Beim Zugriff auf das Internet mit einem Modem werden digitale Daten für die Übertragung über analoge Netze wie das Telefon- und Kabelnetz in analoge umgewandelt. Ein Computer oder ein anderes Gerät, das auf das Internet zugreift, wird entweder direkt an ein Modem angeschlossen, das mit einem Internet-Service-Provider (ISP) kommuniziert, oder die Internetverbindung des Modems wird über ein lokales Netzwerk (LAN) gemeinsam genutzt, das den Zugang in einem begrenzten Bereich wie einem Haus, einer Schule, einem Computerlabor oder einem Bürogebäude ermöglicht.
Obwohl eine Verbindung zu einem LAN sehr hohe Datenraten innerhalb des LANs bieten kann, wird die tatsächliche Geschwindigkeit des Internetzugangs durch die vorgeschaltete Verbindung zum ISP begrenzt. LANs können kabelgebunden oder drahtlos sein. Ethernet über Twisted-Pair-Verkabelung und Wi-Fi sind die beiden gängigsten Technologien, die heute zum Aufbau von LANs verwendet werden, aber in der Vergangenheit wurden auch ARCNET, Token Ring, Localtalk, FDDI und andere Technologien eingesetzt.
Ethernet ist der Name des IEEE 802.3-Standards für die physikalische LAN-Kommunikation und Wi-Fi ist ein Handelsname für ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN), das einen der IEEE 802.11-Standards verwendet. Ethernet-Kabel werden über Switches & Router miteinander verbunden. Wi-Fi-Netzwerke werden mit einer oder mehreren drahtlosen Antennen aufgebaut, die Access Points genannt werden.
Viele „Modems“ (Kabelmodems, DSL-Gateways oder Optical Network Terminals (ONTs)) bieten die zusätzliche Funktionalität, um ein LAN zu hosten, so dass der meiste Internetzugang heute über ein LAN erfolgt, wie das, das von einem WiFi-Router erstellt wird, der mit einem Modem oder einem Combo-Modem-Router verbunden ist, oft ein sehr kleines LAN mit nur einem oder zwei angeschlossenen Geräten. Und während LANs eine wichtige Form des Internetzugangs sind, stellt sich die Frage, wie und mit welcher Datenrate das LAN selbst mit dem Rest des globalen Internets verbunden ist. Die im Folgenden beschriebenen Technologien werden verwendet, um diese Verbindungen herzustellen, oder anders gesagt, wie die Modems der Kunden (Customer-premises equipment) am häufigsten mit den Internet Service Providern (ISPs) verbunden werden.
Festverdrahteter Breitbandzugang
Der Begriff Breitband umfasst eine breite Palette von Technologien, die alle einen Zugang zum Internet mit höherer Datenrate ermöglichen. Die folgenden Technologien verwenden Drähte oder Kabel im Gegensatz zum später beschriebenen drahtlosen Breitband.
EinwahlzugangBearbeiten
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Beim Einwahl-Internetzugang wird ein Modem und ein Telefonanruf über das öffentliche Telefonnetz (PSTN) verwendet, um eine Verbindung zu einem Pool von Modems herzustellen, die von einem ISP betrieben werden. Das Modem wandelt das digitale Signal eines Computers in ein analoges Signal um, das über die Teilnehmeranschlussleitung läuft, bis es die Vermittlungsstelle einer Telefongesellschaft erreicht, wo es auf eine andere Telefonleitung umgeschaltet wird, die mit einem anderen Modem am anderen Ende der Verbindung verbunden ist.
Da eine Einwahlverbindung auf einem einzigen Kanal arbeitet, monopolisiert sie die Telefonleitung und ist eine der langsamsten Methoden für den Internetzugang. In ländlichen Gebieten ist die Einwahl oft die einzige Form des Internetzugangs, da sie keine neue Infrastruktur über das bereits vorhandene Telefonnetz hinaus benötigt, um sich mit dem Internet zu verbinden. Typischerweise überschreiten Wählverbindungen eine Geschwindigkeit von 56 kbit/s nicht, da sie hauptsächlich mit Modems hergestellt werden, die mit einer maximalen Datenrate von 56 kbit/s im Downstream (zum Endbenutzer hin) und 34 oder 48 kbit/s im Upstream (zum globalen Internet hin) arbeiten.
