Wybrane technologie dostępu do Internetu

ilustracja

Przeglądając oferty dostępu do Internetu operatorów w Polsce, spotykamy się z różnymi technologiami i filozofiami dostępu. Niniejszy szkic ma na celu zestawienie cech kilku najpopularniejszych technologii. Z uwagi na ramy zagadnienia – nie jest to opracowanie wyczerpujące –wskazuje jednak kilka podstawowych dla użytkownika różnic i ograniczeń wybranych rozwiązań.

Kablowo i bezprzewodowo.

W ofensywie są przede wszystkim systemy bezprzewodowe (przełom 2005/2006 r.). Jeśli zawierzyć reklamom – oferują dostęp wszędzie i ze znakomitymi parametrami.

Skupmy się na 4 typach dostępu bezprzewodowego:

  • Operatorzy komórkowi – to gł. GPRS i UMTS; najszybszy dostęp poprzez UMTS oferuje maksymalną przepustowość 384 kbps, Niestety UMTS dostępny jest jak na razie w kilku miastach w Polsce, zaś w najbliższej przeszłości dotrze w zasadzie wyłącznie do większych aglomeracji. Poza miastami – dostęp nadal realizowany będzie w starszej technologii GPRS.
  • Popularne sieci bezprzewodowe (zwane WLAN / WiFi) pracujące na nielicencjonowanych częstotliwościach (2.4 oraz 5.7 GHz) występujące bardzo często na terenach mniej zurbanizowanych (domki, szeregowce, wsie) – tu pracują w trybie tzw. punktów dostępowych, ale też jako tanie połączenia międzybudynkowe w wielu sieciach miejskich – jako niedrogie "radiolinie". Te ogólnie niezbyt drogie urządzenia nie mają dużej wydajności – pozwalają jednak zazwyczaj na przesłanie przez nie kilku do kilkunastu Mb danych na sekundę, co przy kilkunastu lub kilkudziesięciu abonentach pozwala na zaoferowanie pakietów rzędu kilkuset kbps / osobę. Na takich rozwiązaniach bazują też najczęściej tzw. hot spoty – czyli punkty dostępu w kawiarniach, hotelach, na dworcach, lotniskach, placach, bibliotekach, szkołach, etc.
  • Radiolinie na pasma licencjonowane. Oferują prędkości od kilku do kilkuset Mb/s. Są drogie i stanowią ofertę dostępową gł. dla korporacji lub jako łącza szkieletowe w sieci operatorów. Opłaty za wyłączny kanał transmisyjny zwiększają koszty usługi, ale gwarantują brak zakłóceń, a więc dobre warunki pracy urządzeń. Pewne upowszechnienie tego typu dostępu wprowadzi wchodzący na rynek system WiMAX będący swoistym następcą technologii WiFi, ale w paśmie licencjonowanym.
  • Dostęp satelitarny. Są 2 typy ofert – całkowicie satelitarne (dość drogie, ale nadawanie i odbiór przez satelitę) oraz hybrydowe, gdzie nadawanie realizowane jest w inny sposób, np. przez modem telefoniczny, zaś z satelity wyłącznie pobiera się dane (na podobieństwo kanału telewizyjnego). Polecić można w zasadzie wyłącznie pierwszą opcję, ale z uwagi na cenę – zazwyczaj jest to usługa wyłącznie dla małych sieci lokalnych lub firm, mających swoje siedziby poza zasięgiem innych ofert. Druga opcja oferuje małą prędkość wysyłania danych i wymusza posiadanie dodatkowego łącza z Internetem.

