اشاره :
نوشتار حاضر سعی دارد با تاكید بر اهمیت غلبه بر معضل "شكاف دیجیتالی" در سطح جهان، فناوری دسترسی بی‌سیم WiMAX را به عنوان یكی از ابزارهای اساسی در رفع معضل فوق مطرح نماید. WiMAX با كاربردهای متعدد و گسترده خود برای تبدیل شدن به فناوری كلیدی در تحقق ایده "جامعه اطلاعاتی برای همه" كه سازمان ملل به شدت آن‌را مورد تاكید و پیگیری قرار داده‌است ظرفیت لازم را دارد. به همین منظور، بیشتر بر قابلیت‌های WiMAX در تحقق اهداف فوق تاكید می‌كنیم و كمتر به مشخصات فنی آن می‌پردازیم. البته جنبه‌های فنی این‌فناوری در شماره‌های پیشین ماهنامه شبكه (از جمله شماره 50) به طور مفصل مورد بررسی قرار گرفته ‌است.

این كه دسترسی به اطلاعات، منجر به رشد و توسعه اقتصادی و اجتماعی می‌شود، ایده جدیدی نیست. گزارش پیوند مفقوده (missing link) كه در سال 1984 منتشر شد به این واقعیت اشاره داشت كه فقدان زیرساختارهای مخابراتی در كشورهای در حال توسعه مانعی برای رشد اقتصادی آن‌ها است. البته گزارش فوق در آن زمان تنها به تلفن و دسترسی به قابلیت‌های آن توجه‌كرده بود. در صورتی‌كه امروزه مفهوم گسترده فناوری‌های ارتباطی و اطلاعاتی (ICT) مد نظر است.

در 1996، ITU پروژه‌ای را  با عنوان "حق ارتباط" آغاز كرد كه هدف آن فراهم‌‌نمودن قابلیت‌های اولیه ICT برای همگان و كاهش فقر اطلاعاتی در كشورهای درحال توسعه اعلا‌م شده‌بود. یعنی همان هدف، فلسفه برگزاری نشست جهانی درباره جامعه اطلاعاتی WSIS را تشكیل ‌داده‌است. در اولین نشست WSIS در شهرژنو (2003)، شكاف دیجیتالی با عبارت "دسترسی نابرابر به فناوری‌های ارتباطی و اطلاعاتی" تعریف شد.

از عبارت "شكاف دیجیتالی" معمولاً برای نشان‌دادن اختلاف میان كشورها استفاده می‌شود. اما همین تعریف به خوبی نشانگر اختلاف سطح به كارگیری فناوری‌های ICT، میان مناطق شهری و روستایی، اقشار برخوردار جامعه و قشر كم‌درآمد و همچنین اقشار تحصیلكرده و كم‌سواد یك كشور است.

آخرین شاخص‌های اندازه‌گیری شده در حوزه‌های گوناگونی همچون تعداد میزبان‌ها و كاربران اینترنت، تلفن‌های‌ ثابت و همراه و مطالعه اختلاف رشد آن‌ها در كشورهای در حال توسعه و پیشرفته، تصویر نه چندان مطلوبی از افزایش شكاف دیجیتالی میان این كشورها را نشان می‌دهند. صرف‌نظر از پارامترهای متعددی كه وجود دارند، افزایش دسترسی و كیفیت زیرساختار فیزیكی مخابرات، عوامل مهم و تعیین‌كننده سطح توسعه كشور‌ها در حوزهICT است.

نگاه دقیق‌تر به آمارهای مراجع رسمی همچون ITU و بانك جهانی، به روشنی نشان می دهد كه شكاف موجود در حوزه دسترسی به ICT، میان كشورهای در حال توسعه و پیشرفته هنوز از ابعاد قابل‌ملاحظه‌ای برخوردار است. مجموعه نمودارهای صفحه بعد نحوه رشد شاخص‌هایی همچون جمعیت، مشتركان تلفن ثابت و همراه، تعداد كامپیوترهای شخصی و كاربران اینترنت را به تفكیك كشورهای پیشرفته، در حال توسعه و كل كشورها نشان می‌دهد. با این توضیح كه در چنین شاخص‌هایی عموماً از مقدار ضریب نفوذ (Penetration Rate) استفاده‌می‌شود كه با تعیین نسبت تعداد كاربران یا دارندگان یك‌فناوری به تعداد كل جمعیت محاسبه می‌شود.

