Bez drátů a bez pravidel

20. 4. 2004

Nové technologie brzy změní nastavení internetové sítě

Přístup k vysokorychlostnímu internetu byl v Campsie, malé vesnici na severním pobřeží Severního Irska, velmi vzácný. Leží totiž v málo obydlené venkovské oblasti, a proto by instalace tradiční širokopásmové technologie byla příliš drahá. Navíc je městečko daleko od větších měst, například Londonderry, a tím pádem nemůže využívat jejich internetových služeb.
Obyvatelé Campsie ale nemusejí ztrácet naději. Začátkem roku vyzvala britská telekomunikační firma BT Group asi sto uživatelů internetu z této vesnice a tří dalších venkovských oblastí, aby využili novou zajímavou nabídku na bezdrátový internet.
BT nainstalovala celou sérii rádiových vysílačů, které přenášejí signál krajem až k malým anténkám umístěným na domech zákazníků. Tento systém je zhruba stejně rychlý jako tradiční široké pásmo, ale mnohem levnější na výstavbu. BT totiž používá lacinější vybavení a bezlicenční část rádiového spektra, která je zadarmo, čímž ušetří miliony dolarů za poplatky. Pokud test v Campsie proběhne dobře, může BT nabízet tuto službu zákazníkům po celé Velké Británii již příští rok. „Půjde o další společenskou revoluci, podobně jako rozvoj mobilních telefonů v osmdesátých letech,“ tvrdí Mike Galvin, ředitel internetových služeb BT.
Zmíněný příklad ukazuje, jak se bezlicenční část rádiového spektra postupně přeměňuje v líheň technologických inovací. Na dlouhé roky upadly tyto rádiové frekvence v zapomnění a využívaly je jen bezšňůrové telefony a mikrovlnné trouby. V průběhu několika posledních let se ovšem odborníci z institucí, jako jsou prestižní Massachusettský technologický institut, nizozemský elektronický gigant Royal Philips Electronics a mnoho dalších, začali vážně zabývat širším využitím bezlicenční oblasti rádiového spektra. A tak vzniklo Wi-Fi, velmi oblíbená technologie bezdrátové sítě, která se rozjela minulý rok díky podpoře známého výrobce čipů Intel.
Avšak Wi-Fi znamená pouze první krok. Na paty mu šlapou čtyři další obdobně inovační technologie: WiMax, Mobile-Fi, ZigBee a Ultrawideband. Díky nim se bezdrátová síť dostává do každé sféry našeho života, od automobilů a obydlí přes kanceláře až po továrny. Odhady investiční banky Rutberg & Co. ze San Franciska hovoří o tom, že se do těchto technologií v průběhu uplynulých pěti let investovalo 4,5 milionu dolarů rizikového kapitálu. Nové výrobky vstoupí na trh již letos a během příštího roku budou běžně dostupné. Tím prodlouží dosah internetu o mnoho kilometrů a vytvoří jednotnou síť různých webových technologií (mesh), která umožní připojení kdekoliv a kdykoliv. „Už dnes existuje celá řada různých bezdrátových systémů, které vyřeší každý problém, ať jde o připojení na krátkou či dlouhou vzdálenost,“ tvrdí Ian McPherson, prezident průzkumné agentury Wireless Data Research Group z kalifornského San Matea.
Tyto technologie nás uvedou do nové epochy bezdrátového internetu. Budou spolupracovat mezi sebou i s tradičními telefonními sítěmi, a tím nabídnou bezprecedentní možnosti komunikace mezi lidmi a přístroji. Lidé žijící v dříve izolovaných oblastech, v Irsku nebo v americkém státě Idaho, najednou budou mít překvapivě rychlé internetové připojení. Při jízdě po dálnici si budete moci přes laptop nebo kapesní počítač zjistit počasí či dopravní podmínky v oblasti, kam míříte. Stejně tak si budete moci doma pustit film z počítače na ploché televizi v obýváku, a to vše bez drátů. Malé bezdrátové senzory budou ovládat osvětlení v mrakodrapech, sledovat síťové služby na předměstích, či dokonce měřit znečištění odpadních vod. Tím vznikne nový internet, síť chytrých přístrojů, které spolu umí komunikovat.
Jaké technologie stojí za touto vizí budoucnosti? Technologie založená na standardu ZigBee koordinuje komunikaci mezi tisíci malými čidly. Tato čidla mohou být rozmístěna kdekoliv (v kancelářích, na farmách, v továrnách) a monitorovat různé údaje, jako je teplota, chemické látky, voda či pohyb. Na místě zůstanou pět až deset let, a proto jsou sestaveny tak, aby spotřebovaly jen velmi málo energie a vydržely jim jedny baterie. Jde o velmi účinnou komunikaci: data se přenášejí po rádiových vlnách od jednoho senzoru k druhému jako po řetězci. Nakonec mohou údaje končit v počítači k analýze nebo směřovat dále pomocí jiné technologie, třeba WiMaxu. Výrobky vybavené technologií ZigBee, kterou vyvinul Philips s Motorolou, by se měly objevit na trhu koncem roku.

