Bredband går den sista milen

En lycklig dag kommer de fiberoptiska rörledningarna som kretsar runt din metropol att förgrena sig hela vägen in i ditt hem. Fram till dess kommer de flesta av oss som söker bredbandsanslutningar att vara beroende av de långsammare ledningar som redan finns hemma: koppartelefontråd som bär digitala abonnentlinjer (DSL) eller koaxial tv-kabel för kabelmodemtjänster.

Men dessa dubbla pelare av sista mils bredband får sällskap av trådlösa alternativ, inklusive tvåvägssatellittjänster och mobilliknande fast trådlös teknik. Under de kommande åren kommer vi också att se digital TV-datasändning, trådlösa optiska nätverk och kanske till och med dirigibles sprida digital manna.

Dikning Dialup Långsamt

Vid årsskiftet kommer det att finnas 10 miljoner kabelmodemabonnenter över hela världen jämfört med 11,5 miljoner DSL-abonnenter, enligt Cahners In-Stat. Även om det är ungefär dubbelt så många som året innan, är det bara en bråkdel av de över 400 miljoner internetanvändarna världen över. År 2005 förutspår studien att bara hälften av alla amerikanska internetabonnenter kommer att ha bredbandsanslutningar.

Så varför förseningen?

För kabelmodem- och DSL-installationer är det striden på gatorna: vägar måste grävas upp, tillstånd dras och poliser som är lediga anlitas. Gör-det-själv-modeminstallationssatser effektiviserar den långsamma takten i att ansluta nya användare, men tekniker måste fortfarande skickas ut för att aktivera anslutningar utanför huset, och leverantörer måste fortfarande investera miljoner i teknisk support. Trådlösa alternativ undviker kostnaden för att gräva upp gator men kräver att tekniker monterar och noggrant orienterar parabolantenner.

Det finns en ljuspunkt i denna kamp: den för fiberoptiska linjer djupare in i stadsdelarna. Som en tumregel gäller att ju närmare ett hem är fibernoden där optiska signaler omvandlas till elektriska, och ju fler fibernoder som används för att betjäna varje område, desto högre bandbredd får du. Som ett resultat av denna stadiga utbyggnad av fiber bör de 256-kilobit-per-sekund till en-megabit-per-sekund-anslutningar som är typiska för dagens konsumentbredband sträcka sig från en till tre megabit per sekund under senare hälften av decenniet. Det räcker för att tillåta applikationer som videokonferenser och video on demand, som presterar dåligt över nuvarande bredbandsnätverk.

Vad är snabbt nog?

Last-mile-prestandan överträffar redan hastigheten för en enskild anslutning över Internet i stort. Ett typiskt bredbandsmodem körs med cirka 600 kilobit per sekund, men det är hastigheten med vilken det ansluter till tjänsteleverantören, inte en vanlig webbplats på Internet. Oavsett hur snabbt ditt modem är, begränsar en mängd olika flaskhalsar internetåtkomsthastigheten till i genomsnitt cirka 300 till 500 kilobits per sekund.

Det genomsnittet bör stiga under de kommande åren, men på grund av den skyhöga efterfrågan kommer det inte att stiga lika snabbt som ökningen av prestanda på sista milen. Så du kommer förmodligen bara se stegvisa hastighetsförbättringar under de närmaste åren. Att gå upp från 56 kilobit per sekund uppringda anslutningar till 500 kilobit per sekund är mycket mer märkbart än att uppgradera från 500 kilobit per sekund till en megabit per sekund. Eftersom bredbandsleverantörer fokuserar på att registrera nya abonnenter är de inte särskilt intresserade av att öka din bandbredd.

Allt beror på dina anslutningar

Kvaliteten på en bredbandsleverantörs anslutning till Internet blir alltmer lika viktig som hastigheten på bredbandsmodemet. Många bredbandsleverantörer utnyttjar innehållsdistributionsnätverk för att undvika viktiga flaskhalsar på Internet och tar tag i media direkt från innehållsleverantörer. För att gå ett steg längre lagrar vissa bredbandsleverantörer strömmande media på lokala servrar, vilket gör det tillgängligt för dig som kund i topphastighet.

