Co jsou a jak fungují sítě FWA 26 GHz

Jedním z největších problémů současného světa telekomunikací je nalezení vhodného způsobu, jakým mohou operátoři "dopravit" své služby až do místa kde se nachází jejich zákazník. Není to problém až tak technický, jako spíše organizační a ekonomický. Jednou z možností je položit novou kabeláž, ať již metalickou či optickou, a po ní příslušné služby poskytovat. To se ale vyplatí jen někde, protože je to velmi nákladné a náročné na nejrůznější povolení k rozkopání veřejných prostranství atd. Navíc by to mnohdy bylo i zbytečné, protože do mnoha lokalit již vedou drátové rozvody vzniklé jako určitá forma národního bohatství v době, kdy u nás existoval striktní monopol na telekomunikační služby. Dnes má tyto rozvody ve svém vlastnictví dominantní operátor (Český Telecom), a celkem logicky se nehrne do toho, aby nabízel jejich využití nastupujícím alternativním operátorům, kteří jsou jeho přímými konkurenty. Ani platný telekomunikační zákon neřeší tuto otázku takovým způsobem, který by usnadňoval využití existujících rozvodů dalšími operátory, a tak tito musejí hledat jiné alternativy, pokud chtějí "dosáhnout" se svými službami až ke svým zákazníkům.

Zajímavou a lákavou alternativou je budovat nové rozvody na bezdtrátovém principu. Technologická řešení zde existují v široké paletě různých provedení, a dostupnost technických prostředků dnes již není limitujícím faktorem. Tím se naopak stávají frekvence, které bezdrátové technologie nutně potřebují ke svému fungování. Kmitočtové spektrum, ze kterého mohou být tyto frekvence přidělovány, je apriorně omezeno matkou přírodou, a není možné jej jakkoli "nafukovat". Je naopak nutné s ním účelně hospodařit, a je třeba hledat možnosti efektivnějšího využití již existujících frekvencí. Faktickým správcem kmitočtového spektra je u nás Český telekomunikační úřad, novým telekomunikačním zákonem pasovaný do role nezávislého regulátora celého telekomunikačního trhu. Ten dohlíží jak na využívání těch frekvencí, které již jsou v používání, tak i rozhoduje o tom, jak a komu přidělit ty frekvence, které jsou ještě volné.

Licenční a bezlicenční pásma

Obecně přitom platí, že některé frekvence použitelné pro potřeby bezdrátových přenosů jsou tzv. bezlicenční, což znamená že k jejich využití není potřeba vlastnit příslušnou licenci od ČTÚ. Také to ale znamená, že počet uživatelů těchto frekvencí není apriorně nijak omezen, což může v praxi způsobovat určité technické problémy - sítě různých provozovatelů, kteří používají stejné nebo blízké frekvence, se mohou vzájemně ovlivňovat a tím narušovat svou funkci. U nás je takovýmto bezlicenčním pásmem, hojně využívaným právě pro bezdrátové přenosy, pásmo 2,4 GHz. Zvláště ve větších městech však už začíná být v tomto pásmu nepříjemně "přelidněno".

Pro spolehlivější provoz a pro možnost garantovat určitou kvalitu služeb je proto nutné využít tzv. licenční pásmo. Zde musí žadatel projít určitou procedurou udělování frekvencí (resp. uspět v této proceduře, pokud je řešena jako soutěž), ale pak získá jistotu, že jemu přidělené frekvence nebude používat žádný jiný operátor. V ČR jsou takovýmito licenčními pásmy určenými pro datové sítě pásma 3,5 GHz a 26 GHz, a do budoucna zřejmě i pásmo 28 GHz. Licenčními jsou také například pásma 900 a 1800 MHz, ve kterých jsou provozovány mobilní sítě GSM.

Všeobecně přitom platí, že čím vyšší frekvence, tím vyšších přenosových kapacit (rychlostí) je možné jejich prostřednictvím dosáhnout.

Co jsou sítě FWA

Možnosti bezdrátových přenosů lze využít k různým účelům - například k distribuci televizního a rozhlasového vysílání, k poskytování hlasových služeb (již zmiňované mobilní sítě GSM). Nás ale budou nejvíce zajímat takové možnosti přenosu, které nahrazují či alespoň doplňují drátové rozvody, což nijak nevylučuje žádnou z možností jejich využití, včetně distribuce televizního či rozhlasového signálu (nejspíše v jejich digitální podobě), přenosy hlasu ani přenosy dat. Významnou charakteristikou je zde spíše absence požadavků na mobilitu. Proto jsou také tyto sítě obecně označovány jako sítě FWA - což představuje zkratku od anglického Fixed Wireless Access (v doslovném překladu: pevný bezdrátový přístup). Termín "Fixed" v jejich názvu zdůrazňuje absenci mobility, zatímco "wireless acces" vypovídá o tom, že tyto sítě jsou zamýšleny jako tzv. přístupové - tj. sítě zajišťující "přístup" zákazníka k sítím jeho poskytovatele telekomunikačních služeb (neboli, z opačného pohledu, sítě poskytující operátorovi možnost "dosáhnout" až k jeho zákazníkovi).

Pokud jde o technické provedení, sítě FWA mohou být řešeny na bázi dvoubodových spojů (tzv. point-to-point). Typické je ale pro ně spíše fungování na principu point-to-multipoint, neboli způsobem který počítá s existencí tzv. základnových stanic (base stations), kolem kterých jsou rozmístěny koncové stanice uživatelů (účastnické stanice, terminály). Výhoda je taková, že kolem základnové stanice vzniká určité plošné pokrytí, a zákazníkům nacházejícím se v dosahu (typicky max. 4 až 5 km, s přímou viditelností) pak stačí pořídit si potřebný terminál a uvést jej do chodu. To je obdobné způsobu, jakým jsou budovány mobilní sítě GSM, a stejně tak je zde řešen identický problém - jak zajistit to, aby se jednotlivé základnové stanice vzájemně nerušily. To se řeší tak, že sousedící základnové stanice používají různé frekvence, tak aby se vzájemně neovlivňovaly. Obecně se to označuje jako buňkový (anglicky: cellular) princip, protože kolem jednotlivých základnových stanic vznikají na sebe navazující oblasti, připomínající strukturu buněk v nějaké živé tkáni (nebo také plástev medu).

Sítě FWA jsou tedy budovány na buňkovém (celulárním) principu, ale na rozdíl od mobilních sítí GSM nepočítají s mobilitou svých uživatelů (ti se vždy nachází jen v dosahu jedné buňky, a nepohybují se). Další významnou odlišností je rozsah pokrytí - zatímco mobilní sítě GSM usilují o skutečně souvislé celoplošné pokrytí celého území státu, u sítí FWA lze očekávat souvislé pokrytí pouze určitých lokalit. Opět to souvisí s očekávanou mobilitou, resp. ne-mobilitou: sítě GSM musí umožnit svým zákazníkům, aby se dovolali pokud možno odkudkoli kde se právě nachází. Naproti tomu sítím FWA stačí pokrýt ta území, kde se jejich zákazníci nachází trvale. Vzhledem k ekonomickým aspektům to obvykle znamená snahu o pokrytí například větších měst, ale už asi ne lesních samot apod.