V dnešním článku si přiblížíme, jak vlastně vypadá vysílací místo „wifi“, tedy místo odkud se šíří bezdrátový signál k zákazníkům. Provideři takovéto místo nazývají: site, lokalita, hnízdo, vysílací místo, vysílač nebo někdy nepřesně apčko. A dle jeho struktury a umístění se dají odvodit některé důsledky na vlastnosti služby, kterou wifi zákazník užívá.
Z čeho se vlastně vysílač skládá?
Určitě na něm budou antény. Ty jsou patrné na první pohled a rozebereme je později. Pojďme si nejdříve říct, co je uvnitř vysílacího místa. Určitě je složeno z několika aktivních prvků (jednotlivé wifiny, switche, routery, monitorující zařízení).
Napájení
Všechna tato zařízení vyžadují elektrickou energii. Energie by měla být zálohovaná. Už i způsob provedení napájení rozlišuje providery. Někteří volí nejjednodušší zapojení, tedy přívod 230V – „rozpětka“ a každé zařízení má své trafíčko. Takovéto zapojení není optimální a umístit správně trafíčka dá velkou práci. Nevýhody tohoto zapojení jsou jasné. Co se stane, když vypadne elektřina? Navíc životnost „trafo adaptérů“ také není nejdelší, takže výpadky jednotlivých komponent vysílače budou časté.
Ilustrace 1: Rozvod elektrické energie v napětí 230V pomocí „pětipsů“
Napájení pomocí ups
Dalším krokem bude obdobné zapojení, jen na přívodu bude klasická „upska“, která zajistí překlenutí výpadku v řádu minut až hodin. Elektrický rozvod bude řešen stále pomocí 230V, a každé zařízení si vyrobí své napětí pomocí svého adaptéru.
Napájení rozvodem nízkého napětí
Mnozí lokální provideři, vzhledem k poruchovosti výše popsaných řešení, přešli na jiný systém. Používají rozvod pomocí nízkého stejnosměrného napětí k jednotlivým prvků. Tím je vyloučeno riziko selhání v trafoadaptéru. Zapojení je následující. Na přívodu 230V je zapojen většinou výkonný průmyslový zdroj, někdy může být i zdvojený. Zdroj dodává nízké napětí (12, 24 či 48V). Na větvi nízkého napětí jsou připojeny kapacitní baterie přes nějaký kontroler a následně takto zálohované nízké napětí je vedeno přes pojistky či jiné jištění k jednotlivým zařízením. Takovéto zapojení zajišťuje nejvyšší odolnost proti výpadkům energie a selhání jednotlivých prvků. Zapojení se dá díky modularitě za chodu opravovat. A to jak výměna zdroje, kontroleru baterie či baterie samotné. Při servisu záložního zdroje nízkého napětí pak nedojde k výpadku vysílače a tím přerušení služby pro uživatele.
Ilustrace 2: Záložní zdroj nízkého napětí sestavený z průmyslových komponent
Zkuste se při volbě providera zeptat jak má řešené napájení vysílače, kam vás připojuje. S dobou zálohování v hodinách se váš (budoucí) provider rád pochlubí a vy budete mít větší šanci, že při bouřce nebo při údržbě elektrických rozvodů ze strany distributora (denní odstávky) nebudete bez internetu.
Zařízení vysílače
Na vysílači, zejména u lokálních providerů, bude switch. Toto zařízení je důležité, neboť spojuje „datové cesty“ mezi jednotlivými zařízeními od antén a předává data dál do sítě. Někdy bývá u switche i router, který řeší směrování paketů v rámci sítě. Nemyslím si, že by vám provider prozradil jaké zařízení a v jakém zapojení používá. Snad jen kdyby měl vysílač postaven redundantně tak, že výpadek jednoho prvku by neznamenal výpadek služby.
Ilustrace 3: „Srdce“ středně velkého vysílače.
Monitorovací zařízení
Dalšími zařízeními přítomnými na vysílacím místě jsou různá monitorovací zařízení, bez kterých vysílač bude fungovat i kdyby jste je odpojili. Jsou to měřiče napětí, teploty, kamery, detektory kouře či pohybu nebo různé sondy datového toku. Tato zařízení umožňují providerovi reagovat na vzniklé situace dřív než nastane výpadek. Třeba měřič napětí upozorní na to, že vysílač funguje na baterie. Měřák teploty upozorní na nefunkční klimatizaci nebo vadný ventilátor. Atd..
Vysílací zařízení
Poslední, avšak nejdůležitější, jsou jednotlivá „vysílací zařízení“.
Zařízení může být integrováno v anténě či za ní. Nebo také může být ukryto uvnitř vysílače a k anténě připojeno pomocí anténního svodu. Tahle mikrovlnná zařízení bych rozdělil do dvou kategorií. Spoje (páteřní spoje) a antény pro připojení zákazníků.
