V současnosti čteme a slýcháme mnoho informací o bezdrátové technologii WiMAX. Hrnou se na nás ze všech stran v podobě tiskových zpráv, článků, případových studií, norem a standardů. Jak si ale tato technologie, která se na českém trhu prosazuje již od jara roku 2005, vede nyní?
Pro WiMAX existují dva odlišné standardy. První je tak zvaný fixní WiMAX dle normy 802.16d. Jedná se o technologii, která je v současnosti jediným povoleným typem WiMAXu v ČR. O druhém standardu 802.16e, který bývá označován jako mobilní WiMAX, se hodně v médiích píše a je mu přisuzována velká budoucnost. Reálně ovšem u nás zatím není nasazen.
WiMAX v ČR je provozován v licencovaném pásmu 3,5 GHz na technologiích splňujících standard 802.16d-FDD (s kmitočtovou modulací). Existuje celá řada výrobců, kteří pracují na vývoji zařízení pro WiMAX. Mezi společnosti podílející se na vývoji wimaxových zařízení patří například Airspan, Alcatel-Lucent, Alvarion, Aperto Network, Axxcelera, Fujitsu, Intel, Motorola, Samsung, Siemens a další.
Výrobci samotných zařízení se spíše zaměřují na WiMAX mobilní, u kterého se očekává masovější rozšíření. Na trhu světovém i českém v současnosti dominují zařízení od Izraelského výrobce - společnosti Alvarion (zdroj: Sky Light Research). Alvarion díky tomu, že patřil mezi první výrobce a dodavatele WiMAXu na světě, získal mnoho zkušeností a především důvěru u zákazníků, kteří v současnosti plynule přecházejí na novější verzi WiMAXu - mobilní WiMAX. Ten je ale povolen pouze ve světě, v ČR v současnosti není jeho provoz povolen ČTÚ.
WiMAX je první otevřené řešení pro širokopásmový bezdrátový přístup (BWA). Díky vyššímu vysílacímu výkonu a použití směrových antén umožňuje např. ve srovnání s WiFi mnohem větší dosah signálu – teoreticky kolem 50 km při přímé viditelnosti a několik kilometrů v městské zástavbě při využití spojů bez přímé viditelnosti (NLOS). Kapacitu připojení do 25 Mb/s (při šířce kanálu 10MHz u TDD systémů) lze rozdělit mezi desítky klientů a každému z nich garantovat stabilní přenosovou rychlost. WiMAX má zabudovanou podporu řízení kvality služeb - QoS, díky které lze na wimaxových spojích provozovat například IP telefonii nebo spolehlivě přenášet video v reálném čase, což u technologií na bázi norem IEEE 802.11x (Wi-Fi) nelze.
WiMAX v ČR
Od pilotního projektu WiMAXu v ČR na jaře 2005 zprovoznili poskytovatelé internetu na našem území již několik stovek základnových stanic a tisíce klientských jednotek pro WiMAX. WiMAX v současné době provozuje na území ČR několik desítek poskytovatelů internetu. Téměř všechny instalace jsou realizovány technologií BreezeMax 3500 izraelské společnosti Alvarion, která funguje v licenčním pásmu 3,5 GHz.
Provozovatelé využívají WiMAX částečně jako páteřní spoje ve svých sítích, částečně pak k přímému připojení uživatelů na internet. WiMAX přináší provozovatelům nové možnosti: poskytování garantovaného a spolehlivého bezdrátového připojení (což je např. u technologií Wi-Fi téměř nemožné), příležitost připojit vzdálenější lokality nebo zákazníky, kteří nemají přímou viditelnost na vysílač, provozování IP telefonie a videa po bezdrátové síti.
Čeští ISP si na WiMAXu pochvalují především rychlost instalace, spolehlivost a téměř nulový počet servisních zásahů. Spolehlivost technologie je srovnatelná s klasickým kabelovým připojením, jehož instalace je ale mnohem časově i finančně náročnější.
