Super WiFi má zase snadnější cestu do málo pokrytých lokalit

O standardu IEEE 802.22, občas vzletně a pro větší srozumitelnost přezdívaném SuperWiFi, se hovoří již několik let. V poslední době ale došlo k významným pokrokům.

Než se pustíme do rekapitulace událostí politických, podívejme se, o co v případě standardu IEEE 802.22 vlastně jde. Přezdívka SuperWiFi totiž není vůbec přesná a hodí se hlavně pro země Východní Evropy, kde se WiFi používá jako bezdrátová propojovací technologie. Možná si vzpomenete, že pro tyto účely mělo sloužit WiMaxové 802.16, jenže to se příliš neuchytilo. Zůstalo drahé a jako zbytečně drahý článek mezi profesionálním 3G a levným WiFi, které se v případě pásma 5GHz stále s oblibou používá i pro levné propojovací „dálkové spoje“.

Vztah mezi WRAN a WMAN je nejlépe vidět z tohoto obrázku. Škarohlídi by mohli hovořit něco o substitutech…

Zatímco rozvoj standardu 802.11 – tedy skutečného WiFi – se zaměřil na dosažení rychlostí umožňujících pohodlný přenos HD videa, málo rozvinuté země potřebují možnost plošného pokrytí rozsáhlých regionů. WMAN zklamal jako překomplikovaný jak technicky, tak regulačně, jistou šanci však skýtá WRAN – Wireless Regional Area Networks, tedy Bezdrátové regionální sítě.

IEEE 80.22 aka WRAN

Hlavní pointou WRAN schváleného jako standard 802.22 je vsázka na jednoduchost ve dvou ohledech, ve kterých zklamal právě WiMax: v ohledu technickém i politickém/re­gulačním. Technologie WRAN podle standardu 802.22 je určena k provozu v „bílých mezerách“, tedy v nevyužívaných, hraničních mezírkách mezi jiným licencovaným radiovým vysíláním. K jejímu provozu by tedy nebyla potřeba licence, protože technologie si sama vybere volné pásmo a přizpůsobí se podmínkám, které okolní radiový provoz umožní. V nevyužitém UHF/VHF pásmu pak umožní sdílenou přenosovou rychlost az 22 Mb/s na vzdálenost cca 100 km. To není z dnešního pohledu nějak enormně mnoho, na druhou stranu lze takovou službu poměřovat s dnešními 3G sítěmi.

Sítě v bílých mezerách: jako radiové frekvence používají dočasně nevyužívané frekvence, hraniční pásma a další "bílá místa" radiového spektra.
Autor: IEEE

Sítě v bílých mezerách: jako radiové frekvence používají dočasně nevyužívané frekvence, hraniční pásma a další „bílá místa“ radiového spektra.

Ačkoliv je teoreticky zmíněné rádiové pásmo velmi obsazené, přesto v něm zůstává řada „volného prostoru“ v podobě dočasně nevyužívaných slotů, hraničních či oddělujících frekvencí, které lze při určité opatrnosti  a disciplíně využívat. A na to se právě zaměřuje standard 802.22 a technologie White Spaces Radio v pásmu 54–862 MHz.

Dlužno přitom podotknout, že přístup k „bílým mezerám“ se liší mezi regiony. Zatímco v USA je řada bílých mezer dostupná jak v pásmu UHF (300MHz – 3GHz) tak VHF (30 MHz – 300 MHz), v Evropě a řadě dalších regionů jsou z pásma VHF digitalizací analogové rozhlasové kanály vytěsňovány a pásmo zabírá digitální vysílání na standardech DAB/DMB.  V Česku s využitím WSR počítá strategie Digitální Česko.

Dříve se také předpokládalo, že o využívání bílých mezer bude rozhodovat nějaká centrální databáze (dokonce byli v USA vybráni její provozovatelé), které vysílač poskytne koordináty GPS a ona mu řekne, kde smí vysílat. V praxi by to ale omezovalo například bezdrátové mikrofony, které spoléhají na to, že operují v jim vyhrazeném pásmu, Technologie WSD se tedy stala „autonomně adaptabilní“ – sama kontroluje, jaký je provoz v pásmech a vybírá ty nejvhodnější mezery, čemuž se říká Cognitive Radio.

