Problem ostatniej mili

Zapewnienie szybkiej komunikacji między firmowymi sieciami LAN a publicznymi sieciami rozległymi i Internetem jest nadal nie lada problemem. Istniejąca w Polsce infrastruktura kablowa nie wszędzie jest dostępna i często nie spełnia parametrów wymaganych do zapewnienia komunikacji z dużą przepustowością. Rozwiązaniem tych problemów może być technologia bezprzewodowej komunikacji szerokopasmowej. W Polsce działają już operatorzy oferujący tego typu dostęp.

Zapewnienie szybkiej komunikacji między firmowymi sieciami LAN a publicznymi sieciami rozległymi i Internetem jest nadal nie lada problemem. Istniejąca w Polsce infrastruktura kablowa nie wszędzie jest dostępna i często nie spełnia parametrów wymaganych do zapewnienia komunikacji z dużą przepustowością. Rozwiązaniem tych problemów może być technologia bezprzewodowej komunikacji szerokopasmowej. W Polsce działają już operatorzy oferujący tego typu dostęp.

Rozwiązania bezprzewodowej szerokopasmowej transmisji radiowej wykorzystują wysokie częstotliwości radiowe, umożliwiające przenoszenie danych, głosu i sygnału wizyjnego z dużą przepustowością (w porównaniu z rozwiązaniami Wireless LAN) na znaczne odległości. Ich podstawowym zastosowaniem jest zapewnienie dostępu do Internetu bądź budowanie miejskich, łączących kilka lokalizacji firmy, znajdujących się w odległości od kilku do kilkudziesięciu kilometrów, wszędzie tam, gdzie jest trudno dostępna infrastruktura kablowa (kable miedziane lub światłowody).

Taką komunikację można realizować za pomocą różnych technologii. Jeśli zachodzi potrzeba połączenia kilku lokalizacji znajdujących się w małych odległościach i funkcjonujących w warunkach pełnej wzajemnej widoczności anten, to wystarczy zastosować technologię Wireless LAN, zapewniającą możliwość komunikacji z szybkością do 3 Mb/s na odległość do ok. 6 km.

W przypadku gdy wymagane są większe przepustowości, w grę wchodzą rozwiązania oparte na transmisji w paśmie 5,7 GHz lub coraz popularniejsze systemy łączności budowane w technologii MMDS (Microwave Multipoint Distribution System) oraz LMDS (Local Multipoint Distribution Services). Pierwsza z nich wykorzystuje pasmo komunikacyjne 2,5 GHz, druga - komunikację w częstotliwości 28 GHz.

Zarówno LMDS, jak i MMDS wymagają zastosowania sprzętu operatora (stacji bazowych) do realizacji transmisji radiowych. Zakres zastosowania obu technologii zależy od wielu czynników: wymagań stosowanych aplikacji dotyczących pasma sieciowego, odległości, w jakiej znajdują się urządzenia transmisyjne operatora, przebiegu trasy itp.

LMDS

Technologia LMDS działa w znacznie wyższym zakresie częstotliwości (28 GHz) niż konkurencyjne rozwiązania i, co za tym idzie, może udostępnić większą przepustowość realizowanych transmisji. Obecnie rozwiązanie to skaluje się do transmisji przekraczających 155 Mb/s.

W typowych zastosowaniach i konfiguracji do pracy w trybie punkt-wielopunkt obsługuje ono transmisję o przepustowości 45 Mb/s w kierunku użytkownika końcowego i 10 Mb/s w kierunku operatora telekomunikacyjnego. Oczywiście, operator może w dowolny sposób regulować dostępne pasmo, odsprzedając np. trakty 2 Mb/s.

Ceną, jaką trzeba zapłacić za wysoką przepustowość transmisji w technologii LMDS, jest jej relatywnie mały zasięg. Standardowo odległość między antenami jest ograniczona maksymalnie do ok. 4 km (w typowych zastosowaniach ok. 2,5 km). LMDS wymaga również, aby antena nadawcza i odbiorcza wzajemnie się "widziały" i by między nimi nie występowały żadne przeszkody, gdyż mogą one wpływać na jakość transmisji.

Technologia ta ma szansę na popularyzację przede wszystkich w miastach, gdzie odległości między poszczególnymi lokalizacjami, którym trzeba zapewnić komunikację bezprzewodową, zazwyczaj nie są duże. Co więcej, małe rozmiary komórek radiowych pozwalają wykorzystać ten sam zakres częstotliwości na sąsiednich obszarach, co powoduje, iż technologia LMDS jest przeznaczona przede wszystkich dla obszarów o gęstym zaludnieniu.