Nezávislé testy ČVUT
V letošním roce provedla Katedra telekomunikační techniky ČVUT v Praze nezávislé testy zařízení Alvarion BreezeMAX 3500, které je použito téměř ve všech instalacích WiMAXu v ČR. Zde bylo zařízení podrobeno mnoha testům, při kterých byly v reálném provozu i laboratorně kontrolováno dodržení technických parametrů uváděných výrobcem, krajní možnosti použití zařízení a další specifika.
Mezi hlavní testované parametry byly zařazeny přenosová rychlost, odezva, maximální dosah a také stabilita provozu. WiMAXová zařízení mají samozřejmě mnohem více parametrů, ale tyto čtyři jsou uživatelsky nejzajímavější.
Zařízení WiMAX v ČR pracují se šířkou pásma 3,5 MHz. Proto, narozdíl od zařízení Wi-Fi, kde je kanál široký 20 MHz, dosahuje WiMAX menších přenosových rychlostí. Z testů ČVUT vyplynulo, že při dodržení optimálních přenosových podmínek (dostatečné RSSI a SNR), se pohybuje maximální přenosová rychlost kolem 8 Mb/s v obou směrech. Pokud dojde ke zhoršení SNR, vyrovnává se WiMAX s novou situací lépe než klasické Wi-Fi. RSSI (Received Signal Strength Indication – úroveň přijímaného signálu) a SNR (Signal to Noise Ratio – odstup signálu od šumu) jsou tedy nejdůležitějšími parametry. K přechodu na nižší rychlost dochází bez výpadků spojení. Během testů se ČVUT podařilo vytvořit stabilní desetikilometrový spoj s průměrnou přenosovou rychlostí 8 Mb/s v obou směrech. Na větší vzdálenosti zařízení použilo nižší modulační schéma a přenosová rychlost klesala. Maximální dosah zařízení, zjištěný v testech ČVUT je až 53km při rychlosti spoje 128 Kb/s. Při spojení na 20 km byla naměřena přenosová rychlost 6,5 Mb/s ve směru „downlink“ a 5,5 Mb/s ve směru „uplink“.
Odezva u testovaného WiMAX systému se pohybovala kolem 15 ms. Při měření odezvy pomocí příkazu „ping“ udával systém hodnoty v rozmezí 35 až 40 ms. Tato hodnota byla způsobena nižší prioritou protokolu ICMP, který „ping“ využívá, takže doručení těchto paketů není upřednostňováno. Ke stejné situaci docházelo, pokud byl se přenosová rychlost blížila šířce přenosového kanálu. Pak se rapidně zhoršila odezva „ping“, protože datové pakety měly opět vyšší prioritu. Nastala i situace, kdy došlo k úplnému zastavení přenosu ICMP paketů a příkaz „ping“ hlásil nedoručitelnost paketů. Uživatelská data byla přitom přenášena bez výpadků.
WiMAX systémy jsou navrženy tak, aby byly co nejvíce spolehlivé. Tato vlastnost se prokázala i u Breeze MAX 3500. Silné ochranné kódování, OFDM, ARQ, QoS a kvalitní rádiové rozhraní umožnily navázat komunikaci a přenášet data i v místech, kde stávající systémy nefungují nebo vykazují velkou chybovost.
WiMAX je doplňkem a ne náhradou ostatních bezdrátových technologií jako je Wi-Fi nebo 3G sítě. S WiMAXem se budeme nejen u nás setkávat stále častěji. Již v tomto roce by měly podle společnosti Intel být první čipy pro WiMAX integrovány do notebooků a dalších přenosných zařízení.
Ing. Jan Vaculín
Užitečné odkazy
http://access.feld.cvut.cz
http://www.alvarion.com
http://www.intelek.cz
http://www.wimax.cz
http://www.wimaxforum.org
