Mobilní sítě 4G – co umí a jak to dokáží?

Sítě 3G ještě ani zdaleka pořádně nefungují v praxi, ani zdaleka není jisté, zda na nich jejich provozovatelé někdy vydělají, ale vývoj se nezastavuje. Již drahnou dobu se hovoří o sítích 4G ba dokonce i o sítích 5G.

Pravda je, že o obou sítích se zatím hovoří spíše v teoretické rovině a zatímco pojem 4G se používá pro označení nového technického řešení, označení 5G se používá především pro teoretické rozpravy o konvergenci jednotlivých typů bezdrátových sítí. Důvody jsou nasnadě – zatímco se ukazuje, že datové rychlosti nabízené sítěmi 3G jsou dnes vlastně nízké a tedy je třeba přemýšlet o nové generaci mobilních sítí, konvergence a slučování jednotlivých digitálních standardů je běh na dlouhou trať.

Pokračování zde...>>

9. květen 2003 - Pokračuj ve čtení 👉

Mobilní sítě 4G – co umí a jak to dokáží?

Sítě čtvrté generace jsou zatím více méně teoretickou záležitostí. Ale přicházejí se zajímavými myšlenkami, jak docílit vysokorychlostních datových přenosů, především pak s násobnými přijímacími anténami a virtuální cellulární sítí.Sítě 3G ještě ani zdaleka pořádně nefungují v praxi, ani zdaleka není jisté, zda na nich jejich provozovatelé někdy vydělají, ale vývoj se nezastavuje. Již drahnou dobu se hovoří o sítích 4G ba dokonce i o sítích 5G.

Pravda je, že o obou sítích se zatím hovoří spíše v teoretické rovině a zatímco pojem 4G se používá pro označení nového technického řešení, označení 5G se používá především pro teoretické rozpravy o konvergenci jednotlivých typů bezdrátových sítí. Důvody jsou nasnadě – zatímco se ukazuje, že datové rychlosti nabízené sítěmi 3G jsou dnes vlastně nízké a tedy je třeba přemýšlet o nové generaci mobilních sítí, konvergence a slučování jednotlivých digitálních standardů je běh na dlouhou trať.

Je hezké, že propagátoři digitálního rozhlasu a televize touží po tom, aby jejich standardy do sebe zahrnuly mobilní telefony v sítích budoucnosti, prakticky se ale vyrovnat s tímto teoretickým požadavkem není žádná legrace. Přitom jeho opodstatněnost se zdá být dnes zřejmá: zákazníci mobilních sítí, tedy uživatelé mobilních telefonů, jistě přivítají možnost sledovat na svém mobilu fotbalový zápas, případně poslouchat rádio v digitální kvalitě a těžko jim tento požitek zprostředkují technologie 3G, určené primárně pro něco jiného a zpracovávající tuto úlohu s velkými obtížemi a značnou režií. Proto se opatrně hovoří o tom, že tyto technologie se „někde v horizontu 5G protnou“ – hovoří-li se tedy o 5G, pak spíše jako o tematu filosofickém, než ryze technickém a je možno, že skutečné 5G sítě budou v roce 2020 vypadat úplně jinak.

My se ale zaměříme na teorii 4G sítí. Také tyto sítě jsou stále ještě spíše v rovině teoretické, ačkoliv se na jejich vývoji začalo pracovat v roce 1997 jakožto na akademickém 4GW Project (Fourth Generation Wireless Project).

4G sítě vycházejí z několika požadovaných funkcionalit:

Telepresence – požadavek vytvoření multimediální přítomnosti, multimediálního jednání, tedy plně kvalitního přenosu obrazu a zvuku z jednání atd. Tedy požadavek na real-time vysokokvalitní videostreaming.

Intermachine communication – komunikace mezi stroji pomocí mobilní sítě, tedy dostatečně rychlá komunikace za pomoci velmi levných zařízení.