چالش پیش روی توسعه؛ پر كردن شكاف دیجیتالی
ITU در شانزدهم ژوئن سال 2005 سندی با عنوان "همكاری؛ كلید اتصال جوامع" منتشر ساخت كه به طور همزمان حركتی جهانی با نام "متصل ساختن جهان" در راستای اهداف عالی WSIS و تاكید بر تشویق همكاری‌ها به منظور پركردن خلا دیجیتالی را آغاز نمود.

هدف اصلی، دسترس‌پذیر نمودن خدمات ICT برای مردمی است كه تاكنون از امكان برقراری یك مكالمه تلفنی ساده نیز محروم بوده‌اند. مطابق آمارهای موجود، هنوز هشتصد هزار روستا یا به عبارتی سی‌درصد روستاهای جهان، فاقد هر گونه امكان ارتباطی هستند.

در مقابل ، 942 میلیون نفر از ساكنان جهان در كشورهای توسعه یافته، پنج‌برابر بهتر و آسان‌تر به خدمات تلفن ثابت و همراه دسترسی دارند نُه برابر بهتر از خدمات دسترسی به اینترنت برخوردارند و سیزده برابر صاحب كامپیوترهای شخصی می‌باشند و تمام این‌ها در حالی است كه تنها پانزده‌درصد جمعیت جهان را تشكیل می دهند.

در حالی كه برخی منحنی‌های رشد و توسعه در یك دوره ده‌ساله بهبود نسبی در شكاف اطلاعاتی میان داراها و ندارها را نشان می‌دهد. اختلاف وضعیت در داخل مرزهای كشورها و میان نقاط شهری و روستایی هم چندان رضایت بخش نیست.

مجموعه نمودارهای مشخص‌كننده فاصله كشورهای پیشرفته و در حال توسعه در استفاده از ICT بین سال‌های 1992 تا 2002
 

WiMAX؛ فرشته نجات‌
انجمن WiMAX، به عنوان یكی از عوامل موثر، همواره در پی ارائه فناوری‌های استانداردی بوده است تا اهداف عالی سازمان ملل را درباره برآورده‌سازی حداقل دستیابی به خدمات ICT برای همگان فراهم سازد. اهدافی كه حق ایجاد، دسترسی و بهره‌برداری از اطلاعات و دانش را برای همگان محفوظ می‌داند تا به این ترتیب قابلیت‌های بالقوه فعال شوند و كیفیت زندگی به سطح قابل قبولی ارتقا یابد. به عبارت دقیق‌تر، فناوری بی‌سیم WiMAX، به خوبی دو  هدف از مهم‌ترین اهداف اجلاس WSIS را برای سال 2015 برآورده می سازد:

هدف یكم:  اتصال روستاها به خدمات ICT و برقراری نقاط دسترسی جمعی (Community Access Point)

هدف دوم: اطمینان از این‌كه نیمی از ساكنان جهان به خدمات ICT در محل سكونت خود دسترسی خواهند داشت. با این فرض كه تعداد تقریبی كاربران اینترنت در سال 2002 در حدود ششصد میلیون بوده است؛ یعنی كمتر از ده درصد جمعیت جهان.

موانع توسعه دسترسی پرظرفیت به خدماتICT 
دلایل بسیاری را برای این‌كه چرا تا به حال دسترسی پرظرفیت بیشتر مختص كشورهای پیشرفته و آن‌هم نقاط شهری بوده‌‌است، می‌توان  برشمرد كه در راس آن‌ها محرك‌های تكنیكی و اقتصادی قرار دارند.