Hotspoty.

WiMax se podobá Wi-Fi. Oba systémy vytvářejí „hotspoty“, přípojná místa, na nichž lze v oblasti kolem centrální antény pomocí správně vybaveného notebooku bezdrátově vyměňovat informace či surfovat po internetu. Wi-Fi má dosah několik set metrů, zatímco WiMax dosáhne čtyřicet až padesát kilometrů daleko. Proto se může používat místo tradičních širokopásmových technologií, které stavějí na telefonních linkách či kabelech. Právě jedna z prvních verzí Wi-Maxu přináší internet do Campsie. Zatím ji nelze využívat za pohybu (třeba v autě), ale Intel, Alcatel a další, kdo za technologií stojí, plánují do několika let spustit i mobilní verzi. Podobná služba jménem Mobile-Fi bude dostupná během dvou nebo tří let. Při jízdě vlakem či autem bude možné brouzdání po internetu, a to ještě rychleji než přes domácí širokopásmové připojení.
Technologie Ultrawideband slouží k jinému účelu. Umožňuje totiž rychlý přesun obsáhlých souborů na krátké vzdálenosti. Uživatelé si tak budou moci doma bez otravných drátů bleskově okopírovat hodinový díl komediálního seriálu Sopranovi z počítače do digitálního televizního přijímače. Cestou může řidič dostávat informace pomocí Mobile-Fi do notebooku a ihned je díky Ultrawidebandu stahovat do kapesního počítače. I když vývoj ještě není úplně dokončen, Motorola začala prodávat čipy postavené na první generaci této technologie.
Prudký nárůst inovací je způsoben mimo jiné povahou bezlicenčních frekvencí. Původně platily velké telekomunikační firmy, jako AT&T Wireless, americké vládě miliardy dolarů za exkluzivitu na určité frekvence rádiových vln. Díky tomu mohly nabízet zákazníkům ničím nerušené mobilní služby, neboť jiné společnosti k těmto frekvencím neměly přístup. Naopak většina nových technologií využívá bezlicenční rádiové frekvence, a proto si doslova každý může zkusit něco nového vymyslet a vyzkoušet. Představte si to třeba jako večírek, na němž může kdokoli přijít k mikrofonu a začít zpívat. Kevin Werbach, nezávislý poradce pro strategie a technologie, soudí, že „držitelé licencí mají svůj tradiční svět a striktní pravidla, zatímco v bezlicenčním pásmu si lidé můžou vyzkoušet nové věci, a objevit tak celý nový trh“.
Wi-Fi ukázala ostatním technologiím cestu na výsluní a ty teď doufají, že se tam usadí. Několik společností vytvořilo skupinu pro standardizaci technologie, která nastartovala efektivní cyklus. Velkosériová výroba srazila náklady na vybavení, nízké ceny povzbudily poptávku a ta zvýšila objem výroby. Intel, který pomohl celý kolotoč rozběhnout čtyřsetmilionovou marketingovou kampaní, teď prodává své čipy Wi-Fi výrobcům počítačů po dvaceti dolarech, zatímco před rokem nabízel jeden ze pětačtyřicet. Agentura In-Stat/MDR letos očekává prodej asi 54 milionů laptopů, PDA a dalších přístrojů se zabudovanou Wi-Fi technologií, což představuje čtyřnásobek prodeje za předloňský rok.