Páteřní spoje
Každý vysílač musí „odněkud přivádět internet“. V dnešní době se tak stále činí většinou bezdrátem, někde to může být i pomocí optického vlákna. Pokud je napojení do sítě realizováno bezdrátově, ptejte se, jestli je jen jedním spojem nebo má daný vysílač spojů více. To umožní i v případě selhání jednoho spoje funkční připojení do internetu.
Další důležitý poznatek je frekvence a technologie použitého páteřního spoje pro připojení vysílacího místa. Pokud je spoj realizován v 5GHz pásmu nebo ve 2.4GHz, může dobře fungovat pro malinkatý vysílač řekněme do 20 uživatelů v závislosti na jejich rychlosti a místních podmínkách (počtu jiných antén v okolí, vzájemné rušení atd). Více zákazníků už takový spoj těžko obslouží.
Pro napojení větších, nebo kapacitně zatíženějších vysílačů, by měl být použit robustní páteřní spoj pracující na jiné frekvenci než antény pro uživatele. Mám na mysli spoje pracující v pásmu 10,17,24,80 GHz nebo v jakémkoliv licencovaném pásmu (6,11,13,18,… GHz ). Páteřní spoje poznáte většinou podle větší antény jejíž rozměry jsou cca 30-90cm, ale i 120cm antény nemusí být výjimkou. Na anténě povětšinou naleznete logo či název výrobce: Alcoma, Ceragon, Ericson, Racom, SAF, Siae, Siklu nebo Summit – to jsou nejčastěji používané páteřní spoje lokálních providerů v republice, kteří si svou kvalitou vybojovali místo na trhu. Pokud takovouto anténu uvidíte na vysílači providera, dejte mu při svém výběru body navíc 😉
Ilustrace 4: Jeden se stožárů na vysílacím místě. Poznáte páteřní spoje?
Poznámka: Nechci se tímto dotknout jiných výrobců či jiné nezmíněné technologie. Klidně se zeptejte providera, kvalitní technologií na vysílači se rád pochlubí. A můžete si pak najít sami reference pokud chcete výběr důsledně zvažovat.
Sektorové či všesměrové antény pro připojení zákazníka
Na vysílači pro zákazníky bude minimálně jedna anténa tohoto typu, a to všesměrová. Pro připojení několika zákazníků je to cenově efektivní řešení. Anténa pokrývá celé okolí vysílače. Jak však počet zákazníků roste, musí provider řešit doručení větší kapacity a na to jedna anténa nestačí. Řeší se to sektorizováním antén. To má výhodu v tom, že každý sektor zákazníka je obsloužen „téměř“ nezávisle na okolí a zákazník bude mít lepší signál díky sektorové anténě. Na druhou stranu musí provider řešit problematiku vzájemného ovlivňování signálů mezi sektorovými anténami. Z mé zkušenosti je však sektorizace dobrým a nutným krokem.
Ilustrace 5: Malý lokální vysílač se všesměrovou anténou
Ilustrace 6: Větší vysílací místo sdílené jak operátorem tak lokálním providerem
Použitá frekvence na připojení zákazníka.
5GHz
V dnešní době je nejužívanější připojení pomocí 5GHz pásma (5,5 – 5,7 GHz). Za určitých podmínek je ještě možno použít pásmo 5,725 – 5,875 GHz. Při šířce pásma 20Mhz máte možnost provozovat 10 nezávislých vysílacích zařízení. Pozor, včetně konkurence! Čím užší sektor, tím větší šance, že váš kanál neovlivní jiný vysílač a že se najde volná frekvence. Pásmo 5GHz funguje dobře a umožňuje připojení uživatelů až do vzdálenosti cca 7km. Ale v tomto případě je třeba už hodně velké antény (min 60cm) na každé straně a vědět, že v okolí není nic, co by váš spoj zarušilo na použité frekvenci neboť signál už bude poměrně slabý. Pokud jste připojeni pomocí pásma 5GHz, nesmíte mít mezi vaší anténou a anténou providera žádnou překážku. Je tedy nutná přímá viditelnost mezi anténami. Dokonce je nutné, aby bylo volné i těsné okolí spojnice, tzv. „fresnelova zóna“, což je prostor okolí této spojnice. V závislosti na vzdálenosti mezi anténami je potřeba více prostoru kolem spojnice. Pro jednoduchost uvažujte, že do 1km jsou to 4 metry od spojnice a pro delší spoje na 7km narůstá až na cca 10m. Tato vzdálenost je nejvyšší uprostřed trasy, směrem k anténám klesá.
Ještě pár poznatků k použití „wifi“ technologie v pásmu 5GHz
V případě, že máte zařízení pracující dle 802.11a v šíři pásma 20MHz vaše rychlost připojení nebude reálně vyšší než 25Mbps. Tato rychlost nelimituje jen vás, ale je součtem rychlostí všech klientů na jedné anténě. Při použití 802.11n je maximum cca 60 Mbps reálného datového toku. Opět je to hodnota pro součet okamžitých rychlostí všech klientů. Nejnovější technologie 802.11ac umožní přenos rychlostí až 120 Mbps.
