Wi-Fi vs, 3G: Souboj ve vzduchu

Mobilní přístup k datům je v odborných médiích přetřásán stále častěji. Je to ostatně atraktivní téma mobiln


Mobilní přístup k datům je v odborných médiích přetřásán stále častěji. Je to
ostatně atraktivní téma mobilní přístup na internet nebo do kanceláře je
zajímavý pro velké množství firem i jednotlivců. Nabídka Eurotelu Data Nonstop,
v rámci které je k dispozici přístup na internet za paušál, ukázala mnoha
skeptikům, že mobilní data za přístupnou cenu mohou být opravdu masovým
produktem.
Odborníci se shodují na tom, že současné technologie přístupu k datům jsou
pouze prvním krokem k opravdové mobilní datové éře. Je to proto, že požadavky
na rychlost přenosu se každým rokem zvyšují a současné technologie v mobilních
sítích (HSCSD, GPRS) jsou v podstatě pomalé už dnes. Proto je v oblasti nabídky
řešení pro opravdu rychlá mobilní data veliká tlačenice.
O dvou technologiích, které mají získat významný podíl na trhu, se však dnes
mluví obzvláště: Prvním kandidátem jsou technologie pro sítě třetí generace
tedy sítě UMTS, druhou technologií pak Wi-Fi (někdy označované též jako WLAN).
Obě tyto technologie se na světě již začínají používat a obě se utkají v boji o
zákazníky, hledající mobilní data.

Ohlédnutí
Sítě UMTS a Wi-Fi mají zcela odlišné historické základy. UMTS vzniklo postupným
vývojem ze starších telekomunikačních sítí, které přenášely hlas, podporovaly
datové okruhy a případně paketová data. Proto se do UMTS sítí promítly obecné
principy a možnosti platné v telefonních sítích např. telefonní čísla, možnost
vyhrazení okruhu pro přenos nebo roaming. UMTS tedy vznikalo pro potřebu
rozsáhlých sítí, které budou pokrývat velká území a budou mít velké množství
uživatelů.
Technologie Wi-Fi vznikla jako základ bezdrátové počítačové sítě a jako taková
převzala velmi mnoho z Ethernetu. Ostatně ještě dnes se často pro sítě Wi-Fi
používá termín "bezdrátový Ethernet" (WLAN). Z klasického kabelového Ethernetu
Wi-Fi převzala také většinu vlastností například řešení kolizí a adresaci.
Skutečnost, že tato technologie vznikla pro potřebu malých soukromých sítí,
které by měly velmi snadno a rychle zasíťovat počítače tam, kde není možné z
různých důvodů natáhnout dráty, je vhodné mít stále na paměti při následujících
úvahách.

Standardizace
Na standardech pro sítě UMTS se pracovalo poměrně dlouho a přibližně od roku
2000 jsou tyto sítě pevně standardizovány (leccos se ovšem ještě dolaďuje).
Úvahy o těchto sítích spatřily světlo světa v podstatě po dokončení práce na
sítích GSM v roce 1991. Pracovalo na nich několik rozsáhlých mezinárodních
komisí, v nichž byli přítomni operátoři, dodavatelé technologií i zástupci
národních regulátorů trhu.
Bohužel, podobně jako u standardů starších generací mobilních sítí, ani
standardy pro UMTS nejsou na celém světě jednotné. Proto je nezbytné jednotlivé
terminály odlaďovat a zkoušet pro různé standardy v různých částech světa
(Evropa, Japonsko, USA). I u některých komerčně dostupných terminálů potom
mohou tato geografická omezení přetrvávat.
Standardy Wi-Fi vznikaly podstatně rychleji. První z nich byly publikovány v
roce 1997, nicméně reálně se systém začal nasazovat až v letech 2000 a 2001.
Standardy pro Wi-Fi nesou základní číselné označení IEEE 802.11. K tomu se
ještě doplňují písmena, podle toho, jak přicházely postupně další revize.
Nejpoužívanější revizí je dnes IEEE 802.11b, poslední odsouhlasenou verzí je
IEEE 802.11g. Rozpracovány jsou však už další revize až k písmeni j.
Na rozdíl od UMTS je Wi-Fi používáno na celém světě stejným způsobem jediné, co
se liší, je počet povolených rádiových kanálů, který vyplývá z místní regulace
kmitočtového spektra. Tato drobná specifika ale nečiní výrobcům příliš velké
potíže.