Bezpečnost – ta je nutná všude.

Ad hoc nelicencované spojení – možnost vytvořit síť dle požadavků z jednoduchých a levných zařízení v nelicencovaných frekvencích (5 a 60 GHz) a tedy provozovat síť fakticky bez operátora.

Vysoká rychlost a heterogenní sítě – 4G musí již z výše uvedených požadavků zajišťovat vysokorychlostní spojení, tedy až 100 Mbps vyhrazeno pro jednoho uživatele. K tomu je také nutné používat heterogenní radiové sítě, tedy pracovat na více frekvenčních pásmech. 4G je v podstatě zamýšleno jako „datový doplněk“ k 3G sítím, tedy rozšíření GSM a 3G o vysokorychlostní datové služby v pásmech 5, 17 a 60 GHz.

</BLOCKQUOTE>

Radiové spektrum

Velmi důležitá otázka pro 4G sítě – kam je umístit, do jaké části radiového spektra? Zatím se prosazuje myšlenka kombinace nelicencovaných pásem 5 GHz a 60 GHz a licencovaného pásma 17 GHz. Zatímco pásmo 5 GHz nabízí velmi solidní dosah a v podstatě již dnes fungující výrobky se sdílenou rychlostí 54 Mbps, kterou ve výhledu je možno posunout přes 108 Mbps, pásmo 60 GHz nabízí kromě spousty problémů také podstatně větší frekvenční prostor. Zatím se uvažuje o tom, že samotná 60 GHz frekvence pro 4G sítě by obnášela šířku 5 GHz, tedy naprosto obrovský prostor, ale již se mluví o tom, že by to mělo být ještě o něco více. Proč ne – frekvence nad 40 GHz byly ještě nedávno považovány za „odpadní“ a nevyužitelné, takže jsou také nepoužívané. Není nemyslitelné, aby uživatel měl v tomto pásmu vyhrazenou kapacitu 100 Mbps.

Volba radiového interface se zatím kloní k nadějné a poměrně mladé modulaci OFDM používané například v 802.11a WiFi sítích. Tato modulace je vhodná pro vysokorychlostní přenosy u vysokých frekvencích vyznačujících se signálovou nestabilitou,

Problémy jsou právě v pásmu 60 GHz

Problém 4G sítí v pásmu 60 GHz je především v použitém frekvenčním pásmu, ne nadarmo kdysi označovaném za pásmo odpadní. Je třeba si uvědomit, že oproti GSM v pásmu 1800 MHz je vlnová délka 4G třicetkrát menší, zatímco šířka radiového kanálu je tisícinásobná, tedy 4G nabídne 1000x takovou datovou rychlost, jako GSM1800, ale bude podstatně citlivější na překážky. Zatímco radiové vlny GSM/3G sítí bezproblémů překonávají nábytek a osoby, 60 GHz pásmo v tomto ohledu bude mít zásadní problémy – rozdíl ve vlnové délce znamená třicetínásobnou citlivost 4G oproti GSM1800 v oblasti překážek šíření radiového signálu.

To není poslední problém, s kterým se v tomto pásmu je potřeba potýkat. Je nutno si uvědomit, že těleso (typicky uživatel) pohybující se v 4G sítí rychlostí 1 m/s je ekvivalentem tělesa pohybujícího se v GSM síti rychlostí 108 km/h. Pokrytí typické buňky 60 GHz pásma bude představovat 25 metrů, tedy zhruba jeden pokoj, takže tyto sítě v tomto pásmu velmi pravděpodobně nebudou vhodné pro používání rychle se pohybujícími objekty. Co na tom – pro ně budou nižší frekvence. Tím si ale vymezujeme použití 60 GHz pásma pro pomalu se pohybující objekty.

