הסיבות למעבר לגלים מילימטריים לחיבורי פס רחב באוויר לעסק ולמשרד
מאת: מיכאל פנחס, 9.8.20, 13:18
 
מה הם "גלים מילימטריים" והיתרונות שלהם? מי כבר מוכן בישראל לספק פתרונות פס רחב באלחוט ב-V-Band לציבור? מהם השימושים המרכזיים שיש בהם ניסיון בתחום השימוש בגלים מילימטריים? מהם השיקולים בבחירת תשתית חיבורי אלחוט דוגמת גלים מילימטריים לעסק?
 
כל מה שכל גולש, מנהל ובעל עסק צריכים לדעת על בחירה ומעבר לשירותי אלחוט מתקדמים בתקן החדש של הגלים המילימטריים, ואיזה שיקולים באים בחשבון כדי לבחור בפתרון הנכון והמתאים לצרכי העסק.
 
1. מה הם "גלים מילימטריים" ולמי זה טוב?
מדובר בטכנולוגיית רשת אלחוטית המאפשרת העברת מידע בקצבים ומהירויות גבוהות תוך הנגשה לכל דורש. ניתן לפרוס את החיבורים הללו בכל מקום, בקלות ובמהירות ואין שום מגבלות של סלילת ומתיחת כבלים.
 
"גלים מילימטריים" הוא תחום תדרים גבוה: 57-86 GHz (גיגהרץ) ומכונה כך בשל אורך הגל, שגודלו בסדר גודל של מילימטרים.
 
היתרון הראשון של תחום הגלים המילימטריים הוא, שהתחום הזה נקי מהפרעות ואין לו שום שימוש בתחומים צבאיים או אחרים, שיכולים להתנגש בשימוש בתדרים הללו (כמו למשל ההתנגשויות הרבות הקיימות בתחום התדרים של ה-WiFi).
 
טכנולוגיית "גלים מילימטריים" היא טכנולוגיה פורצת דרך, שמאפשרת מתן שירותים בקצבים מהירים באופן פשוט ובעלויות נמוכות יותר. טכנולוגיה זו משמשת בעיקר לצורך העברת נתונים במקטע האחרון (Last Mile), קרי, החיבור לעסקים, לבתים, מפעלים וכו'.
 
למעשה, מדובר בשידור אלחוטי, שאינו מצריך פרישה של תשתית קרקעית, שעלותה גבוהה והקמתה כרוכה בהתגברות על חסמים שונים המהווים מטרד לציבור - קבלת אישורי חפירה והקמה המשבשים את אורח החיים, תהליכי תכנון ממושכים וכו'.
 
החיסרון העיקרי של הטכנולוגיה הוא, שיש צורך ב"קשר עין" ישיר בין האנטנה המוצבת בשטח למקלט המוצב, למשל, בחלון המשרד או הבית, מה שמחייב פריסת אנטנות בכמות מספקת, שתכסה שכונה \ אזור \ עיר, בלי הפרעות של בניינים גבוהים באמצע.
 
השימוש בעולם בטכנולוגיית "גלים מילימטריים" להעברת קצב מידע בקצב גבוה - הולך וגובר. טכנולוגיה זו נמצאת בשימוש מסחרי ברוב מדינות העולם המתקדם ותוקננה ואושרה לשימוש ע"י ארגון התקשורת האירופאי, ע"י ה-FCC בארה"ב, ומדינות נוספות.
 
בתחום הגלים המילימטריים שוחררו ע"י משרד התקשורת הישראלי 2 תחומים שונים המכונים בשמות: V-Band  ו-E-Band.
 
ב-2 המקרים המדובר בקישור P2P (ר"ת: Point To Point) בתצורה של PtMP (מנקודה לריבוי נקודות). הפתרון הזה חסין לרעשים, להפרעות, להאזנות ולגניבת מידע.
 
תחום ה-V-Band הוא חופשי. כלומר: ללא עלות על השימוש בתדרים וללא צורך ברישיון לשימוש בתדרים (יש צורך רק באישור התאמה לתקן, לציוד).
 