Om skillnaden mellan lokal- och långdistansaccess fortsätter att öka, kan bredbandsanvändare mycket väl ägna mer och mer tid åt att sampla det högkvalitativa, men mycket mer begränsade, innehåll som erbjuds lokalt av leverantören snarare än att drabbas av de lägre hastigheterna i det öppna. Internet. Utsikten till sista mils superbredbandstjänster som kombinerar TV:s visuella kvalitet med webbens interaktivitet är attraktivt för bredbandsleverantörer, stora medieföretag, annonsörer och många konsumenter. Andra ser dessa muromgärdade trädgårdar som ett hot mot öppen konkurrens och mångfald (se webben bakom väggar) .

Om decennier kommer vi att se tillbaka på dagens så kallade bredbandstjänster och undra hur vi kunde ha tolererat sådana primitiva upplevelser. Under tiden är det här vad vi kan förvänta oss av kabel, digital abonnentlinje, satelliter och fast trådlöst och från andra alternativ som flygande plattformar.

Kabelmodem: Ställa in hastighetsgränser

Du kunde få mycket snabbare anslutningar, om kabelkillarna brydde sig.

Tack vare deras koaxialkablage med hög kapacitet erbjuder kabelmodemtjänster en större potential för hastighet än digital abonnentlinje (DSL). Men i den verkliga världen är prestanda bara något snabbare än DSL.

Det beror på att även om kabelnät teoretiskt är kapabla till mellan 10 och 27 megabit per sekund, tillämpar kabeloperatörer vanligtvis gränser på mellan en och två megabit per sekund per användare. Och eftersom bandbredd delas uppnår de flesta användare sällan dessa gränser. Ju fler grannar som loggar in, desto lägre hastighet.

Den genomsnittliga kabelmodemhastigheten är mellan 500 och 750 kilobit per sekund, säger Mike Paxton, analytiker på Cahners In-Stat. Sent på natten, säger Paxton, får man ofta upp till en megabit per sekund, men under rusningstid sjunker ofta hastigheten mellan 200 och 300 kilobit per sekund.

För att förbättra prestandan utökar kabeloperatörer fiberoptiska nätverk djupare in i stadsdelar och skapar fler fibernoder (kopplingsboxarna som omvandlar de fiberoptiska signalerna med högre kapacitet till elektriska signaler som går över koaxialkabel). Genom att minska antalet hus som betjänas av varje nod ökar bandbredden.

Dessutom kan kabeloperatörer öppna upp mer bandbredd genom att minska antalet TV-kanaler som kör över samma nätverk även om det sällan är ekonomiskt möjligt att göra det.

Faktum är att med tanke på den allmänna bristen på konkurrens de möter, är kabelleverantörer inte särskilt motiverade att förbättra din upplevelse. Men de är upptagna med att anpassa sina nätverk och modem för telefoni, en möjlighet som redan erbjuds av de flesta DSL-leverantörer. Modem som följer version 1.1 av kabelmodemstandarden Data Over Cable Service Interface Specifications kommer senare i år, vilket gör det enklare för kabelleverantörer att leverera rösttjänster över samma linjer som används för TV- och internetåtkomst.

DSL: Bandbredden spelas upp

När telefonbolagen når ut för att beröra fler bredbandskunder kommer de långsamt att öka bandbredden.

Digital subscriber line (DSL) går över samma koppartrådar som telefontjänster och är i sig en långsammare teknik än kabel. Ändå håller den några tricks i ärmarna.

Medan kabelmodem fungerar ungefär som PC-adapterkort som är anslutna till ett lokalt nätverk, är DSL-modem mer som uppringda modem. De är baserade på en fast anslutning till ett liknande modem på ett telefonbolags centralkontor, så din bandbredd bör inte ändras även när hela ditt grannskap bestämmer sig för att titta på Oscarsgalan online. (En varning: vissa leverantörer övertecknar sina nätverk, så att ett centralkontors anslutningar till Internet blir överbelastade, vilket minskar bandbredden för alla.)

Även om typiska DSL-linjer levererar cirka 500 kilobit per sekund, kommer hastigheterna att stiga. Cahners In-Stat-analytiker Ernie Bergstrom säger att de flesta nya DSL-linjer för konsumenter levererar cirka 784 kilobit per sekund nedströms och 384 kilobit per sekund uppströms. Under de närmaste åren kommer de att försöka driva det upp till en megabit per sekund med bättre multiplexeringsutrustning, säger Bergström och syftar på kärnteknologin som sitter mellan DSL och fiberoptiska linjer på centralkontoret.

