Mnogość bezprzewodowych technologii

Sieci bezprzewodowe w naturalny sposób zostały rozdzielone na rozwiązania przeznaczone do zastosowań domowo-biurowych, urządzenia przeznaczone dla przedsiębiorstw oraz technologie dedykowane operatorom. Wszystkie kierunki technologiczne charakteryzują się własnym tempem rozwoju, ale ich funkcjonalności przenikają się i, co zrozumiałe, bardzo często są powiązane.

Sieci bezprzewodowe w naturalny sposób zostały rozdzielone na rozwiązania przeznaczone do zastosowań domowo-biurowych, urządzenia przeznaczone dla przedsiębiorstw oraz technologie dedykowane operatorom. Wszystkie kierunki technologiczne charakteryzują się własnym tempem rozwoju, ale ich funkcjonalności przenikają się i, co zrozumiałe, bardzo często są powiązane.

Tematy bezprzewodowe nurtujące przedsiębiorstwa to: konwergencja, femtokomórki oraz FMC. Gdy mobilni użytkownicy przemieszczają się, koszty komórkowego roamingu mogą być znaczące. Idealnym rozwiązaniem byłoby zredukowanie opłat roamingowych poprzez stosowne umowy operatorów na całym świecie, co wydaje się bliskie realizacji w Europie. Producenci sprzętu potrafili poradzić sobie z tym problemem inaczej, proponując rozwiązania FMC. Nowa funkcjonalność została oparta na dynamicznym porównaniu kosztów wyboru trasy. Funkcja śledząca określa miejsce, w którym znajduje się użytkownik, następnie wykorzystując tę informację, wybiera mniej kosztowną trasę połączenia telefonicznego, która może być realizowana przez sieć Wi-Fi, sieć komórkową itp. Tak zbudowana sieć - ze względu na zróżnicowanie technologiczne - stanowi medium pozwalające jednocześnie na wydajną transmisję głosu, danych, obrazu w jednej sieci.

Nowością w sieciach przedsiębiorstw - pomocną w realizacji konwergentnej infrastruktury - jest architektura programowo definiowanych urządzeń radiowych. Programowo definiowane sieci bezprzewodowe SDR (Software Defined Radio) pozwalają radiowym elementom urządzeń na dostosowanie się do zmiany częstotliwości. Funkcja powstała w celu sprostania specyfikacjom różnych aplikacji oraz wytycznych regulatorów rynku w różnych krajach. SDR próbuje się zastosować przy standardzie 802.11n, który mocno eksploatuje częstotliwość 5 GHz w celu zapewnienia optymalnej przepustowości. Formalna certyfikacja SDR jest ważna w odniesieniu do transmisji w zakresie 5,25 GHz - 5,35 GHz oraz 5,47 GHz - 5,725 GHz przy zastosowaniu mechanizmu DFS. W rzeczywistości nowe urządzenia dysponują układami pozwalającymi na pracę przy wykorzystaniu różnych częstotliwości, a nawet w ramach różnych standardów bezprzewodowych.

Nowe standardy: 802.11k i 802.11r

Przedsiębiorstwa zainteresowane wdrożeniem zaawansowanych mechanizmów zarządzania z pewnością zainteresuje pojawienie się nowych standardów bezprzewodowych. W ostatnim czasie ratyfikowano standard 802.11k - przeznaczony do zarządzania zasobami radiowymi - oraz 802.11r - do realizacji szybkiego przełączania w sieciach bezprzewodowych. Pojawienie się tych standardów i ich zastosowanie jest kwestią dyskusyjną, ponieważ wiele mechanizmów zawartych w specyfikacjach, producenci rozwiązali wcześniej w inny sposób. Długi okres oczekiwania na wyżej wymienione standardy spowodował opracowanie przez organizację Wi-Fi Alliance własnych komponentów zarządzania i przełączania. Dodatkiem do całości mechanizmów były przeprowadzone testy kompatybilności, których uwagę skupiono na zagadnieniach certyfikacji standardu transmisji głosu w sieciach bezprzewodowych (ma się rozpocząć w przyszłym roku).

Co nowego wprowadzają ostatnio zatwierdzone specyfikacje? Standard 802.11r skraca czas potrzebny na przełączanie między punktami dostępowymi, wykorzystując jednocześnie mechanizm uwierzytelniania 802.1X. Efekt osiągany jest przez redukcję czasu potrzebnego na ponowne ustanowienie komunikacji, podczas przełączenia się z jednego punktu dostępowego na inny. W sieciach bezprzewodowych obsługujących głos długie czasy przełączania zawsze stanowią problem. Głos będzie tolerował jedynie niewielkie opóźnienia. Opcja PSK (Pre-Shared Key) w urządzeniach domowo-biurowych rozwiązuje problem opóźnienia w czasie przełączania, ale bezpieczeństwo nie jest tak wysokie, jak w uwierzytelnianiu z zastosowaniem 802.1X (wymaganego w produktach dla przedsiębiorstw). Standard 802.11r realizuje dodatkowo obsługę elementów QoS (Quality of Service), takich jak priorytetyzacja pakietów, czy kontrola ruchu sieciowego, w celu zmniejszenia opóźnień transmisji aplikacji czasu rzeczywistego.

