Беспроводная локальная сеть ( WLL ) — это использование беспроводной линии связи в качестве соединения « последней мили /первой мили» для предоставления услуг обычной телефонной связи (POTS) или доступа в Интернет (продаваемого под термином «широкополосный доступ») для клиентов телекоммуникаций. Существуют различные типы систем и технологий WLL.
Другие термины для этого типа доступа включают широкополосный беспроводной доступ ( BWA ), радиосвязь в петле ( RITL ), фиксированный радиодоступ ( FRA ), фиксированный беспроводной доступ ( FWA ) и городскую беспроводную связь ( MW ).
Стационарные беспроводные терминалы (FWT) отличаются от обычных мобильных терминалов, работающих в сотовых сетях , таких как GSM или LTE , тем, что стационарный беспроводной терминал или настольный телефон будет ограничен практически постоянным местоположением и практически не будет иметь возможности роуминга .
WLL и FWT — это общие термины для радиокоммуникационных технологий и соответствующих устройств, которые могут быть реализованы с использованием различных беспроводных и радиотехнологий.
Услуги беспроводной локальной связи сегментированы на ряд широких рыночных и развертываемых групп. Услуги делятся на лицензированные — обычно используемые операторами и телекоммуникационными компаниями — и нелицензированные услуги, чаще используемые домашними пользователями и беспроводными интернет-провайдерами (WISP). [ необходима цитата ]
Лицензированная двухточечная микроволновая связь была впервые развернута компанией AT&T Long Lines в 1960-х годах для широкополосной межштатной передачи голоса, данных и телевидения. Сеть AT&T охватывала всю территорию США, осуществлялась через сотни микроволновых вышек, в основном передавая на частотах 3700–4200 МГц и 5000–6200 МГц. Сеть постепенно устаревала, начиная с конца 1980-х годов, поскольку волоконная оптика стала предпочтительным решением для транзитной связи.
После распада Bell System 8 января 1982 года лицензированные двухточечные микроволновые решения могли продаваться предприятиям и государственным счетам для их личного пользования. Часто аргументом было желание обойти проводные местные линии связи, чтобы сэкономить деньги или резервировать слабые медные кабели.
В 1987 году Microwave Bypass модифицировала высокочастотную лицензированную микроволновую радиостанцию (23 ГГц) и разработала первый беспроводной интерфейс 802.3, названный EtherWave Transceiver. Результатом стала первая (лицензированная FCC) микроволновая радиостанция точка-точка, способная обеспечивать Ethernet 10 Мбит/с, полный дуплекс, между локальными и удаленными сетями на расстоянии до 4,3 миль. Ограничение по расстоянию было больше связано с задержкой Ethernet 802.3, чем с диапазоном микроволновых волн. Позже, в 1988 году Microwave Bypass объединилась с Cisco для создания сквозного полнодуплексного соединения, которое удвоило расстояние предыдущего ограничения в 4,3 мили.
Затем микроволновое решение точка-точка стало называться «расширением локальной сети через микроволновую сеть», впоследствии «беспроводным транзитом», и оно было развернуто исключительно для корпоративных и государственных клиентов.
В 1990-х годах микроволновая связь точка-точка процветала в связи с ростом вышек сотовой связи. Этот рост стимулировал исследования в этой области, и поскольку стоимость продолжает снижаться, он используется в качестве альтернативы T-1, T-3 и оптоволоконному соединению. [ необходима цитата ]
После выпуска Wi-Fi IEEE 802.11 лицензированная двухточечная микроволновая связь стала дополнительным инструментом для поставщиков услуг беспроводного интернета (WISP) и интернет-провайдеров, чтобы закрыть цифровой разрыв .