Multilink-Einwahl
Multilink-Einwahl bietet eine erhöhte Bandbreite, indem mehrere Wählverbindungen kanalisiert und als ein einziger Datenkanal genutzt werden. Sie erfordert zwei oder mehr Modems, Telefonleitungen und Einwahlkonten sowie einen ISP, der Multilink unterstützt – und natürlich werden auch alle Leitungs- und Datengebühren verdoppelt. Diese inverse Multiplexing-Option war kurzzeitig bei einigen High-End-Anwendern beliebt, bevor ISDN, DSL und andere Technologien verfügbar wurden. Diamond und andere Hersteller haben spezielle Modems entwickelt, die Multilinking unterstützen.
Integrated Services Digital NetworkEdit
Integrated Services Digital Network (ISDN) ist ein vermittelter Telefondienst, der Sprache und digitale Daten transportieren kann, und ist eine der ältesten Internet-Zugangsmethoden. ISDN wurde für Sprache, Videokonferenzen und Breitband-Datenanwendungen verwendet. ISDN war in Europa sehr beliebt, aber in Nordamerika weniger verbreitet. Seine Verwendung erreichte ihren Höhepunkt in den späten 1990er Jahren vor der Verfügbarkeit von DSL- und Kabelmodem-Technologien.
Basistarif-ISDN, bekannt als ISDN-BRI, verfügt über zwei 64-kbit/s-„Träger-“ oder „B“-Kanäle. Diese Kanäle können separat für Sprach- oder Datenanrufe genutzt oder zusammengeschaltet werden, um einen 128-kbit/s-Dienst bereitzustellen. Mehrere ISDN-BRI-Leitungen können zusammengeschaltet werden, um Datenraten über 128 kbit/s zu erreichen. Primäres ISDN, bekannt als ISDN-PRI, hat 23 Trägerkanäle (je 64 kbit/s) für eine kombinierte Datenrate von 1,5 Mbit/s (US-Standard). Eine ISDN-E1-Leitung (europäischer Standard) hat 30 Trägerkanäle und eine kombinierte Datenrate von 1,9 Mbit/s.
MietleitungenBearbeiten
Mietleitungen sind Standleitungen, die vor allem von ISPs, Unternehmen und anderen Großunternehmen verwendet werden, um LANs und Campus-Netzwerke mit dem Internet zu verbinden, wobei die bestehende Infrastruktur des öffentlichen Telefonnetzes oder anderer Anbieter genutzt wird. Mit Hilfe von Draht, Glasfaser und Funk werden Mietleitungen verwendet, um den Internetzugang direkt bereitzustellen, aber auch als Bausteine, aus denen verschiedene andere Formen des Internetzugangs entstehen.
Die T-Carrier-Technologie stammt aus dem Jahr 1957 und bietet Datenraten, die von 56 und 64 kbit/s (DS0) über 1,5 Mbit/s (DS1 oder T1) bis zu 45 Mbit/s (DS3 oder T3) reichen. Eine T1-Leitung überträgt 24 Sprach- oder Datenkanäle (24 DS0), so dass Kunden einige Kanäle für Daten und andere für Sprachverkehr oder alle 24 Kanäle für Daten im freien Kanal verwenden können. Eine DS3 (T3)-Leitung überträgt 28 DS1 (T1)-Kanäle. Es sind auch fraktionierte T1-Leitungen in Vielfachen eines DS0 verfügbar, um Datenraten zwischen 56 und 1500 kbit/s bereitzustellen. T-Carrier-Leitungen erfordern spezielle Abschlussgeräte, die separat von einem Router oder Switch sein können oder in diesen integriert sind und die von einem ISP gekauft oder gemietet werden können. In Japan ist der entsprechende Standard J1/J3. In Europa bietet ein etwas anderer Standard, E-carrier, 32 Nutzkanäle (64 kbit/s) auf einem E1 (2,0 Mbit/s) und 512 Nutzkanäle oder 16 E1s auf einem E3 (34,4 Mbit/s).
