Aby som ozrejmil niektoré fakty, tak sa v tomto článku nevyhnem teórii. Ale neutekajte hneď, budú to iba jednoduché pojmy, ktoré aspoň trochu dajú váhu skutočnostiam, ktoré uvediem. Mojím cieľom je tak trochu poopraviť už pomaly „zázračné“ informácie o WiMAXe, ktoré sa preháňajú po Internete. Ide hlavne o rýchlosť, dosah a NLOS (Non Line Of Sight), teda o nepotrebný priamy výhľad na bázovú stanicu. Všetky tri faktory spolu veľmi úzko súvisia a tvoria akýsi magický trojuholník. Nemôžete mať všetky tri naraz v najlepšej kvalite. Takže neexituje možnosť, ako dosiahnuť naraz vysokú rýchlosť, veľký dosah a NLOS. Tieto parametre musia byť neustále v rovnováhe. Keď sa pokúsime zvýšiť napríklad rýchlosť, tak nám automaticky klesne dosah.
Rýchlosť
Rýchlosť je vždy závislá priamo od šírky pásma a od použitej modulácie. Výhodou WiMAXu je používanie adaptívnej modulácie, ktorá umožňuje podľa kvality spojenia meniť typ modulácie. V praxi to znamená, že ak je rádiové spojenie kvalitné, použije sa „lepšia“ modulácia a ak je nekvalitné použije sa zasa „horšia“.
WiMAX vie pracovať so 64 QAM, 16 QAM, QPSK a BPSK. Prehľad jednotlivých modulácií je uvedený v tabuľke. Použitie modulácie závisí od ďalších dvoch faktorov NLOS a od vzdialenosti od bázovej stanice (BS). Ak je viditeľnosť slabá a vzdialenosť od BS je vysoká, neostáva iná možnosť ako časť vyhradeného pásma použiť pre vzdialené obydlia pomocu DPSK.
Čo v sebe skrývajú skratky QAM, QPSK a BPSK? Základnou myšlienkou je do rovnakej šírky pásma namodulovať viacej bitov a tým aj schopnosť rozpoznávať viacej stavov. Lenže ako sa s pribúdajúcou vzdialenosťou od BS zhoršuje SNR (pomer signál-šum), nie je možné rozoznať na prijímacej strane jednotlivé stavy spoľahlivo a preto sa používa „slabšia“ modulácia.
U nás na Slovensku bude môcť každý držiteľ individuálneho povolenia prevádzkovať 14 MHz duplexných. WiMAX ponúka veľkú škálu diferenciácie tohto pásma na menšie pásma (od 1,5 MHz do 20 MHz s rôznymi medzistupňami a kombináciami). Takže sa bude môcť poskytovateľ rozhodnúť na čo použije to pásmo a ako ho rozdelí, aby čo najefektívnejšie využil celú šírku. Napríklad 3,5 MHz bude môcť použiť pre pripájanie v blízkosti bázovej stanice (64 QAM) a zvyšok pre vzdialenejšie prípojky, alebo celú šírku pásma použije iba pre najbližšie okolie BS.
V tabuľke sú uvedené údaje pre danú moduláciu pri využití celého 14 MHz frekvenčného pásma. Samozrejme, že tieto rýchlosti platia pre jeden sektor BS. Bežne má bázová stanica aspoň tri sektorové antény, takže prenosové kapacity sa týmto spôsobom zvyšujú.
NLOS
To že nie je potrebný priamy výhľad na bázovú stanicu je síce pravda, ale na druhej strane sa tým znižuje dosah signálu od BS. Je to však výhodné v husto osídlených oblastiach v mestách, kde je veľa vysokých budov a prípadne aj nerovností v teréne. V takýchto lokalitách je potrebné budovať bázové stanice hustejšie a samozrejme bázová stanica musí mať viacej sektorových antén, aby sa kapacita zvýšila. Ak by BS boli príliš ďaleko od seba, nebolo by možné používať dostatočne silnú moduláciu a využitie pásma by nebolo také efektívne.
Dosah Môžeme uvažovať o dosahu pri priamej viditeľnosti (LOS) a pri nepriamej viditeľnosti (NLOS). Na obrázku vpravo je vidieť porovnanie týchto dvoch prístupov.
Z uvedeného je jasné, že NLOS veľmi znižuje dosah signálu a preto je potrebné stavať BS blízko k sebe, aby sa zaručila už spomínaná efektivita. Ale nič samozrejme nebráni postaviť BS ďalej od seba a neskôr, keď vzrastie počet zákazníkov a kapacity už nebudú stačiť, zhustiť sieť bázových staníc.
Zhrnutie
Ešte by bolo dobré na záver povedať niečo o mobilných WiMAX prípojkách. WiMAX fórum uvažuje o testovaní zariadení, ktoré budú schopné fungovať pri rýchlosti 40 km/h. No to sa má uskutočniť až v priebehu roka 2006. A vôbec, cieľom nie je vytvárať mobilné siete, ale pevné a nomádske. Mobilné siete sú ešte stále otázka ďalekej budúcnosti. Nie je to technicky nemožné, ale veľkí hráči nemajú záujem. Príliš rýchly technologický pokrok nepôsobí dobre na ich zisky.
WiMAX má aj tak šancu preniknúť na trh a zaplaviť veľké územia práve vďaka škálovateľnosti. Sieť nie je problém rozširovať a zvyšovať jej kapacitu aj bez výmeny už inštalovaných zariadení. Je to presne technológia stavaná na mieru pre použitie v rôznych podmienkach. Aj na vidieku aj v meste.
Najväčšou výhodou je práve adaptívna modulácia a možnosť rozdelenia pásma na menšie pásma, prípadne rozdeliť vyťažený sektor na dva menšie sektory. A tiež veľkým pozitívom je QoS. To všetko umožňuje rozvíjať sieť postupne a pritom poskytnúť pripojenie na väčšom území. Toto nedokáže žiadna „káblová“ technológia.
Filip Valašek
filip [zavinac] valasek [bodka] sk
Zdroj: http://www.wimaxforum.org/
Súvisiace články:
TÚ SR: FWA 3,5 GHz - Frekvencie získajú štyri spoločnosti
WiMAX dorazil do ČR, máme první poskytovatele i zákazníky
Čo je to FWA?
TÚ SR udelil povolenia pre FWA 3,5 GHz
