Pět gigahertzů

Nové frekvence, nové podmínky

Od minulého roku jsme všichni očekávali, že Český telekomunikační úřad (ČTÚ) bude následovat okolní země, a uvolní pro širší použití radiové frekvence v pásmu 5.4-5.7 GHz. Na Slovensku se to například zadařilo už na začátku roku 2005. ČTÚ ovšem rozhodnuti odkládal, a až v červnu 2005 publikoval návrh Všeobecného Oprávnění (předchozí rozhodnutí se jmenovalo Generální licence).

Publikovaný návrh byl ale značné syrový a vyvolal velkou polemiku (více viz zde). Naštěstí některá podstatná omezení se nakonec v Oprávnění neobjevila, takže s platností od září 2005 se i v ČR smí pásmo 5.4GHz využívat bez licence.

Již díky vyšší frekvenci je jasné, že v pásmu 5GHz půjde o přenos většími ryhlostmi. V závislosti na typu použitého zařízení hrají roli ještě další faktory. Profesionální pojítka pracují s nestandardními protokoly: mezi ně patří TrangoLink a TrangoLink Atlas, nebo Motorola Cannopy. Tato zařízení se nedají kombinovat na jednom spoji se zařízením jiného výrobce. Na druhou stranu jsou obvykle komunikační protokoly více odolné vůči rušení, případně mají menší režii a přenesou tak data rychleji.

Bežnější zařízení pracují podle standardu IEEE 802.11a, resp. IEEE 802.11h, který určuje způsob využití přiděleného radiového pásma, a způsob kódování dat pro přenos. Tím, že podporují stejný standard je ale můžeme kombinovat dohromady, podle potřeby.

Rozdíly mezi 2,4 a 5 GHz

V části pásma 5GHz jsou také mnohem příznivější podmínky pro bezlicenční vysílání nez u WiFi? : WiFi? nabízí pouze 3 skutečně nezávislé kanály pro vysílání. WiFi? zařízení rozeznávají celkem 13 kanálů, ale jejich frekvenční rozsahy se při vysílání modulační rychlostí 11 Mbit/s překrývají: Vysílání zabere šířku pásma 22 MHz, zatímco WiFi? kanály jsou odstupnovány jen po 5 MHz.

V pásmu 5,4-5,7 GHz máme celkem 11 nezávislých kanálů: středy určených vysílacích kanálů jsou odstupnované po 20 MHz, vysílání se děje také na škále 20 MHz. V tomto pásmu můžeme také využít podle VO vysílacího výkonu až 500 mW E.I.R.P., resp. až 1 Watt, pokud zařízení umožnuje automatickou regulaci výkonu o nejméně 3dB. Obojí je znatelný rozdíl proti WiFi? , kde máme povoleno nanejvýš 100 mW E.I.R.P.

Protokol 802.11a/h také používá přístupovou metodu a využití radiového pásma než WiFi? . WiFi? pracuje se systémem DSSS (Direct-sequence spread spectrum, metoda rozprostřeného spektra), a rozkládá signál do poměrně širokého pásma, vlastní přenášená data se kódují pomocí pseudonáhodných sekvencí. V celé šíři kanálu se tak vysílá stejná informace. Naproti tomu 802.11a používá techniku OFDM (Orthogonal frequency-division multiplexing). 20 MHz šíře kanálu se rozdělí na 52 podkanálů. 4 z nich jsou řídící, a po zbývajících 48 se přenášejí data. Na rozdíl od WiFi? se po jednotlivých subkanálech přenášejí různé fragmenty dat, a tak se dosahuje vyšších přenosových rychlostí.

Základní modulační rychlost u 802.11a je 6 Mbit/s, a standard požaduje, aby zařízení umělo dále 12, 24 Mbit/s. Dnešní výrobky umějí zpravidla také vyšší modulační rychlosti 48 a 54 Mbit/s - pozor, podobně jako u WiFi? se jedná o teoretickou hodnotu. Reálná přenosová rychlost závisí na počtu využitelných podkanálů (čistotě signálu) a může se pohybovat i kolem 20Mbit/s.

Profesionální spoje

Motorola Canopy: Toto pojítko pracuje na frekvencích 5.7 až 5.8 GHz, v závislosti na dodaném software má nominální propustnost 10 Mbit/s, případně 20 Mbit/s. Vzhledem k pracovní frekvenci, a omezením na výkon, které stanoví Veřejné Oprávnění není možné spoj používat na příliš velké vzdálenosti. V síti Klfree je zapojený jediný spoj tohoto druhu, kterým je k páteřní síti připojená obec Makotřasy. Další varianty Canopy pracují i v pásmu 5,4-5,7 GHz.

TrangoLink 10: Jak název napovídá, jedná se o spoj s nominální propustností 10 Mbit/s, a pracuje také na frekvencích 5,7 - 5,8 GHz. Zařízení používá proprietární protokol výrobce, který má menší režii než standardní 802.11a. K zařízení je možné dokoupit externí anénu. Z důvodu malého povoleného výkonu se ale vzdálenost, kterou dokáže spoj překlenout, přiliš nezvýší. V síti Klfree.net se používá na kratších přeskocích v městské zastavbě. Prodává se též novější verze Trango Atlas, která pracuje v pásmu 5,4-5,7 GHz.

