Wifi in hogere versnelling

Hotspots zijn bijna dagelijks in het nieuws. Recentelijk vergrootte T-Mobile haar rol in deze markt door de overname van Via Wia, KPN stapte al heel vroeg in door de overname van Hubhop. De telecomaanbieders gokken liever niet op alleen gprs en umts. De noodzaak hiertoe vormt waarschijnlijk niet zozeer wifi, als wel haar opvolger, wimax. Daarmee zijn vooral vaste locaties, waar breedband schaars is, te ontsluiten. Maar er is ook nadrukkelijk een mobiele uitbreiding in ontwikkeling.

Stormachtig is de groei van wifi nog steeds te noemen. Vooral als draadloos ‘verlengstuk’ van een breedbandige internetverbinding via adsl of kabel vindt de wlan-apparatuur volgens 802.11a, b of g zijn weg naar menig huishouden en kantoorpand. Het bereik tot zo’n vijftig meter per toegangspunt is voor de meeste toepassingen voldoende, al schakelt de snelheid vaak snel terug als dikke muren zich opwerpen. In de buitenlucht zijn, dankzij zichtverbindingen (‘line of sight’), wel veel grotere afstanden te overbruggen.
Toegangspunten en wifi-uitbreidingen voor pda’s en notebooks zijn afkomstig van fabrikanten als Linksys, Sitecom, D-link en Senao. In de meeste moderne notebooks is de voorziening voor draadloze toegang overigens al ingebouwd, bijvoorbeeld op basis van Centrino. Voor netwerkgebruik valt de snelheid van een wlan vaak tegen, wie bijvoorbeeld een video wil streamen over het netwerk zal kritisch naar de gebruiksomgeving en zijn componenten moeten kijken. Voor breedband internet is die kritische blik niet nodig, de bottleneck ligt dan veel eerder bij de internetaanbieder.
Breedband is al evenmin weg te denken: al meer dan 22 procent van de Nederlandse huishoudens ging overstag. In 2002 had nog maar 12 procent zo’n aansluiting. Toch vallen te veel locaties nog buiten het dekkingsgebied van adsl of kabel. Dit gaat dan vooral om bijzondere buitenwijken en afgelegen gebieden, toch al snel zo’n 15% van de Nederlandse huishoudens. Na de liberalisatie van de Europese telecommarkt bestaat geen aansluitplicht (universal service) meer. Evenmin is er een universal service fonds om eventuele gaten in de dekking te kunnen dichten. Ook de plannen voor glasvezelinfrastructuur wijzen niet richting een honderd procent penetratie. Er is dus behoefte aan een voordelige ‘laatste kilometer’-technologie.

‘Fixed wireless’

Nu al vormt wifi soms een oplossing voor het overbruggen van het laatste stukje van de internetaanbieder naar de woning, ofwel ‘fixed wireless’. Bedrijven brengen het onder de noemer wdsl (wireless dsl) op de markt. Een van de initiatieven komt van Aether Arcus, dat in ondermeer Gelderland, Friesland en Breda actief is. Op meerdere locaties heeft het bedrijf een netwerk van toegangspunten geplaatst, vooral op hoge gebouwen zoals masten of kerktorens. Deze toegangspunten worden, door het ontbreken van een locale infrastructuur, op hun beurt veelal ook weer draadloos aangestuurd. De abonnee vangt het signaal op met een kleine buitenantenne. Het bedrijf gebruikt 802.11b dat onder normale omstandigheden niet het gewenste bereik oplevert, maar door de hoge plaatsing van de toegangspunts verdwijnen obstakels wat een zichtverbinding oplevert. Een goede antenne doet de rest, en levert een veel groter bereik tot wel twee kilometer op. Het geeft de abonnee een met adsl vergelijkbare snelheid. Voor zakelijke gebruikers biedt het bedrijf ook symmetrische verbindingen tot wel 24 Mbit/s. In dat geval kiest Aether Arcus echter liever voor de 5.4 of 5.7 GHz band.
Om de veiligheid te waarborgen heeft iedere gebruiker zijn eigen inloggegevens, gekoppeld aan het unieke mac-adres van de apparatuur thuis. Daarnaast vindt encryptie plaats middels wep (wired equivalent privacy), om het ongewenst aftappen van data door derden tegen te gaan. Om een betrouwbare verbinding te kunnen bieden, onafhankelijk van de weersinvloeden, is verder gekozen voor een kleine buitenantenne. Zeker voor langere afstanden is een zichtverbinding echter wel noodzakelijk, waardoor de antenne strategisch op het dak of hoog tegen de zijgevel van het huis moet worden geplaatst.

