Ważna licencja na pasmo

Projektując omawiane rozwiązania, należy zwrócić uwagę na opóźnienia oraz ich zmienność. Liczba poszczególnych urządzeń na trasie pakietu determinuje całkowite opóźnienia w relacji od końca do końca. W sieciach bezprzewodowych opóźnienia są zupełnie nieprzewidywalne przy pracy w pasmach uwolnionych. Ponieważ jednak zakładamy wykorzystanie pasma licencjonowanego, całkowity budżet opóźnień można przewidzieć z dużą precyzją.

Pierwszym elementem podjętych działań w celu budowy sieci WiMAX będzie zdobycie częstotliwości dla sieci dostępowej i szkieletowej. Im więcej uda się zdobyć wolnych częstotliwości, tym większe pole działania otrzymuje operator. Użycie wielu częstotliwości w sieci szkieletowej znacznie uprości planowanie sieci. Licencjonowana częstotliwość dostarczy gwarancji w postaci ochrony od interferencji, zakłóceń i innych czynników. W zamian za opłatę licencyjną użytkownik otrzymuje na własne użytkowanie wymaganą częstotliwość transmisji, z pełną ochroną tego kawałka pasma. Nielicencjonowana technologia nie daje takich gwarancji. Mając do wyboru pewny szkielet sieci i potencjalne straty, gdy taki system przestanie działać, z pewnością wybierzemy pierwsze rozwiązanie.

Jaka technologia w szkielecie?

Warto zaznaczyć, że standard WiMAX jest złym rozwiązaniem dla sieci szkieletowych. Przeznaczony jest głównie do operowania w trybie punkt-wielopunkt i jest wysoce wydajny w takiej architekturze. Praktyczna przepustowość to kilkadziesiąt megabitów na sekundę. Szkielet radiowy oparty na WiMAX używa ponadto częstotliwości, która lepiej sprawdzi się w generowaniu zysków jako część sieci dostępowej. Przepustowość dostarczana przez punkt dostępowy WiMAX może być zmienna zależnie od konfiguracji sieci, lokalizacji klientów i elastyczności systemu. Specyfikacja 802.16-2004 definiuje maksymalną prędkość danych na poziomie 70 Mb/s. W praktyce typowa komórka ograniczy się do 10 km, dostarczając maksymalnie 20 Mb/s na sektor. Stacje bazowe zawierają wiele sektorów - przeważnie do 6 anten WiMAX, każda o kącie promieniowanie 60 lub 90 stopni. Przyszłe wdrożenia WiMAX będą jednak wymagały znacznie większych przepustowości. Spoglądając na ewolucję Wi-Fi, gdzie prędkości ewoluowały od 2 Mb/s do 108 Mb/s, trudno powiedzieć, jakimi prędkościami w przyszłości będzie dysponował WiMAX.

Co wybrać? Konwencjonalne radio mikrofalowe jest nadal najlepszym wyborem na szkielet WiMAX. Dostępne częstotliwości nielicencjonowane 5 GHz lub licencjonowane od 6 do 40 GHz pozwalają mikrofalowym systemom osiągnąć prędkość rzędu 155 Mb/s i więcej. Pozwala na to maksymalna szerokość kanału na poziomie 30 MHz. Znacznie lepsze rezultaty możemy jednak uzyskać, stosując radiolinie pracujące na częstotliwości powyżej 60 GHz.

Systemy radiolinii pracujące w paśmie 80 GHz

Istnieje wiele bezprzewodowych technologii szkieletowych na rynku. Dobrą opcją dla szkieletu bezprzewodowego są urządzenia pracujące na częstotliwości 80 GHz (E-band). ETSI przygotowało już specyfikację wykorzystania tych pasm. Stworzone do wzajemnej koegzystencji pasma 71-76 GHz oraz 81-86 GHz pozwolą na transmisję danych z prędkością 1 Gb/s, nawet przy najprostszych schematach modulacji. Z bardziej wydajną modulacją można będzie osiągnąć 10 Gb/s (OC-192, STM-64, 10 Gb/s). Charakterystyka propagacji na częstotliwości 80 GHz pozwoli na dystans transmisji ok. 5 km. Mały zasięg tych produktów jest relatywnie zaletą w stosunku do innych produktów bezprzewodowych. Fala elektromagnetyczna rozprasza się na zasięgu kilku kilometrów, uniemożliwiając jej interferencje z innymi nadajnikami pracującymi na tej samej częstotliwości. W rzeczywistości sieć szkieletowa dla WiMAX ogranicza się do terenów miejskich i stosunkowo niewielkich odległości. Rozwiązania pracujące w pasmach 80 GHz wydają się idealne do takich zadań. Istnieje pięć istotnych zalet rozwiązania 80 GHz:

1. Zapobieganie interferencjom od innych nadajników pracujących na tej samej częstotliwości.
2. Wiązka o szerokości 1,2 stopnia dla 80 GHz.
3. Dodatkowe bezpieczeństwo - wiązka jest wąska, a w efekcie trudna do zakłócenia.
4. Wysoka przepustowość w szkielecie sieci.
5. Moc wystarcza do przezwyciężenia wpływu zjawisk atmosferycznych.

Zakładając, że rozwiązanie szkieletowe będzie obsługiwało stacje bazowe zapewniające łączność tysiącom klientów, bezpieczeństwo powinno być priorytetem. Dzięki bardzo wąskiej wiązce wykorzystywanej przez rozwiązania 80 GHz zakłócenie sygnału punkt-punkt jest praktycznie niemożliwe. Wystarczająco wąska wiązka nie jest jednak wystarczająco dobrym zabezpieczeniem. Większość rozwiązań szkieletowych dodaje więc wsparcie procesu uwierzytelniania. Jedną z ważniejszych zalet WiMAX jest możliwość priorytetyzacji ruchu w celu dostarczenia możliwie najlepszej jakości pakietów. Nie skorzystamy jednak z tej funkcjonalności, jeżeli sieć szkieletowa nie będzie posiadała podobnej elastyczności. Większość rozwiązań 80 GHz oferuje priorytetyzację pakietów.

Czy jest alternatywa dla rozwiązań 80 GHz?

W przypadku sieci szkieletowej dla WiMAX mówimy głównie o realizacji łączy na odległość do kilku kilometrów w terenie miejskim. Do alternatywnych technologii umożliwiających tworzenie bezprzewodowych sieci szkieletowych można zaliczyć:

• kable światłowodowe;
• sieci bezprzewodowe mikrofalowe (6-40 MHz);
• sieci bezprzewodowe 60 GHz (V-band);
• łącza optyczne FSO (Free Space Optics).

Łącza światłowodowe oferują największą przepustowość w całym spektrum rozwiązań wspierających transmisję danych. Technologia pozwala na transmisję danych na znaczne odległości. Lokalny dostęp do istniejących światłowodów jest jednak ograniczony i może być niemożliwy. Koszt dzierżawy jest często znaczny. Budowa nowego szkieletu jest utrudniona, a czasami wręcz niemożliwa ze względu na lokalne prawo. Bezprzewodowe techniki stanowią rozsądną alternatywę w każdej sytuacji, gdy koszty instalacji lub dzierżawy są zbyt wysokie. Bezprzewodowość wygrywa także ze światłowodem ze względu na szybkość wdrożenia, łatwe dostosowanie do lokalnych warunków oraz elastyczność.