hrvatski

Radijske tehnologije za širokopojasni nepokretni pristup i mjerenja

Računalne komunikacije odnosno komuniciranje među računalima značajni je segment u ukupnim komunikacijama. Razvoj tehnologije vodi ka sve značajnijem udjelu takvih povezivanja i izgledno je da će u budućnosti jedna računalna mreža visokih performansi nadomjestiti nekoliko mreža koje su danas u uporabi, svaka za pojedinu uslugu kao što su npr. telefon, kabelska televizija, Internet. Radi povezivanja i zajednički rad mreža računala u kojima se rabe različite mrežne tehnologije i različiti protokoli razvijeni su referentni modeli slojevite arhitekture mreže koji definiraju koncepte i postavljaju norme te utvrđuju pravila povezivanja sustava u mrežu i mreža međusobno. Za svaki sloj definiraju se usluge sloja, sučelja sa susjednim slojevima i protokoli. Uporabom referentnog modela omogućava se stvaranje otvorenih rješenja, neovisnih o proizvođaču opreme ili mrežnom operatoru. Specifikacija i upravljanje kvalitetom usluge od velikog je značaja za radijske mreže, posebno za one koje podržavaju multimedijske aplikacije. Kvaliteta usluge očituje se u sposobnosti aplikacije da dobije zahtijevanu kvalitetu usluge, od mreže, u cilju uspješnog rada. Postojeće tehnologije za WLAN i WMAN mreže omogućavaju fiksni i nomadski radijski pristup. U takvim mrežama mobilnost korisnika je ograničena. U zadnje vrijeme normirano je i rješenje mreža gradskih područja za komunikaciju u pokretu. Prednosti radijske lokalne mreže u odnosu na fiksnu inačicu su u mobilnosti korisnika mreže, brzoj i jednostavnoj instalaciji, fleksibilnosti i ekonomičnosti u izvedbi mreže. U Hrvatskoj se mreže vrste WLAN koriste u ISM području na 2, 4 GHz. Pojasevi u području 5 GHz (5, 150 – 5, 350 GHz isključivo za zatvorene prostore i 5, 470 – 5, 725 GHz za zatvorene i vanjske prostore) su prilično neiskorišteni. Uzrok tome mogao bi biti u propisanoj tehnologiji za uporabu u tim područjima frekvencija. Naime, zahtijevana tehnologija HIPERLAN vrlo je skromno zastupljena na tržištu i to je glavnom preprekom za interes potencijalnih investitora. Mišljenja smo da bi se i u području 5 GHz trebalo primijeniti iskustva stečena u implementaciji WMAN mreža na 3, 5 GHz, tj. da ne treba definirati tehnologiju koja je dopuštena za primjenu, već samo uvjete koje mreža mora ispuniti. Daljnji problem korištenja pojaseva na 5 GHz je nemogućnost dodjele frekvencijskih blokova kao u slučaju WMAN mreža. Danas prisutne WLAN tehnologije na 5 GHz primjenjuju dinamički odabir kanala, a što je i obvezatno za mreže koje se koriste u Europi. U okviru tog postupka mreža koristi bilo koji od slobodnih kanala u jednom od podpojaseva. U cilju poticanja korištenja tih za WLAN namijenjenih frekvencija neke su zemlje, npr. Republika Slovenija, dopustile rad u tim pojasevima bez obveze za pribavljanjem dozvole, dakle, lokalno su te pojaseve proglasile nelicenciranim frekvencijama. Velika većina mreža, koje su u uporabi, osniva se na inačicama IEEE 802.11 norme s tim da u Hrvatskoj nije dopušteno postavljati mreže po normi IEEE 802.11a (rade na 5 GHz). Primjena europskih normi znatno zaostaje u praktičnim realizacijama ponajprije zbog manje raspoloživosti uređaja. Pojavom norme IEEE 802.11n, koja združuje rad na 2, 4 GHz i na 5 GHz, još su više istaknute prednosti mreža po inačicama IEEE 802.11 normi, jer one osiguravaju povratnu kompatibilnost prema starijim inačicama iz iste skupine, ali nisu kompatibilne s europskom normom. Tri su glavna djelokruga korištenja WLAN-a: javni WLAN-ovi (uključene su i tzv. "hot-spot" mreže), poslovno umrežavanje i kućno umrežavanje. Dok se na javni WLAN postavljaju vrlo različiti zahtjevi, npr. za veliku gustoću korisnika na nekom prostoru ili