Беспроводная широкополосная связь — это телекоммуникационная технология, обеспечивающая высокоскоростной беспроводной доступ в Интернет или доступ к компьютерной сети на большой территории. Этот термин охватывает как фиксированную , так и мобильную широкополосную связь . [1]
Первоначально слово « широкополосный доступ » имело техническое значение, но стало маркетинговым термином для любого вида относительно высокоскоростной компьютерной сети или технологии доступа в Интернет. Согласно стандарту 802.16-2004 , широкополосная связь означает «имеющую мгновенную полосу пропускания более 1 МГц и поддерживающую скорость передачи данных более 1,5 Мбит /с». [2] Федеральная комиссия по связи (FCC) недавно пересмотрела это определение, теперь оно означает скорость загрузки не менее 25 Мбит /с и скорость отдачи не менее 3 Мбит /с. [3]
Беспроводная широкополосная сеть — это внешняя фиксированная и/или мобильная беспроводная сеть, обеспечивающая наземные беспроводные линии связи «точка-многоточка» или «точка-точка» для широкополосных услуг.
Беспроводные сети могут иметь скорость передачи данных, превышающую 1 Гбит/с. [4] Многие фиксированные беспроводные сети работают исключительно в полудуплексном режиме (HDX) , однако некоторые лицензированные и нелицензированные системы могут также работать в полнодуплексном режиме (FDX) [5], обеспечивая связь в обоих направлениях одновременно.
Наружные фиксированные беспроводные широкополосные сети обычно используют приоритетный протокол на основе TDMA [6] [7] [8] [9] для разделения связи на временные интервалы. Этот метод временных интервалов устраняет многие проблемы, характерные для протокола Wi-Fi 802.11 во внешних сетях, такие как проблема скрытого узла .
Лишь немногие поставщики услуг беспроводного Интернета (WISP) обеспечивают скорость загрузки более 100 Мбит/с; По оценкам, большинство услуг широкополосного беспроводного доступа (BWA) имеют радиус действия 50 км (31 миль) от вышки. [10] Используемые технологии включают службу локального многоточечного распределения (LMDS) и многоканальную многоточечную службу распределения (MMDS), а также интенсивное использование промышленных, научных и медицинских (ISM) радиодиапазонов, а одна конкретная технология доступа была стандартизирована IEEE 802.16 . с продуктами, известными как WiMAX . [11]
WiMAX очень популярен в Европе, но не получил полного признания в США, поскольку стоимость развертывания не соответствует показателям окупаемости инвестиций . В 2005 году Федеральная комиссия по связи приняла отчет и приказ, в котором были пересмотрены правила FCC, открывающие диапазон 3650 МГц для наземных операций беспроводной широкополосной связи. [11]
Другая система, популярная среди поставщиков услуг кабельного Интернета, использует беспроводные каналы «точка-многоточка» , которые расширяют существующую проводную сеть с помощью прозрачного радиосоединения. Это позволяет использовать одни и те же модемы DOCSIS как для проводных, так и для беспроводных клиентов. [12]
14 ноября 2007 г. Комиссия опубликовала публичное уведомление DA 07–4605, в котором Бюро беспроводной электросвязи объявило дату начала процесса лицензирования и регистрации для диапазона 3650–3700 МГц . [13] В 2010 году Федеральная комиссия по связи (FCC) приняла Правила телевизионного белого пространства (TVWS) и включила некоторые из лучших частот вне прямой видимости (700 МГц) в Правила FCC Part-15. [14] Ассоциация поставщиков услуг беспроводного Интернета, национальная ассоциация WISP, подала петицию в Федеральную комиссию по связи и выиграла дело. [15]
Первоначально WISP можно было обнаружить только в сельской местности, где нет кабельного телевидения или DSL . [16] Эти ранние WISP использовали бы T-несущую высокой пропускной способности , такую как соединение T1 или DS3 , а затем транслировали сигнал с большой высоты, например, на вершине водонапорной башни . Чтобы получить этот тип подключения к Интернету, потребители устанавливают небольшую антенну на крышу своего дома или офиса и направляют ее на передатчик. Прямая видимость обычно необходима для WISP, работающих в диапазонах 2,4 и 5 ГГц , при этом частота 900 МГц обеспечивает лучшую производительность NLOS (вне прямой видимости).
