Bredbånd går den sidste mil

En glad dag vil de fiberoptiske rørledninger, der kredser om din storby, forgrene sig helt ind i dit hjem. Indtil da vil de fleste af os, der søger bredbåndsforbindelser, afhænge af de langsommere ledninger, der allerede findes derhjemme: kobbertelefonledninger med digitale abonnentlinjeforbindelser (DSL) eller koaksialt tv-kabel til kabelmodemtjenester.

Men disse to søjler af sidste mile bredbånd får selskab af trådløse muligheder, herunder to-vejs satellittjenester og mobillignende faste trådløse teknologier. I de kommende år vil vi også se digital tv-datacasting, trådløse optiske netværk og måske endda dirigibles sprede digital manna ned.

Ditching Dialup Langsomt

Ved årets udgang vil der være 10 millioner kabelmodemabonnenter på verdensplan mod 11,5 millioner DSL-abonnenter, ifølge Cahners In-Stat. Selvom det er omkring det dobbelte af antallet fra året før, er det kun en brøkdel af de over 400 millioner internetbrugere på verdensplan. I 2005 forudsiger undersøgelsen, at kun halvdelen af ​​alle amerikanske internetabonnenter vil nyde bredbåndsforbindelser.

Så hvorfor forsinkelsen?

For kabelmodem- og DSL-installationer er det kampen i gaderne: veje skal graves op, tilladelser trækkes og politi ansættes uden vagt. Gør-det-selv-modeminstallationssæt strømliner det langsomme tempo i forbindelse med tilslutning af nye brugere, men teknikere skal stadig udsendes for at aktivere forbindelser uden for huset, og udbydere skal stadig investere millioner i teknisk support. Trådløse alternativer undgår omkostningerne ved at grave gader op, men kræver, at teknikere monterer og omhyggeligt orienterer parabolantenner.

Der er et lyspunkt i denne kamp: den bringer fiberoptiske linjer dybere ind i kvartererne. Som en tommelfingerregel gælder det, at jo tættere et hjem er på fiberknudepunktet, hvor optiske signaler konverteres til elektriske, og jo flere fiberknudepunkter, der er indsat til at betjene hvert område, jo højere båndbredde nyder du. Som et resultat af denne konstante udvidelse af fiber, bør de 256-kilobit-per-sekund til en-megabit-per-sekund-forbindelser, der er typiske for nutidens forbrugerbredbånd, variere fra en til tre megabit per sekund i løbet af sidste halvdel af årtiet. Det er nok til at tillade applikationer som videokonferencer og video on demand, som yder dårligt over nuværende bredbåndsnetværk.

Hvad er hurtigt nok?

Last-mile ydeevne overgår allerede hastigheden af ​​en individuel forbindelse over internettet generelt. Et typisk bredbåndsmodem kører med omkring 600 kilobits i sekundet, men det er den hastighed, hvormed det opretter forbindelse til tjenesteudbyderen, ikke et typisk websted på internettet. Uanset hvor hurtigt dit modem er, begrænser en række flaskehalse internetadgangshastigheden til et gennemsnit på omkring 300 til 500 kilobits pr. sekund.

Dette gennemsnit skulle stige i løbet af de kommende år, men på grund af den stigende efterspørgsel vil det ikke stige så hurtigt som stigningen i sidste mile-ydelse. Så du vil sandsynligvis kun se trinvise hastighedsforbedringer i løbet af de næste par år. At flytte op fra 56-kilobit-per-sekund opkaldsforbindelser til 500 kilobit per sekund er langt mere mærkbart end at opgradere fra 500 kilobit per sekund til en megabit per sekund. Da bredbåndsudbydere fokuserer på at tilmelde nye abonnenter, er de ikke særlig interesserede i at presse din båndbredde højere.

Det hele afhænger af dine forbindelser

Kvaliteten af ​​en bredbåndstjenesteudbyders forbindelse til internettet bliver i stigende grad lige så vigtig som hastigheden på bredbåndsmodemmet. Mange bredbåndsudbydere benytter sig af indholdsdistributionsnetværk for at undgå vigtige internetflaskehalse og griber medier direkte fra indholdsudbydere. Går man et skridt videre, gemmer nogle bredbåndsudbydere streamingmedier på lokale servere og gør det således tilgængeligt for dig som kunde i tiptop hastighed.

