Индивидуальный доступ в Интернет: история и развитие

Доступ в интернет: подключение компьютеров и сетей к сети. История развития, провайдеры, технологии и рост использования с 1990-х годов.

37 мин чтения

100%

Источник: Internet access — Wikipedia

Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.

Содержание

Введение

Индивидуальное подключение к Интернету

Интернет-доступ – это средство или услуга, обеспечивающая подключение компьютера, компьютерной сети или другого сетевого устройства к Интернету, а также возможность для частных лиц или организаций получать доступ к приложениям и использовать их, таким как электронная почта и Всемирная паутина. Доступ в Интернет предлагается для продажи международной иерархией интернет-провайдеров (ISP), использующих различные сетевые технологии. На розничном уровне многие организации, включая муниципальные органы, также предоставляют бесплатный доступ для широкой публики. Возможность доступа в Интернет для широкой общественности появилась с коммерциализацией раннего Интернета в начале 1990-х годов и расширилась с развитием полезных приложений, таких как Всемирная паутина. В 1995 году доступ был у всего лишь 0,04% населения мира, при этом более половины из них проживали в Соединенных Штатах, а потребители использовали подключение по коммутируемой линии. К началу XXI века многие потребители в развитых странах использовали более быструю широкополосную технологию, а к 2014 году доступ был у 41% населения мира, широкополосный доступ стал практически повсеместным, а средняя глобальная скорость соединения превысила один мегабит в секунду. Типы соединений варьируются от стационарных кабельных (таких как DSL и оптоволокно) до мобильных (через сотовую связь) и спутниковых.

История

Интернет развился из ARPANET, финансируемой правительством США для поддержки проектов в государственных учреждениях, университетах и исследовательских лабораториях в США, но со временем расширилась, включив в себя большинство крупных университетов мира и исследовательские подразделения многих технологических компаний. Широкое распространение Интернета началось в 1995 году, когда были сняты ограничения на использование Интернета для коммерческого трафика. В начале и середине 1980-х годов доступ в Интернет осуществлялся преимущественно с персональных компьютеров и рабочих станций, напрямую подключенных к локальным сетям (LAN), или через dial-up соединения с использованием модемов и аналоговых телефонных линий. LAN обычно работали на скорости 10 Мбит/с, а скорость передачи данных модемов возросла с 1200 бит/с в начале 1980-х до 56 кбит/с к концу 1990-х годов. Изначально dial-up соединения осуществлялись с терминалов или компьютеров, работающих с программным обеспечением эмуляции терминала, к терминальным серверам в LAN. Эти соединения не поддерживали сквозное использование интернет-протоколов и обеспечивали только соединение терминала с хостом. Внедрение серверов доступа к сети, поддерживающих протокол Serial Line Internet Protocol (SLIP), а затем протокол Point-to-Point Protocol (PPP), расширило функциональность интернет-протоколов и предоставило пользователям dial-up доступ ко всему спектру интернет-сервисов, хотя и с более низкой скоростью из-за ограниченной пропускной способности dial-up соединений. Важным фактором быстрого роста скорости доступа в Интернет стали достижения в технологии MOSFET (MOS-транзисторов). MOSFET, первоначально изобретенный Мохамедом Аталлой и Давоном Кангом в 1959 году, является базовым элементом телекоммуникационных сетей Интернета. Лазер, впервые продемонстрированный Чарльзом Х. Таунсом и Артуром Леонардом Шауло в 1960 году, был адаптирован для MOS-систем световых волн около 1980 года, что привело к экспоненциальному росту пропускной способности Интернета. Последующее непрерывное масштабирование MOSFET привело к удвоению пропускной способности Интернета каждые 18 месяцев (закон Эдхольма, связанный с законом Мура), увеличив пропускную способность телекоммуникационных сетей от бит в секунду до терабит в секунду, охватывая широкий спектр технологий. В основе этих широкополосных интернет-технологий лежат комплементарные МОП (CMOS) цифровые схемы, скорость работы которых была увеличена благодаря инновационным методам проектирования. В 2000 году большинство домашних подключений к Интернету осуществлялось через dial-up, в то время как многие предприятия и учебные заведения использовали широкополосные соединения. В 2000 году в 34 странах ОЭСР насчитывалось чуть менее 150 миллионов dial-up подключений и менее 20 миллионов широкополосных подключений. К 2004 году широкополосный доступ вырос, а dial-up сократился, и количество подключений стало примерно одинаковым – по 130 миллионов каждого типа. В 2010 году в странах ОЭСР более 90% подключений к Интернету были широкополосными, их количество превысило 300 миллионов, а dial-up подключений сократилось до менее чем 30 миллионов. Наиболее распространенными широкополосными технологиями являются DSL, ADSL и кабельный доступ в Интернет. Новые технологии включают VDSL и оптоволоконные линии, проложенные ближе к абоненту как в телефонных, так и в кабельных сетях. Оптоволоконная связь, хотя и относительно недавно используемая в схемах подключения к помещениям и бордюрам, сыграла решающую роль в обеспечении широкополосного доступа в Интернет, сделав передачу информации на очень высоких скоростях на большие расстояния более экономически эффективной, чем технология медных проводов. В районах, не охваченных ADSL или кабельным телевидением, некоторые общественные организации и местные органы власти устанавливают сети Wi-Fi. Беспроводной, спутниковый и микроволновый Интернет часто используются в сельской местности, слаборазвитых или других труднодоступных районах, где проводной Интернет недоступен. Новые технологии, развертываемые для фиксированного (стационарного) и мобильного широкополосного доступа, включают WiMAX, LTE и фиксированную беспроводную связь. Начиная примерно с 2006 года, мобильный широкополосный доступ становится все более доступным для потребителей с использованием технологий "3G" и "4G", таких как HSPA, EV-DO, HSPA+ и LTE.

The Internet developed from the ARPANET, which was funded by the US government to support projects within the government and at universities and research laboratories in the US – but grew over time to include most of the world's large universities and the research arms of many technology companies. Use by a wider audience only came in 1995 when restrictions on the use of the Internet to carry commercial traffic were lifted. In the early to mid 1980s, most Internet access was from personal computers and workstations directly connected to local area networks (LANs) or from dial up connections using modems and analog telephone lines. LANs typically operated at 10 Mbit/s, while modem data rates grew from 1200 bit/s in the early 1980s, to 56 kbit/s by the late 1990s. Initially, dial up connections were made from terminals or computers running terminal emulation software to terminal servers on LANs. These dial up connections did not support end to end use of the Internet protocols and only provided terminal to host connections. The introduction of network access servers supporting the Serial Line Internet Protocol (SLIP) and later the point to point protocol (PPP) extended the Internet protocols and made the full range of Internet services available to dial up users; although slower, due to the lower data rates available using dial up. An important factor in the rapid rise of Internet access speed has been advances in MOSFET (MOS transistor) technology. The MOSFET, originally invented by Mohamed Atalla and Dawon Kahng in 1959, is the building block of the Internet telecommunications networks. The laser, originally demonstrated by Charles H. Townes and Arthur Leonard Schawlow in 1960, was adopted for MOS light wave systems around 1980, which led to exponential growth of Internet bandwidth. Continuous MOSFET scaling has since led to online bandwidth doubling every 18 months (Edholm's law, which is related to Moore's law), with the bandwidths of telecommunications networks rising from bits per second to terabits per second. and so covers a wide range of technologies. The core of these broadband Internet technologies are complementary MOS (CMOS) digital circuits, the speed capabilities of which were extended with innovative design techniques. In 2000, most Internet access to homes was provided using dial up, while many businesses and schools were using broadband connections. In 2000 there were just under 150 million dial up subscriptions in the 34 OECD countries and fewer than 20 million broadband subscriptions. By 2004, broadband had grown and dial up had declined so that the number of subscriptions were roughly equal at 130 million each. In 2010, in the OECD countries, over 90% of the Internet access subscriptions used broadband, broadband had grown to more than 300 million subscriptions, and dial up subscriptions had declined to fewer than 30 million. The broadband technologies in widest use are of digital subscriber line (DSL), ADSL, and cable Internet access. Newer technologies include VDSL and optical fiber extended closer to the subscriber in both telephone and cable plants. Fiber optic communication, while only recently being used in premises and to the curb schemes, has played a crucial role in enabling broadband Internet access by making transmission of information at very high data rates over longer distances much more cost effective than copper wire technology. In areas not served by ADSL or cable, some community organizations and local governments are installing Wi Fi networks. Wireless, satellite, and microwave Internet are often used in rural, undeveloped, or other hard to serve areas where wired Internet is not readily available. Newer technologies being deployed for fixed (stationary) and mobile broadband access include WiMAX, LTE, and fixed wireless. Starting in roughly 2006, mobile broadband access is increasingly available at the consumer level using "3G" and "4G" technologies such as HSPA, EV DO, HSPA+, and LTE.