В 2017 году была создана компания Climate Resilient Internet, LLC, чтобы разработать новый стандарт и сертификацию для двухточечной микроволновой связи («фиксированная беспроводная связь») для устойчивости предприятий и правительств к экстремальным погодным условиям, отключениям электросети и террористическим атакам. Соучредителем компании стал Дэвид Теодор, основатель Microwave Bypass , который первым применил двухточечную микроволновую связь для доступа в Интернет. [1] [2]
Лицензии на многоточечную микроволновую связь обычно дороже лицензий на «точка-точка». Одна система «точка-точка» может быть установлена и лицензирована за 50 000–200 000 долларов США. Лицензия на многоточечную связь будет стоить миллионы долларов. Служба многоканальной многоточечной дистрибуции (MMDS) и локальная многоточечная дистрибуция (LMDS) были первыми настоящими многоточечными службами для беспроводного местного шлейфа. В то время как Европа и остальной мир разрабатывали диапазон 3500 МГц для доступного широкополосного фиксированного беспроводного доступа, США предоставляли LMDS и MMDS, и большинство внедрений в Соединенных Штатах проводились на частоте 2500 МГц. Самым крупным было развертывание гибридного сетевого оборудования Sprint Broadband. Sprint столкнулся с трудностями в эксплуатации сети с прибылью, и обслуживание часто было прерывистым из-за ненадлежащего качества радиосвязи. [ необходима цитата ]
Большая часть роста в области дальней радиосвязи с 2002 года происходила в безлицензионных диапазонах (в основном 900 МГц, 2,4 ГГц и 5,8 ГГц). Global Pacific Internet и Innetix начали беспроводную связь в Калифорнии в 1995 году, используя радиосвязь Breezecom (Alvarion) с перескоком частоты, которая позже стала стандартом 802.11. [ необходима цитата ]
Несколько лет спустя NextWeb Networks из Фремонта начала развертывание надежного безлицензионного сервиса. Для Nextweb они изначально развернули оборудование 802.11b, а затем перешли на Axxcelera, использующий фирменный протокол.
Большинство ранних поставщиков оборудования для фиксированной беспроводной связи без лицензии, таких как Adaptive Broadband (Axxcelera), Trango Broadband, Motorola (Orthogon), Proxim Networks, Redline Communications и BreezeCom ( Alvarion ), использовали собственные протоколы и оборудование, оказывая давление на отрасль с целью принятия стандарта для нелицензируемой фиксированной беспроводной связи. Эти уровни MAC обычно использовали канал 15–20 МГц с использованием спектра с прямой последовательностью и BPSK, CCK и QPSK для модуляции.
Все эти устройства описывают беспроводную систему в помещении клиента как абонентское устройство (SU), а передатчик оператора, предоставляющий услуги местной линии последней мили, как точку доступа (AP). 802.11 использует термины AP и STA (станция).
Первоначально разработанный для мобильного интернета на короткие расстояния и доступа к локальной сети , IEEE 802.11 стал фактическим стандартом для нелицензируемого беспроводного локального шлейфа. Больше оборудования 802.11 используется для передачи данных на большие расстояния, чем любая другая технология. Эти системы показали разные результаты, поскольку операторы часто были небольшими и плохо обученными в области радиосвязи, кроме того, 802.11 не был предназначен для использования на больших расстояниях и страдал от ряда проблем, таких как проблема скрытого узла . Многие компании, такие как KarlNet, начали модифицировать 802.11 MAC, чтобы попытаться обеспечить более высокую производительность на больших расстояниях.
Почти в каждом мегаполисе мира операторы и любители разворачивали все больше и больше нелицензируемых широкополосных систем точка-многоточка. Провайдеры, которые имели восторженные отзывы, когда они начинали, столкнулись с перспективой снижения производительности своих сетей, поскольку все больше и больше устройств разворачивалось с использованием нелицензируемых диапазонов U-NII (5,3/5,4 ГГц) и ISM (2,4 и 5,8 ГГц), а вокруг них появлялись конкуренты.