با اقتصاد شروع می‌كنیم. فراهم‌كنندگان خدمات و اپراتورها مانند صاحبان هر كسب و كار تجاری دیگری، نقاط پرجمعیت را در اولویت برنامه‌های خود قرار می‌دهند. طبیعتاً شهرها و حومه آن‌ها با خیل عظیم مشتریان بالقوه در اولویت بیشتری نسبت به مناطق دور‌افتاده و پراكنده قرار دارند.

بنابراین در‌حالی‌كه نواحی شهری كشورهای توسعه یافته هر روز از ارتباطات پرسرعت بیشتری برخوردار می‌شوند، نواحی دور‌افتاده در كشورهای در حال توسعه هنوز در گام اول یعنی دستیابی به ارتباطات تلفنی درجا می‌زنند. به‌علاوه، در‌حالی‌كه كشورهای توسعه‌یافته دارای زیرساختار اولیه، آن‌هم نه تنها در حوزه مخابرات بلكه در سایر حوزه‌های مرتبط همچون زیرساختارهای توزیع برق و ارتباطات جاده‌ای و ... هستند، كشورهای توسعه‌نیافته یا كمتر توسعه یافته از كمبود حداقل امكانات در رنجند و مهم‌تر آن‌كه، منابع مالی لازم برای ایجاد و بهره‌گیری از خدمات پیشرفته نیز وجود ندارد و این همان چیزی است كه با نام "عامل تقاضا" از آن یاد می‌شود.

در حوزه فناوری نیز تا به حال فناوری‌های دسترسی موجود چه به صورت سیمی و چه به صورت بی‌سیم، محدودیت‌هایی را در بر داشته‌اند. برای مثال می‌توان به محدودیت فاصله حداكثر شش كیلومتر تا مركز مخابراتی برای مودم‌های ADSL و یا محدودیت وجود "خط دید (LoS )" برای نقاط اتصال به شبكه‌های بی‌سیم، اشاره كرد.
البته راه‌حل‌هایی برای غلبه بر این محدودیت‌ها وجود دارد. برای نمونه دسترسی از طریق فیبرنوری، اتصالات مایكروویو، استفاده از واحدهای سوییچینگ دوردست (RSU) و ... . ولی همواره هزینه‌های اضافی نیز به وجود خواهند آمد كه مستقیما برنامه تجاری را تحت تاثیر قرار می‌دهند. این عامل را نیز با نام "عامل هزینه" می‌شناسیم.

همان‌طور كه در نمودار شكل 1 نشان داده شده است ITU  نیز دو عامل هزینه و تقاضا را به عنوان موانع اصلی بر سر راه توسعه دسترسی پرظرفیت شناسایی نموده است.

 
شكل 1- موانع موجود بر سر توسعه دسترسی پرظرفیت در كشورها (دیدگاه ITU )
 

WiMAX؛ پاسخی نوین به چالش‌های شكاف دیجیتالی‌
WiMAX یك فناوری بی‌سیم باند پهن (پرظرفیت) است كه از جانب صنایع كامپیوتر و مخابرات حمایت می‌شود. این‌فناوری به شكلی طراحی شده كه آخرین گونه‌های خدمات ثابت و سیار اعم از VoIP ،IT و ویدیو را با هزینه‌ای بسیار پایین ارائه دهد. سیستم‌های WiMAX قادر به پوشش مناطق وسیع جغرافیایی تا پنجاه كیلومتر و ارائه میزان تبادل اطلاعاتی تا حد 72 مگابیت در ثانیه به كاربر خود می‌باشند.

كلمه WiMAX از حروف آغازین كلماتی برگرفته شده كه به معنی كار بینابین جهانی در راستای دسترسی مایكروویو است، این‌فناوری مبتنی بر استاندارد IEEE 802.16 است و انجمنی به همان نام، مسئول تایید كاركرد تجهیزات با یكدیگر و  با فناوری مشابه اروپایی موسوم به ETSI HiperMAN است. 