Доступность

В дополнение к доступу из дома, школы и с рабочего места, доступ в Интернет может быть доступен в общественных местах, таких как библиотеки и интернет-кафе, где имеются компьютеры с подключением к Интернету. Некоторые библиотеки предоставляют станции для физического подключения ноутбуков пользователей к локальным сетям. Беспроводные точки доступа в Интернет доступны в общественных местах, таких как залы ожидания в аэропортах, в некоторых случаях – для кратковременного использования стоя. Некоторые точки доступа могут также предоставлять компьютеры, работающие за монеты. Используются различные термины, такие как «общедоступный интернет-киоск», «терминал общественного доступа» и «интернет-автомат». Многие отели также имеют общедоступные терминалы, как правило, платные. Кафе, торговые центры и другие заведения все чаще предлагают беспроводной доступ к компьютерным сетям, называемым «горячими точками», для пользователей, имеющих собственные беспроводные устройства, такие как ноутбук или КПК. Эти услуги могут быть бесплатными для всех, бесплатными только для клиентов или платными. Точка доступа Wi-Fi не обязательно должна быть ограничена определенным местоположением, поскольку несколько точек, объединенных вместе, могут охватывать весь кампус, парк или даже целый город. Кроме того, мобильный широкополосный доступ позволяет смартфонам и другим цифровым устройствам подключаться к Интернету из любого места, где доступна сотовая связь, в зависимости от возможностей этой мобильной сети.

Скорость

Битовые скорости для dial-up модемов варьируются от 110 бит/с в конце 1950-х годов до максимума от 33 до 64 кбит/с (V.90 и V.92) в конце 1990-х годов. Dial-up соединения обычно требуют выделенного использования телефонной линии. Сжатие данных может повысить эффективную битовую скорость для dial-up модемного соединения с 220 (V.42bis) до 320 (V.44) кбит/с. Однако эффективность сжатия данных весьма переменчива и зависит от типа передаваемых данных, состояния телефонной линии и ряда других факторов. Фактически, общая скорость передачи данных редко превышает 150 кбит/с. Широкополосные технологии обеспечивают значительно более высокие битовые скорости, чем dial-up, как правило, не прерывая обычного телефонного соединения. В определениях широкополосной связи используются различные минимальные скорости передачи данных и максимальные задержки, варьирующиеся от 64 кбит/с до 4,0 Мбит/с. В 1988 году организация CCITT определила "широкополосную услугу" как требующую каналов передачи, способных поддерживать битовые скорости, превышающие первичную скорость, которая составляла от 1,5 до 2 Мбит/с. В отчете Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) за 2006 год широкополосная связь была определена как связь со скоростью загрузки данных, равной или превышающей 256 кбит/с. А в 2015 году Федеральная комиссия по связи США (FCC) определила "базовую широкополосную связь" как скорость передачи данных не менее 25 Мбит/с в нисходящем направлении (от Интернета к компьютеру пользователя) и 3 Мбит/с в восходящем направлении (от компьютера пользователя к Интернету). Наблюдается тенденция к повышению порогового значения определения широкополосной связи по мере появления услуг с более высокой скоростью передачи данных. Более высокие скорости передачи данных в dial-up модемах и многих широкополосных услугах являются "асимметричными", поддерживая значительно более высокие скорости передачи данных для загрузки (к пользователю), чем для выгрузки (в Интернет). Скорости передачи данных, включая указанные в этой статье, обычно определяются и рекламируются в терминах максимальной или пиковой скорости загрузки. На практике эти максимальные скорости передачи данных не всегда надежно доступны пользователю. В конце июня 2016 года средняя скорость интернет-соединения во всем мире составляла около 6 Мбит/с. Качество физического соединения может меняться в зависимости от расстояния, а для беспроводного доступа – от местности, погоды, конструкции зданий, расположения антенны и помех от других радиоисточников. Узкие места в сети могут возникать в любой точке пути от конечного пользователя до удаленного сервера или используемой услуги, а не только на первом или последнем участке, обеспечивающем доступ конечного пользователя к Интернету.

The bit rates for dial up modems range from as little as 110 bit/s in the late 1950s, to a maximum of from 33 to 64 kbit/s (V.90 and V.92) in the late 1990s. Dial up connections generally require the dedicated use of a telephone line. Data compression can boost the effective bit rate for a dial up modem connection from 220 (V.42bis) to 320 (V.44) kbit/s. However, the effectiveness of data compression is quite variable, depending on the type of data being sent, the condition of the telephone line, and a number of other factors. In reality, the overall data rate rarely exceeds 150 kbit/s. Broadband technologies supply considerably higher bit rates than dial up, generally without disrupting regular telephone use. Various minimum data rates and maximum latencies have been used in definitions of broadband, ranging from 64 kbit/s up to 4.0 Mbit/s. In 1988 the CCITT standards body defined "broadband service" as requiring transmission channels capable of supporting bit rates greater than the primary rate which ranged from about 1.5 to 2 Mbit/s. A 2006 Organisation for Economic Co operation and Development (OECD) report defined broadband as having download data transfer rates equal to or faster than 256 kbit/s. And in 2015 the U. S. Federal Communications Commission (FCC) defined "Basic Broadband" as data transmission speeds of at least 25 Mbit/s downstream (from the Internet to the user's computer) and 3 Mbit/s upstream (from the user's computer to the Internet). The trend is to raise the threshold of the broadband definition as higher data rate services become available. The higher data rate dial up modems and many broadband services are "asymmetric"—supporting much higher data rates for download (toward the user) than for upload (toward the Internet). Data rates, including those given in this article, are usually defined and advertised in terms of the maximum or peak download rate. In practice, these maximum data rates are not always reliably available to the customer. In late June 2016, internet connection speeds averaged about 6 Mbit/s globally. Physical link quality can vary with distance and for wireless access with terrain, weather, building construction, antenna placement, and interference from other radio sources. Network bottlenecks may exist at points anywhere on the path from the end user to the remote server or service being used and not just on the first or last link providing Internet access to the end user.

Перегрузка сети

Пользователи могут совместно использовать доступ через общую сетевую инфраструктуру. Поскольку большинство пользователей не используют всю пропускную способность подключения постоянно, эта стратегия агрегации (известная как совместно используемая услуга) обычно работает эффективно, и пользователи могут кратковременно достигать максимальной скорости передачи данных. Однако, обмен файлами по протоколу P2P и потоковое видео высокого качества могут требовать высоких скоростей передачи данных в течение продолжительного времени, что противоречит этим предположениям и может привести к перегрузке услуги, вызывая заторы и снижение производительности. Протокол TCP включает механизмы управления потоком, которые автоматически снижают используемую полосу пропускания в периоды сетевых заторов. Это справедливо, поскольку все пользователи, испытывающие заторы, получают меньшую пропускную способность, но это может быть неприятно для клиентов и серьезной проблемой для интернет-провайдеров. В некоторых случаях фактически доступная пропускная способность может оказаться ниже порогового значения, необходимого для поддержки определенных услуг, таких как видеоконференции или прямая трансляция видео, что фактически делает эти услуги недоступными. Когда трафик особенно велик, интернет-провайдер может намеренно ограничить пропускную способность для определенных категорий пользователей или конкретных услуг. Это называется формированием трафика, и при грамотном использовании это может обеспечить лучшее качество обслуживания для критически важных сервисов даже в сильно загруженных сетях. Однако, злоупотребление этим может вызвать опасения по поводу справедливости и сетевой нейтральности или даже обвинения в цензуре, когда определенные типы трафика жестко или полностью блокируются.

Прекращения

Интернет может быть отключен из-за локальных перебоев в передаче сигналов. Повреждения подводных кабелей связи могут приводить к отключениям или замедлению работы в крупных регионах, как это произошло с подводным кабелем в 2008 году. Менее развитые страны более уязвимы из-за небольшого числа высокоскоростных каналов связи. Наземные кабели также подвержены риску, как в 2011 году, когда женщина, искавшая металлолом, перерезала большинство линий связи Армении. Правительства могут осуществлять отключения Интернета, затрагивающие почти всю страну, в качестве формы интернет-цензуры, как это было с блокировкой Интернета в Египте, где в 2011 году около 93% сетей потеряли доступ в попытке предотвратить мобилизацию на антиправительственные протесты. 25 апреля 1997 года из-за сочетания человеческой ошибки и программной ошибки, некорректная таблица маршрутизации в MAI Network Service (интернет-провайдере из Вирджинии) распространилась по магистральным маршрутизаторам и вызвала серьезные перебои в работе Интернета на несколько часов.

