RAPORT SPECJALNY

RAPORT SPECJALNY

W

nadchodzàcym dziesi´cioleciu wi´kszoÊç ludzi
w krajach rozwini´tych uzyska dost´p do Interne-
tu

1

dziesiàtki, jeÊli nie setki razy szybszy ni˝ obec-

nie. Byç mo˝e nie brzmi to szokujàco, ale oznacza radykalne
zmiany i nowy etap ewolucji sieci globalnej, powszechnie
u˝ywanej od wielu lat.

Szybkie ∏àcza abonenckie – czy majà postaç przewodu tele-

fonicznego, telewizji kablowej, czy te˝ ∏àcza satelitarnego –
spowodujà pojawienie si´ ca∏kowicie nowych zastosowaƒ.
EntuzjaÊci surfowania nie tylko b´dà b∏yskawicznie przeska-
kiwaç w Sieci ze strony na stron´ – i tym samym u˝ywaç jej
znacznie cz´Êciej – ale równie˝ skorzystajà z nowych us∏ug,
które obecnie istniejà jedynie jako nie dopracowane projekty
lub pomys∏y w g∏owach marzycieli i ludzi przedsi´biorczych.
Przekaz muzyki wysokiej jakoÊci w czasie rzeczywistym, te-
lefonia, wideokonferencje, program radiowy i telewizyjny –
to wszystko móg∏by zapewniç jeden operator za pomocà po-
jedynczego ∏àcza. Powstanà nowe rodzaje rozrywki, jak film
na ˝yczenie, i nowe mo˝liwoÊci, jak uzyskanie informacji o re-
˝yserze lub aktorach, w chwili gdy pojawià si´ oni na ekra-
nie. Gry komputerowe b´dà rozgrywaç „na ˝ywo” zawodni-
cy rozproszeni po ca∏ym Êwiecie. Ludzie oddzieleni tysiàcami
kilometrów b´dà mogli wspó∏istnieç w wirtualnej rzeczywisto-
Êci i efektywnie prowadziç interesy lub badania naukowe.

Gwa∏towny wzrost zainteresowania popularnymi zasto-

sowaniami Internetu, jak korzystanie z sieci WWW, zwra-
ca uwag´ przemys∏u na budow´ infrastruktury
niezb´dnej do realizacji domowej ∏àcz-
noÊci szerokopasmowej.

Szacuje si´, ˝e co czwarty dom w USA ma dost´p do Interne-
tu. Obecnie wi´kszoÊç ludzi korzysta z linii telefonicznej i mo-
demu

2

, urzàdzenia, które dwukierunkowo przetwarza stru-

mieƒ danych na ciàg s∏yszalnych tonów. Umo˝liwia to
przesy∏anie danych liniami telefonicznymi zaprojektowany-
mi do przekazywania g∏osu. Na drugim koƒcu linii operator
Êwiadczàcy us∏ug´ dost´pu do Internetu dzia∏a jak rodzaj bra-
my, poprzez którà abonent ∏àczy si´ i wymienia dane z niezli-
czonymi w´z∏ami sieci na ca∏ym Êwiecie.

Modemy sà ∏atwe w u˝yciu i instaluje si´ je w wi´kszoÊci

sprzedawanych komputerów. Jednak ich mo˝liwoÊci sà ogra-
niczone. W dodatku koniecznoÊç nawiàzania po∏àczenia tele-
fonicznego z dostawcà us∏ug internetowych – i zap∏aty za nie
– oznacza brak ciàg∏ego i wygodnego dost´pu do Internetu.
Gdy pojawià si´ techniki szerokopasmowe b´dzie mo˝na wy-
sy∏aç i odbieraç teksty, obrazy, muzyk´ i wizj´ ze znacznie
wi´kszà szybkoÊcià, praktycznie bez opóênieƒ. Internet po-
jawi si´ na wielu ekranach w domu, zawsze gotów do po-
mocy zareaguje na jedno klikni´cie lub komend´ g∏osowà.
Nowe techniki dostarczà mnóstwa nowych in-
formacji w postaci us∏ug multimedial-
nych i telewizyjnych. I to po
przyst´pnej cenie.

18 Â

WIAT

N

AUKI

Marzec 2000

Jak udro˝niç dost´p

do Internetu

David D. Clark

SLIM FILMS

WYÂCIG POD STRZECHY: co najmniej pi´ç
ró˝nych technik rywalizuje ze sobà w
przekazywaniu informacji ze znacznie
wi´kszymi pr´dkoÊciami od tych, które
zapewniajà dziÊ wszechobecne modemy
poprzez komutowane linie telefoniczne.

Â

WIAT

N

AUKI

Marzec 2000 19

Sieç globalna wchodzi w kolejnà faz´ ewolucji – powstanà
nowe aplikacje, a tradycyjne modemy odejdà w przesz∏oÊç

Ró˝nice w pr´dkoÊci transmisji dla ró˝nych metod do-

st´pu do us∏ug telekomunikacyjnych, takich jak Internet, sà
uderzajàce. Najszybsze modemy powszechnie dziÊ u˝ywa-
ne odbierajà i wysy∏ajà dane z pr´dkoÊcià 56 kb/s

3

. To one

ograniczajà szybkoÊç wymiany danych z Internetem w wi´k-
szoÊci domowych komputerów. Komputery biurowe pracu-
jàce w lokalnej sieci przedsi´biorstwa (LAN), którà jest za-
zwyczaj Ethernet, osiàgajà pr´dkoÊci transmisji do 10 Mb/s,
tj. oko∏o 200 razy wi´ksze ni˝ modem. Jednak jeÊli przed-
si´biorstwo nie ma specjalnej dzier˝awionej linii o du˝ej prze-
pustowoÊci do dostawcy Internetu, szybkoÊç dost´pu do sie-
ci osiàgana przez pracownika jest nadal limitowana przez
modem.

