Srpski / Arhiva brojeva / DRUGI BROJ / dr M. KOVAČEVIĆ: Pregled aktuelnih tehnologija za mobilne i širokopojasne bežične komunikacije (kopija)
Mobilna telefonija i širokopojasne bežične komunikacije svrstavaju se u red tehnologija koje su duboko prodrle u svakodnevni život. Može se reći da je razvoj ovih tehnologija imao civilizacijski upliv u razvoj savremenog čovečanstva. Današnji život bi teško mogao da se zamisli bez mobilnih telefona, a nove tehnike širokopojasnih bežičnih komunikacija najavljuju njegovo dalje radikalno unapređenje. Pristup obilju informacija, obogaćenih multimedijalnim sadržajem, polako ali sigurno postaje svakodnevna realnost i pretvara Svet u pravo „globalno selo“, a mogućnost da se tim informacijama pristupi jednostavno, brzo, sa svakog mesta i u bilo kom trenutku pruža našim životima sasvim nov kvalitet. Sve veći protoci i dometi koji se ostvaruju u mobilnim i bežičnim komunikacijama otvaraju sasvim nove mogućnosti interakcije, ne samo sa izvorima informacija, nego i među ljudima uopšte.
Slika 1. Šematski prikaz razvoja tehnologija za mobilne i širokopojasne bežične komunikacije
Drugi, potpuno nezavisan razvoj bežičnih sistema, oslanjao se na tehniku proširenog spektra (Spread Spectrum – SS [2]). Korišćena je Code Division Multiple Access (CDMA [13]) tehnologija koja je predstavljala ozbiljan tehnološki napredak u odnosu na GSM. U početku su CDMA sistemi (prevashodno u Americi) bili osnova za mobilnu telefoniju, a daljim unapređenjem počeli su da predstavljaju atraktivno rešenje i za prenos podataka.
Nekako u to vreme na tržištu su se pojavili i prvi uspešni proizvodi za bežične računarske mreže. Najpoznatiji standard (IEEE 802.11b, poznatiji kao Wireless Fidelity – WiFi [19]) je u početku sledio sličan tehnološki osnov (SS) i ostvario je veliki uspeh.
Jedno vreme je CDMA tehnika davala vrlo dobre rezultate i s pravom počela da se širi i zauzima skoro neprikosnoveno mesto u bežičnom prenosu podataka. Paralelno sa tim, jedna druga tehnika, nazvana Orthogonal Frequecy Division Mulitplex (OFDM [4]), počinjala je da se nameće kao novo moguće rešenje. Razvoj konačnog tehničkog rešenja za OFDMzahtevao je napor i vreme, dok se CDMA oslanjala na dugo iskustvo SS-a u vojnoj primeni. Stoga su CDMA sistemi uveliko zaživeli dok su OFDM sistemi još bili u razvoju. Međutim, primenom OFDM-a pokazalo se da je ova tehnologija superiorna kada je reč o širokopojasnom bežičnom prenosu podataka, te su novi sistemi počeli po pravilu da je koriste.
WiFi grupacija je uvela standarde IEEE 802.11a i g koji su napustili SS i prešli na OFDM. Najnovija generacija tehnoloških rešenja nazvana Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) takođe je zasnovana na OFDM tehnici, kao i mnoge druge koje se danas javljaju.
Pojava OFDM-a nije sasvim ugasila CDMA, koja se dalje razvijala tako da trenutno na tržištu postoje razne varijacije (W-CDMA (UMTS), CDMA2000, CDMA2000 1xEV-DO, CDMA2000 1xEV-DV).
U međuvremenu je razvijena još jedna nova tehnika, Multi-In-Multi-Out – MIMO [6], koja je takođe prihvaćena u novim verzijama WiFi i WiMAX standarda.
U razvoju sistema mobilne telefonije interesantan je primer sistema Universal Mobile Telecommunications System – UMTS, poznatijeg kao 3G. Poneseni izvanrednim tehničkim i komercijalnim uspehom GSM sistema, proizvođači su u razvoju novog sistema prioritet dali brzini izlaska na tržište u odnosu na temeljnu analizu najboljeg tehničkog rešenja. Zbog toga su se, umesto da sačekaju zrelost OFDM tehnike, opredelili za CDMA. Prirodna ograničenja ove tehnike dovela su do toga da je 3G sistem bio po performansama nedovoljno napredan, a pri tome, zbog potpuno nove komunikacione infrastrukture, i veoma skup. Iz tih razloga su i proizvođači i telekom operatori sa 3G doživeli značajan komercijalni neuspeh. U naporima da se taj problem prevaziđe, 3G je unapređen tehnologijom High Speed Packet Access – HSPA, čiji uspeh je delimično kompenzovao neuspeh 3G.