Dessa försiktiga hastighetsförbättringar kommer inte att kräva vare sig ytterligare fiberinstallationer eller ny kundutrustning. I själva verket kan befintliga DSL-modem hantera mellan 1,5 till 7 megabit per sekund. Nästan ingen får den typen av hastighet idag, i grunden på grund av DSL:s avståndsbegränsningar och för att telefonbolagen är för upptagna med att registrera nya kunder för att oroa sig för att erbjuda premiumtjänster.

Säkerhetskopiera den

Telefonbolag säljer DSL-tjänster till konsumenter i ett asymmetriskt ADSL-format där nedströmsbandbredden är mycket högre än uppströms, liknande kabel.

Med symmetrisk DSL är uppströms- och nedströmsbandbredden balanserad, vilket gör den användbar för applikationer som videokonferenser eller webbhotell, som båda kräver stor uppströmskapacitet.

De flesta av pengarna som tjänas på DSL-marknaden kommer från att sälja symmetriska DSL-tjänster till småföretag, eftersom 300 USD i månaden verkar vara ett fynd för ett företag som har betalat ut 1 000 USD i månaden för konventionell T1 1,5 megabit-per-sekund-tjänst.

På nyare kabelnät finns det inget som hindrar leverantörer från att leverera liknande symmetriska tjänster, men äldre nätverk kräver kostsamma uppgraderingar för att öka backkanalen för uppladdningar.

Medan kabelbolagen dominerar de välbärgade förorterna, har inneboende avståndsbegränsningar i DSL-tekniken till stor del begränsat tjänsten till mer urbana bostadsområden. Bortom 12 000 fot från närmaste centralkontor är kunder i allmänhet begränsade till 256-kilobit-per-sekund service, och få leverantörer servar kunder över 15 000 fot. Ny linjeförlängningsutrustning har utvecklats som kan utöka DSL:s räckvidd till mellan 18 000 och 24 000 fot. Det kommer dock att ta år att bygga ut dessa nätverk, och till skillnad från kabel kommer DSL att fortsätta att byta ut bandbredd mot avstånd.

DSL var lite långsam med att komma igång på grund av avståndsproblemen, säger Bergström, men [leverantörer] är febrilt där ute och försöker utöka sina tjänster.

Hjälp från en stadig fiberdiet

Inom fem år, säger Bergström, kommer DSL-leverantörer att påskynda sina projekt för att utöka fiber djupare in i stadsdelar och närmare hem. Som ett resultat kommer bandbredden att börja stiga till flera megabit per sekund.

Så småningom kommer DSL-leverantörer att erbjuda så kallad Very High-Speed ​​DSL (VDSL) till kunder inom några tusen fot från ett centralkontor. VDSL kräver ny kundutrustning och klarar hastigheter mellan 3 och 20 megabit per sekund, tillräckligt med bandbredd för video-on-demand-tjänster. Qwest experimenterar med VDSL i Phoenix-området, men sådana nätverk kommer inte att vara allmänt tillgängliga förrän ett decennium till. Vid det laget bör kabelmodemnätverk köras med liknande hastigheter.

Satelliter går äntligen åt båda hållen

Leverantörer kan nu dela ut bredband utan behov av uppringning.

Om du är utom räckhåll för trådbundna bredbandsleverantörer, se till himlen. Satelliter är här så länge du har en tydlig sydlig exponering.

Tills nyligen var satellittjänster begränsade till Hughes DirecPC, en dyr enkelriktad tjänst som krävde ett separat landbaserat internetkonto för returkanalen.

Förra hösten introducerade dock ett partnerskap mellan Gilat Satellite Networks, EchoStar Communications och Microsoft en tvåvägstjänst kallad StarBand som säljs för cirka 70 USD i månaden. StarBands tjänst erbjuder upp till 500 kilobit per sekund nedladdningar och 150 kilobit per sekund uppladdningar.

Tidigare i år introducerade Hughes en tvåvägsversion av DirecPC som erbjuder upp till 256 kilobit-per-sekund uppladdningar tillsammans med standardpaketet 400 kilobit-per-sekund. Hughes partners, inklusive DirecTV, EarthLink och Pegasus Communication, lanserade tjänsten till liknande prisnivåer i år.