Technologické rozdíly
Wi-Fi je provozováno v nelicencovaném pásmu 2,4 GHz. Jde o pásmo, kde mohou
neregulovaně vysílat také poskytovatelé jiných služeb, které nemusejí mít s
Wi-Fi nic společného, případně se tu mohou vyskytovat signály soukromých
uživatelů. Pokud zde bude vaše přenosy někdo rušit, nemáte v podstatě žádnou
možnost domoci se nápravy. A pokud bude provoz v tomto pásmu stoupat stejně
jako doposud, rušení se velmi rychle stane častým problémem. Časem budou
nejspíše pro Wi-Fi provoz v Česku vyhrazena i další pásma (např. 5 GHz), ale
dosud tak učiněno nebylo.
UMTS je provozováno výhradně v licencovaném pásmu tedy na frekvencích
přidělených ČTÚ. Každá frekvence je tak přidělena jednomu operátorovi a ten má
tuto frekvenci k dispozici exkluzivně na celém území Česka (výjimkou mohou být
příhraniční oblasti z důvodu mezinárodní koordinace kmitočtů). UMTS operátoři
se tedy nemusejí obávat rušení mezi sebou navzájem, případně s jinými službami.
Pokud by k tomu přeci jen došlo, může se operátor obrátit na ČTÚ, aby v této
věci zjednal nápravu.
Tato skutečnost je poměrně důležitá, neboť provozovatelé Wi-Fi sítí nemohou z
principu věci garantovat nějakou úroveň služby QoS (Quallity of Service). Ve
skutečnosti je věc ještě o něco komplikovanější. Tím, že Wi-Fi přebírá mnohé
vlastnosti obyčejného Ethernetu, není na úrovni fyzického přenosu nijak řešeno
rozdělení celkové přenosové kapacity mezi jednotlivé uživatele. Nicméně je tuto
vlastnost možno zajistit poměrně dobře na vyšší úrovni na úrovni protokolu IP.
Wi-Fi je určeno výhradně pro přenos paketových dat. UMTS bude vedle toho umět
přenášet data jak v paketovém režimu, tak i ve starším režimu okruhů (kanálů).
Přenos dat pomocí vyhrazených okruhů umožňuje rezervovat příslušnou přenosovou
kapacitu požadovanou uživatelem na jednotlivých prvcích sítě, a tak mu tuto
přenosovou kapacitu garantovat. U přenosu paketů není dost dobře možné zajistit
plynulost jejich přenosu a dodržet maximální délku zpoždění, které při jejich
přenosu vznikne. I obyčejná přenosová kapacita pro jednoho uživatele se
reguluje poměrně obtížně. Proto bude možné použít UMTS pro přenos hlasu
naprosto stejně jako dnešní GSM sítě. Naproti tomu u Wi-Fi je přenos hlasu
obtížnější. Ačkoliv i z hlasového toku je možné udělat pakety, kvalitativní
parametry přenosu nebudou tak dobré jako u GSM. Na lepších (nicméně stále "jen"
paketových) technologiích přenosu hlasu po Wi-Fi se pracuje.

Pokrytí
Rozdíl bude také v pokrývání. Wi-Fi používá pro přenos podstatně menší výkon,
takže dosah jednotlivých vysílačů je podstatně menší, než tomu bude u UMTS. U
Wi-Fi se obvyklý dosah pohybuje ve stovkách metrů, v ideálním případě (směrové
antény a přímé viditelnosti) může být vzdálenost i cca 2 km. U UMTS bude dosah
přibližně odpovídat dnešnímu dosahu v GSM sítích v pásmu 1 800 MHz. V hustě
zastavěných městských oblastech půjde také jen o stovky metrů, ale v otevřené
krajině nebude dosah několika kilometrů žádným problémem. Maximální dosah bude
v praxi dán spíše členitostí terénu, neboť signál se sice rozšíří hodně daleko,
ale není schopen prostoupit terénní překážky.
Samostatným problémem je přechod uživatele mezi jednotlivými vysílači. V
případě mobilních sítí je tato vlastnost jejich naprosto standardní součástí a
uživatelé ji zde plně očekávají (v praxi ji zpravidla ani nevnímají). Nicméně
právě toto předávání mezi jednotlivými základnovými stanicemi (tzv. "handover")
bylo dlouho slabým místem UMTS systémů, který výrobcům infrastruktury dělal
největší problémy. Před plným komerčním startem by tato vlastnost měla být
zcela odladěna, aby fungovala stejně dobře jako v GSM sítích. Tento problém je
řešen i v rámci Wi-Fi, nicméně tam je řešení poněkud obtížněji
implementovatelné. Proto zde přecházení uživatele mezi vysílači není dobře
dořešeno dodnes, a Wi-Fi je tedy stále určeno spíše pro nepohybující se objekty.