Standardizace a rozšíření standardu 802.22b

Standard 802.22 byl přijat v polovině roku 2011,  ale v té době šlo o velmi ranou verzi. Až 26. března 2012 byla přijata rozšířená verze standardu označená jako 802.22b. Béčková verze má na starosti právě zavedení kognitivního rádia do MAC vrstvy, tedy řešení, které má na starosti harmonizaci provozu v rádiovém spektru bez nutnosti centrální lokační databáze. Kognitivní rádio také řeší dříve se objevující problémy se zajištěním kvality služby QoS, kdy v rámci „tichých period“, po které probíhá naslouchání, zda radiový kanál není využíván, je překlenuto vysíláním duplicitního signálu na jiném, předem dohodnutém kanále. Této technologii se říká dynamické frekvenční přeskoky (DFH).

Toliko i k událostem politickým. Zavedení kognitivního rádia do standardu 802.22 znamená, že se technologie může udělat decentralizovanou a tím také dostupnou méně zkušeným uživatelům. Dá se očekávat, že první dostupnější kousky technologie se dostanou na trh počátkem roku 2013, běžnější setkání s ní nás čeká spíše ještě o rok později. V Evropě zatím běží několik testovacích provozů, například od BT v Cornwallu, přičemž BT samo uvádí, že dvě až tři procenta  domácností v Británii má potíže se zajištěním broadbandové přípojky, protože nejsou v oblasti, kterou by bylo ekonomické pokrývat ADSL nebo 3G. Tomu by mohla technologie WRAN významně pomoci. Řada dalších pokusů běží v USA, kde operátoři řeší podobný problém a experimentují i s řadou dalších alternativ, mezi nimiž pokrývání samořídícími se vzducholoděmi nepředstavuje ještě největší exces.

Zájmy firem, které se v obchodu s bílým místem ve frekvenčním spektru angažují, zastupuje WhiteSpace Alliance.

WiFi over Narrow Channels

 Stojí za připomenutí, že technologie „bílých mezer“ si hledá cestu i do klasického WiFi pod standardizační zkratkou 802.11af a experimentuje se s ní i jinde, například v TD-LDE.  Aktivní je zde například i Microsoft se svou vizí WiFi-NC, tedy WiFi Over Narrow Channels, i když v tomto případě jde spíše o výzkumný koncept, než o produkt, který by se chystal na trh.

Zajímavé na aktivitě Microsoftu je to, že se snaží jít proti stávajícímu přesvědčení rozšiřovat šířku rádiového kanálu. Připomeňme si, že klasické WiFi používá 20 MHz široký kanál, standard 802.11n pak 40 MHz a nové 802.11ac dokonce 80 MHz. Jenže takto široký kanál bývá za prvé ne vždy dostupný, za druhé není vždy efektivně využit – vlastně jen při plném zatížení. Microsoft navrhuje sdružovat celou řadu úzkopásmových kanálů do jednoho datového přenosu a jejich počet dynamicky měnit podle požadovaného zatížení a přenosové rychlosti.  Tak by se lépe využilo frekvenční spektrum a bylo by možné využít i bílá místa v rádiovém spektru.

CIF16

Výzkum dalšího vylepšování „obstarožního“ WiFi je ostatně v plném proudu. Kromě zmíněných standardů jako 802.11af nebo 802.11ac se hovoří i o radikálnějších změnách, zejména na úrovni fyzické vrstvy. Tím, jak se WiFi posunulo z přenosové rychlosti 1Mb/s spíše k 1Gb/s, klesá efektivita přenosu díky tomu, jak se redukují časy potřebné k přenosu jednoho datového rámce, ale časy pro doprovodné informace jako ACK nebo vyjednání přístupu k přenosovému médiu zůstávají na prakticky původních hodnotách. Velkou změnou, pracovně nazývanou WiFi-Nano, by mohlo být zkrácení jejich časového rámce.

Tyto experimenty mají ale do praxe ještě o několik let dále než WRAN a 802.22 – zatím existují jako výzkumné záměry a sporadicky publikované diskusní a výzkumné zprávy. Je to ale dobré ujištění, že se stále něco děje a neustále je i v rádiových technologiích co zlepšovat.

20 názorů Vstoupit do diskuse
poslední názor přidán 12. 12. 2012 13:09

Školení Jak vytvořit rychle jednoduchý web

  •  
    Jak mít na Internetu blog.
  • Jak si založit web na Wordpressu.
  • Jak pokračovat v jeho provozování.

Detailní informace o školení Jak vytvořit rychle jednoduchý web »