EC-WA 6202: Zařízení má dva radiové okruhy, jeden vysílač pracuje v pásmu 2.4GHz a je určeno především pro provoz WiFi? AP nebo hotspotu, druhé rádio pracuje na frekvencích 5,4-5,8 GHz a je vhodné pro směrové spoje a napojení k páteřní síti. Zařízení tvoří kompaktní jednotka napájená pomocí PoE? UTP kabelem. Po otestování na experimentálním AP "Stoupa" v Buštěhradě byl spoj použit pro připojení AP Halda, která do té doby závisela na málo stabilním WiFi? spoji z AP Rebeca.

Zařízení pro amatérské použití

Mezi cenově dostupná koncová zařízení patří

a mnohé další. Všechna zařízení umí pracovat nejen v pásmu 5.4-5.7, ale dokáží vysílat také jako klasické WiFi? v pásmu 2.4GHz. Můžeme je tedy použít i pro připojení ke klasickým WiFi? přístupovým bodům - jen je to trochu dražší "špás". Zajímavé je, že všechny uvedené výrobky obsahují stejnou radiovou část výrobce Atheros, s oznašením AR-5212 až AR-5214. O zmíněném čipu se tvrdí, že je poměrně citlivý a v pásmu 2.4GHz dokonce citlivější než oblíbená zařízení typu OvisLink? nebo karty XI-626.

PC karty (at už PCMCIA nebo miniPCI) mají ovladače pro Microsoft Windows. Dostupné jsou také ovladače pro OS Linux v rámci projektu Madwifi. Ovladače umožnují práci v režimu AP a klient, pro režim "ad-hoc" používaný pro dvoubodové spoje není však čip příliš stabilní.

Klfree.net a 5GHz

V Klfree.net se nasazovaly od sklonku roku 2004 spoje TrangoLink na posílení páteře, v současné době je ale vytěsňujeme na pomocné spoje a okraje sítě. Hlavní páteř zajistují spoje Alcoma pracující na frekvencích 10 GHz. Protože TrangoLinky? pracují v poměrně úzkém spektru s malým povoleným výkonem, je na mnoha místech účelnější použít "hloupější" zařízení pracující v pásmu 5,4-5,7 GHz. Kromě většího dosahu poskytují i vyšší přenosové rychlosti - za cenu daleko menšího komfortu správy.

Komise Infrastruktury, která zahájila činnost na začátku října 2005, doporučila výměnu zbylých WiFi? spojů páteřní sítě právě za vysílače v pásmu 5,4 GHz. Technologie je již vyzkoušená na spojích jako jsou:

  • Hostouň - Lidice
  • Hostouň - Dobrovíz
  • Halda - Cvrčovice
  • Stochov - Kamenné Žehrovice
  • Vinařice - Libušín

Komise Infrastruktury také určila rámcová pravidla pro připojování koncových LAN technologií v pásmu 5,4 GHz k síti Klfree.net. Jeden z důvodů je předejít zahlcení pásma množstvím individuálních vysílačů, jako se stalo na WiFi? v posledních letech. To totiž zvyšuje nároky na koordinaci vysílání a režii, a snižuje efektivní přenosovou rychlost. Kfree.net nebude připojovat k přístupovým bodům touto technologií jednotlivce, nebo malé sítě (5 členů a méně).

Naproti tomu rozsáhlým domovní sítím může Sdružení i zapůjčit hardware, za předpokladu, že členové provedou instalaci svépomocí. Sdružení se tak snaží motivovat členy např. ze sousedních domů k propojení sítí a snížení počtu vysílačů. Ve výsledku tak větší sítě, o které jejich uživatelé pečují mohou dosáhnout výrazně kvalitnějšího připojení než domy, kde členové připojení pouze "konzumují".

Slovníček

Kanál
dohodou nebo specifikací stanovený souvislý rozsah frekvencí, na kterých probíhá datový přenos. Místo ladění určité frekvence, např 5620 MHz tak ladíme kanál 140, což se lépe zapamatuje.
WiFi?
obecně vžitý termín pro standard vysílání v pásmu 2,4 GHz IEEE 802.11b. Přesně je to značka kompatibility udělovaná organizací WiFi? Alliance.
Všeobecné Opránvění
soubor podmínek, při jejichž dodržení je povoleno používat radiová zařízení, která vysílají na vymezených frekvencích. Podmínky stanovuje Český telekomunikační úřad.
E.I.R.P.
Efektivní izotropicky vyzářený výkon. Výkon, který je vyzářený anténou, která "svítí" rovnoměrně do všech směrů a je pozorovaný ve směru maximálního zisku antény.
Mbit/s
jednotka přenosové rychlosti. Neplést s MByte/s (1 MByte/s = 8 Mbit/s)
Modulační rychlost
rychlost, s jakou nastávají změny nosného signálu, aby se s jeho použitím dala přenášet data.
miniPCI
druh sběrnice pro připojení rozšiřujících karet, používaný u noteboooků a malých zařízení
HW AP
zařízení vybavené radiovou částí a síťovou kartou, které dokáže propojit a přenášet data mezi drátovým rozvodem (LAN, lokální síť) a bezdrátovou sítí.

Reference, materialy ke studiu

Topic revision: r6 - 2005-12-10 - 12:22:10 - SvataDedic
 
This site is powered by the TWiki collaboration platformCopyright &Š by the contributing authors. All material on this collaboration platform is the property of the contributing authors.
Ideas, requests, problems regarding TWiki? Send feedback