های نسل سوم اعلام شده است.

• هزینه‌های سرمایه‌گذاری(CAPEX) : در این بخش میان تحلیل گران،موافقان و مخالفان WiMax اختلافاتی وجود دارد.شاید در این میان تحلیل موسسات بی طرف مطالعاتی به واقع نزدیک تر باشد.بنا به تحلیلی که اخیراً از سوی موسسه Pyramid انتشار یافته خاطر نشان شده است که اگر چه هزینه ایستگاههای پایه (BS) در WiMax ارزانتر از 3G است اما به دلیل عملکردن در فرکانس بالاتر و بیشتر بودن اتلاف در این فرکانسها برای رسیدن به نرخ دیتایی معین در گستره ای معین به تعداد بیشتری BS نیاز است.

• هزینه های عملیاتی(OPEX): از این نظر بنا به آمار موسسه Pyramid برتری از آن WiMax سیار است.WiMaxسیار به دلیل برخورداری از ساختاری تماماً IP هزینه های عملیاتی آن تا 30 درصد کمتر است.

• مزیت تولید انبوه تجهیزات: تاکنون شرکتهای بسیاری به تولید تجهیزات 3G اقدام کرده اند که این مساله موجب کاهش قیمت آنها نسبت به سالهای پیشین شده است .در حالیکه تولید تجهیزات WiMax سیار علی رغم داشتن استاندارد واحد-که یک مزیت برای آن به شمار می آید-هنوز به مرحله تولید انبوه نرسیده و قیمت های آن طبعاً بالاست.

• در دسترس بودن پایانه مناسب و هندست: تولید گوشی‌‌های سازگار با شبکه‌های نسل سوم علاوه بر تنوع باعث کاهش قیمت این ادوات نیز شده است،که برای کاربران نهایی مساله بسیار مهمی است.این در حالی است که در این بخش WiMax سیار راهی طولانی برای رسیدن به جایگاه فعلی 3G دارد.

و اما تحریم…
WiMax نیز هرچند یک فناوری بین المللی به شمار می رود اما بیشتر از فناوری های تلفن همراه و حتی 3G به کشورهایی چون آمریکا وابسته است.حتی تعدادی از شرکتهای سازنده تجهیزات چون Alvarion-علی رغم ظاهر چند ملیتی خود- اسرائیلی اند.تاثیر مساله تحریم از هم اکنون که کشور ما در فاز تصمیم گیری و مطالعه بر روی این فناوری است کاملاً برای ما ـ که بیش از یک سال است در این حوزه به بررسی و مطالعه پرداخته ایم ـ محسوس بوده است و قطعاً در آینده نیز ادامه خواهد داشت.

تعامل بهتر از تقابل!!
به دلیل بکارگیری بسیاری از تکنیک های پیشرفته مخابراتی،اصلاً دور از انتظار نیست که WiMax بخشی از شبکه‌های سلولی نسل بعد شود.بنابراین WiMax – اگر ادعا نکنیم به طور کامل – حداقل می تواند به عنوان بخشی از شبکه‌های سلولی نسل 5/3 یا 4 بکار گرفته شود.
از سوی دیگر، این امکان وجود دارد که نقاط دسترسی WiMax به شبکه هستة 3G متصل شود و به این ترتیب WiMax به‌عنوان شبکه دسترسی اضافی برای 3G عمل کند.پس به نظر می رسد فرضیه تعامل شبکه های WiMax با شبکه های نسل سوم ارتباطات سیار بیشتر از فرضیه تقابل این شبکه ها با هم امکان وقوع داشته باشد.

کاربران، برنده نهایی..
یک نکته کلیدی وجود دارد که شاید تاکنون به آن توجه چندانی نشده باشد و آن اینکه هر چه رقابت بین WiMax و سیار داغتر شود موجب تلاش متولیان و فعالان هر دو فناوری برای ارتقاء کیفیت و کاهش قیمت محصولات و سرویس هایشان خواهد شد و این مساله یعنی منتفع شدن بیشتر کاربران. پس در یک جمله می‌توانیم بگوییم:کاربران برنده نهایی و اصلی این میدان خواهند بود.