Identifikace
Rozdílný je také způsob identifikace uživatelů v obou sítích. V případě UMTS
budou opět používány SIM karty, které po vložení dodají holému UMTS telefonu
identitu uživatele. Tento způsob se ostatně v GSM sítích osvědčil a není třeba
na něm nic měnit. U Wi-Fi žádný takový způsob identifikace neexistuje. Zatím je
tato věc řešena (pokud je vůbec řešena) dvěma způsoby. Buď je uživateli při
prvním přístupu na web vnucena webová stránka s přihlašovacím formulářem, kde
musí vyplnit jméno a heslo, nebo je uživatel identifikován pomocí MAC adresy
své Wi-Fi karty, která je celosvětově unikátní.
První způsob má tu nevýhodu, že klient musí být schopen pracovat s HTML
stránkou a musí pokaždé zbytečně vyplňovat formulář. Druhý způsob je přece jen
o něco elegantnější, ale problém je, že MAC adresa je pevně svázána s Wi-Fi
zařízením. Pokud tedy jedno zařízení používá více uživatelů (s více
samostatnými účty) nebo pokud jeden uživatel (s jedním účtem) chce používat
více Wi-Fi zařízení, začínají komplikace.
Velký rozdíl spočívá také v roamingu mezi jednotlivými provozovateli sítí.
Jelikož UMTS v této oblasti zdědilo vlastnosti GSM sítí, nebude tu s roamingem
prakticky žádný problém. A jelikož jsou zúčtovací systémy jednotlivých
operátorů již historicky propojeny, budou partneři pro UMTS roaming přibývat
velikou rychlostí v propojení jednotlivých sítí jsou jen relativně malé
překážky. U Wi-Fi je situace podstatně horší. Nějaké zúčtování provozu mezi
Wi-Fi sítěmi a jejich propojení není doposud nijak vyřešeno. Je to dáno opět
historickými kořeny tohoto systému uživatelé nejsou nijak globálně
identifikovatelní. Problém je i s účtováním přenesených dat, neboť do Wi-Fi
jako takového bylo účtování provozu doplněno teprve později (a o výměně těchto
účetních dat mezi jednotlivými provozovateli proto zatím nemůže být řeči).
Nicméně, pro provozovatele Wi-Fi sítí je roaming poměrně prioritním tématem a
na řešení tohoto problému se pracuje velmi usilovně.

Rychlost přenosu
Zajímavý je také pohled na uvedené technologie perspektivou přenosové
rychlosti. UMTS nabízí rychlosti 144 Kb/s pro rychle se pohybující objekty, 384
Kb/s pro pomalu se pohybující objekty a 2 Mb/s pro velmi pomalu se pohybující
objekty uvnitř budov apod. (které jsou vykryté pomocí kapacitních mikrobuněk).
Zatím se ani s rozšířením maximální přenosové rychlosti u UMTS nepočítá. U
Wi-Fi se dostupná rychlost liší podle toho, jakou revizi standardu používáme. U
nejrozšířenějšího standardu IEEE 802.11b je tato rychlost až 11 Mb/s a podle
posledního přijatého standardu IEEE 802.11g se tato rychlost navyšuje až na
teoretických 54 Mb/s. Zde tedy Wi-Fi vede na celé čáře.

Současné využití
Dodavatelé infrastruktury se již relativně dlouho holedbají, že jsou schopni
dodat síťové prvky pro výstavbu sítě třetí generace UMTS. Skutečná situace je
ale taková, že dodavatelé jsou schopni dodat pouze síťový hardware, který je
vymyšlen tak univerzálně, že je možné jej opravdu považovat za dokončený
produkt. Nicméně software pro tyto síťové prvky, který zajišťuje prakticky
veškerou funkcionalitu, je stále dolaďován a aktualizován.
Problém výroby funkčního a spolehlivého terminálu se zdá být také nikdy
nekončícím příběhem. Problémy výrobcům dělá funkčnost, velikost i výdrž
baterie. V současnosti je s komerčním provozem UMTS sítě asi nejdále japonský
operátor NTT DoCoMo. Problém ovšem je, že nabízené terminály a služby jsou
velmi drahé (v porovnání s GSM, které ale v Japonsku není k dispozici).
V Evropě, kde jsou GSM sítě velmi dobře zavedeny, se zatím s UMTS převážně
pouze experimentuje. Evropské fórum operátorů se nedávno shodlo na prohlášení,
že UMTS zatím není připraveno pro masový prodej uživatelům. Problémem mimo jiné
je, že dosud nejsou k dispozici služby, které by využívaly možnosti UMTS sítí.
A vedou se odborné diskuse, zdali takové aplikace vůbec přijdou. Bez
zajímavosti není, že aplikacemi, které vykazují nevyšší potenciál, jsou ty s
erotickým obsahem.
Ačkoliv má Wi-Fi také problémů více než dost, rozdíl oproti UMTS je v oblasti
praktického využití zcela zásadní. Wi-Fi se běžně rutinně používá. Soukromé
Wi-Fi sítě jsou velice časté i v Česku, veřejné Wi-Fi sítě jsou potom v mnoha
evropských metropolích. U nás jich je k dispozici také několik jmenujme
například nekomerční síť CZFree Net (http://www.czfree.net), první komerční
Wi-Fi síť v Praze WIA (pokrytí viz http://www.wia.cz), Wi-Fi hot spoty nabízí
na některých svých prodejnách a na některých benzinových pumpách Shell Český
Telecom; pilotní projekt běží také u Eurotelu. O Wi-Fi údajně uvažuje síť
restaurací KFC (obdobné řetězce v zahraničí již Wi-Fi velmi často nabízejí).
Vzhledem k současné nedostupnosti roamingu však zatím vznikají relativně malé
nezávislé sítě. Až UMTS sítě opravdu nastartují, bude jejich dostupnost výrazně
rozsáhlejší.
Ještě jednou upozorněme, že se zde jedná pouze o datové terminály. Hlasové
terminály pro Wi-Fi zatím reálně neexistují a je otázka, zdali takové, jaké
známe z GSM sítí, vůbec kdy existovat budou. Wi-Fi sítě jsou zkrátka určeny
primárně pro přenos dat.