Wimax

Wifi dient ook als technologie voor hedendaagse hotspots, opgezet rond drukbezochte publieke locaties. De hotspots kunnen een succesvolle exploitatie van umts belemmeren, zeker als een groot aantal wifi-toegangspunten is geconcentreerd en de dekking daar geen al te grote gaten meer vertoont. Met wat fantasie valt dat een wman te noemen (Wireless Metropolitan Area Network), maar de wlan standaard is er nooit voor bedoeld. Zeker capaciteitsproblemen zijn niet uit te sluiten.
Een aardige ontwikkeling is de mesh-technologie voor ad-hoc verbindingen. Daarmee kunnen de apparaten van die gebruikers elkaar automatisch vinden en met elkaar communiceren. Zo vormen de wlan-gebruikers zelf ook een knooppunt en ontstaat dus ‘spontaan’ een netwerk, dat veel minder vaste toegangspunten vereist. Het neemt echter niet alle beperkingen weg en is lastiger controleerbaar. De toekomstige hotspots zullen daarom nieuwe technologie voor wlan benutten met meer cellen of wellicht een echte ‘wman-technologie’ als basis kennen. Het bereik ligt dan vooral aanzienlijk hoger, maar nog niet op het niveau van een wwan (wireless wide area network) als gprs en umts.
Hoge verwachtingen zijn er voor de begin 2003 na voorstellen van de wimax-werkgroep gepresenteerde 802.16a, ook vaak wider-fi genoemd. Een enkele antenne is, dankzij het enorme bereik van tien tot vijftig kilometer, voldoende om een hele stad toegang tot internet te bieden. De abonnees delen de 100 Mbit/s per ‘zendeenheid’. De belangrijkste toepassing ligt zodoende bij ‘fixed wireless’. De kracht ligt behalve bij het grote bereik, ook bij de geschiktheid voor ‘non-line of sight’ verbindingen. De originele 802.16 standaard vereist nog wel een zichtverbinding.
Een belangrijke reden voor de verbeterde ‘non-light of sight’ werking ligt bij het andere frequentiegebied. Waar de 802.16 tussen 10 en 66 GHz werkt is bij 802.16a gekozen voor frequenties tussen 2 en 11 GHz. Daarmee is de hinder van obstakels als bomen en gebouwen al sterker beperkt, al speelt ook de keuze van de modulatietechniek een rol.

Werkgroep 802.16b

Een nieuwe werkgroep (802.16b) draagt zorg voor een goede qos (quality of service), wat voor een goede spraakoverdracht voor telefonie moet zorgen. Een andere werkgroep ontwerpt 802.16e. Dat dient ter ondersteuning van mobiele gebruikers, zodat zij bijvoorbeeld contact houden wanneer ze zich verplaatsen met pda of notebook. Deze uitbreiding heeft al de naam ‘mobile wimax’ opgespeld gekregen, en maakt de ontwikkelingen rond 802.16a tot een gevaar voor umts.
Mogelijk vormt de standaard met de uitbreidingen, behalve voor het bezorgen van breedband internet naar woningen en bedrijven, ook een basis voor moderne, krachtige hotspots, waardoor hotzones zijn te vormen en ook afgelegen gebieden bereikbaar zijn. Ook zijn hotspots dan beter onderling en met internet te verbinden. Maar waar wifi een vrije frequentieband gebruikt, zijn de meeste frequenties voor wimax waarschijnlijk alleen via licenties, wellicht zelfs pas na veiling, te bemachtigen.

Licenties

De wildgroei aan wifi-hotspots, die in de beginperiode zeer positief uitpakte maar steeds meer wordt ingedamd nu de operators er brood van willen eten, is voor wimax hoogstwaarschijnlijk niet weggelegd. Te meer omdat de kosten die met wimax gepaard gaan veel hoger zijn. Daarom zal wimax in de eerste plaats facilitair zijn waar het ‘fixed wireless’ betreft, en slechts ondersteunend rond wifi-hotspots.
De 2,4 GHz frequentieband, één van de drie rechtenvrij te gebruiken frequentiebanden voor industriële, wetenschappelijke en medische doeleinden, is altijd een stimulator voor het succes van wifi geweest, maar vormt nu vooral een rem. De band raakt overbevolkt, waardoor bedrijven alleen daarom al steeds vaker voor 802.11a kiezen. Ook neemt het belang van andere frequenties toe, waar zeker zakelijke toepassingen voor te vinden zijn.
Twee stukken frequentie, in het gebied van 2,6 en 3,5 GHz, zijn onlangs geveild ten behoeve van wireless local loop (wll) en door respectievelijk Versatel en Enertel binnengehaald. Deze radiofrequenties zijn bestemd voor het maken van een draadloze verbinding via breedband over tientallen kilometers, met name om dure kabelverbindingen op grote bedrijventerreinen en tussen kantoorgebouwen in steden te voorkomen. Frequenties rond 26 GHz, voor straalverbindingen over nog grotere afstanden, zijn nog niet geveild.

