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Banda larga rural: fazendo a escolha certa de tecnologia

Número Browse:0     Autor:Curry     Publicar Time: 2023-04-25      Origem:alimentado

Os governos de todo o mundo procuram fornecer conectividade de banda larga a cidadãos carentes e de difícil acesso nas áreas rurais. Isso apresentará oportunidades significativas para cidadãos, governos, operadores e fornecedores. Em um projeto para os provedores de comunicações do Reino Unido, identificamos seis tecnologias de banda larga diferentes que podem ser usadas para conectar locais muito difíceis de alcançar, com o desempenho de download de pelo menos 30Mbit/s.


Todas essas tecnologias estão melhorando e proporcionarão maior desempenho nos próximos anos (Figura 2). Este artigo apresenta brevemente cada técnica e avalia suas vantagens e desvantagens.


A implantação de banda larga nas áreas rurais é economicamente desafiadora. Muitas vezes, é difícil ou impossível para os operadores de negócios recuperarem completamente seu investimento da receita paga por residentes e/ou empresas em áreas escassamente povoadas. Como resultado, a banda larga rural é frequentemente entregue através da intervenção do governo; Os governos apóiam o investimento quando os processos comerciais normais não atendem às necessidades dos cidadãos. Como tal, essas intervenções fornecem serviços críticos necessários, mas não atendem completamente aos critérios para investimentos comerciais normais.


Os formuladores de políticas precisam considerar vários fatores, incluindo seus objetivos sociais gerais, restrições relacionadas à quantidade de investimento disponível, o papel dos operadores de rede estabelecidos e sua data -alvo para a cobertura universal. Uma escolha importante em qualquer implantação rural de banda larga é quais tecnologias alcançarão melhor seus objetivos ao considerar esses fatores.


A tecnologia certa é a que fornece o nível de desempenho necessário para a maioria dos locais ao menor custo. A escolha da tecnologia certa varia de acordo com o país devido a diferentes níveis de cobertura de banda larga existente, diferentes custos de implantação, diferentes padrões residenciais nas áreas rurais e diferentes níveis de financiamento do governo. Em muitos casos, várias tecnologias são necessárias para fornecer a melhor solução.


Seis tecnologias rurais de banda larga para escolher


Fibra para as instalações (FTTP)

FTTP envolve colocar um conexão de fibra óptica Entre as instalações do usuário final e o ponto de backhaul mais próximo habilitado para fibra. Usando uma arquitetura de rede óptica passiva (PON), um divisor óptico permite uma única fibra no ponto de backhaul para atender a vários clientes (normalmente 32 ou 64 por fibra). Isso reduz a quantidade total de Cabos de fibra ótica exigido na rede. O desempenho é limitado apenas pelo dispositivo de encerramento. Atualmente, o FTTP oferece velocidades de download de até cerca de 1 gbit/s, mas planeja atingir velocidades de 10 gbit/s e além. Comparado às tecnologias sem fio, o FTTP é muito menos afetado se outros usuários também estão tentando acesso em alta velocidade ao mesmo tempo.


O FTTP é a tecnologia de banda larga fixa preferida na maioria dos ambientes urbanos. A maioria dos provedores de banda larga fixa está agora pressionando as implantações completas de FTTP em áreas urbanas e suburbanas. Oferece custos operacionais em andamento muito alto, muito baixo desempenho, muito baixo e baixo. No entanto, em comparação com outras tecnologias, o custo inicial de implantação do FTTP é muito alto. Em ambientes urbanos e suburbanos, esse custo é distribuído entre os muitos estabelecimentos passados ​​devido à curta distância entre os estabelecimentos. O custo de passar por cada premissa é muito maior nas áreas rurais, onde os locais dos residentes são mais escassos e as distâncias entre cada premissa são grandes, tornando muito economicamente desafiador implantar FTTP nessas áreas.


Macro FWA

A Macrocell FWA usa a infraestrutura de rede móvel existente; A conectividade é fornecida sem fio entre torres de célula e roteadores capazes de 4G ou 5G nas instalações do usuário final. A cobertura e o desempenho da velocidade de download depende principalmente da banda de frequência usada. Todos os sites compartilham a largura de banda disponível do site (ou setores em um site multissetorial). A Macrocell FWA é atraente porque aproveita a infraestrutura de rede móvel, que já existe até certo ponto na maioria das regiões. Nas áreas rurais, a baixa densidade de usuários móveis significa que pode haver capacidade para usuários da FWA no espectro atualmente de propriedade de operadores de rede móvel.


A Macrocell FWA usa mídia compartilhada com capacidade total limitada (espectro) para conexões do usuário final; portanto, durante o horário de pico, a velocidade de download de cada usuário pode ser limitada pelo número de outros locais usando o serviço ao mesmo tempo. Na ausência de infraestrutura existente, não é economicamente viável expandir uma rede macrocelular simplesmente adicionando FWA.