Nové technologie se sice slibně vyvíjejí, ale nebudou to mít nijak lehké. Velcí výrobci se handrkují o konkrétní standardy technologií Mobile-Fi a Ultrawideband a výsledek nejspíše nebude znám dřív než v roce 2006. Do té doby nelze rozjet masovou výrobu, takže ani ceny dolů nepůjdou. Mobile-Fi, určená pro licencovanou část vysílacího spektra, navíc může zaniknout, až se WiMax adaptuje na mobilní komunikaci.
Uvedené technologie nevznikají ve vzduchoprázdnu. Mobilní operátoři uvádějí na trh vlastní technologii, která zákazníkům umožní rychlé připojení k internetu z mobilních telefonů nebo laptopů. Tato zařízení třetí generace (3G) budou přímo konkurovat technologiím WiMax a Mobile-Fi. Společnost Verizon Wireless instalovala loni sítě 3G v San Diegu a Washingtonu a do konce příštího roku plánuje přidat dalších 98 lokalit. Jiní mobilní operátoři nabízejí podobné služby v USA, Evropě i Asii. Technologie 3G možná není tak rychlá jako WiMax, ale je spolehlivá a dostupná již nyní. “Najednou všechny zajímá WiMax, přitom my už na trhu fungujeme dva roky,” poukazuje John Hambidge, starší marketingový ředitel společnosti IPWireless, která vyrábí 3G přístroje. “Máme obrovskou výhodu díky rychlejšímu nástupu na trh.”
I když se WiMax a jeho sourozenci dokážou vyrovnat s konkurencí technologie 3G, číhá na ně další možná hrozba – nedostatek vysílacího spektra. Až všechny přístroje začnou používat stejné frekvence, mohou si navzájem překážet. Aby tomu předešly, lobbují Intel, Microsoft a další technologické firmy u americké Federální komise pro spoje (FCC – Federal Communications Commission) o větší část spektra. Na koho mají políčeno? Na velké televizní společnosti, jako je ABC, NBC či CBS, které mají pro vysílání k dispozici obrovské množství frekvencí. FCC už dlouho podporuje vývoj technologií pro nelicencované spektrum, není však jasné, zda se bude chtít postavit velkým televizím, zvlášť v roce prezidentských voleb. “Televize o tom nechtějí ani slyšet, ale s rostoucí poptávkou je čím dál těžší hájit omezování nabídky,” soudí Michael Calabrese, programový ředitel nadace New America Foundation, washingtonské veřejné instituce, která prosazuje poskytnutí širšího vysílacího spektra novým technologiím. “Z dlouhodobého hlediska jsem optimistický.”

Rychlejší automatizace.