הביצועים בתחום ה-V-Band מספקים עד 1 גיגה סימטרי (יש ציוד חדיש התומך בעד 2 גיגה) לכל נקודת קצה בעסק, בטווח של כמה מאות מטרים מאנטנת השידור. זאת, בד"כ, לטווחים של עד 300 מטרים מאנטנת השידור (מומלץ לא יותר מכך, בגלל האפשרות למיסוך האות המשודר עקב גשם וערפל סמיך).
 
תחום ה-E-Band מתחלק לתחום הנמוך ולתחום הגבוה ודורש תשלום אגרות על השימוש בתדר ודורש גם רישיון. הביצועים בתחום זה טובים יותר ויכולים להגיע עד 10 גיגה לטווחים של כמה קילומטרים. ניתן להגיע עד 10 קילומטרים, מאנטנת השידור.
 
חלוקת תחומי התדר הגבוהים בגלים המילימטריים בישראל הם:
1) תחומי התדרים של ה-57 עד 66 גה"ץ המכונה בשם ,V-Band שהוא התחום החופשי,
2) התחום של 71 עד 76 גה"ץ מכונה בשם: E-Band נמוך,
3) התחום של 81 עד 86 גה"ץ מכונה בשם: E-Band גבוה.
 
בתחום ה-E-Band הגבוה יש מעט התנגשות עם התדרים שיועדו לשימוש של עורקי מיקרוגל, אבל זה נפתר במנגנונים למניעת הפרעות, שהוכנסו לתקן.
 
2. מי כבר מוכן לספק פתרונות פס רחב באלחוט ב-V-Band לציבור בישראל?
החברה המובילה בעולם וגם בישראל היא חברה ישראלית בשם סיקלו - Siklu. הפתרון הנפוץ ביותר של סיקלו הוא GTTH (ר"ת: Gigabit To The Home), שמספק שירותים ברמה של דור 5 בסלולר כבר כעת, לעסקים, לארגונים, לבתים ולמשרדים, ברוחבי פס של 1 עד 5 גיגה לכל בית ומשרד (ניתן להזמין גם חיבורי של 10 גיגה). ל-Siklu יש מספר מתחרות בעולם דוגמת: NEC ונוקיה, אבל בישראל סיקלו היא ספק מוביל.
 
בין הספקים הישראליים, שמוכנים לקדם מיידית פריסה של פתרונות בגלים מילימטריים, בכל מקום ולכל מטרה, אפשר למצוא את: SMBIT (שכבר ביצעה ומבצעת התקנות ברישיון בכמה מקומות ברחבי הארץ, דוגמת רחובות, אור-יהודה ועוד. היא הזוכה במכרז מרכז השלטון המקומי להתקנות "עיר חכמה" בכל הארץ), קבוצת גטר, קבוצת רד-בינת, Oril תשתיות רדיו ויש עוד.
 
ברגע שהתחום שוחרר, החלו להיכנס אליו עוד כמה חברות, כולל חברות התקשורת הקיימות, במיוחד החברות הגדולות. בזק כבר הודיעה, שהיא שוקלת להשתמש בטכנולוגיה הזו בכמה מקומות בארץ. סביר להניח, שבזק לא תהיה יחידה. כמה יזמים כבר התארגנו והם יפרסמו את עצמם ושירותיהם די בקרוב.
 
הלקוחות העסקיים ,שבוחרים בתחום הגלים המילימטריים, יכולים לקבל פתרון "קצה לקצה" כולל כל יחידות הקצה, לרבות ציוד הרשת, מצלמות האבטחה, בסיסי השידור, התמסורת, שירותי ערך מוסף (שירותי אינטרנט, שירותי סייבר וכיו"ב), מערכות הניטור והשליטה וכך הלאה, לפי הצרכים הספציפיים של כל עסק, מספק אחד.
 
היתרון המרכזי לחברות, עסקים וגם בתים פרטיים הוא, שהשימוש בתדריV-Band  הוא חופשי לחלוטין (כמו ה-WiFi), ולכן העלויות מול כל חלופה אחרת הן פשוט אפסיות. יש רק עלות ראשונית של התקנה (אנטנת שידור, אנטנת קליטה), אבל אחרי כן, מעבר לעלות החיבור לאינטרנט, שקיימת תמיד בכל צורת חיבור, אין כמעט עלויות (קצת עלות ביטוח ותחזוקה. הציוד הזה מאוד אמין ודורש מעט מאוד תחזוקה).
 