LOS ANGELES FWA

A tecnologia LOS FWA usa conexões sem fio de alta frequência de curto alcance para fornecer conectividade às instalações do usuário final sobre espectro não licenciado ou levemente licenciado (por exemplo, 5,8 GHz, 60GHz). Os padrões técnicos incluem o Wigig e outras soluções de fornecedores. Os pontos de acesso local de Los FWA são normalmente conectados via backhaul de fibra óptica. O LOS FWA é como um compromisso entre FTTP e Macro FWA. Oferece melhor desempenho que o FWA macrocelular (100Mbit/s) e geralmente é mais barato que as conexões FTTP, porque parte da conexão é fornecida sobre o ar.


Semelhante à Macro FWA, todos os locais com Los FWA compartilham a largura de banda disponível do espectro implantado no ponto de acesso local. Além disso, como o nome indica, o LOS FWA requer linha de visão, o que adiciona complexidade e custo à implantação; Edifícios e árvores bloqueiam o sinal e a chuva degrada o desempenho. Cada dispositivo de recebimento do cliente deve estar alinhado com o ponto de acesso local. O design da rede LOS FWA é fundamental para evitar objetos que possam bloquear o sinal e garantir que a capacidade não seja compartilhada por muitos locais a qualquer momento. Em áreas de densidade muito de baixa densidade, os pontos de acesso locais podem atender a poucos sites de clientes, aumentando o custo por local servido.


Geostoriamente Orbit Satellite

Os satélites geográficos são fixados no céu, grandes (cerca de 5 toneladas) e de longa duração (cerca de 15 anos). Em muitos casos, as soluções de banda larga Geo podem aproveitar os satélites de comunicação já lançados. Fornece conexão para uma antena de recebimento fixa, chamada de um terminal de abertura muito pequeno (VSAT), que é montado fora das instalações do usuário e conectado ao modem interno via cabo coaxial.

As soluções Geo são atraentes porque podem cobrir quase qualquer local sem a necessidade de equipamentos de backhaul de terra adicionais.


No entanto, uma das principais limitações dos satélites geográficos é a localização deles; 36 000 km acima da superfície da Terra. Isso resulta em alta latência nos serviços de banda larga em comparação com outras tecnologias de banda larga, o que afeta a experiência do cliente em determinados aplicativos. A capacidade de cada satélite também é compartilhada por muitos usuários e casos de uso. Essa restrição é frequentemente gerenciada colocando limites nas velocidades de consumo de dados ou de download dos clientes.


Leo Satellite

Os satélites Leo se movem em relação à superfície da Terra, são menores e têm uma vida útil mais curta (aproximadamente 5 anos) do que os satélites geográficos (aproximadamente 50-800 kg). Os fornecedores incluem o OneWeb e o Starlink, os quais planejam fornecer cobertura global nos próximos anos. O Leo fornece melhor taxa de transferência e menor latência que o Geo. Os provedores da LEO afirmam que entregarão 200Mbit/s ou melhor desempenho de download.


Como os satélites estão se movendo, o equipamento do receptor do cliente precisa ser mais complexo do que o equipamento de receptor da Geo. Existem duas opções principais de tecnologia para antenas de consumo:

Um sistema mecânico (incluindo prato parabólico, radome, motor etc.) que se move fisicamente para rastrear os satélites que passam.

Antena de matriz escaneada eletronicamente (ESA) que rastreia satélites em movimento sem movimento físico. Essa complexidade significa que o fornecimento de receptores é caro e pode transmitir muito do custo para o usuário final (embora os custos estejam caindo).

Leo ainda tem algumas limitações em termos de latência em comparação com as redes terrestres (mas os satélites geográficos têm um problema maior).


Haps

Os HAPs envolvem veículos aéreos que fornecem conectividade da atmosfera da Terra. Isso pode ser alcançado por veículos aéreos não tripulados (UAVs), balões ou aeronaves. A altura da plataforma pode variar de algumas centenas de metros a vários quilômetros. Os HAPs e sua carga útil precisam permanecer aproximadamente na mesma posição em relação ao solo para fornecer cobertura consistente. Houve alguns ensaios bem divulgados de soluções HAPs, mas o modelo de tecnologia e negócios não atingiu um ponto em que eles podem ser implantados comercialmente.


In CONCLUSÃO

Cada técnica tem suas vantagens e desvantagens. Tudo isso tem implicações graves de custo para as áreas rurais, exigindo subsídios governamentais em alguns casos. A tecnologia certa é a que fornece o nível de desempenho necessário para a maioria dos locais ao menor custo. A escolha da tecnologia certa varia de acordo com o país devido a diferentes níveis de cobertura de banda larga existente, diferentes custos de implantação e diferentes níveis de financiamento do governo. Em muitos casos, várias tecnologias são necessárias para fornecer o melhor solução.


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