Введение

Технология телекоммуникаций, беспроводные сети в целом.

Беспроводная широкополосная связь – это технология телекоммуникаций, обеспечивающая высокоскоростной беспроводной доступ в Интернет или доступ к компьютерной сети на большой территории. Этот термин включает в себя как фиксированную, так и мобильную широкополосную связь.

Термин "широкополосная связь"

Первоначально слово "широкополосный" имело техническое значение, но стало маркетинговым термином для любого типа относительно высокоскоростной компьютерной сети или технологии доступа в Интернет. Согласно стандарту 802.16-2004, широкополосный доступ означает "наличие мгновенной полосы пропускания более 1 МГц и поддержку скорости передачи данных выше примерно 1,5 Мбит/с". Федеральная комиссия по связи (FCC) недавно переопределила это понятие, установив минимальную скорость загрузки 25 Мбит/с и скорость выгрузки 3 Мбит/с.

Технология и скорость

Беспроводная широкополосная сеть – это наружная фиксированная и/или мобильная беспроводная сеть, обеспечивающая беспроводные наземные каналы связи типа «точка-многоточка» или «точка-точка» для широкополосных услуг. Беспроводные сети могут обеспечивать скорость передачи данных, превышающую 1 Гбит/с. Многие фиксированные беспроводные сети работают исключительно в полудуплексном режиме (HDX), однако некоторые лицензированные и нелицензированные системы могут также работать в полнодуплексном режиме (FDX), обеспечивая одновременную связь в обоих направлениях. Наружные фиксированные беспроводные широкополосные сети обычно используют протокол TDMA с приоритетным доступом для разделения связи на временные слоты. Эта методика временного разделения устраняет многие проблемы, характерные для протокола Wi-Fi 802.11 в наружных сетях, такие как проблема скрытого узла. Лишь немногие провайдеры услуг беспроводного интернета (WISP) предоставляют скорость загрузки свыше 100 Мбит/с; большинство услуг широкополосного беспроводного доступа (BWA) имеют диапазон действия от вышки. Используемые технологии включают службу локального многоточечного распространения (LMDS) и службу многоканального многоточечного распространения (MMDS), а также широкое использование промышленных, научных и медицинских (ISM) радиодиапазонов. Одна конкретная технология доступа была стандартизирована IEEE 802.16, а продукты, основанные на ней, известны как WiMAX. WiMAX пользуется большой популярностью в Европе, но не получил широкого распространения в Соединенных Штатах из-за несоответствия стоимости развертывания и ожидаемой доходности инвестиций. В 2005 году Федеральная комиссия по связи приняла отчет и распоряжение, пересмотревшие правила FCC для открытия диапазона 3650 МГц для наземных беспроводных широкополосных операций.

Развитие беспроводных широкополосных сетей в США

14 ноября 2007 года Комиссия опубликовала публичное уведомление DA 07–4605, в котором Бюро беспроводных телекоммуникаций объявило о дате начала процесса лицензирования и регистрации для диапазона 3650–3700 МГц. В 2010 году FCC приняла правила использования ТВ-белого пространства (TVWS) и разрешила использование некоторых частот, не требующих прямой видимости (700 МГц), в рамках правил FCC Part 15. Ассоциация провайдеров беспроводных интернет-услуг (Wireless Internet Service Providers Association), национальная ассоциация WISPs, подала петицию в FCC и добилась успеха. Изначально WISPs предоставляли услуги только в сельской местности, где не было кабельного или DSL-подключения. Первые WISPs использовали высокоскоростную линию передачи данных, например T1 или DS3, и затем транслировали сигнал с возвышенности, такой как вершина водонапорной башни. Для приема такого интернет-соединения потребителям необходимо установить небольшую антенну на крыше дома или офиса и направить ее на передатчик. Прямая видимость обычно необходима для WISPs, работающих в диапазонах 2,4 и 5 ГГц, в то время как частота 900 МГц обеспечивает лучшую производительность при отсутствии прямой видимости (NLOS).