Náklady
Jak už zde bylo řečeno, problémem UMTS jsou mimo jiné náklady. Terminály, které
se používají v japonské síti NTT DoCoMo, jsou značně drahé v přepočtu se
prodávají za částky cca 15 000-20 000 Kč. Pravděpodobně je to ale dáno pouze
malým objemem výroby. Jakmile se UMTS telefony stanou stejně masovou
záležitostí, jako telefony GSM, budou nejspíše stejně levné. Je ale otázkou,
kdy se tak stane.
Cena základnových stanic pro sítě UMTS je také poměrně vysoká. Jelikož je
ovlivněna mnoha faktory, je třeba se spokojit pouze s cenovým intervalem jde
přibližně o částky od 700 tisíc Kč do cca 2-3 milionů. Cenu ovlivňuje nutnost
stavebních úprav, kapacita základnové stanice apod.
Wi-Fi je nákladově podstatně příznivější. Jeden Wi-Fi terminál (karta PCMCIA
nebo USB) stojí přibližně 2 000-3 000 Kč. Postavení jednoho hot spotu pro
použití uvnitř budovy přijde na cca 10 000 Kč, pro veřejné venkovní použití na
cca 30 000-50 000 včetně montáže a případných drobných stavebních úprav.
Jak je vidět, v případě terminálů jsou ceny Wi-Fi přibližně o jeden řád nižší a
v případě vysílačů (hot spotů nebo základnových stanic) je Wi-Fi levnější
dokonce o dva řády. A jelikož o peníze jde v telekomunikačním odvětví
především, tento rozdíl v cenách sehrává také svou nezanedbatelnou roli.

EDGE třetí do páru
V souvislosti s mobilními daty se často setkáváme ještě s třetí technologií
EDGE. Ta je určena pro stávající sítě GSM s GPRS a umožňuje změnou modulace
zvýšit rychlost přenosu. Rychlost přenosu sice není tak vysoká jako u sítí
třetí generace, ale její implementace je podstatně levnější a je dost dobře
možné ji zabudovat do celé sítě GSM, podobně jako GPRS. Bohužel, nadšení
operátorů pro EDGE je podstatně menší než pro UMTS (a v podstatě i Wi-Fi) a
menší je i podpora výrobců terminálů (resp. telefonů).
Maximální teoretická rychlost v sítích EDGE je 384 Kb/s, v praxi to bude spíše
polovina. Jedinou a podstatnou výhodou je prakticky velmi jednoduché rozšíření
GSM o EDGE, a tedy relativně malé náklady na investice.
Pokud si EDGE pospíší a stihne svůj příchod před UMTS, má ještě šanci trochu
zamíchat kartami. Jestliže ale přijde až po reálném spuštění UMTS,
pravděpodobně skončí v propadlišti dějin podobně jako třeba standard GSM pro
450 MHz.
A aby to nebylo tak jednoduché, v poslední době se roztrhl pytel se zprávami o
sítích 4. generace (tedy zkráceně 4G). Tyto sítě jsou zatím spíše v "papírové
fázi", ale dříve nebo později je pravděpodobně někdo k životu přivede.

Jak vše dopadne
Jelikož jsou obě hlavní výše zmíněné technologie velmi odlišné, vypadá
nepravděpodobně, že by přežila jen jedna. Ačkoliv nabízejí velmi podobné
služby, nejsou zatím schopny jedna druhou nahradit. Proto zde nejspíše přežijí
obě a budou si ostře konkurovat v boji o zákazníka. A to by mělo přinést
především širší nabídku kvalitních (a snad i levnějších) služeb.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.