Szerokopasmowy spacer ostatnią milą

Pewnego szczęśliwego dnia światłowody, które okrążają Twoją metropolię, rozgałęziają się aż do Twojego domu. Do tego czasu większość z nas poszukujących łączy szerokopasmowych będzie zależeć od wolniejszych przewodów, które można już znaleźć w domu: miedzianego przewodu telefonicznego, który przewodzi cyfrowe łącza abonenckie (DSL) lub koncentrycznego kabla telewizyjnego do usług modemu kablowego.

Ale do tych bliźniaczych filarów usług szerokopasmowych ostatniej mili dołączają opcje bezprzewodowe, w tym dwukierunkowe usługi satelitarne i stacjonarne technologie bezprzewodowe podobne do komórkowych. W nadchodzących latach zobaczymy także transmisję danych w telewizji cyfrowej, bezprzewodowe sieci optyczne, a może nawet sterowce rozsiewające cyfrową mannę.

Porzucanie połączenia telefonicznego Powoli

Według Cahners In-Stat do końca roku na całym świecie będzie 10 milionów abonentów modemów kablowych w porównaniu z 11,5 miliona abonentów DSL. Chociaż to około dwukrotnie więcej niż rok wcześniej, to tylko ułamek z ponad 400 milionów użytkowników Internetu na całym świecie. Badanie przewiduje, że do 2005 r. tylko połowa wszystkich abonentów Internetu w USA będzie korzystała z łączy szerokopasmowych.

Dlaczego więc opóźnienie?

W przypadku modemów kablowych i instalacji DSL, to bitwa na ulicach: trzeba rozkopać drogi, wyciągnąć pozwolenia i wynająć policję po służbie. Zestawy instalacyjne modemów „zrób to sam” usprawniają powolne tempo podłączania nowych użytkowników, ale technicy nadal muszą być wysyłani, aby aktywować połączenia poza domem, a dostawcy nadal muszą inwestować miliony w pomoc techniczną. Alternatywy bezprzewodowe pozwalają uniknąć kosztów kopania ulic, ale wymagają od techników zamontowania i dokładnego ustawienia anten talerzowych.

W tej walce jest jeden jasny punkt: wprowadza linie światłowodowe głębiej w dzielnice. Z reguły im bliżej domu znajduje się węzeł światłowodowy, w którym sygnały optyczne są przekształcane na elektryczne, a im więcej węzłów światłowodowych jest rozmieszczonych w celu obsługi każdego obszaru, tym wyższa przepustowość, z której korzystasz. W wyniku tej stałej ekspansji światłowodów, typowe dla dzisiejszych szerokopasmowych łączy konsumenckich, o przepustowości od 256 kilobitów na sekundę do jednego megabita na sekundę, powinno wynosić od jednego do trzech megabitów na sekundę w drugiej połowie dekady. To wystarczy, aby umożliwić takie aplikacje, jak wideokonferencje i wideo na żądanie, które działają słabo w obecnych sieciach szerokopasmowych.

Co jest wystarczająco szybkie?

Wydajność ostatniej mili już teraz znacznie przewyższa prędkość pojedynczego połączenia przez Internet. Typowy modem szerokopasmowy działa z prędkością około 600 kilobitów na sekundę, ale z taką prędkością łączy się z usługodawcą, a nie z typową witryną w Internecie. Bez względu na szybkość modemu, różne wąskie gardła ograniczają prędkość dostępu do Internetu średnio do około 300 do 500 kilobitów na sekundę.

Ta średnia powinna wzrosnąć w nadchodzących latach, ale ze względu na rosnący popyt, nie wzrośnie ona tak szybko, jak wzrost wydajności na ostatniej mili. Więc prawdopodobnie zobaczysz tylko stopniową poprawę szybkości w ciągu najbliższych kilku lat. Przejście z połączeń modemowych o szybkości 56 kilobitów na sekundę do 500 kilobitów na sekundę jest znacznie bardziej zauważalne niż przejście z 500 kilobitów na sekundę do jednego megabita na sekundę. Ponieważ dostawcy usług szerokopasmowych koncentrują się na rejestrowaniu nowych subskrybentów, nie są zbyt zainteresowani zwiększaniem przepustowości.

