Letzte Meile – Wikipedia

Ausdruck, der sich auf den letzten Abschnitt der Netzwerkbereitstellung bezieht

Das letzte Meile oder letzter Kilometer ist ein in der Telekommunikations-, Kabelfernseh- und Internetbranche weit verbreiteter Ausdruck, der sich auf den letzten Abschnitt der Telekommunikationsnetze bezieht, die Telekommunikationsdienste für Endbenutzer (Kunden) im Einzelhandel bereitstellen. Genauer gesagt, die letzte Meile beschreibt den Teil der Telekommunikationsnetzkette, der die Räumlichkeiten des Endbenutzers physisch erreicht. Beispiele sind die Kupferdraht-Teilnehmerleitungen, die Festnetztelefone mit der lokalen Telefonvermittlung verbinden. Der Koaxialkabeldienst überträgt die Übertragung von Kabelfernsehsignalen von Strommasten zu den Häusern der Teilnehmer und zu Mobilfunkmasten, die lokale Mobiltelefone mit dem Mobilfunknetz verbinden. Das Wort “Meile” wird metaphorisch verwendet; Die Länge der letzten Meilenverbindung kann mehr oder weniger als eine Meile betragen. Da die letzte Meile eines Netzwerks an den Benutzer umgekehrt die erste Meile von den Räumlichkeiten des Benutzers nach außen ist, wenn der Benutzer Daten sendet, wird der Begriff verwendet erste Meile wird auch alternativ verwendet.

Die letzte Meile ist normalerweise der Geschwindigkeitsengpass in Kommunikationsnetzen. Die Bandbreite begrenzt effektiv die Datenmenge, die an den Kunden geliefert werden kann. Dies liegt daran, dass Telekommunikationsnetze für den Einzelhandel die Topologie “Bäume” aufweisen und relativ wenige “Trunk” -Kommunikationskanäle mit hoher Kapazität verzweigen, um viele “Zweige” der letzten Meile zu versorgen. Die letzten Meilenverbindungen, die der zahlreichste und damit teuerste Teil des Systems sind und mit einer Vielzahl von Benutzergeräten verbunden werden müssen, sind am schwierigsten auf neue Technologien zu aktualisieren. Zum Beispiel bestehen Telefonleitungen, die Anrufe zwischen Vermittlungsstellen führen, aus modernen Glasfasern, aber die letzte Meile sind typischerweise Twisted-Pair-Drähte, eine Technologie, die seit der ursprünglichen Verlegung von Kupfer-Telefonkabeln seit über einem Jahrhundert im Wesentlichen unverändert geblieben ist.

Um die Probleme zu lösen oder zumindest zu mildern, die mit dem Versuch verbunden sind, auf der letzten Meile verbesserte Dienste bereitzustellen, mischen einige Unternehmen seit Jahrzehnten Netzwerke. Ein Beispiel ist der feste drahtlose Zugang, bei dem ein drahtloses Netzwerk anstelle von Kabeln verwendet wird, um ein stationäres Terminal mit dem drahtgebundenen Netzwerk zu verbinden. Es werden verschiedene Lösungen entwickelt, die als Alternative zur letzten Meile der üblichen etablierten lokalen Vermittlungsstellen angesehen werden. Dazu gehören WiMAX und Breitband über Stromleitungen.

In den letzten Jahren hat die Verwendung des Begriffs “letzte Meile” außerhalb der Kommunikationsbranche zugenommen und umfasst auch andere Vertriebsnetze, die Waren an Kunden liefern, wie z. B. Rohre, die Wasser und Erdgas an Kundenstandorte liefern, und die letzten Poststrecken und Paketzustelldienste.^[1]

Der Begriff wurde auch verwendet, um Anbieter von Bildung und Ausbildung zu beschreiben, die Einzelpersonen enger mit Beschäftigungsmöglichkeiten verbinden.^[2][3]

Bestehende Probleme mit dem Liefersystem[edit]

Schematische Darstellung der Baumtopologie von Einzelhandelsvertriebsnetzen. Die “letzte Meile” -Links werden durch die feinen Linien unten dargestellt.

Die weltweit steigende Nachfrage nach schneller, latenzarmer und volumenstarker Kommunikation von Informationen an Haushalte und Unternehmen hat die wirtschaftliche Verteilung und Bereitstellung von Informationen immer wichtiger gemacht. Mit der Eskalation der Nachfrage, insbesondere aufgrund der weit verbreiteten Einführung des Internets, ist auch die Notwendigkeit eines wirtschaftlichen Hochgeschwindigkeitszugangs für Endbenutzer an Millionen von Standorten gestiegen.

