Сымсыз байланыс технологиясы және MMDS жүйесі

Кіріспе

Сымсыз байланыс технологиясы

Көп арналы көп нүктелі тарату қызметі (MMDS), бұрын кең жолақты радио қызметі (BRS) және сондай-ақ сымсыз кабель деп белгілі, – бұл жалпы мақсаттағы кең жолақты желілерді құруға немесе, көбінесе, кабельді теледидар бағдарламаларын қабылдаудың балама әдісі ретінде қолданылатын сымсыз телекоммуникация технологиясы. MMDS Австралияда, Барбадосте, Беларусьте, Боливияда, Бразилияда, Камбоджада, Канадада, Чехияда, Доминикан Республикасында, Исландияда, Үндістанда, Қазақстанда, Қырғызстанда, Ливанда, Мексикада, Непалда, Нигерияда, Пәкістанда, Панамада, Португалияда (Мадейра аралдары да бар), Ресейде, Словакияда, Шри-Ланкада, Суданда, Таиландта, Украинада, АҚШ-та, Уругвайда және Вьетнамда қолданылады. Көбінесе бұл технология халық тығыздығы төмен ауылдық аймақтарда қолданылады, онда кабель тарту экономикалық тұрғыдан тиімді емес. Дегенмен, кейбір компаниялар ММДС қызметтерін қалалық жерлерде де ұсынған, әсіресе Ирландияда, бірақ 2016 жылы олар тоқтатылды.

Технология

BRS жолағы 2,3 – 2,5 ГГц микротолқынды жиіліктерді пайдаланады. BRS теледидар және дерек сигналдарын қабылдау шатырдағы микротолқынды антенна арқылы жүзеге асырылады. Антенна төмендеткіш немесе қабылдағыш-реттегішке қосылады, микротолқын сигналын қабылдап, жіберіп, оларды стандартты теледидар тюнерлерімен үйлесімді жиіліктерге түрлендіреді (мысалы, спутниктік тарелкаларда сигналдар стандартты теледидар коаксиалдық кабельдерімен үйлесімді жиіліктерге төмендетіледі). Кейбір антенналар кіріктірілген төмендеткішті немесе қабылдағыш-реттегішті пайдаланады. Цифрлық телеарналарды стандартты кабельдік приставка арқылы немесе кіріктірілген цифрлық тюнерлері бар теледидарлармен тікелей декодтауға болады. Интернет деректерін сол антенна мен қабылдағыш-реттегішке қосылған стандартты DOCSIS кабельдік модемі арқылы алуға болады. MMDS жолағы 33 (АҚШ-та 31) 6 МГц «каналға» бөлінген, олар елдің әртүрлі аймақтарында қызмет көрсететін кабельдік компанияларға лицензиялануы мүмкін. Бұл концепция ұйымдарға бірнеше каналға ие болуға және әрбір каналға цифрлық технологияны қолдана отырып, бірнеше теледидар, радио және кейінірек интернет деректерін мультиплекстеуге мүмкіндік берді. Цифрлық кабельдік арналар сияқты, әрбір канал 64QAM модуляциясымен 30,34 Мбит/с, ал 256QAM модуляциясымен 42,88 Мбит/с өткізу қабілетіне ие. Алға қарай қателерді түзету және басқа да қосымша шығындарға байланысты нақты өткізу жылдамдығы 64QAM үшін шамамен 27 Мбит/с, ал 256QAM үшін 38 Мбит/с құрайды. Жаңа BRS жолақ жоспары жаңа WIMAX TDD стационарлық және мобильді жабдықтарын орналастыру үшін канал өлшемдері мен лицензиялауға өзгерістер енгізеді, сондай-ақ 2150 және 2162 МГц арасындағы жиіліктерді AWS жолағына қайта бөледі. Бұл өзгерістер дәстүрлі MMDS немесе DOCSIS негізіндегі жабдықтарды пайдалану үшін қажетті жиіліктер мен канал өлшемдерімен үйлесімсіз болуы мүмкін. MMDS интернетке қол жеткізу үшін қолданылды.