Synchronous Optical Networking (SONET, in den USA und Kanada) und Synchronous Digital Hierarchy (SDH, im Rest der Welt) sind die Standard-Multiplexing-Protokolle, die verwendet werden, um digitale Bitströme mit hoher Datenrate über Glasfaser mit Hilfe von Lasern oder hochkohärentem Licht von Leuchtdioden (LEDs) zu übertragen. Bei niedrigeren Übertragungsraten können die Daten auch über eine elektrische Schnittstelle übertragen werden. Die Grundeinheit des Framings ist ein OC-3c (optisch) oder STS-3c (elektrisch), das 155,520 Mbit/s überträgt. Ein OC-3c trägt also drei OC-1 (51,84 Mbit/s) Nutzdaten, von denen jede genug Kapazität hat, um ein komplettes DS3 zu enthalten. Höhere Datenraten werden in OC-3c-Vielfachen von vier geliefert und bieten OC-12c (622,080 Mbit/s), OC-48c (2,488 Gbit/s), OC-192c (9,953 Gbit/s) und OC-768c (39,813 Gbit/s). Das „c“ am Ende der OC-Bezeichnungen steht für „concatenated“ (verkettet) und deutet auf einen einzelnen Datenstrom statt auf mehrere gemultiplexte Datenströme hin.
Die IEEE-Standards 1, 10, 40 und 100 Gigabit Ethernet (GbE, 10 GbE, 40/100 GbE) (802.3) ermöglichen die Übertragung digitaler Daten über Kupferkabel bei Entfernungen bis 100 m und über Glasfaser bei Entfernungen bis 40 km.
Kabel-InternetzugangBearbeiten
Kabel-Internet bietet einen Zugang über ein Kabelmodem auf einer hybriden Glasfaser-Koaxial-Verkabelung, die ursprünglich für die Übertragung von Fernsehsignalen entwickelt wurde. Entweder Glasfaser- oder Koaxial-Kupferkabel können einen Knotenpunkt mit dem Standort eines Kunden an einem Anschluss verbinden, der als Cable Drop bezeichnet wird. In einem Kabelmodem-Abschlusssystem werden alle Knoten für Kabelabonnenten in einer Nachbarschaft mit der Zentrale eines Kabelunternehmens verbunden, die als „Kopfstelle“ bezeichnet wird. Das Kabelunternehmen stellt dann die Verbindung zum Internet mit verschiedenen Mitteln her – in der Regel Glasfaserkabel oder digitale Satelliten- und Mikrowellenübertragungen. Wie DSL bietet das Breitbandkabel eine kontinuierliche Verbindung mit einem ISP.
Im Downstream, also in Richtung des Nutzers, können die Bitraten bei Verwendung von DOCSIS 3.1 in einigen Ländern bis zu 1000 Mbit/s betragen. Der Upstream-Verkehr, also die Richtung zum Nutzer, reicht von 384 kbit/s bis zu mehr als 50 Mbit/s. DOCSIS 4.0 verspricht bis zu 10 Gbit/s im Downstream und 6 Gbit/s im Upstream, allerdings ist diese Technologie noch nicht in der Praxis angekommen. Breitbandkabelzugänge bedienen tendenziell weniger Geschäftskunden, da die bestehenden Fernsehkabelnetze eher Wohngebäude versorgen; in Geschäftsgebäuden sind nicht immer Leitungen für Koaxialkabelnetze vorhanden. Da Breitbandkabelteilnehmer dieselbe lokale Leitung nutzen, kann die Kommunikation außerdem von benachbarten Teilnehmern abgehört werden. Kabelnetze bieten regelmäßig Verschlüsselungssysteme für Daten, die zu und von Kunden übertragen werden, aber diese Systeme können vereitelt werden.
Digital Subscriber Line (DSL, ADSL, SDSL und VDSL)
Digital Subscriber Line (DSL)-Dienst bietet eine Verbindung zum Internet über das Telefonnetz. Im Gegensatz zur Einwahl kann DSL über eine einzige Telefonleitung betrieben werden, ohne die normale Nutzung der Telefonleitung für Sprachtelefonate zu verhindern. DSL nutzt die hohen Frequenzen, während die niedrigen (hörbaren) Frequenzen der Leitung für die normale Telefonkommunikation frei bleiben. Diese Frequenzbänder werden nachträglich durch beim Kunden installierte Filter getrennt.