Instalacje domowe

Niektóre du˝e firmy majà takie szybkie linie, ale w domach

i ma∏ych przedsi´biorstwach sà to rzadkie przypadki. A po-
nadto komputery i modemy nie sà po∏àczone z dostawcà In-
ternetu przez ca∏y dzieƒ (op∏aty za takie d∏ugotrwa∏e po∏à-
czenia telefoniczne by∏yby zbyt wysokie). Sà dwa tego
nast´pstwa. Po pierwsze, gdy ludzie chcà znaleêç si´ w sieci,
muszà czekaç a˝ modem si´ po∏àczy, co zniech´ca do okazjo-
nalnego lub cz´stego dost´pu. Po drugie, nie mo˝na wyko-
rzystaç Internetu do Êwiadczenia us∏ug takich jak rozmowy te-
lefoniczne, poniewa˝ wywo∏ywany abonent jest dost´pny
tylko wtedy, gdy jego komputer jest po∏àczony z siecià.

Popyt na szerokopasmowà telekomunikacj´ jest spowo-

dowany rosnàcà szybkoÊcià komputerów. Ich rozwój cha-
rakteryzuje si´ dziesi´ciokrotnym wzrostem wydajnoÊci co
ka˝de pi´ç lat. Ten sta∏y post´p
powoduje pojawianie si´ wielu
niespodziewanych zastosowaƒ
– zaledwie dziesi´ç lat temu
Êwiatowa sieç WWW by∏a w za-
sadzie jedynie b∏yskotliwà ideà.
Jednak wzrost szybkoÊci kom-
puterów nie zwi´kszy przepustowoÊci po∏àczeƒ, jeÊli u˝yt-
kownicy utknà za modemami. Dla tego typu urzàdzeƒ
56 kb/s stanowi nieprzekraczalnà granic´.

Innà barierà szybkiej ∏àcznoÊci sà przewody i kable dopro-

wadzone do domów. ˚adne z tych ∏àczy, mo˝e z wyjàtkiem
najszybszych, w ogóle nie mia∏o s∏u˝yç transmisji danych z ja-
kàkolwiek pr´dkoÊcià. Instalowano miedzianà skr´tk´ dla te-
lefonii, przewód koncentryczny dla telewizji kablowej, no
i oczywiÊcie przewody sieci elektrycznej.

Aby w tej sytuacji zapewniç abonentom szybkà ∏àcznoÊç, in-

˝ynierowie podejmujà wiele dzia∏aƒ. W tym raporcie omówi-
my pi´ç z nich. Pierwsze dwa to pomys∏owe techniki wyko-
rzystujàce wi´kszoÊç istniejàcych instalacji domowych: ∏àcza
hybrydowe typu Êwiat∏owód – kabel koncentryczny, co pozwa-
la wykorzystaç infrastruktur´ przemys∏u telewizji kablowej;
abonenckie ∏àcza cyfrowe zwi´kszajàce przepustowoÊç linii te-
lefonicznych przez stosowanie cz´stotliwoÊci znacznie wi´k-
szych od wyst´pujàcych podczas przekazywania rozmów. Trze-
ci sposób to doprowadzenie do domów i mieszkaƒ nowego
∏àcza – Êwiat∏owodu. Istnieje kilka konfiguracji tego systemu,
m.in. „Êwiat∏owód do kraw´˝nika” lub „Êwiat∏owód do bu-
dynku”, w zale˝noÊci od tego, jak daleko Êwiat∏owód si´ga.

Mo˝na te˝ ca∏kowicie zrezygnowaç z drutów i Êwiat∏owo-

dów. Czwarty i piàty sposób to ∏àcza radiowe, majàce odpo-
wiedniki w systemach telefonii bezprzewodowej. Planuje si´
szerokopasmowe internetowe sieci satelitarne, które dzia∏a-
∏yby podobnie jak telefoniczny system satelitarny Iridium,
tzn. satelita ∏àczy∏by si´ bezpoÊrednio z abonentem. W przy-
padku Internetu abonent otrzymywa∏by dane za pomocà ma-

∏ej anteny parabolicznej. Inna koncepcja, znana pod nazwà
lokalnego dost´pu wielopunktowego (w Kanadzie lokalne-
go systemu ∏àcznoÊci wielopunktowej) jest podobna do sys-
temu telefonii komórkowej, czyli dane przekazywane sà za po-
mocà fal radiowych pomi´dzy stacjami bazowymi i antenami
odbiorczymi umieszczonymi na domach.

Nie ma jednoznacznego, prostego systemu ocen do porów-

nania tych szerokopasmowych technik. Dobrze by∏oby na
przyk∏ad uszeregowaç je wed∏ug przepustowoÊci. Ale nie-
mal wszystkie one mogà dzia∏aç z ró˝nà pr´dkoÊcià, zale˝-
nà od aktualnej implementacji.

Wszak˝e bioràc pod uwag´ kluczowe cechy ka˝dej z tych

technik, mo˝emy przynajmniej rozwa˝yç prawdopodobne
odpowiedzi na kilka zasadniczych pytaƒ, takich jak: Czy jed-
na z technik zdominuje pozosta∏e? Czy ∏àcznoÊç szerokopa-
smowa stanie si´ wkrótce bardziej dost´pna i przyst´pna?
Pracujà nad tym najpot´˝niejsze si∏y w przemyÊle i tam
wszystko si´ rozstrzygnie.