MMDS және DOCSIS+

Жергілікті көп нүктелі тарату қызметі (LMDS) және BRS кабельдік модемдер әлемінен DOCSIS (кабельдік қызмет интерфейсінің деректер спецификациясы) стандартын қабылдады. Сымсыз кең жолақты желіге бейімделген DOCSIS нұсқасы DOCSIS+ деп аталады. BRS жүйесінде деректерді тасымалдау қауіпсіздігі кең жолақты сымсыз модем мен провайдер желісінің базалық станциясында орналасқан WMTS (сымсыз модемді аяқтау жүйесі) арасындағы трафик ағынын үш DES (Data Encryption Standard) шифрлау арқылы қамтамасыз етіледі. DOCSIS+ BRS жүйесінде қызмет ұрлауға қатысты осалдықтарды азайтады, себебі WMTS шифрлауды міндетті етеді және кең жолақты сымсыз модемдерге кілттерді таратуды WMTS басқаратын, куәландырылған клиент/сервер кілттік басқару протоколын қолданады. LMDS және BRS сымсыз модемдері WMTS-тен авторизация алу және трафикті шифрлау материалдарын алу үшін DOCSIS+ кілттік басқару протоколын пайдаланады, сондай-ақ мерзімді қайта авторизациялау және кілтті жаңартуды қолдайды. Кілттік басқару протоколы X.509 цифрлық сертификаттарын, RSA ашық кілт шифрлауын және сымсыз модем мен WMTS арасындағы кілттерді қауіпсіз алмасу үшін үш DES шифрлауын пайдаланады. MMDS, LMDS-ке қарағанда әлдеқайда үлкен радиусты қамтамасыз етті. MMDS 2004 жылдан бері мақұлданған жаңа 802.16 WiMAX стандартымен ескіріп кетуі мүмкін. MMDS кейде көп нүктелі микротолқынды тарату жүйесі немесе көп арналы көп нүктелі тарату жүйесі деп аталатын, бірақ бұл үш атау да бір технологияны білдіреді.