DSL stand ursprünglich für „digital subscriber loop“. Im Telekommunikationsmarketing wird der Begriff „Digital Subscriber Line“ weithin als „Asymmetric Digital Subscriber Line“ (ADSL) verstanden, die am häufigsten installierte Variante von DSL. Der Datendurchsatz von Consumer-DSL-Diensten liegt typischerweise zwischen 256 kbit/s und 20 Mbit/s in Richtung des Kunden (Downstream), abhängig von der DSL-Technologie, den Leitungsbedingungen und der Service-Level-Implementierung. Bei ADSL ist der Datendurchsatz in Upstream-Richtung (d. h. in Richtung zum Dienstanbieter) geringer als in Downstream-Richtung (d. h. zum Kunden), daher die Bezeichnung asymmetrisch. Bei einer symmetrischen digitalen Teilnehmeranschlussleitung (SDSL) sind die Datenraten im Down- und Upstream gleich.
Very-high-bit-rate digital subscriber line (VDSL oder VHDSL, ITU G.993.1) ist ein 2001 verabschiedeter Digital Subscriber Line (DSL)-Standard, der Datenraten bis zu 52 Mbit/s im Downstream und 16 Mbit/s im Upstream über Kupferleitungen und bis zu 85 Mbit/s im Down- und Upstream über Koaxialkabel ermöglicht. VDSL ist in der Lage, Anwendungen wie hochauflösendes Fernsehen sowie Telefondienste (Voice over IP) und allgemeinen Internetzugang über eine einzige physikalische Verbindung zu unterstützen.
VDSL2 (ITU-T G.993.2) ist eine Version der zweiten Generation und eine Erweiterung von VDSL. Sie wurde im Februar 2006 freigegeben und ist in der Lage, Datenraten von mehr als 100 Mbit/s gleichzeitig in Up- und Downstream-Richtung bereitzustellen. Allerdings wird die maximale Datenrate bei einer Reichweite von etwa 300 Metern erreicht und die Leistung nimmt mit zunehmender Entfernung und Schleifendämpfung ab.
DSL RingsEdit
DSL Rings (DSLR) oder Bonded DSL Rings ist eine Ringtopologie, die die DSL-Technologie über bestehende Kupfertelefonleitungen nutzt, um Datenraten von bis zu 400 Mbit/s bereitzustellen.
Fiber to the homeEdit
Fiber-to-the-home (FTTH) ist ein Mitglied der Fiber-to-the-x (FTTx) Familie, die Fiber-to-the-building oder basement (FTTB), Fiber-to-the-premises (FTTP), Fiber-to-the-desk (FTTD), Fiber-to-the-curb (FTTC) und Fiber-to-the-node (FTTN) umfasst. Alle diese Methoden bringen die Daten auf Glasfasern näher an den Endbenutzer. Die Unterschiede zwischen den Methoden haben vor allem damit zu tun, wie nah die Datenübertragung über Glasfaser an den Endbenutzer herankommt. Alle diese Bereitstellungsmethoden ähneln den hybriden Glasfaser-Koaxial-Systemen (HFC), die für den Internetzugang über Kabel verwendet werden.
Die Verwendung von Glasfasern bietet viel höhere Datenraten über relativ lange Strecken. Die meisten Hochleistungs-Internet- und Kabelfernseh-Backbones nutzen bereits Glasfasertechnologie, wobei die Daten für die endgültige Auslieferung an die Kunden auf andere Technologien (DSL, Kabel, POTS) umgeschaltet werden.
Im Jahr 2010 begann Australien mit dem flächendeckenden Ausbau seines Nationalen Breitbandnetzes mit Glasfaserkabeln für 93 Prozent der australischen Haushalte, Schulen und Unternehmen. Das Projekt wurde von der nachfolgenden LNP-Regierung zugunsten eines hybriden FTTN-Designs aufgegeben, das sich als teurer erwies und zu Verzögerungen führte. Ähnliche Bestrebungen gibt es in Italien, Kanada, Indien und vielen anderen Ländern (siehe Fiber to the premises by country).
Powerline InternetEdit
Powerline Internet, auch bekannt als Broadband over power lines (BPL), überträgt Internetdaten auf einer Leitung, die auch für die Stromübertragung genutzt wird. Da bereits eine umfangreiche Stromleitungsinfrastruktur vorhanden ist, kann diese Technologie Menschen in ländlichen und dünn besiedelten Gebieten den Zugang zum Internet mit geringen Kosten für neue Übertragungsgeräte, Kabel oder Leitungen ermöglichen. Die Datenraten sind asymmetrisch und reichen in der Regel von 256 kbit/s bis zu 2,7 Mbit/s.