Faktyczna prędkość dostępu radiowego (i sam dostęp) poza wybraną technologią, zależy jednak również od kilku czynników, z których najważniejsze to:

  • odległość od nadajnika,
  • częstotliwość pracy,
  • przeszkody terenowe,
  • nasycenie komórki radiowej,
  • zakłócenia.

a. Ogólnie – im dalej, tym słabszy sygnał, a więc więcej strat danych i najczęściej mniejsza prędkość, bo urządzenia radowe starają się najczęściej zapewnić transmisję na większą odległość kosztem właśnie prędkości.

b. Im wyższa częstotliwość nadajnika , tym potencjalnie większą prędkość transmisji może on nam zaoferować lub obsłużyć więcej klientów. Jednak wybór wyższej częstotliwości transmisji bezprzewodowej oznacza, że musimy być bliżej nadajnika, a więc zasięg takiej transmisji jest mniejszy. Co więcej, wyższe częstotliwości są mniej odporne na przeszkody terenowe – takie fale radiowe zdecydowanie słabiej przenikają do budynków.

ilustracja

c. Największy wróg dostępu bezprzewodowego – ściany. Im grubsze, bardziej mokre i zbrojone – tym mniej przepuszczalne dla fal radiowych. W starych budynkach o bardzo grubych ścianach bardzo często nie daje się podłączyć bezprzewodowo komputerów w sąsiadujących ze sobą pokojach. Dostęp radiowy jest więc utrudniony m.in. w blokach, piwnicach, windach, przejściach podziemnych. Pewnym rozwiązaniem jest zamontowanie np. za oknem odbiornika fal radiowych i dystrybucja sygnału u abonenta kablowo lub dodatkowymi nadajnikami radiowymi (tzw. punktami dostępu – ang. access points).

Co ciekawe, ważną przeszkodą dla fal radiowych jest woda… np. zmagazynowana w liściach drzew (które np. wyrosły na trasie łącza radiowego).

d. Problem nasycenia komórki widać szczególnie w sieciach komórkowych w… okolicach Sylwestra. Gdy ilość dzwoniących równolegle osób wprost zatyka sieć, która podaje komunikat o niedostępności. Ogólnie jednak – im więcej osób korzysta z transmisji bezprzewodowej, tym efektywnie mniejszą prędkość osiąga każdy z użytkowników. Co ważne w telefonii komórkowej – te same nadajniki priorytetowo obsługują połączenia telefoniczne. 🙂

e. zakłócenia dotyczą zazwyczaj dostępu radiowego w pasmach nielicencjonowanych (popularne sieci WLAN / WiFi). W tym paśmie pracuje bardzo dużo sieci dostępowych, ale i urządzeń prywatnych i firmowych zakłócających się mniej lub bardziej dokuczliwie, w skrajnych przypadkach uniemożliwiając jakąkolwiek transmisję.

Dostęp kablowy

Historia sieci komputerowych, to kable. Obecnie stosowane są zazwyczaj kable, typu:

1. Skrętka. Podstawowy kabel dedykowanych sieci kablowych. Pozwala na pracę z prędkością do 1 Gb/s (zazwyczaj jest to 100 Mb/s). Ograniczenie stanowi odległość od węzła sieci – dla skrętki to dystans 100 m, po którym sygnał musi zostać w uproszczeniu wzmocniony, by być przesłanym dalej. Pamiętać jednak należy, że większość sieci opartych na tego typu okablowaniu ogranicza z przyczyn oczywistych dostęp do Internetu do określonych pakietów w swojej ofercie. Sieci takie jednak zazwyczaj nie wprowadzają ograniczeń w zakresie transmisji wewnątrz własnej sieci lub jej segmentów (czyli tam, gdzie operator dysponuje szybkimi łączami LAN), co gwarantuje użytkownikom prędkości transmisji między sobą nieosiągalne w innych ofertach, przy relatywnie najniższych kosztach infrastruktury.