Hvis forskellen mellem lokal- og langdistanceadgang fortsætter med at blive større, kan bredbåndsbrugere meget vel bruge mere og mere tid på at prøve det højere kvalitet, men meget mere begrænsede, indhold, der tilbydes lokalt af udbyderen i stedet for at lide under de lavere hastigheder af det åbne. Internettet. Udsigten til sidste mile superbredbåndstjenester, der kombinerer den visuelle kvalitet af tv med internettets interaktivitet, er attraktiv for bredbåndsudbydere, store medievirksomheder, annoncører og mange forbrugere. Andre ser disse murede haver som en trussel mod åben konkurrence og mangfoldighed (se nettet bag mure) .

Årtier fra nu vil vi se tilbage på nutidens såkaldte bredbåndstjenester og undre os over, hvordan vi kunne have tolereret sådanne primitive oplevelser. I mellemtiden er her, hvad vi kan forvente af kabel, digital abonnentlinje, satellitter og fast trådløst og fra andre alternativer som flyvende platforme.

Kabelmodem: Indstilling af hastighedsgrænser

Du kunne få meget hurtigere forbindelser, hvis kabelmændene var ligeglade.

Takket være deres koaksiale kabling med høj kapacitet tilbyder kabelmodemtjenester et større potentiale for hastighed end digital subscriber line (DSL). Men i den virkelige verden er ydeevnen kun lidt hurtigere end DSL.

Det skyldes, at mens kabelnetværk teoretisk er i stand til mellem 10 og 27 megabit per sekund, anvender kabeloperatører normalt grænser på mellem en og to megabit per sekund per bruger. Og fordi båndbredden er delt, opnår de fleste brugere sjældent disse grænser. Jo flere naboer, der logger på, jo lavere hastighed.

Den gennemsnitlige kabelmodemhastighed er mellem 500 og 750 kilobits i sekundet, siger Mike Paxton, analytiker hos Cahners In-Stat. Sent om natten, siger Paxton, kommer man ofte op på en ydelse på en megabit pr. sekund, men i myldretiden falder hastigheden ofte mellem 200 og 300 kilobit pr. sekund.

For at forbedre ydeevnen udvider kabeloperatører fiberoptiske netværk dybere ind i nabolag og skaber flere fiberknudepunkter (forbindelsesbokse, der konverterer de fiberoptiske signaler med højere kapacitet til elektriske signaler, der løber over koaksialkabel). Ved at reducere antallet af huse, der betjenes af hver node, øges båndbredden.

Derudover kan kabeloperatører åbne op for mere båndbredde ved at reducere antallet af tv-kanaler, der kører over det samme netværk, selvom det sjældent er økonomisk muligt at gøre det.

I betragtning af den generelle mangel på konkurrence, de står over for, er kabeludbydere faktisk ikke særligt motiverede til at forbedre din oplevelse. Men de har travlt med at tilpasse deres netværk og modemer til telefoni, en mulighed allerede tilbydes af de fleste DSL-udbydere. Modemer, der overholder version 1.1 af kabelmodemstandarden Data Over Cable Service Interface Specifications, kommer senere i år, hvilket gør det nemmere for kabeludbydere at levere taletjeneste over de samme linjer, der bruges til tv- og internetadgang.

DSL: Båndbredden afspilles

Efterhånden som telefonselskaber rækker ud for at røre ved flere bredbåndskunder, vil de langsomt øge båndbredden.

Digital subscriber line (DSL) kører over de samme kobberledninger som telefontjenester og er i sagens natur en langsommere teknologi end kabel. Alligevel holder den nogle tricks i ærmerne.

Mens kabelmodemmer fungerer meget som pc-adapterkort, der er tilsluttet et lokalnetværk, er DSL-modemer mere som opkaldsmodemmer. De er baseret på en fast forbindelse til et lignende modem på et telefonselskabs hovedkontor, så din båndbredde bør ikke ændre sig, selv når hele dit nabolag beslutter at se Oscar-uddelingen online. (En advarsel: visse udbydere overabonnerer deres netværk, så et centralkontors forbindelser til internettet bliver overbelastet, hvilket reducerer båndbredden for alle.)

Selvom typiske DSL-linjer leverer omkring 500 kilobit-per-sekund service, vil hastighederne stige. Cahners In-Stat-analytiker Ernie Bergstrom siger, at de fleste nye forbruger-DSL-linjer leverer omkring 784 kilobit pr. sekund nedstrøms og 384 kilobit pr. sekund opstrøms. I løbet af de næste par år vil de forsøge at køre det op til en megabit i sekundet med bedre multiplekseringsudstyr, siger Bergstrom med henvisning til kerneteknologien, der sidder mellem DSL og fiberoptiske linjer på hovedkontoret.