Wszystko zależy od twoich kontaktów

Coraz częściej jakość połączenia dostawcy usług szerokopasmowych z Internetem staje się równie ważna jak prędkość modemu szerokopasmowego. Wielu dostawców usług szerokopasmowych korzysta z sieci dystrybucji treści, aby uniknąć kluczowych wąskich gardeł w Internecie, przejmując media bezpośrednio od dostawców treści. Idąc krok dalej, niektórzy dostawcy usług szerokopasmowych przechowują media strumieniowe na lokalnych serwerach, udostępniając je w ten sposób klientom z najwyższą szybkością.

Jeśli różnica między dostępem lokalnym i dalekosiężnym będzie się dalej powiększać, użytkownicy Internetu szerokopasmowego mogą spędzać coraz więcej czasu na próbowaniu treści wyższej jakości, ale znacznie bardziej ograniczonych, oferowanych lokalnie przez dostawcę, zamiast cierpieć z powodu niższych prędkości Internet. Perspektywa superszerokopasmowych usług ostatniej mili, które łączą jakość wizualną telewizji z interaktywnością sieci, jest atrakcyjna dla dostawców usług szerokopasmowych, dużych firm medialnych, reklamodawców i wielu konsumentów. Inni postrzegają te otoczone murem ogrody jako zagrożenie dla otwartej konkurencji i różnorodności (zobacz Sieć za ścianami ) .

Dziesięciolecia od teraz spojrzymy wstecz na dzisiejsze tak zwane usługi szerokopasmowe i zastanowimy się, jak mogliśmy tolerować tak prymitywne doświadczenia. W międzyczasie, oto czego możemy oczekiwać od telewizji kablowej, cyfrowej linii abonenckiej, satelitów i stacjonarnej sieci bezprzewodowej oraz od dalszych alternatyw, takich jak latające platformy.

Modemy kablowe: ustawianie ograniczeń prędkości

Można by uzyskać znacznie szybsze połączenia, gdyby to obchodziło facetów od kabli.

Dzięki zastosowaniu okablowania koncentrycznego o dużej przepustowości usługi modemów kablowych oferują większy potencjał szybkości niż cyfrowa linia abonencka (DSL). Ale w prawdziwym świecie wydajność jest tylko nieznacznie większa niż DSL.

Dzieje się tak, ponieważ podczas gdy sieci kablowe teoretycznie mogą przenosić od 10 do 27 megabitów na sekundę, operatorzy kablowi zwykle stosują limity od jednego do dwóch megabitów na sekundę na użytkownika. A ponieważ przepustowość jest współdzielona, ​​większość użytkowników rzadko osiąga te limity. Im więcej sąsiadów się zaloguje, tym mniejsza prędkość.

Średnia prędkość modemu kablowego wynosi od 500 do 750 kilobitów na sekundę, mówi Mike Paxton, analityk w Cahners In-Stat. Późno w nocy, mówi Paxton, często osiąga się wydajność rzędu jednego megabita na sekundę, ale w godzinach szczytu prędkość często spada między 200 a 300 kilobitów na sekundę.

Aby poprawić wydajność, operatorzy kablowi rozszerzają sieci światłowodowe głębiej w sąsiedztwo i tworzą więcej węzłów światłowodowych (skrzynek połączeniowych, które przekształcają sygnały światłowodowe o większej przepustowości w sygnały elektryczne przesyłane przez kabel koncentryczny). Zmniejszając liczbę domów obsługiwanych przez każdy węzeł, zwiększa się przepustowość.

Ponadto operatorzy kablowi mogą zwiększyć przepustowość, zmniejszając liczbę kanałów telewizyjnych w tej samej sieci, chociaż rzadko jest to wykonalne z ekonomicznego punktu widzenia.

W rzeczywistości, biorąc pod uwagę ogólny brak konkurencji, z jakim się borykają, dostawcy telewizji kablowej nie są zbytnio zmotywowani do poprawy jakości usług. Są jednak zajęci dostosowywaniem swoich sieci i modemów do telefonii, co jest już oferowane przez większość dostawców DSL. Modemy zgodne ze specyfikacją interfejsu usługi transmisji danych przez kabel w wersji 1.1. Standard modemów kablowych pojawi się jeszcze w tym roku, ułatwiając dostawcom telewizji kablowej świadczenie usług głosowych za pośrednictwem tych samych linii, które są używane do telewizji i dostępu do Internetu.