2. Światłowody. Bez problemu pozwalają obecnie na transmisję z prędkością nawet 10 Gb/s. Można również dobrać taki ich typ, który pozwala na transmisję danych w zasadzie na dowolną odległość (np. pod Atlantykiem ;-). Są jednak wraz z urządzeniami transmisyjnymi dość drogie i wymagają specyficznych warunków instalacji – np. nie można ich łamać. Stanowią więc gł. element sieci szkieletowych operatorów, nie zaś medium dostępowe do poszczególnych komputerów (które na marginesie obecnie nie mogłyby zrobić użytku z maksymalnych, oferowanych w transmisji światłowodowej prędkości ;-).

ilustracja

3. Łącza telefoniczne. Z natury rzeczy to usługi gł. realizowane przez właścicieli kabli telekomunikacyjnych lub ich dzierżawców. Królują tu usługi typu ADSL (Neostrada, Internet DSL, Dialnet, Net24 i in.). Pozwalają na transmisję danych po kablu, do którego podłączony jest również telefon, przy czym technologia ADSL pozwala na równoczesną rozmowę przez telefon i transmisję danych. Usługi ADSL są dostępne prawie wszędzie tam, gdzie są dostępne telefony kablowe. Ważną cechą technologii ADSL jest jednak pomijany w reklamach fakt, iż prędkość wysyłania danych stanowi 1/4 lub 1/8 prędkości wysyłania, a ta podawana jest w materiałach reklamowych. Przykładowo więc pakiet 512 kbps oferuje taką maksymalną prędkość pobierania danych z Internetu, jednak wysyłka np. maila z załącznikiem realizowana jest z prędkością już tylko 128 kbps. Tanie dostępy ADSL obecnie zazwyczaj posiadają limity transmisji danych.

Po kablach telekomunikacyjnych realizowane mogą być również znacznie droższe symetryczne usługi transmisji danych z prędkością do kilku Mb/s na pojedynczej parze. Są to jednak usługi dość drogie. W niektórych lokalizacjach (gł. hotele) mogą być dostępne również usługi VDSL oferujące co prawda transmisję symetryczną do 5.5-17 Mb/s , ale na odległości nie przekraczające 1000-1500 m, stąd występują one sporadycznie.

4. Kablówki – czyli sieci telewizji kablowej. Bardzo popularny dostęp poprzez kable telewizji kablowej. Zaletą jest tu bardzo rozbudowana infrastruktura sieci kablowych w Polsce oraz zaplecze finansowe i technologiczne spółek oferujących równocześnie programy RTV w takich sieciach. Dostęp ten ma jednak ograniczenia w zakresie przepustowości związane z szerokością kanałów RTV, wybraną technologią modemów i częstotliwością pracy urządzeń na poziomie kilkuset kbps.

Warto zauważyć, że część kablówek ogranicza połączenia po kablach telewizyjnych wyłącznie do połączeń szkieletowych, w budynkach zaś oferuje przyłącza typu pierwszego (dedykowane kable typu skrętka), dzięki czemu również oferuje swoim abonentom szybkie segmenty sieci oparte o technologię LAN.

Limity

To zagadnienie, które w całości uznać należy za kwestię filozofii realizowanej usługi. Najogólniej sprowadza się ono do założenia – czy oferować pełen, nielimitowany pod względem przepustowości i usług dostęp do Internetu, czy też stosować w świadczonej usłudze jakieś ograniczenia.

Rodzaje limitów

Oczywiście bezsprzecznie należy przyjąć, że najlepszą ofertę stanowi nielimitowany przedmiotowo i ilościowo dostęp do Internetu. Bez względu bowiem na rodzaj wykupionego pakietu limitowanego – zawsze bowiem może zaistnieć potrzeba skorzystania z usługi niedostępnej w naszym pakiecie lub przesłania większej ilości danych, niż pozwala na to nasz pakiet.

