Žilinská univerzita v Žiline - diplom.utc.skdiplom.utc.sk/wan/711.pdf · QoS - Quality of Services ... Synchrónny prenosový modul TCP - Transmission Control Protocol Protokol

Žilinská univerzita v Žiline Elektrotechnická fakulta Katedra telekomunikácií

Mikrovlnové prístupové siete FWA – CBT kurz

Dagmar Pajdušáková

2006


DIPLOMOVÁ PRÁCA


ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE Elektrotechnická fakulta Katedra telekomunikácií

Študijný odbor: TELEKOMUNIKÁCIE

Vedúci diplomovej práce: doc. Ing. Ján Dúha PhD.

Stupeň kvalifikácie: inžinier (Ing.) Dátum odovzdania diplomovej práce: 19. mája 2006

ŽILINA 2006

Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta,

Katedra telekomunikácií

ANOTAČNÝ ZÁZNAM – DIPLOMOVÁ PRÁCA

Priezvisko, meno: Pajdušáková Dagmar Školský rok: 2005/2006

Názov práce: Mikrovlnové prístupové siete FWA – CBT kurz

Počet strán: 53 Počet obrázkov: 14 Počet tabuliek: 9

Počet grafov: 0 Počet príloh: 5 Počet použitej lit.: 37

Anotácia:

Diplomová práca sa zaoberá Multimediálnym výučbovým programom mikrovlnových

prístupových sietí FWA. Práca je spracovaná do formy študijného materiálu v prostredí

Macromedia Flash MX.

Annotation:

This work deals with Multimedia learning program of Microwave Access Network. All

the work is created as educational tool in enviroment Macromedia Flash MX.

Kľúčové slová:

mikrovlnová prístupová sieť FWA, bezdrôtový prístup, Bluetooth, WiMax, WiFi, ZigBee,

WLAN

Vedúci práce: doc. Ing. Ján Dúha, PhD.

Recenzent práce: doc. Ing. Rudolf Hronec, PhD.

Dátum odovzdania práce: 19. 05. 2006

Obsah Úvod.....................................................................................................................................1 Cieľ riešenia diplomovej práce ............................................................................................3 1. BEZDRÔTOVÉ PRÍSTUPY.......................................................................................4

1.1. PEVNÝ BEZDRÔTOVÝ PRÍSTUP .................................................................. 4

1.2. MOBILNÝ BEZDRÔTOVÝ PRÍSTUP............................................................. 4

1.3. DRUŽICOVÝ PRÍSTUP.................................................................................... 5

1.4. ULTRAŠIROKOPÁSMOVÉ RÁDIOVÉ SYSTÉMY UWB ............................ 5

1.5. ŠIROKOPÁSMOVÝ PRÍSTUP CEZ STRATOSFÉRU HAP........................... 6

2. PEVNÝ BEZDRÔTOVÝ PRÍSTUP FWA .................................................................7

2.1. SIEŤ FWA ......................................................................................................... 7

2.1.1. Účastnícka prípojka .....................................................................................7 2.2. ÚZKOPÁSMOVÉ A ŠIROKOPÁSMOVÉ SIETE FWA................................. 8

2.3. FWA NA BUNKOVOM PRINCÍPE................................................................. 9

2.4. TECHNOLÓGIA FWA .................................................................................... 10

2.4.1. Lokálny viackanálový distribučný systém LMDS.....................................10 3. ARCHITEKTÚRA SIETE FWA.............................................................................12

3.1. PRÍSTUPOVÁ SIEŤ ........................................................................................ 13

3.2. TRANSPORTNÁ SIEŤ .................................................................................... 13

3.3. JADRO SIETE A PREPOJENIE S POSKYTOVATEĽMI SIETE ................. 13

3.4. TECHNICKÉ PARAMETRE........................................................................... 14

4. ČINNOSŤ SIETE FWA ............................................................................................15

4.1. VÝHODY PEVNÉHO BEZDRÔTOVÉHO PRÍSTUPU FWA ...................... 16

4.2. NEVÝHODY PEVNÉHO RÁDIOVÉHO PRENOSU .................................... 17

4.3. FWA S TOPOLÓGIOU MESH........................................................................ 17

5. SLUŽBY SIETE FWA .............................................................................................19

5.1. LAN-LAN/VPN (Virtuálna privátna sieť)........................................................ 19

5.2. PRENAJATÉ OKRUHY .................................................................................. 19

5.3. RÝCHLE PRIPOJENIE NA INTERNET ........................................................ 20

5.4. FRAME RELAY .............................................................................................. 20

5.5. ISDN ................................................................................................................. 21

6. APLIKÁCIE FWA TECHNOLÓGIE .......................................................................22

6.1. HLASOVÉ SLUŽBY ....................................................................................... 22

6.2. VIRTUÁLNA PRIVÁTNA SIEŤ VPN............................................................ 22

6.3. DÁTA A INTERNET ....................................................................................... 23

6.4. ŠPECIFICKÉ APLIKÁCIE .............................................................................. 23

6.4.1. OPTIMAL - integrovaný prístup k hlasovým službám a internetu ...........24 7. BEZDRÔTOVÁ LOKÁLNA SIEŤ WLAN.............................................................25

7.1. KÁBLOVÁ LAN, BEZDRÔTOVÁ LAN ..................................................... 25

7.2. KONFIGURÁCIA WLAN ............................................................................... 26

7.3. VÝHODY POUŽITIA TECHNOLÓGIE WLAN............................................ 28

8. NAJPOUŽÍVANEJŠIE TECHNOLÓGIE WLAN....................................................29

8.1. WIRELESS FIDELITY Wi-Fi ........................................................................ 29

8.1.1. Architektúra 802.11 ...................................................................................30 8.1.2. Fyzická vrstva 802.11 ................................................................................31 8.1.3. MAC vrstva 802.11....................................................................................33 8.1.4. ČINNOSŤ WI-FI .......................................................................................33 8.1.5. Topológia mikrovlnových sietí ..................................................................33 8.1.6. Výhody WiFi .............................................................................................35 8.1.7. Nevýhody Wi-Fi ........................................................................................35

8.2. BLUETOOTH................................................................................................... 37

8.2.1. História bezdrôtovej technológie BLUETOOTH ......................................37 8.2.2. SIETE PAN................................................................................................37 8.2.3. WiMedia ....................................................................................................38 8.2.4. ZigBee........................................................................................................40

8.3. WIMAX ............................................................................................................ 41

8.3.1. Technológia WiMax ..................................................................................43 8.3.2. Porovnanie parametrov rýchlosť, dosah, NLOS........................................45

9. SYSTÉM DOCSIS.....................................................................................................47

9.1. SYSTÉMY DOCSIS......................................................................................... 47

9.2. KÁBLOVÉ MODEMY A SIETE KÁBLOVEJ TELEVÍZE CATV .............. 50

9.2.1. Architektúra káblovej siete ........................................................................52 ZÁVER ..............................................................................................................................53

ZOZNAM OBRÁZKOV A TABULIEK

Obrázky

Obr. 3. 1 Topológia siete FWA

Obr. 4. 1 Činnosť siete FWA

Obr. 7. 1 Prehľad bezdrôtových sietí

Obr. 7. 2 Bezdrôtová LAN

Obr. 7. 3 Typy bezdrôtových LAN

Obr. 8. 1 Prenos pre fyzickú vrstvu

Obr. 8. 2 Rozprestretie spektra frekvenčným skákaním FHSS

Obr. 8. 3 Rozprestretie spektra priamou postupnosťou DSSS

Obr. 8. 4 Topológia mikrovlnovej siete – bod-bod

Obr. 8. 5 Topológia mikrovlnovej siete – bod-viac bodov

Obr. 8. 6 Rozsah a rýchlosti jednotlivých kategórií bezdrôtových sietí

Obr. 8. 7 Porovnanie LOS a NLOS

Obr. 9. 1 Protokolový stĺpec DOCSIS v porovnaní s vrstvami RM OSI

Obr. 9. 2 Rozloženie pásma pri dátových prenosoch po TV kanále

Tabuľky

Tab. 8. 1 Prehľad štandardov IEEE 802.11

Tab. 8. 2 Porovnanie ZigBee a Bluetooth

Tab. 8. 3 Prehľad prenosových rýchosti WPAN a WLAN



Tab. 8. 6 Prehľad štandardov ETSI

Tab. 8.7 Údaje o moduláciach pre WiMax

Tab. 9.1 Zvyšovanie šírky pásma a prenosových rýchlostí pri technológii káblových

modemov

Tab. 9. 2 Porovnanie verzií štandardu DOCSIS

ZOZNAM SKRATIEK A SYMBOLOV

ATM - Asynchronous Transfer Mode

Asynchrónny prenosový mód

BER - Bit error rate

Bitová chybovosť

BRA - Basic Rate Access

Prístup základnou rýchlosťou 2B+D

BS - Base Station

Základňová stanica

BWA - Broadband Wireless Access

Širokopásmový bezdrôtový prístup

CATV - Cable Television

Sieť káblovej televízie (pôvodne kábl. rozvody telev. a rozhlas. signálu -

televízny káblový rozvod - TKR)

CDMA - Code Division Multiple Access

Viacnásobný prístup s kódovým delením

CMTS - Cable Modem Terminating System

Koncový systém káblového modemu

CPE - Customer Premises Equipment

Zariadenie umiestnené u účastníka

DBS - Digital Base Station

Digitálna základňová stanica

DSL - Digital Subscriber Line

Digitálna účastnícka linka, Technológia digitálneho prenosu dát po

účastníckom vedení

DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum

Rozprestretie spektra priamou postupnosťou

FDM - Frequency Division Multiplexer

Multiplexor s frekvenčným delením

FDMA - Frequency Division Multiplex Access

Viacnásobný prístup s frekvenčným delením

FHSS - Frequency Hopping Spread Spectrum

Rozprestretie spektra frekvenčným skákaním

FSO - Free Space Optics

Optika vo voľnom priestore, Priestorová optika- prístup cez priestorovú

optiku

FWA - Fixed Wireless Access

Pevný bezdrôtový (rádiový) prístup

GSM - Global System for Mobile Communication

Globálny systém pre mobilnú komunikáciu

HAP - Highe Altitude Paltform

Širokopásmový prístup cez stratosféru

HFC - Hybrid Fiber Coax

Hybrid optika-koaxiál

HUB - Hub rozdeľovač, viacportový opakovač

IEEE - Institute of Electrotechnical Engineering

Ústav elektrotechnických a elektronických inžinierov

IP - Internet Protokol

Internetový protokol

ISDN - Integrated Services Digital Network

Digitálna sieť integrovaných služieb

ISM - Industrial, Scientific and Medical (band)

Priemyselné, vedecké a zdravotnícke (pásmo)

ITU - International Telecommunication Union

Medzinárodná telekomunikačná únia

LAN - Local Area Network

Lokálna počítačová sieť

LMDS - Local Multipoint Distribution System

Miestny viacbodový distribučný systém

MAN - Metropolitan Area Network

Mestská počítačová sieť

MMS - Network Management System

Sieťový riadiaci a dohľadový systém

MMDS - Multipoint Microwawe Distribution System

Viacbodový mikrovlnový distribučný systém

NMC - Network management Centre

Centrum riadenia siete

NMS - Network Management System

Riadiaci systém siete

NOC - Network Operations Center

Prevádzkové stredisko siete

NT - Network Termination

Zakončenie siete

OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplex

Ortogonálny frekvenčne delený multiplex

PBX - Private Branch Exchange

Neverejná (privátna) pobočková ústredňa

PDH - Plesiochronous Digital Hierarchy

Pleziochrónnová digitálna hierarchia

PMP - Point to Multipoint

Bod – Viac bodov

PRA - Primary Rate Access

Prístup primárnou rýchlosťou 30B+D

PSTN Public Switched Telephone Network

- Verejná telefónna sieť

QAM - Quadrature Amplitude Modulation

Kvadratúrna amplitúdová modulácia

QoS - Quality of Services

Kvalita služby

QPSK - Quadrature Phase Shift Keying

Kvadratúrne kľúčovanie fázovým posunom

RBS - Radio Base Station

Rádiová základňová stanica

RF - Radio Frequency

Rádiová frekvencia

RT - Radio Termination

Rádiové zakončenie

SDH - Synchronous Digital Hierarchy

Synchrónna digitálna hierarchia

SP - Service Provider

Poskytovateľ telekomunikačných služieb

STM - Synchronous Transport Module

Synchrónny prenosový modul

TCP - Transmission Control Protocol

Protokol na riadenia prenosu

TDM - Time Division Multiplex

Multiplex s časovým delením

TDMA - Time Division Multiplexing

Viacnásobný prístup s časovým delením

TS - Terminal Station

Koncová stanica

UMTS - Universal Mobile Telecommunication System

UWB - Ultra Wide Band

Ultraširokopásmový

VoIP - Voice over IP

Prenos hlasu v IP sieťach

VPN - Virtual Private Network

Virtuálna neverejná sieť

WAN - Wide Area Network

Diaľková sieť

WDM - Wave Division Multiplexing

Vlnovo delený multiplex

Wi-Fi - Wireless Fidelity

Označenie WLAN

WiMax -Bezdrôtová technológia založená na štandarde IEEE 802.16 a na

frekvenciách v rozsahu medzi 2 až 11 GHz, ktorá umožňuje

vysokopriepustné širokopásmové pripojenie na dlhé vzdialenosti

WLL - Wireless Local Loop

Bezdrôtová miestna slučka

WLAN - Wireless LAN

Bezdrôtové LAN

WDM - Wavelenght-Division Multiplexing, Vlnový multiplex

Žilinská univerzita v Žiline

ÚVOD

Cieľom písania diplomovej práce je spracovať istú tematiku, analyzovať nadobudnuté

poznatky a prísť k určitým záverom.

V úvode mojej diplomovej práce nazvanej „Mikrovlnová prístupová sieť FWA“ je

zámerom priblížiť, čo Pevný bezdrôtový prístup - FWA ( Fixed Wireless Access)

znamená, a to tým spôsobom, aby čitateľ získal jasnú predstavu o danej problematike.

FWA predstavuje bezdrôtové riešenie širokopásmového prístupu používateľov k

telekomunikačným službám vrátane pripojenia do Internetu a telefonovania.

Prenos digitálnej informácie prostredníctvom rádiového signálu, či už ide o Internet,

prenos dát alebo hlasu vrámci mestských sietí, je novou zaujímavou alternatívou voči

bežne používaným prístupovým technológiám (pevné linky, klasické metalické vedenie

alebo optické vlákna), ktoré prepájajú koncového zákazníka s telekomunikačnou sieťou.

Nastupuje tam, kde v miestnej prístupovej siete nie sú k dispozícii pevné prístupové linky

požadovanej kvality.

V prvom bode práce poukazujem na bezdrôtové prístupy, na ich rozdelenie kvôli

všeobecnému prehľadu.

V ďalšom bode analyzujem pevný bezdrôtový prístup FWA, rozdelenie sietí na

úzkopásmové a širokopásmové, pracujúce na bunkovom princípe, technológiu,

architektúru, činnosť siete FWA. Dôležité je poukázanie na služby sietí FWA, ktoré sú

ponúkané zákazníkom a aj na aplikácie technológie FWA.

Výhody použitia rádiových technológií spočívajú predovšetkým v jednoduchej

implementácii do existujúcich systémov a vysokej flexibilite. Na základe daných

vlastností je možné veľmi rýchlo reagovať na nové a meniace sa požiadavky zákazníka,

ako napríklad na inštaláciu ďalších základňových staníc a zákazníckych terminálov,

zmeny trás prepojení a zmeny prenosových rýchlostí, poskytovanie sprostredkovaného

spojenia a podobne.

V nasledujúcom bode rozoberám najpoužívanejšie technológie bezdrôtových

miestnych sietí WLAN, medzi ktoré partia štandardy IEEE 802. 11 WiFi, IEEE 802. 15

Bluetooth, IEEE 802. 15. 4 ZigBee, IEEE 802. 16 WiMax.

Bluetooth je otvorený svetový štandard na bezdrôtovú výmenu údajov medzi dvoma

alebo viacerými zariadeniami. Dôvodom vývoja tejto technológie bolo úsilie vyvinúť

bezdrôtovú komunikačnú technológiu, ktorá by sa vyznačovala nízkou cenou, nízkou

1


spotrebou elektrickej energie, malými rozmermi a globálnou dostupnosťou. Na

synchronizáciu údajov medzi počítačmi a zariadeniami (aj inteligentným telefónom) im

totiž postačuje dostať sa do dosahu komunikačného zariadenia a aktivovať prenos údajov.

WiFi svojim používateľom umožňuje vytvoriť si sieť ľahko a rýchlo, bez nutnosti

zavádzať káble. Pôvodným zámerom 802.11 bolo vystavať sieť aj tam, kde je nemožné

alebo ekonomicky nevýhodné stavať klasické káblové siete, napríklad z bytu do bytu, z

domu do domu, v historických budovách alebo objektoch rozsiahlych rozmerov.