Problémy stínění

V pásmu 60 GHz uživatelé pohybující se kolem AP (základnové stanice) stíní signál. Stínění se stává závažným problémem. Pokud uživatel stojí, zatímco ostatní se pohybují, může se mu snadno stát, že ztratí spojení s AP – rozdíly centimetrů hrají roli, protože mezi AP a terminálem je třeba zachovávat přímou viditelnost. Je třeba provést handover k jinému AP a je potřeba vyhodnocovat potřebu a handovery provádět mnohanásobně rychleji než v 3G sítích. Navíc je evidentně potřeba, aby se oblasti pokrytí jednotlivých AP překrývaly, tedy a by bylo možné uživatele přepojit na jiný AP v případě, že mu spojení zastíní jiný uživatel. Prekérní situace...

Virtual Cellular Network

Navrhované řešení spočívá ve vytvoření virtuální síťové buňky kolem každého uživatele, takzvané virtual cellular network (VCN).

VCN vytvoří kolem každého uživatele jeho virtuální buňku, která ho bude stále následovat. Proces handoveru přebírá z mobilního terminálu samotný access point. Sama síť určuje, který AP je pro spojení s terminálem nejvhodnější a podle toho jej aktivuje. Toto přepínání access pointů vytváří onu virtuální síťovou buňku kolem uživatele – v podstatě je tak převrácen princip známý z GSM sítí.

Toto řešení samozřejmě není tak jednoduché, jak vypadá – především ve veřejných prostorech, kde se očekává více AP patřících různým provozovatelům, bude s aplikací a harmonizací provozu po stránce technické dostatek problémů. Přes to všechno je to zatím nejslibnější řešení umožňující eleminovat problémy se stíněním a interferencemi v pásmu 60 GHz. Očekává se také, že další technologie podpoří fungování VCN – kupříkladu radio-over-fiber je velmi slibné.

Násobné přijímací antény

Další silnou zbraní mají být násobné přijímací antény, tedy vlastně více antén schopných přijímat najednou signály více frekvencí a z více směrů. Problém je totiž v interferencích, v odrazech radiového signálu od předmětů. Násobné přijímací antény slouží k lepšímu vyhodnocení, který přijímaný signál je nejméně deformovaný odrazem a tedy bude poskytovat i nejlepší kvalitu. Vzhledem k vlnové délce v tomto pásmu může být anténa velmi malá a není problém zajistit dostatečnou vzdálenost mezi jednotlivými anténami takovéto Násobné přijímací antény, aby byla funkce rozlišení nekvalitního signálu funkční i na velmi malých zařízeních. Očekává se, že násobná přijímací anténa nebude o mnoho větší, než současné antény 3G telefonů. Nasazení násobných přijímacích antén navíc jen podporuje technologii virtuální síťové buňky...

4G jsou hlavně data

Jak vidíte, 4G sítě jsou určené především pro přenos dat – pro přenos hlasu plně postačují stávající mobilní sítě. Všechno se točí kolem vysokých datových rychlostí a kolem problémů, které požadavek na tyto rychlosti přináší. Především je tu použité frekvenční spektrum s malým dosahem a vysokou citlivostí na rušení i překážky – tento problém se snaží 4G řešit především OFDM radiovým rozhraním a použitím architektury virtuální síťové buňky a násobné přijímací antény, tedy velmi inovativních technik.

I přes to všechno se 4G sítě stanou spíše nástupci WiFi sítí, protože nabídnou krátký a střední dosah. Jejich výhodou bude možnost necentralizovaného provozu, tedy provozu bez operátora a také možnost propojení s dalšími službami operátora. A samozřejmě vysoké datové rychlosti.

Mnoho problémů je vyřešeno zatím spíše teoreticky, například frekvenční harmonizace AP pracujících v 60 GHz nelicencovaném spektru. Mnoho záležitostí není prakticky dořešeno, ale zatím se zdá, že cíle, které si 4G sítě kladou, lze dosáhnout. Jen to bude chtít další léta vývoje. Pro normální lidi je ale příjemné, že 4G sítě se již odklánějí od závislosti na operátorech...