Da sich die Anforderungen geändert haben, haben sich die vorhandenen Systeme und Netzwerke, die ursprünglich zu diesem Zweck in Betrieb genommen wurden, als unzureichend erwiesen. Obwohl eine Reihe von Ansätzen ausprobiert wurden, ist bis heute keine eindeutige Lösung für das Problem der letzten Meile entstanden.

Wie durch Shannons Gleichung für die Kanalinformationskapazität ausgedrückt, legt die Allgegenwart von Rauschen in Informationssystemen eine minimale Anforderung an das Signal-Rausch-Verhältnis (verkürzt als S / N) in einem Kanal fest, selbst wenn eine ausreichende spektrale Bandbreite verfügbar ist. Da das Integral der Informationsübertragungsrate in Bezug auf die Zeit die Informationsmenge ist, führt diese Anforderung zu einer entsprechenden minimalen Energie pro Bit. Das Problem des Sendens einer bestimmten Informationsmenge über einen Kanal kann daher im Hinblick auf das Senden einer ausreichenden Informationstragendenergie (ICE) gesehen werden.^{[citation needed]} Aus diesem Grund ist das Konzept eines ICE-Rohrs oder einer ICE-Leitung für die Untersuchung bestehender Systeme relevant und nützlich.

Die Verteilung von Informationen an eine große Anzahl weit voneinander getrennter Endbenutzer kann mit der Verteilung vieler anderer Ressourcen verglichen werden. Einige bekannte Analogien sind:

Alle diese haben gemeinsame Leitungen, die eine relativ kleine Menge einer Ressource in kurzer Entfernung zu einer sehr großen Anzahl physikalisch getrennter Endpunkte transportieren. Ebenfalls üblich sind Leitungen, die einen voluminöseren Fluss unterstützen und viele einzelne Abschnitte über viel größere Entfernungen kombinieren und transportieren. Die kürzeren Leitungen mit geringerem Volumen, die einzeln nur einen oder einen kleinen Teil der Endpunkte bedienen, haben möglicherweise eine weitaus größere kombinierte Länge als die Leitungen mit größerer Kapazität. Diese allgemeinen Attribute werden rechts angezeigt.

Kosten und Effizienz[edit]

Gemeinsam ist den Leitungen mit hoher Kapazität in diesen Systemen tendenziell auch die Fähigkeit gemeinsam, die Ressource über große Entfernungen effizient zu übertragen. Nur ein kleiner Teil der übertragenen Ressource wird verschwendet, geht verloren oder wird fehlgeleitet. Das Gleiche kann nicht unbedingt für Leitungen mit geringerer Kapazität gesagt werden.

Ein Grund hat mit der Effizienz der Skalierung zu tun. Bei Conduits, die sich näher am Endpunkt oder Endbenutzer befinden, werden sie nicht einzeln von so vielen Benutzern unterstützt. Obwohl sie kleiner sind, hat jede den Aufwand einer “Installation”, die einen geeigneten Pfad erhält und aufrechterhält, über den die Ressource fließen kann. Die Mittel und Ressourcen, die diese kleineren Leitungen unterstützen, stammen in der Regel aus der unmittelbaren Umgebung.

Dies kann den Vorteil eines “Small-Government-Modells” haben. Das heißt, das Management und die Ressourcen für diese Conduits werden von lokalen Einheiten bereitgestellt und können daher optimiert werden, um die besten Lösungen in der unmittelbaren Umgebung zu erzielen und auch die lokalen Ressourcen optimal zu nutzen. Die im Vergleich zu den Übertragungskapazitäten geringeren Betriebseffizienzen und relativ höheren Installationskosten können jedoch dazu führen, dass diese kleineren Leitungen insgesamt der teuerste und schwierigste Teil des gesamten Verteilungssystems sind.

Diese Merkmale wurden bei der Geburt, dem Wachstum und der Finanzierung des Internets gezeigt. Die früheste Kommunikation zwischen Computern erfolgte in der Regel über direkte drahtgebundene Verbindungen zwischen einzelnen Computern. Diese entwickelten sich zu Clustern kleiner lokaler Netzwerke (LAN). Die TCP / IP-Protokollsuite entstand aus der Notwendigkeit heraus, mehrere dieser LANs miteinander zu verbinden, insbesondere im Zusammenhang mit gemeinsamen Projekten des US-Verteidigungsministeriums, der Industrie und einiger akademischer Institutionen.

ARPANET wurde ins Leben gerufen, um diese Interessen zu fördern. Die TCP / IP-Protokolle ermöglichten nicht nur mehreren Computern und Benutzern die gemeinsame Nutzung einer gemeinsamen Inter-LAN-Verbindung, sondern auch eine standardisierte Möglichkeit für unterschiedliche Computer und Betriebssysteme, Informationen über dieses Inter-Netzwerk auszutauschen. Die Finanzierung und Unterstützung für die Verbindungen zwischen LANs könnte auf ein oder sogar mehrere LANs verteilt sein.