Технологии

Когда доступ к Интернету осуществляется через модем, цифровые данные преобразуются в аналоговые для передачи по аналоговым сетям, таким как телефонные и кабельные сети. Компьютер или другое устройство, выходящее в Интернет, может быть подключено непосредственно к модему, который взаимодействует с интернет-провайдером (ISP), либо подключение модема к Интернету будет совместно использоваться через локальную сеть (LAN), обеспечивающую доступ в ограниченном пространстве, например, дома, в школе, компьютерном классе или офисе. Хотя подключение к LAN может обеспечивать очень высокую скорость передачи данных внутри сети, фактическая скорость доступа в Интернет ограничена исходящим каналом связи с ISP. LAN могут быть проводными или беспроводными. Ethernet по витой паре и Wi-Fi – две наиболее распространенные технологии, используемые для создания LAN сегодня, но в прошлом применялись ARCNET, Token Ring, LocalTalk, FDDI и другие технологии. Ethernet – это название стандарта IEEE 802.3 для физической связи в LAN, а Wi-Fi – торговое название беспроводной локальной сети (WLAN), использующей один из стандартов IEEE 802.11. Ethernet-кабели соединяются между собой через коммутаторы и маршрутизаторы. Wi-Fi сети создаются с использованием одной или нескольких беспроводных антенн, называемых точками доступа. Многие "модемы" (кабельные модемы, DSL-шлюзы или терминалы оптической сети (ONT)) предоставляют дополнительную функциональность для организации LAN, поэтому большинство современных подключений к Интернету осуществляется через LAN, например, создаваемую Wi-Fi роутером, подключенным к модему, или комбинированным модем-роутером – часто это очень небольшая LAN с одним или двумя подключенными устройствами. И хотя LAN являются важной формой доступа в Интернет, возникает вопрос о том, как и с какой скоростью LAN сама подключена к остальной глобальной сети Интернет. Технологии, описанные ниже, используются для установления этих соединений, то есть для подключения модемов пользователей (клиентского оборудования) к интернет-провайдерам (ISP).

Доступ по выбору

Для доступа в Интернет по коммутируемой линии используется модем и телефонный звонок через общедоступную коммутируемую телефонную сеть (PSTN) для подключения к группе модемов, обслуживаемых интернет-провайдером. Модем преобразует цифровой сигнал компьютера в аналоговый, который передается по локальной петле телефонной линии до коммутационного оборудования телефонной компании или центрального офиса (CO), где он переключается на другую телефонную линию, соединяющуюся с другим модемом на удаленном конце соединения. Работающий по одному каналу, доступ по коммутируемой линии монополизирует телефонную линию и является одним из самых медленных способов доступа в Интернет. Часто это единственный доступный способ подключения в сельской местности, поскольку он не требует создания новой инфраструктуры, кроме уже существующей телефонной сети. Обычно скорость соединения по коммутируемой линии не превышает 56 кбит/с, так как в основном используются модемы с максимальной скоростью передачи данных 56 кбит/с в нисходящем направлении (к конечному пользователю) и 34 или 48 кбит/с в восходящем направлении (к глобальной сети Интернет). Для этого требуется два или более модема, телефонные линии и учетные записи для коммутируемого доступа, а также интернет-провайдер, поддерживающий мультилинкинг – и, соответственно, плата за линию и передачу данных удваивается. Этот метод обратного мультиплексирования был непродолжительное время популярен среди требовательных пользователей до появления ISDN, DSL и других технологий. Компании Diamond и другие производители создавали специальные модемы для поддержки мультилинкинга.

Крепкий широкополосный доступ

Термин "широкополосный доступ" охватывает широкий спектр технологий, все из которых обеспечивают более высокую скорость доступа к Интернету. Ниже перечислены технологии, использующие провода или кабели, в отличие от беспроводного широкополосного доступа, который будет описан далее.

Цифровая сеть интегрированных услуг

Цифровая сеть интегрированных услуг (ISDN) — это коммутируемая телефонная служба, способная передавать голос и цифровые данные, и является одним из старейших методов доступа в Интернет. ISDN использовалась для голосовой связи, видеоконференций и широкополосных приложений для передачи данных. ISDN была очень популярна в Европе, но менее распространена в Северной Америке. Пик её использования пришелся на конец 1990-х годов, до появления технологий DSL и кабельных модемов. Базовая скорость ISDN, известная как ISDN BRI, имеет два 64 кбит/с "каналов передачи" или "B-каналов". Эти каналы могут использоваться отдельно для голосовых или данных вызовов, либо объединяться для обеспечения скорости 128 кбит/с. Несколько линий ISDN BRI могут объединяться для обеспечения скорости передачи данных выше 128 кбит/с. Первичная скорость ISDN, известная как ISDN PRI, имеет 23 канала передачи (по 64 кбит/с каждый) для общей скорости передачи данных 1,5 Мбит/с (американский стандарт). Линия ISDN E1 (европейский стандарт) имеет 30 каналов передачи и общую скорость передачи данных 1,9 Мбит/с. ISDN была заменена технологией DSL и требовала специального оборудования на телефонных станциях у поставщика услуг.

Лизинговые линии

Арендованные линии – это выделенные линии, используемые преимущественно интернет-провайдерами, предприятиями и другими крупными организациями для подключения локальных сетей и корпоративных сетей к Интернету с использованием существующей инфраструктуры общедоступной телефонной сети или других провайдеров. Реализуемые посредством проводов, оптического волокна и радиосвязи, арендованные линии используются для обеспечения прямого доступа в Интернет, а также служат основой для создания различных других видов доступа в Интернет. Технология T-несущих появилась в 1957 году и обеспечивает скорости передачи данных от 56 и 64 (DS0) до 1,5 (DS1 или T1) и 45 (DS3 или T3). Линия T1 содержит 24 голосовых или каналов передачи данных (24 DS0), поэтому клиенты могут использовать часть каналов для данных, а другую – для голосового трафика, либо все 24 канала для передачи данных по выделенным каналам. Линия DS3 (T3) содержит 28 каналов DS1 (T1). Доступны также фракционные линии T1, кратные DS0, обеспечивающие скорости передачи данных от 56 до 1500. Для T-линий требуется специальное оконечное оборудование, такое как устройства передачи данных, которые могут быть как отдельными от маршрутизатора или коммутатора, так и интегрированными в них, и которое можно приобрести или арендовать у интернет-провайдера. В Японии эквивалентным стандартом является J1/J3. В Европе используется несколько отличающийся стандарт E-несущих, обеспечивающий 32 пользовательских канала (64) на E1 (2,0) и 512 пользовательских каналов или 16 E1 на E3 (34,4). Синхронная оптическая сеть (SONET, в США и Канаде) и синхронная цифровая иерархия (SDH, в остальном мире) являются стандартными протоколами мультиплексирования, используемыми для передачи высокоскоростных цифровых потоков данных по оптическому волокну с использованием лазеров или высококогерентного света от светодиодов (LED). При более низких скоростях передачи данные также могут передаваться через электрический интерфейс. Базовым блоком структурирования является OC 3c (оптический) или STS 3c (электрический), который передает 155,520. Таким образом, OC 3c передает три полезные нагрузки OC 1 (51,84 Мбит/с), каждая из которых имеет достаточную пропускную способность для включения полной линии DS3. Более высокие скорости передачи данных достигаются кратно OC 3c, обеспечивая OC 12c (622,080), OC 48c (2,488), OC 192c (9,953) и OC 768c (39,813). Буква "c" в конце обозначения OC означает "concatenated" (конкатенированный) и указывает на единый поток данных, а не на несколько мультиплексированных потоков. Для обеспечения более высоких скоростей передачи данных до 400 на канал OTN. Стандарты IEEE 1, 10, 40 и 100 Gigabit Ethernet (802.3) позволяют передавать цифровые данные по медным проводам на расстояния до 100 м и по оптическому волокну на расстояния до 40 м.