Помехи привели к тому, что большинство нелицензированных беспроводных услуг имели гораздо более высокие показатели ошибок и прерываний, чем эквивалентные проводные или лицензированные беспроводные сети, такие как медная телефонная сеть и коаксиальная кабельная сеть. Это привело к замедлению роста, отмене клиентами и переосмыслению многими операторами своей бизнес-модели.
Было несколько вариантов решения этих проблем.
Next-Web, Etheric Networks , Gate Speed и несколько других компаний основали первую добровольную координацию спектра, работающую полностью независимо от государственных регулирующих органов. Эта организация была основана в марте 2003 года как BANC, [3] «Координация сетей залива». Поддерживая частоты, используемые в межоператорской базе данных, сбои между координирующими сторонами были сведены к минимуму, как и стоимость определения новых или изменяющихся источников передачи, путем использования базы данных частот для определения используемых диапазонов. Поскольку стороны в BANC составляли большинство операторов в районе залива, они использовали давление со стороны сверстников, чтобы дать понять, что операторы, которые не будут вести себя хорошо, будут коллективно наказаны группой, вмешиваясь в несотрудничающих, при этом стремясь не вмешиваться в кооперативных. Затем BANC был развернут в Лос-Анджелесе. К ним присоединились такие компании, как Deutsche Telekom . Казалось, что идея многообещающая.
Операторы с более высоким капиталом начали сокращать свое внимание к нелицензированным системам и вместо этого сосредоточились на лицензированных системах, поскольку постоянные колебания качества сигнала привели к тому, что у них были очень высокие расходы на обслуживание. NextWeb, приобретенный Covad за очень небольшую премию к инвестированному в него капиталу, является одним из операторов, который сосредоточился на лицензированном обслуживании, как и WiLine Networks. Это привело к тому, что меньшее количество более ответственных и значимых операторов фактически использовали систему BANC. Без активного участия ее основателей система зачахла.
Операторы начали применять принципы самовосстанавливающихся сетей. Etheric Networks последовали этому пути. Etheric Networks сосредоточились на повышении производительности путем разработки динамического обнаружения помех и неисправностей и реконфигурации, а также оптимизации программного обеспечения маршрутизации на основе качества, такого как MANET, и использования нескольких путей для предоставления услуг клиентам. Этот подход обычно называется « сетевой сетью », которая опирается на сетевые протоколы ad hoc , однако сетевые и ad hoc протоколы еще не предоставили высокоскоростной малозадерживаемый сквозной надежный локальный сервис бизнес-класса, поскольку пути иногда могут пересекать экспоненциально больше радиоканалов, чем традиционная топология звезды (AP → SU).
Адаптивное управление сетью активно отслеживает качество и поведение местной линии связи, используя автоматизацию для перенастройки сети и потоков трафика, чтобы избежать помех и других сбоев.
К ним относятся Global System for Mobile Communications (GSM), Time-division multiple access (TDMA), Code-division multiple access (CDMA) и Digital Enhanced Cordless Telecommunications (DECT). Более ранние реализации включали такие технологии, как Advanced Mobile Phone System (AMPS).
Рынок беспроводных локальных линий связи в настоящее время [ когда? ] является чрезвычайно быстрорастущим рынком, предлагающим интернет-провайдерам немедленный доступ к рынкам клиентов без необходимости прокладывать кабель через столичный регион или работать через ILEC , перепродавая телефонные, кабельные или спутниковые сети, принадлежащие компаниям, которые предпочитают в основном продавать напрямую.
Эта тенденция возродила перспективы для местных и региональных интернет-провайдеров, поскольку те, кто хотел развернуть фиксированные беспроводные сети, не были во власти крупных телекоммуникационных монополий. Они были во власти нерегулируемого повторного использования нелицензированных частот, на которых они общаются.
Благодаря огромному количеству оборудования и программного обеспечения 802.11 «Wi-Fi», а также тому факту, что в диапазонах ISM и U-NII не требуются лицензии на использование спектра , отрасль значительно опередила регулирующие органы и органы стандартизации.