Radio przekracza barierę 1 Gb/s

Niepomyślne prognozy dla WiMAX wcale nie oznaczają, że system ten został skazany na niebyt. Wzrasta zapotrzebowania na szerokopasmową komunikację bezprzewodową na terenach rozległych, a na radiowej scenie pozostają dwie technologie komunikacyjne, które zmierzają w stronę hiperprzepływności. Wdrażanie rozwiązań 4G wspierają jedynie systemy LTE oraz jako uzupełnienie WiMAX. Z myślą o mniejszych dystansach IEEE opracowuje gigabitową wersję Wi-Fi.

Szkielet gigabitowy

Szerokopasmowe przekazy radiowe do wielu klientów jednocześnie nakładają wysokie wymagania na przepływność punktów dostępowych (Access Points). Inaczej niż w krótkich rozmowach telefonicznych, gdzie natężenie ruchu przebiega według dzwonowej funkcji Erlanga (prawo Erlanga), w transmisjach obrazowych czas przekazu pojedynczej sesji jest wielokrotnie dłuższy, a równoczesna transmisja przez wielu aktywnych uczestników liczy się już w godzinach. Fakt ten sprawia, że poza nielicznymi wyjątkami, przepustowość węzła i sieci szkieletowej (WiMAX) jest niemal dokładnie wielokrotnością urządzeń aktywnych operujących w węzłach bądź wszystkich terminali przyłączonych do pierścienia.

W praktyce, pozbawiony zakłóceń odbiór medialny (obraz, dźwięk, pliki, internet) w poszczególnych domostwach (30 - 50 Mb/s) wymaga, by sieć szkieletowa WiMAX miała przepustowość będącą sumą maksymalnych przepływności przyłączonych wideoterminali odbiorczych - zwykle powyżej 1 Gb/s. Trzeba wyraźnie zaznaczyć, że szacunkowa przepływność 30 Mb/s stanowi jedynie pierwszy etap powszechnego wdrażania domowych usług multimedialnych. Z czasem, dla bardziej zaawansowanych aplikacji będzie ona ewoluować do szybkości sięgającej nawet 70 Mb/s dla pojedynczego siedliska domowego w terenie, a więc w zakresie 30 - 70 Mb/s.

W sytuacjach typowych, a więc np. dla 20 domostw usytuowanych w terenie rozległym, pożądana przepustowość radiowego pierścienia szkieletowego między węzłami sieci WiMAX wyniesie odpowiednio od 600 Mb/s do 1,4 Gb/s, czyli w praktyce do 1,6 Gb/s zgodnie ze standardem. Każdy węzeł ponadto winien zapewniać swym klientom przepływność w warstwie fizycznej średnio nie mniej niż 200 Mb/s (4 x 50 Mb/s), oczywiście przy założeniu równomiernego rozmieszczenia liczby odbiorców wokół każdego węzła dostępowego.

Gigabitowa przepływność radiowej sieci szkieletowej staje się dzisiaj normą, jako że bez takich przepustowości w szkielecie odbiór informacji w czasie rzeczywistym przez wielu użytkowników jednocześnie przestaje mieć sens. W sytuacjach krytycznych można niekiedy dwukrotnie zwiększyć szybkość pierścienia w szkielecie radiowej sieci transportowej (do 2 Gb/s lub więcej), i to zarówno w technologii WiMAX, jak i LTE. Podwajanie szybkości radiowej w pierścieniu uzyskuje się przez stosowanie polaryzacji krzyżowej (czyli jednocześnie dwóch polaryzacji: poziomej i pionowej), którą jednak można uaktywniać wyłącznie między nieruchomymi węzłami dostępowymi sieci radiowej. Zwłaszcza że pojawiające się na rynku pierwsze produkty komunikacji radiowej często są już fabrycznie wyposażane w polaryzację krzyżową, a jej uaktywnienie wymaga stosunkowo niewielkich zmian w infrastrukturze sieci (np. produkt Horizon Compact i Horizon Duo firmy DragonWave).

W szybkich sieciach komórkowych klienci również nie poprzestają na tradycyjnej usłudze rozmowy telefonicznej i oczekują od operatorów dostarczania multimedialnych treści do własnego terminalu ruchomego o każdej porze, z wymaganą szybkością i bez jakichkolwiek ograniczeń lokalizacyjnych. Nie ulega wątpliwości, że stałe połączenie użytkownika z siecią globalną za pomocą mobilnego terminalu 4G/LTE staje się dzisiaj podstawą komunikacji XXI wieku. Prototypowe rozwiązania operujące w tej technologii przestały być nowatorskim eksperymentem komórkowym i od ubiegłego roku znajdują się w ofercie operatorów 4G. Za ich pomocą uzyskują oni przepływności dosyłowe sięgające 100 Mb/s, a korzystając z usprawnień wielokanałowego systemu antenowego 4x4 MIMO, terminale mogą przyjmować dane z szybkością dochodzącą do 300 Mb/s bądź nawet 600 Mb/s.

W tej sytuacji mikrofalowe pierścienie o gigabitowej przepustowości stają się obecnie najbardziej krytycznym, ale i niezbędnym elementem wdrażania powszechnej komunikacji bezprzewodowej. Wprawdzie daleko im jeszcze do przepustowości uzyskiwanych ostatnio w optycznym Ethernecie przewodowym (40/100 Gb/s), ale też liczba użytkowników przyłączonych do konkretnego fragmentu sieci radiowej jest wielokrotnie mniejsza.