Leased lines are dedicated lines used primarily by ISPs, business, and other large enterprises to connect LANs and campus networks to the Internet using the existing infrastructure of the public telephone network or other providers. Delivered using wire, optical fiber, and radio, leased lines are used to provide Internet access directly as well as the building blocks from which several other forms of Internet access are created. T carrier technology dates to 1957 and provides data rates that range from 56 and 64 (DS0) to 1.5 (DS1 or T1), to 45 (DS3 or T3). A T1 line carries 24 voice or data channels (24 DS0s), so customers may use some channels for data and others for voice traffic or use all 24 channels for clear channel data. A DS3 (T3) line carries 28 DS1 (T1) channels. Fractional T1 lines are also available in multiples of a DS0 to provide data rates between 56 and 1,500. T carrier lines require special termination equipment such as Data service units that may be separate from or integrated into a router or switch and which may be purchased or leased from an ISP. In Japan the equivalent standard is J1/J3. In Europe, a slightly different standard, E carrier, provides 32 user channels (64) on an E1 (2.0) and 512 user channels or 16 E1s on an E3 (34.4). Synchronous Optical Networking (SONET, in the U. S. and Canada) and Synchronous Digital Hierarchy (SDH, in the rest of the world) are the standard multiplexing protocols used to carry high data rate digital bit streams over optical fiber using lasers or highly coherent light from light emitting diodes (LEDs). At lower transmission rates data can also be transferred via an electrical interface. The basic unit of framing is an OC 3c (optical) or STS 3c (electrical) which carries 155.520. Thus an OC 3c will carry three OC 1 (51.84 Mbit/s) payloads each of which has enough capacity to include a full DS3. Higher data rates are delivered in OC 3c multiples of four providing OC 12c (622.080), OC 48c (2.488), OC 192c (9.953), and OC 768c (39.813). The "c" at the end of the OC labels stands for "concatenated" and indicates a single data stream rather than several multiplexed data streams. for higher data transmission speeds of up to 400 per OTN channel. The 1, 10, 40, and 100 Gigabit Ethernet IEEE standards (802.3) allow digital data to be delivered over copper wiring at distances to 100 m and over optical fiber at distances to 40.

Кабельный доступ в Интернет

Кабельный Интернет обеспечивает доступ с использованием кабельного модема по гибридной волоконно-коаксиальной (HFC) сети, изначально разработанной для передачи телевизионных сигналов. К точке подключения клиента может быть проложен как оптоволоконный, так и коаксиальный медный кабель, называемый "кабельным вводом". Используя систему оконечного оборудования кабельного модема (CMTS), все узлы для кабельных абонентов в районе подключаются к центральному офису кабельной компании, известному как "головная станция". Затем кабельная компания подключается к Интернету различными способами – обычно с помощью оптоволоконного кабеля или цифровых спутниковых и микроволновых каналов связи. Как и DSL, широкополосный кабель обеспечивает постоянное соединение с интернет-провайдером. В нисходящем направлении, к пользователю, скорость передачи данных может достигать 1000 Мбит/с в некоторых странах при использовании DOCSIS 3.1. Скорость передачи данных в восходящем направлении, от пользователя, варьируется от 384 кбит/с до более чем 50 Мбит/с. DOCSIS 4.0 обещает скорость до 10 Гбит/с в нисходящем и 6 Гбит/с в восходящем направлении, однако эта технология пока не получила практического применения. Широкополосный кабельный доступ, как правило, обслуживает меньше бизнес-клиентов, поскольку существующие кабельные сети изначально предназначены для обслуживания жилых зданий; коммерческие здания не всегда оснащены проводкой для коаксиальных сетей. Кроме того, поскольку абоненты широкополосного кабеля совместно используют одну и ту же локальную линию, их коммуникации могут быть перехвачены соседними абонентами. Кабельные сети регулярно используют схемы шифрования данных, передаваемых от и к клиентам, но эти схемы могут быть взломаны. При использовании симметричной цифровой абонентской линии (SDSL) скорость передачи данных в нисходящем и восходящем направлениях одинакова. Очень высокая скорость передачи данных (VDSL или VHDSL, ITU G.993.1) – это стандарт цифровой абонентской линии (DSL), утвержденный в 2001 году, обеспечивающий скорость передачи данных до 52 Мбит/с в нисходящем направлении и 16 Мбит/с в восходящем направлении по медным проводам, а также до 85 Мбит/с в обоих направлениях по коаксиальному кабелю. VDSL поддерживает такие приложения, как телевидение высокой четкости, телефонные услуги (VoIP) и общий доступ в Интернет через одно физическое соединение. VDSL2 (ITU T G.993.2) – это второе поколение VDSL, представляющее собой его усовершенствованную версию. Утвержденный в феврале 2006 года, он способен обеспечивать скорость передачи данных, превышающую 100 Мбит/с одновременно в обоих направлениях. Однако максимальная скорость достигается на расстоянии около 300 метров, а производительность снижается с увеличением расстояния и затухания сигнала.

Cable Internet provides access using a cable modem on hybrid fiber coaxial (HFC) wiring originally developed to carry television signals. Either fiber optic or coaxial copper cable may connect a node to a customer's location at a connection known as a cable drop. Using a cable modem termination system, all nodes for cable subscribers in a neighborhood connect to a cable company's central office, known as the "head end." The cable company then connects to the Internet using a variety of means – usually fiber optic cable or digital satellite and microwave transmissions. Like DSL, broadband cable provides a continuous connection with an ISP. Downstream, the direction toward the user, bit rates can be as much as 1000 Mbit/s in some countries, with the use of DOCSIS 3.1. Upstream traffic, originating at the user, ranges from 384 kbit/s to more than 50 Mbit/s. DOCSIS 4.0 promises up to 10 downstream and 6 upstream, however this technology is yet to have been implemented in real world usage. Broadband cable access tends to service fewer business customers because existing television cable networks tend to service residential buildings; commercial buildings do not always include wiring for coaxial cable networks. In addition, because broadband cable subscribers share the same local line, communications may be intercepted by neighboring subscribers. Cable networks regularly provide encryption schemes for data traveling to and from customers, but these schemes may be thwarted. With a symmetric digital subscriber line (SDSL), the downstream and upstream data rates are equal. Very high bit rate digital subscriber line (VDSL or VHDSL, ITU G.993.1) is a digital subscriber line (DSL) standard approved in 2001 that provides data rates up to 52 Mbit/s downstream and 16 Mbit/s upstream over copper wires and up to 85 Mbit/s down and upstream on coaxial cable. VDSL is capable of supporting applications such as high definition television, as well as telephone services (voice over IP) and general Internet access, over a single physical connection. VDSL2 (ITU T G.993.2) is a second generation version and an enhancement of VDSL. Approved in February 2006, it is able to provide data rates exceeding 100 Mbit/s simultaneously in both the upstream and downstream directions. However, the maximum data rate is achieved at a range of about 300 meters and performance degrades as distance and loop attenuation increases.

DSL-кольца

DSL Rings (DSLR) или Bonded DSL Rings — это кольцевая топология, использующая технологию DSL по существующим медным телефонным линиям для обеспечения скорости передачи данных до 400 Мбит/с.

Волокна в дом

Волокно до дома (FTTH) является одним из членов семейства Fiber to the x (FTTx), которое включает в себя волокно до здания или подвала (FTTB), волокно до помещения (FTTP), волокно до рабочего стола (FTTD), волокно до столба (FTTC) и волокно до узла (FTTN). Все эти методы обеспечивают доставку данных ближе к конечному пользователю по оптическим волокнам. Различия между этими методами в основном заключаются в том, насколько близко к конечному пользователю осуществляется доставка по волокну. Все эти способы доставки аналогичны по функциям и архитектуре гибридным коаксиально-волоконным (HFC) системам, используемым для обеспечения кабельного доступа в Интернет. Подключения к Интернету по оптоволокну для клиентов бывают AON (активная оптическая сеть) или, чаще, PON (пассивная оптическая сеть). Примеры стандартов доступа в Интернет с использованием оптоволокна включают G.984 (GPON, G PON) и 10G PON (XG PON). Интернет-провайдеры могут также использовать Metro Ethernet в качестве замены линий T1 и Frame Relay для корпоративных и институциональных клиентов или предлагать Ethernet операторского класса. Использование оптического волокна обеспечивает значительно более высокие скорости передачи данных на относительно больших расстояниях. Большинство магистральных сетей Интернета и кабельного телевидения высокой пропускной способности уже используют оптическую технологию, при этом данные переключаются на другие технологии (DSL, кабель, LTE) для окончательной доставки клиентам. Оптоволокно невосприимчиво к электромагнитным помехам. В 2010 году Австралия начала развертывание своей национальной широкополосной сети по всей стране, используя оптоволоконные кабели для подключения 93% австралийских домов, школ и предприятий. Проект был прекращен следующим правительством LNP в пользу гибридной архитектуры FTTN, которая оказалась более дорогостоящей и привела к задержкам. Аналогичные усилия предпринимаются в Италии, Канаде, Индии и многих других странах (см. "Оптоволокно до помещения по странам").