Momentálne u nás WiFi používajú hlavne poskytovatelia alternatívneho pripojenia na

Internet, kde sa často mení usporiadanie počítačov, tam, kde sa konajú porady

manažmentu firmy a pod.

O WiMAXe (Worldwide Interoperability for Microwave Access) sa hovorí ako o

novom štandardnom širokopásmovom Internete. Je to veľmi nádejná technológia schopná

pokryť obrovské územia. Aplikácia tejto technológie zabezpečí širokopásmové pripojenie

na Internet aj územiam, kde to doposiaľ nebolo možné. Zároveň technológia umožňuje

širokopásmový mobilný a personalizovaný prístup pre stacionárneho aj nomadického

zákazníka. To znamená, že širokopásmový Internet je vždy tam, kde sa používateľ práve

nachádza.

V poslednom bode rozoberám systémy DOCSIS určené na dátovú komunikáciu

prostredníctvom káblových sietí.

2


CIEĽ RIEŠENIA DIPLOMOVEJ PRÁCE

Hlavným cieľom tejto diplomovej práce je spracovanie danej tematiky do formy

študijného materiálu v CBT- kurze pre e-vzdelávanie, realizované v prostredí Flash. Ide o

popis princípu činnosti sietí FWA, možnosti ich použitia, popis používaných technológií

a služieb.

Študenti nadobudnuté vedomosti si budú môcť preveriť pomocou pripraveného testu.

3


1. BEZDRÔTOVÉ PRÍSTUPY

Bezdrôtový prístup, (Wireless) využívaný na poskytovanie širokopásmových služieb

v mestských aglomeráciách, je zároveň prostriedkom rozvoja konkurencie s

poskytovaním služieb prostredníctvom pevnej verejnej komunikačnej siete.

Vo viacerých prípadoch sa používa aj ako prostriedok, prípadne dočasné

technologické riešenie na preklenutie obdobia do vybudovania optického prístupu.

Bezdrôtové technológie umožňujú rozvoj trhu širokopásmových služieb aj vo vidieckych

oblastiach, kde nie je dostatočná komunikačná infraštruktúra.

1.1. PEVNÝ BEZDRÔTOVÝ PRÍSTUP

Bezdrôtové technológie určené na komunikáciu medzi pevnými bodmi sa vo

všeobecnosti označujú ako „pevné“. Sú známe pod viacerými názvami ako terestriálne

vedenie, pevný bezdrôtový prístup (FWA Fixed Wireless Access často označované ako

WLL alebo Wireless in Local Loop) a v spojitosti s poskytovaním širokopásmového

prístupu aj ako širokopásmový bezdrôtový prístup (BWA Broadband Wireless Access).

Pevný bezdrôtový prístup používa frekvenčné pásmo od 900 MHz do 40 GHz. Vo

vyššej časti frekvenčného pásma sa využíva väčšia šírka kanálov, ktorá umožňuje väčšiu

rýchlosť prenosu dát, ale realizácia prístupu vyžaduje priamy optický kontakt a dosah

prístupu s nárastom frekvencie klesá v dôsledku nárastu tlmenia prenosu signálu šírením.

1.2. MOBILNÝ BEZDRÔTOVÝ PRÍSTUP

Mobilné telefónne siete prechádzajú neustálym vývojom a v súčasnej dobe používaná

sieť GSM je z tohto hľadiska sieťou druhej generácie. Vznikla ako plne digitálna sieť

určená predovšetkým na hlasové služby, dátové služby boli implementované dodatočne. S

dôrazom na poskytovanie dátových služieb je koncipovaná sieť tretej generácie

označovaná 3G, alebo UMTS (Universal Mobile Telecommunications System).

Sieť UMTS umožňuje poskytovanie širokopásmového prístupu s obmedzením

rýchlosti prenosu, ktoré je závislé od fyzikálnej rýchlosti, resp. od „mobility“ používateľa

služby. Podľa „mobility“ možno rozlišovať tri kategórie používateľov:

4


• používatelia s vysokou mobilitou - pohybujúci sa v dopravných prostriedkoch s

rýchlosťou vyššou ako 120 km/h nemôžu prostredníctvom UMTS využívať

širokopásmový prístup, ale môžu počítať s prenosovou rýchlosťou 144 kbit/s

• používatelia so strednou mobilitou - pohybujúci sa v pozemných dopravných

prostriedkoch s rýchlosťou menšou ako 120 km/h môžu prostredníctvom UMTS

využívať širokopásmový prístup s prenosovou rýchlosťou 384 kbit/s

• používatelia s nízkou mobilitou - využívajúci širokopásmový prístup na

viacerých, v priebehu dňa sa striedajúcich pracoviskách, alebo pohybujúci sa v

budovách chôdzou s rýchlosťou menšou ako 10 km/h, môžu prostredníctvom

UMTS využívať širokopásmový prístup s prenosovou rýchlosťou 2 Mbit/s [2]

1.3. DRUŽICOVÝ PRÍSTUP

Družicové technológie sa používajú na zabezpečenie širokopásmového prístupu

najmä širokopásmového prístupu k internetu v odľahlých regiónoch s nedostatočnou

komunikačnou infraštruktúrou.

Družicový prístup je v porovnaní s ostatnými technológiami nákladný a pri

obojsmernej komunikácii je potrebné počítať so značným oneskorením signálu. Reálne

poskytované služby širokopásmového prístupu k internetu umožňujú využívanie

nasledovného rozsahu rýchlostí prenosu:

• priamy smer (downstream) 512 kbit/s až 48 Mbit/s

• spätný smer (upstream) 64 kbit/s až 256 kbit/s [2]

1.4. ULTRAŠIROKOPÁSMOVÉ RÁDIOVÉ SYSTÉMY UWB

Vývoj nových technológií bezdrôtového prístupu umožňujúcich efektívnejšie

využívanie pásma rádiových frekvencií (medzi ktoré možno zaradiť aj UWB - Ultra Wide

Band) je dôsledkom snahy prekonať problém obmedzenej kapacity frekvenčného spektra.

Ultraširokopásmovými signálmi sa nazývajú rádiové signály s relatívnou šírkou

pásma väčšou ako 25% nosnej, resp. stredovej frekvencie, alebo s absolútnou šírkou

pásma väčšou ako 5 GHz, ktoré sa zároveň vyznačujú nízkou spektrálnou hustotou

signálu, čo umožňuje ich šírenie bez toho, aby rušili ostatnú rádiovú (úzkopásmovú)

komunikáciu.

5


1.5. ŠIROKOPÁSMOVÝ PRÍSTUP CEZ STRATOSFÉRU HAP

Realizácia širokopásmového prístupu do odľahlých, alebo riedko osídlených regiónov

je investične náročná a ani družicový prístup nie je vhodný na masové poskytovanie

prístupu pre domácnosti.

Overovanou možnosťou, ktorá by mohla pri poskytovaní širokopásmového prístupu

suplovať družicový prístup, je tzv. výšková platforma HAP.

V prípade HAP úlohu družice môže nahradiť balón, vzducholoď alebo špeciálne

lietadlo pohybujúce sa v stratosfére vo výške 17 až 22 km nad zemským povrchom. Tento

systém v porovnaní s družicovým prístupom nemá problém s oneskorením signálu.

Predpokladané náklady by mali byť asi desaťkrát menšie, systém HAP by mal byť

schopný poskytovať širokopásmový prístup v oblasti porovnateľnej pokrytiu družicovým

prístupom 1000 krát väčšiemu počtu používateľov vrátane poskytovania prístupu 120

Mbit/s aj mobilným používateľom nachádzajúcim sa v dopravných prostriedkoch s

rýchlosťou do 300 km/h.

Na prenos vyhradila ITU (International Telecommunication Union) pásma 31/28

GHz a 47/48 (priamy/spätný smer) a na spojenie medzi viacerými platformami HAP sa

počíta aj s využitím prístupu cez priestorovú optiku. [2]

6


2. PEVNÝ BEZDRÔTOVÝ PRÍSTUP FWA

2.1. SIEŤ FWA

Pevný bezdrôtový prístup FWA predstavuje bezdrôtové riešenie širokopásmového

prístupu používateľov k telekomunikačným službám. Tradičné riešenie je „drôtové“ a

využíva drôtové miestne slučky (Wireline Lockal Loop) alebo metalické vedenie medzi

telefónnymi ústredňami a miestom, kde sa nachádza účastník. Miestne slučky boli

budované pre potreby hlasovej telefónie.

Hlavným rysom technológie je veľká priepustnosť pásma, umožňujúca realizovať

vysokorýchlostné dátové prenosy, hlasové spojenie a prevádzku ďalších

telekomunikačných služieb. [2]

2.1.1. Účastnícka prípojka

Pod pojmom účastnícka prípojka sa vo všeobecnosti rozumie spôsob, akým je

používateľ pripojený na sieť poskytovateľa telekomunikačných služieb SP (Service

Provider). Pripojenie riešia rôzne technológie prístupových sietí, pričom každá z nich sa

orientuje na prenosové médium ako je vzduch, metalické káble, optické káble atď.,

taktiež na metódu prenosu údajov (Príloha č.1).

Kým siete poskytovateľov služieb xSP (napr. poskytovateľ pripojenia na internet ISP)

väčšinou využívajú optické vlákna, a teda v princípe nemajú problém so šírkou pásma pre

prenášaný objem dát, pripojenie používateľov predstavuje vážny problém.

Prístupové siete sú optimalizované na pripojenie ku poskytovateľovi hlasovej služby.

Nároky na prenos hlasu (analógový signál v pásme 300 – 3 400 Hz) sa výrazne líšia od

nárokov na prenos dát (rýchlosti od 100 kbit/s do niekoľko Mbit/s).

FWA je jednou z úspešných technológií riešiacich nielen problém rýchleho pripojenia

k sieti SP, ale zároveň umožňuje pripojenie k viacerým poskytovateľom rôznych typov

telekomunikačných služieb súčasne cez jeden prístupový bod AP (Access Point). [4]

7


2.2. ÚZKOPÁSMOVÉ A ŠIROKOPÁSMOVÉ SIETE FWA

Siete FWA sa vyskytujú v dvoch základných verziách, líšiacich sa umiestnením a

šírkou frekvenčných pásiem a ponúkanými prenosovými kapacitami.

Prvý variant pracuje s užšími frekvenčnými pásmami v oblasti jednotiek GHz

(1,8; 2,4; 3,5 GHz) a ponúka prenosové rýchlosti jednotiek až stoviek kilobitov za

sekundu. Tieto siete sú schopné prenášať dáta rýchlosťou 64 - 128 kbit/s.

Primárne sú budované pre potreby prenosu hlasu a ich relatívnou výhodou je dlhší

dosah v porovnaní s druhým variantom. Označujú sa ako úzkopásmové (narrowband),

niekedy tiež riešenia typu WLL.

Bezdrôtová miestna slučka (bezdrôtová účastnícka prípojka WLL - Wireless Local

Loop) je označenie bezdrôtovej náhrady metalického vedenia medzi telefónnou ústredňou

a účastníckym napr. diaľkovým prístrojom v domácnosti, kanceláriou. Všeobecne sa tak

označuje bezdrôtový spoj zakončujúci určité vedenie tým, že vytvára jeho poslednú časť

vedúcu až ku koncovému používateľovi.

Druhý variant siete FWA používa širšie frekvenčné pásma na vyšších frekvenciách,

rádovo desiatok GHz (10,5; 26; 28; 40 GHz). Vďaka použitiu širších frekvenčných

pásiem môžu ponúkať väčšie prenosové kapacity, a to až 30 Mbit/s na jedného účastníka.

Sú označované ako širokopásmové (broadband).

Vyžadujú priamu viditeľnosť a ich dosah je 3 – 5 km od základňovej stanice.

Dosiahnu aj do väčších vzdialeností, no s nižšou spoľahlivosťou resp. odolnosťou voči

atmosférickým vplyvom. Primárne sú siete budované pre potreby dátových prenosov. [3]

Pevný rádiový širokopásmový prístup môže pracovať vo voľnom nelicencovanom

alebo licencovanom pásme.

Licencované pásmo 26 GHz umožňuje vďaka svojej šírke a použitej technológii

na princípe TDMA resp. FDMA garantované spojenia vysokou prenosovou rýchlosťou

od 256 kbit/s až po 8 Mbit/s pri štandardnej technológii. Pásmo je určené na

poskytovanie širokopásmových telekomunikačných služieb v lokálnom meradle.

Nelicencované pásmo 2,4 GHz je primárne určené pre budovanie bezdrôtových

lokálnych sietí WLAN. Pásmo je určené pre prenosové rýchlosti do 128 kbit/s s nízkym

stupňom spoľahlivosti a dostupnosti služby. [2]

8


2.3. FWA NA BUNKOVOM PRINCÍPE

Podstatou siete FWA je vybudovanie určitej infraštruktúry vytvárajúcej súvislé

pokrytie tak, aby sa pri vstupe nových používateľov nemusela infraštruktúra meniť a

používateľ si umiestnil na svoju stranu vhodný terminál a následne mohol začať

komunikovať.

Základná infraštruktúra siete FWA je podobná mobilnej sieti tvorenej sústavou

základňových staníc (Base Stations), ktoré okolo seba vytvárajú tzv. bunky (Cells).

Terminály jednotlivých používateľov komunikujú vždy práve s jednou základňovou

stanicou vo svojom dosahu. Rovnako ako u mobilných sietí GSM, tak aj u sietí FWA ide

o sieť budovanú na bunkovom (celulárnom) princípe.

Bunkový princíp umožňuje pri oboch sieťach opakované využitie rovnakých

frekvenčných pásiem.

Ide o sieť typu bod-viac bodov (point-multipoint), pretože jedna základňová stanica

komunikuje s viacerými používateľskými terminálmi..

Siete FWA hospodária s pridelenými frekvenciami iným spôsobom ako mobilné

bunkové siete. Nešíria ich všesmerovo, smerujú ich do určitej šírky označovanej ako

sektor s veľkosťou 90, 60, 30 stupňov.

Vrámci jedného sektora je vždy použité jedno frekvenčné pásmo rôznej šírky a to od

1,75 do 28 MHz a bezprostredne susediace sektory, bunky i sektory susedných buniek

musia používať iné frekvenčné pásma alebo aspoň inú polarizáciu vrámci toho istého

frekvenčného pásma.

Pre operátorov FWA sietí v pásme 26 GHz je dôležité:

• rozvrhnutie pridelených frekvencií,

• počet základňových staníc,

• umiestnenie základňových staníc,

• počet sektorov. [3]

Z pohľadu používateľa FWA prístup umožňuje:

• na jednom termináli poskytnúť,

hlasové služby,

dátové služby (napr. VPN),

9


prístup na internet s celkovou kapacitou až do 10 Mbit/s,

• pripojenie k sieťam rôznych poskytovateľov služieb súčasne. [4]

2.4. TECHNOLÓGIA FWA

Technologicky FWA počíta s využitím frekvenčného spektra 3,5 GHz (Multichannel

Multipoint Distribution System MMDS), resp. 26 GHz (aj 10, resp. 40 GHz - Local

Multipoint Distribution System LMDS) v závislosti od využiteľného pásma a

preklenuteľnej vzdialenosti.

FWA využíva protokol ATM (Asynchronous Transfer Mode), ktorý umožňuje

efektívne a dynamické prideľovanie a využívanie pásma, ako aj integráciu rôznych typov

používateľskej prevádzky.

Siete FWA obsahujú sústavu základňových staníc, medzi sebou prepojených

vhodnou chrbticovou sieťou. Tá je zvyčajne realizovaná na technológii ATM. Musí ísť o

takú technológiu, ktorá by dokázala vyjsť v ústrety potrebám rôznych prenosov. Od

prenosu hlasu a rôznych multimediálnych prenosov požadujúcich garantovanú

prenosovú kapacitu a ďalšie parametre zahrňované pod pojmom QoS (Quality og

Service), až po prenosy dátové.

Vďaka tomu celá širokopásmová sieť FWA dokáže svojim používateľom ponúknuť

celú škálu služieb začínajúcich realizáciu pevných okruhov E1 (2,048 Mbit/s), čiže tzv.

násobky 64 kbit/s s vyhradenou a garantovanou prenosovou kapacitou, ktoré pokračujú

cez emuláciu ISDN kanálov a končia pri IP konektivite a širokopásmovom prístupe k

internetu. [3]

Na zabezpečenie sieťovej konektivity medzi vzdialeným používateľom a základňovou

stanicou využíva FWA technológia milimetrové vlny (od 10 GHz do 40 GHz).

Základňové stanice sú prepojené s uzlami iných telekomunikačných sietí (napr.

PSTN/ISDN ústredňa, internet smerovač) prostredníctvom optických alebo rádiových

vedení s kapacitou E3 34 Mbit/s, STM1 155 Mbit/s. [4]

2.4.1. Lokálny viackanálový distribučný systém LMDS

LMDS (Local Multipoint Distribution Service) je širokopásmový bezdrôtový

komunikačný systém, ktorý pracuje na frekvenciách nad 20 GHz (v závislosti od licencie

10


v krajine). Môže byť použitý na poskytovanie digitálnych telefónnych, dátových,

internetových a televíznych služieb.

