Na redakční otázky k tématu Mobilita a bezdrátové technologie odpovídá Ing. Vladimír Pech, konzultant ČD - Telematika a.s.

1. Mobilita je v současné době velmi skloňovaným pojmem. Co si pod ním vlastně má běžný člověk představit?

Jak je již patrné ze slova mobilita, jedná se o stav, kdy je subjekt v pohybu nebo má schopnost se pohybovat. Ve světě informačních technologií se jedná například o možnost uživatelů být stále „on-line“, kdekoliv se právě nacházejí, a mít tedy možnost pracovat, získávat informace nebo se bavit. Z pohledu ČD - Telematika a jejích zákazníků je mobilita chápána jako on-line konektivita pro telematické aplikace zejména v drážních vozidlech. Mobilita s sebou přináší neustálé požadavky na zvyšování kapacity páteřních sítí, které jsou nezbytnou součástí infrastruktury mobilních sítí. Vysokokapacitní páteřní sítě jsou doménou naší společnosti. ČD - Telematika takové sítě provozuje a úspěšně poskytuje jejich přenosovou kapacitu mnoha provozovatelům mobilních sítí i poskytovatelům internetového připojení.

2. Rádiové pásmo se postupně zaplňuje, zatímco nároky na mobilní sítě rostou. Nemůže nakonec za několik let dojít k jeho úplné saturaci? Existují cesty, které uvedené nebezpečí mohou omezit nebo odstranit? Které to jsou?

Ano, je pravda, že rádiové pásmo se zaplňuje a v podstatě z pohledu dnešních technických možností je saturováno již dnes. Velká pozornost je nyní zaměřena na frekvence, které se uvolní po přechodu z analogového televizního vysílaní na digitální. Tyto frekvence, kterým se také říká digitální dividenda, budou uvolněny v příštím roce a umožní rozvoj kvalitativně zcela nových služeb. Český telekomunikační úřad byl pověřen státem připravit pro tyto frekvence aukci. Zatím jsou volné například frekvence ve vyšších pásmech (desítky GHz), ale pro masivní nasazení mobilních služeb se zatím nehodí. Přesto se nebojím, že by došlo k jejich vyčerpání ve smyslu, že nebude možné připojovat nové uživatele. Protože s tím, jak postupuje technický pokrok, objevují se další a další technologie, které umějí lépe využívat stávající frekvence. Mezi ně například patří LTE, do které jsou vkládány velké naděje do budoucna. 

3. Pro bezdrátovou datovou komunikaci je v současné době k dispozici celá řada standardů, od celulárních 2G, 3G, 4G, klasické WLAN podle 802.11a až 802.11n, WiMAX a mobilní WiMAX podle 802.16e, UWB nebo 802.20. Čím se liší z hlediska použitelnosti, které z nich jsou v budoucnu perspektivní a co bude pravděpodobně následovat?

Většina těchto služeb je běžnou součástí nabídky operátorů. Jejich praktická využitelnost je však dána nabídkou ISP, dále pokrytím a dostupností mobilních terminálů. Z tohoto pohledu se jeví jako perspektivní WLAN a standardy 3G a 4G. WLAN adaptéry jsou součástí většiny přenosných počítačů, tabletů a mobilních telefonů. Výhodou je, že signálem WLAN je pokryto mnoho veřejných i neveřejných prostor a tento standard poskytuje uživatelům poměrně široké přenosové pásmo. Sítě standardu 3G jsou aktuálně v České republice usilovně budovány všemi mobilními operátory, v současné době je již pokryto mnoho měst. Vezmeme-li v úvahu, že většina nově prodaných mobilních telefonů je vybavena 3G modemem, je tato technologie velikým příslibem pro to, aby se stala hlavní mobilní konektivitou v nejbližší budoucnosti. 4G, nástupce 3G sítí, někdy označovaný jako LTE, slibuje další rozvoj bezdrátových mobilních sítí směrem k vyšším přenosovým rychlostem (100 Mb/s) s lepší využitelností dostupného kmitočtového spektra. 

4. Dnes se začíná vyskytovat pojem kognitivní rádiové sítě (Cognitive Radio Networks). Co označuje, co kognitivní sítě řeší a jaká je jejich budoucnost?

Myšlenka kognitivních rádiových sítí je poměrně nová a může se stát v budoucnosti jednou z možných cest k efektivnějšímu využití omezených zdrojů frekvenčního spektra. Vznik kognitivního rádia byl primárně podnícen neustále rostoucími požadavky na provozní kapacitu současných mobilních systémů, jež vede k nedostatku volných frekvenčních pásem. Kognitivní rádiový systém využívá technologii, která umožňuje získat informace o geografickém prostředí a provozním vytížení a dokáže flexibilně, samostatně a dynamicky nastavit provozní parametry a protokoly tak, aby nedocházelo na některých frekvencích k absolutnímu přetížení a jiné nezůstávaly volné.

