23.04.2019
Сети 5G требуют больше базовых станций, чем предыдущие сети LTE, что делает дорогостоящим размещение в пригородных и сельских населенных пунктах. WISP позволяют размещаться в удаленных местах, используя нелицензируемые полосы спектра.
Сторонники 5G рекламируют новую технологию как «единый мировой стандарт» для мобильной связи. Но несмотря на волнение вокруг 5G, все еще есть место (и, что важно, спектр) для других технологий беспроводной связи. Поставщики услуг беспроводного Интернета (WISP) будут по-прежнему играть ключевую роль в 5G, поскольку не все могут экономически обслуживаться традиционными поставщиками услуг проводной широкополосной связи, а ограничения, присущие подвижной широкополосной связи 5G, сделают его непригодным для практического использования в сельской местности или для удаленного размещения.
Для беспроводной связи одним из наиболее значительных препятствий для проектирования является спектральная эффективность - скорость передачи информации по данной полосе пропускания, измеряемая в битах / с / Гц. Изменения в управлении радиоресурсами в последовательных стандартах поколений - например, переход от LTE (16.32) к LTE Advanced (30) - могут быть использованы для увеличения спектральной эффективности, хотя это по-прежнему остается жестким ограничением.
Рассмотрим смену поколений между 4G и 5G. Один из (относительно немногих) способов использования 5G сегодня - это широкополосная мобильная связь. Нестандартные развертывания сети 5G TF Verizon в Сакраменто, Лос-Анджелесе, Хьюстоне и Индианаполисе выделяют 400 МГц для домашней интернет-службы с планами удвоить эту частоту до 800 МГц. Типичные скорости около 300 Мбит / с и максимальные скорости 940 Мбит / с в зависимости от вашего местоположения примерно в 3000 футах от базовой станции.
Это хорошие скорости, хотя к развертыванию Verizon 5G TF применимы несколько предостережений:
Технология миллиметровых волн по своей сути является линией прямой видимости - препятствия, такие как стены и листва, мешают прохождению сигнала, что затрудняет его использование внутри зданий. Точно так же сигналы mmWave эффективно поглощаются каплями воды, когда идет дождь, - явление, известное как «затухание в дожде», аналогичное прерываниям, возникающим при использовании услуг спутникового телевидения во время штормов. В конечном счете, сигналы mmWave, также называемые сигналами сверхвысокой частоты (КВЧ), естественно, не распространяются так же далеко, как другие низкочастотные сигналы, из-за их физических свойств и атмосферных воздействий.
В результате этих ограничений при развертывании сетей mmWave 5G будет использоваться большее количество базовых станций, которые по отдельности могут обслуживать несколько городских кварталов. Базовые станции обычно подключаются к сети через проводные соединения. Поскольку эти базовые станции постепенно приближаются к домам абонентов, экономика подключения сельских пользователей будет ограничивать развертывание в менее густонаселенных районах, что создает потребность в другой технологии, которая лучше подходит для географических реалий областей, требующих обслуживания.
WISP обычно используют запатентованное оборудование, которое работает на нелицензированных частотах, таких как частоты 900 МГц, 2,4 ГГц и 5 ГГц, которые обычно используются в бытовой электронике и сетях Wi-Fi. Это оборудование, как и 5G RF модем Verizon, подключается к сети, управляемой WISP, по этому беспроводному соединению и обеспечивает стандартный сигнал Wi-Fi для подключения стандартных устройств.
Благодаря использованию этих частот ниже 6 ГГц радиооборудование, используемое абонентами WISP, более устойчиво к проблемам замирания в дожде и линии прямой видимости, свойственным сигналам mmWave, и может быть развернуто для обслуживания пользователей на расстоянии 10 или 20 километров от базовой станции, а не 2-3 возможно с mmWave 5G. Хотя конкретные атрибуты сетей, управляемых WISP, зависят от того, как отдельные сетевые операторы разворачивают свои системы, ключевые частоты, на которых работают WISP, по сравнению с мобильными сетями mmWave 5G, являются ключевыми.