pak za pokrivanje manjih prostora, dotle Korporativni WLAN služi kao radijsko proširenje fiksnog LAN-a. Tradicionalna rješenja primjenjivala su potpuno odvojene mreže za prijenos govora i za prijenos podataka. Nova rješenja integriraju fiksni i radijski dio LAN infrastrukture. Visokokvalitetni radio uzima se kao primarni pristupni postupak u slučajevima manjih ureda. WiMAX tehnologija namijenjena je pružanju širokopojasnih usluga: povezivanja na Internet, prijenosa govora odnosno videotelefonskih signala, prijenosa podataka i sl. Norma 802.16- 2004. odnosi se na nepokretni i nomadski pristup, dok je ona pod oznakom 802.16e-2005 namijenjena opsluživanju pokretnih terminala. Valja napomenuti da nema kompatibilnosti između uređaja koji rade po ovim dvjema normama. Rad s dinamičkim dodjeljivanjem kapaciteta u logičkim podkanalima predviđen je u OFDMA fizičkom sloju koji se koristi u mobilnim uvjetima, dok je za fiksne mreže prikladniji OFDM. Proizvodi za OFDM radijska sučelja su certificirani i već sazreli na tržištu, što se ne može reći i za proizvode po 802.16e. WiMAX se može promatrati i kao nadogradnja WLAN-a, a može se raditi i mrežna arhitektura koja u sebi sadrži obje radijske tehnologije. Gledajući s perspektive operatora, limitiranost je znatno veća zbog ograničenog kapaciteta nego zbog područja pokrivanja. To znači da operatori moraju predvidjeti strukturu korisnika i vrstu usluge koja im je namijenjena (privatni korisnici, poslovni korisnici), njihovu gustoću na nekom području i očekivani stupanj korištenja kao i buduća očekivanja. Tada oni planiraju u biti gustoću kapaciteta po nekoj određenoj površini. Za nacionalnog telekom regulatora interesantne su uglavnom RF karakteristike jedinica radijske mreže. U primjeru radijske lokalne mreže od značaja je mjerenje radijskih parametara pristupne točke. Mjerenje odgovarajućih parametara terminalnih uređaja provodi se samo u nekim posebnim situacijama. Od dva frekvencijska područja, namijenjena za P2MP mreže u Hrvatskoj, granične vrijednosti pojedinih parametara uređaja precizno su definirane za područje oko 3, 5 GHz. Za uređaje u frekvencijskom području 26 GHz primjenjuju se opće granice za sve uređaje koje rade na tim frekvencijama. Zanimljivo je spomenuti da ključne granične vrijednosti nisu pokrivena IEEE normom. Postoje dva glavna cilja koja trebaju ispuniti radijski sustavi novih generacija pa i 4G – veća širina pojasa i prelazak na IP. Sustav 4G treba omogućiti svestrana IP rješenja za govornu komunikaciju, prijenos podataka te multimedijske sadržaje korisnicima na bazi "bilo gdje i bilo kada" i to većim brzinama nego što ih nude dosadašnja rješenja. WiMAX, WiBro, LTE (Long Term Evolution) i 3GPP2 Ultra Mobile Broadband su neka vrsta pripreme za 4G. Uz više brzine prijenosa, kako u uzlaznom tako i u silaznom smjeru, WiMAX i ostale slične kompatibilne tehnologije nameću se kao bolje rješenje za primjene temeljene na pristupu Internetu. S druge strane primjene koje traže veliku mobilnost uvijek će biti bolje uslužene unutar mreža 3G s velikim područjem pokrivanja. Na putu prema WiMAX II postojeći sustavi kao i WiMAX te LTE obećavaju veće brzine prijenosa koristeći uglavnom slijedeće: povećanje širine pojasa kanala (HSDPA koristi kanal širine 5 MHz, WiMAX i LTE imaju fleksibilne širine kanala od 1, 25 do 20 MHz, WiMAX i 28 MHz) MIMO (WiMAX i LTE predviđaju MIMO tehniku), modulacijske postupke višeg reda (HSDPA rabi 16- QAM, WiMAX i LTE koristit će 64-QAM). Koristeći ove tehnike LTE i WiMAX moći će znatno povećati brzine prijenosa podataka, ali i uz te napredne tehnike postići će se brzine prijenosa podataka manje od predviđenih 1 Gbit/s. Dugoročna bitka vodi se između dvije najperspektivnije radijske pristupne tehnologije