Limity możemy podzielić najprościej na 3 kategorie:

1. przedmiotowe – czyli zakresu usług dostępnych dla abonenta – np. popularne ograniczenie dostępu wyłącznie do poczty elektronicznej i przeglądania stron www nie pozwala na skorzystanie z komunikatorów, czy telefonii internetowej, granie w gry sieciowe, przesył plików (FTP, P2P), czy pracę zdalną z serwerem firmowym;

2. limitu transferu danych – przyznają abonentowi prawo do przesłania np. 10 GB danych / m-c, a po przekroczeniu tego limitu – zazwyczaj poważnie ograniczają prędkość transmisji z Internetem do poziomu bardzo często uniemożliwiającego swobodne przeglądanie stron www;

3. czasowe – niekiedy operator oferuje pakiety umożliwiające transfer danych z różną prędkością w ciągu dnia i w nocy.

Powody wprowadzania limitów

Są tak na prawdę trzy:

1. cena – im mniejsze obciążenie dla sieci stwarza dzięki limitom użytkownik, tym mniejsze koszty wygeneruje dla operatora; najprostszą zależność widać w przypadku limitu transferów danych / m-c, czy np. ograniczeniu dostępu do usług oznaczających dużą transmisję danych, jak p2p – taki abonent mniej obciąża łącza;

2. przepustowość infrastruktury operatora – im mniej przesyłają abonenci – tym mniej trzeba inwestować w rozbudowę własnej infrastruktury;

3. rozbudowanie ofert – kilka pakietów pozwala na wprowadzenie bogatszej oferty, dzięki czemu abonent może wybrać ofertę najbardziej zbliżoną do swoich potrzeb i budżetu; również operator oferujący różne pakiety jest lepiej postrzegany na rynku.

Ogólnie więc – im więcej limitów, tym mniejsze koszty generuje abonent, a więc i operator może ograniczyć inwestycje we własne łącza do operatorów nadrzędnych i przepustowość własnej infrastruktury lub przyłączać do niej więcej abonentów. Redukcja kosztów oznacza więc większy zysk dla operatora lub możliwość oferowania tańszych pakietów (w zależności od celów usługodawcy).

Porównanie parametrów

Wszelkie porównania stanowią pewien problem systematyczny. A i o wyborze określonej oferty dostępu do Internetu decyduje kilka czynników, takich jak dostępność ofert w danej lokalizacji, cena i potrzeby klienta. Bez względu bowiem na techniczne różnice, intensywnie podróżujący po Polsce handlowiec skorzysta najpewniej z usługi sieci komórkowej, a sympatyk przesyłania dużych ilości danych i gier – z oferty lokalnej sieci osiedlowej z szybką siecią lokalną LAN.

Przed przejściem do poniższej tabeli, warto przypomnieć kilka pojęć i wartości opisujących prędkość łączy i wielkość plików danych.

Rozmiary plików zwyczajowo podaje się w bajtach (kilobajtach, megabajtach, gigabajtach, itd). Prędkość łączy określa się zwyczajowo w bitach na sekundę b/s lub bps (bits per second – i analogicznie kbps, Mbps, Gbps, czyli kolejno kilobitach, megabitach, gigabitach), a więc:

  • 1 Bajt = 8 bitów;
  • 1 kilobajt = 1024 bajty = 8192 bity (czyli 8 kb (kilobitów));
  • 1 MB (megabajt) = 1024 kB (kilobajty) = 8192 kb (kilobity – czyli 8 Mb (Megabitów)),
  • 1 GB (megabajt) = 1024 MB (kilobajty) = 8192 Mb (megabity – czyli 8 Gb (Gigabitów)).

Chcąc policzyć, ile czasu zajmie transmisja pliku 100 MB przez łącze o prędkości 100 Mbps musimy przeliczyć albo rozmiar pliku z bajtów na bity i odnieść go do szybkości przesyłu bitów przez dane łącze w jednostce czasu, albo też policzyć, ile bajtów na sekundę możemy przesłać przez łącze o określonej przepustowości bitowej.