Slika 2. Prostiranje sa višestrukim refleksijama - multipath
Slika 3. Ilustracija multipatha u vremenskom domenu
Ovde se, nažalost, problem ne može rešiti jednostavnim povećanjem snage predajnika, jer se time jednako povećavaju amplitude svih komponenata multipath signala, te se dužina i oblik „repa“ ne menja.
Teorijski posmatrano, zbog multipath propagacije, na prijemu dolazi do proširenja autokorelacione funkcije signala. Proširenje autokorelacione funkcije uslovljava pojavu selektivnog fedinga. Doslednom teorijskom analizom pokazuje se da su proširenje autokorelacione funkcije i selektivni feding istovetna pojava posmatrana iz dva različita domena: vremenskog i frekvencijskog. Jedno uprošćeno, ali ilustrativno, objašnjenje selektivnog fedinga može se dati na osnovu posmatranja multipath pojave iz frekvencijskog domena.
Pretpostavimo jednostavan multipath slučaj u kojem na prijemu postoje samo dve komponente signala nosioca kružne učestanosti w, čije je međusobno kašnjenje . Lako je pokazati da je amplituda rezultantnog signala proporcionalna . Po prirodi stvari kašnjenje zavisi samo od razlike pređenih puteva multipath komponenata, te je u fiksnoj konstelaciji uslova propagacije konstantno. Promena učestanosti signala u tim uslovima menjaće fazni stav multipath komponenata pa će se menjati i amplituda, dakle nivo, prijemnog signala. Proizilazi da multipath propagacija dovodi do toga da nivo signala na prijemu zavisi od njegove učestanosti, tj. feding je frekvencijski selektivan. Kada se u ovakvim uslovima prenosi digitalni signal spektralne širine , njegove spektralne komponente biće različito oslabljene. Opseg slabljenja komponenata po spektru je . Kada je i ovaj efekat je zanemarljiv. Međutim, kada je spektar signala širok nije zanemarljivo i postoji izražena pojava da su različite spektralne komponente prijemnog signala različito oslabljene, što je direktna posledica multipatha. Od veličine zavisi širina tzv. „korelisanog opsega“, tj. opsega u kojem važi , te se u okviru njega selektivni feding može zanemariti.
3.2.1. Rešenje problema multipatha u vremenskom domenu- Spread Spectrum
Kao što je opisano u 3.1, multipath u prenosu digitalnih signala dovodi do proširenja autokorelacione funkcije prijemnog signala, što dovodi do pojave intersimbolske interferencije. Trivijalno rešenje problema je smanjenje protoka, čime se produžava trajanje signalizacionog intervala i tako smanjuje njegovo relativno proširenje, pa samim tim i negativni efekat intersimbolske interferencije. Ipak, u slučaju većih protoka mora se tražiti drugačije rešenje. Problem se može rešiti ekstremnim sužavanjem autokorelacione funkcije, što se koristi u tehnici proširenog spektra (Spread Spectrum - SS [2]).
Kada je širina autokorelacione funkcije prijemnog signala mnogo manja od , na izlazu korelacionog prijemnika nema preklapanja između višestruko primljenih signala, već se multipath komponente javljaju u vidu niza uskih impulsa koji odgovaraju autokorelacionoj funkciji. Na ovaj način izbegava se intersimbolska interferencija i problem je rešen.
Slika 4. Ilustracija kodnog multipleksa u CDMA sistemu
3.2.2. Rešenje multipath problema u frekvencijskom domenu – OFDM
U analizi multipath problema iz frekvencijskog domena pokazano je da se problem multipath-a manifestuje kao selektivni feding koji se, u okviru korelisanog opsega, može zanemariti. Rešenje multipath problema koje se bazira na pristupu u frekvencijskom domenu, polazi od ove činjenice i naizgled je vrlo jednostavno.