Интернет по линии электропередач

Интернет по линиям электропередач, также известный как широкополосный доступ через линии электропередач (BPL), передает интернет-данные по проводнику, который также используется для передачи электроэнергии. Благодаря обширной инфраструктуре линий электропередач, уже находящейся в эксплуатации, эта технология может обеспечить доступ к Интернету жителям сельской местности и районов с низкой плотностью населения, требуя минимальных затрат на новое передающее оборудование, кабели или провода. Скорость передачи данных является асимметричной и обычно составляет от 256 кбит/с до 2,7 Мбит/с. Поскольку эти системы используют части радиочастотного спектра, выделенные другим службам беспроводной связи, взаимные помехи являются ограничивающим фактором при внедрении систем Интернета по линиям электропередач. Стандарт IEEE P1901 определяет, что все протоколы линий электропередач должны обнаруживать текущее использование спектра и избегать создания помех.

Беспроводной широкополосный доступ

Беспроводная широкополосная связь используется для обеспечения как стационарного, так и мобильного доступа в Интернет с использованием следующих технологий.

Спутниковая широкополосная связь

Спутниковый доступ в Интернет обеспечивает стационарный, портативный и мобильный доступ в Интернет. Скорость передачи данных варьируется от 2 кбит/с до 1 Гбит/с в нисходящем канале и от 2 кбит/с до 10 Мбит/с в восходящем канале. В северном полушарии для спутниковых антенн требуется прямая видимость южного неба из-за экваториального расположения всех геостационарных спутников. В южном полушарии ситуация обратная, и антенны направляются на север. На работу сервиса могут негативно влиять влажность, дождь и снег (явление, известное как затухание сигнала в осадках). Система требует точно направленной направленной антенны. Методы настройки и ускорения TCP могут смягчить некоторые из этих проблем. Спутники GEO не обеспечивают покрытие полярных регионов Земли. Спутниковые группировки на низкой околоземной орбите (LEO, ниже) и средней околоземной орбите (MEO, между) работают на меньших высотах, и их спутники не остаются неподвижными над одной точкой Земли. Поскольку они работают на более низкой высоте, для глобального покрытия требуется больше спутников и ракет-носителей. Это делает первоначальные инвестиции очень значительными, что изначально привело к банкротству OneWeb и Iridium. Однако их меньшая высота обеспечивает меньшую задержку и более высокую скорость, что делает более реалистичными интерактивные интернет-приложения, работающие в режиме реального времени. К системам LEO относятся Globalstar, Starlink, OneWeb и Iridium. Созвездие O3b – это система средней околоземной орбиты с задержкой 125 мс. COMMStellation™ – это система LEO, запуск которой запланирован на 2015 год, и которая, как ожидается, будет иметь задержку всего 7 мс.

Мобильная широкополосная связь

Мобильная широкополосная связь – это маркетинговый термин для беспроводного доступа в Интернет, предоставляемого через мобильные телефонные вышки (сотовые сети) компьютерам, мобильным телефонам (называемым «сотовыми телефонами» в Северной Америке и Южной Африке и «ручными телефонами» в Азии) и другим цифровым устройствам с использованием портативных модемов. Некоторые мобильные сервисы позволяют подключить к Интернету более одного устройства с помощью одного сотового соединения, используя процесс, называемый привязкой (tethering). Модем может быть встроен в ноутбуки, планшеты, мобильные телефоны и другие устройства, добавлен к некоторым устройствам с использованием PC-карт, USB-модемов и USB-накопителей или донглов, либо могут использоваться отдельные беспроводные модемы. Новые технологии и инфраструктура мобильной связи внедряются периодически и обычно включают в себя изменение фундаментальной природы услуги, технологию передачи, не обеспечивающую обратную совместимость, более высокие пиковые скорости передачи данных, новые частотные диапазоны, а также увеличение полосы пропускания канала в Герцах. Эти переходы называются поколениями. Первые услуги мобильной передачи данных стали доступны во время второго поколения (2G).

Mobile broadband is the marketing term for wireless Internet access delivered through mobile phone towers (cellular networks) to computers, mobile phones (called "cell phones" in North America and South Africa, and "hand phones" in Asia), and other digital devices using portable modems. Some mobile services allow more than one device to be connected to the Internet using a single cellular connection using a process called tethering. The modem may be built into laptop computers, tablets, mobile phones, and other devices, added to some devices using PC cards, USB modems, and USB sticks or dongles, or separate wireless modems can be used. New mobile phone technology and infrastructure is introduced periodically and generally involves a change in the fundamental nature of the service, non backwards compatible transmission technology, higher peak data rates, new frequency bands, wider channel frequency bandwidth in Hertz becomes available. These transitions are referred to as generations. The first mobile data services became available during the second generation (2G). Second generation (2G) from 1991:Speeds in kbit/sdown and up GSM CSD 9.6 kbit/s CDPD up to 19.2 kbit/s GSM GPRS (2.5G) 56 to 115 kbit/s GSM EDGE (2.75G) up to 237 kbit/s

Third generation (3G) from 2001:Speeds in Mbit/sdownup UMTS W CDMA0.4 Mbit/s UMTS HSPA 14.4 5.8 UMTS TDD16 Mbit/s CDMA2000 1xRTT 0.3 0.15 CDMA2000 EV DO2.5–4.90.15–1.8 GSM EDGE Evolution 1.6 0.5

Fourth generation (4G) from 2006:Speeds in Mbit/sdownupHSPA+21–6725.8–168Mobile WiMAX (802.16)37–36517–376LTE100–30050–75LTE Advanced: moving at higher speeds100 Mbit/s not moving or moving at lower speedsup to 1000 Mbit/sMBWA (802.20)80 Mbit/s

The download (to the user) and upload (to the Internet) data rates given above are peak or maximum rates and end users will typically experience lower data rates. WiMAX was originally developed to deliver fixed wireless service with wireless mobility added in 2005. CDPD, CDMA2000 EV DO, and MBWA are no longer being actively developed. In 2011, 90% of the world's population lived in areas with 2G coverage, while 45% lived in areas with 2G and 3G coverage. 5G was designed to be faster and have lower latency than its predecessor, 4G. It can be used for mobile broadband in smartphones or separate modems that emit WiFi or can be connected through USB to a computer, or for fixed wireless.

Второе поколение (2G) с 1991 года: Скорости в кбит/с (вниз/вверх):
GSM CSD – 9,6 кбит/с
CDPD – до 19,2 кбит/с
GSM GPRS (2.5G) – 56–115 кбит/с
GSM EDGE (2.75G) – до 237 кбит/с

Третье поколение (3G) с 2001 года: Скорости в Мбит/с (вниз/вверх):
UMTS W-CDMA – 0,4 Мбит/с
UMTS HSPA – 14,4 / 5,8 Мбит/с
UMTS TDD – 16 Мбит/с
CDMA2000 1xRTT – 0,3 / 0,15 Мбит/с
CDMA2000 EV-DO – 2,5–4,9 / 0,15–1,8 Мбит/с
GSM EDGE Evolution – 1,6 / 0,5 Мбит/с

Четвертое поколение (4G) с 2006 года: Скорости в Мбит/с (вниз/вверх):
HSPA+ – 21–67 / 25,8–168 Мбит/с
Mobile WiMAX (802.16) – 37–365 / 17–376 Мбит/с
LTE – 100–300 / 50–75 Мбит/с
LTE Advanced:
– при движении на высокой скорости – до 100 Мбит/с
– при неподвижном состоянии или движении на низкой скорости – до 1000 Мбит/с
MBWA (802.20) – 80 Мбит/с

Указанные выше скорости загрузки (пользователю) и выгрузки (в Интернет) являются пиковыми или максимальными значениями, и конечные пользователи обычно испытывают более низкие скорости передачи данных. WiMAX изначально разрабатывался для предоставления услуг фиксированной беспроводной связи с добавлением беспроводной мобильности в 2005 году. CDPD, CDMA2000 EV-DO и MBWA больше не разрабатываются. В 2011 году 90% населения мира проживало в районах с покрытием 2G, а 45% – в районах с покрытием 2G и 3G. 5G был разработан для обеспечения более высокой скорости и меньшей задержки по сравнению с его предшественником, 4G. Его можно использовать для мобильной широкополосной связи в смартфонах или отдельных модемах, которые излучают Wi-Fi или могут быть подключены через USB к компьютеру, или для фиксированной беспроводной связи.