LMDS systém umožňuje efektívne a dynamicky alokovať voľné pásmo pre

jednotlivých používateľov a technologicky je postavený na platforme ATM.

Menej často sa používa systém MMDS, pracujúci na nižších frekvenciách (3,5

GHz), čím sa síce predĺži preklenuteľná vzdialenosť (10 – 20 km), na druhej strane sa

však znižuje disponibilné pásmo pre používateľskú prevádzku. [4]

Skratka LMDS je odvodená z nasledovného:

L (Local – miestny) - charakteristiky prenosu signálov limitujú potenciálnu oblasť

krytia jedného skupinového miesta.

M (Multipoint – viacbodový) – signály sa vysielajú metódou z jedného bodu do

viacerých bodov.

D (Distribution – distribúcia) - distribúcia signálov sa môže skladať z paralelného

telefónneho, dátového, internetového a televízneho prenosu.

S (Service – služba) - povaha vzťahu medzi operátorom a používateľom.

11


3. ARCHITEKTÚRA SIETE FWA

Vo väčšine prípadov FWA operátor poskytuje prístupové linky pre ostatných

poskytovateľov služieb. Znamená to budovanie trasy medzi bodom siete poskytovateľa

služieb a ich zákazníkmi. Tomuto účelu musí byť prispôsobená architektúra (obr. 3.1)

jeho siete, pozostávajúca najmä z nasledujúcich logických častí:

• prístupová sieť na báze LMDS resp. MMDS,

• transportná sieť,

• jadro siete a prepojenie s poskytovateľmi služieb,

• centralizovaný dohľadový systém. [4]

Prístupová sieť

Transportná sieťJadro

Obr. 3.1 Topológia siete FWA

12


3.1. PRÍSTUPOVÁ SIEŤ

Prístupová sieť je postavená na systéme LMDS, ktorý zabezpečuje bezdrôtové

širokopásmové pripojenie pre rôzne typy služieb priamo v lokalite používateľa. Integruje

všetky rozhrania a jednotlivé linky do jedného zariadenia, čím podstatne znižuje náklady

na vybudovanie prístupovej siete. Umožňuje prístup rádiovej siete na klasické hlasové

synchrónne rozhrania G.703 a G.704, synchrónne dátové rozhranie X.21 i štandardné

ethernetové rozhranie 10 BaseT. [4]

3.2. TRANSPORTNÁ SIEŤ

Transportná sieť prepája jednotlivé základňové stanice v rôznych mestách do jednej

siete. Úlohou transportnej siete je dopraviť koncentrovanú požívateľskú prevádzku zo

základňových staníc do jadra siete a na príslušné prepojenia s poskytovateľmi služieb.

Transportná sieť musí byť schopná prenášať ATM prevádzku a väčšinou je vybudovaná

na SDH prenosových linkách alebo rádioreléových trasách. [4]

3.3. JADRO SIETE A PREPOJENIE S POSKYTOVATEĽMI SIETE

Jadro siete je uzol, kde sú prepojené kľúčové časti siete a vybudované prepojenie s

inými poskytovateľmi telekomunikačných služieb (alternatívni operátori, ISP, atď.).

Zabezpečuje vysokorýchlostný prenos dát medzi jednotlivými bunkami prístupovej siete,

ako aj na jednotlivé prepojenia s poskytovateľmi služieb (xSP). Väčšinou je vybudované

na silných ATM / IP prepínačoch, resp. smerovačoch s vysokokapacitnými vzájomnými

prepojeniami.

Alternatívni operátori preferujú TDM rozhrania typu n x E1, zatiaľ čo ISP rozhrania

sú vhodné pre IP protokol (ATM, PoS, Ethernet).

Zariadenia zabezpečujúce prepojenia s poskytovateľmi služieb musia byť schopné

extrahovať príslušnú používateľskú prevádzku z transportného ATM toku a previesť ju na

typ vhodný pre daného poskytovateľa služieb. Veľká väčšina služieb je ukončená na

týchto prepojeniach. [4]

13


3.4. TECHNICKÉ PARAMETRE

• LMDS systém

frekvenčné pásmo 3,5 (MMDS), 10, 26, 40 GHz

spoľahlivosť až 99,995%

kvalita prenosu je porovnateľná s prenosom po optickom vlákne (BER

až 10-14)

• Základňová stanica

kapacita sektora: cca 40 Mbit/s

uhol pokrytia sektorovej antény: 90°, resp. 180°

počet sektorov: 2 až 4

maximálny počet terminálov pre sektor: cca 1 000

rozhrania: ATM STM-1, ATM E3, n x E1

• Účastnícky terminál

max. kapacita na terminálovú stanicu: do cca 10 Mbit/s

rozhrania:

hlas: G.703/704, ISDN BRI (2B+D), POTS

dáta: X.21, V.35, V.36, Ethernet 10BaseT, Ethernet 100BaseTX

integrované dáta a hlas: ATM E3, ATM STM-1 [4]

14


4. ČINNOSŤ SIETE FWA

LMDS vytvára bunkovú štruktúru, pričom základná bunka pozostáva zo:

• Základňovej stanice

• Účastníckeho terminálu

Základňová stanica slúži na koncentráciu prevádzky z používateľských terminálov.

Pracuje spôsobom bod–viac bodov, čiže v jednom okamihu komunikuje s viacerými

terminálmi. Pozostáva z niekoľkých sektorových antén a vnútornej jednotky so

širokopásmovým ATM rozhraním (od 34 do 622 Mbit/s) pre koncentrovanú prevádzku.

Niektoré služby môžu byť ukončené priamo na základňovej stanici.

Účastnícky terminál je zariadenie umiestnené v lokalite používateľa, ktoré

predstavuje ukončenie siete a poskytuje rozhrania pre rôzne typy služieb (hlasové

rozhranie, sériovú linku, LAN rozhranie, …).[4]

Na strane používateľa (obr. 4.1) sa nainštaluje účastnícky terminál TS, pozostávajúci

z vonkajšej jednotky (antény) RT a vnútornej jednotky NT.

Priemer účastníckej antény je 26 cm s dosahom do 3 km, resp. 60 cm s dosahom do 5

km od základňovej stanice FWA.

Základnou podmienkou pripojenia používateľa k poskytovateľovi telekomunikačných

služieb prostredníctvom bezdrôtovej siete FWA je priama viditeľnosť jeho účastníckej

antény na príslušnú základňovú stanicu.

Po nasmerovaní antény na základňovú stanicu RBS a po naprogramovaní je

účastnícky terminál spojený s transportnou sieťou, ktorá prepája všetky prípojné body

siete FWA. Podľa typu prepojenia je dátový tok smerovaný do iného bodu siete FWA

prípadne do inej siete.

Prevádzka siete je kontrolovaná dohľadovým centrom NOC (Network Operating

Center) pomocou riadiaceho systému siete NMS ( Network Management System). [2]

15


Transportná sieť TN

NMS

RBS

DBS

RT

NT

Transportná sieť TN

NMS

RBS

DBS

RT

NT

Obr. 4.1 Činnosť siete FWA

4.1. VÝHODY PEVNÉHO BEZDRÔTOVÉHO PRÍSTUPU FWA

• rýchlosť výstavby pokrytia a jednoduchá inštalácia u používateľa, najmä v

mestských centrách

• možnosť flexibilne meniť nastavenie parametrov FWA okruhu

• možnosť veľmi rýchlo zmeniť existujúcu, resp. pridať novú službu

• nie sú potrebné úpravy existujúcich sietí, pretože FWA technológia je

kompatibilná so všetkými typmi sietí

• FWA integruje všetky rozhrania a jednotlivé linky do jedného zariadenia, čím

výrazne znižuje náklady na vybudovanie prístupovej siete

• dominantným prvkom riešenia FWA je flexibilita a schopnosť dynamického

prideľovania kapacity

• nepretržitý dohľad siete centralizovaným dohľadovým systémom

• garantované parametre spojenia

• vysoká spoľahlivosť prenosu (99,995 % ) porovnateľná s optickými vláknami

• efektívne využitie šírky frekvenčného spektra

• nízke ceny služieb, nízke náklady na spojazdnenie siete a jej údržbu [4]

16


4.2. NEVÝHODY PEVNÉHO RÁDIOVÉHO PRENOSU

• podmienka priamej viditeľnosti medzi anténou základňovej stanice siete a

anténou časťou účastníckeho terminálu

• kvalitu prenosu ovplyvňujú zlé poveternostné podmienky (extrémne silné

sneženie, námrazy a podobne)

• kvalita prenosu úzko súvisí s frekvenciou nosného signálu

Čím je frekvencia nižšia, tým nižšia je aj kvalita a stabilita prenosu, ako aj dostupná

prenosová rýchlosť. Na druhej strane, pri nižšej frekvencii sa zvyšuje dosah a znižuje

investičná náročnosť na vybudovanie pokrytia.

Pri vyššej frekvencii sú kvalitatívne parametre rádiovej linky veľmi vysoké, napríklad

licencované pásmo 26 GHz garantuje prenos informácií až do 4 x 2 Mbit/s s vysokým

stupňom bezpečnosti prenášaných dát, ale dosah signálu sa skracuje.

• za prekážku v rozvoji využívania pevného bezdrôtového prístupu sa považujú:

miestne podmienky (ekonomika, terén, obsadenie pásiem a pod.)

nedostatočná štandardizácia (resp. jej spomaľovanie presadzovaním

odlišných záujmov zo strany výrobcov zariadení)

obmedzená kapacita frekvenčného pásma a nutnosť udeľovania

licencií

riziko pri využívaní nelicencovaných frekvenčných pásiem (vzájomné

rušenie sietí a zariadení viacerých prevádzkovateľov) [4]

4.3. FWA S TOPOLÓGIOU MESH

Topológia Mesh (z angl. mesh - oko siete, sieťovina, pletivo) má viacero výhod

oproti klasickej zostave centrálnej základňovej stanice a používateľov v jej dosahu. Jej

podstatou je, že každá účastnícka prípojka funguje nielen ako rádiomodem, ale aj ako

bezdrôtový smerovač, ktorý jemu nepatriace pakety prepraví ďalšiemu účastníkovi na

dohľad. Takto sa vytvorí topológia Mesh, niekedy označovaná aj ako viac bodov-viac

bodov, pripomínajúca štruktúru pevného internetu.

17


Hlavný element siete Mesh označovaný ako AirHead (AH), nemusí mať na dosah a

ani na priamu viditeľnosť všetkých účastníkov v sieti, ale len niekoľkých najbližších z

nich. Anténa AH nemusí byť umiestnená na vysokom stožiari a nemusí pracovať s

veľkým výkonom.

Maximálny počet pripojených účastníkov na AirHead je obvykle limitovaný

kapacitou linky, na ktorú je AH pripojený, pričom sa v prípade domácich používateľov

očakáva typická prístupová rýchlosť porovnateľná s DSL alebo CATV.

Ďalším znakom siete Mesh je, že ani jednotlivé účastnícke antény nemusia mať na

dosah a na dohľad antény všetkých ostatných používateľov pripojených na daný AirHead.

V praxi stačí, aby z danej antény boli na dohľad len jedna až tri ďalšie.

Pretože bezdrôtové smerovače a AH pracujú s malými výkonovými úrovňami,

nevyžaduje sa zložité frekvenčné plánovanie na redukciu vzájomného rušenia susedných

staníc. Pri plánovaní je potrebné dbať najmä na maximálnu dovolenú vzdialenosť medzi

účastníkmi (dosah), ako aj na maximálny prístupný počet smerovačov medzi AH a daným

účastníkom (počet skokov - hops). [6], [7]

Na jeden AirHead je možné napojiť až 40 používateľov. Kapacita na jeden AirHead je

2 Mbit/s a v jednej bunke ich môže byť až 6, takže max. kapacita jednej bunky je 12

Mbit/s a 240 používateľov.

V prípade, že je potrebné použiť viacero AH umiestnených vedľa seba, bude

vhodnejšie namiesto štandardne dodávaných všesmerových antén použiť sektorové.

Maximálna prístupová rýchlosť je 1 Mbit/s alebo 2 Mbit/s, podľa vzdialenosti medzi

dvoma stanicami (cca do 2 resp. do 0.8 km). Typická prístupová rýchlosť by sa mala

pohybovať medzi 384 - 768 kbit/s, podľa zaťaženia siete a podľa nastavenia limitov

jednotlivých prípojok.

Systém využíva časový duplex, t.j. jeden časový úsek je vyhradený pre prenos k

účastníkovi (zostupný spoj - downlink) a druhý pre prenos od účastníka (vzostupný spoj -

uplink). Správca siete má možnosť zvoliť pomer týchto časových intervalov, a tak meniť

pomer kapacity zostupného/vzostupného spoja (uplink/downlink).

Sieť pracuje v nelicencovanom pásme 2.4 GHz. [8]

18


5. SLUŽBY SIETE FWA

Cieľovou skupinou sú malé a stredné podniky využívajúce bezdrôtové prístupové

linky na rýchly prístup k internetu, hlasovú konektivitu a na vnútrofiremné dátové a

hlasové siete. Väčšie korporácie už väčšinou majú niektorú z podobných existujúcich

širokopásmových technológií (metropolitné siete). Vo väčších podnikoch sa ponúka

možnosť využitia bezdrôtového prepojenia LAN sietí medzi jednotlivými pobočkami.

• Prenajaté okruhy: od n x 64 kbit/s do n x 2 Mbit/s, príp. E3 34 Mbit/s podľa

dostupnosti spektra

• ISDN: PRI (30B+D, 2 Mbit/s) a BRI (2B+D, 144 kbit/s)

• Frame Relay

• Rýchle pripojenie na internet - Širokopásmový prístup k internetu

• LAN-LAN/VPN [4]

5.1. LAN-LAN/VPN (Virtuálna privátna sieť)

Služba umožňuje prenos dát medzi používateľmi siete, prípadne medzi používateľmi

siete a používateľmi sietí iných prevádzkovateľov. Súčasne s dátami možno prenášať aj

hlas (technológia VoIP). [2]

5.2. PRENAJATÉ OKRUHY

Prenajatý okruh zabezpečuje prepojenie koncového používateľa so sieťou

telekomunikačného operátora. FWA technológia umožní pripojiť zákaznícke LAN siete,

pobočkovú PABX sieť na rýchlostiach od 64 kbit/s až do 2 x 4 Mbit/s.

FWA operátor dodáva koncový terminál v niekoľkých konfiguráciách s možnosťou

pripojiť koncového používateľa na klasických hlasových rozhraniach G.703/G.704,

prípadne synchrónnych /asynchrónnych dátových rozhraniach X.21 a 10BaseT.

Tento typ služieb je využívaný jednak alternatívnymi hlasovými operátormi, ktorí

zabezpečujú medzinárodnú a národnú hlasovú konektivitu, ako aj dátovými operátormi a

ISP využívajúcimi prenajaté okruhy na vybudovanie a prevádzku podnikových sietí.

19


Prenájom okruhov je vhodný predovšetkým pre veľké firmy operujúce svoje

uzatvorené privátne siete, ďalším partnerským operátorom a poskytovateľom pripojenia

na Internet ISP. [2]

5.3. RÝCHLE PRIPOJENIE NA INTERNET

Internetovú prevádzku charakterizuje asymetrickosť a asynchrónna povaha dátovej

komunikácie, ktorá je základom pre služby premenlivou prenosovou rýchlosťou VBR

(Variable Bit Rate). Používateľ si bežne volí garantovanú kapacitu prístupu na

internetovej linke podľa vlastných potrieb a odhadov. Má ju k dispozícii nepretržite. VBR

funkcionalita mu však umožňuje využívať aj vyšší stupeň prístupovej rýchlosti, tzv.

variabilný stupeň a redukovať náklady na prevádzku linky.

Používateľ má možnosť využívať vyššiu voľnú kapacitu do takej miery, aká je práve

k dispozícii. Zvýšené kapacity zdieľané viacerými používateľmi v určitom pomere sa

prideľujú dynamicky na požiadanie. [4]

Širokopásmový prístup k internetu je transparentný prístup k internetu s rýchlosťou

256 kbit/s až 8 Mbit/s. [2]

5.4. FRAME RELAY

Veľké spoločnosti a podniky za účelom kontroly nákladov a jednoduchšieho

manažmentu stále viac implementujú telekomunikačné riešenia, ktoré zabezpečia

prevádzku dátovej a hlasovej komunikácie vrámci vlastnej privátnej siete.