Umesto da se digitalni signal prenosi kao jedinstveni niz podataka velikog protoka, čiji bi širok spektar bio izobličen selektivnim fedingom, on se podeli u više (N) paralelnih podnizova čiji je protok manji (1/N) tako da širina spektra podniza bude manja od korelisanog opsega. Svaki od podnizova moduliše sopstveni signal nosilac (podnosilac). Oni su tako frekvencijski raspoređeni da se na prijemu međusobno mogu razdvojiti filtrima i tako rekonstruisati originalan signal. Kako spektar podniza pada u korelisani opseg nijedan podniz nije pod uticajem selektivnog fedinga.
Koliko je ova tehnika jednostavna za opis, toliko je komplikovana za realizaciju. Uprošćeno gledano, potrebno je N paralelnih predajnika i prijemnika koji rade sa protokom 1/N. Pri tome je potrebno podnosioce frekvencijski razdvojiti dovoljno da se zadovolje praktična ograničenja uslovljena selektivnošću paralelnih prijemnika. I pored toga, tehnika je svojevremeno korišćena pre svega za prenos digitalnih signala na KT opsegu, gde su postojali značajni problemi multipatha, zbog jonosferske refleksije<8>. No spektralna efikasnost ovog postupka bila je jako loša, a uređaji vrlo složeni.
U novije vreme ovaj princip je ponovo aktuelizovan, ali uz značajno tehnološko i algoritamsko unapređenje. Radi kratke ilustracije označimo učestanosti podnosilaca sa fk, a pripadajući modulišući signal (podniz) sa dk(t). Ako učestanosti podnosilaca zadovoljavaju relaciju fk = k×f0onda je ukupan signal dat kao<9>
Slika 5. Ortogonalni „podnosioci“ kod CDMA i OFDMA signala
3.2.3. Korišćenje multipatha za povećanje protoka – „MIMO“
Iako naizgled paradoksalno, primenom najnovijih rezultata iz teorije informacija i vrlo intenzivnom obradom signala, multipath se može transformisati iz ometajuće u korisnu pojavu. Tehnika kojom se ovo postiže nazvana je Multiple-Input-Multiple-Output – MIMO [6]. U osnovi ove tehnike leži ideja da se višestruke refleksije u prenosu koriste kao višestruke veze predajnika i prijemnika putem kojih se ukupan kapacitet bežične veze multiplicira.
Slika 6. Šematski prikaz MIMO sistema
MIMO tehnika se realizuje tako što na predajnoj i prijemnoj strani postoji više antena (Slika 6.). Na predaji se ukupan protok podataka deli na paralelne potprotoke, pri čemu se svaki emituje jednom od predajnih antena. Na prijemnoj strani, na svakoj od prijemnih antena, dolaze višestruke refleksije svih predajnih signala iz kojih se pri uslovu da je , adekvatnim algoritmom, izdvajaju pojedini potprotoci i na osnovu njih rekonstruiše originalni signal.
Ono što ovaj, naizgled jednostavan, a u suštini vrlo složen postupak, čini mogućim, jeste činjenica da, u uslovima u kojima postoji veliki broj refleksija, signali emitovani sa više predajnih antena stižu na svaku od prijemnih antena kao nekorelisani.
Dosledna teorijska analiza MIMO sistema prevazilazi okvire ovog preglednog rada<12>, ali ćemo, radi ilustracije, dati vrlo kratak osvrt. Ako sa x označimo vektor simbola (dužine ) koji se u jednom signalizacionom intervalu emituje sa predajnih antena MIMO predajnika, sa y označimo vektor prijemnih simbola (dužine ) na prijemnih antena MIMO prijemnika i sa n označimo vektor odbiraka (dužine ) prijemnog šuma, tada se MIMO prenos opisuje kao y=H×x+n, gde matrica H (dimenzije x ) opisuje multipath kanal. Elementi ove matrice su slučajne, vremenski promenljive, kompleksne veličine koje odgovaraju Rajlijevom fedingu. Ukoliko je multipath kvazistatičan, tj. ako je promena elemenata matrice H u vremenu mnogo sporija od brzine signaliziranja, i ukoliko se može smatrati da im je spektar u opsegu signala konstantan, pokazuje se [5] da se na prijemu matrica H može estimirati, te samim tim i izvršiti razdvajanje signala koji dolaze sa pojedinačnih predajnih antena. Osnovni uslov za to je da su elementi matrice H nezavisni<13>, što je u praksi po prirodi stvari ispunjeno. Takođe se pokazuje [6] da broj nezavisnih puteva između predajnika i prijemnika odgovara rangu matrice H, što se takođe eksploatiše tako što se u nekim MIMO sistemima predaja vrši sa onoliko antena koliko nezavisnih puteva postoji u datom momentu [7].