Disse forsigtige hastighedsforbedringer kræver hverken yderligere fiberinstallationer eller nyt kundeudstyr. Faktisk kan eksisterende DSL-modem håndtere mellem 1,5 og 7 megabit pr. sekund. Næsten ingen får den slags hastighed i dag, dybest set på grund af DSLs afstandsbegrænsninger og fordi telefonselskaber har for travlt med at tilmelde nye kunder til at bekymre sig om at tilbyde premium-tjenester.

Boost det Back Up

Telefonselskaber sælger DSL-tjenester til forbrugere i et asymmetrisk ADSL-format, hvor downstream-båndbredden er meget højere end upstream, svarende til kabel.

Med symmetrisk DSL er upstream- og downstream-båndbredderne afbalancerede, hvilket gør det nyttigt til applikationer som videokonferencer eller webhosting, som begge kræver stor upstream-kapacitet.

De fleste af pengene, der tjenes på DSL-markedet, kommer fra at sælge symmetriske DSL-tjenester til små virksomheder, fordi 300 dollars om måneden virker som et godt køb for en virksomhed, der har brugt 1.000 dollars om måneden for konventionel T1 1,5 megabit-per-sekund-tjeneste.

På nyere kabelnetværk er der intet, der forhindrer udbydere i at levere lignende symmetriske tjenester, men ældre netværk kræver dyre opgraderinger for at øge bagkanalen for uploads.

Mens kabelselskaberne dominerer de velhavende forstæder, har iboende afstandsbegrænsninger i DSL-teknologien stort set begrænset servicen til mere urbane boligområder. Ud over 12.000 fod fra det nærmeste hovedkontor er kunder generelt begrænset til 256-kilobit-per-sekund service, og få udbydere betjener kunder ud over 15.000 fod. Der er udviklet nyt linjeudvidelsesudstyr, der kan udvide DSLs rækkevidde til mellem 18.000 og 24.000 fod. Det vil dog tage år at udvide disse netværk, og i modsætning til kabel vil DSL fortsætte med at afveje båndbredde for afstand.

DSL var lidt langsom til at komme i gang på grund af afstandsproblemerne, siger Bergstrom, men [udbydere] er febrilsk derude og forsøger at udvide deres tjenester.

Hjælp fra en stabil fiberdiæt

Inden for fem år, siger Bergstrom, vil DSL-udbydere accelerere deres projekter for at udvide fiber dybere ind i kvarterer og tættere på hjemmene. Som et resultat vil båndbredden begynde at stige til flere megabits pr. sekund.

Til sidst vil DSL-udbydere tilbyde såkaldt Very High-Speed ​​DSL (VDSL) til kunder inden for et par tusinde fod fra et centralt kontor. VDSL kræver nyt kundeudstyr og er i stand til hastigheder mellem 3 og 20 megabit pr. sekund, nok båndbredde til video-on-demand-tjenester. Qwest eksperimenterer med VDSL i Phoenix-området, men sådanne netværk vil ikke være almindeligt tilgængelige i endnu et årti. På det tidspunkt burde kabelmodemnetværk køre med lignende hastigheder.

Satellitter går endelig begge veje

Leverandører kan nu uddele bredbånd uden behov for opkald.

Hvis du er uden for rækkevidde af kablede bredbåndsudbydere, så se til himlen. Satellitter er her, så længe du har en klar sydlig eksponering.

Indtil for nylig var satellittjenester begrænset til Hughes' DirecPC, en dyr envejstjeneste, der krævede en separat landbaseret internetkonto for returkanalen.

Sidste efterår introducerede et partnerskab mellem Gilat Satellite Networks, EchoStar Communications og Microsoft imidlertid en tovejstjeneste kaldet StarBand, der sælges for omkring $70 om måneden. StarBands service tilbyder op til 500 kilobit-per-sekund downloads og 150 kilobit-per-sekund uploads.

Tidligere i år introducerede Hughes en tovejsversion af DirecPC, der tilbyder op til 256 kilobit-per-sekund uploads sammen med standard 400 kilobit-per-sekund download-pakken. Hughes' partnere, herunder DirecTV, EarthLink og Pegasus Communication, lancerede tjenesten til lignende prisniveauer i år.