Ағымдағы жағдай

АҚШ-та WATCH Communications (Лима, Огайо штаты), Eagle Vision (Кирксвилл, Миссури штаты) және бірнеше басқа компаниялар MMDS негізінде сымсыз кабельдік теледидар, интернетке қол жеткізу және IP негізделген телефон қызметтерін ұсынады. Кейбір аймақтарда BRS желісі жоғары жылдамдықты сымсыз интернетке қол жеткізу үшін пайдаланылады, әсіресе басқа жоғары жылдамдықты интернет түрлері қол жетімді болмайтын (мысалы, кабельдік немесе DSL) немесе тым қымбат (мысалы, спутниктік интернет) ауылдық жерлерде. CommSPEED – АҚШ-тағы BRS негізіндегі интернет нарығындағы ірі жеткізуші. AWI Networks (бұрынғы Sky View Technologies) АҚШ-тың оңтүстік-батысында жоғары жылдамдықты интернет, VoIP телефоны және цифрлық теледидар қызметтерін ұсынатын бірнеше MMDS сайттарын басқарады. 2010 жылы AWI өзінің инфрақұрылымын DOCSIS 3.0 жабдықтарымен, сондай-ақ жаңа микротолқынды тарату жабдықтарымен жаңарта бастады, бұл 256QAM сияқты жоғары модуляция жылдамдықтарына мүмкіндік берді. Бұл 100 Мбит/с астам жүктеу жылдамдықтарына мүмкіндік берді, тарату орнынан 56 км дейінгі қашықтықта. MMDS-тің алғашқы күндерінде ол «сымсыз кабель» деп аталды және бүгінге дейін кездесетін түрлі инвестициялық алаяқтықтарда қолданылды. 1990 жылдардың ортасында «Сонни Блох Шоу» сияқты радио ток-шоуларда сымсыз кабель алаяқтығы туралы көптеген хабарламалар естілді. 1990 жылдардың ортасында бірнеше АҚШ телефон компаниялары осы жүйе арқылы теледидар қызметтерін ұсынуға тырысты – Bell Atlantic, NYNEX және Pacific Bell теледидарлары, сондай-ақ Ameritech, BellSouth, SBC, SNET және GTE консорциумы. Tele-TV операциясын Pacific Bell 1999 жылдан 2001 жылға дейін іске қосты (біріккен Bell Atlantic/NYNEX қызметті іске қоспады), ал Americast та сол кезде, негізінен GTE және BellSouth аймақтарында тоқтады; Ameritech басқаратын жүйелер стандартты сымдық кабельді пайдаланды. Канаданың Манитоба және Британдық Колумбия провинцияларында Craig Wireless ауылдық және шалғайдағы тұтынушыларға арналған сымсыз кабель және интернет қызметін (MMDS) ұсынады. Саскачеванда Sasktel 2014 жылы жабылғанға дейін ауылдық интернетке қол жеткізу үшін Wireless Broadband Internet (WBBI) деген атпен MMDS жүйесін іске қосты және оны Industry Canada радиоспектрін қайта бөлуден кейін LTE TDD жүйесімен алмастырды. Мексикада 2,5 ГГц жиілік диапазонын үкімет жаңа және жақсы сымсыз деректер қызметтерін ұсыну үшін қайтарып алды. Осыған байланысты MAS TV (бұрынғы MVS Multivision) теледидар хабарларын таратуға берілген лицензиясынан бас тартуға және 25 жыл қызмет көрсеткеннен кейін 2014 жылы MMDS ақылы теледидар қызметтерін тоқтатуға мәжбүр болды. Ирландияда 1990 жылдан бері UPC Ireland (бұрынғы Chorus және NTL Ireland) бүкіл ел бойынша MMDS теледидар қызметтерін ұсынады. Бастапқыда бөлінген жиілік диапазоны 2500–2690 МГц («2,6 ГГц диапазоны») 22–23 аналогтық 8 МГц арналардан тұрады; цифрлық теледидар 2524–2668 МГц-қа, 18 цифрлық 8 МГц арналардан тұрады. Екі цифрлық теледидар стандарты қолданылды: DVB T/MPEG 2 бұрынғы Chorus франшизалық аймағында және DVB C/MPEG 2 бұрынғы NTL франшизалық аймағында. 2,6 ГГц диапазонындағы қолданыстағы MMDS лицензиясының мерзімі 2014 жылдың 18 сәуірінде аяқталды, бірақ ирландиялық байланыс реттеушісі Comreg лицензияны тағы 2 жылға, 2016 жылдың 18 сәуіріне дейін ұзартты, содан кейін олар барлық байланысты спектрді пайдалану құқықтарымен бірге аяқталды. 2,6 ГГц диапазонындағы спектр аукционға қойылады, сонда MMDS лицензиясының мерзімі аяқталғанда, жаңа пайдалану құқықтары қызмет және технологияға бейтарап негізде беріледі (жаңа лицензиялар арқылы). Нәтижесінде жаңа пайдалану құқықтарының иелері 2,6 ГГц спектрін пайдалана отырып, кез келген қызметті ұсынуды таңдай алады. Мысалы, олар теледидар бағдарламаларын таратуға болады, егер олар тиісті техникалық талаптарға сәйкес келсе және кез келген қажетті хабар тарату мазмұнына рұқсат алса, немесе олар басқа да пайдалануды қабылдай алады. Исландияда 2006 жылдың қарашасынан бастап Vodafone Iceland компаниясы 365 телеарнасының Digital Ísland (Digital Iceland) телеарнасын (бұрынғы уақытта 365 Broadcast Media) басқарады. Digital Ísland бірнеше аналогтық арналармен қатар DVB T технологиясын пайдаланатын цифрлық MMDS теледидар қызметтерін ұсынады. MMDS жиілік диапазоны 2500–2684 МГц-қа дейін созылады, барлығы 23 (оның 21-і Исландияда хабар тарату үшін жарамды деп саналады) 8 МГц арналар. 1993 жылы аналогты MMDS хабар тарату басталды, 2004 жылы цифрлыққа көшкен. Бразилияда 2012 жылы 2500–2600 МГц LTE UTRAN жолағына арналған жиілікті босату үшін MMDS технологиясын тоқтату басталды, бұл қызметті жүзеге асыруға мүмкіндік бермейтін еді. Ұлттық тоқтату 2012 жылдың соңында аяқталады деп жоспарланған; 2013 жылы қызмет көптеген қалаларда тоқтатылды. Доминикан Республикасында Wind Telecom компаниясы 2008 жылы MMDS технологиясын қолдана бастады; сол кезде және содан бері ол осындай іске асырулардың алғашқысы болды. Компания өзінің цифрлық теледидарлық хабарларын DVB стандарты бойынша таратады.