منبع: گروه علمی-تحلیلی طیف

آشنایی با هاب و نحوه عملکرد آن

هاب از جمله تجهیزات سخت افزاری است که از آن به منظور برپاسازی شبکه‌های کامپیوتری استفاده می شود . گرچه در اکثر شبکه‌هائی که امروزه ایجاد می‌گردد از سوئیچ در مقابل هاب استفاده می‌گردد، ولی ما همچنان شاهد استفاده از این نوع تجهیزات سخت افزاری در شبکه‌های متعددی می‌باشیم.

هاب از جمله تجهیزات سخت افزاری است که از آن به منظور برپاسازی شبکه‌های کامپیوتری استفاده می شود . گرچه در اکثر شبکه هائی که امروزه ایجاد می گردد از سوئیچ در مقابل هاب استفاده می گردد، ولی ما همچنان شاهد استفاده از این نوع تجهیزات سخت افزاری در شبکه های متعددی می باشیم . در این مطلب قصد داریم به بررسی هاب و نحوه عملکرد آن اشاره نمائیم . قبل از پرداختن به اصل موضوع لازم است در ابتدا با برخی تعاریف مهم که در ادامه بدفعات به آنان مراجعه خواهیم کرد ، بیشتر آشنا شویم.
▪ Domain : تمامی کامپیوترهای عضوء یک domain هر اتفاق و یا رویدادی را که در domain اتفاق می افتد ، مشاهده و یا خواهند شنید .
▪ Collision Domain : در صورت بروز یک تصادم ( Collision ) بین دو کامپیوتر، سایر کامپیوترهای موجود در domain آن را شنیده و آگاهی لازم در خصوص آن چیزی که اتفاق افتاده است را پیدا خواهند کرد . کامپیوترهای فوق عضوء یک Collision Domain یکسان می باشند. تمامی کامپیوترهائی که با استفاده از هاب به یکدیگر متصل می شوند ، عضوء یک Collision Domain یکسان خواهند بود ( بر خلاف سوئیچ ) .
▪ Broadcast Domain : در این نوع domain ، یک پیام broadcast ( یک فریم و یا داده که برای تمامی کامپیوترها ارسال می گردد) برای هر یک از کامپیوترهای موجود در doamin ارسال می گردد . هاب و سوئیچ با موضوع broadcast domain برخورد مناسبی نداشته ( ایجاد حوزه های مجزاء ) و در این رابطه به یک روتر نیاز خواهد بود .
به منظور برخورد مناسب ( ایجاد حوزه های مجزاء ) با collision domain ، broadcast domain و افزایش سرعت و کارائی یک شبکه از تجهیزات سخت افزاری متعددی استفاده می شود . سوئیچ ها collision domain مجزائی را ایجاد می نمایند ولی در خصوص broadcast doamin بدین شکل رفتار نمی نمایند . روترها ، broadcast domain و collision domain مجزائی را ایجاد نموده و در مقابل هاب ، قادر به ایجاد broadcast doamin و Collision domain جداگانه نمی باشد . شکل زیر یک نمونه هاب هشت پورت را نشان می دهد ( D-Link DE-۸۰۸TP ۱۰Mbps Ethernet ۸-Port Mini-Hub ) .
● آشنائی با نحوه عملکرد هاب
هاب ، یکی از تجهیزات متداول در شبکه های کامپیوتری و ارزانترین روش اتصال دو و یا چندین کامپیوتر به یکدیگر است . هاب در اولین لایه مدل مرجع OSI فعالیت می نماید . آنان فریم های داده را نمی خوانند ( کاری که سوئیچ و یا روتر انجام می دهند ) و صرفا" این اطمینان را ایجاد می نمایند که فریم های داده بر روی هر یک از پورت ها ، تکرار خواهد شد.
گره هائی که یک اترنت و یا Fast Ethernet را با استفاده از قوانین CSMA/CD به اشتراک می گذارند ، عضوء یک Collision Domain مشابه می باشند . این بدان معنی است که تمامی گره های متصل شده به هاب بخشی از Collision domain مشابه بوده و زمانی که یک collision اتفاق می افتد ، سایر گره های موجود در domain نیز آن را شنیده و از آن متاثر خواهند شد .