Disse tidlige satellittjenester transmitterer over de samme lavfrekvente (11,7 til 12,7 gigahertz) Ku-båndstransmissioner, som bruges af satellit-tv, og kan efter nogle mindre ændringer bruge den samme parabol. De kan ikke helt konkurrere med fastnetbredbånd i hverken hastighed eller pris.

Hvad mere er, på grund af de over 35.000 kilometer lange hop mellem hjemmet, satellitten og de landbaserede satellitfaciliteter, lider satellittjenester af høj latency, tidsforsinkelsen mellem initiering af en internetanmodning og modtagelse af et svar. Normalt er forsinkelsen på et halvt sekund næsten ikke mærkbar, men det er alt for tydeligt med realtidsapplikationer som multiplayer-spil og videokonferencer.

Gen S

Om et par år vil en ny generation af satellitter, der bruger det højere frekvens (18 til 31 gigahertz) Ka-bånd, nå himlen og lover ydeevne mellem 512 kilobits pr. sekund og tre megabits pr. sekund. (Som med kabel forringes satellitydelsen afhængigt af antallet af brugere i et givet serviceområde, hvilket gør de faktiske priser vanskelige at estimere.)

Flere virksomheder, herunder Hughes og Alcatels SkyBridge-datterselskab, planlægger at introducere Ka-band internettjenester. I første omgang vil de fleste af disse tjenester være rettet mod virksomheder, men nogle få vil også tilbyde tjenester til forbrugerne. Nogle tjenester, såsom SkyBridge, bruger en række satellitter med lavt kredsløb om jorden, der kun flyver omkring 1.500 kilometer over overfladen, hvilket forbedrer båndbredden og reducerer latenstiden.

På grund af de høje omkostninger og risici ved at opsende og vedligeholde satellitter forventer de fleste analytikere, at de spiller en ret begrænset rolle i USA, primært ved at betjene kunder i landdistrikterne. Imidlertid kan teknologien meget vel føre markedet i udviklingslande, der mangler fastnetnet.

Fast trådløs udfylder huller

Virksomheder glemt af kabel og DSL kan vælge fra en voksende menu af alternativer.

Ligesom satellitadgang vil fast trådløs service udfylde hullerne efter kabelmodem- og DSL-dækning i den indre by, mindre samfund og isolerede forstæder. Fast trådløs, som omfatter en række forskellige cellulære, radio- og mikrobølgeteknologier, kræver en parabolantenne på taget, ligesom en parabol.

Mange mindre udbydere tilbyder fast trådløs service, men de store aktører på forbrugerområdet er langdistanceselskaber som WorldCom og Sprint. I lighed med mobilteknologi leverer disse faste trådløse tjenester meget højere båndbredde end mobile bredbåndstjenester, fordi systemet ikke behøver at spore et bevægeligt mål, og fordi modtageren er kraftigere end en mobiltelefons.

WorldCom blev lanceret i november sidste år i Memphis og planlægger at udvide sin service på 30 markeder i hele landet inden udgangen af ​​2001. Dets første fokus vil være på små virksomheder og lejlighedskomplekser. En lignende tjeneste fra Sprint er nu tilgængelig i over et dusin amerikanske byer.

De fleste faste trådløse tjenester spænder fra 384 kilobit per sekund til 1,5 megabit per sekund med en rækkevidde på 32 til 56 kilometer fra hver basestation. For alle undtagen de langsomste og laveste frekvenser kræves linje-of-site orientering, og ydeevnen sænkes af overdreven løv, hvilket nogle gange kræver klodsede tagplatforme for at nå op over bladene.

Teknologi fra Cisco Systems og andre overvinder imidlertid multi-path-interferensproblemet forårsaget af løv og øger den mulige båndbredde med ikke-line-of-sight-modtagere. Ciscos teknologi, kaldet Vector Ortogonal Frequency Division Multiplexing , øger den samlede båndbredde med mere end 20 procent. Og fordi antenner ikke behøver at være flere dusin fod høje for at kigge over træer, reducerer det installationsomkostningerne, samtidig med at kundernes efterspørgsel øges.

Mobiltjenester i Europa og Asien leverer i øjeblikket begrænsede bredbåndstjenester til mobiltelefonbrugere. Inden for få år vil hurtigere såkaldte 3G-tjenester begynde at tilbyde mobil båndbredde på op til 384 kilobit pr. (se Mobile Web vs Reality ) . Det er måske ikke meget, men de samme 3G-sendere kan også betjene faste modtagere med en service på op til 2 megabit pr. sekund. Hvis efterspørgslen efter mobilt bredbånd ikke er så høj som forventet, kan 3G-udbydere skifte til markedet for fast adgang.