Фиксированные беспроводные

Фиксированные беспроводные интернет-соединения, которые не используют спутниковую связь и не предназначены для поддержки мобильного оборудования, такого как смартфоны, из-за использования, например, клиентского оборудования, такого как антенны, которые нельзя переместить на значительное расстояние без потери сигнала от интернет-провайдера, в отличие от смартфонов. Для фиксированной беспроводной связи могут применяться микроволновые беспроводные технологии широкополосной связи или 5G.

WiMAX

Мировая совместимость для микроволнового доступа (WiMAX) — это набор совместимых реализаций семейства стандартов беспроводных сетей IEEE 802.16, сертифицированных форумом WiMAX. Он обеспечивает "предоставление беспроводного широкополосного доступа "последней мили" как альтернативы кабельному и DSL-подключению". Изначальный стандарт IEEE 802.16, теперь называемый "Fixed WiMAX", был опубликован в 2001 году и обеспечивал скорость передачи данных от 30 до 40 мегабит в секунду. Поддержка мобильности была добавлена в 2005 году. Обновление 2011 года обеспечивает скорость передачи данных до 1 Гбит/с для стационарных станций. WiMAX предлагает создание сети в масштабе города с радиусом действия сигнала около 50 км (30 миль), что значительно превышает 30-метровый (100 футов) радиус действия беспроводной сети Wi-Fi. Сигналы WiMAX также гораздо эффективнее проникают через стены зданий, чем сигналы Wi-Fi. WiMAX чаще всего используется как стандарт фиксированной беспроводной связи.

Местная многоточечная служба распределения

Локальная многоточечная распределительная служба (LMDS) — это технология широкополосного беспроводного доступа, использующая микроволновые сигналы в диапазоне частот от 26 ГГц до 29 ГГц. Изначально разработанная для цифрового телевизионного вещания (DTV), она представляет собой фиксированную беспроводную технологию типа "точка-многоточка", предназначенную для использования на последнем участке связи. Скорость передачи данных варьируется от 64 кбит/с до 155 Мбит/с. Дальность обычно ограничена примерно 2,4 км (1,5 мили), однако в некоторых условиях возможна связь на расстоянии до 8 км (5 миль) от базовой станции. Технологический и коммерческий потенциал LMDS уступил стандартам LTE и WiMAX.

Гибридные сети доступа

В некоторых регионах, особенно в сельской местности, большая длина медных линий затрудняет для операторов связи предоставление услуг с высокой пропускной способностью. Одной из альтернатив является объединение сети фиксированного доступа, обычно XDSL, с беспроводной сетью, обычно LTE. Форум широкополосного доступа стандартизировал архитектуру для подобных гибридных сетей доступа.

Движения за беспроводные сети

Развертывание нескольких соседних точек доступа Wi-Fi иногда используется для создания общегородских беспроводных сетей. Как правило, это заказывается местными муниципалитетами у коммерческих WISPs. Однако, инициативы "снизу" также привели к созданию широко распространенных беспроводных сообществ в многочисленных странах, как развивающихся, так и развитых. Установки сельских беспроводных интернет-провайдеров (ISP) обычно не являются коммерческими и представляют собой скорее совокупность систем, созданных энтузиастами, которые устанавливают антенны на радиомачты, вышки, зернохранилища, очень высокие деревья или любые другие доступные высокие объекты. В случаях, когда регулирование радиочастотного спектра не способствует развитию сообществ, каналы перегружены или оборудование недоступно по цене для местных жителей, может быть развернута свободная оптическая связь для организации точечного беспроводного соединения по воздуху (вместо использования оптоволоконного кабеля).

Пакетная радиостанция

Пакетная радиосвязь соединяет компьютеры или целые сети, управляемые радиолюбителями, с возможностью доступа в Интернет. Следует отметить, что согласно нормативным требованиям, указанным в лицензии радиолюбителя, доступ в Интернет и электронная почта должны быть строго связаны с деятельностью радиолюбителей.

Снегрет

Термин, иронично обыгрывающий слово "сеть" (network), как в Интернете или Ethernet, относится к переносу данных на физических носителях, таких как кроссовки. Для тех, у кого нет доступа к широкополосному интернету или возможности его приобрести, загрузка больших файлов и распространение информации осуществляется путем передачи данных через сети на работе или в библиотеках, с последующим переносом домой и обменом с соседями посредством "sneakernet". Кубинский еженедельный пакет "El Paquete Semanal" является организованным примером этого. Существуют различные децентрализованные, устойчивые к задержкам приложения типа "peer-to-peer", которые стремятся полностью автоматизировать этот процесс, используя любые доступные интерфейсы, включая беспроводные (Bluetooth, Wi-Fi mesh, P2P или точки доступа) и физические (USB-накопители, Ethernet и т.д.). "Sneakernet" также может использоваться совместно с передачей данных по компьютерным сетям для повышения безопасности данных или увеличения общей пропускной способности при работе с большими объемами данных. Инновации в этой области продолжаются и сегодня: например, AWS недавно представила Snowball, а аналогичным образом обработку больших данных проводят многие исследовательские институты и государственные учреждения.

Ценообразование и расходы

Доступ в Интернет ограничен соотношением между ценами и доступными средствами для расходов. По оценкам, 40% населения мира располагают менее чем 20 долларами США в год для расходов на информационно-коммуникационные технологии (ИКТ). В Мексике самые бедные 30% населения тратят около 35 долларов США в год (3 доллара США в месяц), а в Бразилии самые бедные 22% населения имеют всего 9 долларов США в год на ИКТ (0,75 доллара США в месяц). Известно, что в Латинской Америке граница между ИКТ как товаром первой необходимости и ИКТ как предметом роскоши примерно соответствует "волшебному числу" в 10 долларов США на человека в месяц или 120 долларов США в год. С ростом потребительского спроса на потоковый контент, такой как видео по запросу и файлообмен между пользователями, спрос на пропускную способность быстро увеличился, и для некоторых интернет-провайдеров модель фиксированной платы может оказаться неустойчивой. Однако, поскольку фиксированные затраты, по оценкам, составляют 80–90% от стоимости предоставления услуг широкополосного доступа, предельные затраты на передачу дополнительного трафика невелики. Большинство провайдеров не раскрывают свои затраты, но стоимость передачи одного гигабайта данных в 2011 году оценивалась примерно в 0,03 доллара. Некоторые провайдеры полагают, что небольшое число их пользователей потребляет непропорционально большую часть общей пропускной способности. В ответ некоторые интернет-провайдеры рассматривают, экспериментируют или уже внедрили комбинации тарифов, зависящих от объема трафика, времени суток ("пиковые" и "непиковые" тарифы), а также ограничений на пропускную способность или объем трафика. Другие утверждают, что поскольку предельные затраты на дополнительную пропускную способность очень малы, а 80–90% затрат являются фиксированными независимо от объема использования, подобные меры не нужны или обусловлены соображениями, отличными от стоимости предоставления пропускной способности конечному пользователю. В Канаде компании Rogers Hi Speed Internet и Bell Canada ввели ограничения на пропускную способность. В 2009 году попытка Time Warner расширить практику ценообразования в зависимости от объема потребления в районе Рочестера, штат Нью-Йорк, встретила сопротивление общественности и была прекращена. 1 августа 2012 года в Нэшвилле, штат Теннесси, и 1 октября 2012 года в Тусоне, штат Аризона, компания Comcast начала тестирование, предусматривающее установку лимитов на объем данных для жителей этих районов. В Нэшвилле превышение лимита в 300 Гбайт требует временной покупки дополнительного пакета в 50 Гбайт.

Internet access is limited by the relation between pricing and available resources to spend. Regarding the latter, it is estimated that 40% of the world's population has less than US$20 per year available to spend on information and communications technology (ICT). In Mexico, the poorest 30% of the society spend an estimated US$35 per year (US$3 per month) and in Brazil, the poorest 22% of the population merely has US$9 per year to spend on ICT (US$0.75 per month). From Latin America, it is known that the borderline between ICT as a necessity good and ICT as a luxury good is roughly around the "magical number" of US$10 per person per month, or US$120 per year. With increased consumer demand for streaming content such as video on demand and peer to peer file sharing, demand for bandwidth has increased rapidly and for some ISPs the flat rate pricing model may become unsustainable. However, with fixed costs estimated to represent 80–90% of the cost of providing broadband service, the marginal cost to carry additional traffic is low. Most ISPs do not disclose their costs, but the cost to transmit a gigabyte of data in 2011 was estimated to be about $0.03. Some ISPs estimate that a small number of their users consume a disproportionate portion of the total bandwidth. In response some ISPs are considering, are experimenting with, or have implemented combinations of traffic based pricing, time of day or "peak" and "off peak" pricing, and bandwidth or traffic caps. Others claim that because the marginal cost of extra bandwidth is very small with 80 to 90 percent of the costs fixed regardless of usage level, that such steps are unnecessary or motivated by concerns other than the cost of delivering bandwidth to the end user. In Canada, Rogers Hi Speed Internet and Bell Canada have imposed bandwidth caps. In 2009 an effort by Time Warner to expand usage based pricing into the Rochester, New York area met with public resistance, however, and was abandoned. On August 1, 2012, in Nashville, Tennessee and on October 1, 2012, in Tucson, Arizona Comcast began tests that impose data caps on area residents. In Nashville exceeding the 300 Gbyte cap mandates a temporary purchase of 50 Gbytes of additional data.