Algoritmi neophodni za realizaciju opisanog procesa su veoma složeni, tako da je MIMO tehnika doživela praktičnu primenu tek kada je tehnologija signal procesora to omogućila.
U pomenutom uslovu, da su spektri elemenata matrice H u opsegu signala konstantni, leži ključni razlog zbog kojeg su OFDMA sistemi, čiji su pojedinačni signali uskopojasni, mnogo jednostavniji za primenu MIMO tehnike nego CDMA kod kojih je svaki pojedinačni signal iz multipleksa širokopojasan.
Kao što je već pomenuto, Groupe Spécial Mobile, ili GSM [9], prvi je sistem koji je sa velikim uspehom omasovio bežični prenos digitalnih signala, posebno na tlu Evrope, a i šire. U svojoj dugoj i uspešnoj istoriji ovaj sistem je sigurno najuspešniji, i to kako tehnički tako i komercijalno. Razlozi leže pre svega u pažljivo odabranom tehničkom rešenju.
GSM je ćelijski sistem mobilne telefonije zasnovan na kompletno digitalnom prenosu. Za ilustraciju, prisetimo se da je u vreme nastajanja GSM-a vladala prava poplava novih modulacionih postupaka, koji su imali za cilj da unaprede spektralnu efikasnost i prevaziđu problem restauracije potisnutih spektralnih komponenata na nelinearnim izlaznim pojačavačima. Savremenici tog perioda uočiće da je izbor GMSK modulacije [10] u GSM-u u to vreme predstavljao optimalni kompromis novog i jednostavnog. Ovakav izbor omogućio je, između ostalog, da GSM telefoni imaju relativno niske cene, što je dovelo do brzog omasovljenja mobilne telefonije.
Razvoj Interneta stvorio je potrebu da se GSM sistem obogati prenosom podataka bržim od 9600 b/s. Kao logičan nastavak formiran je General Packet Radio Service – GPRS [11]. I ovom prilikom dosledno su poštovani rezultati tehnološkog napretka, pa je za osnovu prenosa podataka izabran paketski prenos. GPRS se dominantno oslanja na komunikacionu infrastrukturu GSM-a, što ga čini vrlo ekonomičnim, te je i on ostvario značajan komercijalni uspeh.
Paralelno sa razvojem GSM-a, razvio se, posebno u Americi, drugi sistem, zasnovan na sasvim drugačijem tehničkom rešenju. Reč je o Code Division Multiple Access – CDMA . CDMA podrazumeva čitavu familiju tehnika koje se zasnivaju na tehnici proširenog spektra (opisanog u 3.2.1) . Prvi standard (IS-95 [14]) pojavio sa pod nazivom cdmaOne i dalje je evoluirao kroz W-CDMA, CDMA2000, CDMA2000 1xEV-DO, CDMA2000 1xEV-DV. Korišćenje tehnike proširenog spektra predstavlja suštinski napredak u razvoju bežičnih digitalnih komunikacija, jer je time prvi put u javnom komunikacionom sistemu uveden kodni multipleks.
Sistem koristi Volšove (Walsh) pn sekvence brzine oko 1,2 Mb/s. Kako SS zahteva sinhronizam pn sekvenci, bazne stanice emituju pilot signal u vidu nemodulisane sekvence, koji služi za sinhronizaciju mobilnih terminala. Standardna brzina za govor (u IS-95) je 9600 b/s, dok se za podatke nude varijabilne brzine od 1200 do 14400 b/s. Novije verzije (npr. CDMA2000) omogućavaju veće brzine do 144 kb/s.
U razvoju tehnologija mobilnih i širokopojasnih bežičnih komunikacija vrlo karakteristično mesto zauzima Universal Mobile Telecommunications System – UMTS [15], ili popularno 3G, koji je zvučno najavljivan kao naslednik GSM-a. Nastanak ovog sistema dominantno je bio uslovljen ogromnim uspehom GSM mobilne telefonije, aktuelnim tehnološkim dostignućima CDMA i sveprisutnim pritiskom tržišta za što većim protokom. U takvim uslovima glavni protagonisti GSM uspeha doneli su stratešku odluku o formiranju novog sistema na bazi CDMA koji je trebalo da napravi revolucionarni korak na polju mobilnih komunikacija.