Frame relay patrí medzi odporúčanú technológiu a cenovo výhodné riešenie privátnej

siete. Koncový terminál siete FWA je vybavený protokolovou podporou pre tento typ

služby. [4]

Touto službou sa zvyčajne dopĺňa už „tradičné“ zabezpečenie kontinuity s jestvujúcou

ponukou poskytovateľov dátových služieb, čím minimalizujú predovšetkým svoje

predtým vynaložené investície. [2]

20


5.5. ISDN

ISDN komunikačný protokol zabezpečuje hlasovú komunikáciu na úrovni BRI 2B+D

a PRI 30B+D. Tento typ služby je určený predovšetkým alternatívnym hlasovým

operátorom, čo zabezpečujú pre podniky medzinárodnú hlasovú konektivitu. Systémoví

integrátori využívajú ISDN ako hlasové rozhranie v privátnych telekomunikačných

sieťach. [4]

21


6. APLIKÁCIE FWA TECHNOLÓGIE

• Hlasové služby

• VPN – Virtuálna privátna sieť

• Dáta a internet

• Špecifické aplikácie [4]

6.1. HLASOVÉ SLUŽBY

Hlasová služba s garantovanou kvalitou si vyžaduje synchrónny presne vymedzený

tok.

VOICE – prístup k hlasovým službám

• redukuje náklady na domáce a medzinárodné hovory

• zaručuje najvyššiu kvalitu prenosu hlasu

• je výhodný pre väčšie spoločnosti s vlastnými pobočkovými ústredňami [5]

6.2. VIRTUÁLNA PRIVÁTNA SIEŤ VPN

Pevný bezdrôtový prístup FWA výrazne zjednodušuje proces budovania a

prevádzkovania privátnych sietí pre stredné a veľké spoločnosti. Služba je založená na

plne garantovaných transparentných digitálnych FWA okruhoch. Ukončenia okruhov

rozhraniami E1 G.703/G.704, X.21, 10BaseT optimalizujú voľbu prístupových zariadení i

využitie komponentov už existujúcej siete spoločnosti.

VPN na báze FWA

• garantuje vysokú bezpečnosť a spoľahlivosť prevádzky

• poskytuje jednoduchú a rýchlu inštaláciu okruhov

• umožňuje dodatočné zvýšenie kapacity okruhov bez technického zásahu do

inštalovaného zariadenia [5]

22


6.3. DÁTA A INTERNET

DATA – dátové prístupové linky

Dátové prístupové linky sú alternatívou miestnych digitálnych okruhov typu n x 64

kbit/s a n x 2 Mbit/s a zabezpečujú porovnateľné parametre kvality a využívajú rovnaké

princípy ako štandardný digitálny okruh

Možnosti využitia služby DATA

• miestne, národné a medzinárodné dátové okruhy

• prístup k internetu

• prístup do sietí VPN

• prístupové okruhy pre služby Frame Relay [5]

@NET - prístup k internetu

Koncový používateľ má možnosť zvoliť si prenosovú rýchlosť v oboch smeroch

komunikácie a plynule meniť šírku prenosového pásma podľa vývoja svojich

telekomunikačných potrieb v rozsahu 64 kbit/s – 8 Mbit/s bez potreby ďalších investícií.

Služba @NET garantuje koncovým používateľom rovnakú prenosovú rýchlosť v

oboch smeroch komunikácie a vyhradzuje šírku prenosového pásma aj v prípade, že ho

práve nevyužívajú.

Možnosti využitia služby @NET

• prístup k internetu

• chrbticová sieť na prístup v nelicencovanom pásme 2,4 GHz

• prístup do virtuálnych privátnych sietí VPN a dátové služby [5]

6.4. ŠPECIFICKÉ APLIKÁCIE

Medzi špecifické aplikácie, pri ktorých je vhodné využiť FWA technológiu, patria

videokonferenčné spojenia. Videokonferenčné spojenie si vyžaduje rezervovanú

prenosovú kapacitu len počas doby trvania videokonferencie. [4]

23


6.4.1. OPTIMAL - integrovaný prístup k hlasovým službám a internetu

Služba OPTIMAL je určená pre segment malých a stredných firiem s nižšími nárokmi

na hlasovú a internetovú prevádzku. Tieto nemusia komunikovať cez rozhranie E1.

OPTIMAL – integrovaný prístup FWA

• optimálne využíva pridelenú šírku pásma

• integruje hlasovú a internetovú prevádzku

• garantuje šírku pásma pre prístup k internetu

• znižuje náklady na telekomunikačné služby [5]

24


7. BEZDRÔTOVÁ LOKÁLNA SIEŤ WLAN

Bezdrôtové siete

Siete rozdeľujeme podľa rozľahlosti, inak tomu nie je ani u bezdrôtových sietí.

Rozoznávame tu štyri druhy bezdrôtových sietí (obr. 7.1):

• Bezdrôtové personálne siete WPAN (Wireless Personal Area Networks)

• Bezdrôtové lokálne siete WLAN (Wireless Local Area Networks)

• Bezdrôtové metropolitné siete WMAN (Wireless Metropolitan Area Networks)

• Bezdrôtové rozľahlé siete WWAN (Wireless Wide Area Networks)

IEEE

IEEE

IEEE

IEEE

ETSI

ETSI

ETSI&

3GPP, EDGE(GSM)

WirelessMAN

802.20(Proposed)

Obr. 7.1 Prehľad bezdrôtových sietí

7.1. KÁBLOVÁ LAN, BEZDRÔTOVÁ LAN

Pri súčasnom klesaní cien komponentov potrebných na budovanie bezdrôtových

lokálnych sietí WLAN (Wireless LAN) a zvyšovaní ich technickej úrovne sa uvažuje, či

zriaďovať káblovú LAN alebo budovať bezdrôtovú sieť.

Najprv je potrebné zadefinovať, pre aký typ segmentu sú uvedené typy LAN určené.

Segment je potrebné rozdeliť na:

• SOHO (malá kancelária/domáca kancelária, smalt Office/hole Office) segment

• ENTERPRISE - firemný segment. [9]

WLAN je vhodná ako doplnok ku káblovej sieti, tak ako je to znázornené na obr. 7.2.

25


TlačiareňPracovná stanicaLaptop

Laptop

Hub

PrepínačServer

AP

Laptop

Laptop

Hub

Pracovná stanica

Obr. 7.2 Bezdrôtová LAN

Najčastejšie použitie vonkajších bezdrôtových sietí:

• bezdrôtové pripojenie na internet ako náhrada za pevnú linku alebo telefónne

spojenie

• prepojenie dvoch drôtových LAN v prípade, keď nie je možné spojenie pevnými

káblami, prekážkou môže byť diaľnica, železnica, rieka atď.

• v prípadoch, keď spoločnosť pracuje vo viacerých budovách, pričom ich

vzájomné prepojenie medenými resp. optickými káblami nie je možné (napr.

kvôli veľkým vzdialenostiam). [9]

7.2. KONFIGURÁCIA WLAN

Sieť WLAN (Wireless Local Area Network) je druh bezdrôtovej siete, ktorá funguje

na nelicencovanom pásme na frekvencii 2,4 GHz. Technológia bezdrôtových sietí sa

definuje štandardom IEEE 802.11 zahrňujúcim aj šifrovaciu metódu, tzv. algoritmus

WEP (Wired Equivalent Privacy).

Táto sieť umožňuje používateľom pripojenie k okolitým prvkom siete (PC, notebook

alebo iná WLAN sieť) a to maximálnou rýchlosťou 11 resp. 54 Mbit/s. Rýchlosť

pripojenia sa odvíja od vzdialenosti ďalšieho potenciálneho bodu, až 1500 metrov

26


vzdialeného vo voľnom priestore alebo 100 metrov v budovách pri použití externých

antén. Prostredníctvom bezdrôtovej siete je možný prístup ku kľúčovým informáciám

takmer všade.

Rozlišujeme dva typy bezdrôtových LAN sietí:

• Infraštruktúrne (infrastructure)

• Účelové (ad-hoc)

Infraštruktúrna WLAN (Infrastructure) (obr. 7.3a) existujúca drôtová LAN

komunikuje s bezdrôtovo pripojenými komunikačnými zariadeniami, ktoré sú vybavené

bezdrôtovými adaptérmi. Adaptéry vrámci roamingu komunikujú s prístupovým bodom

AP, ktorý ma funkciu smerovača alebo s rozširujúcim bodom EP (Extension Point). AP je

centrom každej WLAN a je nepohyblivý. Funguje ako základňová rádiová stanica. Táto

konfigurácia sa označuje ako Pne (Poker over Ethernet) alebo Wireless Ethernet.

V účelovej WLAN (obr. 7.3b) neexistuje centrálny prístupový bod, kam sa pripájajú

komunikačné zariadenia, s ktorým všetky ostatné zariadenia komunikujú v tejto sieti.

Komunikácia je vzájomná, označovaná ako spojenie typu bod-bod. Každé z bezdrôtových

zariadení využívajúcich kompatibilný štandard je možné prepojiť priamo medzi sebou.

Takémuto spojeniu hovoríme „rovný s rovným“. Často slúži napr. na prenos súborov

medzi dvomi notebookmi. V tomto prípade nie je potrebné žiadne podporné zariadenie.

[10]

a) Infraštruktúrne WLAN

APAP

EP

Ethernet

27


b) Účelové WLAN

Obr. 7.3 Typy bezdrôtových LAN

7.3. VÝHODY POUŽITIA TECHNOLÓGIE WLAN

• Mobilita – systémy WLAN poskytujú používateľovi v lokálnej sieti prístup k

informáciám v reálnom čase na ktoromkoľvek mieste ich organizácie.

• Rýchlosť a jednoduchosť inštalácie – inštalácia WLAN je jednoduchá, rýchla

a eliminuje inštaláciu káblov v stenách alebo stropoch.

• Prispôsobivosť – bezdrôtová technológia umožňuje inštaláciu siete tam, kde

nemožno položiť kábel.

• Cenová efektívnosť – počiatočné investície do hardvéru bezdrôtovej siete môžu

byť síce vyššie ako náklady na pevnú sieť, ale celkové náklady na inštaláciu a

náklady počas životného cyklu bezdrôtovej siete sú výrazne nižšie.

• Variabilnosť pri konfigurácii – systémy WLAN možno konfigurovať do

mnohých typov topológií tak, aby vyhovovali špecifickým požiadavkám

rôznych aplikácií.

• Vysoká priepustnosť - Typický rozsah prenosových rýchlostí je od 1 do 11

Mbit/s. Celková priepustnosť zariadení WLAN je závislá od použitej

technológie, ako aj od členitosti vnútorného resp. vonkajšieho prostredia.

• Využitie nelicencovaného pásma ISM 2,4 GHz – systémy WLAN pracujú v

medzinárodnom nelicencovanom frekvenčnom pásme 2,4 GHz. [14]

28


8. NAJPOUŽÍVANEJŠIE TECHNOLÓGIE WLAN

8.1. WIRELESS FIDELITY Wi-Fi

Wi-Fi (Wireles Fidelity) používa pri prenose dát mikrovlny a vysiela v určenom

pásme, v ktorom môžu vysielať hromadné oznamovacie prostriedky ako televízie a rádiá.

Fungujú v ňom aj mikrovlnové rúry a iné spotrebiče, a preto sa medzinárodnou dohodou

vyčlenilo takzvané pásmo ISM (Industrial Scientific and Medical), vyhradené pre

priemyselné, vedecké a lekárske účely.

Pásmo 2,4 GHz vyhradil pre tieto účely americký regulátor FCC (Federal

Communications Commission), ako aj európsky ETSI (European Telecommunications

Standards Institute). S rastúcim záujmom používateľov o mobilitu výpočtovej techniky sa

o uvedené pásmo začali zaujímať aj výrobcovia bezdrôtových sietí.

Aby sa docielila spolupráca medzi zariadeniami, vydal štandardizačný inštitút IEEE

roku 1997 štandard pre bezdrôtové siete pracujúce v pásme ISM (2.4 - 2.5 GHz) pod

číslom 802.11. Táto bezdrôtová sieť ponúkala rýchlosť až 2 Mbit/s. 802.11 legacy

umožňuje lokálny prenos infračerveným frekvenčným spektrom, s rýchlosťami 1 alebo 2

Mbit/s.

O dva roky neskôr v roku 1999 špecifikácia bola rozšírená o dve vyššie špecifikácie

známe pod revíznymi písmenami ako štandard 802.11b a štandard 802.11a.

Najrozšírenejší z Wi-Fi štandardov je 802.11b, ktorý pracuje v nelicencovanom

pásme 2,4 GHz ISM a ponúka maximálnu bitovú rýchlosť 11 Mbit/s (maximálna

užitočná rýchlosť 5,9 Mbit/s). [12]

Vzhľadom na značné rušenie a interferencie v pásme 2,4 GHz v mestských

aglomeráciách bol vzápätí po uvedení 802.11b vytvorený štandard 802.11a, pracujúci v

pásme 5 GHz a ponúkajúci maximálnu bitovú rýchlosť až 54 Mbit/s (užitočná rýchlosť

cca 24,4 Mbit/s). [13]

V roku 2003 prišiel štandard pod označením 802.11g. Poskytuje rovnakú rýchlosť

ako 802.11a, ale vysiela v nelicencovanom pásme 2,4 GHz. Jeho výhodou je plná spätná

kompatibilita so štandardom 802.11b, čo ho robí jeho logickým následníkom. [12]

Prehľad štandardov IEEE 802.11 je uvedený v tabuľke 8.1.

WiFi predstavuje bezdrôtovú privátnu alebo verejnú LAN sieť, na ktorú sa pripájajú

účastníci spravidla prostredníctvom notebookov a handheldov. V prípade verejnej siete

29


(Public WLAN) ide predovšetkým o prístup do internetu. Umožňuje osobe so zariadením

s bezdrôtovým adaptérom (PC, notebook, PDA) pripojenie k internetu v blízkosti

prístupového bodu AP. WiFi siete sú prioritne určené pre použitie v budovách a ich

tesnom okolí.

Tab. 8.1 Prehľad štandardov IEEE 802.11

Špecifikácia štandardu

Frekvenčné pásmo

Infračervené (IR)

Mechanizmus

Max. rýchlosť Mbit/s

Kompatibilita

802.11 2,4 GHz ISM DSSS 2 Mbit/s

802.11 2,4 GHz ISM FHSS 2 Mbit/s

802.11 850–950 nm Diffuse IR 2 Mbit/s

802.11g 2,4 GHz ISM OFDM 54 Mbit/s b, g

802.11a 5 GHz ISM OFDM 54 Mbit/s a 802.11b 2,4 GHz ISM DSSS 11 Mbit/s b, g 802.11n 2,4 GHz ISM 100 Mbit/s b, g, n

8.1.1. Architektúra 802.11

Základom je prístupový bod AP. Ide o bezdrôtový Hub, prostredníctvom ktorého

prebieha bezdrôtová komunikácia WM (Wireless Medium). Bezdrôtové stanice nikdy

nekomunikujú priamo, ale vždy pomocou prístupového bodu AP. Výnimkou sú ad-hoc

bezdrôtové siete, kde prístupový bod AP nie je nutný.

Prístupový bod pokrýva signálom základnú oblasť služieb BSA (Basic Service Area) -

vytvára bunku. Skupina staníc v jednej bunke, pripojených k jednému prístupovému bodu

AP, vytvára základný súbor služieb BSS (Basic Service Set).

Bunky sa môžu prekrývať čiastočne, a tak umožňujú roamingu, tzn. plynulý

prechod mobilnej stanice z jednej bunky do druhej bez straty spojenia.

Na pokrytie väčšej oblasti je potrebných viac buniek prepojených pomocou

distribučných systémov a dohromady vytvárajúcich rozšírenú oblasť služieb ESA

(Extended Service Area). Stanice v tejto oblasti tvoria rozšírený súbor služieb ESS

(Extended Service Set).

Pre pripojenie k bunke je nutné poznať jedinečný identifikátor ESSID, ktorým sa

každá stanica musí preukázať počas pripojenia k prístupovému bodu AP, a to pomocou

30


32 znakového reťazca. Ak reťazec nie je zhodný s reťazcom prístupového bodu AP,

prístup je odmietnutý. [16]

8.1.2. Fyzická vrstva 802.11

Pre fyzickú vrstvu (obr. 8.1) je definovaný prenos pomocou:

• infračerveného svetla

pásmo 850 – 950 nm,

pokrytie len jednej miestnosti

pevné prekážky infračervené svetlo neprepúšťajú

• rádiového prenosu

rozprestretie spektra priamou postupnosťou DSSS (Direct Sequence

Spread Spectrum)

rozprestretie spektra frekvenčným skákaním FHSS (Frequency

Hopping Spread Spectrum)

1

2 Distribučná koordinačná funkcia DCFLi

nkov

á vr

stva

LLC

MAC

FHSS DSSS IR

MAC SM manažmentová

stanica

PCFDistribučná koordinačná funkcia DCF - CSMA/CA

Obr. 8.1 Prenos pre fyzickú vrstvu

Rozprestretie spektra frekvenčným skákaním FHSS

Celková šírka pásma, v ktorom sa dáta prenášajú, je 83,5 MHz. Vrámci pásma je

definovaných 79 kanálov šírky 1 MHz (obr. 8.2). V konkrétnom čase sa dáta prenášajú v

jednom kanále, teda v jednom momente sa využíva na prenos len 1 MHz z celej šírky

pásma. Po určitom čase (rádovo v m/s) sa prenos uskutoční na inom kanále, a po

nejakom čase znovu na inom.