WiMAX i LTE. Svaka od njih može barem učetverostručiti brzine prijenosa postojećih radijskih sustava, ali analitičari ipak prognoziraju veću dominaciju LTE tehnologije, s obzirom da danas u svijetu prevladavaju operatori koji nude GSM i UMTS tehnologiju, a LTE se može gledati kao nadogradnja ovih najpopularnijih mobilnih komunikacijskih tehnologija. LTE mogla bi mobilnim operatorima omogućiti vrlo jednostavno unapređenje sustava, ali WiMAX je već dostupan na tržištu. Iako LTE može očekivati globalnu dominaciju, to ne znači da WiMAX neće preživjeti. Napredne tehnologije antenskih sustava s pripadajućom elektronikom, tzv. inteligentne antene i MIMO sustavi, današnje su aktualno rješenje za unaprjeđenje performansi radijskih mreža. Inteligentna antena, kao jedna od jedinica radijskog sustava, primjenjuje prostornu obradu signala korištenjem više antena. Inteligentnost antena očituje se u sposobnosti određivanja smjera dolaska signala. Taj se podatak onda koristi za izračunavanje vektora koji određuju smjer i oblik glavnog snopa zračenja koji onda prati pokretni cilj, tj. pokretnu krajnju postaju. Inteligentnost antene u suštini je sadržana u antenskom sustavu koji inteligentno združuje istodobni rad više antena u diverzitiju. MIMO-sustavi koriste se u svrhu povećanja propusnosti bez povećavanja zauzete širine pojasa ili drugim riječima povećanja spektralne učinkovitosti prijenosa. Taj se dobitak osniva na korištenju još i prostorne dimenzije, koja je u ranijim rješenjima bila neiskorištena. Niska gustoća snage emisije UWB tehnologija smanjuje mogućnost smetnje u ostalima radijskim sustavima, a velika širina pojasa može omogućiti prijenos podataka vrlo velikim brzinama. Priroda inačice UWB signala bez vala nosioca rezultira u manjem fedingu čak i kad se impulsi preklapaju. Predviđeni domet je u rasponu od 15 do 100 m. Za prijenos nije nužno koristiti val nosilac, već se obavlja impulsni radijski prijenos u osnovnom pojasu frekvencija, koje je međutim jako visoko. Izgledno je da će uskoro Bluetooth tehnologija, popularna PAN norma za spajanje računala s perifernim uređajima na kraćim udaljenostima, dobiti svoga nasljednika u obliku nove norme UWB koja ima mogućnosti čak stostruko bržeg prijenosa podataka od Bluetooth tehnologije. Obrada digitalnog signala u fleksibilnim i rekonfigurabilnim funkcionalnim blokovima obilježava softverski radio. Dvije se softverske funkcionalnosti mogu implementirati u radiju: softverska obrada signala koji sadrži informaciju i softverska kontrola koja osigurava inteligentnu prilagodbu radijskih parametara. Značajke, kao što su prilagodljivost i inteligencija, koje omogućavaju prilagodljivu dinamičku dodjelu spektra, mogu se promatrati kao razvoj radijskih tehnologija na duži rok. Spoznajni radio predstavlja novi pristup za djelotvorniju uporabu radiofrekvencijskog spektra. To je inteligentni radijski sustav, koji je svjestan svoje okoline, koristi postupak učenja iz svoje okoline i sposoban je prilagođavati svoje tehničke značajke statističkim varijacijama ulaznih parametara. S regulatornog aspekta spoznajni radio predstavlja značajni izazov, jer traži od regulatornih tijela veću fleksibilnost u dodjeli radijskih frekvencija i ukidanje dosadašnje prakse fiksne namjene frekvencijskog spektra i dodjele radijskih frekvencija jednom korisniku na jednome zemljopisnom području. Sustav iBurst je izravan nastavak otvorene internetske arhitekture. On omogućava korisnicima transparentni pristup punom rasponu primjena, usluga i sadržaja, pri čemu operatorima pruža mogućnost nadogradnje na njihove postojeće mreže.

Radijske lokalne mreže; WLAN; radijske mreže gradskih područja; WiMAX; MIMO; UWB; softverski radio; spoznajni radio; iBurst

nije evidentirano