Vyšších rychlostí dosáhne provider pomocí širšího pásma, ve 40MHz jsou rychlosti dvojnásobné než ve 20MHz. Obdobně to platí pro 80MHz. Nicméně nalézt tak široké nezarušené pásmo je problém. Někdy se tak provider uchýlí k použití třeba jen 10MHz pásma, kde je nižší kapacita ale snáze se najde nezarušený kanál. Pro připojení 2-3 zákazníků to může být lepší volba.
Pásmo 3,5 (3,7GHz) či jiné licencované
Pokud jste připojeni pomocí licencovaného pásma, tak máte obrovské plus. Provider nemusí řešit rušení, takže je přenos spolehlivý. Pokud máte nabídku stejných rychlostí ve volném a licencovaném pásmu, rozhodně volte licenci.
Pásmo 2,4GHz
Dříve se používalo pro připojovaní klientů, dnes je na ústupu. Většinou pásmo 2,4GHz používáte doma pro připojení svých wifi zařízení. Tím, že je pro domácí síť použitá jiná frekvence než pro připojení domu jako celku je vyloučeno vzájemné rušení těchto zařízení. Ale i připojení na 2,4GHz může mít své pro. V některých místech je 5GHz pásmo tak plné, že přenos na 2,4GHz je spolehlivější. Je však třeba zamezit ovlivnění domácí wifinou atd. Pásmo 2,4GHz také lépe prochází překážkami než 5Ghz. Takže pokud máte překážku ve fresnelově zóně nebo snad i anténu providera schovanou za nějakou střechou či stromem, bude fungovat o něco lépe. Ale na ty překážky v trase pozor. Tlumí signál a vaše připojení nebude žádné terno.
Konfigurace a typy zařízení
Sektorové antény mohou být konfigurovány různě. Většinou provideři volí pro každou anténu jiné pojmenování. To usnadňuje determinování zátěže, na druhou stranu při poruše sektorové antény pro vás dojde k výpadku vašeho připojení. Umí se vaše klientské zařízení připojit automaticky na jinou sektorovou anténu? Nebo má provider pro každý sektor dvě zařízení, aby v případě výpadku zajistil funkčnost? Zkuste se jej zeptat. Obecně je však plná redundantnost drahá a má i své technické úskalí. Obecně vzato, pro zálohu připojení doporučuji mít doma dvě nezávislá připojení na různé providery.
Ilustrace 7: Zdvojené zapojení vysílače providera
Jaký typ zařízení vybrat?
Nejčastější v pásmu 5GHz, případně 2,4GHz, jsou zařízení výrobců Ubiquity či Mikrotik. Doporučuji zvolit takové, jaké používá váš provider. Určitě vám doporučí vhodné zařízení. Umožní to pak využití proprietárních softwarových vlastností jako je TDMA. Ta totiž není implementována ve wifi protokolu, a tak si jí každý výrobce dopisuje pro své zařízení po svém. Umožňuje přidělit každému klientovi na anténě definované množství času, což vám zaručí jistou kapacitu přenosu. Při obecném wifi protokolu může jeden klient ucpat vysílač množstvím dat nebo srazit jeho kapacitu slabým signálem. S použitím TDMA se riziko takovéto chyby minimalizuje.
Velikost antény?
Pokud můžete, volte vždy zařízení s větší anténou. Já vím, estetika hraje pro někoho roli, ale s větší anténou budete mít lepší příjem signálu z vysílače a díky užšímu paprsku snížíte šanci rušení cizím signálem. Nezapomeňte však snížit váš vysílací výkon. Pokud budete mít výkon na maximum, zřejmě překročíte povolené limity, což je některým uživatelům „buřt“. Způsobíte však tím i „přesvícení“ u providera a svým silným signálem defakto oslepíte jeho sektorovou anténu, čímž si snížíte vlastní rychlost připojení. Doporučuji nastavení vysílacího výkonu konzultovat s providerem, získáte tím nejvhodnější nastavení.
Závěrem
Obecně bych doporučil sestavit si při volbě providera několik otázek a obeslat je všechny. Nezapomenout se jich zeptat, na jaký vysílač vás bude připojovat a zkusit si jej omrknout. Podle odpovědí a stavu vysílače si uděláte obrázek o jeho stavu sítě a podle formulace odpovědi i o jeho kompetentnosti. Pokud si nebudete jisti, zkuste požádat o testovací připojení kdy si všechno vyzkoušíte. A nezapomeňte, že providera můžete změnit i když jste vázaní smlouvu za cenu, že uhradíte 20% z ceny budoucího závazku.
Diskuze: 
Diskuze k článku