Jedním z důvodů k optimismu je skutečnost, že nové technologie mohou mít dalekosáhlé ekonomické dopady. Bezdrátový internet slibuje zvýšení produktivity díky údajům, které dříve nebylo možné získat, a přístupu k informacím ve chvíli, kdy jsou potřeba. Urychlí automatizaci a lidé dnes stojící třeba za pokladnou budou moci dělat něco produktivnějšího. Už dnes používají prodavači v J. C. Penney Wi-Fi k inventarizaci a kontrole cen. Teď se technologie rozšiřuje i do stavebnictví, záchranářství, zdravotnictví a na další obory. Do roku 2007 mají tržby za bezdrátové technologie dosáhnout 17,3 miliardy dolarů, zatímco loni činily 3,3 miliardy. “V další vlně zvyšování osobní produktivity práce jde o mobilitu. Lidé chtějí mít přístup odkudkoli,” vysvětluje Sean M. Maloney, výkonný viceprezident a generální ředitel komunikační skupiny společnosti Intel.
První známky zájmu o nové technologie již lze pozorovat. Společnost Andover Controls, jejíž kontrolní a ovládací systémy jsou instalovány ve sto tisících budov po celém světě, spolupracuje s firmou Goodman Manufacturing na využití senzorů ZigBee k úspoře elektrické energie v předpokládané výši deseti procent. V právě se rozjíždějícím testu instalovala firma Andover přibližně do 25 hotelových pokojů v Texasu po čtyřech senzorech velikosti krabičky od zápalek. Jeden obsluhuje klimatizaci a ostatní na stěnách sledují pohyb a teplotu v pokoji. Hlídají, zda klimatizace běží, jestli v pokoji někdo přebývá a jaká v něm panuje teplota. Řetězec senzorů předává údaje až k recepčnímu pultu, který monitoruje teplotu i přístroje samotné. Pokud začne být v místnosti příliš chladno, může recepční, případně počítač, klimatizaci vypnout. Andover předpokládá, že to zajistí větší úsporu energie než spoléhat na nastavení přístroje od zákazníků.
Plány federální vlády se ZigBee jsou ještě ambicióznější. Ministerstvo energetiky vybralo firmu Honeywell International, aby mu s pomocí senzorů ZigBee pomohla snížit náklady na elektřinu v ocelářství, výrobě hliníku a dalších šesti odvětvích až o patnáct procent. Ve zkouškách, k nimž má dojít ještě letos, budou tyto senzory instalovány ve firmách, jako je Alcoa, Dow Chemical nebo ExxonMobil, kde budou sledovat energetické ztráty v potrubních sítích a monitorovat použití plynů ve výrobních procesech. Tyto procesy spotřebují velké množství tepla a energie k přeměně uhlovodíkových a jiných plynů v etylén, používaný k výrobě plastů. Senzorová síť firmy Honeywell dokáže sledovat množství plynu průběžně, zatímco dříve šlo provádět měření jen jednou denně. Díky tomu mohou podniky odstranit případné úniky a netěsnosti téměř okamžitě. Honeywell odhaduje, že s pomocí bezdrátových technologií lze ušetřit až 270 milionů gigajoulů ročně, což je víc než loňská spotřeba zemního plynu státu Washington. “Mít tyto údaje k dispozici v reálném čase je velký pokrok,” pochvaluje si Dan Sheflin, viceprezident a hlavní technolog divize kontrolních a automatizačních řešení firmy Honeywell.
S pokračujícím výzkumem budou senzory čím dál menší a všestrannější. Předpokládá se, že nakonec nebudou větší než zrnka prachu. Do vzduchu pak bude možné vypustit tisíce miniaturních senzorů přezdívaných Smart Dust (chytrý prach), sledujících vše od použití chemických zbraní až po změny počasí. “My to dokážeme a náklady budou nakonec tak nízké, že je lidé budou používat bez rozmýšlení,“ prorokuje Venkat Bahl, marketingový viceprezident bostonské společnosti Ember, která senzory ZigBee vyrábí, a místopředseda ZigBee Alliance, jež tvoří kolébku této technologie.