3. מהם היתרונות של הגלים המילימטריים?

• אלומה צרה ביותר של קרן שידור כדי למנוע עד כמה שניתן הפרעות (דוגמת גשם וערפל סמיך).
• התקשורת האלחוטית חסינה מפני האזנות ומוגנת בהצפנה קצה לקצה בתקן AES 256.
• הבטחה של 5 גיגה סימטרי לכל חיבור קצה בתחום ה-E-Band ו-1 גיגה סימטרי בתחום ה-V-Band.
• אמינות של עשרות שנים לציוד (MTBF).
• קרינה מינימלית העומדת בכל התקנים המחמירים ביותר.
• בד"כ הכל מגיע באריזה אחת: משדר, אנטנה ותדר, הכל מותקן ומופעל אוטומטית ללא כל צורך באיזו קונפיגורציה. היחידה כוללת 2 יציאות POE למצלמה, או WiFi, או לינק נוסף לכל שימוש הנדרש ע"י העסק \ המשרד.
• צריכת חשמל מינימלית.
• ניתן להתקין בכל מקום, גם על גגות, קירות, חלונות, עמודי רחוב, עמודי רמזורים וכיו"ב.
• מאפשר יצירת חיבורי "סיב האלחוטי" עם ניסיון בשימוש, שמותקן כבר ברחבי העולם ובישראל, ומשמש לחיבור תשתיות עירוניות וליצירת רשת מטרו אלחוטית. ניתן לחבר בתי ספר, אתרי מצלמות, מבני עירייה, חיבור לבסיסי שידור WiFi ציבורי, משרדים ועוד, לרשת אחת (או יותר) פרטית, חסכונית ויציבה לאורך זמן, עם רמת ביצועים ואמינות גבוהים ביותר.

תשובות קצרות לשאלות נפוצות:
1. למה עסקים, ארגונים וגם אנשים פרטיים בבית משתמשים באלחוט?
פריסת רשתות WiFi במקומות ציבוריים, דוגמת: מסעדות, בתי קפה, קניונים, קמפוסים ואתרים לסטודנטים, מקומות עבודה, משרדים ועוד, הפכה להיות נורמה וחובה. גם בכל בית.
 
הסיבות המרכזיות להצלחה של הWiFi- בתור תשתית תקשורת: מדובר בתקן מקובל בכל העולם וגם בישראל, שקיים כמעט בכל מכשיר אלקטרוני המחובר לרשת האינטרנט ומחירו מאוד זול, בעיקר בגלל השימוש בתדרים חופשיים.
 
תקן WiFi מספק רוחבי פס עצומים (התקן החדש, WiFi 6 או בשמו הטכני: 802.11ax, מספק עד 11 גיגה באוויר), קל מאוד לתפעול (הכל אוטומטית), כמעט שלא דורש תחזוקה, עם אמינות גבוהה וכמות אפסית של תקלות וקלקולים.
 
כיום, רשתות WiFi מחברות כמעט כל דבר ברשת העסקית, החל מסמארטפונים, טאבלטים ומחשבים ניידים וכלה במצלמות אבטחה, מערכות אזעקה, מערכות בקרת כניסה, מערכות "בית ומשרד חכם", מערכות IoT של "עיר חכמה", "רכבים אוטונומיים" ועוד.
 
שוק שירותי התקשורת באמצעות תשתיות מבוססות על פתרונות אלחוט מתקדמות עבר "קפיצת מדרגה" בשנים האחרונות בישראל. זה כלל כניסה של טכנולוגיות מתקדמות כמעט בכל תחום, גם בתחום ה-WiFi הוותיק וגם בתחום "הגלים המילימטריים", שהתחזיות מנבאות גם לו הצלחה לא פחותה מהצלחת השימוש ב-WiFi.
 