Na zariadeniach typu FHSS sa dajú nastaviť rôzne sekvencie kanálov, teda v akom

poradí a na ktorých kanáloch sa má signál prenášať. Keď je niektorý kanál rušený

vonkajšími vplyvmi, môžeme ho zo sekvencie vylúčiť. [15]

31


6

5

2,400 G Hz 2,483 ,

- prenosový kanálČas

FrekvenciaG Hz

1 M Hz

Obr. 8.2 Rozprestretie spektra frekvenčným skákaním FHSS

Rozprestretie spektra priamou postupnosťou DSSS

Celková šírka pásma, v ktorom sa dáta prenášajú, je 83,5 MHz. Vrámci pásma je

definovaných 11 (platné pre Európu) kanálov šírky 22 MHz (obr. 8.3). Už pri

konfigurovaní MW zariadenia sa nastaví kanál, ktorý bude používaný na prenos a počas

celej doby prevádzky budú dáta prenášané len v tomto jedinom kanále. Ak je kanál

rušený inými MW zariadeniami, je potrebné nastaviť iný kanál, alebo pripustiť stratovosť

paketov. [15]

Frekvencia

Čas

2,400 GHz 2,483 GHz

Obr. 8.3 Rozprestretie spektra priamou postupnosťou DSSS

32


8.1.3. MAC vrstva 802.11

Štandard 802.11 definuje dve prístupové metódy:

• Distribučná koordinačná funkcia DCF (Distributed Coordination Function)

• Bodová koordinačná funkcia PCF (Point Coordination Function)

PCF je voliteľný mechanizmus, ktorý slúži na prenos aplikácií citlivých z hľadiska

času, napríklad hlasu a videa. Základným prístupovým mechanizmom alebo distribučnou

koordinačnou funkciou je CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access/Collision

Avoidance). [16]

8.1.4. ČINNOSŤ WI-FI

Typická Wi-Fi zostava obsahuje jeden alebo viac prístupových bodov AP a jedného

alebo viacerých účastníkov.

AP vysiela svoje sieťové meno SSID (Service Set Identifier) prostredníctvom paketov

nazývaných signály, majáky (beacons), ktoré sú vysielané každých 100 ms rýchlosťou 1

Mbit/s (najnižšia rýchlosť Wi-Fi). To zaručuje, že účastník prijímajúci signál z AP, môže

komunikovať rýchlosťou aspoň 1 Mbit/s. Na základe nastavení (napr. podľa SSID) sa

účastník môže rozhodnúť, či sa k AP pripojí.

Ak sú napr. v dosahu účastníka dva prístupové body s rovnakým SSID, účastník sa

podľa úrovne signálu môže rozhodnúť, ku ktorému AP sa pripojí. Wi-Fi štandard

pripojovanie kritériá a roaming ponecháva úplne na účastníka. [17]

8.1.5. Topológia mikrovlnových sietí

Z hľadiska kvalitného rádiového prenosu dát je dôležitým faktorom topológia

mikrovlnovej siete.

Bod-bod

Pri realizovaní tejto topológie (obr. 8.4) zapojenia poskytovatelia používajú MW

zariadenia so smerovými anténami, a to u účastníka a aj na strane prístupového bodu AP.

Teda vyžarovanie signálu z antény je do konkrétneho smeru. Pokiaľ sú účastníci od AP

33


približne v jednom smere, môže sa na AP zariadenie pripojiť viac účastníkov, ale treba

brať do úvahy kapacitu AP zariadenia.

Výhodou tejto topológie je menšia pravdepodobnosť rušenia signálu od ostatných

zariadení a dosiahnutie dlhších vzdialeností (mikrovlnové spoje na dlhšie vzdialenosti sú

nekvalitnejšie a náchylnejšie na rušenie) [15]

AP

2,4GHz

Klient PC

Chrbticovásieť

Obr. 8.4 Topológia mikrovlnovej siete – bod-bod

Bod-viac bodov

Táto topológia (obr. 8.5) je jednoduchšia v tom, že na strane prístupového bodu AP

stačí jedno MW zariadenie so všesmerovou anténou. Do úvahy sa berie kapacita MW

zariadenia.

Výhodou je jednoduchosť a menej vynaložených investičných prostriedkov do

prístupového uzla. Nevýhodou je vyžarovanie signálu do celého okolia, čo pre ostatné

blízke MW spoje spôsobuje rušenie, resp. aj toto zariadenie je rušené od ostatných MW

spojov. [15]

AP

2,4GHz

Klient PC

2,4GHz

Klient PC

2,4GHz

Chrbticovásieť

Klient PC

Obr. 8.5 Topológia mikrovlnovej siete – bod-viac bodov

34


8.1.6. Výhody WiFi

• Na rozdiel od paketových rádiových systémov, Wi-Fi využíva nelicencované

rádiové pásmo a individuálny používateľ nepotrebuje súhlas miestnych úradov.

• Umožňuje vybudovať LAN bez káblov, a tak znížiť náklady na vybudovanie či

rozširovanie siete. Bezdrôtové siete sú výhodné v priestoroch, kde sa nemôžu

použiť káble – napr. vo vonkajších priestoroch alebo v historických budovách.

• Wi-Fi produkty sú na trhu široko dostupné. Rozličné značky prístupových

bodov a klientských sieťových adaptérov medzi sebou spolupracujú na

základnej úrovni.

• Konkurencia medzi výrobcami významne znížila ceny.

• Wi-Fi siete podporujú roaming, vďaka ktorému sa môže mobilná účastnícka

stanica (napr. prenosný počítač) presúvať od jedného prístupového bodu k

druhému bez straty spojenia súčasne s pohybom používateľa v budove alebo

oblasti.

• Viacero prístupových bodov a sieťových adaptérov podporuje rozličné stupne

kryptovania, vďaka čomu je komunikácia zabezpečená pred zachytením

neželanou osobou.

• Wi-Fi je globálna skupina štandardov. Na rozdiel od mobilnej telefónie ten istý

Wi-Fi účastník pracuje v rôznych krajinách na celom svete. [17]

8.1.7. Nevýhody Wi-Fi

• Použitie Wi-Fi pásma 2.4 GHz vo väčšine krajín nevyžaduje licenciu za

predpokladu, že zostanete pod limitom 100 mW a akceptujete rušenie z iných

zdrojov vrátane rušenia, ktoré zapríčiní znefunkčnenie zariadení.

• Pridelené pásma a operačné obmedzenia nie sú na celom svete rovnaké; väčšina

európskych krajín povoľuje dodatočné 2 kanály pod kanálmi povolenými v

USA. Japonsko má jeden kanál nad americkými a niektoré krajiny (napr.

Španielsko) zakazujú použitie kanálov s nižšími číslami.

• Wi-Fi štandardy 802.11b a 802.11g používajú nelicencované pásmo 2.4 GHz,

ktoré je preplnené inými zariadeniami, napr. Bluetooth, mikrovlnové rúry,

bezdrôtové telefóny alebo zariadenia na bezdrôtový prenos videosignálu. To

35


môže spôsobiť zníženie výkonu. Iné zariadenia, využívajúce mikrovlnové

frekvencie (napr. niektoré typy mobilných telefónov), môžu spôsobiť zníženie

výkonu. Mnohé Wi-Fi adaptéry majú zabudované algoritmy odolné voči

mikrovlnovému rušeniu.

• Vysoká spotreba v porovnaní s niektorými inými štandardmi znižuje životnosť

batérií a spôsobuje prehrievanie zariadení.

• Najpoužívanejší bezdrôtový kryptovací štandard Wired Equivalent Privacy

(WEP) je prelomiteľný, aj keď je správne nakonfigurovaný (príčinou je

generovanie slabého kľúča). Väčšina nových bezdrôtových produktov podporuje

zdokonalený protokol Wi-Fi Protected Access (WPA). Štandard 802.11i

(WPA2) z júna 2004, ktorý je dostupný v najnovších zariadeniach, ďalej

vylepšuje bezpečnosť. Oba novšie protokoly vyžadujú silnejšie heslá než zvykne

používať väčšina používateľov. Mnohé firmy aplikujú dodatočné úrovne

kryptovania (napr. VPN), aby sa uchránili pred zachytením komunikácie.

• Wi-Fi siete majú obmedzený dosah. Typický domáci Wi-Fi smerovač

používajúci 802.11b alebo 802.11g môže mať dosah 45 m v budove a 90 m

mimo budovy. Dosah sa pritom mení, pretože WiFi nemá výnimku zo zákonov

šírenia rádiových vĺn. WiFi vo frekvenčnom pásme 2.4 GHz má lepší dosah než

WiFi v pásme 5 GHz a menší dosah než najstaršie WiFi (a pred-WiFi) 900 MHz

pásmo.

• Vzájomné pôsobenie uzavretých (kryptovaných) prístupových bodov a

otvorených prístupových bodov na tom istom alebo susediacom kanále môže

zabrániť prístupu účastníkov v oblasti k otvoreným prístupovým bodom. To

môže spôsobiť problém v prehustených oblastiach ako napr. vo veľkých

budovách, kde viacero obyvateľov prevádzkuje Wi-Fi prístupové body.

• Prístupové body sa dajú využiť na ukradnutie osobných informácií vysielaných

Wi-Fi účastníkmi.

• Problémy v súčinnosti medzi produktmi rôznych značiek alebo odchýlky od

štandardov môžu spôsobiť obmedzenie pripojiteľnosti alebo nižšiu prenosovú

rýchlosť. [17]

36


8.2. BLUETOOTH

8.2.1. História bezdrôtovej technológie BLUETOOTH

Bluetooth je pomenovaný po vikingskom kráľovi Haroldovi Bluetoothovi -

Modrozubovi, ktorý zjednotil Dánsko a Nórsko. Aj technológia Bluetooth zjednocuje

rôzne typy elektrického zariadenia do súdržnej formy.

Technológia Bluetooth sa začala vyvíjať už v roku 1994, keď mala nahradiť

infračervený prenos dát, v dosahu pokrývajúcom minimálne jednu celú miestnosť tak, že

komunikujúce zariadenia nemusia na seba vidieť. Prvé prototypy zariadení s Bluetooth

prišli na trh v roku 1998, za skutočný masový nástup tejto technológie možno považovať

až rok 2002. [20]

Technológia Bluetooth

Bezdrôtová technológia BLUETOOTH je celosvetová štandardná forma bezdrôtovej

komunikácie, čo znamená, že elektronika vybavená bluetoothom môže navzájom

komunikovať v dosahu 10 metrov.

Umožňuje vytvárať bezdrôtové ad hoc siete a obojsmerne prepojiť až 8 zariadení na

prenos dátových a hlasových paketov do rýchlosti 722 kbit/s.

Poskytuje možnosť prenášať dáta, hudbu, alebo obrázky bez akéhokoľvek fyzického

kontaktu. [18] Dokáže spojiť telefón s počítačom alebo s rôznymi prídavnými

zariadeniami ako sú slúchadlá a podobne bez potreby pevného prepojenia. Umožňuje

zariadenia spojiť aj bez podmienky priamej viditeľnosti medzi vysielačom a prijímačom.

[19]

Bluetooth je otvorený svetový štandard na bezdrôtovú výmenu údajov medzi dvoma

alebo viacerými zariadeniami. [20]

8.2.2. SIETE PAN

Siete PAN (Personal Area Networking), nazývané aj ako pikosiete, umožňujú

zariadeniam komunikovať na malé vzdialenosti. Uzly sa môžu kedykoľvek pripájať alebo

odpájať, komunikovať bezdrôtovo, môžu obsahovať PC, prídavné zariadenia, mobilné

zariadenia a rozhrania na siete LAN. [21]

37


Hlavné využitie siete PAN:

• náhrada káblov prepojujúcich PC

• komunikácia s prídavnými zariadeniami

• poskytovanie bezdrôtového prístupu do siete LAN v rámci organizácií

• sťahovanie (download) a odosielanie (upload) súborov na mobilné zariadenia

• ad- hoc organizácia pracovných skupín

• smerovanie interakcií medzi zariadeniami [21]

Bluetooth používa rádiové pásmo 2,4 GHz podobne ako iné zariadenia, ktoré

nevyžadujú licenciu, ako sú napr. dvere do garáže, bezdrôtové telefóny a mikrovlnové

rúry. V tomto pásme pracujú aj bezdrôtové siete LAN HomeRF a 802. 11. Je len

doplnkovou technológiou na všeobecné použitie v sieťach LAN. Špecifikácia Bluetooth

umožňuje autentifikáciu zariadenia a šifrované zabezpečovacie služby na úrovni

linkového spojenia.

Niektoré WLAN štandardy pracujú v rovnakom frekvenčnom pásme (2.4 GHz) ako

Bluetooth a WPAN, a preto sa pracovná skupina 802.15.2 snaží vypracovať koexistenčný

model na kvantifikovanie ich vzájomného rušenia a tiež mechanizmy na ich redukciu.

Skupina 802.15.3 pracuje na WPAN štandarde s rýchlosťou porovnateľnou s

rýchlosťami WLAN, síce s menším dosahom, ale čo je dôležitejšie, s nižšou spotrebou a

menšími rozmermi, takže sa budú môcť zabudovať napr. do digitálnych videokamier, čo

umožní napr. zobrazovať práve zaznamenávaný videotok na monitore a ukladať ho na

pevný disk počítača. Štandard IEEE 802.15.3 je nazvaný WiMedia.

8.2.3. WiMedia

WiMedia pracuje rovnako ako Bluetooth a WiFi:

• v pásme 2,4 GHz

• ponúka vyššie rýchlosti (11, 22, 33, 44 a 55 Mbit/s v závislosti od vzdialenosti)

• podporuje kvalitu služby QoS

• malé oneskorenie

• malú spotrebu energie

• malú chybovost

38


Sieť je predurčená na prepojovanie rôznych audiovizuálnych zariadení ako sú

videokamery, LCD displeje, digitálne fotoaparáty, MP3 prehrávače a set-top boxy. [23]

Štandard 802.15.3 je určený pre používateľov, ktorí potrebujú medzi počítačmi

prenášať väčšie množstvo dát, predovšetkým multimediálne súbory ako napr. vysoko-

kvalitné video, obrázky alebo aplikácie.

Pri vzdialenosti do 50 metrov je rýchlosť 55 Mbit/s, pri vzdialenosti do 100 metrov

(max. povolená vzdialenosť) ide o rýchlosť 11 – 22 Mbit/s.

Nový štandard je plne kompatibilný s ostatnými štandardmi, predovšetkým 802.11b

a 802.11g a spolupracuje s technológiou Bluetooth. [22]

Štandard UWB (ultraširokopásmové siete, Ultra Wideband), vyvíjaný niekoľkými

skupinami výrobcov, v rámci IEEE je označovaný ako 802.15.3a. Táto podskupina

pracuje na vyšpecifikovaní alternatívnych fyzických vrstiev s vyššími rýchlosťami (HR

PHY), a to najmä na báze ultraširokopásmové technológie UWB.

V skutočnosti nejde o novú technológiu, vo vojenskej oblasti sa využíva už roky,

napríklad v radarovej technike. V princípe ide o vysielanie obrovského počtu extrémne

krátkych impulzov (cca 0,5 nanosekundy) rozprestretých v pásme až niekoľko

gigahertzov (3,1 až 10,6 GHz), preto sa označuje ako ultraširokopásmová.

Na rozdiel od iných technológií pri UWB nie je modulovaná nosná frekvencia, ale

informáciu prenášajú priamo jednotlivé impulzy na rôznych frekvenciách, čo kladie

vysoké nároky na synchronizáciu.

Systémy UWB sú odolné voči rušeniu a naopak nespôsobujú rušenie iných

technológií, aj keď prekrývajú ich frekvenčné pásmo. [23]

Aplikácie technológie UWB:

• presná lokalizácia a detekcia osôb, predmetov (aj pod zemou a cez múry

objektov),

• detekcia pohybu a sledovanie pohybujúcich sa osôb, predmetov,

• presná navigácia a meranie vzdialeností (riadenie pohybu mobilných zariadení

a zamedzenie ich kolízií),

• rýchle lokálne a domáce komunikačné siete,

• bezpečnostné systémy [2].

39


8.2.4. ZigBee

Štandard IEEE 802.15.4 má názov ZigBee. Na prvý pohľad by sa mohlo zdať, že

Bluetooth a ZigBee sú konkurenčné technológie. ZigBee jednotky operujú aj v pásme 2.4

GHz. Maximálna bitová rýchlosť 250 kbit/s pre ZigBee respektívne 1 Mbit/s pre

Bluetooth nie sú až tak veľmi rozdielne (tab. 8.2).