Da diese Systeme Teile des Funkspektrums nutzen, die anderen drahtlosen Kommunikationsdiensten zugewiesen sind, sind Interferenzen zwischen den Diensten ein limitierender Faktor bei der Einführung von Powerline-Internetsystemen. Der IEEE P1901-Standard legt fest, dass alle Powerline-Protokolle die bestehende Nutzung erkennen und Störungen vermeiden müssen.
Das Powerline-Internet hat sich in Europa schneller entwickelt als in den USA, was auf einen historischen Unterschied in der Designphilosophie von Stromsystemen zurückzuführen ist. Datensignale können die verwendeten Abspanntransformatoren nicht passieren, daher muss an jedem Transformator ein Repeater installiert werden. In den USA versorgt ein Transformator eine kleine Ansammlung von einem bis wenigen Häusern. In Europa ist es eher üblich, dass ein etwas größerer Transformator größere Cluster von 10 bis 100 Häusern versorgt. Daher werden in einer typischen US-Stadt eine Größenordnung mehr Repeater benötigt als in einer vergleichbaren europäischen Stadt.
ATM und Frame RelayEdit
Asynchronous Transfer Mode (ATM) und Frame Relay sind Wide-Area-Networking-Standards, die für den direkten Internetzugang oder als Bausteine anderer Zugangstechnologien verwendet werden können. Beispielsweise verwenden viele DSL-Implementierungen eine ATM-Schicht über der Low-Level-Bitstream-Schicht, um eine Reihe verschiedener Technologien über dieselbe Verbindung zu ermöglichen. Kunden-LANs werden typischerweise mit einem ATM-Switch oder einem Frame-Relay-Knoten verbunden, wobei Standleitungen mit einer Vielzahl von Datenraten verwendet werden.
Obwohl immer noch weit verbreitet, spielen ATM und Frame-Relay mit dem Aufkommen von Ethernet über Glasfaser, MPLS, VPNs und Breitbanddiensten wie Kabelmodem und DSL nicht mehr die herausragende Rolle, die sie einst spielten.
Drahtloser Breitbandzugang
Der drahtlose Breitbandzugang wird sowohl für den festen als auch für den mobilen Internetzugang mit den folgenden Technologien genutzt.
Satelliten-BreitbandEdit
Satelliten-Internetzugang bietet festen, portablen und mobilen Internetzugang. Die Datenraten reichen von 2 kbit/s bis 1 Gbit/s im Downstream und von 2 kbit/s bis 10 Mbit/s im Upstream. In der nördlichen Hemisphäre benötigen Satellitenantennenschüsseln aufgrund der äquatorialen Position aller geostationären Satelliten eine freie Sichtlinie zum südlichen Himmel. In der südlichen Hemisphäre ist diese Situation umgekehrt, und die Schüsseln sind nach Norden ausgerichtet. Der Service kann durch Feuchtigkeit, Regen und Schnee beeinträchtigt werden (bekannt als Regenfading). Das System erfordert eine sorgfältig ausgerichtete Richtantenne.
Satelliten in der geostationären Erdumlaufbahn (GEO) befinden sich in einer festen Position 35.786 km (22.236 Meilen) über dem Erdäquator. Bei Lichtgeschwindigkeit (ca. 300.000 km/s oder 186.000 Meilen pro Sekunde) benötigt ein Funksignal eine Viertelsekunde für den Weg von der Erde zum Satelliten und zurück. Wenn andere Schalt- und Routing-Verzögerungen hinzukommen und die Verzögerungen verdoppelt werden, um eine vollständige Round-Trip-Übertragung zu ermöglichen, kann die Gesamtverzögerung 0,75 bis 1,25 Sekunden betragen. Diese Latenzzeit ist im Vergleich zu anderen Formen des Internetzugangs mit typischen Latenzzeiten von 0,015 bis 0,2 Sekunden sehr hoch. Lange Latenzzeiten wirken sich negativ auf einige Anwendungen aus, die Echtzeitreaktionen erfordern, insbesondere Online-Spiele, Voice over IP und Fernsteuerungsgeräte. TCP-Tuning und TCP-Beschleunigungstechniken können einige dieser Probleme entschärfen. GEO-Satelliten decken die Polarregionen der Erde nicht ab. HughesNet, Exede, AT&T und Dish Network verfügen über GEO-Systeme.
