HD video a IPTV doma bezdrátově

Bezdrátových komunikačních technologií se za posledních pár let objevila celá řada, ale jen některé z nich se ujaly na trhu opravdu rychle. To ale neznamená, že jejich čas snad už nepřijde – mnozí dokonce sází na to, že přichází právě teď. Kapacita a bezpečnost jsou totiž vším.

Jednou z nejslibnějších bezdrátových technologií je UWB (UltraWideBand). Ne snad, že by šlo o zbrusu novou technologii, protože její prvopočátky lze vysledovat až k Marconimu, tedy k přelomu už předminulého století. Moderní využití se ovšem začalo opětovně zkoumat (jak jinak než pro vojenské účely) v 70. letech. UWB se dnes rutinně používá pro radarové systémy a snímače/zobrazovací systémy, ale pro komunikační sítě se této technologii věnuje větší pozornost teprve v posledních letech.

Důvod pro optimismus na straně UWB je nasnadě: jedná se vskutku o „nejširokopásmovější“ bezdrátovou přenosovou možnost, kterou dnes známe. UWB využívá ultraširoké pásmo (typicky 1,5 GHz), což mu zaručuje nejen stomegabitové až gigabitové přenosové rychlosti, ale i jiné veskrze zajímavé vlastnosti. Především rozprostřením vysílaného signálu do tak širokého pásma a velmi malým potřebným vysílacím výkonem se UWB stává pro ostatní bezdrátové přenosy prakticky šumem, něčím nijak významným na pozadí, takže se s běžnými systémy jako Wi-Fi, Bluetooth apod. naprosto neruší. To ale není vše: stejná vlastnost má velice příznivý vliv také na bezpečnost UWB. Je totiž podstatně obtížnější tyto přenosy úspěšně zachytit a dekódovat.

Jestliže tedy UWB poskytuje vysokou přenosovou kapacitu a současně bezpečnost, proč zatím neovládlo trh? Především se jedná o technologii určenou pro přenosy na velmi krátkou vzdálenost, takže trh je tímto omezen. Využití UWB se předpokládá především v lokálních (typicky domácích) sítích, pro multimediální či další přenosy vyžadující značnou kapacitu, na vzdálenost několika metrů. Ideální využití je nasnadě: pro distribuci video/audio obsahu (i s vysokým rozlišením) v domácnosti na cílová zařízení. HDTV či filmy nejsou na malou vzdálenost pro UWB žádný problém.

Připomeňme, že stávající bezdrátové sítě na „lepší“ video se svými několika (desítkami) Mbit/s (IEEE 802.11b/g) sotva stačí. Chystaná superrychlá varianta Wi-Fi, 802.11n, nabídne aplikaci rychlost 100 Mbit/s. Ovšem ještě zdaleka není schválená, takže na příslušné produkty si počkáme nejméně do konce příštího roku. UWB přitom nabízí 480 Mbit/s i více (se zvyšující se vzdáleností se ovšem propustnost výrazně snižuje). Nicméně rozšíření podpory Wi-Fi v moderní spotřební elektronice je důraznou konkurenční zbraní příznivců bezdrátových LAN.

Dalším důvodem zatím nepřicházejícího boomu je, že UWB má kvůli svému odlišnému způsobu přenosu řadu odpůrců, což výrazně ztěžuje jeho pozici v procesu regulace. UWB je částečně pro komunikační účely schváleno pro použití v USA (v ultraširokém pásmu 3,1-10,6 GHz s maximálním vysílacím výkonem 0,5 mW), ale v ostatních zemích je povolovací proces zatím v běhu nebo ještě ani nezačal.

Rychlá dálnice přípojka-TV přijímač

IPTV (Internet Protocol TeleVision) jako jedna z populárních služeb ovládajících nejnovější nabídky poskytovatelů rychlého přístupu k internetu bude možná první, která využije kvalit UWB. Televizní signál přenášený po IP síti spolu s ostatním provozem (hlasovým a datovým) vyžaduje v síti poskytovatele celou řadu technických úprav (viz články IPTV: vnímaná kvalita; Komerční realizace IPTV v Evropě; Globální trh s IPTV či České IPTV: hudební Óčko), ale bez problémů není ani na straně zákazníka. Pokud již má uživatel to štěstí, že má přípojku o slušné kapacitě a vybere si kvalitní službu od spolehlivého poskytovatele IPTV, pak pro úplnou spokojenost potřebuje také rychlé propojení mezi širokopásmovým směrovačem a TV přijímačem.

Pro širokopásmové video a jeho distribuci v domácnosti jsme si již řekli, že UWB je ideálním řešením. Pro potřeby IPTV se na tuto technologii právem zaměřil např. Siemens, konkrétně jeho americká divize Siemens Home and Office Communications Devices LLC. Je mezi šesticí společností (Amedia Networks Inc., Complete Media Systems Ltd., Entone Technologies Inc., Magnum Semiconductor a UTStarcom Inc), která hodlá využít produkty amerického výrobce čipů Tzero Technologies, který se specializuje na UWB.