Postupem času se technologie propojí a dají vzniknout dalším inovacím. Mobilní telefony a laptopy dokážou přecházet z jedné sítě do druhé a přepínat z Wi-Fi na WiMax i na klasické telefonní sítě. Výrobci mobilních telefonů, jako je Nokia, LG Electronics nebo Samsung, začali letos do svých přístrojů přidávat Wi-Fi. Navzájem propojené sítě vytvoří základ nových služeb. Elektrárenské společnosti mohou například nabízet slevy zákazníkům, kteří budou souhlasit s monitorováním své spotřeby pomocí senzorů ZigBee a s jejím snížením v době energetické špičky.
Průkopnické podniky a univerzity už začaly využívat Wi-Fi k telefonním hovorům. Dartmouth College zavedla loni na podzim internetové telefonování prostřednictvím univerzitní Wi-Fi sítě, která studentům s laptopem nebo kapesním počítačem umožní bezplatné místní hovory z kteréhokoli místa vysokoškolského areálu. Místo aby ředitel technických a výpočetních služeb školy Brad Noblet utrácel 1,3 milionu dolarů za tradiční telefonické vybavení, zaplatil pouhých 350 tisíc za síťovou infrastrukturu a software pro studenty. Teď se svým týmem technických fandů testuje bezdrátové video, aby mohli prostřednictvím Wi-Fi nabízet i kabelovou televizi. Univerzita počítá s poplatky za kabelovou televizi, ale když nebude muset pro kabelovku, telefon a internet udržovat tři různé sítě, ještě ušetří. “Tato technologie nabízí vyšší flexibilitu než tradiční zařízení,“ prozrazuje Noblet.
Po zkušenostech s Wi-Fi se Intel pokouší dosáhnout stejného úspěchu s technologií WiMax. Agentura ABI Research odhaduje, že až přijdou modemy pro WiMax koncem letošního roku na trh, budou stát kolem 450 dolarů. Jde o podstatně víc než padesát dolarů za širokopásmový modem nebo dvě stě za telefonní kartu 3G. Ale od WiMax se čeká pět až deset megabitů za sekundu, kdežto tradiční široké pásmo nabízí tři megabity za sekundu a technologie 3G jen 300 až 500 kilobitů. Intel, Siemens, Alcatel i Motorola nedávno oznámily, že budou vyrábět vybavení pro WiMax a počítají s tím, že dokážou povzbudit poptávku a ceny modemů rychle snížit. Do roku 2006 má Intel začít budovat WiMax čipy do laptopů.
Poptávka po WiMaxu už vystrkuje růžky. Testují jej firmy AT&T i BT. Doug Keeney, výkonný ředitel společnosti U. S. Wireless Online, poskytující bezdrátové širokopásmové služby v Atlantě, Louisville a Columbusu ve státě Ohio, plánuje na letošek investici 250 tisíc dolarů do sítě WiMax v Louisville. To je asi o padesát procent méně, než stálo vybudování metropolitních Wi-Fi sítí v ostatních městech. Počítá s tím, že do roka spadnou modemy na sto dolarů. Díky tomu bude moci snížit cenu předplatného pro zákazníky z 29,95 na 19,95 dolaru. “S tím můžeme lépe pokrýt trh, zvýšit počet přípojek a snáze konkurovat,” těší se Keeney.
WiMax vyvolal zájem i na místní úrovni. Před dvěma měsíci začala Portlandská státní univerzita v Oregonu a Oregonská univerzita lékařských věd uvádět do provozu síť propojující WiMax a Wi-Fi. Na střechy přibyly čtyři vysílače WiMax, které laptopům ve svém dosahu a dalším Wi-Fi anténám rozmístěným po celém městě zajistí širokopásmový bezdrátový přístup. Vybavení, které dokáže přenášet hlas i video, bude šest měsíců testovat univerzita a místní požární sbor. Dalším krokem bude zpřístupnění sítě všem, kdo ji budou chtít ve městě používat. “To umožní rozšířit dosah bez velkých nákladů,” vysvětluje Nigel Ballard, který už v Portlandu zavedl 120 bezplatných hotspotů Wi-Fi a pomáhá zprovoznit i novou síť.
Velké sny? To jistě, ale právě tenhle druh myšlení je souvislosti s vývojem WiMax, ZigBee a dalších nastupujících bezdrátových technologií čím dál populárnější. Vlny jsou otevřené všem.