MMDS

Technologia MMDS umożliwia przesyłanie danych w kierunku od operatora do stacji klienta z szybkością 10 Mb/s. Jest zatem technologią znacznie wolniejszą niż LMDS, ale jednocześnie mniej czułą na zakłócenia, gdyż pracuje w częstotliwościach 2-3 GHz.

Zaletą MMDS jest brak wymogu dotyczącego bezpośredniej widzialności anten, co oznacza, że fale radiowe mogą się wielokrotnie odbijać od przeszkód zanim dotrą do celu. Transmisje MMDS dodatkowo wykorzystują technologię VOFDM (Vector Orthogonal Frequency Division Multiplexing), dzięki której przesłane dane są porządkowane w stacji odbiorczej zaraz po otrzymaniu (wielokrotne odbicia powodują, że informacje później wysłane mogą do anteny docelowej dotrzeć wcześniej).

Inną zaletą MMDS jest możliwość zastosowania jej na duże odległości. Według zapewnień producentów, anteny mogą być oddalone nawet o ok. 50 km.

Wireless LAN

W polskich warunkach najczęściej stosowanym sposobem bezprzewodowego łączenia kilku lokalizacji jest technologia Wireless LAN - ta sama, która jest wykorzystywana do zapewnienia bezprzewodowej komunikacji w ramach sieci lokalnych. W porównaniu z tradycyjnym dzierżawieniem łączy od operatora telekomunikacyjnego (co nie zawsze jest możliwe) jest ona znacznie tańsza. Zazwyczaj kompletne wyposażenie niezbędne do bezprzewodowego połączenia dwóch lokalizacji kosztuje tyle, ile kilka miesięcznych abonamentów za wykorzystanie dzierżawionego łącza miedzianego bądź światłowodowego o analogicznej przepustowości.

Standard pozwala budować w terenie otwartym łącza działające w technologii FHSS o maksymalnym zasięgu ok. 5 km (przy zastosowaniu anten kierunkowych), umożliwiające realizację transmisji z przepustowością do 3 Mb/s. Przy zastosowaniu technologii DSSS komunikację można nawiązywać na odległości do 15 km z przepustowością 11 Mb/s, co pozwala praktycznie bez żadnych ograniczeń łączyć takie łącza z sieciami Ethernet, umożliwiając tworzenie jednej dużej sieci lokalnej w skali firmy, której biura są rozlokowane w kilku miejscach miasta.

Podobnie jak w przypadku technologii LMDS, także WLAN wymaga, by anteny wzajemnie się "widziały".

Skalowanie

Zwiększanie przepustowości łączy radiowych zazwyczaj wiąże się ze znacznymi kosztami. Obecnie możliwe jest zastosowanie w komunikacji na duże odległości dwupunktowych łączy laserowych oferujących przepustowości 2-155 Mb/s (równoważnik technologii ATM) na odległość do kilkunastu kilometrów, jak też łączy mikrofalowych o przepustowości 2-34 Mb/s i zasięgu do ok. 90 km.

Zwiększanie przepustowości osiąga się również poprzez przejście na wyższe częstotliwości radiowe. Są już oferowane rozwiązania, umożliwiające realizację transmisji bezprzewodowej o przepustowości 100 Mb/s (również w trybie full duplex) na odległość ok. 11 km przy zastosowaniu anten parabolicznych i transmisji w paśmie 5 GHz (rozwiązanie Stratum firmy Proxim). Najczęściej jednak są one niestandardowe i opracowywane niezależnie przez producentów bez możliwości zapewnienia wzajemnej zgodności.

Niemniej komitet normalizacyjny IEEE pracuje nad zwiększeniem standardowej przepustowości dostępnej w sieciach Wireless LAN, co umożliwiłoby ich wykorzystanie w szerszym zakresie zastosowań.

Kilku producentów pracuje jeszcze nad rozszerzeniem specyfikacji IEEE 802.11b tak, by umożliwiała ona dwukrotnie większą przepustowość niż obecnie (tzn. 22 Mb/s). Podobnie jak producenci sieci bezprzewodowych przeszli z pasma 900 MHz na pasmo 2,4 GHz, wkrótce komunikacja bezprzewodowa osiągnie jeszcze wyższe częstotliwości. IEEE pracuje już nad standardem 802.11a, który ustandaryzuje transmisję w paśmie 5 GHz, umożliwiając zestawianie połączeń radiowych o przepustowości 54 Mb/s.

Niewykluczone że docelowo ewoluująca technologia Wireless LAN zastąpi w dużej mierze pozostałe technologie bezprzewodowe, podobnie jak teraz Ethernet i jego szybsze odpowiedniki praktycznie wyeliminowały z sieci lokalnych inne technologie sieciowe, takie jak Token Ring, FDDI czy ATM.


TOP 200