Satelliten in niedriger Erdumlaufbahn (LEO, unter 2000 km oder 1243 Meilen) und mittlerer Erdumlaufbahn (MEO, zwischen 2000 und 35.786 km oder 1.243 und 22.236 Meilen) sind weniger verbreitet, arbeiten in geringerer Höhe und sind in ihrer Position über der Erde nicht fixiert. Niedrigere Flughöhen ermöglichen geringere Latenzen und machen interaktive Echtzeit-Internetanwendungen besser realisierbar. Zu den LEO-Systemen gehören Globalstar und Iridium. Die O3b MEO-Konstellation ist ein System im mittleren Erdorbit mit einer Latenz von 125 ms. COMMStellation™ ist ein LEO-System, dessen Start für 2015 geplant ist und das eine Latenz von nur 7 ms haben soll.
Mobiles Breitband
Mobiles Breitband ist der Marketingbegriff für den drahtlosen Internetzugang, der über Mobilfunktürme an Computer geliefert wird, Mobiltelefone (in Nordamerika und Südafrika „cell phones“ genannt, in Asien „hand phones“) und andere digitale Geräte mit tragbaren Modems. Einige Mobilfunkdienste ermöglichen es, mehr als ein Gerät über eine einzige Mobilfunkverbindung mit dem Internet zu verbinden, was als Tethering bezeichnet wird. Das Modem kann in Laptops, Tablets, Mobiltelefonen und anderen Geräten eingebaut sein, zu einigen Geräten mit PC-Karten, USB-Modems und USB-Sticks oder Dongles hinzugefügt werden, oder es können separate Funkmodems verwendet werden.
Neue Mobilfunktechnologie und -infrastruktur wird in regelmäßigen Abständen eingeführt und beinhaltet in der Regel eine Änderung der grundlegenden Art des Dienstes, nicht rückwärtskompatible Übertragungstechnologie, höhere Spitzendatenraten, neue Frequenzbänder, breitere Kanalfrequenzbandbreite in Hertz wird verfügbar. Diese Übergänge werden als Generationen bezeichnet. Die ersten mobilen Datendienste wurden mit der zweiten Generation (2G) verfügbar.
| Speeds in kbit/s | unten und oben | |
|---|---|---|
| – GSM CSD | 9.6 kbit/s | |
| – CDPD | bis zu 19,2 kbit/s | |
| – GSM GPRS (2.5G) | 56 bis 115 kbit/s | |
| – GSM EDGE (2.75G) | bis zu 237 kbit/s | |
| Speeds in Mbit/s | unten | oben |
|---|---|---|
| – UMTS W-CDMA | 0.4 Mbps | |
| – UMTS HSPA | 14.4 | 5.8 |
| – UMTS TDD | 16 Mbit/s | |
| – CDMA2000 1xRTT | 0.3 | 0.15 |
| – CDMA2000 EV-DO | 2.5-4.9 | 0.15-1.8 |
| – GSM EDGE-Evolution | 1.6 | 0.5 |
| Geschwindigkeiten in Mbit/s | down | oben | |
|---|---|---|---|
| – | HSPA+ | 21-672 | 5.8-168 |
| – | Mobile WiMAX (802.16) | 37-365 | 17-376 |
| – | LTE | 100-300 | 50-75 |
| – | LTE-Advanced: | ||
| – bewegt sich mit höheren Geschwindigkeiten | 100 Mbit/s | ||
| – nicht oder mit geringeren Geschwindigkeiten | bis zu 1000 Mbit/s | ||
| – | MBWA (802.20) | 80 Mbit/s | |
Der Download- (zum Benutzer) und Upload- (zum Internet) Datenraten, die oben angegeben sind, sind Spitzen- oder Maximalraten und Endbenutzer werden typischerweise niedrigere Datenraten erfahren.
WiMAX wurde ursprünglich für die Bereitstellung von drahtlosen Festnetzdiensten entwickelt und im Jahr 2005 um drahtlose Mobilität erweitert. CDPD, CDMA2000 EV-DO und MBWA werden nicht mehr aktiv entwickelt.
Im Jahr 2011 lebten 90 % der Weltbevölkerung in Gebieten mit 2G-Abdeckung, während 45 % in Gebieten mit 2G- und 3G-Abdeckung lebten.
