Venkovní bezdrátové sítě a očekávané standardy

V České Republice má přes 70 % populace přístup k datovým sítím, které jsou provozovány menšími poskytovateli i soukromými subjekty. Zdaleka se přitom nejedná jen o velká města – takovou síť byste pravděpodobně našli v každém městě či vesnici s alespoň stovkou domácností. V databázi bezdrátových sítí na serveru Internet Pro Všechny je již dnes přes 350 registrovaných poskytovatelů, žádosti dalších přibližně 400 stále čekají na schválení, mnozí z nich přitom pokrývají více měst. Vzhledem k počtu a cenám zařízení už mnoho poskytovatelů není dostatečně vyškoleno, a tak většinu chyb (rušení, ztrátovost paketů, …) způsobuje hlavně špatné nastavení.

Bezdrátové sítě v ČR: Je jich už přes 350 a ještě jednou tolik jich čeká na schválení. Téměř nelze najít místo, kde by žádná síť nebyla (zdroj: Internet Pro Všechny)

Problém č. 1 – frekvence

Nejčastěji používaný standard – Wi-Fi (802.11b) – využívá frekvenční pásmo 2,400–2,483 GHz a vyžaduje šířku pásma včetně hlavních postraních laloků 22 MHz. Střední vysílací kanály jsou od sebe vzdáleny 5 MHz, snadno si tedy spočítáte, že je u nás třináct dostupných kanálů (u americké normy jedenáct), ale že jen tři frekvence jsou od sebe dostatečně vzdáleny (ob pět kanálů), aby se nerušily. Proto se lze často setkat s mylným názorem, že jde v jednom městě provozovat pouze tři sítě.

Existují ale také zařízení, která využívají jinou modulaci (FHSS) a dokáží rušit celé pásmo. Poskytovatelé málokdy vědí, že použijí-li například parabolickou mřížku, velká část výkonu bude směrovat všude okolo a navíc, že tato anténa dokáže rušit i okolní frekvence.

Na druhou stranu ale můžete využívat dvou různých lineárních polarizací antén, které se navzájem v podstatě neovlivňují. Kromě toho je velice důležité, jaké antény jsou použity a kde přesně se nachází vyzařovaný signál – „svítíte-li“ z jedné střechy na dva různé směry kvalitními anténami, tak můžete v klidu použít shodné frekvence a polarizace. Stejně tak, jsou-li dvě antény od sebe vzdáleny stovky metrů, bude jejich vzájemné ovlivňování také minimální. Nejdůležitější je snažit se dohodnout s ostatními provozovateli – je to i v jejich zájmu.

Problém č. 2 – vyzářený výkon

24dBi anténa – parabolická mřížka (síto). Nejpoužívanější a zároveň jedna z nejhorších antén u nás. Ruší všechno okolo, je příliš silná a pracovníci ČTÚ ji poznají na kilometrovou vzdálenost

Mnozí poskytovatelé znají jen jediné řešení jakýchkoli problémů – použijí větší anténu – a přitom neznají rizika a další vlivy tohoto kroku. Nejpoužívanější anténa je 24dBi síto, a to i na pouhé propojení dvou domů přes ulici. S ní je přitom téměř nemožné dodržet povolený limit na hustotu vyzářeného výkonu, který pak i pětisetnásobně překračuje (důležitá je hodnota v miliwattech EIRP, viz rámeček), a jsou proto oblíbeným cílem kontrol Českého telekomunikačního úřadu. Poskytovatel také neví, že s takovou anténou ruší i dvacet kilometrů vzdálené místo. Ze stejné vzdálenosti chytá i šum a z takové vzdálenosti je rovněž možné jeho síť napadnout.

Příliš silný výkon klienta zhoršuje rovněž příjem ostatních, a proto profesionální systémy automaticky přelaďují všechny klienty na co nejnižší výkon. To by měl být i cíl poskytovatele – používat maximálně 14dBi antény (pokud možno plné paraboly) a vybírat zařízení, která umožňují nastavení vyzářeného výkonu.

Problém č. 3 – technologie

Standard 802.11b (Wi-Fi) byl vyvinut a optimalizován pro použití ve vnitřních sítích. Standardně tedy používá protokol podobný ethernetu – CSMA/CA, který se snaží vyhnout kolizím tím, že klient nejprve vyslechne všechny ostatní, a začíná vysílat náhodně po skončení jejich vysílání. To ale vyžaduje, aby se klienti viděli navzájem, což u venkovních sítí nastává jen velmi výjimečně. Proto by měli všichni provozovatelé okamžitě nastavit u všech klientů alternativní protokol RTS/CTS (tzv. medium reservation), který provádí aktivní dotazování a zabraňuje kolizím. Na druhou stranu znamená větší zátěž pro síť, proto se pro krátké pakety do 500 B, ponechává CSMA/CA protokol (nastavíte vepsáním hodnoty 500 do políčka RTS/CTS).

Existují i další nastavení, s nimiž by se měl provozovatel technologie seznámit. Ty se liší produkt od produktu, server Internet Pro Všechny vám však poskytne bezplatné poradenství.

Nejlepším řešením je použít technologii, která je přímo určena pro venkovní sítě. Bývá sice o něco dražší (ceny klientských zařízení začínají na 8 000 Kč včetně antény, ceny přístupových bodů od 20 000 Kč), zato poskytuje výrazně spolehlivější provoz, větší dosah, několikanásobně větší propustnost a počet klientů na uzel, a tedy i nižší náklady na servis a provoz.

Hodně se v této oblasti začíná mluvit o standardu WiMAX, který by měl přinést další snížení cen takových produktů. Slibuje propustnost v řádu desítek megabitů a dosah řádově desítek kilometrů. Objevují se i první produkty a tiskové zprávy o testovacích sítích a spokojenosti operátorů, ale našinec se zatím tolik těšit nemůže. V Evropě je bohužel stanovena jiná frekvenční regulace než v Americe a nelze předpokládat legální provoz WiMAXu jako „venkovního Wi-Fi“, jak si představuje společnost Intel.

Český telekomunikační úřad jako jeden z posledních v Evropě stále neschválil provoz v pásmu 5 GHz, a proto lze o produktech WiMAX uvažovat jen v licencovaném pásmu 3,5 GHz. Zde ovšem zatím nepřináší žádné výrazné výhody oproti současným produktům, a proto mají první oznámené starty této technologie v České republice spíše marketingovou úlohu a pomohou získat zkušenosti do budoucna.

Článek vznikl ve spolupráci se serverem Internet Pro Všechny.cz

Článek vznikl
ve spolupráci
s časopisem
Computer
a čerpá
z čísla 10/05.