Mega mikroovn

På den høje ende af faste trådløse tjenester serverer virksomheder som Teligent punkt-til-punkt digitale mikrobølgetjenester ved et meget højere frekvensområde. Disse avancerede faste trådløse tjenester er rettet mod erhvervskunder og tilbyder ydeevne mellem 20 og 150 megabit pr. sekund. Selvom de er dyre, begrænsede i rækkevidde og tilbøjelige til vejrinterferens, kan deres højbåndbredde-kapacitet give dem en fremtidig rolle i forbrugerbredbåndstjenester.

Lufter det ud

Konkurrerende med digital mikrobølgeovn er frirumsoptik, eller fiberløs optisk, som skyder lysstråler gennem tynd luft. AirFiber, Terabeam og andre virksomheder leverer laserbaserede trådløse tjenester, der potentielt kan tilbyde båndbredde i hundredvis af megabit pr. sekund. (Sidste måned afslørede Texas Instruments endda et optisk alternativ, der lader dig installere 100 megabit pr. sekund Ethernet-netværk i stedet for blot punkt-til-punkt-links.)

Fordi lasersignalerne kan trænge ind i et kontors glasvinduer, behøver du ikke plante et fad på taget. Der er dog afstandsbegrænsninger, og fiberløs optik er særligt modtagelig for vejrpåvirkninger, såsom kraftig regn eller sne.

Indstilling af TV-data

Efterhånden som tv-stationer gør sig klar til digitalt tv, bliver de datacastere og downloader enorme mængder af information om alle dine internetmusekartofler.

Ifølge loven skal tv-stationer konvertere fuldstændigt til digital udsendelseskapacitet inden 2006. Ud over at bruge deres nye spektrum til at levere high-definition tv-udsendelser, ønsker mange tv-selskaber at bruge det til at udsende data med hastigheder på adskillige megabit pr. sekund.

Med tjenester som dem, der udvikles af iBlast Networks, ville tv-stationer løbende datacaste de mest populære websider og andet downloadbart indhold til pc'er udstyret med digitale tv-adapterkort og små indendørs antenner.

Selvom en separat internetadgangsløsning ville være påkrævet for opstrøms returvejen, er tanken, at datacasting-tjenesten kan skubbe så meget af internettet ind på din pc, cirka 75 gigabyte om dagen i tilfælde af iBlast, at du vil bruge mere tid på at interagere med deres pc. harddiske med øjeblikkelige hastigheder end at anmode om information over internettet.

Broadcastere har mange penge at smide efter denne teknologi, og de ønsker ikke at stå tilbage. iBlast gennemførte et tre-måneders feltforsøg i april og håber at introducere kommercielle tjenester inden årets udgang.

Flyvende bredbånd

Satellitlignende tjenester uden omkostningerne ved at opsende satellitter, hvad kan man ikke lide?

To andre bredbåndsalternativer er virkelig blå himmel.

Sky Station, ledet af Alexander Haig, planlægger at flyve en flåde på 250 enorme dirigibles over større byer, hvilket giver 2- til 10-megabit-per-sekund forbindelser. Ved at bruge 47-gigahertz-spektret er hver geostationær, soldreven luftfart designet til at svæve i en højde af 21 kilometer og yde service til over 100.000 bredbåndsbrugere fordelt på 19.000 kvadratkilometer.

Ud over internetadgang bør Sky Station-platformene være i stand til at levere telefoni, videokonferencer og tv-tjenester. I modsætning til satellitter burde tidsforsinkelser ikke være et problem. Sky Station, som håber at kunne lancere sin første platform i 2002, hævder, at ventetiden vil være mindre end 0,5 millisekunder sammenlignet med 250 millisekunder for typiske satellittjenester.

HALO-netværket, planlagt af Angel Technologies i samarbejde med Raytheon, tester fly i høj højde. Disse piloterede fly ville kredse om store metroområder i en højde af 52.000 til 60.000 fod og tilbyde tovejskommunikation på et sted mellem 1 og 12,5 megabit per sekund.

Hvert serviceområde ville strække sig mellem 50 og 75 miles i diameter. Tre fly ville rotere i otte-timers skift og aflevere deres digitale nyttelast (svarende til 650.000 T1 1,5-megabit-per-sekund-kredsløb), før de landede for at tanke brændstof.

skjule