DSL: przepustowość jest odtwarzana

W miarę jak firmy telekomunikacyjne docierają do większej liczby klientów usług szerokopasmowych, będą powoli zwiększać przepustowość.

Cyfrowa linia abonencka (DSL) przebiega przez te same przewody miedziane, co usługi telefoniczne, i jest z natury wolniejszą technologią niż kabel. Jednak ma w zanadrzu kilka sztuczek.

Podczas gdy modemy kablowe działają podobnie do kart adapterów PC podłączonych do sieci lokalnej, modemy DSL są bardziej podobne do modemów telefonicznych. Opierają się na stałym połączeniu z podobnym modemem w centrali firmy telefonicznej, więc przepustowość nie powinna się zmieniać, nawet jeśli cała Twoja okolica zdecyduje się oglądać rozdanie Oscarów online. (Jedno zastrzeżenie: niektórzy dostawcy nadmiernie subskrybują swoje sieci, przez co połączenia centrali z Internetem są przeciążane, co zmniejsza przepustowość dla wszystkich).

Chociaż typowe linie DSL zapewniają około 500 kilobitów na sekundę, prędkość będzie rosła. Analityk Cahners In-Stat, Ernie Bergstrom, twierdzi, że większość nowych konsumenckich linii DSL dostarcza około 784 kilobitów na sekundę w dół i 384 kilobity na sekundę w górę. W ciągu najbliższych kilku lat będą próbowali zwiększyć prędkość do jednego megabita na sekundę za pomocą lepszego sprzętu do multipleksowania, mówi Bergstrom, odnosząc się do podstawowej technologii, która znajduje się między DSL a liniami światłowodowymi w centrali.

Te ostrożne ulepszenia prędkości nie będą wymagały ani dodatkowych wdrożeń światłowodów, ani nowego sprzętu klienta. W rzeczywistości istniejące modemy DSL mogą obsługiwać od 1,5 do 7 megabitów na sekundę. Prawie nikt nie osiąga dziś takiej prędkości, głównie z powodu ograniczeń odległości DSL i dlatego, że firmy telefoniczne są zbyt zajęte rejestrowaniem nowych klientów, aby martwić się oferowaniem usług premium.

Zwiększenie kopii zapasowej

Firmy telefoniczne sprzedają klientom usługi DSL w asymetrycznym formacie ADSL, w którym przepustowość pobierania jest znacznie wyższa niż w przypadku przesyłania danych, podobnie jak w przypadku kabla.

Dzięki symetrycznej technologii DSL przepustowość upstream i downstream jest zrównoważona, co czyni ją użyteczną w zastosowaniach takich jak wideokonferencje lub hosting WWW, które wymagają dużej przepustowości dla upstream.

Większość pieniędzy zarabianych na rynku DSL pochodzi ze sprzedaży symetrycznych usług DSL małym firmom, ponieważ 300 USD miesięcznie wydaje się okazją dla firmy, która wydaje 1000 USD miesięcznie na konwencjonalną usługę T1 1,5 megabita na sekundę.

W nowszych sieciach kablowych nic nie powstrzymuje dostawców przed dostarczaniem podobnych usług symetrycznych, ale starsze sieci wymagają kosztownych aktualizacji w celu zwiększenia tylnego kanału do przesyłania.

Podczas gdy firmy kablowe dominują na zamożnych przedmieściach, nieodłączne ograniczenia odległości w technologii DSL w dużej mierze ograniczają usługi do bardziej miejskich obszarów mieszkalnych. Powyżej 12 000 stóp od najbliższej centrali klienci są zazwyczaj ograniczeni do usługi 256 kilobitów na sekundę, a niewielu dostawców obsługuje klientów powyżej 15 000 stóp. Opracowano nowy sprzęt do przedłużania linii, który może zwiększyć zasięg DSL do od 18 000 do 24 000 stóp. Jednak rozszerzenie tych sieci zajmie lata i, w przeciwieństwie do telewizji kablowej, DSL będzie nadal wymieniać przepustowość na odległość.

Rozpoczęcie DSL było trochę powolne z powodu problemów z odległością, mówi Bergstrom, ale [dostawcy] gorączkowo próbują rozszerzyć swoje usługi.