Przysz∏oÊç kana∏u TV: 30 Mb/s

Jakkolwiek przemys∏ telewizji kablowej instalowa∏ rozle-

g∏à sieç kabli koncentrycznych tylko do przekazu TV, od koƒ-
ca lat osiemdziesiàtych jest ona intensywnie modernizowa-
na, aby umo˝liwiç inne us∏ugi, równie˝ dost´p do Internetu,
a nawet us∏ugi telefoniczne. Cz´Êç tych dzia∏aƒ to po∏o˝enie ∏à-
czy Êwiat∏owodowych pomi´dzy g∏ównymi w´z∏ami dystry-
bucji sygna∏u i w´z∏ami osiedlowymi, a nast´pnie u˝ycie ist-
niejàcych kabli wspó∏osiowych do rozprowadzenia sygna∏u
w sàsiedztwie lub cz´Êci miasta. Instalujàc Êwiat∏owód tylko

tam, gdzie by∏ on najbardziej po-
trzebny, operatorzy kablowi wy-
dali znacznie mniej pieni´dzy,
ni˝ by∏oby konieczne, gdyby
Êwiat∏owodami zastàpiç wszyst-
kie ∏àcza w sieci. Nawet cz´Êcio-
we u˝ycie Êwiat∏owodów znacz-

nie poprawi∏o jakoÊç sygna∏u TV i jednoczeÊnie umo˝liwi∏o
dwukierunkowy przekaz Internetu i ruchu telefonicznego.
Aby mieç dost´p do Internetu, abonent musi mieç modem ka-
blowy, urzàdzenie, które do∏àcza si´ do gniazdka podobnie
jak odbiornik telewizyjny, ale dekoduje i przetwarza ono sy-
gna∏ transmisji danych, a nie sygna∏y transmisji TV.

PrzepustowoÊç systemów hybrydowych (HFC – hybrid fi-

ber-coax) jest bardzo du˝a. Tylko jeden z wielu kana∏ów te-
lewizyjnych oferowanych abonentom pozwala przes∏aç dane
z pr´dkoÊcià ponad 30 Mb/s. Ponadto daje si´ przydzieliç
wi´cej kana∏ów TV dla szerokopasmowego przekazu Interne-
tu, jeÊli popyt przyniesie zyski usprawiedliwiajàce eliminacj´
jednego z programów telewizyjnych.

W systemie HFC kana∏ transmisji danych jest wspó∏u˝ytko-

wany przez abonentów do∏àczonych do koƒcówki Êwiat∏owo-
du kablami koncentrycznymi. Dlatego efektywna pr´dkoÊç
transmisji danych uzyskiwana przez poszczególnych u˝yt-
kowników zale˝y od tego, ilu z nich korzysta z ∏àcza w tym
samym czasie. Dobrze zaprojektowana sieç mo˝e dostarczaç
ka˝demu abonentowi pakiety danych z Internetu z pr´dko-
Êcià oko∏o 10 Mb/s. System zapewnia równie˝ kana∏ zwrotny
o mniejszej przepustowoÊci, s∏u˝àcy do przekazywania da-
nych w odwrotnym kierunku – od abonenta do Internetu.

Wprost z centrali telefonicznej

Przemys∏ telefoniczny opracowa∏ nowe techniki szybkiej

transmisji danych przez par´ miedzianych drutów stosowa-
nych zwykle do przesy∏ania rozmów telefonicznych. Na przy-

20 Â

WIAT

N

AUKI

Marzec 2000

R

APORT

S

PECJALNY

EntuzjaÊci b´dà

b∏yskawicznie

przeskakiwaç

ze strony na stron´.

22 Â

WIAT

N

AUKI

Marzec 2000

R

APORT

S

PECJALNY

k∏ad sieç zwana cyfrowà siecià us∏ug zintegrowanych (ISDN –
Integrated Services Digital Network) dzia∏a od lat i zapewnia
przepustowoÊç 64 lub 128 kb/s. Jednak problemy taryfikacyj-
ne i opóênienie we wprowadzaniu ISDN na skutek d∏ugotrwa-
∏ych procedur prawnych spowodowa∏y, ˝e jest niewiele bardziej
u˝yteczna ni˝ szybkie wspó∏czesne modemy

4

. Us∏uga, w któ-

rej oferuje si´ znacznie wi´kszà przepustowoÊç, zwana T1, zo-
sta∏a opracowana do jednoczesnej obs∏ugi wielu po∏àczeƒ g∏o-
sowych i adresowana do przedsi´biorstw. Pr´dkoÊç transmisji
w tym systemie wynosi 1.544 Mb/s i niektóre ma∏e firmy, a na-
wet abonenci domowi prowadzàcy dzia∏alnoÊç gospodarczà
zacz´li wykorzystywaç T1 do dost´pu do danych. Koszt tej
us∏ugi utrzymano jednak na poziomie cen komercyjnej ∏àcz-
noÊci g∏osowej – na takie wydatki na dost´p do danych nie
mo˝e sobie pozwoliç wi´kszoÊç abonentów prywatnych.

Do obiecujàcych obecnie technik nale˝y cyfrowa linia abo-

nencka (Digital Subscriber Line – DSL), która wykorzystuje
konwencjonalnà lini´ telefonicznà, ale zapewnia znacznie
wi´ksze pr´dkoÊci transmisji danych dzi´ki u˝yciu innych
urzàdzeƒ elektronicznych na koƒcach tej linii. Zwyk∏a linia
telefoniczna w postaci skr´conej lub równoleg∏ej pary przewo-
dów prowadzi od aparatu abonenta do niezbyt odleg∏ej cen-
trali telefonicznej. Tam jest do∏àczona do skomplikowanego
urzàdzenia komutujàcego (prze∏àcznika), które kieruje po∏à-
czenia telefoniczne do innych
centrali lub aparatów, zale˝nie
od potrzeby. Wi´kszoÊç centrali
zosta∏a zaprojektowana do trans-
misji g∏osowych i nie jest przy-
stosowana do przekazywania
danych z du˝à pr´dkoÊcià. Mo-
demy do∏àczone do linii komutowanych mogà dzia∏aç (z pr´d-
koÊcià do 56 kb/s) tylko dlatego, ˝e ich konstruktorzy poko-
nali ogromne trudnoÊci, opracowujàc takie systemy
kodowania danych, aby mog∏y one byç przekazywane przez
istniejàce centrale telefoniczne.