9. květen 2003 - Pokračuj ve čtení 👉

Kvalita T-Mobilího GPRS jeví se mi otřesnou býti…

Rozhodl jsem se svátky strávit u rodičů v Pardubicích – a abych mohl popojet v práci na knize, aktivoval jsem si GPRS Business u T-Mobile v naději, že budu moci používat svoji soukromou „týmobajlí“ kartu i na data místo Oskara, protože Business GPRS tarif nabízí nyní neomezené přenosy. Bláhově jsem se domníval, že GPRS funguje jako u Eurotelu nebo jako u Oskara, tedy zejména že funguje.

Tak triviální to ale s T-Mobile není. Ne snad, že bych se nepřihlásil na internet, to jde všechno jako po másle, ale rychlost přenosu dat je přímo otřesná. Zatímco ve čtvrtek, kdy jsem seděl na rodičovském statku a kdy se dalo čekat, že slabší GPRS signál (okolo 50%) může dělat problémy – tak tento předpoklad se vyplnil beze zbytku. Jenže i dnes, kdy sedím v kavárně (normální, ne internetové) a doufám, že 20 metrů vzdálená BTSka a tedy i 100% GPRS signálu, mi umožní přenášet data rychle, mám skoro smůlu. GPRS přenos vypadává na dlouhé minuty a poštovního klienta nebo web to nebaví čekat. Co na normální stabilní pomalé lince trvá několik minut, řeším nyní hodinu.

Nu co, pokorně se vrátím k Oskaru (Eurotel jsem si nevzal) a půjdu si koupit kupon na Oskartu. Pravda, data jsou dražší, ale alespoň přenášejí. Inu, se změnou jména přišla i změna kvality :(

Další příspěvky tedy prakticky nelze očekávat před nedělí, kdy se navrátím do Prahy a budu moci využívat dobrodiní Marigoldí WiFi sítě...

9. květen 2003 - Pokračuj ve čtení 👉

S Contactelem je to zajímavé – ČRa pohřbí hodně peněz

Historie Contactelu je podle mne historií privatizace za vládního bezvědomí. České Radiokomunikace se tak dlouho měly privatizovat, až jejich šéfové vyčlenili běžné telekomunikační služby do samostatné firmy Contactel, kterou založili napůl s Tele Danmark, jedním z uchazečů o privatizaci ČRa nebo Českého Telecomu.

7. květen 2003 - Pokračuj ve čtení 👉

Marigoldovi jsem vylepšil kabátek a přidal nabídku WIA do přehledu ADSL

Já a webdesign, to je jako když pejsek s kočičkou vaří dort. Prostě se mi líbí, když má server hezké logo. A tak jsem uprosil mistra tvorby obličejů do log, Upíra, aby mi spíchnul opravdový obličej pro Marigolda. Štefan navrhoval, abych tam dal svůj obličej, pak ale souhlasil, že je to příliš velké selekční kritérium pro návštěvníky, zatímco Úpírovo dílo vypadá docela dobře.

7. květen 2003 - Pokračuj ve čtení 👉

Databáze hotspotů, aby si lidé našli WiFi, je tady…

Tak jsem trochu pohnul s programováním a konečně je tu Databáze WiFi hotspotů. K čemu slouží? Měl by v ní být přehled WiFi hotspotů, které fungují a ke kterým se můžete připojit. Zatím funguje pouze zadávání dat, takže pokud nějaký hotspot provozujete, zadejte ho do databáze. Příští týden doplním i vyhledávání a především tam napumpuji data o komerčních sítích.