BEZDRÁTOVÁ EXPANZE Do pěti let může pět nových bezdrátových technologií zásadně změnit naši práci. Podívejme se, jak je může běžná firma využít v každodenním provozu:

ZIGBEE V Sonoma Valley je vedro k zalknutí. Ale vinaři z Chateau de la Technique nespustí své vinice z očí. Každá réva má svůj malý bezdrátový senzor ZigBee. Tato zařízení velikosti mince dokážou sledovat teplo, vlhkost i živiny v půdě. Komunikují mezi sebou pomocí miniaturních radiových vysílačů.

WI-FI Wi-Fi anténa umístěná na okraji pole odešle data na PC v kanceláři, kde jsou analyzována. Wi-Fi je vysokorychlostní bezdrátová technologie, která na krátké vzdálenosti propojuje počítače, tiskárny a další zařízení a připojuje je k internetu. Hrozny na jižních svazích předčasně dozrávají. Sakra!

WIMAX Předák Bob chce začít okamžitě sklízet na jižních svazích, ale potřebuje souhlas majitelky Nataši. Ta je právě na schůzi své softwarové společnosti o dvě města dál. Bob jí pošle e-mail, který se po síti WiMax dostane až na její PDA. WiMax představuje novou formu vysokorychlostní bezdrátové sítě, jež se podobá Wi-Fi, ale má dosah až 50 km.

MOBILE-FI Nataša zprávu předá řediteli Chateau Jeffovi, který právě jede po dálnici na schůzi do San Franciska. E-mail cestuje sítí, která využívá Mobile-Fi, technologii příští generace, která rozšiřuje vysokorychlostní bezdrátovou komunikaci i na jedoucí vozidla.

ULTRAWIDEBAND Jeff zastaví u krajnice a data z laptopu, který je v kufru, stáhne na své PDA na předním sedadle. Bezdrátový přenos data zajistí Ultrawideband, nastupující technologie, která dokáže přenášet na krátké vzdálenosti obrovské soubory třeba i přes zeď. Jeff pošle předákovi e-mail: Začni sklízet!

Síť bezdrátových inovací Nejnovější technologie prosazují nováčci i technologičtí giganti. Podívejme se na některé čelní představitele jednotlivých oblastí: ZigBee Průmysloví giganti Motorola, Royal Philips Electronics a Samsung i nováčci, jako jsou Millenial Net a Ember, mohou očekávat velké výnosy z výroby senzorů Zigbee.
Tržby 2003 Tržby 2007
0 USD 3,5 USD* Wi-Fi Zde je jasným vítězem Intel, jenž loni mobilizoval své marketingové zdroje a nastartoval poptávku po Wi-Fi čipech v laptopech i dalších přístrojích. T-Mobile, který je v zavádění veřejné Wi-Fi z mobilních operátorů nejagresivnější, zavedl tuto službu na 5200 lokalitách.
Tržby 2003 Tržby 2007
3,3 USD* 6,4 USD WiMax Intel, který se snaží zopakovat svůj úspěch s Wi-Fi, zaštítil loni i tento standard. Zisky mohou čekat i velcí výrobci telekomunikačních zařízení Alcatel a Siemens a noví výrobci rádiového vybavení Alvarion a Aperto.
Tržby 2003 Tržby 2007
0 USD 5,4 USD* Mobile-Fi Rivalita mezi japonským bezdrátovým obrem NTT DoCoMo a novými výrobci Navini a Flarionem nejspíš zdrží zavedení standardu do roku 2005 či 2006. Nováčci však již zahájili zkoušky s mobilním operátorem Nextel a jihokorejskou firmou KT Telecom.
Tržby 2003 Tržby 2007
0 USD 918 USD* Ultrawideband Práci na tomto standardu zdržuje válka o konkurenční technologie mezi výrobci čipů Texas Instruments a Intelem na straně jedné a Motorolou na straně druhé. Obě strany mohou prostě představit své produkty a nechat trh, ať rozhodne, který je nejlepší.
Tržby 2003 Tržby 2007
0 USD 1,1 USD* Všechny údaje jsou uváděny v miliardách
* Odhady
Vychází z předběžných odhadů IDC
Pramen: Rutberg & Co., Wireless Data Research, Parks Associates, IDC, Visant Strategies Copyrighted 2002 by The McGraw-Hill Companies, Inc BusinessWeek