Pomoc ze stabilnej diety błonnikowej

Bergstrom mówi, że w ciągu pięciu lat dostawcy DSL przyspieszą swoje projekty rozszerzania światłowodów głębiej w dzielnice i bliżej domów. W rezultacie przepustowość zacznie rosnąć do wielu megabitów na sekundę.

Docelowo dostawcy DSL będą oferować klientom tak zwane bardzo szybkie łącze DSL (VDSL) znajdujące się w odległości kilku tysięcy stóp od centralnego biura. Wymagający nowego sprzętu klienta, VDSL jest w stanie osiągnąć prędkość od 3 do 20 megabitów na sekundę, co jest wystarczającą przepustowością dla usług wideo na żądanie. Qwest eksperymentuje z VDSL w rejonie Phoenix, ale takie sieci nie będą powszechnie dostępne przez kolejną dekadę. Do tego czasu sieci modemów kablowych powinny działać z podobną prędkością.

Satelity wreszcie działają w obie strony

Sprzedawcy mogą teraz udostępniać łącza szerokopasmowe bez konieczności korzystania z połączenia telefonicznego.

Jeśli jesteś poza zasięgiem dostawców przewodowych łączy szerokopasmowych, spójrz w niebo. Satelity są tutaj tak długo, jak masz wyraźną ekspozycję południową.

Do niedawna usługi satelitarne były ograniczone do DirecPC Hughesa, drogiej, jednokierunkowej usługi, która wymagała oddzielnego naziemnego konta internetowego dla kanału zwrotnego.

Jednak jesienią ubiegłego roku współpraca między Gilat Satellite Networks, EchoStar Communications i Microsoftem wprowadziła dwukierunkową usługę o nazwie StarBand, która kosztuje około 70 USD miesięcznie. Usługa StarBand oferuje pobieranie do 500 kilobitów na sekundę i przesyłanie 150 kilobitów na sekundę.

Na początku tego roku Hughes wprowadził dwukierunkową wersję DirecPC, która oferuje przesyłanie do 256 kilobitów na sekundę wraz ze standardowym pakietem pobierania 400 kilobitów na sekundę. Partnerzy Hughesa, w tym DirecTV, EarthLink i Pegasus Communications, uruchomili w tym roku usługę w podobnych cenach.

Te wczesne usługi satelitarne nadają na tych samych niskich częstotliwościach (11,7 do 12,7 gigaherców) w paśmie Ku, które są używane przez telewizję satelitarną, i po kilku drobnych modyfikacjach mogą korzystać z tej samej anteny. Nie mogą konkurować z łączami stacjonarnymi ani szybkością, ani kosztami.

Co więcej, ze względu na ponad 35 000 kilometrów przeskoków między domem, satelitą i naziemnymi urządzeniami satelitarnymi, usługi satelitarne cierpią z powodu dużego opóźnienia – opóźnienia czasowego między zainicjowaniem żądania internetowego a otrzymaniem odpowiedzi. Zwykle półsekundowe opóźnienie jest ledwo zauważalne, ale jest zbyt oczywiste w przypadku aplikacji czasu rzeczywistego, takich jak gry wieloosobowe i wideokonferencje.

Gen S

Za kilka lat nowa generacja satelitów wykorzystujących pasmo Ka o wyższej częstotliwości (18 do 31 gigaherców) dotrze do nieba, obiecując wydajność od 512 kilobitów na sekundę do trzech megabitów na sekundę. (Podobnie jak w przypadku kabli, wydajność satelitów spada w zależności od liczby użytkowników w danym obszarze usług, co utrudnia oszacowanie rzeczywistych stawek).

Kilka firm, w tym Hughes i spółka zależna Alcatela SkyBridge, planuje wprowadzić usługi internetowe w paśmie Ka. Na początku większość tych usług będzie skierowana do przedsiębiorstw, ale kilka z nich będzie również oferować usługi dla konsumentów. Niektóre usługi, takie jak SkyBridge, wykorzystują ciąg satelitów Low-Earth-Orbit lecących tylko około 1500 kilometrów nad powierzchnią, poprawiając w ten sposób przepustowość i zmniejszając opóźnienia.