Цифровая пропасть

Цифровой разрыв, измеряемый пропускной способностью, не сокращается, а подвержен колебаниям. Коэффициенты Джини для телекоммуникационной емкости (в кбит/с) среди населения мира. Цифровой разрыв определяется как "разница между людьми, имеющими эффективный доступ к информационно-коммуникационным технологиям (ИКТ), и теми, у кого доступ ограничен или отсутствует". Разрыв между людьми, имеющими доступ к Интернету, и теми, кто его не имеет, – лишь один из аспектов цифрового разрыва. Возможность доступа к Интернету во многом зависит от финансового положения, географического местоположения и государственной политики. "Особое внимание как к технологически отсталым группам населения уделяется малообеспеченным слоям, сельским жителям и представителям меньшинств". Государственная политика играет огромную роль в обеспечении или ограничении доступа к Интернету для нуждающихся групп населения, регионов и стран. Например, в Пакистане, проводящем активную политику в области информационных технологий, направленную на стимулирование экономической модернизации, число пользователей Интернета выросло с 133 900 (0,1% населения) в 2000 году до 31 миллиона (17,6% населения) в 2011 году. В Северной Корее доступ к Интернету ограничен из-за опасений правительства по поводу политической нестабильности, которая может возникнуть в результате преимуществ доступа к глобальной сети. Торговое эмбарго США является препятствием для доступа к Интернету на Кубе. Доступ к компьютерам – ключевой фактор, определяющий уровень доступа к Интернету. В 2011 году в развивающихся странах 25% домохозяйств имели компьютер и 20% имели доступ к Интернету, в то время как в развитых странах эти показатели составляли 74% и 71% соответственно. Около 4 миллиардов человек не имеют доступа к Интернету. После легализации покупки компьютеров на Кубе в 2007 году частная собственность на компьютеры резко возросла (в 2008 году на острове насчитывалось 630 000 компьютеров, что на 23% больше, чем в 2007 году). Интернет изменил мышление многих людей и стал неотъемлемой частью их экономической, политической и социальной жизни. Организация Объединенных Наций признала, что предоставление доступа к Интернету большему числу людей позволит им воспользоваться "политическими, социальными, экономическими, образовательными и карьерными возможностями", которые он предлагает. Для содействия экономическому развитию и сокращения цифрового разрыва разрабатываются и реализуются национальные планы широкополосного доступа, направленные на увеличение доступности высокоскоростного и доступного Интернета во всем мире. Инициатива ЕС "Глобальный шлюз", направленная на поддержку развития инфраструктуры во всем мире, планирует привлечь 300 миллиардов евро для проектов подключения, включая проекты в цифровом секторе, в период с 2021 по 2027 год.

[[File:BandwidthInequality1986 2014. jpg|thumb|400px |The digital divide measured in terms of bandwidth is not closing, but fluctuating up and down. Gini coefficients for telecommunication capacity (in kbit/s) among individuals worldwide The digital divide refers to "the gap between people with effective access to information and communications technology (ICT), and those with very limited or no access". The gap between people with Internet access and those without is one of many aspects of the digital divide. Whether someone has access to the Internet can depend greatly on financial status, geographical location as well as government policies. "Low income, rural, and minority populations have received special scrutiny as the technological 'have nots'." Government policies play a tremendous role in bringing Internet access to or limiting access for underserved groups, regions, and countries. For example, in Pakistan, which is pursuing an aggressive IT policy aimed at boosting its drive for economic modernization, the number of Internet users grew from 133,900 (0.1% of the population) in 2000 to 31 million (17.6% of the population) in 2011. In North Korea there is relatively little access to the Internet due to the governments' fear of political instability that might accompany the benefits of access to the global Internet. The U. S. trade embargo is a barrier limiting Internet access in Cuba. Access to computers is a dominant factor in determining the level of Internet access. In 2011, in developing countries, 25% of households had a computer and 20% had Internet access, while in developed countries the figures were 74% of households had a computer and 71% had Internet access. About 4 billion people do not have Internet access. When buying computers was legalized in Cuba in 2007, the private ownership of computers soared (there were 630,000 computers available on the island in 2008, a 23% increase over 2007). Internet access has changed the way in which many people think and has become an integral part of people's economic, political, and social lives. The United Nations has recognized that providing Internet access to more people in the world will allow them to take advantage of the "political, social, economic, educational, and career opportunities" available over the Internet. To promote economic development and a reduction of the digital divide, national broadband plans have been and are being developed to increase the availability of affordable high speed Internet access throughout the world. The Global Gateway, the EU's initiative to assist infrastructure development throughout the world, plans to raise €300 billion for connectivity projects, including those in the digital sector, between 2021 and 2027.

Рост числа пользователей

Доступ к Интернету вырос с оценочных 10 миллионов человек в 1993 году до почти 40 миллионов в 1995 году, до 670 миллионов в 2002 году и до 2,7 миллиардов в 2013 году. В связи с насыщением рынка, темпы роста числа пользователей Интернета замедляются в индустриально развитых странах, но продолжаются в Азии, Африке, Латинской Америке, странах Карибского бассейна и на Ближнем Востоке. По оценкам, около 900 миллионов человек в Африке до сих пор не имеют доступа к Интернету; для тех, кто подключен, плата за подключение остается в основном высокой, а пропускная способность во многих регионах значительно ограничена. Однако число абонентов мобильной связи в Африке растет быстрее, чем где-либо еще. Мобильные финансовые услуги также обеспечивают возможность мгновенной оплаты товаров и услуг. В 2011 году насчитывалось около 0,6 миллиарда абонентов фиксированной широкополосной связи и почти 1,2 миллиарда абонентов мобильной широкополосной связи. В развитых странах люди часто используют как фиксированные, так и мобильные широкополосные сети. В развивающихся странах мобильная широкополосная связь зачастую является единственным доступным способом подключения. Как показано на рисунке, цифровое неравенство, измеряемое в кбит/с, не снижается монотонно, а вновь возникает с каждой новой инновацией. Например, "массовое распространение узкополосного Интернета и мобильных телефонов в конце 1990-х годов" привело к увеличению цифрового неравенства, а также "первоначальное внедрение широкополосных технологий DSL и кабельных модемов в 2003–2004 годах усилило уровень неравенства". Как показано на рисунке, доступ в Интернет с точки зрения пропускной способности в 2014 году был распределен более неравномерно, чем в середине 1990-х годов. Например, только 0,4% населения Африки пользуются фиксированной широкополосной связью. Большинство пользователей Интернета получают доступ к нему через мобильную широкополосную связь.

Доступ в сельскую местность

Одной из главных задач для доступа к Интернету в целом и к широкополосному доступу в частности является предоставление услуг потенциальным клиентам в районах с низкой плотностью населения, таких как фермеры, животноводы и небольшие города. В городах с высокой плотностью населения поставщику услуг легче возместить расходы на оборудование, но каждому сельскому клиенту может потребоваться дорогостоящее оборудование для подключения. В то время как 66% американцев имели подключение к Интернету в 2010 году, эта цифра составляла лишь 50% в сельских районах, согласно Pew Internet & American Life Project. Virgin Media объявила о подключении более чем 100 городов по всей Великобритании "от Кумбрана до Клайдбанка" к своей услуге со скоростью 100 Мбит/с. Поставщики услуг беспроводного интернета (WISPs) быстро становятся популярным вариантом широкополосной связи для сельских районов. Требования к прямой видимости могут затруднять подключение в некоторых районах с холмистой и густо заросшей растительностью местностью. Однако проект Tegola, успешный пилотный проект в отдаленной Шотландии, демонстрирует, что беспроводная связь может быть жизнеспособным решением. Инициатива "Широкополосный доступ для сельских районов Новой Шотландии" – первая программа в Северной Америке, гарантирующая доступ к "100% адресных пунктов" в регионе. Она основана на технологии Motorola Canopy. По состоянию на ноябрь 2011 года менее 1000 домохозяйств сообщили о проблемах с доступом. Ожидалось, что развертывание новой сотовой сети одним из поставщиков Canopy (Eastlink) обеспечит альтернативу в виде услуг 3G/4G, возможно, по специальному безлимитному тарифу, для районов, где подключение через Canopy затруднено. В Новой Зеландии правительство создало фонд для улучшения широкополосного доступа в сельской местности и покрытия мобильной связью. Текущие предложения включают: (a) расширение покрытия оптоволоконной связью и модернизацию медных линий для поддержки VDSL, (b) сосредоточение на улучшении покрытия сотовой связи или (c) создание региональных беспроводных сетей. Несколько стран начали внедрять гибридные сети доступа для предоставления более быстрых интернет-услуг в сельских районах, позволяя операторам эффективно объединять свои сети XDSL и LTE.