החיסרון של ה-WiFi הוא, שהפתרון הזה לא מתאים לחיבור בשטחים פתוחים (בעיקר בגלל ההפרעות, בעיות בתדרים ועוד). לכן, ה-WiFi משמש בעיקר בתוך מבנים ולחיבור של מכשירים ניידים. לעומת זאת, גלים מילימטריים נועדו בעיקר לשימוש בחוץ, בשטחים הפתוחים, לחיבורים קבועים של משרדים, ארגונים ואף בתים.
 
את השוק בישראל של בסיסי שידור ל-WiFi, שמכונים בשם Access Points, מובילה חברת גטר-טק (מקבוצת גטר), עם פתרונות אלחוט ממספר יצרנים ובראשם Ruckus  מקבוצת Comscope האמריקאית, שמופצת בשוק דרך מפיצים ואינטגרטורים רבים. בעבר, סיסקו הייתה מובילת שוק. אולם, השוק הזה נכבש ע"י גטר-טק \ גטרקום. אחריה ניצבת חברת SMBIT עם הפתרונות של חברת UBIQUITI. אחריה נמצאות: בינת תקשורת עם כמה פתרונות, שאומי (Xiaomi) - פתרון הנמצא בתחילת כניסתו לשוק (ניתן לייבא ישירות מהחברה), אבל מחירו הנמוך הוביל לפופולריות של פתרון זה, ואסוס (Asus), פתרון המופץ בכמה ערוצים.
 
2. מהם השימושים המרכזיים שיש בהם ניסיון בתחום השימוש בגלים מילימטריים?
הגלים המילימטרים יכולים לכסות במהירות אזורים, שהסיבים לא יכולים להגיע אליהם. Siklu מפתחת ומספקת שבבים לתחום הגלים המילימטריים - תדרי שידור, שיאפשרו להעביר פס רחב במקומות, שבהם קשה או אף בלתי אפשרי לסלול סיבים אופטיים, ולהשתמש בפס רחב גם ליישומי IoT, כגון מצלמות אבטחה, סנסורים מכל סוג וגם לבסיסי שידור של WiFi.
 
הגלים המילימטריים - תחום תדר, שהטכנולוגיה מאפשרת בשנים האחרונות לנצל, עשויים להביא מהפך בדרך, שבה תושבי ערים צפופות צורכים מידע והעיריות שלהם שומרות על ביטחונם ומנהלות את משאבי האנרגיה והמים שלהם בדרך חכמה. כך, השירות, שמפתחת סיקלו בתחום הגלים המילימטרים, נועד להביא פס רחב לבתים, שקשה ויקר להביא אליהם סיבים אופטיים. עם זאת, הסיבים האופטיים נחוצים להביא את תעבורת האינטרנט אל העיר וממנה.
 
מכיוון שהגלים המילימטרים כמעט ולא רגישים להפרעות וכרגע תחום הגלים המילימטריים פנוי לחלוטין ממשתמשים בישראל, הגלים המילימטריים הללו מאפשרים תקשורת בקצבים גבוהים גיגהביטים לשנייה. ברגע שעסק הקים מערכת תקשורת, היא יכולה לשמש להרבה יישומים, ממצלמות אבטחה, דרך חיישנים שונים, חיבור בתי הספר, בתי החולים ולספק שירות רשתות פרטיות בתוך העיר לתושבים.
 
קיימת עדיין תפיסה בחלק מהערים החכמות לפיה "ערים חכמות" הן אוסף של חיישנים צרי סרט, וכל מה שצריך זה רק לאסוף את הסנסורים האלה בתעבורה, שהיא לאו דווקא פס רחב, כדי לעבד את המידע בענן ולהפיק ממנו תובנות ולשלוט במידע ובסנסורים, מה שמכונה NBIOT - Narrow Band IoT, מה שממומש, למשל, על בסיס תשתיות הסלולר הרגילות.

אולם, זה כבר לא נכון. כולם רוצים וידאו ואי אפשר להעביר וידאו על פס צר. אפילו מצלמות האבטחה מתחילות לשדר ב-K4 ואף ב-K8. כל מצלמה בעצמה מורכבת מאוסף של מצלמות בסידור המאפשר לה לצלם זוויות רחבות וכיום המצלמות כוללות "חוכמה" דוגמת זיהוי פנים וזיהוי אירועים, חוכמה מבוססת AI (אינטליגנציה מלאכותית). זה דורש רוחבי פס ניכרים, מאובטחים ויציבים.
 