W przypadku aplikacji wrażliwych na opóźnienie, parametrem decydującym o jakości jest także wydajność punktu dostępowego. Przeciążony punkt dostępowy zazwyczaj dyskwalifikuje zastosowanie aplikacji głosowych. W tradycyjnej sieci bezprzewodowej klienci przyłączają się do punktu dostępowego o najmocniejszym sygnale, nawet gdy punkt dostępowy jest przeciążony i nie ma wystarczającej pojemności, aby przesłać rozmowę. Standard 802.11r nie rozwiązuje problemu przeciążeń, ale do tego właśnie celu została stworzona specyfikacja 802.11k. Pomaga ona wykryć, czy dany punkt dostępowy jest przeciążony, a następnie kieruje klienta do punktu dostępowego o większej pojemności, umożliwiając efektywne wykorzystanie całkowitej przepustowości sieciowej.

Kolor zielony także w urządzeniach radiowych

Już teraz sieci pracujące zgodnie ze specyfikacją 802.11n wymagają zwiększonego zapotrzebowania na energię. Większość urządzeń pre-N - dla których standard zostanie zatwierdzony w przyszłym roku - wykorzystuje technologię PoE oraz nowość na polu zasilania PoE Plus. Przemysł pracuje jednak nad mechanizmami oszczędzającymi ilość pobieranej energii, co jest zgodne z dużym zainteresowaniem urządzeniami typu "Green Ethernet".

Nadchodzący standard 802.11v będzie oznaczał znaczne zmniejszenie konsumpcji energii w bezprzewodowym środowisku LAN. Prace nad tym standardem rozpoczęły się w 2004 r., natomiast ratyfikacja jest zaplanowana na marzec 2010 r. Funkcjonalności standardu będą zawierały m.in.: tryb uśpienia zarządzania siecią bezprzewodową, ochronę energii na bazie standardu 802.11 oraz dłuższe okresy pracy bez zasilania dla urządzeń 802.11.

Zmniejszenie energii pobieranej przez urządzenia jest dość trudne, ponieważ zależy od charakterystyki aplikacji bezprzewodowych. Aplikacje, które mogą zostać uśpione przez znaczne okresy - przykładowo telefony Wi-Fi, które nie pracują przez większość czasu - pozwalają na największą oszczędność energii. Dodatkami do 802.11v będą: możliwość szczegółowego kontrolowania wydajności sieci, opcje lokalizacji oferowane dla usług takich jak RFID, czy usługi bezpieczeństwa.

Nowe wyzwania

Grupa robocza 802.11 realizuje plan rozwoju wielu standardów bezprzewodowych, które w zamierzeniu twórców mają stanąć w szranki z technologiami przewodowymi. O liczbie jednocześnie prowadzonych projektów świadczy fakt wykorzystania na oznaczenia rozszerzeń standardu 802.11 prawie wszystkich liter alfabetu. Gdy już wszystkie pojedyncze litery alfabetu zostaną wykorzystane, numeracja ma być kontynuowana z podwajaniem początkowej litery: a (aa, ab, ...), następnie b (ba, bb, ...).

W rzeczywistości już teraz istnieje grupa 802.11aa, która rozwija specyfikację strumieniowego wideo w ramach sieci Wi-Fi. Rozwiązania operatorskie w dziedzinie technologii bezprzewodowych skupiają się na mniejszej liczbie rozwiązań, ale poziom ich zaawansowania wyznacza nowe trendy, coraz częściej przenikające do rozwiązań domowych. Nie ulega wątpliwości, że technologie bezprzewodowe rozwijają się w niezwykle szybkim tempie, a ich ekspansji w praktycznie każdym środowisku sieciowym nie można już zatrzymać.

LTE czy WiMAX dla operatorów?

Jednym z głównych problemów w środowiskach operatorskich sieci bezprzewodowych jest wybór dominującej dostępowej technologii bezprzewodowej - WiMAX czy LTE?

WiMAX bardzo powoli przyjmuje się w sieciach operatorskich i ma niewielki udział w segmencie rynku operatorskich rozwiązań bezprzewodowych. Stopniowo wkraczający na rynek WiMAX w postaci mobilnej z pewnością zaostrzy konkurencję w tej dziedzinie. Obie technologie mobilne są jednak na tyle powiązane technicznie (oparte są na technologii OFDMA), że mogą przetrwać, koegzystując w ramach jednej struktury bezprzewodowej. Oczywiście możemy budować urządzenia radiowe definiowane programowo, które będą potrafiły pracować w obu środowiskach jednocześnie. Jednak, jak pokazują doświadczenia z przeszłości, gdy tylko pojawiały się dwie technologie realizujące w podstawowych elementach identyczne zadania, wygrywały standardy dopasowane do większej części potrzeb rynku lub mające większą grupę wsparcia w postaci producentów. Taką technologią jest LTE.


TOP 200