Czyli dla przykładu: 100 Mbps / 8 (bitów) = 12,5 MB/s – czyli przez łącze o przepustowości 100 Mbps możemy przesłać maksymalnie 12,5 MB/s. Choć ta prędkość jest w praktyce zazwyczaj niższa (powodem jest wydajność urządzeń transmisyjnych i nośników danych oraz zaokrąglenia stosowane czasem przez producentów), to przyjęcie matematycznego przelicznika do wszystkich przykładowych pakietów równoważy wyniki.

Typ dostępu Technologia Przykładowe usługi (w ofertach przełomu 2005/2006) Maksymalna prędkość Prędkość przesyłania pliku 1 MB Prędkość przesyłania pliku 1 GB Uwagi
B GPRS 53 kbps 115 kbps 155 s
155 s
44 godz.
44 godz.
symetryczny; operatorzy komórkowi; zazwyczaj prędkości znacznie mniejsze od nominalnych, mały zasięg nadajników UMTS wymusza dużą ich gęstość.
B UMTS 384 kbps 2 Mbps 21,3 s
21,3 s
6 godz.
6 godz.
B WiFi 128 kbps 1-34 Mb przy pojedynczym użytkowniku lub w trybie (małej) radiolinii punkt-punkt 64 s
64 s
18 godz.
18 godz.
dostęp symetryczny, ale w przypadku punktów dostępowych – dzielony na grupę odbiorców. W praktyce jeden punkt może obsłużyć 15-30 odbiorców z uwagi na kolizje transmisji radiowych stacji klienckich; kluczowa jest odległość od nadajnika bazy – zasięg w zależności od typu urządzeń od 100 m do kilku km
S LAN 100 Mb* do 1 Gb na standardowym okablowaniu cat. 5e < 0.1 s
< 0.1 s
1.36 min.
1.36 min.
symetryczny, gł. sieci osiedlowe; * standardowo prędkość 100 Mb dot. wyłącznie transmisji w sieci LAN z innymi użytkownikami sieci; prędkość transmisji z Internetem określa wykupiony pakiet, stąd transmisja pliku liczona jest dla sieci LAN.
T ADSL 512/128 kbps obecnie ADSL oferuje prędkości do 8/1 Mbps 16 s
64 s
4,5 godz
18 godz
asymetryczny; stosunek prędkości pobierania danych do wysyłania 1:4 lub 1:8; nazwa usługi odnosi się zazwyczaj tylko do pierwszej wartości.
T ADSL 2048/512 kbps 4 s
16 s
1,1 godz
4,5 godz
T ADSL 8 / 1 Mb 1 s
8 s
17 min
2,2 godz
T VDSL 11 Mb 17 Mb 0,7 s
0,7 s
12 min
12 min
zazwyczaj symetryczny, standardowa prędkość to 5.5 lub 11 Mbps.
T SDSL, HDSL 2 Mb do 4.6 Mb na pojedynczej parze 4 s
4 s
1,1 godz
1,1 godz
symetryczny.
K CaTV 750 kbps do 38/30 Mbps DOCSIS 10,9 s
10,9 s
3,1 godz
3,1 godz
bez uwzględnienia różnic wynikających z typów modemów

Powyższa tabela nie ma charakteru wyczerpującego – nie obejmuje z oczywistych względów np. wszystkich możliwych kombinacji pakietów prędkości i drogich rozwiązań korporacyjnych, jak radiolinie dedykowane, łącza światłowodowe, czy dostęp satelitarny. Ma za zadanie pokazać wyłącznie pewne podstawowe różnice w zakresie dostępnych zakresów prędkości.

Uwagi

Typy dostępu: B – bezprzewodowy, S – skrętka, T – kabel telekomunikacyjny, K – telewizja kablowa.

Prędkości przesyłu dla przykładowej usługi przy pobieraniu i wysyłaniu pliku bez wartości maksymalnych.

Dla zobrazowania powyższych danych, piosenka w formacie mp3 ma rozmiar ok. 4 MB (średnio 1 min = 1 MB), 1 płyta CD – 700 MB, a DVD – 4,7 GB (jednostronna i jednowarstwowa).