DSL jest znacznie szybsza, poniewa˝ nie korzysta z istnie-

jàcych urzàdzeƒ komutacyjnych. W centralach sà instalowa-
ne nowe urzàdzenia komutacyjne, wykorzystujàce do prze-
sy∏ania danych pe∏nà przepustowoÊç linii telefonicznych;
normalne rozmowy telefoniczne jej nie wymaga∏y. DSL u˝y-
wa tak˝e bardziej z∏o˝onych algorytmów kodowania danych
w paÊmie szerszym, obejmujàcym znacznie wi´ksze cz´sto-
tliwoÊci ni˝ niezb´dne do przekazywania g∏osu.

Wyst´puje kilka wersji DSL, zale˝nie od odleg∏oÊci pomi´-

dzy domem i centralà. Obecnie, aby skorzystaç z tej us∏ugi, dy-
stans mi´dzy domem i centralà nie mo˝e przekraczaç 5 km.
Najpopularniejszà wersjà jest asymetryczna DSL (ADSL).
Przekazuje ona dane z pr´dkoÊcià 3–4 Mb/s do abonenta
i wolniej, zwykle poni˝ej 1 Mb/s, w kierunku przeciwnym.

Linie Êwiat∏owodowe majà wiele zalet w porównaniu z pa-

rami przewodów miedzianych czy kablami wspó∏osiowymi.
Najwa˝niejsza z nich to zdolnoÊç przesy∏ania danych ze znacz-
nie wi´kszà pr´dkoÊcià – milionów megabitów na sekund´.
Obecnie na obszarze wielu krajów dzia∏ajà setki, jeÊli nie ty-
siàce linii Êwiat∏owodowych, tworzàc szkielet istniejàcych
sieci telefonicznych, telewizji kablowej i Internetu.

Sygna∏ przesy∏any w Êwiat∏owodzie to wiàzka Êwiat∏a la-

serowego. W∏aÊciwoÊci optyczne Êwiat∏owodu powodujà, ˝e
Êwiat∏o mo˝e go opuÊciç jedynie na koƒcu. Laser jest w∏àcza-
ny i wy∏àczany miliardy razy na sekund´, generujàc impul-
sy Êwiat∏a odpowiadajàce bitom. Impulsy te sà przesy∏ane
wzd∏u˝ w∏ókna i na jego koƒcu przetwarzane ponownie na sy-
gna∏ elektryczny.

Jak w przypadku ka˝dej infrastruktury koszt zainstalowa-

nia sieci dochodzàcej do wielu domów jest du˝y. Mo˝liwym

sposobem jego zmniejszenia jest u˝ycie jednego w∏ókna do
obs∏ugi skupiska domów zamiast doprowadzania do ka˝de-
go domu osobnego Êwiat∏owodu. Ten taƒszy system, który
jak si´ wydaje, zapewnia kompromis mi´dzy kosztami i jako-
Êcià, nazywa si´ „w∏ókno do kraw´˝nika”. Âwiat∏owód jest
doprowadzony z centrali do niewielkiej skrzynki umieszczo-
nej na chodniku blisko kraw´˝nika, a stàd odchodzà tradycyj-
ne pary miedzianych przewodów lub kabli wspó∏osiowych do
10–15 pobliskich domów.

Wprost z orbity

Ze wszystkich tych mo˝liwoÊci ∏àcznoÊç satelitarna jest naj-

bardziej zaawansowana i najbardziej ryzykowna – zarówno
z technicznego, jak i inwestycyjnego punktu widzenia.

Wi´kszoÊç istniejàcych satelitów telekomunikacyjnych to

satelity geostacjonarne. Sà one umieszczone dok∏adnie na
takiej wysokoÊci ponad Ziemià, ˝e ich pr´dkoÊç kàtowa na
orbicie jest taka sama jak pr´dkoÊç kàtowa obrotu Ziemi.
W wyniku tego ich pozycja na niebie jest sta∏a wzgl´dem od-
biorników na Ziemi. Dlatego czasze domowych anten sateli-
tarnych nie muszà si´ poruszaç, aby Êledziç satelit´.

Satelity geostacjonarne majà jednak kilka wad. Du˝a od-

leg∏oÊç do nich (oko∏o 36 tys. km) powoduje, ˝e opóênienie

sygna∏u na tej drodze tam i z
powrotem wynosi oko∏o 0.25 s,
co w wielu przypadkach pogar-
sza jakoÊç transmisji danych.
Odleg∏oÊç ta oznacza równie˝,
˝e satelita musi mieç nadajnik
o du˝ej mocy lub przesy∏aç dane

z mniejszà pr´dkoÊcià. Ponadto na orbicie geostacjonarnej
jest ograniczona liczba mo˝liwych pozycji satelitów i miejsca
te w wi´kszoÊci sà ju˝ zaj´te.

Przygotowywane obecnie satelity nast´pnej generacji zosta-

nà umieszczone na znacznie ni˝szych orbitach. Satelity za-
miast wydawaç si´ nieruchome b´dà przelatywaç nad g∏o-
wami. JeÊli umieÊci si´ ich na orbicie dostatecznie du˝o,
przynajmniej jeden z nich b´dzie zawsze w zasi´gu w do-
wolnej chwili ponad dowolnym punktem. Te niskoorbitowe
(low earth orbit – LEO) satelity mogà komunikowaç si´ mi´-
dzy sobà [patrz:

RAPORT SPECJALNY: „

Telekomunikacja XXI

wieku”; Âwiat Nauki, czerwiec 1998]. Pozwala to realizowaç po-
∏àczenia mi´dzy odleg∏ymi punktami przez wysy∏anie infor-
macji do satelity, który akurat jest w zasi´gu, ten zaÊ przeka-
˝e jà do innego, znajdujàcego si´ w danej chwili ponad
miejscem jej przeznaczenia.