Spotřební elektronika není dnes samozřejmě vybavena přijímači UWB, takže celý systém bude zatím vyžadovat samostatné UWB přijímače pro připojení ke stávajícím produktům domácí zábavy. Prototypy řešení by měl Siemens mít k dispozici již do konce roku. Ostatní výrobci spolupracující s Tzero Technologies by měli své produkty předvést na počátku příštího roku.

UWB a jeho konkurenti

Distribuce multimediálního obsahu mezi širokopásmovou přípojkou a přijímači (TV či jiná elektronická zařízení) řešená v domácnosti bezdrátově je pro poskytovatele IPTV a dalších video služeb samozřejmě zajímavá, protože instalace je výrazně jednodušší. Mezi „drátovými“ konkurenty dnes najdeme rychlé HPNA 3.0 (specifikace Home Phone Networking Alliance) po telefonních rozvodech (jak po mědi, tak po koaxiálu na rozdíl od MoCA, Multimedia over Coax, výhradně realizovaném po koaxiálních rozvodech) a HomePlug AV po domácím rozvodu elektřiny (více např. článek Video do domácností: Půjde to i bez drátů?). Z hlediska navázání na nejrozšířenější typ širokopásmových přípojek k internetu telefonní přípojkou se jeví mezi drátovými řešeními právě HPNA, ale do budoucna existují obavy z překrývání použitých kmitočtů s přípojkou VDSL (nejrychlejší xDSL).

Ani UWB ale se svou stávající propustností zatím nestačí konkurovat kabelovému HDMI (High-Definition Multimedia Interface). Avšak pár výrobců spotřební elektroniky se i pro nekomprimované video a audio s vysokým rozlišením rozhodlo prosadit bezdrátové řešení, WiHD (WirelessHD). To má pracovat v pásmu 60 GHz a s využitím moderních anténních technologií (smart antenna) obejít potřebu přímé viditelnosti a současně nabízet gigabitové rychlosti. Zpočátku se bude jednat o 2,5 Gbit/s, ale výhledově se očekává 20 Gbit/s. Současně má toto WiHD rozhraní zabezpečit obsah proti pirátskému kopírování.

Novou specifikaci podporují především samotní výrobci elektroniky Sony, Samsung, LG, Panasonic, LTD, Toshiba, tak také výrobce bezdrátových čipů SiBEAM a její dokončení se očekává na jaře 2007. Poté budou moci výrobci na trh přijít se svými moduly pro příslušné TV přijímače, (HD) DVD přehrávače a rekordéry, Blu-ray diskové přehrávače a celou plejádu přenosných zařízení. Zatím má WiHD úplně stejný cíl jako HDMI, tedy distribuci obsahu o vysokém rozlišení. V budoucnu ale možná přidá podporu obousměrné komunikace, podobně jako chystaná rychlá Wi-Fi 802.11n.

WiMedia Alliance a UWB

Po debaklu přípravy mezinárodní normy IEEE 802.15.3a pro rychlý bezdrátový přenos v malých sítích založený na UWB se o technologii stará především průmyslové sdružení WiMedia Alliance, které schválilo vlastní specifikaci UWB na bázi MB-OFDM (Multiband Orthogonal Frequency-Division Multiplexing), podle níž bude certifikovat produkty na základě testování jejich vzájemné spolupráce.

V době nedávno minulé bylo vedle WiMedia Alliance hodně slyšet také o konkurenčním UWB Foru. To tvořilo záštitu druhé nesmiřitelné skupiny společností podporujících konkurenční technický návrh (DS-UWB) pro normu IEEE. Protože Forum ve své snaze prosadit se neuspělo, počátkem letošního roku prakticky skončilo. Řada změn na trhu ale může zrevitalizovat toto průmyslové sdružení.

UWB Forum původně založil a po celou dobu také vedl výrazný výrobce čipů, společnost Freescale Semiconductor, samostatná odnož Motoroly. Freescale Semiconductor ale před nedávnem koupilo za pouhých 17,6 miliard dolarů konsorcium soukromých investorů pod vedením The Blackstone Group (pro finančníky přidám informaci, že tato skupina zahrnuje The Carlyle Group, Permira Funds a Texas Pacific Group). Možná paradoxně, možná logicky, Motorola ve stejné době koupila jiného výrobce čipů, a to Symbol Technologies.

Na závěr zrekapitulujme, kde se lze s UWB setkat. UWB je již dnes základem specifikace bezdrátového USB (jak Certified Wireless USB, tak CableFree USB, viz též článek Vyberte si bezdrátové USB), bezdrátového FireWire (IEEE 1394) či specifikace WiMedia WiNET protokolů. Již konkretizovaná spolupráce s Bluetooth na výrazném zvýšení jeho rychlosti je pro UWB rovněž slibnou cestou do budoucna (viz článek Překvapivě rychlý Bluetooth nové generace).

14. 11. 2006

Autor: Ing. Rita Pužmanová, CSc., MBA