«По сути, вы должны думать о частотах», - сказал Сакид Ахмед, технический директор Cambium Networks . Что касается mmWave, «вы знаете, что это будет иметь значение для расстояний и погодных условий, оно рассчитано на короткие расстояния и высокую пропускную способность». Частично это можно сделать с помощью антенн с более высокой мощностью и интенсивной обработки сигналов, которые более сложны с технологиями, ориентированными на смартфоны с батарейным питанием».
Радиотехнология, которая обеспечивает питание этих сетей, вышла за рамки относительно медленного оборудования Motorola Canopy, которое широко использовалось десять лет назад. Требуется много антенн на стороне интернет-источника и много антенн на принимающей стороне интернета.
Этот принцип, также известный как MIMO, также используется для обеспечения повышенной скорости в сетях Wi-Fi, а также в сетях 4G и 5G. Хотя на рынке WISP отсутствуют те же четко очерченные поколения радиооборудования, что и на рынке сотовой связи - отчасти из-за специфического для конкретного производителя запатентованного характера используемого оборудования - технология, лежащая в его основе, продолжает развиваться параллельно, принимая многие из тех же принципы и инновации, что и в сетях 4G и 5G, но с более целенаправленным сценарием развертывания.
Фундаментальное различие между мобильным и домашним интернетом заключается в том, что производительность 5G-типа, управляемая сотовым миром, требует больших затрат на инфраструктуру, включая биллинг, выделение ресурсов и роуминг.
И сотовые сети, и WISP стремятся обеспечить большую пропускную способность для конечных пользователей, хотя контраст между этими двумя рынками важен, так как сотовые операторы очень сосредоточены на высокой плотности городского населения, высокооплачиваемых клиентах - большая часть оборудования идет к людям, которые просят о большей пропускной способности, но не обязательно привлекают внимание Comcast или AT & T.
Современные смартфоны являются совместимыми устройствами, хотя способы использования домашних интернет-сервисов отличаются от использования смартфонов. Например, хотя вы можете транслировать Netflix на смартфоны, потоковое видео в формате 4K на телевизоре сравнительно значительно увеличивает использование полосы пропускания. Телекоммуникационные компании, также, нуждаются в надежно высоком качестве обслуживания от своего интернет-провайдера. Хотя нынешняя сеть 5G TF Verizon не используется совместно со смартфонами, будущие сети 5G от всех операторов все равно будут существовать, а наличие домашних интернет-пользователей конкурирует с пользователями смартфонов за доступ к сети - перспектива, которую сложно обслуживать или с которой можно конструировать.
Компания Cambium Networks, созданная после продажи компанией Motorola бизнеса с фиксированной беспроводной связью Canopy в 2011 году, когда Motorola расширила свое подразделение мобильных телефонов в Motorola Mobility, продолжает предоставлять беспроводные системы для развертывания в сельских районах и развивающихся странах.
Для сравнения, Tarana Wireless совместно с Chevron работали над внедрением их технологии беспроводной широкополосной связи на морских нефтяных месторождениях в Пермском бассейне, чтобы заменить использование сравнительно дорогих спутниковых модемов. Tarana рекламирует спектральную эффективность как «максимальную из зарегистрированных» при 100 бит (с) / Гц и способность работать в условиях отсутствия прямой видимости. Компания заявила, что надеется в ближайшее время сотрудничать с WISP для развертывания их системы беспроводной сети в пригородных жилых районах.
Пригород, как правило, является наиболее распространенным местом, где можно найти WISP - за пределами крупных городов экономика традиционного проводного интернета зачастую недостаточно убедительна, чтобы интернет-провайдеры могли развернуть свои услуги. WISPA , торговая ассоциация беспроводных интернет-провайдеров, управляет каталогом WISP, чтобы помочь людям в пригородных зонах подключиться к Интернету.