Mobile-fi

Na wimax zal 802.20 mobile-fi van zich laten horen, dat veel sterker dan wimax de concurrentie met umts kan aangaan. Deze standaard zal zeker via licenties een plaats moeten vinden. Wimax is, zo geeft Intel toe, wat het mobiele aspect betreft geoptimaliseerd voor datacommunicatie met grotere apparaten zoals notebooks. Daarentegen is 3g juist geoptimaliseerd voor de handheld. In 802.20 staat de mobiele gebruiker eveneens weer centraal; zij mogen zich zelfs verplaatsen met snelheden tot boven 250 km/uur.
In deze periode hakt de Ieee knopen door voor wat betreft de invulling van de hoogste posities van de 802.20-werkgroep. Vorig jaar werden topmensen van Lucent en NTT Docomo aangesteld. Navini Networks, dat toen plaats moest maken, vermoedde een politiek steekspel aangezien de bewuste bedrijven te veel belang hebben bij 3g. Die invulling is misschien bevorderlijk voor wimax, dat ze veel minder als een bedreiging zien, maar lijkt een rem voor 802.20 te vormen.
Feit is dat 802.16e zich veel sneller ontwikkelt dan 802.20, en meer steun krijgt van grote bedrijven als Intel en Nokia. Het probleem voor mobile-fi is dat de meeste bedrijven de technologie nog niet willen ondersteunen omdat er geen duidelijke route naar een standaard is. Ook Nextel benadrukte dit onlangs. Nog steeds komen nieuwe initiatieven voor die standaard naar voren. Flarion bijvoorbeeld, hoopt zijn Flash-ofdm technologie er door te kunnen drukken, dat in technisch opzicht veel ‘mobieler’ is dan de voorstellen van Navini Networks en Ipwireless.
Flarion heeft daarmee naar eigen zeggen het eerste volledig op ip gebaseerde breedband cellulaire netwerk voor datacommunicatie. De ‘radio-routers’ zouden 3g wat prestatie betreft op alle punten overklassen. Het biedt de gebruiker tot 3 Mbit/s, volledige mobiliteit, een vertraging (‘latency’) van minder van 20 milliseconden en volledige QoS. Belangrijker nog is dat het eenvoudig bovenop een bestaande ip-infrastructuur is te bouwen, in tegenstelling tot een 3g-netwerk. In 2001 deed het bedrijf al uitgebreide en succesvolle proeven, en binnenkort zal het een vroege versie voor de markt in New York demonstreren.
Hoewel de oplossing zich net als wimax op datacommunicatie concentreert, is ook gedacht aan spraak. Gezien de pakketgeschakelde invulling is echter geen ruimte voor circuitgeschakelde gesprekken; een telefoongesprek gaat dus gewoon over ip. Wel valt hier met qos natuurlijk prioriteit aan te geven.

Markt

Spraak lijkt al met al een ondergeschoven kindje, terwijl de markt voor datacentrische oplossingen nog relatief klein is. De massa werkt het liefst met één mobiel apparaat. Intel spant zich in om 3g en wifi op processorniveau te integreren, zodat deze standaarden naadloos in mobiele telefoons zijn te gebruiken. Op de vakbeurs 3GSM liet het al een prototype zien, een triradio-ontwerp met wifi, bluetooth en gsm/gprs-functionaliteit. Nokia verwacht rond 2007 een voor wimax geschikte mobiele telefoon klaar hebben.
Dit alles onderstreept nog maar eens dat het onderscheid tussen draadloze netwerken en 3g zal verdwijnen. Intel topman Paul Otellini meldde tijdens de vakbeurs dat vooral wimax voor de omwenteling moet zorgen. Eerst zal Intel nog een gewone 802.16a-chip klaarstomen, naar verwachting in het tweede kartaal. Dat zal het startsein vormen voor ontwikkelaars, die dan nog zeker een jaar nodig hebben om hun producten klaar te hebben. Het bedrijf zal in 2006 ook integratie in notebooks klaar hebben volgens het Centrino-concept.
Met wimax kijken we echter wel door een Amerikaanse bril. In Europa moeten de operators zich vaak aan Etsi-standaarden conformeren. Onduidelijk is echter welke rol het Europese Etsi hierin gaat spelen. Onder de naam Hiperman ontwikkelt het een eigen standaard, die door inspanningen van wimax waarschijnlijk op zeer weinig punten zal afwijken van 802.16a. Het Europese instituut kan niet veel anders, het heeft in de wlan-markt met Hiper Lan/1, Hiper Lan/2 en Hiper Access (een verdere ontwikkeling van Hiper Lan/2) maar een zeer beperkte inbreng.< BR>
 
Gertjan Groen