Tab. 8.2 Porovnanie ZigBee a Bluetooth

ZigBee Bluetooth

20 kbit/s 40 kbit/s 250 kbit/s 1 Mbit/s

868 MHz 915 MHz 2,4 GHz

Sieť Bluetooth je dynamická, mnohé zariadenia môžu byť v pohybe a komunikácia sa

strieda podľa potreby medzi rôznymi jednotkami. Naopak, sieť ZigBee je skôr statická.

ZigBee jednotky vysielajú veľmi zriedka a posielajú podstatne kratšie pakety ako

Bluetooth.

V sieti ZigBee je väčšinou hviezdicová topológia pripomínajúca sieť WLAN, čiže

jedna centrálna jednotka riadi 254 podriadených jednotiek. Aj ZigBee umožní priamu

komunikáciu medzi dvoma jednotkami.

V prípade ZigBee ide o automatizáciu, regulovanie a riadenie domácností a firemných

budov (osvetlenie, vykurovanie, klimatizácia, snímače teploty, tlaku, senzory plynu,

požiaru, snímače zabezpečovacích systémov a pod.). Preto sa nevyžaduje prenos hovoru a

nie je dôležitá ani príliš vysoká rýchlosť. [24]

Hlavným cieľom je čo najjednoduchšia realizácia podriadenej jednotky, ktorá má mať

čo najnižšiu spotrebu. Vďaka ZigBee postačuje jedno univerzálne diaľkové ovládanie pre

všetky audio/video zariadenia v domácnosti. Tento štandard je vhodný aj pre aplikácie,

kde je dôležité čo najmenšie oneskorenie ako napr. pri ovládačoch hier.

V roku 2000 dve štandardizačné skupiny - ZigBee, vzniknutá pod strechou HomeRF a

IEEE 802.15 - spojili sily na vypracovanie štandardu pre nízkorýchlostný prenos v

personálnych sieťach LR-WPAN (Low Rate WPAN), ktorý rieši potrebu lacných

bezdrôtových sietí s veľmi nízkou spotrebou pre domácnosti a priemysel. [25]

Porovnanie prenosových rýchlostí WPAN a WLAN znázorňuje tabuľka 8.3.

40


Tab. 8.3 Prehľad prenosových rýchlosti WPAN a WLAN

WPAN 2,4 GHz

WLAN 2,4 GHz

ZigBee Bluetooth HomeRF 802. 11b 802. 11g

250 kbit/s 1 Mbit/s 10 Mbit/s 11 Mbit/s 54 Mbit/s

ZigBee v Európe pracuje v pásmach 868 MHz (20 kbit/s). V tomto pásme využíva

jeden kanál a 2.4 GHz (250 kbit/s).

V Spojených štátoch ZigBee operuje aj v pásme 915 MHz bitovou rýchlosťou 40

kbit/s a v tomto pásme využíva 10 kanálov. Dosah je 10 až 75 m, podľa požadovanej

aplikácie a výdrže batérií. [25]

Prehľad štandardov IEEE 802.15 uvádza tabuľka 8.4.


Označenie

Bluetooth

1.1 Wimedia

ZigBee

Bluetooth

2.0 Štandard

IEEE 802.15.1 802.15.2 802.15.3 802.15.3a 802.15.4

Aplikácia

WPAN

koexistenciaWPAN WLAN

WPAN High Rate

AlternatívaHR PHY-

UWB

WPAN Low Rate

WPAN High Rate

Prenosová rýchlosť 1 Mbit/s -

11, 22, 33,44, 55 Mbit/s 55+ Mbit/s

20, 40, 250 Mbit/s 10 Mbit/s

Frekvencia 2,4 GHz 2,4 GHz 2,4 GHz 3,1-10,6

GHz 2,4 GHz 2,4 GHz

8.3. WIMAX

Pracovná skupina IEEE číslo 16 - BWA (Broadband Wireless Access) začala svoju

činnosť v roku 1999 a vyvíja štandardy pre metropolitné siete MAN. Prvý štandard

802.16 z roku 2001 je známy ako celosvetová interoperabilita pre mikrovlnový prístup

WiMax (World Interoperability for Microwave Access).

Štandard 802.16 pre pásmo 10 až 66 GHz je určený pre bezdrôtové spojenie medzi

dvoma bodmi (P2P) a vzhľadom na vysoké frekvencie vyžaduje priamu viditeľnosť LOS

41


(Line-of-sight). Zariadenia podľa 802.16 budú preto používané hlavne pre bezdrôtové

chrbticové siete s prenosovou kapacitou 32 až 134 Mbit/s. [27]

V januári 2003 schválil IEEE normu 802.16a, používanú v pásme 2 - 11 GHz a zahŕňa

frekvencie licencované, aj nelicencované. Rádiové kanály majú šírku pásma od 1,5 do 20

MHz..

Je to moderná norma pre širokopásmové metropolitné siete a má svoje kvality hlavne

v oblasti pokrytia, schopnosti rastu pri zvyšujúcom sa počte používateľov, ako aj v oblasti

podpory kvality služieb QoS (Quality of Service).

Používajú sa rýchlosti T1/E1 (1.5/2 Mbit/s), ktoré obvykle požadujú malé a stredné

firmy, ako aj doma pracujúci používatelia. Štandard 802.16a je zaujímavejší z hľadiska

domácich používateľov a firiem a predpokladá klasickú topológiu P2MP (bod-viacbod).

Nová generácia FWA zariadení nevyžaduje priamu viditeľnosť medzi základňovou

stanicou a používateľským zariadením. Pri šírke kanála 14 MHz je maximálna bitová

rýchlosť až 63 Mbit/s na kanál. Dosah je v rozpätí 2 až 40 km. [28]

Možnosť ušetriť na licenčných poplatkoch je hlavným dôvodom ustanovenia skupiny

802.16b. Ako východisko pre PHY poslúži fyzická vrstva WLAN štandardov 802.11a

respektívne európska obdoba HIPERLAN (5 GHz, 54 Mbit/s). [27]

Pre domácich používateľov je dôležitý WirelessHUMAN (Wireless High-Speed

Unlicensed Metropolitan Area Network) nielen preto, že podporuje aj topológiu Mesh,

ale najmä preto, že využíva nelicencované pásma, najmä 5 až 6 GHz. To je zvlášť

lákavé pre menších regionálnych poskytovateľov služieb. [28] Prehľad uvedených

štandardov ilustruje tabuľka 8.5.

Tieto štandardy predpokladajú topológiu bod-viac bodov a bunkový systém, tzn.

centrálne základňové stanice, ktoré pokrývajú jednotlivé bunky a poskytujú účastníkom

hlasové, video a dátové služby vďaka kanálom so šírkou pásma nad 10 MHz, zaručeniu

QoS (Quality of Service) a vysokej rýchlosti prenosu v oboch smeroch od účastníka aj k

účastníkovi (uplink/downlink).

V roku 2003 nasledovala norma IEEE 802.16c. V roku 2004 zasa norma IEEE

802.16d označovaná 802.16 –2004, zahŕňajúca štandard IEEE 802.16 s rozšíreniami z

normy IEEE 802.16a a profilmi IEEE 802.16c.

42



Štandard IEEE

Názov Pásmo Licencia

802. 16 WirelessMAN-SC 10 – 66 GHz

Licencované a nelicencované pásma

WirelessMAN-SCa 2 – 11 GHz WirelessMAN-OFDM 2 – 11 GHz 802. 16a

WirelessMAN-OFDMA 2 – 11 GHz

Licencované pásma

802. 16b WirelessHUMAN 2 – 11 GHz Nelicencované pásma 5-6 GHz

Vrámci normy IEEE 802.16e budú plánované prístupy s prenosovou rýchlosťou viac

ako 10 Mbit/s. Umožní to integráciu techniky do notebookov a roaming medzi

jednotlivými bunkami.

Vrámci projektu BRAN (Broadband Radio Access Networks) sa pracuje na

špecifikáciach podobných štandardov (tab.8.6):

• HIPERACCESS ( rýchlosť 25 Mbit/s),

• HIPERLINK (do 155 Mbit/s, dosah 150 m)

• HIPERMAN (High Performance Radio MAN). [29]

Tab. 8.6 Prehľad štandardov ETSI

Štandard ETSI HIPERACCESS HIPERLINK HIPERMAN HIPERMAN Frekvenčné Pásmo

40,5 - 4 3,5 GHz 17 GHz 2-11GHz

5,725 - 5,875 GHz

8.3.1. Technológia WiMax

O technológii WiMAX sa hovorí v súvislosti s plánovaným nástupom

telekomunikačných služieb poskytovaných cez rádiové siete FWA v pásme 3,5 GHz.

WiMax sa v porovnaní so štandardom WiFi, orientovaného na siete LAN, zameriava

na bezdrôtový stacionárny internetový širokopásmový prístup. V porovnaní s DSL a

43


UTMS predstavuje jednoznačne rýchlejší spôsob prenosu dát. Rozsah a rýchlosti

jednotlivých kategórií bezdrôtových sietí znázorňuje obrázok 8.6.

PAN WANLAN MAN<1m 10m 100m

10 Mbit/s

100 Mbit/s

1 Gbit/s

Obr. 8.6 Rozsah a rýchlosti jednotlivých kategórií bezdrôtových sietí

Výhody technológie WiMAX

• okrem priamej viditeľnosti LOS (Line-of-sight) pracuje aj v režime NLOS

(Non-Line-Of-Sight), teda bez priamej viditeľnosti

• využíva OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) moduláciu

podobne ako WiFi siete na báze 802.11

• podporuje pružné prideľovanie šírky pásma rádiových kanálov a ich opakované

využívanie pre zvyšovanie kapacity siete

• má zabudovanú podporu kvality služieb (QoS) rôznych úrovní, takže je

spôsobilá poskytovať nielen VoIP, ale aj prenos videa a videokonferencií

• podporuje stovky až tisícky používateľov vrámci jedného kanála a v prípade

potreby tiež umožňuje rozdeľovať bunky na niekoľko sektorov a takto ďalej

zvýšiť kapacitu siete.

• maximálna prenosová kapacita je dosahovaná pri šírke kanála 20 MHz..

Metropolitné siete MAN predstavujú pre WiMAX ideálny trhový segment kvôli

vysokej prenosovej kapacite, veľkému dosahu a skutočnosti, že pre šírenie signálu nie je

podmienkou priama viditeľnosť.

44


Technológia ponúka zdieľanú kapacitu do 70 Mbit/s, čo predstavuje možnosť

pripojenia napríklad 1000 domácností k internetu rýchlosťou 1 Mbit/s (pri miernej

agregácii), alebo niekoľko desiatok firiem dvojmegabitovými linkami. [26]

8.3.2. Porovnanie parametrov rýchlosť, dosah, NLOS

Faktory ako rýchlosť, dosah a NLOS (Non Line Of Sight) spolu veľmi úzko súvisia.

Nie je možné mať všetky tri naraz v najlepšej kvalite, a teda naraz dosiahnuť vysokú

rýchlosť, veľký dosah a prevádzku bez priamej viditeľnosti NLOS. Tieto parametre

musia byť neustále v rovnováhe. Keď sa zvýši rýchlosť, tak automaticky klesne dosah.

Rýchlosť

Rýchlosť je vždy závislá priamo od šírky pásma a od použitej modulácie.

Výhodou WiMax je používanie adaptívnej modulácie, ktorá umožňuje meniť typ

modulácie podľa kvality spojenia. V praxi to znamená, že ak je rádiové spojenie kvalitné,

použije sa modulácia s vyšším počtom stavov a ak je nekvalitné, použije sa zasa

modulácia s menším počtom stavov.

WiMAX vie pracovať so 64 QAM, 16 QAM, QPSK a BPSK. Použitie modulácie

závisí od ďalších dvoch faktorov, ako je NLOS a vzdialenosťou základňovej stanice.

Tab. 8.7 Údaje o moduláciách pre WiMax

modulácia počet stavov počet bitov

rýchlosť Mbit/s kódované/

nekódované

16 QAM 64 6 70/50

64 QAM 16 4 46/34

QPSK 4 2 22/14

BPSK 2 1 11/8

V tabuľke 8.7 sú uvedené údaje pre danú moduláciu pri využití celého 14 MHz

frekvenčného pásma. Rýchlosti platia pre jeden sektor základňovej stanice. Bežne má

základňová stanica aspoň tri sektorové antény, takže prenosové kapacity sa týmto

spôsobom zvyšujú.

45


NLOS

Keď nie je zabezpečená priama viditeľnosť na základňovú stanicu, znižuje sa dosah

signálu od základňovej stanice. 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 základňové stanice hustejšie a samozrejme musia mať

viacero sektorových antén, aby sa kapacita zvýšila. Ak by základňové stanice boli od seba

príliš ďaleko, nebolo by možné používať dostatočne silnú moduláciu a využitie pásma by

nebolo také efektívne.

Dosah

Môžeme uvažovať o dosahu pri priamej viditeľnosti LOS a bez priamej viditeľnosti

NLOS. Na obrázku 8.7 je vidieť porovnanie týchto dvoch prístupov. Znázorňuje, že

NLOS veľmi znižuje dosah signálu, a preto je potrebné stavať základňové stanice blízko

k sebe, aby sa zaručila efektivita. Samozrejme, nič nebráni postaviť ich ďalej od seba a

neskôr, po vzraste počtu zákazníkov a nedostačujúcej kapacite, zhustiť sieť

základňových staníc. [30]

LOSNLOS

14 km

2,0 km

20 km

3,0 km

30 km

4,7 km

36 km

64 QAM

16 QAM

QPSK

BPSK

Obr. 8.7 Porovnanie LOS a NLOS

46


9. SYSTÉM DOCSIS

9.1. SYSTÉMY DOCSIS

Štandard DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification), definuje

technické špecifikácie koncových používateľských zariadení a vybavenia

prevádzkovateľov káblových sietí. Podpora tomuto štandardu je aj impulzom pre rozvoj

dátových prenosov po káblových sieťach.

Štandard zabezpečuje interoperabilitu akéhokoľvek vybavenia v káblových

infraštruktúrach, vrátane koncových používateľských zariadení. [37]

Porovnanie verzií štandardu DOCSIS znázorňuje tabuľka 9.2.

DOCSIS 1.0

Je americký štandard pre prenos dát po rozvodoch káblovej televízie.

Priamy kanál má šírku pásma 6 MHz, čo zodpovedá jednému televíznemu kanálu a

poskytovateľ ho môže umiestniť do frekvenčného rozsahu 91 až 857 MHz.

Maximálna prenosová rýchlosť priameho kanála závisí od šírky pásma a typu použitej

modulácie. Pri použití 64-QAM je maximálna prenosová rýchlosť 27,9 Mbit/s a pri 256-

QAM je rýchlosť 39,4 Mbit/s.

Spätný kanál leží vo frekvenčnom rozsahu 5 až 42 MHz. Používa sa modulácia QPSK

alebo 16-QAM. Pri použití modulácie QPSK a šírke pásma 3,2 MHz je prenosová

rýchlosť 5,12 Mbit/s.

Nevýhodou je, že tu nie sú implementované funkcie pre zaistenie kvality služieb QoS.

[31]

DOCSIS 1.1

Predstavuje vylepšenú verziu DOCSIS 1.0 týkajúcu sa predovšetkým kvality služieb

QoS a vylepšenia vlastností spätného kanála. So štandardom DOCSIS 1.0 je schopný

spolupracovať v oboch smeroch, je tu zvýšená bezpečnosť prenosu dát a možnosť

manažmentu siete.

Používa sa modulácia QPSK alebo 16-QAM. Pri použití modulácie QPSK je

maximálna prenosová rýchlosť 10,24 Mbit/s. Nasledujúci obrázok 9.1 ilustruje vzťah

medzi DOCSIS a modelom RM OSI. [31]

47


Optická alebo koaxiálna sieť

Downstream TDMA

OSI DOCSISMPEGvideoDOCSIS

kontrolné správy

IP

Aplikačná vrstva

TCP UDP

Fyzickávrstva

Linková vrstva

Sieťová

Transportná

Vyššie vrstvy

DOCSIS MAC

IEEE 802.2

5-65 Mhz 8 Mhz ITU-T J.83

Obr. 9. 1 Protokolový stĺpec DOCSIS v porovnaní s vrstvami RM OSI

DOCSIS 2.0

Tento štandard je úplne kompatibilný s predchádzajúcimi verziami. Má vylepšený

spätný kanál, ktorý vďaka prístupovým metódam A-TDMA (Advanced TDMA) a S-

CDMA (Synchronous CDMA) je vhodný pre multimediálne aplikácie.

Maximálna prenosová rýchlosť v spätnom kanále je 30,72 Mbit/s. [31]

DOCSIS 2.0 umožňuje využitím jedného 6 MHz kanála pri 256-stavovej

kvadratúrovej amplitúdovej modulácii (QAM) zabezpečiť rýchlosť až 42 Mbit/s. V smere

dát od používateľa k poskytovateľovi je možné používať rôzne šírky pásma (až 2 MHz),

čo pri 16-stavovej QAM znamená rýchlosť až 10 Mbit/s. Bežne sa na jeden tento

televízny kanál pripája 500 až 2000 používateľov. Ak sa kapacita zaplní, nie je

problémom pridaním ďalšieho kanála pripájať viacej používateľov. [32]

DOCSIS 2.x.