کامپیوترها و یا گره های متصل شده به هاب از کابل های ( UTP (Unshielded Twisted Pair ، استفاده می نمایند. صرفا" یک گره می تواند به هر پورت هاب متصل گردد. مثلا" با استفاده از یک هاب هشت پورت ، امکان اتصال هشت کامپیوتر وجود خواهد داشت .زمانی که هاب ها به متداولی امروز نبودند و قیمت آنان نیز گران بود ، در اکثر شبکه های نصب شده در ادارات و یا منازل از کابل های کواکسیال، استفاده می گردید.
نحوه کار هاب بسیار ساده است . زمانی که یکی از کامپیوترهای متصل شده به هاب اقدام به ارسال داده ئی می نماید ، سایر پورت های هاب نیز آن را دریافت خواهند کرد ( داده ارسالی تکرار و برای سایر پورت های هاب نیز فرستاده می شود ) .
گره یک داده ئی را برای گره شش ارسال می‌نماید ولی تمامی گره های دیگر نیز داده را دریافت خواهند کرد . در ادامه ، بررسی لازم در خصوص داده ارسالی توسط هر یک از گره ها انجام و در صورتی که تشخیص داده شود که داده ارسالی متعلق به آنان نیست ، آن را نادیده خواهند گرفت . عملیات فوق از طریق کارت شبکه موجود بر روی کامپیوتر که آدرس MAC مقصد فریم ارسالی را بررسی می نماید ، انجام می شود .کارت شبکه بررسی لازم را انجام و در صورت عدم مطابقت آدرس MAC موجود در فریم ، با آدرس MAC کارت شبکه ، فریم ارسالی دور انداخته می گردد .
اکثر هاب ها دارای یک پورت خاص می باشند که می تواند به صورت یک پورت معمولی و یا یک پورت uplink رفتار نماید . با استفاده از یک پورت uplink می توان یک هاب دیگر را به هاب موجود، متصل نمود. بدین ترتیب تعداد پورت ها افزایش یافته و امکان اتصال تعداد بیشتری کامپیوتر به شبکه فراهم می گردد .روش فوق گزینه ای ارزان قیمت به منظور افزایش تعداد گره ها در یک شبکه است ولی با انجام این کار شبکه شلوغ تر شده و همواره بر روی آن حجم بالائی داده غیر ضروری در حال جابجائی است. تمامی گره ها ، عضوء یک Broadcast domain و collision domain یکسانی می باشند ، بنابراین تمامی آنان هر نوع collision و یا Broadcast را که اتفاق خواهد افتاد ، می شنوند .
در اکثر هاب ها از یک LED به منظور نشان دادن فعال بودن ارتباط برقرار شده بین هاب و گره و از LED دیگر به منظور نشان دادن بروز یک collision ، استفاده می گردد . ( دو LED مجزاء ) . در برخی از هاب ها دو LED مربوط به فعال بودن لینک ارتباطی بین هاب و گره و فعالیت پورت با یکدیگر ترکیب و زمانی که پورت در حال فعالیت است ، LED مربوطه چشمک زن شده و زمانی که فعالیتی انجام نمی شود، LED فوق به صورت پیوسته روشن خواهد بود .
LED مربوط به Collision موجود بر روی هاب ها زمانی روشن می گردد که یک collision بوجود آید . Collision زمانی بوجود می آید که دو کامپیوتر و یا گره سعی نمایند در یک لحظه بر روی شبکه صحبت نمایند . پس از بروز یک Collision ، فریم های مربوط به هر یک از گره ها با یکدیگر برخورد نموده و خراب می گردند . هاب به منظور تشخیص این نوع تصادم ها به اندازه کافی هوشمند بوده و برای مدت زمان کوتاهی چراغ مربوط به collision روشن می گردد . ( یک دهم ثانیه به ازای هر تصادم ) .
تعداد اندکی از هاب ها دارای یک اتصال خاص از نوع BNC بوده که می توان از آن به منظور اتصال یک کابل کواکسیال ، استفاده نمود . پس از اتصال فوق ، LED مربوط به اتصال BNC روی هاب روشن می گردد