5. Mobilita zřejmě neznamená pouze možnost práce v místech, kde není k dispozici pevné síťové připojení, ale i v autě, letadle a v dalších mnohdy rychle se pohybujících objektech. Jaké technologie jsou vhodné pro zavedení vysokorychlostní datové konektivity do rychlíků, mezistátních linkových autobusů, souprav metra či letadel?

Pro datovou konektivitu je v současné době k dispozici více standardů, které splňují technické předpoklady pro datové spojení s rychle se pohybujícími vozidly. Další podmínkou, která musí být splněna, je dostatečné pokrytí území, kde se bude objekt pohybovat. Tyto požadavky v současné době splňují v České republice sítě 3G a CDMA EVDO. V zahraničí jsou používány 3G, WiMAX a satelitní sítě.

Pro využití mobilního připojení například ve vlacích je nejdůležitějším předpokladem dostatečné pokrytí tratí signálem. Zajištění signálu podél tratí je finančně velice nákladné, a proto se ve většině případů u nás i v zahraničí využívají dostupné sítě veřejných operátorů. To samé platí i pro další způsoby dopravy. Zvláštním případem jsou letadla, kde se provozovatel takové služby musí navíc vypořádat s možným ovlivňováním řídicích a navigačních systémů. 

6. Bezpečnost přenosů v datových sítích je v současné době prvořadým faktorem obecně. Jaká je situace v bezpečnosti mobilních komunikací, co bezpečnost především ovlivňuje a jakým směrem se ubírá vývoj?

Žádný uživatel se nemůže spoléhat na to, že veřejná síť mu zajistí 100% bezpečnost, a proto musí počítat s tím, že bezdrátová komunikace může být „odposlechnuta“. Uživatelé by si měli adekvátním způsobem chránit svoje soukromí, to samozřejmě platí nejen pro mobilní komunikaci. K dispozici je mnoho možností, jak data šifrovat či používat například VPN.

7. Velkým problémem mobilních zařízení, ať už koncových zařízení nebo síťových prvků, je spotřeba elektrické energie. Jaký je stav v oblasti snižování spotřeby mobilních systémů?

Výrobci mobilních zařízení si tento problém uvědomují a daří se jim dodávat na trh stále výkonnější přístroje při zachování nebo dokonce snížení jejich spotřeby. Dalším významným hráčem v této oblasti jsou i výrobci akumulátorů. Nové technologie slibují zvýšení kapacity při zachování stejné fyzické velikosti a také zkrácení nabíjecího cyklu řádově na minuty.

8. Problémem bezdrátových sítí je QoS (kvalita komunikačních služeb). Jak postupuje vývoj bezdrátových sítí v této oblasti a budou existovat bezdrátové sítě, které budou schopny zaručit požadované QoS parametry pro náročné služby v budoucnu?

Našim zákazníkům poskytujeme kromě jiného také služby a aplikace s využitím mobilních datových služeb. A proto vzhledem k neustálému tlaku na zvyšování kvality velmi uvítáme, pokud mobilní služby, které nakoupíme, budou obsahovat i QoS.

10. Jak se snoubí mobilita s otázkami životního prostředí (elektromagnetické znečištění, toxické látky používané v zařízeních apod.)?

Každá lidská činnost nějakým způsobem ovlivňuje životní prostředí, ale v případě tzv. elektromagnetického smogu nemusíme mít obavy. Tato oblast je silně regulována jak legislativně, tak národními regulátory. Větším problémem jsou toxické látky používané při výrobě nebo přímo v samotných zařízeních. Evropská unie se legislativními opatřeními snaží snižovat používání nebezpečných látek i jejich vliv na životní prostředí. Jedním z takových opatření je např. RoHS – evropská směrnice „Omezení užívání některých nebezpečných látek v elektronických a elektrických zařízeních“.

11. Plánujete v tomto nebo příštím kalendářním roce uvést na český trh nový produkt z kategorie mobilních řešení?

ČD - Telematika jako provozovatel speciální technologické mobilní bezdrátové sítě pro České dráhy, tzv. ŽBPS (Železniční bezdrátová přenosová síť), chystá upgrade tohoto systému doplněný o prvky QoS a wi-fi. V neposlední řadě také uvede na trh nové, vyšší kapacity pro páteřní sítě mobilních provozovatelů s impozantní přenosovou rychlostí 40 až 100 Gb/s na vlnovou délku v multiplexu (DWDM).

2G/3G/LTE | Bezdrátové sítě