Número Browse:0 Autor:Caril Publicar Time: 2023-04-25 Origem:alimentado
Os governos de todo o mundo procuram fornecer conectividade de banda larga a cidadãos carenciados e de difícil acesso nas zonas rurais. Isto apresentará oportunidades significativas para cidadãos, governos, operadores e fornecedores. Num projeto para fornecedores de comunicações do Reino Unido, identificámos seis tecnologias de banda larga diferentes que podem ser utilizadas para ligar locais de difícil acesso, com desempenho de download de pelo menos 30 Mbit/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 da banda larga nas zonas rurais é um desafio económico. Muitas vezes, é difícil ou impossível para os operadores empresariais recuperarem totalmente o seu investimento a partir dos rendimentos pagos pelos residentes e/ou empresas em áreas escassamente povoadas. Como resultado, a banda larga rural é frequentemente fornecida através de intervenção governamental; os governos apoiam o investimento quando os processos empresariais normais não conseguem satisfazer as necessidades dos cidadãos. Como tal, estas intervenções fornecem serviços críticos que são necessários, mas que não satisfazem os critérios para um investimento comercial normal.
Os decisores políticos precisam de considerar uma série de factores, incluindo os seus objectivos sociais globais, as restrições relacionadas com o montante de investimento disponível, o papel dos operadores de rede estabelecidos e a data-alvo para a cobertura universal. Uma escolha importante em qualquer implantação de banda larga rural é quais tecnologias atingirão melhor seus objetivos, considerando esses fatores.
A tecnologia certa é aquela que fornece o nível de desempenho necessário para a maioria dos locais com o menor custo. A escolha tecnológica certa irá variar de país para país devido aos diferentes níveis de cobertura de banda larga existente, aos diferentes custos de implantação, aos diferentes padrões residenciais nas zonas rurais e aos diferentes níveis de financiamento governamental. Em muitos casos, múltiplas tecnologias são necessárias para fornecer a melhor solução.
Seis tecnologias rurais de banda larga para escolher
Fibra até o local (FTTP)
O FTTP envolve estabelecer uma conexão de fibra óptica entre as instalações do usuário final e o ponto de backhaul habilitado para fibra mais próximo. Usando uma arquitetura de rede óptica passiva (PON), um divisor óptico permite que uma única fibra no ponto de backhaul atenda a vários clientes (normalmente 32 ou 64 por fibra). Isto reduz a quantidade total de cabos de fibra óptica necessários na rede. O desempenho é limitado apenas pelo dispositivo terminal. 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 pelo fato de outros usuários também tentarem acesso de 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 estão agora pressionando por implementações completas de FTTP em áreas urbanas e suburbanas. Oferece desempenho muito alto, latência muito baixa e baixos custos operacionais contínuos. No entanto, em comparação com outras tecnologias, o custo inicial de implantação do FTTP é muito elevado. Em ambientes urbanos e suburbanos, esse custo é distribuído entre os diversos estabelecimentos por onde passam devido à curta distância entre os estabelecimentos. O custo de passar por cada local é muito mais elevado nas áreas rurais, onde os locais de residência são mais esparsos e as distâncias entre cada local são grandes, tornando muito difícil economicamente a implantação do FTTP nestas áreas.
Macro FWA
O Macrocell FWA utiliza infraestrutura de rede móvel existente; a conectividade é fornecida sem fio entre torres de celular e roteadores com capacidade 4G ou 5G nas instalações do usuário final. O desempenho da cobertura e da velocidade de download depende principalmente da banda de frequência utilizada. Todos os sites compartilham a largura de banda disponível do site (ou setores em um site multissetorial). O Macrocell FWA é atraente porque aproveita a infraestrutura de rede móvel, que já existe até certo ponto na maioria das regiões. Nas zonas rurais, a baixa densidade de utilizadores móveis significa que pode haver capacidade para utilizadores FWA no espectro actualmente propriedade dos operadores de redes móveis.
O Macrocell FWA usa mídia compartilhada com capacidade total limitada (espectro) para conexões de usuários finais, portanto, durante horários de pico, a velocidade de download de cada usuário pode ser limitada pelo número de outros locais que usam o serviço ao mesmo tempo. Na ausência de infra-estruturas existentes, dificilmente é economicamente viável expandir uma rede macrocelular simplesmente adicionando FWA.