Nažalost, ograničenja CDMA tehnike dovela su do toga da je napravljen potpuno nov sistem, koji se nije oslanjao na postojeću GSM infrastrukturu, a pri tom u svojim performansama nije doneo ništa revolucionarno. Najavljivane multimedijalne pogodnosti sistema su se, zbog nedovoljnog protoka, pokazale skoro neupotrebljivim. Kada se tome doda činjenica da su licence za 3G sisteme bile izuzetno skupe, neminovno je usledio potpuni komercijalni neuspeh. Operatori su angažovali ogromna sredstva za licence i izgradnju infrastrukture, da bi se suočili sa izuzetno slabim odzivom pretplatnika. Procenat GSM pretplatnika koji se samoinicijativno opredeljuju za novi sistem po pravilu je ispod 10%. Mnogim operatorima 3G je doneo pravi finansijski krah, a skoro svi su beležili gubitke. Ovo je neminovno dovelo do značajnih finansijskih reperkusija i za same prodavce opreme Čini se da bi bilo mnogo razboritije da se sa uvođenjem GSM naslednika sačekalo do zrelosti OFDM tehnike. Danas se 3G pre svega koristi kao proširenje kapaciteta GSM mobilne mreže, a pravi uspeh postiže njegova nadogradnja sa HSPA (videti 4.6). Karakteristična je težnja prodavaca opreme da svoj finansijski gubitak nadoknade propagirajući ove sisteme u zemljama trećeg sveta.
Komercijalni i tehnički neuspeh 3G sistema uslovio je intenzivan rad na doradi i unapređenju sistema. Kao rezultat, pojavila se nadogradnja u vidu High Speed Packet Access – HSPA [16]. Ovaj sistem se javlja u dva vida: High Speed Downlink Packet Access - HSDPA i High Speed Uplink Packet Access – HSUPA, koji u krajnjem danas čine jedinstven sistem. HSPA je na pravi način „reformisao“ 3G i omogućio mu i svojevrstan komercijalni uspeh. Pored visokih performansi, ovaj uspeh uslovljen je i značajnim kašnjenjem WiMAX (videti 4.8) sistema u komercijalnom nastupu. Za HSPA se može reći da predstavlja konačan domet CDMA tehnike. O tome svedoči i činjenica da njegov komercijalni naslednik, HSOPA, koristi OFDM tehniku.
Za razliku od do sada prikazanih tehnologija koje su pratile razvoj mobilne telefonije, postoji i linija razvoja vezana za izgradnju bežičnih računarskih mreža. Prva uspešna, i do sada još uvek najpopularnija tehnologija iz ovog domena, jeste Wireless Fidelity – Wi-Fi, usvojena kao standard pod oznakom IEEE-802.11 [17], [18], [19], [20]. Nastala kao plod rada na prevazilaženju problema kabliranja u lokalnim računarskim mrežama, WI-Fi je tokom vremena postigao takav uspeh, da se danas koristi i za mreže koje pokrivaju teritorije gradova (videti 4.10.1). Po nekim procenama, trenutno u svetu ima blizu 300 miliona (!) Wi-Fi terminala. Veliki uspeh ova tehnika duguje stalnom radu na unapređenju i praćenju novih tehničkih rešenja, kao i svojevrsnom MAC<15> [18] protokolu koji je dizajniran sa prvenstvenim ciljem da obezbedi jednostavnost u mrežnom pristupu, te za korišćenje Wi-Fi terminala nije potrebna nikakva posebna stručnost.
U početku je Wi-Fi koristio SS tehniku (IEEE-802.11b) kao i CDMA, ali je tokom vremena usvojen OFDM (IEEE-802.11a,g) da bi najnoviji standardi usvojili i MIMO tehniku (IEEE-802.11n). Koristi se adaptivna regulacija protoka u zavisnosti od kvaliteta signala. MAC protokol je distribuirane prirode, tj. ne postoji centralno upravljanje mrežom, na bazi CSMA-CA, koji pruža jednostavnost, ali je istovremeno i dosta neefikasan [20], te korisni protok ne prelazi 47% bruto protoka. Maksimalni bruto protoci su za „b“ 11 Mb/s, za „a,g“ 54 Mb/s, a za „n“ teorijski 600 Mb/s, dok se u praksi postiže nešto iznad 100 Mb/s. Sistem radni na nelicenciranom opsegu od 2,4 GHz (osim „a“ verzije koja radi na 5,4 GHz).