One of the great challenges for Internet access in general and for broadband access in particular is to provide service to potential customers in areas of low population density, such as to farmers, ranchers, and small towns. In cities where the population density is high, it is easier for a service provider to recover equipment costs, but each rural customer may require expensive equipment to get connected. While 66% of Americans had an Internet connection in 2010, that figure was only 50% in rural areas, according to the Pew Internet & American Life Project. Virgin Media advertised over 100 towns across the United Kingdom "from Cwmbran to Clydebank" that have access to their 100 Mbit/s service. Wireless Internet service providers (WISPs) are rapidly becoming a popular broadband option for rural areas. The technology's line of sight requirements may hamper connectivity in some areas with hilly and heavily foliated terrain. However, the Tegola project, a successful pilot in remote Scotland, demonstrates that wireless can be a viable option. The Broadband for Rural Nova Scotia initiative is the first program in North America to guarantee access to "100% of civic addresses" in a region. It is based on Motorola Canopy technology. As of November 2011, under 1000 households have reported access problems. Deployment of a new cell network by one Canopy provider (Eastlink) was expected to provide the alternative of 3G/4G service, possibly at a special unmetered rate, for areas harder to serve by Canopy. In New Zealand, a fund has been formed by the government to improve rural broadband, and mobile phone coverage. Current proposals include: (a) extending fiber coverage and upgrading copper to support VDSL, (b) focusing on improving the coverage of cellphone technology, or (c) regional wireless. Several countries have started Hybrid Access Networks to provide faster Internet services in rural areas by enabling network operators to efficiently combine their XDSL and LTE networks.

Нейтральность сети

Сетевой нейтралитет (также нейтральность сети, интернет-нейтралитет или равноправие в сети) — это принцип, согласно которому интернет-провайдеры и правительства должны обеспечивать равное отношение ко всем данным в интернете, не допуская дискриминации или установления различных тарифов в зависимости от пользователя, контента, сайта, платформы, приложения, типа подключенного оборудования или способа связи. Сторонники сетевого нейтралитета выражают обеспокоенность тем, что провайдеры широкополосного доступа могут использовать свою инфраструктуру «последней мили» для блокировки интернет-приложений и контента (например, веб-сайтов, сервисов и протоколов) и даже для устранения конкурентов. Противники утверждают, что регулирование сетевого нейтралитета может сдержать инвестиции в развитие широкополосной инфраструктуры и попытки исправить то, что и так работает нормально. В апреле 2017 года новая попытка найти компромисс в отношении сетевого нейтралитета в Соединенных Штатах рассматривалась вновь назначенным председателем FCC Аджитом Варадараджем Паем. Голосование о том, следует ли отменить сетевой нейтралитет, состоялось 14 декабря 2017 года и завершилось результатом 3:2 в пользу отмены сетевого нейтралитета.

Природные бедствия и доступ

Природные бедствия серьезно нарушают доступ к интернету. Это важно не только для телекоммуникационных компаний, владеющих сетями, и предприятий, которые ими пользуются, но и для спасательных служб и пострадавших граждан. Ситуация усугубляется, когда больницы или другие здания, необходимые для ликвидации последствий стихийных бедствий, теряют связь. Опыт, полученный при изучении предыдущих сбоев в работе интернета, вызванных природными катастрофами, может быть использован при планировании и восстановлении. Кроме того, в связи как с природными, так и с техногенными катастрофами, проводятся исследования отказоустойчивости сетей для предотвращения масштабных отключений. Один из способов, которым природные бедствия влияют на интернет-соединение, – это повреждение оконечных подсетей (subnets), делая их недоступными. Исследование локальных сетей после урагана «Катрина» показало, что 26% подсетей в зоне действия урагана были недоступны. В пик интенсивности урагана «Катрина» почти 35% сетей в штате Миссисипи остались без электроснабжения, а около 14% сетей в Луизиане были нарушены. Из числа недоступных подсетей 73% оставались нарушенными в течение четырех недель и более, а 57% находились на «периферии сети, где в основном расположены важные организации экстренного реагирования, такие как больницы и государственные учреждения». Другой способ, которым природные бедствия разрушают интернет-связь, – это повреждение подводных кабелей – оптоволоконных кабелей, проложенных по дну океана, обеспечивающих международное интернет-соединение. Серия подводных землетрясений перерезала шесть из семи международных кабелей, подключенных к Тайваню, и вызвала цунами, которое уничтожило одну из кабельных станций и станцию высадки кабеля. Это привело к замедлению или отключению интернет-соединения в течение пяти дней в Азиатско-Тихоокеанском регионе, а также между этим регионом и Соединенными Штатами и Европой. С ростом популярности облачных вычислений возросла обеспокоенность по поводу доступа к данным, размещенным в облаке, в случае стихийного бедствия. Amazon Web Services (AWS) неоднократно упоминалась в новостях в связи с крупными сетевыми сбоями в апреле 2011 года и июне 2012 года. AWS, как и другие крупные компании, предоставляющие услуги облачного хостинга, готовится к типичным сбоям и масштабным стихийным бедствиям, используя резервные источники питания и резервные центры обработки данных в других местах. AWS делит земной шар на пять регионов, а затем разделяет каждый регион на зоны доступности. Центр обработки данных в одной зоне доступности должен быть продублирован центром обработки данных в другой зоне доступности. Теоретически, стихийное бедствие не должно затронуть более одной зоны доступности. Эта теория подтверждается, если не учитывать человеческий фактор. Сильный шторм в июне 2012 года отключил только основной центр обработки данных, но из-за человеческой ошибки были отключены вторичные и третичные резервные копии, что затронуло такие компании, как Netflix, Pinterest, Reddit и Instagram.

Natural disasters disrupt internet access in profound ways. This is important—not only for telecommunication companies who own the networks and the businesses who use them, but for emergency crew and displaced citizens as well. The situation is worsened when hospitals or other buildings necessary for disaster response lose their connection. Knowledge gained from studying past internet disruptions by natural disasters could be put to use in planning or recovery. Additionally, because of both natural and man made disasters, studies in network resiliency are now being conducted to prevent large scale outages. One way natural disasters impact internet connection is by damaging end sub networks (subnets), making them unreachable. A study on local networks after Hurricane Katrina found that 26% of subnets within the storm coverage were unreachable. At Hurricane Katrina's peak intensity, almost 35% of networks in Mississippi were without power, while around 14% of Louisiana's networks were disrupted. Of those unreachable subnets, 73% were disrupted for four weeks or longer and 57% were at "network edges were important emergency organizations such as hospitals and government agencies are mostly located". A second way natural disasters destroy internet connectivity is by severing submarine cables—fiber optic cables placed on the ocean floor that provide international internet connection. A sequence of undersea earthquakes cut six out of seven international cables connected to Taiwan and caused a tsunami that wiped out one of its cable and landing stations. The impact slowed or disabled internet connection for five days within the Asia Pacific region as well as between the region and the United States and Europe. With the rise in popularity of cloud computing, concern has grown over access to cloud hosted data in the event of a natural disaster. Amazon Web Services (AWS) has been in the news for major network outages in April 2011 and June 2012. AWS, like other major cloud hosting companies, prepares for typical outages and large scale natural disasters with backup power as well as backup data centers in other locations. AWS divides the globe into five regions and then splits each region into availability zones. A data center in one availability zone should be backed up by a data center in a different availability zone. Theoretically, a natural disaster would not affect more than one availability zone. This theory plays out as long as human error is not added to the mix. The June 2012 major storm only disabled the primary data center, but human error disabled the secondary and tertiary backups, affecting companies such as Netflix, Pinterest, Reddit, and Instagram.