Ze względu na wysokie koszty i ryzyko związane z wystrzeliwaniem i konserwacją satelitów większość analityków oczekuje, że będą one odgrywać dość ograniczoną rolę w Stanach Zjednoczonych, obsługując głównie klientów z obszarów wiejskich. Jednak technologia ta może z powodzeniem prowadzić rynek w krajach rozwijających się, w których brakuje sieci stacjonarnych.

Naprawiono luki w łączności bezprzewodowej

Firmy zapomniane przez kablówkę i DSL mogą wybierać z rosnącego menu alternatyw.

Podobnie jak dostęp satelitarny, stacjonarne usługi bezprzewodowe wypełnią luki pozostawione przez modem kablowy i zasięg DSL w centrum miasta, mniejszych społecznościach i odizolowanych przedmieściach. Stacjonarna łączność bezprzewodowa, obejmująca różnorodne technologie komórkowe, radiowe i mikrofalowe, wymaga anteny talerzowej na dachu, podobnie jak antena satelitarna.

Wielu mniejszych dostawców oferuje stacjonarne usługi bezprzewodowe, ale głównymi graczami w obszarze konsumenckim są przewoźnicy dalekobieżni, tacy jak WorldCom i Sprint. Podobnie jak w przypadku technologii komórkowej, te stacjonarne usługi bezprzewodowe zapewniają znacznie większą przepustowość niż mobilne usługi szerokopasmowe, ponieważ system nie musi śledzić ruchomego celu, a odbiornik jest mocniejszy niż telefon komórkowy.

Wprowadzony na rynek w listopadzie ubiegłego roku w Memphis, WorldCom planuje rozszerzyć swoje usługi na 30 rynkach w całym kraju do końca 2001 roku. Początkowo koncentruje się na małych firmach i kompleksach mieszkaniowych. Podobna usługa firmy Sprint jest już dostępna w kilkunastu miastach USA.

Większość stacjonarnych usług bezprzewodowych mieści się w zakresie od 384 kilobitów na sekundę do 1,5 megabitów na sekundę, z zasięgiem od 32 do 56 kilometrów od każdej stacji bazowej. W przypadku wszystkich, z wyjątkiem najwolniejszych i najniższych częstotliwości, wymagana jest orientacja według linii terenu, a wydajność jest obniżona przez nadmierne zazielenienie, co czasami wymaga niezgrabnych platform dachowych, aby sięgnąć ponad liście.

Jednak technologia firmy Cisco Systems i innych rozwiązuje problem zakłóceń wielościeżkowych powodowanych przez roślinność i zwiększa przepustowość możliwą w przypadku odbiorników innych niż w zasięgu wzroku. Technologia Cisco, zwana Wektorowe multipleksowanie z ortogonalnym podziałem częstotliwości zwiększa ogólną przepustowość o ponad 20 procent. A ponieważ anteny nie muszą mieć kilkudziesięciu stóp wysokości, aby patrzeć ponad drzewami, zmniejsza to koszty instalacji, jednocześnie zwiększając zapotrzebowanie klientów.

Usługi mobilne w Europie i Azji zapewniają obecnie ograniczone usługi szerokopasmowe użytkownikom telefonów komórkowych. W ciągu kilku lat szybsze tzw. usługi 3G zaczną oferować mobilną przepustowość do 384 kilobitów na sekundę (patrz Sieć mobilna a rzeczywistość ) . To może niewiele, ale te same nadajniki 3G mogą również obsługiwać stałe odbiorniki z usługą do 2 megabitów na sekundę. Jeśli popyt na mobilne usługi szerokopasmowe nie będzie tak wysoki, jak oczekiwano, dostawcy 3G mogą przejść na rynek dostępu stacjonarnego.

Mega kuchenka mikrofalowa

W przypadku wysokiej klasy stacjonarnych usług bezprzewodowych firmy takie jak Teligent oferują cyfrowe usługi mikrofalowe punkt-punkt w znacznie wyższym zakresie częstotliwości. Te wysokiej klasy stacjonarne usługi bezprzewodowe, skierowane do klientów korporacyjnych, zapewniają wydajność od 20 do 150 megabitów na sekundę. Chociaż są drogie, mają ograniczony zasięg i są podatne na zakłócenia pogodowe, ich duża przepustowość może zapewnić im przyszłą rolę w usługach szerokopasmowych dla konsumentów.