Ogroman uspeh Wi-Fi sistema i njegovi nedostaci koji su se značajno ispoljili, posebno u slučaju većeg broja korisnika, doveli su do razvoja nove tehnologije Worldwide Interoperability for Microwave Access - WiMAX[21], [22], [23], [24], usvojene kao standard pod imenom IEEE-802.16. U najavi WiMAX je predstavljen kao deus ex machina širokopojasnog bežičnog prenosa, tehnologija koja će rešiti sve probleme Wi-Fi-ja.
Sistem je od početka dizajniran na bazi OFDMA sa MAC protokolom diktiranim baznom stanicom, koji garantuje kvalitet prenosa. U prvoj verziji koja je praktično korišćena, IEEE 802.16d, omogućen je samo fiksni rad, a u novijoj, IEEE 802.16e, uvedena je i mobilnost i MIMO tehnika. U zavisnosti od kvaliteta signala adaptivno se menja protok promenom šeme kodovanja i modulacije (PSK do 64QAM). WiMAX obezbeđuje prosečan protok od oko 24 Mb/s. Korišćenje OFDM tehnike omogućilo je WiMAX-u da uvede jednu vrlo korisnu funkciju, spektralnu prilagodljivost. U zavisnosti od raspoloživog spektra, sistem može da radi u frekvencijskom opsegu od 1,25 do 20 MHz. Velika prednost WiMAX-a je i u tome što je od samog početka dizajniran tako da se u potpunosti oslanja i podržava IP protokol.
U odnosu na Wi-Fi, glavne prednosti su što WiMAX obezbeđuje veći domet i definisani kvalitet prenosa. Zbog toga on predstavlja pravu profesionalnu tehnologija za bežični pristup na bazi koje već postoje komercijalne instalacije.
WiMAX-om je moguće relativno brzo i uz ne tako velika ulaganja izgraditi infrastrukturu mreže sa pristup, zbog čega se ova tehnologija prepoznaje kao dobra perspektiva novih fiksnih operatora na tržištima na kojima već postoje veliki operatori bazirani na razvijenoj kablovskoj infrastrukturi. Lep primer za to je mreža koju je na bazi WiMAX-a Telekom Srbija vrlo uspešno, kao treći fiksni operator, realizovao u Crnoj Gori.
Pored ovoga, ciljevi vezani za servise podrazumevaju snažnu podršku VoIP-u putem visokog vršnog protoka (do 100 Mb/s) i malog kašnjenja (<10 ms). U domenu radio prenosa cilja se na veće protoke na rubnim dometima (u odnosu na WiMAX) i generalno povećanje spektralne efikasnosti sa značajnim osloncem na MIMO tehniku. Od WiMAX-a su preuzeti i unapređeni principi spektralne prilagodljivost i potpunog oslonca na IP transport.
4.10.1. Wi-Fi Mesh
Uobičajeni način korišćenja Wi-Fi tehnologije u javnim bežičnim mrežama za pristup bazirao se na postavljanju Wi-Fi baznih stanica, (hot-spot), povezanih sa ostatkom mreže kablovskim putem. Kako je kablovska infrastruktura skupa, broj baznih stanica je, u ovom slučaju, ograničen, pa one moraju pokrivati veću teritoriju. Ovo zahteva veću predajnu snagu i osetljivost bazne stanice i umnožava senke u zoni pokrivanja, posebno u gradskim uslovima.
Kao rešenje problema, u najnovije vreme, nude se Wi-Fi mreže zasnovane na „meš“ [27] principu. Ideja se zasniva na tome da, umesto da se svaka bazna stanica kablom povezuje sa ostatkom mreže, same bazne stanice, koristeći radio vezu između njih, transportuju komunikacioni saobraćaj do malobrojnih mesta gde postoje kablovski priključci (backhaul). Na taj način kablovskih priključaka je mnogo manje. Tako je moguće postaviti veliki broj Wi-Fi baznih stanica malog dometa (par stotina metara), čime se ostvaruje mnogo bolje pokrivanje Wi-Fi signalom. U ovom sistemu Wi-Fi stanice su ujedno i ruteri koji rade na bazi specijalno razvijenih algoritama za rutiranje IP saobraćaja po bežičnim vezama. Glavna karakteristika ovih algoritama je brza i automatska adaptivnost u promeni ruta jer su bežične veze mnogo nepouzdanije od kablovskih i menjaju svoje karakteristike tokom vremena.