V súčasnej dobe sa pracuje vrámci CableLabs na ďalších verziách označovaných

DOCSIS 2.x. Uvedený štandard by mal priniesť ešte lepšiu podporu multimediálnych IP

služieb (VoIP a IP video) a ďalších neinternetových aplikácií. [31]

48


DOCSIS 3.0

Štandard pre CATV DOCSIS 3.0, by mal časom nahradiť dnes používaný DOCSIS

2.0. Keďže už aj DOCSIS 2.0 je pripravený pre aplikácie služieb citlivých na QoS typu

video na požiadanie a VoIP, hlavným prínosom DOCSIS 3.0 by malo byť markantné

zvýšenie rýchlostí. [32]

Cestou k zvyšovaniu výkonnosti by sa malo stať využitie väčšej šírky pásma tým, že

sa pre dátové prenosy využije niekoľko 8 MHz kanálov resp. 6 MHz namiesto jedného.

Hodnoty pre priamy smer by mali dosahovať až 200 Mbit/s, niektoré riešenia

predstavili celkovú zdieľanú kapacitu až 1,28 Gbit/s.

Kábloví operátori uvažujú najčastejšie s poskytovaním rýchlosti pre sťahovanie

údajov 100 Mbit/s, čo bohato pokrýva aktuálne potreby používateľov. [33]

Prehľad o zvyšovaní šírky pásma a prenosových rýchlostiach pri technológii

káblových modemov je uvedený v tabuľke 9.1.

Tab.9.1 Zvyšovanie šírky pásma a prenosových rýchlostí pri technológii káblových

modemov

Tab. 9.2 Porovnanie verzií štandardu DOCSIS

Verzia DOCSIS DOCSIS 1.0 DOCSIS 1.1 DOCSIS 2.0 DOCSIS 2.x DOCSIS 3.0Služby

Internet - - - - - VoIP - - - -

Videokonferencia - - - Video na požiadanie - -

Zariadenie Káblový modem - - - - -

VoIP telefón - - - - Videotelefón - - - IP set-top box - -

Prenosová rýchlosť Priamy smer 10 Mbit/s 30 Mbit/s 40 Mbit/s 40 Mbit/s 200 Mbit/s Spätný smer 10 Mbit/s 10 Mbit/s 30 Mbit/s 30 Mbit/s 100 Mbit/s

DOCSIS Max. šírka pásma

kanála

Spektrálna

účinnosť

Max. dátový

tok/kanál

DOCSIS 1.0 3,2 MHz 1,6 bps/Hz 5,12 Mbit/s



49


EuroDOCSIS 1.0

Priamy kanál 8 MHz je realizovaný na frekvenciách 96 až 864 MHz. Pri použitej

modulácii 64-QAM je maximálna prenosová rýchlosť 42 Mbit/s a pri modulácii 256-

QAM je maximálna prenosová rýchlosť 56 Mbit/s.

Spätný kanál má frekvenčný rozsah 5 až 65 MHz. Používa sa modulácia 16-QAM a

QPSK. [31]

EuroDOCSIS 1.1

Táto verzia má implementovanú kvalitu služieb QoS, používa modulácie 16-QAM a

QPSK pri maximálnej prenosovej rýchlosti spätného kanála 10,24 Mbit/s. V tomto

štandarde sú zavedené multimediálne aplikácie a IP telefónie (VoIP). [31]

EuroDOCSIS 2.0

Je určený na dátovú komunikáciu prostredníctvom káblových sietí, ktorá umožňuje

prenos dát rýchlosťou až do 50 Mbit/s.

Normy DOCSIS zaisťujú, aby sa dáta všetkých používateľov udržali v tajnosti, a to

pomocou technológie kódovania.

Naviac DOCSIS 1.0, DOCSIS 2.0, DOCSIS 3.0 ponúkajú ďalšie nástroje na

zabezpečenie ochrany služieb, keď sa požaduje, aby sa každý modem verifikoval

použitím digitálneho certifikátu, bezpečnostnej metódy stiahnutia nového operačného

softvéru na modem a spôsobu zakódovania vysokohodnotného vysielania a poskytovania

odkódovacích kľúčov len tým zákazníkom, ktorí majú danú službu povolenú. [36]

9.2. KÁBLOVÉ MODEMY A SIETE KÁBLOVEJ TELEVÍZE CATV

Siete káblovej televízie CATV boli pôvodne špecifickými sieťami zameranými len na

distribúciu televíznych a rozhlasových signálov. Ich architektúra aj technológia sa

výrazne odlišovali od telekomunikačných sietí slúžiacich na poskytovanie hlasových a

dátových služieb.

Moderné siete CATV sú už vybudované s využitím hybridnej technológie HFC

(Hybrid Fiber Coax) s prevažujúcimi podielom optickej časti, ktoré zabezpečujú

obojsmernú komunikáciu na rozsiahlejšom území (metropolitné a regionálne siete).

50


Spôsobov, akými sa dáta prenášajú po káblových rozvodoch, je niekoľko. Používa sa:

• štandard DOCSIS prípadne jeho variant EuroDOCSIS

• štandard DVB/DAVIC

Počas niekoľkých rokov operátori káblových televízií prechádzali od tradičného

základu podnikania v zábavných programoch do pozície poskytovateľov kompletných

televíznych, telefónnych a dátových služieb. Káblové modemy DOCSIS patria k

základným prvkom, umožňujúcim tento prechod.

Káblový modem sa stal prvotriednym širokopásmovým pripojením pre mnohých

používateľov Internetu. Ide o zariadenie určené pre pripojenie počítača ku káblovej sieti,

ktorá primárne slúži na distribúciu televízneho signálu.

Káblový modem pracuje v prvej a druhej vrstve modelu RM OSI, nad ktorou fungujú

protokoly IP, TCP, UDP atď.

Káblové modemy najčastejšie používajú kvadratúrnu amplitúdovú moduláciu QAM a

kvadratúrne kľúčovanie fázovým posunom QPSK. QPSK modulácia je viac odolná voči

vonkajšiemu rušeniu, ktoré sa objavuje na prenosovej ceste. [31]

Šírka pásma u CATV je 750 MHz, maximálne do 860 MHz. Na spätný smer

(upstream) bol vyčlenený rozsah 5 až 42 MHz (EuroDOCSIS 5 až 65 MHz) pričom

okrem odosielania dát sa táto časť pásma využíva aj na monitorovanie siete, signalizáciu

služby video na požiadanie, i TV a káblovú telefóniu. [35]

Na priamy smer (downstream) sa využívajú kanály nad 50 MHz so šírkou 6 MHz

(americký DOCSIS) resp. 8 MHz (euroDOCSIS) obr. 9.2. Takto je možné v pásme

širokom 700 MHz realizovať až 110 televíznych kanálov súčasne. [32]

50 - 750 M5 - 42 MHz Hz

Spätný smer Priamy smer

Obr. 9.2 Rozloženie pásma pri dátových prenosoch po TV kanále

51


9.2.1. Architektúra káblovej siete

Srdcom celej siete je koncový systém káblového modemu CMTS (Cable Modem

Terminating System) (príloha č. 3) ktorý sa stará o integráciu dát do prenosovej siete,

slúžiacej na spojenie CMTS a modemu používateľa. Pomocou optického prijímača a

optického vysielača sú tieto dáta posielané do optickej časti siete.

Diplexný filter umožňuje, aby koaxiál pôvodne stavaný na jednosmerný prenos,

mohol prenášať dáta v oboch smeroch. Tomu slúžia aj obojsmerné zosilňovače.

Keď je kábel privedený k zákazníkovi, nainštaluje sa u neho rozbočovací filter

(splitter). Ten rozdelí signál na dva - TV a dáta.

Potom sa dátový výstup z rozbočovača privedie ku káblovému modemu CM a odtiaľ

už pomocou skrúcanej dvojlinky (bežný ethernetový kábel) do počítača.

DOCSIS 2.0 definuje maximálny možný čas uplynutia medzi požiadavkou a

odpoveďou medzi CMTS a CM. Sú to približne 2 milisekundy.

Oproti DOCSIS 1.1 je to obrovský pokrok. Táto latencia sa zachováva aj pri

maximálnej povolenej vzdialenosti medzi CMTS a CM, čo je 160 km. Táto vzdialenosť je

súčet dĺžky optickej časti siete a koaxiálnej. Koaxiálna časť má maximum približne 16

km, ale bežne býva kratšia.

DOCSIS je stavaný (podobne ako WiMAX) na časovom multiplexe s prideľovaním

časových intervalov (preto sa WiMAXu niekedy hovorí aj rádiový DOCSIS) a je možné

abezpečiť QoS, čo ho predurčuje napríklad na prenos hlasu po kábli. Funguje to tak, že

telefón sa pripája priamo ku káblovému modemu [32]

52


ZÁVER

V mojej diplomovej práci som prenikla do štruktúry Mikrovlnovej prístupovej siete

FWA a do používaných technológií. Z množstva doteraz známych informácií som

selektovala dôležité a relevantné podklady. Pripojené nákresy napomáhajú k názornejšej

predstave a kompletizujú ju.

Chcela by som podotknúť, že značná časť nadobudnutých materiálov je dostupná v

anglickom jazyku, a teda bolo potrebné vyvarovať sa nepresností pri preklade odborných

termínov.

Písanie mojej práce si vyžadovalo preštudovanie množstva materiálov, ktoré sú

ponúkané na webovských stránkach Internetu, alebo v odborných časopisoch.

Nadobudnuté informácie týkajúce sa Mikrovlnej prístupovej siete, používaných

technológií som získala z uvedených zdrojov.

Bezdrôtové technológie predstavujú najrôznejšie systémy, zariadenia, prostriedky

eliminujúce káblové vedenia a súčasne zachovávajú rovnaké služby.

Dôvodom vývoja technológií ako sú WiFi, Bluetooth, Wimax a im podobných, bolo

úsilie vyvinúť bezdrôtovú komunikačnú technológiu, ktorá by sa vyznačovala nízkou

cenou, nízkou spotrebou elektrickej energie, malými rozmermi a globálnou dostupnosťou.

V priebehu niekoľkých rokov odborná verejnosť predpokladá vymiznutie káblov a

ich následné nahradenie bezdrôtovou technikou.

Kvôli kompatibilite zariadení rôznych výrobcov bolo potrebné vytvoriť a schváliť

rôzne štandardy kompetentnými organizáciám, ako je IEEE a ETSI.

Uvedené poznatky zhrnuté v diplomovej práci som previedla do prostredia Flash a

zostavila test náhodne generujúcich otázok, ktorým si čitateľ bude môcť preveriť

vedomosti získané v teoretickej časti.

53


ZOZNAM POUŽITEJ LITERATÚRY

Sieť Internet

[1] http://h41111.www4.hp.com/gomobile/sk/sk/get_started/whatis.html

[2]

http://64.233.179.104/search?q=cache:QoYUrPvuqhQJ:www.rokovania.sk/appl/material.

nsf/0/7AAE225262B1C255C12570EA0045C07B/%24FILE/Zdroj.html+LMDS&hl=sk&

gl=sk&ct=clnk&cd=9&lr=lang_sk 10/2005

[3] http://www.earchiv.cz/b00/b0811001.php3

[4] http://www.fwa.sk/technologie/parametre.html 10/2005

[5] http://www.telenornetworks.sk/prod/fwa.php

[6] http://www.isdn.cz/clanek.php?cid=5122



[9]http://www.gamo.sk/gamo/web/news.nsf/0/7cfca55265c26d37c1256d98003c7ca2?Op

enDocument

[10] http://www.pocitac.sk/spravy/?clanok=168 10.2.2006

[11] C:\Documents and Settings\Administrator\Desktop\Články

[12] http://www.megainet.sk/wifi.htm

[13] http://www.pripojsa.sk/?page=co-je-wifi/

[14]

http://www.gamo.sk/GAMO/web/home.nsf/pages/05DF9DE95D1CD0C1C1256BAD004

7008E

[15] http://www.inet.sk/clanok/1100/mikrovlne-siete-ktoreho-poskytovatela-si-vybrat

[16] http://www.svetsiti.cz/view.asp?rubrika=Tutorialy&temaID=115&clanekID=121

http://www.svetsiti.cz/view.asp?rubrika=Tutorialy&temaID=115&clanekID=122

http://www.svetsiti.cz/view.asp?rubrika=Tutorialy&temaID=115&clanekID=123

[17] http://sk.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi#V.C3.BDhody_WiFi

[18] http://www.dsi.sk/jabra/

http://64.233.179.104/search?q=cache:QoYUrPvuqhQJ:www.rokovania.sk/appl/material.nsf/0/7AAE225262B1C255C12570EA0045C07B/%24FILE/Zdroj.html+LMDS&hl=sk&gl=sk&ct=clnk&cd=9&lr=lang_sk



http://www.fwa.sk/technologie/parametre.html


[19]http://www.roden.sk/podpora.php

[20]http://www.fi.muni.cz/usr/jkucera/pv109/2004/xkrempas.htm

[21] http://www.manager.sk/clanok.asp?id=1174

[22] http://www.pcspace.sk/akciered/index.cphp?page=2041

[23] http://www.sme.sk/clanok.asp?cl=1715712



[26] http://www.zive.sk/h/Poradca/AR.asp?ARI=113820


[28] http://www.isdn.cz/clanek.php?cid=5122 10.2.2006


[30] http://www.inet.sk/index.php?id=2523&tema=AlternativnePripojenie&page=clanok

[31] http://access.feld.cvut.cz/view.php?cisloclanku=2005112001

[32] http://www.inet.sk/index.php?id=2607&tema=AlternativnePripojenie&page=clanok

[33] http://www.zive.sk/h/Poradca/AR.asp?PG=1&ARI=113219&CAI=2220

[34]

http://www.zive.sk/Article/Show_Article_Print.asp?PRN=true&ARI=105779&CAI=221

5

[35]

http://nlp.fi.muni.cz/projekty/wwg/retriever.php?_re_url=http%3A%2F%2Fwww.isdn.cz

%2Fclanek.php%3Fcid%3D5928

[36] http://www.cablemodem.com/primer/

[37] http://idigest.eunet.sk/promanag/texty/19971024/8.htm


ČESTNÉ VYHLÁSENIE

Vyhlasujem, že som zadanú diplomovú prácu vypracovala samostatne, pod odborným vedením vedúceho diplomovej práce doc. Ing. Jána Dúhu, PhD. a používala som len literatúru uvedenú v práci.

Súhlasím so zapožičiavaním diplomovej práce.

V Žiline dňa 19.05.2006 ...........................


Poďakovanie

Týmto by som chcela poďakovať doc. Ing. Janovi Dúhovi, PhD., pracovníkovi katedry telekomunikácií Žilinskej univerzity v Žiline, za poskytnuté rady a za jeho obetavý prístup počas vypracovania diplomovej práce.


Žilinská univerzita v Žiline Elektrotechnická fakulta Katedra telekomunikácií


Prílohová časť


2006


ZOZNAM PRÍLOH

Príloha č. 1: Porovnanie FWA s inými prístupovými technológiami

Príloha č. 2: Štandard 802. 11n

Príloha č. 3: Architektúra káblovej siete

Príloha č. 4: Testovacie otázky

Príloha č. 5: CD priložené na zadnom obale diplomovej práce


Príloha č. 1 :

POROVNANIE FWA S INÝMI PRÍSTUPOVÝMI TECHNOLÓGIAMI

Integrované služby digitálnej siete ISDN

charakteristika BRI (2B+D, 144kbit/s); PRI (30B+D, 1984 kbit/s)

typ prevádzky asymetrický

výhody

väčšie prenosové kapacity v porovnaní s

analógovým modemom, hlasová a dátová

komunikácia súčasne, konektivita založená na

medzinárodnom štandarde, relatívne nízka cena

nevýhody šírka frekvenčného pásma, existencia prípojky

v domácnosti

Digitálna účastnícka prípojka DSL

charakteristika ADSL: 1,5 -8 Mbit/s; VDSL: do 50 Mbit/s

typ prevádzky typicky asymetrický, môže byť symetrický

výhody vyššie frekvenčné pásmo, používa existujúcu

infraštruktúru, teoreticky rýchla inštalácia

nevýhody

závislosť šírky pásma/vzdialenosti (max. 5 km),

definovaná kvalita metalického vedenia, finančne

náročná inštalácia


Prenajatý digitálny okruh

charakteristika n x 64 kbit/s

n x 2 Mbit/s

typ prevádzky typicky symetrický

výhody

vysoká miera bezpečnosti prevádzky, reálne spojenie

bez časového oneskorenia, bez poplatkov za

telefonovanie, viacero používateľov môže využívať

kapacitu v rovnakom čase

nevýhody vysoké náklady

Optické prístupové siete

charakteristika Gbit/s

typ prevádzky symetrický

výhody

bez limitu na šírku frekvenčného pásma, vysoký

stupeň bezpečnosti, nízka chybovosť, vysoká

odolnosť voči rušeniu

nevýhody

existujúca lokálna infraštruktúra na metalickom

vedení, inštalácia optických konvertorov pre PC,

telefón, TV, pri väčších vzdialenostiach potreba

zosilňovačov signálu


Pevný bezdrôtový prístup FWA

charakteristika 256 kbit/s – 10 Mbit/s

typ prevádzky symetrický, môže byť aj asymetrický

výhody

cenovo výhodná alternatíva riešenia účastníckej

prípojky, rýchle vybudovanie pripojenia, nízke

náklady na vybudovanie siete a jej prevádzku

nevýhody podmienka priamej viditeľnosti


Príloha č. 2:

ŠTANDARD 802. 11N

Označenie MIMO (Multiple In, Multiple Out) je synonymum pre normu IEEE

802.11n, u ktorej sa predpokladá schválenie v roku 2006.