منبع:http://www.maghaleh.net/content-344.html

CATV

Head End System

This figure shows a diagram of a simple head-end system. This diagram shows that the head-end gathers programming sources, decodes, selects and retransmits video programming to the distribution network. The video sources to the headend typically include satellite signals, off air receivers, microwave connections and other video feed signals. The video sources are scrambled to prevent unauthorized viewing before being sent to the cable distribution system. The headend receives, decodes and decrypts these channels. This example shows that the programs that will be broadcasted are supplied to encoders and modulators to produce television channels on multiple frequencies. These channels are combined onto a single transmission line by a channel combiner.

Set Top Box Operation

This figure shows a block diagram of a video set-top box. This device converts incoming RF channels into a lower frequency that can be provided to a television. This diagram shows an analog setup box usually involves the conversion of the incoming RF channel frequency to channel 3 or channel 4. The conversion of a digital cable channel is more complex as it requires demodulation, decoding (data decompression), and RF modulation back to a form suitable for a television. Optionally, a digital decryption section and/or video descrambling section may be included.p>

Cable Modem System

This figure shows a basic cable modem system that consists of a head end (television receivers and cable modem system), distribution lines with amplifiers, and cable modems that connect to customers' computers. This diagram shows that the cable television operator's head end system contains both analog and digital television channel transmitters that are connected to customers through the distribution lines. The distribution lines (fiber and/or coaxial cable) carry over 100 television RF channels. Some of the upper television RF channels are used for digital broadcast channels that transmit data to customers and the lower frequency channels are used to transmit digital information from the customer to the cable operator. Each of the upper digital channels can transfer 30 to 40 Mbps and each of the lower digital channels can transfer data at approximately 2 Mbps. The cable operator has replaced its one-way distribution amplifiers with precision (linear) high frequency bi-directional (two-way) amplifiers. Each high-speed Internet customer has a cable modem that can communicate with the cable modem termination system (CMTS) modem at the head end of the system where the CMTS system is connected to the Internet.

Internet Television Service Provider (ITVSP)

This figure shows that ITVSPs are primarily made of computers that are connected to the Internet and software to operate IP television and other services. In this diagram, a computer keeps track of which customers are active (registration) and what features and services are authorized. When call requests are processed, the ITVSP sends messages to gateways via the Internet allowing television channel to be connected to IP televisions, analog television adapters (ATVA), or multimedia computers that are connected to a high speed data network (broadband Internet). These gateways transfer their billing details to a clearinghouse so the ITVSP can pay for the gateway's usage. The ITVSP then can use this billing information to charge the customer for access to television programs and other media sources.

IP Video to Multiple Users

This figure shows how much data transfer rate it can take to provide for multiple IP television users in a single building. This diagram shows 3 IP televisions that require 1.8 Mbps to 3.8 Mbps to receive an IP television channel. This means the broadband modem must be capable of providing 5.4 Mbps to 11.4 Mbps to allow up to 3 IP televisions to operate in the same home or building.

GPRS Protocol Layers

This figure shows how a GSM system can be upgraded to offer GPRS services. This diagram shows that an existing GSM channel is removed, replaced, or upgraded to have GPRS and EDGE/EGPRS modulation and transmission capability. This diagram shows that packet control unit (PCU) must be added to the base station controller (BSC) and packet data switching nodes and gateways must also be added to allow data packets to be routed between mobile devices and data networks (e.g. the Internet).

GPRS Addressing

This figure shows how a GPRS system uses multiple addresses to allow IP datagram packet to transfer between the end user an Internet web sites. This example shows that the end user mobile data device uses its IMSI to communicate with the SGSN. The SGSN links this IMSI to a private IP address that routes the data packets to a gateway router. When the data packets reach the GGSN, they are linked (mapped) to a public Internet address that allows the packet to reach its destination.