Slika 7. Koncept femto ćelije
4.10.2. Femto ćelije
Femto ćelije [28] predstavljaju najnoviju ideju za organizaciju bežičnih mreža. Ideja je da se u kućnim uslovima (praktično u svakom domu) instalira mala bazna stanica mobilne telefonije na koju se vezuju mobilni terminali (telefoni) ukućana. Ova bazna stanica bila bi vezana za ostatak mreže kućnim kablovskim priključkom na (npr. (A)DSL-om) (Slika 7.).
Prednost za korisnika bi bila u mnogo kvalitetnijem prijemu, većem protoku i nižoj ceni saobraćaja, a za operatora u ekonomičnijoj realizaciji bežične mreže koja ne mora da rešava problem prodiranja elektromagnetnih talasa kroz zidove.
Na nedavno održanoj konferenciji posvećenoj WiMAX-u<17>, predstavljeni su rezultati istraživanja<18> trenutnog stanja u oblasti komercijalne primene WiMAX-a koje ovde delimično prenosimo. Istraživanje je obuhvatilo 262 operatora iz 91 zemlje koji opslužuju blizu 2 miliona pretplatnika. Da bi se obezbedio dovoljan statistički uzorak u obzir su uzeti i oni operatori koji koriste nesertifikovanu ili „pre-WiMAX“ opremu čiji broj nije prešao polovinu ukupnog (49,8%) broja. Od licenciranih instalacija 27,7% su činili 802.16d, a 19,4% 802.16e sistemi.
Geografski su azijske zemlje u broju instalacija učestvovale sa 26%, evropske 34%, afričke 16%, severnoameričke 11% i latinoameričke 13%. Prosečan broj pretplatnika je oko 12 000, od kojih oko 64% rezidencijalnih i 36% biznis. Srednja mesečna naplata (ARPU) je oko 46 USD od rezidencijalnih, i oko 144 USD od biznis korisnika. Grubo uzevši, u 2007. godini WiMAX operatori su globalno naplatili oko jedne milijarde USD za komunikacione usluge, što je neuporedivo manje od prihoda operatora mobilne telefonije.
Svedoci smo veoma brzog razvoja tehnologija za mobilne i širokopojasne bežične komunikacije započetog velikim uspehom GSM sistema. Trenutno najčešće korišćena tehnika je OFDM(A), jer se u praksi nedvosmisleno pokazala kao najbolja za ove primene. Dodatno, najnoviji uređaji i sistemi po pravilu koriste tehnike bazirane na algoritmima čija je realizacija po pristupačnim cenama do skora bila nezamisliva. U ovom razvoju, koji nije bio bez stranputica, danas najveću perspektivu imaju WiMAX i LTE. Da li će jedna od njih odneti prevagu ili će prodavci opreme uspeti da pomire partikularne interese i formiraju jedinstven sistem, ostaje da se vidi. Činjenica je da nijedna od njih još nije doživela pravu poslovnu zrelost i da se za komercijalno uspešnim poslovnim modelom još uvek traga. Ipak, jedno je sigurno, pobedu u ovoj neprestanoj trci odneće onaj sistem koji bude poštovao dva osnovna principa:
Milan Kovačević je diplomirao (1981), magistrirao (1985) i doktorirao (1989) na smeru Telekomunikacije, na Elektrotehničkom fakultetu Univerziteta u Beogradu. 1982. godine se zaposlio kao razvojni inženjer na Institutu za primenjenu fiziku, a dve godine kasnije prelazi na Institut za mikrotalasnu tehniku i elektroniku, gde prvo radi kao rukovodilac projekta komunikacionog sistema bespilotne letilice, potom kao rukovodilac projekta radarskog ometača, a zatim kao rukovodilac laboratorije za integraciju sistema. Od 1993. do 1996. godine je bio generalni direktor firme IMTEL Computers, a narednih deset godina je bio generalni direktor i suvlasnik firme Infinity d.o.o. Od 2006. godine radi kao pomoćnik izvršnog direktora firme Saga d.o.o. Dr Kovačević je autor dva konferencijska rada, “WiMAX in Serbia, New Solution for Access Network“ i “WiMAX, Solution for Alternative Telco Operators“.