Pri komunikácii podľa tejto normy sa paralelne prenáša viacero paketov. Paralelný

prenos dát možno realizovať vďaka zabudovaniu viacerých aktívnych prvkov do jedného

zariadenia, pričom každý prijímač/vysielač je pripojený k vlastnej anténe.

Aby však zariadenie nerušilo samo seba, musia byť paralelne vysielajúce antény od

seba vzdialené najmenej toľko, ako je polovica amplitúdy jednej vlny (približne 6,25 cm).

Okrem toho pri komunikácii prichádzajú na rad špeciálne algoritmy, pomocou ktorých

môžu zariadenia kombinovať prijímané signály z rôznych antén. Vďaka tomu sa zvyšuje

odstup signálu od šumu, teda aj prenosová rýchlosť.

Na zvýšenie rýchlostí treba využiť aj princíp nazývaný rozdelenie dát do priestoru

(spacial multiplexing). V podstate ide o rozdelenie prenášaných bitov do viacerých

kanálov, čo v budovách zvyšuje priepustnosť približne o 70 %. Práve vnútri objektov

totiž dochádza k rôznym odrazom signálu, pričom odrazené vlny sú prijaté o zlomky

sekundy neskôr, a tak spôsobujú interferencie.

Technológia MIMO ponúka vyššiu priepustnosť i lepšie pokrytie signálom v

budovách.

V prípade využitia bežného WiFi by dochádzalo k značnému rušeniu; technológia

MIMO je však oveľa odolnejšia voči rôznym interferenciám, jednotlivé prístroje totiž

disponujú viacerými prijímačmi i vysielačmi.

K zariadeniam nemožno pripojiť externú anténu, a tak je dosah prístrojov obmedzený

nanajvýš na niekoľko desiatok metrov, preto sú určené predovšetkým na prevádzku v

budovách.


Obr. Paralelný prenos


Príloha č. 3:

ARCHITEKTÚRA KÁBLOVEJ SIETE

Diplexný filter

CMTS

Internet

Optický vysielač

Optickýpríjmač

Optický vysielač

Optickýpríjmač

TV PC

CM

Zásuvkau zákaznika


Príloha č. 4:

TESTOVACIE OTÁZKY

1. Sieť GSM nazývame: a) 1 G b) 2 G c) 3 G

2. Družicový prístup:

a) počíta s oneskorením signálu b) počíta so značným oneskorením signálu c) nepočíta s oneskorením signálu

3. Siete FWA sú: a) úzkopásmové

b) širokopásmové c) úzkopásmové aj širokopásmové

4. Širokopásmové siete FWA využívajú frekvenčné pásmo:

a) 3,5 MHz – 30 MHz b) 3,5 MHz – 40 MHz c) 10,5 MHz – 40 MHz

5. Úzkopásmové siete FWA využívajú frekvenčné pásmo:

a) 1,8 MHz – 3,5 MHz b) 1,8 MHz – 4,5 MHz c) 1,5 MHz – 4,5 MHz

6. Širokopásmové siete FWA:

a) vyžadujú priamu viditeľnosť b) nevyžadujú priamu viditeľnosť

7. Dosah širokopásmových sietí FWA je: a) 2 – 4 km b) 2 – 5 km c) 3 – 5 km

8. Sieť FWA pracuje spôsobom:

a) bod-bod b) bod-viac bodov c) viacbod-viacbod

9. Z pohľadu používateľa FWA prístup umožňuje na jednom termináli poskytnúť:

a) hlasové služby b) dátové služby c) prístup na internet d) hlasové služby, dátové služby, prístup na internet


10. Z ktorých častí pozostáva architektúra siete FWA? a) prístupová sieť, transportná sieť b) prístupová sieť, transportná sieť, jadro siete c) prístupová sieť, transportná sieť, jadro siete, centrálny dohľadový systém

11. Prístupová sieť umožňuje prístup na:

a) synchrónne hlasové rozhranie G 703, G 704, b) synchrónne dátové rozhranie X.21 c) Ethernetové rozhranie 10BaseT d) synchrónne hlasové rozhranie G 703, G 704, dátové rozhranie X.21,

ethernetové rozhranie 10BaseT

12. Pevný bezdrôtový prístup FWA: a) je určený na komunikáciu medzi pevnými bodmi b) predstavuje bezdrôtové riešenie širokopásmového prístupu používateľov

k telekomunikačným službám 13. Aké frekvenčné pásmo používa FWA?

a) 800 MHz – 30 MHz b) 900 MHz – 30 MHz c) 900 MHz – 40 MHz

14. Maximálna kapacita na terminálovú stanicu je:

a) 10 kbit/s b) 10 Mbit/s c) 20 kbit/s d) 20 Mbit/s

15. Z čoho pozostáva základná bunka siete?

a) základňová stanica b) účastnícke terminály c) základňová stanica, účastnícky terminál

16. Priemer účastníckej antény s dosahom do 3 km od základňovej stanice je:

a) 16 cm b) 24 cm c) 26 cm

17. Priemer účastníckej antény s dosahom do 5 km od základňovej stanice je:

a) 40cm b) 60 cm c) 62 cm

18. Topológia MESH je označovaná:

a) bod-bod b) bod-viac bodov c) viac bodov -viac bodov


19. Hlavný element siete MESH AirHead a) musí mať na dohľad a dosah všetkých účastníkov b) nemusí mať na dohľad a dosah všetkých účastníkov c) musí mať na dohľad všetkých účastníkov d) musí mať na dosah všetkých účastníkov

20. Na jeden AirHead je možné pripojiť:

a) až 30 používateľov b) až 40 používateľov c) až 60 používateľov

21. Kapacita na jeden AirHead je:

a) 2 Mbit/s b) 4 Mbit/s c) 2 Mbit/s

22. V jednej bunke môže byť:

a) 4 AH b) 6 AH c) 16 AH

23. Kapacita v jednej bunke je:


24. V jednej bunke môže byť:

a) max 140 používateľov b) max 160 používateľov c) max 240 používateľov

25. V akom frekvenčnom pásme pracuje sieť MESH?

a) licencované pásmo 26 GHz b) nelicencované pásmo 2,4 GHz

26. Služba LAN-LAN/VPN umožňuje:

a) prenos dát medzi používateľmi siete b) prenos dát medzi používateľmi siete a používateľmi sietí iných prevádzkovateľov

27. ISDN protokol zabezpečuje hlasovú komunikáciu na úrovni:

a) BRI 2B+D b) PRI 30B+D c) BRI 2B+D, PRI 30B+D

28. Špecifická aplikácia

a) je videokonferenčné spojenie b) nie je videokonferenčné spojenie


29. Videokonferenčné spojenie si rezervovanú prenosovú kapacitu a) vyžaduje počas doby trvania videokonferencie b) nevyžaduje počas doby trvania videokonferencie

30. V akom frekvenčnom pásme pracuje sieť WLAN? a) licencované pásmo 26 GHz b) nelicencované pásmo 2,4 GHz

31. Akú konfiguráciu WLAN poznáme?

a) infraštruktúra b) ad-hoc c) infraštruktúra, ad-hoc

32. Konfigurácia infraštruktúra siete WLAN:

a) vyžaduje prístupové body b) nevyžaduje prístupové body

33. V konfigurácií ad-hoc siete WLAN

a) existuje prístupový bod b) neexistuje prístupový bod

34. Konfigurácia ad-hoc siete WLAN je označovaná ako spojenie typu:

a) bod-bod b) bod-viac bodov c) viac bodov-viac bodov

35. Štandard 802. 11a pracuje vo frekvenčnom pásme a prenosová rýchlosť je:

a) 5 GHz, 54 Mbit/s b) 2,4 GHz, 11 Mbit/s c) 2,4 GHz, 54 Mbit/s

36. Štandard 802. 11b pracuje vo frekvenčnom pásme a prenosová rýchlosť je:


37. Štandard 802. 11g pracuje vo frekvenčnom pásme a prenosová rýchlosť je:


38. Štandard 802. 11b je kompatibilný so:

a) štandardami 802. 11b, 802. 11g b) štandardami 802. 11a, 802. 11g c) štandardami 802. 11a, 802. 11b

39. Štandard 802. 11g je kompatibilný so:

a) štandardami 802. 11a, 802. 11g b) štandardami 802. 11b, 802. 11g


c) štandardami 802. 11a, 802. 11b

40. Prenosová rýchlosť štandardu 802.11 je: a) 1 Mbit/s b) 2 Mbit/s c) 4 Mbit/s

41. V akom dosahu môže komunikovať elektronika vybavená bluetoothom? a) 10 m b) 20 m c) 30 m

42. Siete PAN umožňujú komunikovať na:

a) malé vzdialenosti b) veľké vzdialenosti

43. V akom frekvenčnom pásme pracuje Bluetooth?


44. V akom frekvenčnom pásme pracuje WiMedia?


45. V nelicencovanom frekvenčnom pásme pracuje:

a) Bluetooth b) Wimedia c) ZigBee

46. Aká bude prenosová rýchlosť pri štandarde 802.15.3 pri vzdialenosti do 50 m?


47. Aká bude prenosová rýchlosť pri štandarde 802.15.3 pri vzdialenosti do 100 m?

a) 1 Mbit/s – 22 Mbit/s b) 10 Mbit/s – 22 Mbit/s c) 11 Mbit/s – 22 Mbit/s

48. Štandard 802. 15. 3 je kompatibilný so:

a) štandardami 802. 11a, 802. 11g b) štandardami 802. 11b, 802. 11g c) štandardami 802. 11a, 802. 11b

49. V akom frekvenčnom pásme pracuje UWB?

a) licencované pásmo 26 GHz b) nelicencované pásmo 2,4 GHz c) 3,1 – 10,6 GHz


50. V akom frekvenčnom pásme pracuje ZigBee? a) licencované pásmo 26 GHz c) nelicencované pásmo 2,4 GHz

51. V akom frekvenčnom pásme pracuje ZigBee v Európe? a) 868 GHz b) 886 GHz c) 915 GHz

52. V akom frekvenčnom pásme pracuje ZigBee v Amerike?

a) 868 GHz b) 886 GHz d) 915 GHz

53. Aké prenosové rýchlosti používa ZigBee v Európe? a) 20 kbit/s b) 40 kbit/s c) 50 kbit/s

54. Aké prenosové rýchlosti používa ZigBee v Amerike?

a) 20 kbit/s b) 40 kbit/s c) 50 kbit/s

55. Sieť ZigBee je:

a) statická b) dynamická

56. Sieť Bluetooth je:

a) statická b) dynamická

57. Aké prenosové rýchlosti používa ZigBee vo frekvenčnom pásme 2,4 GHz?

a) 200 kbit/s b) 250 kbit/s c) 350 kbit/s

58. V akom frekvenčnom pásme pracuje štandard 802.16?

a) 5 – 6 GHz b) 2 – 11 GHz c) 10 – 66 GHz

59. V akom frekvenčnom pásme pracuje štandard 802.16a?

a) 5 – 6 GHz b) 2 – 11 GHz c) 10 – 66 GHz


60. V akom frekvenčnom pásme pracuje štandard 802.16b ?

a) 5 – 6 GHz b) 2 – 11 GHz c)10 – 66 GHz

61. Na čo sa zameriava technológia WiMax?

a) bezdrôtový stacionárny internetový širokopásmový prístup b) bezdrôtový stacionárny internetový úzkopásmový prístup

62. Štandard 802. 16 medzi základňovou stanicou a používateľským terminálom:

a) vyžaduje priamu viditeľnosť b) nevyžaduje priamu viditeľnosť

63. Štandard 802. 16a medzi základňovou stanicou a používateľským terminálom:

a) vyžaduje len priamu viditeľnosť b) nevyžaduje priamu viditeľnosť

64. Aký je dosah zariadení štandardu 802. 16a?

a) 2 – 20 km b) 2 – 30 km c) 2 – 40 km

65. WiMax ponúka možnosť budovania polygonálnych sietí MESH?

a) áno b) nie

66. Pri zvýšení prenosovej rýchlosti dosah:

a) sa zníži b) sa zvýši c) nezmení sa

67. Použitie modulácie závisí od:

a) NLOS – nepotrebný priamy výhľad na základňovú stanicu b) vzdialenosti od základňovej stanice c) LOS – potrebný priamy výhľad na základňovú stanicu

68. NLOS – nepotrebný priamy výhľad na základňovú stanicu:

a) veľmi znižuje dosah signálu b) veľmi zvyšuje dosah signálu c) nemení dosah signálu

69. Kapacita sektora základňovej stanice je:

a) cca 20 Mbit/s b) cca 40 Mbit/s c) cca 45 Mbit/s


70. Uhol pokrytia sektorovej antény základňovej stanice je: a) 30° resp. 180° b) 60° resp. 180° c) 90° resp. 180°

71. Aký je počet sektorov základňovej stanice?

a) 1 – 4 b) 2 – 4 c) 5 – 7

72. Aký je maximálny počet terminálov pre sektor? a) 500 b) 900 c) 1 000

73. Aké prenosové rýchlosti používa FWA?

a) 256 kbit/s – 10 Mbit/s b) 256 kbit/s – 100 Mbit/s c) 256 kbit/s – 1 000 Mbit/s

74. Typ prevádzky u pevného bezdrôtového prístupu FWA je:

a) symetrický b) asymetrický c) symetrický aj asymetrický

75. Medzi jednu z hlavných nevýhod pevného bezdrôtového prístupu FWA patrí:

a) podmienka priamej viditeľnosti na základňovú stanicu b) rýchla inštalácia u zákazníka c) možnosť flexibilne meniť nastavenie parametrov FWA okruhu

76. Úlohou transportnej siete je:

a) integrácia všetkých rozhraní a jednotlivých liniek do jedného zariadenia b) dopravenie koncentrovanej prevádzky zo základňových staníc do jadra

siete a na príslušné prepojenia s poskytovateľmi služieb c) zabezpečenie vysokorýchlostného prenosu dát medzi jednotlivými

bunkami prístupovej siete 77. Účastnícky terminál predstavuje:

a) zariadenie umiestnené v lokalite používateľa b) ukončenie siete

78. Účastnícky terminál pozostáva:

a) vonkajšia jednotka b) vonkajšia a vnútorná jednotka c) vnútorná jednotka

79. Podľa rozľahlosti bezdrôtové siete rozdeľujeme?

a) WPAN, WLAN, WMAN, WWAN b) WLAN, WMAN, WWAN c) WPAN, WMAN, WWAN


80. DOCSIS 1.0 je a) americký štandard pre prenos dát po rozvodoch káblovej televízie b) európsky štandard pre prenos dát po rozvodoch káblovej televízie

81. DOCSIS 1.0 funkcie pre zaistenie kvality služieb QoS

a) sú. implementované b) nie sú implementované

82. U DOCSIS 1.1 pri použití modulácie QPSK je maximálna prenosová rýchlosť

a) 5,12 Mbit/s b)10,24 Mbit/s

83. U DOCSIS 1.0 pri použití modulácie QPSK a šírke pásma 3,2 MHz je prenosová rýchlosť

a) 5,12 Mbit/s b) 10,24 Mbit/s

84. U DOCSIS 2.0 maximálna prenosová rýchlosť v spätnom kanále je


85. U DOCSIS 1.0 maximálna prenosová rýchlosť v priamom kanále je a) 10 Mbit/s b) 30 Mbit/s c) 40 Mbit/s

86. U DOCSIS 1.0 maximálna prenosová rýchlosť v spätnom kanále je a) 10 Mbit/s b) 30 Mbit/s c) 40 Mbit/s


88. U DOCSIS 1.1 maximálna prenosová rýchlosť v spätnom kanále je


89. U DOCSIS 2.0 maximálna prenosová rýchlosť v priamom kanále je






93. Moderné siete CATV sú už vybudované s využitím

a) hybridnej technológie HFC b) technológie ATM

94. Káblové modemy najčastejšie používajú moduláciu a) QAM b) QPSK c) QAM, QPSK

95. Ktorá z uvedených modulácií je viac odolná voči vonkajšiemu rušeniu? a) QAM b) QPSK c) QAM, QPSK