Table of Contents

Introduction to GPRS and EDGE

Global System for Mobile Communication (GSM)
General Packet Radio Service (GPRS)
Enhanced Data for Global Evolution (EDGE)
Enhanced GPRS (EGPRS)
Compact GPRS

Upgrading GSM to GPRS and EDGE

GPRS and EGPRS Industry Specifications

Packet Data Services

Mobile Services (M-Services)
Stream Prioritization
Enhanced Messaging Service (EMS)
Multicast Services
Asynchronous Channels
Asymmetric Channels
Quality of Service (QoS)
-Conversation Class
-Streaming Class
-Interactive Class
-Background Class

Short Messaging Services
SMS and GPRS
Location Based Services (LBS)
Packet Data Service Measurement Types
-Data Throughput
-Packet Loss
-Latency
-Jitter

GPRS and EGPRS Devices (Mobile Stations)

Mobile Device Classes
-Class A – Simultaneous Voice and Data
-Class B – Automatic Transfer of Voice and Data
-Class C – Single System Selection
-Dual Transfer Mode (DTM)
-Multi-slot Class

Subscriber Identity Module (SIM)
External Modems (USB or Ethernet)
PCMCIA Air Cards
Embedded Radio Modules
Mobile Telephones
Dual Mode Capability

GPRS and EGPRS Radio

RF Channel Types
Frequency Bands
Frequency Reuse
Frequency Hopping
RF Power Control
Dynamic Time Alignment
Channel Structure
Multi-frame
Coding Schemes (CS)
Encryption
Modulation
Data Packet Encapsulation
Packet Data Channel Sharing

Channels

Physical Channels
-Packet Data Channel (PDCH)

Logical Channels
Traffic Channels
Control Channels
GSM Logical Channels
-Broadcast Channels (BCH)
-Common Control Channels (CCCH)
-Dedicated Control Channels
-General Logical to Physical Channel Mapping for GSM

GPRS Logical Channels
-Packet Broadcast Control Channel (PBCCH)
-Packet Common Control Channels (PCCCH)
-Packet Data Traffic Channel (PDTCH)
-Packet Dedicated Control Channels (PDCCH)
-Compact Mode of GPRS

GPRS and EDGE/EGPRS Network

Base Stations
-Packet Control Unit (PCU)
-Communication Links

Switching Centers
-Mobile Switching Centre (MSC)
-Serving General Packet Radio Service Support Node (SGSN)
-Gateway GPRS Support Node (GGSN)

Network Databases
-Home Location Register (HLR)
-Visitor Location Register (VLR)
-Equipment Identity Register (EIR)
-Charging Gateway (CG)
-Billing Center (BC)
-Authentication Center (AuC)
-SMS Service Center (SC)

Wireless Network System Interconnection
-Public Switched Telephone Network (PSTN)
-Public Packet Data Network (PPDN)
-Interworking Function (IWF)

IP Backbone Network
-GPRS Roaming Exchange (GRX)

Addressing

Mobile Device
-Mobile Station ISDN (MSISDN)
-International Mobile Subscriber Identity (IMSI)
-International Mobile Equipment Identifier (IMEI)
-Temporary Mobile Subscriber Identity (TMSI)
-Temporary Block Flow (TBF)
-Temporary Flow Identifier (TFI)

Infrastructure Addressing
-Access Point Naming (APN)
-GPRS Tunneling Protocol (GTP)
-Tunneling End Point Identifier (TEID)

IP Addressing
-Static and Dynamic (DHCP) Addressing

GPRS and EDGE/EGPRS System Operation

Initialization
Standby State
Initial Assignment/Access
Ready State (Connected Mode)
-Dynamic Allocation
-Extended Dynamic Allocation
-Fixed Allocation
-Packet Acknowledgement

Always-on Condition
Registration Area Updates
GPRS Roaming
Voice Call and Data Session Transfer Operation
Data to Voice (GPRS to GSM)
Transfer Between GPRS and IS-136

GPRS and EGPRS Radio Layers

Physical Layer
Medium Access Control (MAC) Layer
Radio Link Control (RLC) Layer
Logical Link Control (LLC) Layer
Subnetwork Dependent Convergence Protocol (SNDCP)

Future Evolution

Third Generation GSM (3GSM)