Systemy LEO majà wiele zalet. Poniewa˝ typowa wyso-

koÊç orbity nie przekracza 2 tys. km, opóênienie sygna∏ów
jest bardzo ma∏e. Satelity mogà dzia∏aç na ró˝nych wysoko-
Êciach, jest wi´c do dyspozycji du˝o orbit i mo˝na rozmieÊciç
wiele systemów. Niska orbita oznacza tak˝e mniejszà moc
nadajników radiowych i mniejsze anteny na domach.

Koszty instalacji systemu sà bardzo du˝e, poniewa˝ trzeba

wys∏aç na orbity dziesiàtki satelitów. Musimy byç przeÊwiad-
czeni, ˝e popyt na us∏ugi uzasadnia wysokie nak∏ady. Telefo-
niczny system LEO w konfiguracji takiej jak Iridium Moto-
roli ju˝ dzia∏a

5

, a kilka firm planuje uruchomienie systemów

LEO do transmisji danych z pr´dkoÊcià do 1 Gb/s.

Bez drutu na twardej ziemi

Dostawa us∏ug szerokopasmowych mo˝e byç i naziemna,

i bezprzewodowa. Na tym rynku spotyka si´ techniki o zró˝-
nicowanych w∏aÊciwoÊciach, na przyk∏ad system lokalnego
dost´pu wielopunktowego LMDS (local multipoint distri-

Jeden kana∏

telewizji kablowej ma

przepustowoÊç

30 Mb/s.

bution services), wykorzystujàcy fale radiowe o bardzo wiel-
kiej cz´stotliwoÊci (28 GHz)

6

.

G∏ównà przyczynà wprowadzania tego systemu jest fakt,

˝e koszt instalacji systemu szerokopasmowego, bazujàcego
na przewodach lub Êwiat∏owodach, to nie cena kabla, ale
przede wszystkim pracy koniecznej do jego instalacji. W sys-
temie LMDS unika si´ przewodów i stosuje zamiast nich ∏à-
cza radiowe do przesy∏ania danych do i z domu. Podobnie
jak w telefonii komórkowej w sieciach LMDS po∏àczenia ra-
diowe sà nawiàzywane pomi´dzy antenà stacji bazowej a roz-
proszonymi urzàdzeniami odbiorczymi.

System jest konstruowany w ró˝nych konfiguracjach za-

le˝nie od odleg∏oÊci pomi´dzy stacjami bazowymi, pr´dkoÊci
transmisji i takich czynników, jak przemieszczanie modu∏u
odbiorczego. W odró˝nieniu od abonentów telefonii komór-
kowej u˝ytkownicy Internetu raczej nie przemieszczajà si´,
co bardzo upraszcza system. Jeden z systemów bezprzewo-
dowej transmisji danych ma korzystaç z istniejàcych wie˝
z antenami telefonii komórkowej; ich rozmieszczenie na-
rzuca parametry urzàdzeƒ systemu. Obecne systemy tego ty-
pu zapewniajà umiarkowane pr´dkoÊci transmisji danych:
10–50 kb/s, i sà przeznaczone dla ruchomych u˝ytkowników
Internetu. Operatorzy telefonii komórkowej planujà bardziej
efektywne wykorzystanie wie˝ antenowych – zaproponujà
odbiorcom stacjonarnym us∏ugi transmisji danych ∏àczami
o przepustowoÊci do 1 Mb/s. Oferty rynkowej mo˝na si´ spo-
dziewaç za kilka lat.

Inne systemy LMDS sà oparte na g´stszym rozmieszcze-

niu stacji bazowych. Mniejsze anteny da si´ umieszczaç na
s∏upach telefonicznych albo zawieszaç na przewodach po-

mi´dzy s∏upami. Instalacja tych systemów b´dzie dro˝sza,
poniewa˝ potrzeba do tego wi´kszej liczby stacji bazowych,
ale mniejsze odleg∏oÊci transmisji radiowej umo˝liwiajà wi´k-
szà przepustowoÊç.

Bardzo du˝e cz´stotliwoÊci noÊne systemów LMDS narzu-

cajà pewne ograniczenia, poniewa˝ w tym przypadku fale
radiowe biegnà po liniach prostych i mogà byç blokowane
przez budynki i inne przeszkody. Co gorsza, nie przenikajà
przez materi´ wilgotnà i dlatego êle przechodzà przez listo-
wie. Jednak bardzo du˝a szerokoÊç pasma (1.3 GHz) daje
mo˝liwoÊç transmisji danych do domów z bardzo du˝à pr´d-
koÊcià. Obecnie prowadzi si´ wst´pne próby systemów LMDS,
obejmujàce oko∏o 10 tys. abonentów w USA.

Jak szybko?

Z powy˝szych krótkich charakterystyk wynika, ˝e syste-

my szerokopasmowe ró˝nià si´ wydajnoÊcià i zakresem us∏ug,
które mo˝na za ich pomocà realizowaç. Na przyk∏ad ADSL nie
ma wystarczajàcej przepustowoÊci, aby przekazywaç telewi-
zj´, i mo˝e s∏u˝yç jedynie do transmisji danych i g∏osu. Pew-
ne systemy typu „Êwiat∏owód do kraw´˝nika” s∏u˝à do prze-
kazu telewizyjnego, inne – tylko g∏osu. Obecnie instalowane
systemy satelitarne nie sà uniwersalne, lecz ka˝dy z nich prze-
znaczony jest do okreÊlonego zadania: przesy∏ania g∏osu, da-
nych lub programu TV.