Przewietrzyć to

Konkurencją z cyfrową mikrofalą jest optyka wolnej przestrzeni lub optyka bezwłóknowa, która wystrzeliwuje wiązki światła przez cienkie powietrze. AirFiber, Terabeam i inne firmy dostarczają laserowe usługi bezprzewodowe, które potencjalnie mogą oferować przepustowość rzędu setek megabitów na sekundę. (W zeszłym miesiącu firma Texas Instruments zaprezentowała nawet optyczną alternatywę, która umożliwia instalację sieci Ethernet o szybkości 100 megabitów na sekundę, a nie tylko łączy typu punkt-punkt).

Ponieważ sygnały laserowe mogą przenikać przez szklane okna biura, nie musisz stawiać naczynia na dachu. Istnieją jednak ograniczenia dotyczące odległości, a światłowody bez światłowodów są szczególnie podatne na zakłócenia pogodowe, takie jak ulewny deszcz lub śnieg.

Dostrajanie danych telewizyjnych

Gdy nadawcy będą przygotowywać się do telewizji cyfrowej, staną się również nadawcami danych, pobierając ogromne stosy informacji dla wszystkich waszych internetowych myszy.

Zgodnie z prawem, do 2006 roku nadawcy telewizyjni muszą całkowicie przejść na możliwość nadawania cyfrowego. Oprócz wykorzystania nowego pasma do transmisji telewizyjnych w wysokiej rozdzielczości, wielu nadawców chce wykorzystać je do transmisji danych z szybkością kilku megabitów na sekundę.

Dzięki usługom takim jak te opracowywane przez iBlast Networks, nadawcy nieustannie przesyłaliby dane z najpopularniejszych stron internetowych i innych treści do pobrania na komputery PC wyposażone w karty adapterów telewizji cyfrowej i małe anteny wewnętrzne.

Chociaż dla ścieżki zwrotnej upstream wymagane byłoby oddzielne rozwiązanie dostępu do Internetu, chodzi o to, że usługa przesyłania danych może przesyłać tak dużą część sieci do twojego komputera, około 75 gigabajtów dziennie w przypadku iBlast, że spędzisz więcej czasu na interakcji z ich dyski twarde z szybkością chwilową niż żądanie informacji przez Internet.

Nadawcy mają dużo pieniędzy na tę technologię i nie chcą pozostać w tyle. iBlast zakończył trzymiesięczny okres próbny w kwietniu i ma nadzieję na wprowadzenie usług komercyjnych do końca roku.

Latanie szerokopasmowe

Usługi podobne do satelitów bez kosztów wystrzeliwania satelitów, czego nie lubić?

Dwie inne alternatywy szerokopasmowe to naprawdę błękitne niebo.

Sky Station, kierowana przez Alexandra Haiga, planuje latać flotą 250 ogromnych sterowców nad głównymi miastami, zapewniając połączenia od 2 do 10 megabitów na sekundę. Wykorzystując 47-gigahercowe widmo, każdy geostacjonarny sterowiec zasilany energią słoneczną ma zawisnąć na wysokości 21 kilometrów, zapewniając usługi dla ponad 100 000 użytkowników szerokopasmowych na 19 000 kilometrów kwadratowych.

Oprócz dostępu do Internetu platformy Sky Station powinny mieć możliwość świadczenia usług telefonii, wideokonferencji i telewizji. W przeciwieństwie do satelitów opóźnienia czasowe nie powinny stanowić problemu. Sky Station, który ma nadzieję uruchomić swoją pierwszą platformę w 2002 roku, twierdzi, że opóźnienie wyniesie mniej niż 0,5 milisekundy w porównaniu do 250 milisekund dla typowych usług satelitarnych.

Sieć HALO, zaplanowana przez Angel Technologies we współpracy z Raytheon, testuje samoloty na dużych wysokościach. Te pilotowane samoloty okrążyłyby główne obszary metra na wysokości od 52 000 do 60 000 stóp, oferując dwukierunkową komunikację z prędkością od 1 do 12,5 megabitów na sekundę.

Każdy obszar obsługi miałby średnicę od 50 do 75 mil. Trzy samoloty obracały się w ośmiogodzinnych zmianach, przekazując swoje cyfrowe ładunki (odpowiednik 650 000 obwodów T1 1,5 megabita na sekundę) przed lądowaniem w celu uzupełnienia paliwa.

ukryć