לכן, ערים חכמות וארגונים חכמים יצטרכו להשתמש ביישומי וידאו לצרכי אבטחה, תחבורה חכמה, עבודה מרחוק, עבודה היברידית ועוד. למעשה, כל התשתית של המכוניות האוטונומיות תעביר כמויות מידע אדירות ולתחום זה הפתרונות של "גלים מילימטריים" מתאימים בדיוק. מכיוון שמדובר על תדרים גבוהים מאוד ואלומות תדר צרות, הסיכוי להפרעה הוא קטן מאוד ולכן זו טכנולוגיה אידאלית לפריסות. תכנון הרשת קל מאוד, רק צריך קו ראיה. כל השאר פשוט מאוד ומותקן בדקות ומתחיל לעבוד באופן מלא תוך זמן ממש אפסי.
 
עיריות וגופים ציבוריים יכולים לנצל זאת למטרות מגוונות ומפתיעות. למשל, כדי לספק אינטרנט חינם בשכונות מצוקה, ללמד את התושבים כיצד להשתמש במחשב ולאפשר להם לרכוש כישורים רלוונטיים להיום. הגלים המילימטריים הם התשובה לאספקת פס רחב ליישומים החדשים, שמתפתחים בשוק התקשורת העולמי והמקומי, ובראשם פס רחב לבתים פרטיים ורשתות ערים חכמות ועסקים חכמים.
 
משרד התקשורת התיר לרשויות מקומיות לעשות שימוש עצמאי בתדרי הגלים המילימטריים להקמת רשתות עיר חכמה עצמאיות וההתקנות כבר החלו, ברשויות מקומיות רבות, דוגמת ירושלים, ראשון לציון ועוד.


 
3. מהם השיקולים בבחירת תשתית חיבורי אלחוט דוגמת גלים מילימטריים?
השיקול הראשון הוא: רוחב הפס הנדרש. יש לבצע ניתוח של צרכי העסק במבט של לפחות 5 עד 10 שנים קדימה, כי תשתיות תקשורת בעסק לא מחליפים כל יום ואפילו לא כל שנה. מומלץ להיעזר במומחה\ים לתחום הזה.
 
השיקול השני הוא: מענה לרגולציה. יש הרבה רגולציה סביב התדרים ומומלץ להיעזר במומחה/ים לתחום הזה.
 
שיקול השלישי הוא: תאימות לתקנים. יש לא מעט תקנים בתחום הזה ומומלץ להיצמד לתקנים המקובלים בארץ ובעולם.
 
השיקול הרביעי הוא: היכן יש צורך בתשתית האלחוט? לפי זה נקבע סוג המשדרים והמקלטים הנדרשים. יש הבדלים את מדובר בתשתית רק בתוך העסק (LAN), או בתשתית לחיבור בין סניפים וחיבורים חיצוניים (WAN), או שמעוניינים, שאותה תשתית סיבים תהיה גם ל-LAN וגם ל-WAN.
 
בד"כ, הנטייה כיום היא לשלב חיבור גלים מילימטריים מבחוץ לתוך המשרד, ובמשרד עצמו להשתמש ב-WiFi. כלומר: את החיבור החיצוני של גלים מילימטריים מחברים בכבל אתרנט לנתב הפנימי במשרד - הנתב של ה-WiFi. זו התצורה הכי נפוצה לחיבורים כיום.
 
השיקול החמישי הוא: ממי לרכוש את הפתרון של חיבורי מיקרוגל ובאיזה עלות, לעסק שלי. מומלץ להיעזר במומחה\ים לתחום הזה.
 
מכאן, ש"צרכנות נבונה" היא שם המשחק, כי בגלל התחרות הרחבה בשוק הזה הכוח נמצא כיום בידי הלקוחות העסקיים.

מאת: מיכאל פנחס, מהנדס תקשורת, אוגוסט 2020.