Wszystkie omawiane systemy sà ju˝ w u˝yciu od jakie-

goÊ czasu, a szybki rozwój Internetu stawia nowe wyzwania
projektowe. Wiadomo, jakiej przepustowoÊci kana∏u wyma-
ga rozmowa telefoniczna, a podczas projektowania syste-

Zapraszamy do naszej ksi´garni internetowej www.merlin.com.pl

Zamówienia zbiorowe realizuje Dzia∏ Sprzeda˝y Ksià˝ek, ul. Gara˝owa 7, 02-651 Warszawa, tel. [phone]

(pokrywamy koszty wysy∏ki)

.

Zamówienia indywidualne w sprzeda˝y wysy∏kowej realizuje Klub Ksià˝ki Ksi´garni Krajowej, skr. pocztowa 21, 02-600 Warszawa 13 lub telefonicznie pod numerami:

0-800-224-488, 0-800-123-124 (linie bezp∏atne), a tak˝e (0-22) 843-51-21 i (0-22) 843-41-61

(do ka˝dego zamówienia doliczamy 4,50 z∏ na koszty wysy∏ki),

lub przez e-mail: [e-mail].

Zapraszamy do naszych ksi´garni firmowych: w Warszawie – ul. Bagatela 14, ul. Ró˝ana 34, ul. Gara˝owa 7, ul. Nowy Âwiat 44; w Gdaƒsku – ul. D∏uga 67/68; w Gdyni – ul. Âwi´tojaƒska 74 ;

w Krakowie – ul. S∏awkowska 10; w Olsztynie – ul. 1 Maja 13; w Toruniu – ul. Che∏miƒska 5; we Wroc∏awiu – Rynek 7.

Informacje o naszych ksià˝kach mo˝na znaleêç na stronie internetowej www.proszynski.com.pl

Szko∏a podstawowa

Gimnazjum

NASZE KSIÑ˚KI POMAGAJÑ POZNAWAå ÂWIAT

N

owoczesne podr´czniki dla gimnazjum na trzy lata

M

odu∏owy uk∏ad treÊci

pozwala nauczycielowi
na dowolny dobór materia∏u

D

oÊwiadczenia i zadania

uczàce samodzielnego myÊlenia

C

iekawe zdj´cia i rysunki

P

rzekazywanie wartoÊci spo∏ecznych

P

obudzanie wra˝liwoÊci

na pi´kno otaczajàcego Êwiata

24 Â

WIAT

N

AUKI

Marzec 2000

R

APORT

S

PECJALNY

mu telefonicznego znana jest przewidywana liczba rozmów.
Tak samo system kablowej TV jest projektowany przy za∏o-
˝eniu okreÊlonej liczby kana∏ów telewizyjnych. Ale w przy-
padku Internetu pr´dkoÊç transmisji mo˝e bardzo si´ ró˝niç.
Teraz wi´c projektantom systemów i operatorom us∏ug sze-
rokopasmowych pozostaje domyÊliç si´, ile pieni´dzy zechcà
ludzie wydaç na szybszy dost´p, co sprowadza si´ ostatecz-
nie do ustalenia, ile radoÊci ten szybki dost´p im sprawi.

Projektantów n´ka niepewnoÊç co do przysz∏ych oczeki-

waƒ u˝ytkowników. Najbardziej popularnà aplikacjà Interne-
tu jest sieç WWW, która ma swoje wymagania. Ale Internet
to znacznie szerszy zakres zastosowaƒ, z których ka˝de ma in-
ne wymagania telekomunikacyjne, a nie jest oczywiste, któ-
re z nich zdob´dzie popularnoÊç w przewidywanym okresie
dzia∏ania instalowanych obecnie systemów.

Bioràc pod uwag´ rozmaitoÊç systemów i wymagaƒ tech-

nicznych, mo˝emy pokusiç si´ o spekulacje, która z technik
szerokopasmowych oka˝e si´
zwyci´ska. Ró˝nice technicz-
ne majà znikomy wp∏yw na liczb´
instalowanych urzàdzeƒ. Wszyst-
kie systemy sà wykonalne. Jedy-
nie system satelitów niskoorbito-
wych przeznaczonych wy∏àcznie
do transmisji danych nie zosta∏
sprawdzony w praktyce. Prawdziwa bariera to koszty insta-
lowania. Jak ∏atwo przewidzieç, ekspansja systemu zale˝y od
ekonomiki oraz struktur i powiàzaƒ biznesowych.

Wed∏ug szacunków firm przemys∏owych koszt okablowa-

nia osiedla, przy za∏o˝eniu równego roz∏o˝enia kosztów na
wszystkie domy, wynosi oko∏o tysiàca dolarów na jeden dom.
JeÊli przyjàç, ˝e w USA jest oko∏o 100 mln domów, to dopro-
wadzenie nowej linii do ka˝dego z nich kosztowa∏oby w ska-
li kraju oko∏o 100 mld dolarów. Trudno uzasadniç tak ogrom-
nà sum´, zw∏aszcza ˝e znaczenie Internetu (i szerokopasmo-
wego do niego dost´pu) ciàgle jeszcze nie jest ugruntowane.
Poniewa˝ indywidualne instalacje sà znacznie bardziej kosz-
towne, wi´c jakiekolwiek kablowanie „po trochu” odosob-
nionych abonentów by∏oby jeszcze mniej sensowne.