Dessa tidiga satellittjänster sänder över samma lågfrekventa (11,7 till 12,7 gigahertz) Ku-bandsöverföringar som används av satellit-TV, och kan efter några mindre ändringar använda samma parabol. De kan inte riktigt konkurrera med fast bredband i varken hastighet eller kostnad.

Dessutom, på grund av de över 35 000 kilometer långa hoppen mellan hemmet, satelliten och de landbaserade satellitanläggningarna, lider satellittjänster av hög fördröjning, tidsfördröjningen mellan initiering av en Internetförfrågan och mottagande av ett svar. Vanligtvis är fördröjningen på en halv sekund knappt märkbar, men det är alltför uppenbart med realtidsapplikationer som multiplayer-spel och videokonferenser.

Gen S

Om några år kommer en ny generation satelliter som använder det högre frekvensen (18 till 31 gigahertz) Ka-bandet att nå skyarna, och lovar prestanda mellan 512 kilobit per sekund och tre megabit per sekund. (Som med kabel försämras satellitprestandan beroende på antalet användare i ett visst serviceområde, vilket gör de faktiska priserna svåra att uppskatta.)

Flera företag, inklusive Hughes och Alcatels SkyBridge-dotterbolag, planerar att introducera Ka-band Internettjänster. Till en början kommer de flesta av dessa tjänster att rikta sig till företag, men ett fåtal kommer också att erbjuda tjänster till konsumenter. Vissa tjänster, som SkyBridge, använder en rad satelliter med låg jordomloppsbana som flyger endast cirka 1 500 kilometer över ytan, vilket förbättrar bandbredden och minskar latensen.

På grund av de höga kostnaderna och riskerna med att skjuta upp och underhålla satelliter, förväntar sig de flesta analytiker att de kommer att spela en ganska begränsad roll i USA och främst betjänar kunder på landsbygden. Tekniken kan dock mycket väl leda marknaden i utvecklingsländer som saknar fasta nät.

Fasta trådlösa fyller luckor

Företag som glöms bort av kabel och DSL kan välja från en växande meny med alternativ.

Precis som satellitåtkomst kommer fast trådlös tjänst att fylla luckorna efter kabelmodem och DSL-täckning i innerstaden, mindre samhällen och isolerade förorter. Fast trådlös, som omfattar en mängd olika cellulära, radio- och mikrovågsteknologier, kräver en parabolantenn på taket, ungefär som en parabolantenn.

Många mindre leverantörer erbjuder fast trådlös tjänst, men de stora aktörerna inom konsumentområdet är långväga operatörer som WorldCom och Sprint. I likhet med mobilteknik ger dessa fasta trådlösa tjänster mycket högre bandbredd än mobila bredbandstjänster eftersom systemet inte behöver spåra ett rörligt mål och eftersom mottagaren är kraftfullare än en mobiltelefons.

WorldCom, som lanserades i november förra året i Memphis, planerar att utöka sin tjänst på 30 marknader över hela landet i slutet av 2001. Dess initiala fokus kommer att ligga på småföretag och lägenhetskomplex. En liknande tjänst från Sprint är nu tillgänglig i över ett dussin amerikanska städer.

De flesta fasta trådlösa tjänster sträcker sig från 384 kilobit per sekund till 1,5 megabit per sekund, med en räckvidd på 32 till 56 kilometer från varje basstation. För alla utom de långsammaste och lägsta frekvenserna krävs orientering på plats, och prestandan sänks av överdrivet lövverk, vilket ibland kräver klumpiga takplattformar för att nå över löven.

Teknik från Cisco Systems och andra övervinner dock flervägsinterferensproblemet som orsakas av löv och ökar den möjliga bandbredden med icke-line-of-sight-mottagare. Ciscos teknik, kallad Vektor Ortogonal Frequency Division Multiplexing , ökar den totala bandbredden med mer än 20 procent. Och eftersom antenner inte behöver vara flera dussin fot höga för att titta över träd, minskar det installationskostnaderna samtidigt som kundernas efterfrågan ökar.

Mobila tjänster i Europa och Asien levererar för närvarande begränsade bredbandstjänster till mobiltelefonanvändare. Inom några år kommer snabbare så kallade 3G-tjänster att börja erbjuda mobil bandbredd på upp till 384 kilobit per sekund (se Mobile Web vs. Reality ) . Det kanske inte är mycket, men samma 3G-sändare kan också betjäna fasta mottagare med upp till 2 megabit per sekund. Om efterfrågan på mobilt bredband inte är så hög som förväntat kan 3G-leverantörer byta till marknaden för fast access.

