Wielkie nadzieje, poważne wyzwania

Oprócz superszybkich sieci PAN i LAN wśród zastosowań UWB wymienia się m.in. systemy pozycjonowania bardziej precyzyjne niż stosowane dziś powszechnie system GPS, systemy do teledetekcji i wizualizacji ukrytych obiektów np. podziemnych instalacji, ofiar katastrof lub lawin itp. O UWB mówi się także w kontekście sieci domowych. Przed około rokiem Intel prezentował prototypowy zestaw mogący przesyłać dane z prędkością ok. 100 Mb/s. W tym roku podczas japońskiej edycji Intel Developer Forum firma zaprezentowała urządzenia, które zapewniają utrzymanie stałego transferu na poziomie ok. 220 Mb/s na odległość metra. Większość radiowych urządzeń UWB na razie istnieje w formie próbek technologicznych. Pierwszych komercyjnych produktów wykorzystujących nową technologię należy się spodziewać najwcześniej w przyszłym roku, a o szerszej popularyzacji zapewne będzie można myśleć w 2005 r.

Ciekawostką jest to, że niezależnie od prac nad radiowymi rozwiązaniami UWB są prowadzone także eksperymenty z implementacją UWB jako technologii przewodowej - wolnej od ograniczeń świata radiowego, a jednocześnie mogącej utrzymać z nim pełną kompatybilność. Wstępne testy przyniosły imponujące rezultaty. Ekranowany kabel koncentryczny pozwolił na przesłanie danych z prędkością ok. 2 Gb/s na dystansie 450-600 m (kilkakrotnie dłuższym niż miedziany Gigabit Ethernet). Przy użyciu nieekranowanej skrętki miedzianej udało się natomiast uzyskać przepływność rzędu 10-30 Mb/s przy długości łącza ok. 6 km (to znacznie lepszy rezultat niż najlepsze rozwiązania xDSL).

Aby przyspieszyć opracowanie produktów UWB, firmy uczestniczące w stowarzyszeniu UWBWG (Ultrawideband Working Group) uzgodniły, że będzie możliwe tworzenie rozwiązań wykorzystujących tylko część dostępnego pasma 3,1-10,6 GHz. Jedną z takich inicjatyw jest powstałe w ub.r. WiMedia Alliance - konsorcjum, którego celem jest opracowanie specyfikacji i ścieżki certyfikacji dla producentów urządzeń elektroniki biurowej i przemysłowej. Uczestniczą w nim m.in. Eastman Kodak, Hewlett-Packard, Motorola i Sharp.

Mimo znacznego postępu prac nad UWB w ciągu kilku ostatnich lat, do rozwiązania wciąż pozostało wiele kwestii szczegółowych. Jedną z nich jest to, że wraz ze wzrostem liczby pulsów w jednostce czasu pojawiają się problemy z zapewnieniem dostatecznie wydajnej generacji pseudolosowej, przez co wzrasta prawdopodobieństwo interferencji z urządzeniami wąskopasmowymi. Wśród innych problemów można wymienić nie do końca rozwiązane kwestie odbić sygnału, szum własny urządzeń UWB czy brak metod sterowania mocą sygnału tak, aby komunikacja na niewielką odległość nie zagłuszała słabego sygnału z bardziej odległego źródła. Tak jak w przypadku każdego standardu, oddzielną grupę problemów będą stanowić testy kompatybilności rozwiązań różnych producentów.

WiMAX - Marzenie operatorów

Wyraźna specjalizacja

WiMAX Forum to nazwa konsorcjum zrzeszającego kilkadziesiąt firm (uczestniczą w nim m.in. Agilent Technologies, Hughes, Intel, Nokia i Proxim), chcących wypromować nowy standard mikrofalowych sieci dostępowych oparty na dwóch specyfikacjach interfejsów fizycznych: IEEE 802.16 dla częstotliwości 10-66 GHz oraz 802.16a dla pasma z przedziału 2,5-11 GHz.

Według członków konsorcjum nowe sieci dostępowe nazywane Wireless MAN (Metropolitan Area Network) mają pod każdym względem przewyższać obecnie używane technologie: przepustowości, liczby kanałów, zasięgu, odporności na zakłócenia i odbicia sygnału, a także - co ma być szczególną zachętą dla operatorów - niskich kosztów eksploatacji. WiMAX, tak jak będące jego podstawą specyfikacje, od początku był projektowany jako rozwiązanie typu punkt-wielopunkt. Wiele korzyści obiecywanych przez członków konsorcjum WiMAX ma związek właśnie z tą wyraźną "specjalizacją".

Nieprawdopodobne osiągi

Dwie różne specyfikacje w ramach tego samego standardu to nie przypadek. Każda z nich zapewnia optymalne parametry w swoim obszarze zastosowań, a jednocześnie łączy je wspólna warstwa logiczna MAC (Media Access Control), umożliwiająca operatorowi osiąganie korzyści z ujednoliconego zarządzania usługami. Nawet wtedy gdy każdy z interfejsów fizycznych posługuje się inną metodą tworzenia kanałów (np. TDM i TDMA). Konsorcjum zapowiada specjalizowane wersje interfejsów MAC dla protokołów transportowych wyższego rzędu, np. Ethernet, ATM czy wręcz IP.

Specyfikacja 802.16 to rozwiązanie dla otwartej przestrzeni, np. podmiejskich dzielnic o niskiej zabudowie. Fale o częstotliwości 10-66 GHz są bardzo krótkie i łatwo zanikają, dlatego bezpośrednia "widoczność" między masztem operatora i anteną klienta musi być bezwzględnie zachowana. Dzięki temu jednak urządzenia zgodne z tą specyfikacją mają mieć naprawdę imponujące osiągi. Mówi się o kanałach o szerokościach powyżej 10 MHz i przepustowości rzędu 268 Mb/s w obie strony jednocześnie (full-duplex). Mowa tu oczywiście o przepustowości w ramach pojedynczego sektora anteny dookolnej, która składa się zwykle z co najmniej sześciu, a bywa, że ośmiu i więcej sektorów. Sieci 802.16 mają mieć zasięg nawet powyżej 40 km, a więc kilkakrotnie większy niż używane dziś sieci wielodostępowe w standardzie LMDS i porównywalny z radioliniami punkt-punkt.

Standard 802.16a opracowano jako rozwiązanie dla sieci miejskich, w których bezpośrednia widoczność anten jest w praktyce trudna do osiągnięcia. W tym przypadku długość fal jest większa - specyfikacja obejmuje zakres częstotliwości 2,5-11 GHz. Ze względu na konieczność korekcji większej liczby błędów przepustowość pojedynczego sektora spada do ok. 70 Mb/s (wciąż full-duplex). Urządzenia operatorskie 802.16a mają mieć zasięg ok. 30-40 km, co w środowisku miejskim wydaje się dziś wręcz nieprawdopodobne.