WiMAXEdit
Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) ist eine Reihe von interoperablen Implementierungen der IEEE 802.16-Familie von drahtlosen Netzwerkstandards, die vom WiMAX-Forum zertifiziert wurden. WiMAX ermöglicht „die Bereitstellung eines drahtlosen Breitbandzugangs auf der letzten Meile als Alternative zu Kabel und DSL“. Der ursprüngliche IEEE 802.16-Standard, jetzt „Fixed WiMAX“ genannt, wurde 2001 veröffentlicht und bot Datenraten von 30 bis 40 Megabit pro Sekunde. Die Unterstützung von Mobilität wurde 2005 hinzugefügt. Ein Update von 2011 bietet Datenraten von bis zu 1 Gbit/s für Feststationen. WiMax bietet ein Metropolitan Area Network mit einem Signalradius von ca. 50 km (30 Meilen) und übertrifft damit bei weitem die 30 Meter (100 Fuß) Funkreichweite eines herkömmlichen Wi-Fi Local Area Network (LAN). Außerdem durchdringen WiMAX-Signale Gebäudewände viel effektiver als Wi-Fi.
Wireless ISPEdit
Wireless Internet Service Provider (WISPs) arbeiten unabhängig von Mobilfunkbetreibern. WISPs verwenden in der Regel kostengünstige IEEE 802.11 Wi-Fi-Funksysteme, um entfernte Standorte über große Entfernungen zu verbinden (Long-range Wi-Fi), können aber auch andere Funksysteme mit höherer Leistung verwenden.
WI-FI Reichweitendiagramm
Traditioneller 802.11a/b/g/n/ac ist ein unlizenzierter omnidirektionaler Dienst, der für eine Reichweite von 100 bis 150 m ausgelegt ist. Durch die Fokussierung des Funksignals mit einer Richtantenne (sofern die Vorschriften dies zulassen) kann 802.11 über eine Entfernung von vielen Kilometern zuverlässig funktionieren, obwohl die Sichtlinienanforderungen der Technologie die Konnektivität in Gebieten mit hügeligem oder stark bewachsenem Terrain erschweren. Darüber hinaus bestehen im Vergleich zu drahtgebundenen Verbindungen Sicherheitsrisiken (es sei denn, es sind robuste Sicherheitsprotokolle aktiviert); die Datenraten sind in der Regel langsamer (2 bis 50 Mal langsamer); und das Netzwerk kann aufgrund von Störungen durch andere drahtlose Geräte und Netzwerke, Wetter und Sichtlinienproblemen weniger stabil sein.
Mit der zunehmenden Beliebtheit von nicht miteinander verbundenen Verbrauchergeräten, die im gleichen 2,4-GHz-Band betrieben werden, sind viele Anbieter auf das 5-GHz-ISM-Band]] umgestiegen. Wenn der Dienstanbieter die erforderliche Frequenzlizenz besitzt, könnte er auch verschiedene Marken von Wi-Fi-Hardware von der Stange so umkonfigurieren, dass sie auf dem eigenen Band anstelle der überfüllten unlizenzierten Bänder arbeitet. Die Verwendung höherer Frequenzen bringt verschiedene Vorteile mit sich:
- Normalerweise erlauben die Regulierungsbehörden mehr Leistung und die Verwendung von (besser-) gerichteten Antennen,
- es gibt viel mehr Bandbreite, die gemeinsam genutzt werden kann, was sowohl einen besseren Durchsatz als auch eine verbesserte Koexistenz ermöglicht,
- es gibt weniger Verbrauchergeräte, die über 5 GHz arbeiten als auf 2.4 GHz, so dass weniger Störer vorhanden sind,
- die kürzeren Wellenlängen breiten sich viel schlechter durch Wände und andere Strukturen aus, so dass viel weniger Störungen außerhalb der Häuser der Verbraucher durchsickern.
Eigene Technologien wie Motorola Canopy & Expedience können von einem WISP verwendet werden, um drahtlosen Zugang zu ländlichen und anderen Märkten anzubieten, die mit Wi-Fi oder WiMAX schwer zu erreichen sind. Es gibt eine Reihe von Unternehmen, die diesen Dienst anbieten.