Los Angeles FWA
A tecnologia LOS FWA utiliza conexões sem fio de curto alcance e alta frequência para fornecer conectividade às instalações do usuário final em espectro não licenciado ou levemente licenciado (por exemplo, 5,8 GHz, 60 GHz). Os padrões técnicos incluem WiGig e outras soluções proprietárias de fornecedores. Os pontos de acesso locais LOS FWA são normalmente conectados via backhaul de fibra óptica. LOS FWA é como um compromisso entre FTTP e macro FWA. Ele oferece melhor desempenho que o FWA macrocelular (100 Mbit/s) e geralmente é mais barato que as conexões FTTP porque parte da conexão é fornecida pelo ar.
Semelhante ao 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 acrescenta complexidade e custo à implantação; edifícios e árvores bloqueiam o sinal e a chuva prejudica o desempenho. Cada dispositivo receptor de cliente deve estar alinhado com o ponto de acesso local. O projeto da rede LOS FWA é fundamental para evitar objetos que possam bloquear o sinal e para garantir que a capacidade não seja compartilhada por muitos locais ao mesmo tempo. Em áreas de densidade muito baixa, os pontos de acesso locais podem atender a poucos locais de clientes, aumentando o custo por local atendido.
Satélite de órbita geoestacionária
Os satélites GEO são fixos no céu, grandes (cerca de 5 toneladas) e de longa vida (cerca de 15 anos). Em muitos casos, as soluções de banda larga GEO podem tirar vantagem de satélites de comunicação já lançados. Fornece conexão para uma antena de recepção fixa, chamada Very Small Aperture Terminal (VSAT), que é montada fora das instalações do usuário e conectada ao modem interno via cabo coaxial.
As soluções GEO são atraentes porque podem cobrir praticamente qualquer local sem a necessidade de equipamento adicional de backhaul terrestre.
No entanto, uma das principais limitações dos satélites GEO é a sua localização; 36.000 km acima da superfície da Terra. Isto resulta em alta latência nos serviços de banda larga em comparação com outras tecnologias de banda larga, o que impacta a experiência do cliente em determinadas aplicações. A capacidade de cada satélite também é compartilhada por muitos usuários e casos de uso. Esta restrição é muitas vezes gerida através da imposição de limites ao consumo de dados ou à velocidade de download dos clientes.
Satélite LEO S
Os satélites LEO movem-se em relação à superfície da Terra, são mais pequenos e têm uma vida útil mais curta (aproximadamente 5 anos) do que os satélites GEO (aproximadamente 50-800 kg). Os provedores incluem OneWeb e Starlink, ambos planejando fornecer cobertura global nos próximos anos. LEO oferece melhor rendimento e menor latência que GEO. Os provedores LEO afirmam que fornecerão 200 Mbit/s ou melhor desempenho de download.
Como os satélites estão em movimento, o equipamento receptor do cliente precisa ser mais complexo que o equipamento receptor da GEO. Existem duas opções principais de tecnologia para antenas de consumo:
Um sistema mecânico (incluindo antena parabólica, radome, motor, etc.) que se move fisicamente para rastrear satélites que passam.
Antena Electronically Scanned Array (ESA) que rastreia satélites em movimento sem movimento físico. Esta complexidade significa que fornecer receptores é caro e pode repassar grande parte dos custos ao usuário final (embora os custos estejam caindo).
LEO ainda tem algumas limitações em termos de latência em comparação com redes terrestres (mas os satélites GEO têm um problema maior).
HAPS
O HAPS envolve veículos aéreos que fornecem conectividade desde o alto da atmosfera terrestre. Isto pode ser conseguido por veículos aéreos não tripulados (UAVs), balões ou dirigíveis. A altura da plataforma pode variar de algumas centenas de metros a vários quilômetros. O HAPS e sua carga útil precisam permanecer aproximadamente na mesma posição em relação ao solo para fornecer uma cobertura consistente. Houve alguns testes bem divulgados de soluções HAPS, mas a tecnologia e o modelo de negócios ainda não atingiram um ponto em que possam ser implantados comercialmente.
Para concluir
Cada técnica tem suas vantagens e desvantagens. Tudo isto tem sérias implicações em termos de custos para as zonas rurais, exigindo em alguns casos subsídios governamentais. A tecnologia certa é aquela que fornece o nível de desempenho necessário para a maioria dos locais com o menor custo. A escolha tecnológica certa irá variar de país para país devido aos diferentes níveis de cobertura de banda larga existente, aos diferentes custos de implantação e aos diferentes níveis de financiamento governamental. Em muitos casos, múltiplas tecnologias são necessárias para fornecer a melhor solução.
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