7. květen 2003 - Pokračuj ve čtení 👉

Sítě 3G budou podle Tele2 ziskové v roce 2010

Sedm let dělí údajně provozovatele 3G sítí od okamžiku, kdy dosáhnou zisku. Deník Právo dnes píše: "Ziskovosti mobilního telefonování třetí generace (3G) se pravděpodobně dožije až příští generace. Šéf švédského operátora Tele2 v pondělí řekl, že ziskovost se dá na tomto poli očekávat až kolem roku 2010. Odhad Tele2 je pesimističtější než předpovědi domácího konkurenta pod jménem "3" - skupiny hongkongského konglomerátu Hutchison Whampoa a švédské investiční společnosti Investor. Tento operátor zahájí provoz sítě 3G letos v červnu a očekává vyrovnanou bilanci do čtyř až pěti let."

6. květen 2003 - Pokračuj ve čtení 👉

Doména Oskar.cz přišla Český mobil na 1 milion Kč

Původně jsem slíbil, že to neprozradím, ale vyšlo to v MF DNES, takže cituji MF DNES a dodávám, že zpráva jest u mne ověřena ze tří nezávislých zdrojů: Po dohodě z konce dubna společnost Český Mobil zaplatila sto tisíc korun za internetovou doménu, zhruba 600 tisíc za přidružené ochranné známky a jako bonus dostali dva majitelé kredit v předplacených kartách na volání za 300 tisíc korun. Po dvou letech tahanic o požadovaných dvacet milionů korun nakonec dva lidé, kteří si zaregistrovali poměrně podivným způsobem doménu u správce českých internetových adres nic.cz, přijali původní nabídku Oskara. Oskar čekal tak dlouho mimo jiné proto, že i jeho dosavadní doménu oskarmobil.cz si lidé našli. "Měsíčně ji navštíví 485 tisíc lidí," říká mluvčí Oskara Igor Přerovský. Navíc doménu oskar.cz zablokoval soud předběžným opatřením před jiným využitím.

6. květen 2003 - Pokračuj ve čtení 👉

Belkin míří do ČR pod křídla AutoContu

Další významný a zajímavý výrobce WiFi (a i jiné) síťařiny přibude do ČR. Oficiálním autorizovaným distributorem Belkinu se podle zatím neoficiálních informací stává AutoCont. Ten tak rozšířil po Bufalu svůj výhradní WiFi repertoár a zřejmě chce brát WiFi vážně. Není se čemu divit, jeho konkurent Levi se s Linksysem také ohání.

6. květen 2003 - Pokračuj ve čtení 👉

WPA podpora roste, WDS podpora u Zyxelu ZyAir B-3000

Podpora vylepšeného zabezpečení WiFi sítí roste - WPA upgrade má být brzy dostupný pro výrobky firem D-Link, NetGear a Linksys, tedy pro trojici nejznámějších "home" WiFi výrobců. Linksys a D-Link budou nejdříve nabízet update pro svoje produktové řady s 802.11g, později i na 802.11b, NetGear nejdříve nabídne update pro svůj office 802.11b AP. Zdroj: News.com

5. květen 2003 - Pokračuj ve čtení 👉

Novinky u NetGearu

WiFi produkty NetGearu mám ve zvláštní oblibě, firmá má ve zvyku dělat funkcemi nadupané výrobky. Bohužel jejich český partner AveNet jejich WiFi produkty nedělá a nikoho jiného neznám (jestli vy jo, napište!). I novinky, které NetGear vypusil, z tohoto trendu nevypadají.

5. květen 2003 - Pokračuj ve čtení 👉

GTS pokryje brněnské výstaviště WiFi

Smlouvu o komplexním propojení veletržních ploch brněnského výstaviště podepsala společnost Veletrhy Brno, dříve BVV, s telekomunikačním operátorem GTS. Celá otevřená plocha areálu bude pokryta bezdrátovou technologií WiFi v pásmu 2,4 Ghz. Jednotlivé výstavní pavilony budou propojeny optickými vlákny. Společnost GTS se tak stala výhradním dodavatelem připojení k internetu pro všechny akce konané na brněnském výstavišti. Toliko praví oficiální zpráva.

5. květen 2003 - Pokračuj ve čtení 👉