Баланс между большими расстояниями множеством устройств и высокими скоростями
Для беспроводной связи одним из наиболее значительных препятствий для проектирования является спектральная эффективность - скорость передачи информации по данной полосе пропускания, измеряемая в битах / с / Гц. Изменения в управлении радиоресурсами в последовательных стандартах поколений - например, переход от LTE (16.32) к LTE Advanced (30) - могут быть использованы для увеличения спектральной эффективности, хотя это по-прежнему остается жестким ограничением.
Рассмотрим смену поколений между 4G и 5G. Один из (относительно немногих) способов использования 5G сегодня - это широкополосная мобильная связь. Нестандартные развертывания сети 5G TF Verizon в Сакраменто, Лос-Анджелесе, Хьюстоне и Индианаполисе выделяют 400 МГц для домашней интернет-службы с планами удвоить эту частоту до 800 МГц. Типичные скорости около 300 Мбит / с и максимальные скорости 940 Мбит / с в зависимости от вашего местоположения примерно в 3000 футах от базовой станции.
Это хорошие скорости, хотя к развертыванию Verizon 5G TF применимы несколько предостережений:
- Это ограниченное развертывание в городских районах с небольшим количеством подписчиков и небольшой задержкой сигнала
- Эта служба использует частоты 28 ГГц (ммВт), которые по своей природе являются линиями прямой видимости
- Оборудование 5G TF не конкурирует со стандартными 5G в смартфонах
Почему 5G с питанием от mmWave плохо работает на больших расстояниях?
Технология миллиметровых волн по своей сути является линией прямой видимости - препятствия, такие как стены и листва, мешают прохождению сигнала, что затрудняет его использование внутри зданий. Точно так же сигналы mmWave эффективно поглощаются каплями воды, когда идет дождь, - явление, известное как «затухание в дожде», аналогичное прерываниям, возникающим при использовании услуг спутникового телевидения во время штормов. В конечном счете, сигналы mmWave, также называемые сигналами сверхвысокой частоты (КВЧ), естественно, не распространяются так же далеко, как другие низкочастотные сигналы, из-за их физических свойств и атмосферных воздействий.
В результате этих ограничений при развертывании сетей mmWave 5G будет использоваться большее количество базовых станций, которые по отдельности могут обслуживать несколько городских кварталов. Базовые станции обычно подключаются к сети через проводные соединения. Поскольку эти базовые станции постепенно приближаются к домам абонентов, экономика подключения сельских пользователей будет ограничивать развертывание в менее густонаселенных районах, что создает потребность в другой технологии, которая лучше подходит для географических реалий областей, требующих обслуживания.
Почему беспроводные интернет-провайдеры все еще полезны
WISP обычно используют запатентованное оборудование, которое работает на нелицензированных частотах, таких как частоты 900 МГц, 2,4 ГГц и 5 ГГц, которые обычно используются в бытовой электронике и сетях Wi-Fi. Это оборудование, как и 5G RF модем Verizon, подключается к сети, управляемой WISP, по этому беспроводному соединению и обеспечивает стандартный сигнал Wi-Fi для подключения стандартных устройств.
Благодаря использованию этих частот ниже 6 ГГц радиооборудование, используемое абонентами WISP, более устойчиво к проблемам замирания в дожде и линии прямой видимости, свойственным сигналам mmWave, и может быть развернуто для обслуживания пользователей на расстоянии 10 или 20 километров от базовой станции, а не 2-3 возможно с mmWave 5G. Хотя конкретные атрибуты сетей, управляемых WISP, зависят от того, как отдельные сетевые операторы разворачивают свои системы, ключевые частоты, на которых работают WISP, по сравнению с мобильными сетями mmWave 5G, являются ключевыми.