Mega mikrovågsugn

På den avancerade marknaden av fasta trådlösa tjänster erbjuder företag som Teligent digitala mikrovågstjänster punkt-till-punkt med ett mycket högre frekvensområde. Dessa avancerade fasta trådlösa tjänster riktar sig till företagskunder och erbjuder prestanda mellan 20 och 150 megabit per sekund. Även om de är dyra, begränsade i räckvidd och utsatta för väderstörningar, kan deras höga bandbreddskapacitet ge dem en framtida roll i konsumenternas bredbandstjänster.

Luftar det

Konkurrent med digital mikrovågsugn är optik med fritt utrymme, eller fiberlös optik, som skjuter ljusstrålar genom tunn luft. AirFiber, Terabeam och andra företag tillhandahåller laserbaserade trådlösa tjänster som potentiellt kan erbjuda bandbredd i hundratals megabits per sekund. (Förra månaden presenterade Texas Instruments till och med ett optiskt alternativ som låter dig installera 100 megabit per sekund Ethernet-nätverk i stället för bara punkt-till-punkt-länkar.)

Eftersom lasersignalerna kan penetrera ett kontors glasfönster behöver du inte plantera en skål på taket. Det finns dock avståndsbegränsningar, och fiberlös optik är särskilt känslig för väderstörningar, som kraftigt regn eller snö.

Ställa in TV-data

När sändare gör sig redo för digital-tv kommer de att bli datasändare och laddar ner enorma högar av information för alla er internetmuspotatis.

Enligt lag måste TV-företag konvertera fullständigt till digitala sändningsmöjligheter senast 2006. Förutom att använda sitt nya spektrum för att tillhandahålla högupplösta TV-sändningar, vill många programföretag använda det för att sända data med hastigheter på flera megabit per sekund.

Med tjänster som de som utvecklas av iBlast Networks, skulle sändare kontinuerligt datasända de mest populära webbsidorna och annat nedladdningsbart innehåll till datorer utrustade med digital-TV-adapterkort och små inomhusantenner.

Även om en separat Internetåtkomstlösning skulle krävas för returvägen uppströms, är tanken att datasändningstjänsten kan överföra så mycket av webben till din PC, ungefär 75 gigabyte per dag i fallet med iBlast att du kommer att spendera mer tid på att interagera med deras hårddiskar med omedelbar hastighet än att begära information över Internet.

Broadcasters har mycket pengar att kasta på den här tekniken, och de vill inte bli lämnade. iBlast avslutade ett tre månader långt fältförsök i april och hoppas kunna introducera kommersiella tjänster vid årsskiftet.

Flygande bredband

Satellitliknande tjänster utan kostnad för att skjuta upp satelliter, vad är det som inte gillar?

Två andra bredbandsalternativ är verkligen blå himmel.

Sky Station, som leds av Alexander Haig, planerar att flyga en flotta på 250 enorma dirigibles ovanför större städer, vilket ger 2- till 10-megabit-per-sekund anslutningar. Med hjälp av 47-gigahertz-spektrumet är varje geostationär, soldriven luftskepp designad för att sväva på en höjd av 21 kilometer, vilket ger service till över 100 000 bredbandsanvändare spridda över 19 000 kvadratkilometer.

Förutom tillgång till Internet bör Sky Station-plattformarna kunna tillhandahålla telefoni, videokonferenser och TV-tjänster. Till skillnad från satelliter borde tidsfördröjningar inte vara ett problem. Sky Station, som hoppas kunna lansera sin första plattform 2002, hävdar att latensen kommer att vara mindre än 0,5 millisekunder jämfört med 250 millisekunder för typiska satellittjänster.

HALO Network, planerat av Angel Technologies i samarbete med Raytheon, testar flygplan på hög höjd. Dessa piloterade flygplan skulle cirkulera stora storstadsområden på en höjd av 52 000 till 60 000 fot, och erbjuda tvåvägskommunikation med var som helst mellan 1 och 12,5 megabit per sekund.

Varje serviceområde skulle sträcka sig mellan 50 och 75 miles i diameter. Tre plan skulle rotera i åtta timmars skift och lämna ut sina digitala nyttolaster (motsvarande 650 000 T1 1,5 megabit-per-sekund-kretsar) innan de landade för att tanka.

Dölj