Dlatego te˝ operatorzy kablowi i telefoniczni idà naprzód,

dokonujàc ma∏ych ulepszeƒ, które sà znacznie taƒsze ni˝ ca∏-
kowita wymiana sieci. Nie jest niespodziankà, ˝e operatorzy
kablowi sprzedajà dziÊ us∏ugi szerokopasmowego dost´pu
do Internetu, korzystajàc ze swoich hybrydowych „Êwiat∏o-
wód–kabel koncentryczny” sieci i modemów kablowych. Jed-
noczeÊnie operatorzy telefoniczni oferujà t´ samà us∏ug´, ba-
zujàc na ADSL i swoich wszechobecnych miedzianych parach
przewodów. A zatem mieszanina technologii kablowych
i DSL w USA nie b´dzie w ˝adnej mierze skutkiem tego, ˝e
majà one porównywalne parametry techniczne. B´dzie nato-
miast w pe∏ni rezultatem zbli˝onej polityki inwestycji i mar-
ketingu obu wspomnianych pot´g rynkowych.

Niewielu inwestorów popar∏oby instalacj´ ca∏kowicie no-

wej sieci, takiej jak „Êwiat∏owód do domu”. Ale gdy instalacj´
planuje si´ na przyk∏ad jako cz´Êç infrastruktury nowej dzia∏-
ki budowlanej, jest to ju˝ motywacja do za∏o˝enia sieci tak no-

woczesnej, jak to tylko mo˝liwe.
A zatem „Êwiat∏owód do domu”
zostanie za∏o˝ony w nowych in-
stalacjach, najprawdopodobniej
przez lokalnych operatorów ka-
blowych lub telefonicznych. Co
ciekawsze, „Êwiat∏owód do do-
mu” lub „Êwiat∏owód do kraw´˝-

nika” mo˝e spowodowaç, ˝e do transmisyjnego biznesu wej-
dà dostawcy energii elektrycznej, dostrzegajàc szans´ sukcesu
podobnego do tego, który odnieÊli, monopolizujàc rynek pro-
dukcji tej energii. Wielu z nich bowiem posiada dobra ogrom-
nej wartoÊci – drogi dost´pu („rights-of-way”), czyli s∏upy i li-
nie przesy∏owe, biegnàce wzd∏u˝ ulic i g∏ównych arterii
komunikacyjnych. Dowieszenie dodatkowego kabla transmi-
sji danych do starych linii energetycznych b´dzie bardzo ∏atwe.
Potwierdza si´ wi´c, ˝e ka˝dà technik´ przewodowà nale˝y wi-
dzieç raczej jako zaj´cie kolejnej niszy rynkowej ni˝ jako rywa-
la w obszarze parametrów technicznych.

Operatorom, którzy chcà wejÊç w ten szerokopasmowy

biznes, ale nie majà przy∏àczy domowych lub dróg dost´pu,
pozostajà systemy radiowe lub satelitarne. Ich budowa,

SZYBKI DOST¢P DO INTERNETU
przyspiesza reakcj´ sieci przez
skrócenie czasu transmisji danych.
Wykres przedstawia zale˝noÊç
czasu Êciàgania strony WWW, za-
wierajàcej ilustracje i inne ele-
menty, z drugiego kraƒca USA od
przepustowoÊci ∏àcza. Z krzywej
uzyskanej w wyniku drobiazgo-
wej symulacji dzia∏ania sieci wyni-
ka, ˝e dla modemu 56 kb/s czas
ten przekracza 40 s, podczas gdy
dla transmisji szerokopasmowej
jest mniejszy ni˝ 10 s. Nie poka-
zano tu wszystkich przypadków
– dla wi´kszoÊci komputerów
osobistych granic´ okreÊla ∏àcze
10 Mb/s Ethernet. Nawet sieç
„Êwiat∏owód do domu” nie mo-
˝e zejÊç poni˝ej 6 s, na które sk∏a-
da si´ czas przetwarzania danych
w sieci i opóênienia wynikajàce
ze skoƒczonej pr´dkoÊci propa-
gacji w Êwiat∏owodzie.

CZAS TRANSFERU DANYCH Z SIECI (s)

1000

100

10

1

0.01

0.1

1.0

10

PRZEPUSTOWOÂå (Mb/s)

10 Mb/s Ethernet

128 kb/s ISDN (cyfrowa sieç us∏ug zintegrowanych)

56 kb/s modem

HFC (sieç hybrydowa

Êwiat∏owód–kabel wspó∏osiowy)

DSL (sieç cyfrowych linii abonenckich)

SARAH DONELSON; èRÓD¸O: XIAOWEI YANG

MIT

Pojedynczy Êwiat∏owód

ma przepustowoÊç

kilkuset Gb/s.

zw∏aszcza w rejonach miejskich o du˝ej g´stoÊci zaludnienia,
jest taƒsza ni˝ budowa sieci przewodowej, ale wcià˝ jeszcze
bardzo kosztowna. Spójrzmy na AT&T, która jako operator
telefonicznego ruchu dalekodystansowego nie ma bezpo-
Êrednich przy∏àczy do domów. Firma ta przeznaczy∏a ponad
100 mld dolarów na wykupienie firm kablowych, takich
jak gigantyczna Tele-Communication, Inc., aby uzyskaç sze-
rokopasmowy dost´p do cz´Êci amerykaƒskich domów (jak
na ironi´, poprzez rozbudowanà sieç telewizji kablowej TCI).
Do obs∏ugi tych obszarów kraju, na których wch∏oni´te fir-
my nie majà dost´pu przewodowego, AT&T instaluje syste-
my radiowe.