Жилой беспроводный интернет

Поставщики услуг фиксированной беспроводной широкополосной связи обычно предоставляют оборудование клиентам и устанавливают небольшую антенну или тарелку где-нибудь на крыше. Это оборудование, как правило, развертывается в рамках услуги и обслуживается компанией, предоставляющей эту услугу. Услуги фиксированной беспроводной связи стали особенно популярны во многих сельских районах, где недоступны кабельное, DSL или другие стандартные домашние интернет-услуги.

Бизнес-интернет

Многие компании в США и по всему миру стали использовать беспроводные альтернативы традиционным и местным провайдерам для доступа в интернет и голосовой связи. Эти провайдеры обычно предлагают конкурентоспособные услуги и варианты в регионах, где сложно получить доступные Ethernet-соединения от наземных провайдеров, таких как ATT, Comcast, Verizon и других. Кроме того, компании, которым требуется высокая надежность и резервирование каналов связи, могут рассматривать беспроводные альтернативы местным решениям.

Спрос на спектр

Чтобы справиться с возросшим спросом на беспроводной широкополосный доступ, потребовалось бы увеличение радиочастотного спектра. Исследования начались в 2009 году, и хотя некоторая часть спектра оставалась неиспользованной, стало ясно, что вещательным компаниям придется отказаться как минимум от части используемых частот. Это вызвало резкую критику со стороны вещательной индустрии. В 2013 году были запланированы аукционы, и на данный момент участие вещателей в них является добровольным.

Мобильная беспроводная широкополосная связь

Так называемые технологии мобильной широкополосной связи включают в себя услуги от поставщиков услуг мобильной связи, таких как Verizon Wireless, Sprint Corporation, AT&T Mobility и T-Mobile, которые обеспечивают более мобильный доступ в Интернет. Пользователи могут приобрести PC-карту, карту для ноутбука, USB-оборудование или мобильный широкополосный модем для подключения своего ПК или ноутбука к Интернету через вышки сотовой связи. Этот тип подключения будет стабильным практически в любой местности, где доступна сильная сотовая связь. Такие подключения могут быть дороже из-за портативности и иметь ограничения по скорости, за исключением городских районов. 2 июня 2010 года, после нескольких месяцев обсуждений, AT&T стала первым в США провайдером беспроводного Интернета, объявившим о планах тарификации в зависимости от объема потребляемого трафика. Будучи единственным оператором услуг iPhone в Соединенных Штатах, AT&T столкнулся с проблемой интенсивного использования Интернета в большей степени, чем другие провайдеры. Примерно 3% клиентов AT&T, использующих смартфоны, обеспечивают 40% использования этой технологии. 98% клиентов компании используют менее 2 гигабайт (что эквивалентно 4000 просмотров страниц, 10 000 электронных писем или 200 минутам потокового видео) – это лимит по тарифному плану за 25 долларов в месяц, а 65% используют менее 200 мегабайт – лимит по тарифному плану за 15 долларов. За каждый гигабайт сверх лимита клиентам будет взиматься 10 долларов в месяц, начиная с 7 июня 2010 года, однако существующим клиентам не потребуется переходить с тарифного плана с неограниченным трафиком за 30 долларов в месяц. Новый тарифный план станет обязательным для тех, кто обновится до новой технологии iPhone позже этим летом.

Лицензирование

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). Нелицензированный мобильный беспроводной широкополосный доступ в США работает в диапазоне CBRS, который имеет три уровня. Уровень 1 – "Доступ для действующих пользователей", зарезервированный для федерального правительства США, уровень 2 – "Приоритетный доступ", платный доступ с приоритетным использованием спектра, уровень 3 – "Общий авторизованный доступ" (GAA), спектр, доступный для совместного использования. В других странах спектр лицензируется национальным органом по радиосвязи (например, ACMA в Австралии или Нигерийской комиссией по связи (NCC) в Нигерии). Лицензирование обычно дорогостоящее и часто предназначено для крупных компаний, которым необходимо гарантировать частный доступ к спектру для использования в точечных соединениях. По этой причине большинство беспроводных интернет-провайдеров используют нелицензированный спектр, который находится в общественном доступе.