Czasy transmisji zostały zaokrąglone. Ponadto w praktyce czas transmisji pliku zależy nie tylko od przepustowości danego łącza, ale również od szeregu innych czynników, o których po części była mowa w niniejszym tekście, a których pełne omówienie wykracza poza ramy niniejszego szkicu.


ilustracja

Podsumowanie

Powyższe zestawienie wskazuje wyraźnie, że największy potencjał dostępnych szybkości oferują rozwiązania ściśle komputerowe, gdyż opierają się one na dedykowanych sieciom komputerowym technologiach. Trzeba też zauważyć, że przy wszystkich niedogodnościach związanych z instalacją okablowania w budynkach – jest ono w zasadzie odporne na zakłócenia i tłumienie sygnału uciążliwe przy projektach bezprzewodowych. Nadmienić również warto, iż rozwiązania kablowe w zakresie tzw. ostatniej mili (czyli podłączeń bezpośrednio lokali abonentów), są w przypadku terenów zurbanizowanych zazwyczaj rozwiązaniem zdecydowanie najtańszym. A jeśli do tego dodamy fakt, iż okablowanie takie może być nośnikiem również innych usług, jak telefonia, telewizja, monitoring, czy systemy alarmowe – sieci kablowe stanowią najczęściej naturalny wybór zarówno praktyczny, jak i ekonomiczny. Integracja usług i zapas przepustowości pozwala bowiem na poszerzanie oferty i redukcję kosztów co w efekcie przekłada się najczęściej na niższe ceny usług.

Niezależnie od w/w opisu i porównań technicznych – przed wyborem oferty warto jednak zwrócić uwagę na:

  • charakter naszych gł. potrzeb związanych z korzystaniem z Internetu (dostępne oferty, dostęp mobilny czy stacjonarny, ilość przesyłanych danych chwilowo i w m-cu);
  • ceny pakietów w zależności od prędkości i ew. limitów oraz opcji dodatkowych jeśli mogą być potrzebne (np. dostępności i opłaty za publiczne IP);
  • okres trwania umowy i cenę pakietu po promocji, ale w okresie związania abonenta umową; możliwość ew. rozszerzenia pakietu, w przypadku wstępnego wyboru pakietu z limitami;
  • koszty dodatkowych usługi, takich jak ew. konieczność zakupienia określonych urządzeń (np. modemu), wykupienia dodatkowych abonamentów za telefon (gdy nie mamy telefonu stacjonarnego, a musimy go założyć, by skorzystać z usługi ADSL), czy transmisję danych (częste w sieciach komórkowych), czy pakietu kablówki (gdy mamy własny talerz TVSat).

Proszę pamiętać, że niezależnie od dostępności ofert i porównań cenowych, o wyborze oferty dostępu do Internetu powinny decydować względy praktyczne i świadomość systematycznego zwiększania ilości danych przesyłanych siecią. Nawet komfortowe oglądanie stron internetowych kilka lat temu i obecnie – wymaga teraz znacznie szybszych łączy. Przesyłamy coraz większe załączniki poczty (niegdyś tekst, dziś często również grafika, dźwięk i krótkie filmy). Coraz częściej dane z sąsiadem przesyłamy również poprzez sieć i nie są to ilości danych, które mogłyby się zmieścić na dyskietce. Na rynek wchodzą również dodatkowe usługi, jak telefonia internetowa, podgląd kamer z monitoringu, radio i TV z sieci… Dodatkowo ciągle z sieci aktualizacje pobierają nasze programy antywirusowe, system operacyjny, aplikacje, gry. Lista programów rośnie, a wraz z nią – potencjalny "apetyt" usług na prędkość łączy.

——————————————–
Piotr Marciniak [p.marciniak\at/tpnets.com]
[http://TPnets.com] / [http://MNC.PL]
——————————————–