WiMAX در مقایسه با سایر راه‌حل‌های دسترسی سیمی (مانند ADSL) و بی‌سیم (مانند ارتباطات ماهواره)، ابزار مقرون به صرفه‌ای برای فراهم‌كنندگان خدمات برای در دسترس قرار‌دادن خدمات ICT پر‌ظرفیت، به میلیون‌ها مشتری بالقوه محسوب می‌شود. مزایای این‌فناوری برای كشورهای درحال توسعه و مناطق دور افتاده روستایی حتی پررنگ‌تر خواهد‌بود. چرا كه سطح قابل پوشش، كارایی، قابلیت اطمینان، ظرفیت و كاربردهای گسترده‌تر را در اختیار می گذارد.  از دیگر ویژگی‌های این فناوری، می‌توان به موارد زیر اشاره كرد:

سهولت نصب‌
نصب آسان یكی از عوامل كاهش هزینه به كارگیری این فناوری در كشورهای كمتر توسعه یافته است. اساساً نواحی دورافتاده كه شامل روستاها و مزارع پراكنده می‌شود، ایجاد هر گونه زیرساختی را بسیار پر‌هزینه می‌سازد. كمبود یا نبود سایر زیرساختارهای ارتباطی همچون جاده، خطوط انتقال نیرو و شرایط جوی نامساعد همچون رطوبت بالا، بر مشكلات می افزاید.

WiMAX قادر است در هر دو حالتِ دید‌مستقیم و بدون دید مستقیم (NLoS/LoS) كار كند. به این ترتیب فراهم‌كنندگان خدمات ارتباطی قادر به پوشش‌دهی نواحی مورد نیاز با هر دو سناریو هستند. امكان نصب تجهیزات سمت مشتری در داخل خانه و به وسیله استفاده‌كننده نهایی، هزینه‌های لازم برای اعزام كارشناسان نصب را به حداقل می‌رساند.

پوشش گسترده‌تر
یكی دیگر از الزامات فراهم‌كنندگان، پوشش كامل كلیه مشتریان بالقوه در حوزه یك ایستگاه است. WiMAX برخلاف بسیاری از فناوری‌های دسترسی بی‌سیم باند‌پهن موجود كه تنها مشتریان دارای دید مستقیم را پوشش می‌دهند، به كمك‌فناوری انتقال رادیویی OFDM قادر به پوشش بدون "دید مستقیم" تا فاصله پانزده كیلومتر می‌باشد كه در صورت وجود دید مستقیم تا پنجاه كیلومتر افزایش‌می‌یابد. بنابراین تركیب دو گزینه فوق مناسب‌ترین راه‌حل را برای ایجاد دسترسی گسترده به خدمات ICT با هزینه مقرون به صرفه در اختیار می‌گذارد.

انعطاف‌
اساسا ارتباطات بی‌سیم از انعطاف بالاتری برای تطبیق هزینه‌های سرمایه‌گذاری با سطح تقاضای موجود برخوردارند. ولی اكثر فناوری‌های موجود به‌دلیل سطح قابل پوشش محدود، به تركیبی از روش‌های بی‌سیم و سیمی برای دستیابی به مشتری نهایی روی می‌آورند كه این امر هزینه‌ها را به‌شدت افزایش می‌دهد. قابلیتWiMAX در ایجاد ارتباطات یك نقطه به چند نقطه و پوشش گسترده آن، دسترسی به اینترنت و همچنین ارتباطات تلفنی را به طور همزمان فراهم‌ می‌سازد. چگونگی ایفای این دو نقش در دو بخش دسترسی و زیرساخت در شكل 2 نمایش داده شده است.

اپراتورهای مخابراتی با به كارگیری WiMAX به خوبی قادر می‌شوند استراتژی‌های بازاریابی و فروش خود شامل سطح پوشش، نرخ گذر، خدمات و  درجه‌بندی آن‌ها را با نیازهای بالقوه موجود در  هر منطقه تطبیق دهند.