Поставщики услуг фиксированного беспроводного широкополосного доступа обычно предоставляют клиентам оборудование и устанавливают небольшую антенну или антенну где-нибудь на крыше. Это оборудование обычно предоставляется в качестве услуги и обслуживается компанией, предоставляющей эту услугу. Услуги фиксированной беспроводной связи стали особенно популярны во многих сельских районах, где кабельное, DSL или другие типичные домашние интернет-услуги недоступны.
Многие компании в США и во всем мире начали использовать беспроводные альтернативы традиционным и местным провайдерам для доступа в Интернет и голосовых услуг. Эти провайдеры, как правило, предлагают конкурентоспособные услуги и варианты в тех регионах, где возникают трудности с получением доступных Ethernet-соединений от наземных провайдеров, таких как ATT, Comcast, Verizon и других. Кроме того, компании, которым требуется полное разнообразие операторов связи для обеспечения критически важных требований к бесперебойной работе, могут искать беспроводные альтернативы местным вариантам.
Чтобы удовлетворить возросший спрос на беспроводную широкополосную связь, потребуется увеличение спектра . Исследования начались в 2009 году, и, хотя некоторая часть неиспользованного спектра была доступна, казалось, что вещательным компаниям придется отказаться хотя бы от части спектра. Это вызвало резкие возражения со стороны радиовещательного сообщества. В 2013 году были запланированы аукционы, и пока любые действия вещателей являются добровольными.
Технологии беспроводного широкополосного доступа , называемые мобильной широкополосной связью, включают в себя услуги таких поставщиков услуг мобильной связи, как Verizon Wireless , Sprint Corporation , AT&T Mobility и T-Mobile , которые обеспечивают более мобильную версию доступа в Интернет. Потребители могут приобрести карту ПК , карту ноутбука, USB- оборудование или мобильный широкополосный модем для подключения своего ПК или ноутбука к Интернету через вышки сотовой связи . [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] Этот тип соединения будет стабильным практически в любом месте, где также может быть надежная сотовая связь. Эти соединения могут стоить дороже из-за удобства портативности, а также иметь ограничения скорости во всех средах, кроме городских. [19] [1] [25] [26] [27]
2 июня 2010 года, после нескольких месяцев обсуждений, AT&T стала первым провайдером беспроводного Интернета в США, объявившим о планах взимать плату в зависимости от использования. Будучи единственным сервисом iPhone в США, AT&T столкнулась с проблемой интенсивного использования Интернета больше, чем другие провайдеры. На долю около 3 процентов пользователей смартфонов AT&T приходится 40 процентов использования этой технологии. 98 процентов клиентов компании используют менее 2 гигабайт (4000 просмотров страниц, 10 000 электронных писем или 200 минут потокового видео ), лимит в рамках ежемесячного плана в 25 долларов, а 65 процентов используют менее 200 мегабайт , лимит для плана в 15 долларов. За каждый гигабайт сверх лимита с клиентов будет взиматься плата в размере 10 долларов в месяц, начиная с 7 июня 2010 года, хотя существующим клиентам не потребуется переходить с безлимитного плана обслуживания стоимостью 30 долларов в месяц. Новый план станет обязательным для тех, кто перейдет на новую технологию iPhone позднее летом. [28]
Беспроводное соединение может быть лицензированным или нелицензированным. В США лицензированные соединения используют частный спектр , права на который пользователь получил от Федеральной комиссии по связи (FCC). Нелицензированная мобильная беспроводная широкополосная связь в США работает на базе CBRS [29] , которая имеет три уровня. Уровень 1 – Обязательный доступ, зарезервирован для федерального правительства США, Уровень 2 – Приоритетный доступ, платный доступ с приоритетом в спектре, Уровень 3 – Общий авторизованный доступ (GAA), общий спектр. [30] В других странах использование спектра лицензируется национальным органом радиосвязи страны (например, ACMA в Австралии или Нигерийской комиссией по связи в Нигерии (NCC)). Лицензирование обычно дорогое и часто предназначено для крупных компаний, которые хотят гарантировать частный доступ к спектру для использования в двухточечной связи. По этой причине большинство беспроводных интернет-провайдеров используют нелицензированный частотный диапазон , который является общедоступным.