In the United States, WATCH Communications (based in Lima, Ohio), Eagle Vision (based in Kirksville, MO), and several other companies offer MMDS based wireless cable television, Internet access, and IP based telephone services. In certain areas, BRS is being deployed for use as wireless high speed Internet access, mostly in rural areas where other types of high speed internet are either unavailable (such as cable or DSL) or prohibitively expensive (such as satellite internet). CommSPEED is a major vendor in the US market for BRS based internet. AWI Networks (formerly Sky View Technologies) operates a number of MMDS sites delivering high speed Internet, VoIP telephone, and digital TV services in the Southwestern U. S. In 2010, AWI began upgrading its infrastructure to DOCSIS 3.0 hardware, along with new microwave transmission equipment, allowing higher modulation rates like 256QAM. This has enabled download speeds in excess of 100 Mbit/s, over distances up to 35 mile (56 km) from the transmission site. In the early days of MMDS, it was known as "wireless cable" and was used in a variety of investment scams that still surface today. Frequent solicitations of wireless cable fraud schemes were often heard on talk radio shows like The Sonny Bloch Show in the mid 1990s. Several US telephone companies attempted television services via this system in the mid 1990sthe Tele TV venture of Bell Atlantic, NYNEX and Pacific Bell; and the rival Americast consortium of Ameritech, BellSouth, SBC, SNET and GTE. The Tele TV operation was only launched from 1999 to 2001 by Pacific Bell (the merged Bell Atlantic/NYNEX never launched a service), while Americast also petered out by that time, albeit mainly in GTE and BellSouth areas; the systems operated by Ameritech utilized standard wired cable. In the Canadian provinces of Manitoba and British Columbia, Craig Wireless operates a wireless cable and internet service (MMDS) for rural and remote customers. In Saskatchewan, Sasktel operated an MMDS system under the name Wireless Broadband Internet (WBBI) for rural internet access until it was shut down in 2014 and replaced with an LTE TDD system due to reallocation of the radio spectrum by Industry Canada. In Mexico, the 2.5 GHz band spectrum was reclaimed by the government in order to allow newer and better wireless data services. Hence, MAS TV (formerly known as MVS Multivision) had to relinquish the concessions for TV broadcast and shut down its MMDS pay TV services in 2014 after 25 years of service. In Ireland, since 1990, UPC Ireland (previously Chorus and NTL Ireland) offered MMDS TV services almost nationwide. The frequency band initially allocated was 2500–2690 MHz (the "2.6 GHz band") consisting of 22–23 analogue 8 MHz channels; digital TV was restricted to 2524–2668 MHz, consisting of 18 digital 8 MHz channels. Two digital TV standards were used: DVB T/MPEG 2 in the old Chorus franchise area and DVB C/MPEG 2 in the old NTL franchise area. The existing licences were to expire 18 April 2014, but Comreg, the Irish communications regulator, extended the licences for a further 2 years to 18 April 2016, at which date they expired together with all associated spectrum rights of use. The 2.6 GHz band spectrum will be auctioned off so that when the existing MMDS licences expire, new rights of use can issue on a service and technology neutral basis (by means of new licences). As a result, holders of the new rights of use may choose to provide any service capable of being delivered using 2.6 GHz spectrum. For instance, they could distribute television programming content, subject to complying with the relevant technical conditions and with any necessary broadcasting content authorisations, or they could adopt some other use. In Iceland, since November 2006, Vodafone Iceland runs Digital Ísland (Digital Iceland)the broadcasting system for 365 (previously operated by 365 Broadcast Media). Digital Ísland offers digital MMDS television services using DVB T technology alongside a few analogue channels. The MMDS frequency range extends from 2500 to 2684 MHz for a total of 23 (21 of which are considered usable for broadcasting in Iceland) 8 MHz channels. Analogue MMDS broadcasting began in 1993, moving to digital in 2004. In Brazil, the shutdown of the MMDS technology started in 2012 to release the frequency for the 2500–2600 MHz LTE UTRAN band, which would make the service infeasible. The national shutdown was planned to be finished at the end of 2012; as of 2013, the service had already been shut down in most cities. In the Dominican Republic, Wind Telecom started operations using MMDS technology in 2008; at that time and ever since it became a pioneer taking advantage of such implementations. The company uses the DVB standard for its digital television transmissions.