 
شكل 3 : ساختار شبكه WiMAX
 

كاربردهای متعدد و متنوع‌
در حال حاضر روند كلی در دنیای ارتباطات، حركت به سمت سیستم‌های دیجیتالی مبتنی بر سوییچینگ بسته‌ای به جای سوییچینگ مداری است كه تحت عنوان عمومی حركت به سمت شبكه‌های نسل آینده (NGN) شناخته می‌شوند.

WiMAX بر پایه پروتكل اینترنت موسوم به IP طرح گردیده است و قادر به پشتیبانی از انواع خدمات چندرسانه‌ای همچون VoIP  (انتقال صوت روی اینترنت)، ارسال تصاویر ویدیویی زنده و دسترسی پرظرفیت به اینترنت است. بنابراین فراهم‌كنندگان در انتخاب نوع مشتریان و ارائه خدمات به ایشان از انتخاب‌های بسیاری برخوردارند. طیف استفاده‌كنندگان می‌تواند از مشتریان خانگی تا شركت‌های كوچك و متوسط، كافه‌های اینترنتی (CyberCaf)، مراكز خدمات چند‌رسانه‌ای، مدارس، بیمارستان‌ها و ... را در برگیرد.

وجود استانداردهای جهانی‌
پشتیبانی IEEE و انجمن WiMAX با بیش از سیصد عضو، فناوری فوق را به یك استاندارد جهانی با امكان كار بین تجهیزات سازندگان گوناگون تبدیل كرده است. حجم بالای فروش و به كارگیری هزینه‌های لازم برای تجهیزات سمت مشتری را به زیر صد دلار رسانده است.

امكان گزینش طیف فركانسی‌
در راستای تبدیل شدن به یك استاندارد جهانی، WiMAX  قادر به كار در طیف‌های فركانسی گوناگون می‌باشد. بنابراین قوانین ملی كشورها درباره امواج رادیویی مانعی در به كارگیری فناوری فوق نیست. در حال حاضر طیف‌های فركانسی ممكن از دیدگاه ITU عبارتند از:

1- حوزه فركانسی 3/3 الی 8/3  گیگاهرتز

2- حوزه فركانسی 3/2 الی 7/2  گیگاهرتز

3- حوزه فركانسی 725/5 الی 85/5 گیگا‌هرتز

امكان گزینش طیف فركانسی علاوه بر ایجاد سازگاری با قوانین ملی هر كشور، انعطاف بالایی در انتخاب نوع تجهیزات ایستگاه پایه و سمت مشتری ایجاد می‌كند. این نوع خدمات برای هر دو بخش دولتی و خصوصی جذاب و مقرون به صرفه است. بنابراین این فناوری می‌تواند به نقطه عطفی در همكاری این دو بخش تبدیل شود.

جمع‌بندی‌
WiMAX به بخشی از اكوسیستم اینترنت تبدل شده است. استفاده از آن چه برای تعداد محدودی و چه برای میلیون‌ها مشتری مقرون به صرفه خواهد بود. نصب آن راحت است و از امنیت و شفافیت در ارتباطات برخوردار است. این‌فناوری می‌تواند فضای رقابتی خوبی را میان شركت‌های مخابرات ملی و منطقه‌ای، فراهم‌كنندگان خدمات دسترسی (PAP) و خدمات اینترنتی (ISP) ایجاد كند.

از طرفی WiMAX قادر است خدمات خود را به صورت ثابت، متحرك (nomadic) و حتی همراه (mobile) به مشتریان خود ارائه دهد. در واقع این فناوری ظرفیت لازم برای تبدیل شدن به یك رقیب جدی برای تلفن همراه را در خود دارد.
خلاصه این‌كه، WiMAX به عنوان یك‌فناوری دسترسی بی‌سیم پرظرفیت این قابلیت را دارد كه دسترسی به زیرساختارهای ICT را برای همه و در همه جا فراهم كند و یكی از بهترین راه‌حل‌های پركردن شكاف عمیق دیجیتالی میان دو دنیای برخوردار و محروم محسوب می‌شود.