«По сути, вы должны думать о частотах», - сказал Сакид Ахмед, технический директор Cambium Networks . Что касается mmWave, «вы знаете, что это будет иметь значение для расстояний и погодных условий, оно рассчитано на короткие расстояния и высокую пропускную способность». Частично это можно сделать с помощью антенн с более высокой мощностью и интенсивной обработки сигналов, которые более сложны с технологиями, ориентированными на смартфоны с батарейным питанием».
Радиотехнология, которая обеспечивает питание этих сетей, вышла за рамки относительно медленного оборудования Motorola Canopy, которое широко использовалось десять лет назад. Требуется много антенн на стороне интернет-источника и много антенн на принимающей стороне интернета.
Этот принцип, также известный как MIMO, также используется для обеспечения повышенной скорости в сетях Wi-Fi, а также в сетях 4G и 5G. Хотя на рынке WISP отсутствуют те же четко очерченные поколения радиооборудования, что и на рынке сотовой связи - отчасти из-за специфического для конкретного производителя запатентованного характера используемого оборудования - технология, лежащая в его основе, продолжает развиваться параллельно, принимая многие из тех же принципы и инновации, что и в сетях 4G и 5G, но с более целенаправленным сценарием развертывания.
Мобильный и домашний интернет значительно различаются
Фундаментальное различие между мобильным и домашним интернетом заключается в том, что производительность 5G-типа, управляемая сотовым миром, требует больших затрат на инфраструктуру, включая биллинг, выделение ресурсов и роуминг.
И сотовые сети, и WISP стремятся обеспечить большую пропускную способность для конечных пользователей, хотя контраст между этими двумя рынками важен, так как сотовые операторы очень сосредоточены на высокой плотности городского населения, высокооплачиваемых клиентах - большая часть оборудования идет к людям, которые просят о большей пропускной способности, но не обязательно привлекают внимание Comcast или AT & T.
Современные смартфоны являются совместимыми устройствами, хотя способы использования домашних интернет-сервисов отличаются от использования смартфонов. Например, хотя вы можете транслировать Netflix на смартфоны, потоковое видео в формате 4K на телевизоре сравнительно значительно увеличивает использование полосы пропускания. Телекоммуникационные компании, также, нуждаются в надежно высоком качестве обслуживания от своего интернет-провайдера. Хотя нынешняя сеть 5G TF Verizon не используется совместно со смартфонами, будущие сети 5G от всех операторов все равно будут существовать, а наличие домашних интернет-пользователей конкурирует с пользователями смартфонов за доступ к сети - перспектива, которую сложно обслуживать или с которой можно конструировать.
Рынки WISP, ориентированные на сложности в обслуживании
Компания Cambium Networks, созданная после продажи компанией Motorola бизнеса с фиксированной беспроводной связью Canopy в 2011 году, когда Motorola расширила свое подразделение мобильных телефонов в Motorola Mobility, продолжает предоставлять беспроводные системы для развертывания в сельских районах и развивающихся странах.
Для сравнения, Tarana Wireless совместно с Chevron работали над внедрением их технологии беспроводной широкополосной связи на морских нефтяных месторождениях в Пермском бассейне, чтобы заменить использование сравнительно дорогих спутниковых модемов. Tarana рекламирует спектральную эффективность как «максимальную из зарегистрированных» при 100 бит (с) / Гц и способность работать в условиях отсутствия прямой видимости. Компания заявила, что надеется в ближайшее время сотрудничать с WISP для развертывания их системы беспроводной сети в пригородных жилых районах.
Пригород, как правило, является наиболее распространенным местом, где можно найти WISP - за пределами крупных городов экономика традиционного проводного интернета зачастую недостаточно убедительна, чтобы интернет-провайдеры могли развернуть свои услуги. WISPA , торговая ассоциация беспроводных интернет-провайдеров, управляет каталогом WISP, чтобы помочь людям в пригородных зонах подключиться к Интернету.