Starcie tytanów: kabel kontra Telcos

Techniki szerokopasmowe nie pojawi∏y si´ na rynku tak

szybko, jak niektórzy oczekiwali. Stàd frustracja towarzyszà-
ca ich powolnemu rozprzestrzenianiu si´ prowadzi∏a do spe-
kulacji, ˝e realny popyt jest zbyt ma∏y, aby usprawiedliwiç
wielkoÊç inwestycji. Szybki rozwój Internetu przyspieszy∏
bieg rzeczy. Oczekiwano, ˝e zmiany w przepisach telekomu-
nikacyjnych zach´cà operatorów telefonicznych do oferowa-
nia telewizji, a operatorów kablowych – us∏ug telefonicznych,
co zwi´kszy konkurencj´ w ka˝dym z tych sektorów. W rze-
czywistoÊci niewiele si´ wydarzy∏o. Jednak ogromny popyt na
Internet, który mogà ∏atwo zaspokajaç firmy z obu obszarów,
po raz pierwszy sk∏ania je do rywalizacji.

Ka˝dy z tych sektorów, jeÊli zainwestuje wi´cej w infra-

struktur´, mo˝e przechwyciç lwià cz´Êç udzia∏ów na rynku
us∏ug szerokopasmowych. W tej chwili dominujà operato-
rzy kablowi ze swà hybrydowà technologià „Êwiat∏owód–ka-
bel koncentryczny”. Za to operatorzy telefoniczni posiadajà
kapita∏ i obecnie, majàc DSL (tak˝e technik´), mogà oddzia-
∏ywaç na rynek i ju˝ to robià. Jest zbyt wczeÊnie, aby powie-
dzieç, czy systemy radiowe lub satelitarne stanà si´ zagro˝e-

niem dla kabla i DSL. Jak si´ wydaje, „Êwiat∏owód do domu”
pozostanie propozycjà zbyt drogà, przynajmniej w najbli˝-
szej przysz∏oÊci.

Wyglàda na to, ˝e w dalszej perspektywie klienci zostanà

najlepiej obs∏u˝eni, jeÊli wszystkie techniki si´ sprawdzà, co
spowoduje ˝ywsze wspó∏zawodnictwo i zwi´kszy mo˝liwo-
Êci wyboru. Internet mo˝e wykorzystywaç wszystkie oma-
wiane techniki i to stanowi o jego sile. Na szcz´Êcie nie musi
na placu zostaç tylko jeden zwyci´zca, który przeniesie nas do
nast´pnego etapu ewolucji Internetu, niezale˝nie od postaci,
jakà ten etap ostatecznie przybierze.

T∏umaczy∏

Micha∏ Ramotowski

Przypisy t∏umacza i redakcji:

1

Termin „Internet” jest tu u˝ywany w szerszym znaczeniu – globalnej sieci

telekomunikacyjnej – a nie jako synonim sieci (us∏ug) WWW, oznaczanej w tek-
Êcie jako sieç WWW lub po prostu Sieç.

2

Termin „modem”, jeÊli nie podano dodatkowego okreÊlenia, oznacza w tym

artykule popularny modem s∏u˝àcy do przekazywania danych przez komuto-
wanà lini´ telefonicznà (dial-up modem).

3

W Polsce TP S.A. stosuje protokó∏ V.90, który jest protoko∏em asymetrycz-

nym wykorzystujàcym do transmisji dwa kana∏y komunikacyjne: 56 kb/s przy
transmisji danych do modemu (downstream) i 28.8 lub 33.6 kb/s przy trans-
misji danych z modemu (upstream). Jednak osiàgane w praktyce pr´dkoÊci
(automatycznie negocjowane przez modemy bioràce udzia∏ w wymianie
danych) sà zazwyczaj mniejsze i zale˝à od systemu transmisji na drodze od
dostawcy Internetu do modemu u˝ytkownika oraz d∏ugoÊci i jakoÊci ∏àcza
telefonicznego.

4

Telekomunikacja Polska S.A. oprócz us∏ug ISDN oferuje eksperymentalnie

w wybranych centralach us∏ugi SDI (Szybki Dost´p do Internetu) bazujàce na
urzàdzeniach Ericssona zwanych HIS (Home Internet Solution). HIS pozwala
na równoczesne przesy∏anie danych i korzystanie z telefonu przez zwyk∏e mie-
dziane linie telefoniczne. Je˝eli ∏àczem przesy∏ane sà tylko dane, pr´dkoÊç trans-
misji dochodzi do 115.2 kb/s; spada ona do 57.6 kb/s, gdy równoczeÊnie pro-
wadzona jest rozmowa telefoniczna. W rozwiàzaniu HIS ka˝dy komputer ma
przydzielony sta∏y numer IP, wi´c u˝ytkownik mo˝e uruchomiç w∏asny ser-
wer FTP lub WWW. Upowszechnieniu tego z za∏o˝enia domowego urzàdzenia
mo˝e przeszkodziç zaporowa cena instalacji si´gajàca

2

/

3

Êredniej pensji pra-

cowniczej. Wi´cej informacji znajduje si´ pod adresem http://www.tpsa.pl/sdi.

5

System Iridium znajduje si´ na granicy bankructwa spowodowanego ma∏ym

popytem na oferowane us∏ugi – potencjalnych klientów odebra∏y mu ˝ywio-
∏owo rozwijajàce si´ sieci telefonii komórkowej.

6

LMDS jest obecnie oferowany w Polsce przez niezale˝nych operatorów.

Nie zawsze byliÊmy sami

Ian Tattersall
Ilustracje: Jay H. Matternes

Ujemna energia i podró˝e w czasie

Lawrence H. Ford, Thomas A. Roman

Topnienie poni˝ej zera

John S. Wettlaufer, J. Greg Dash

Szybkie koleje – nowe rozwiàzania

Richard F. Post

Przezroczyste zwierz´ta

Sönke Johnsen

Widzenie
– okno na ÊwiadomoÊç

Nikos K. Logothetis

Cyfrowe materia∏y
wirtualnych ubiorów

Julie Dorsey, Pat Hanrahan