Local Multipoint Distribution ServiceEdit
Local Multipoint Distribution Service (LMDS) ist eine drahtlose Breitband-Zugangstechnologie, die Mikrowellensignale verwendet, die zwischen 26 GHz und 29 GHz arbeiten. Ursprünglich für die digitale Fernsehübertragung (DTV) entwickelt, ist sie als feste drahtlose Punkt-zu-Mehrpunkt-Technologie für den Einsatz auf der letzten Meile konzipiert. Die Datenraten reichen von 64 kbit/s bis 155 Mbit/s. Die Entfernung ist typischerweise auf ca. 2,4 km (1,5 Meilen) begrenzt, unter Umständen sind aber auch Verbindungen von bis zu 8 km (5 Meilen) von der Basisstation möglich.
LMDS wurde sowohl im technologischen als auch im kommerziellen Potenzial von den Standards LTE und WiMAX übertroffen.
Hybrid Access NetworksEdit
In einigen Regionen, insbesondere in ländlichen Gebieten, macht es die Länge der Kupferleitungen den Netzbetreibern schwer, Dienste mit hohen Bandbreiten anzubieten. Eine Alternative ist die Kombination eines festen Zugangsnetzes, typischerweise XDSL, mit einem drahtlosen Netz, typischerweise LTE. Das Broadband Forum hat eine Architektur für solche Hybrid Access Networks standardisiert.
Nicht-kommerzielle Alternativen zur Nutzung von Internet-Diensten
Grassroots-Bewegungen für drahtlose NetzwerkeBearbeiten
Das Aufstellen mehrerer benachbarter Wi-Fi-Zugangspunkte wird manchmal verwendet, um stadtweite drahtlose Netzwerke zu schaffen. Es wird in der Regel von der lokalen Gemeinde bei kommerziellen WISPs in Auftrag gegeben.
Grassroots-Bemühungen haben auch zu drahtlosen Community-Netzwerken geführt, die in zahlreichen Ländern, sowohl in Entwicklungsländern als auch in Industrieländern, weit verbreitet sind. Ländliche Wireless-ISP-Installationen sind typischerweise nicht kommerziell, sondern ein Flickenteppich von Systemen, die von Hobbyisten aufgebaut werden, die Antennen auf Funkmasten und Türmen, landwirtschaftlichen Lagersilos, sehr hohen Bäumen oder anderen hohen Objekten montieren.
Wo die Regulierung des Funkspektrums nicht gemeinschaftsfreundlich ist, die Kanäle überfüllt sind oder wenn sich die Anwohner die Geräte nicht leisten können, kann auf ähnliche Weise auch optische Freiraumkommunikation für die Punkt-zu-Punkt-Übertragung in der Luft (statt in Glasfaserkabeln) eingesetzt werden.
PaketfunkBearbeiten
Paketfunk verbindet Computer oder ganze Netzwerke, die von Funkamateuren betrieben werden, mit der Möglichkeit, auf das Internet zuzugreifen. Beachten Sie, dass der Internetzugang und der E-Mail-Verkehr nach den gesetzlichen Bestimmungen der HAM-Lizenz nur für Hardware-Amateure möglich ist.
SneakernetEdit
Der Begriff, eine augenzwinkernde Anspielung auf net(work) wie in Internet oder Ethernet, bezieht sich auf das Tragen von Turnschuhen als Transportmechanismus für die Daten.
Für diejenigen, die zu Hause keinen Zugang zu Breitband haben oder es sich nicht leisten können, erfolgt das Herunterladen großer Dateien und die Verbreitung von Informationen durch die Übertragung über Arbeitsplatz- oder Bibliotheksnetzwerke, die per Sneakernet nach Hause genommen und mit den Nachbarn geteilt werden. Das kubanische El Paquete Semanal ist ein organisiertes Beispiel dafür.
Es gibt verschiedene dezentrale, verzögerungstolerante Peer-to-Peer-Anwendungen, die darauf abzielen, dies vollständig zu automatisieren, indem sie jede verfügbare Schnittstelle nutzen, einschließlich sowohl drahtloser (Bluetooth, Wi-Fi-Mesh, P2P oder Hotspots) als auch physisch angeschlossener (USB-Speicher, Ethernet usw.).
Sneakernet kann auch in Verbindung mit der Datenübertragung über Computernetzwerke verwendet werden, um die Datensicherheit oder den Gesamtdurchsatz für Big-Data-Anwendungsfälle zu erhöhen. Die Innovation in diesem Bereich geht bis heute weiter, zum Beispiel hat AWS vor kurzem Snowball angekündigt, und die Verarbeitung von Massendaten wird auch von vielen Forschungsinstituten und Regierungsbehörden auf ähnliche Weise durchgeführt.