Als jedes neue LAN oder Subnetz hinzugefügt wurde, hatten die Bestandteile des neuen Subnetzes Zugriff auf das größere Netzwerk. Gleichzeitig ermöglichte das neue Subnetz den Zugriff auf alle Netzwerke, mit denen es bereits vernetzt war. So wurde das Wachstum zu einem sich gegenseitig einschließenden oder “Win-Win” -Ereignis.

Skaleneffekte[edit]

Im Allgemeinen macht eine Skaleneffizienz eine Kapazitätserhöhung einer Leitung weniger teuer, wenn die Kapazität erhöht wird. Mit der Erstellung eines Conduits ist ein Overhead verbunden. Dieser Overhead wird nicht wiederholt, da die Kapazität im Rahmen des Potenzials der verwendeten Technologie erhöht wird.

Da das Internet an Größe zugenommen hat und sich die Anzahl der Benutzer alle achtzehn Monate nach einigen Schätzungen verdoppelt hat, hat die Skaleneffizienz dazu geführt, dass immer größere Informationsleitungen die Backbone-Verbindungen mit der größten Entfernung und der höchsten Kapazität bereitstellen. In den letzten Jahren hat die Kapazität der Glasfaserkommunikation, unterstützt von einer unterstützenden Industrie, zu einer Erweiterung der Rohkapazität geführt, so dass in den Vereinigten Staaten eine große Menge installierter Glasfaserinfrastruktur nicht genutzt wird, da dies derzeit der Fall ist Überkapazität “dunkle Faser”.

Diese überschüssige Backbone-Kapazität besteht trotz des Trends, die Datenraten pro Benutzer und die Gesamtdatenmenge zu erhöhen. Anfangs waren nur die Inter-LAN-Verbindungen mit hoher Geschwindigkeit. Endbenutzer verwendeten vorhandene Telefonleitungen und Modems, die Datenraten von nur einigen hundert Bit / s erreichen konnten. Jetzt haben fast alle Endbenutzer Zugriff auf das 100-fache oder mehr dieser frühen Tarife.

Wirtschaftlicher Informationstransfer[edit]

Bevor die Merkmale der vorhandenen Mechanismen zur Bereitstellung von Informationen auf der letzten Meile betrachtet werden, ist es wichtig, weiter zu untersuchen, wie Informationsleitungen effektiv sind. Wie das Shannon-Hartley-Theorem zeigt, bestimmt die Kombination aus Bandbreite und Signal-Rausch-Verhältnis die maximale Informationsrate eines Kanals. Das Produkt aus durchschnittlicher Informationsrate und Zeit ergibt eine vollständige Informationsübertragung. Bei Vorhandensein von Rauschen entspricht dies einer gewissen Menge an übertragener informationstragender Energie (ICE). Daher kann die Wirtschaftlichkeit des Informationstransfers im Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit des ICE-Transfers betrachtet werden.

Effektive Last-Mile-Conduits müssen:

1. Liefern Sie die Signalleistung S – (muss eine ausreichende Signalleistung haben).
2. Erleben Sie einen geringen Verlust (geringes Auftreten der Umwandlung in unbrauchbare Energieformen).
3. Unterstützt eine große Übertragungsbandbreite.
4. Liefern Sie ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) – niedrige Leistung für unerwünschte Signale (Rauschen), N.
5. Stellen Sie nomadische Konnektivität bereit.

Zusätzlich zu diesen Faktoren muss jeder Benutzer eine gute Lösung für das Problem der letzten Meile bieten:

1. Hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit.
2. Geringe Wartezeit; Die Latenz muss im Vergleich zu den erforderlichen Interaktionszeiten gering sein.
3. Hohe Kapazität pro Benutzer.
   1. Ein Conduit, das von mehreren Endbenutzern gemeinsam genutzt wird, muss eine entsprechend höhere Kapazität bereitstellen, um jeden einzelnen Benutzer ordnungsgemäß zu unterstützen. Dies muss für die Informationsübertragung in jede Richtung zutreffen.
   2. Bezahlbarkeit; geeignete Kapazitäten müssen finanziell tragfähig sein.

Bestehende Last-Mile-Liefersysteme[edit]

Kabelgebundene Systeme (einschließlich Glasfaser)[edit]

Kabelgebundene Systeme bieten geführte Leitungen für Information Carrying Energy (ICE). Sie alle haben einen gewissen Grad an Abschirmung, wodurch ihre Anfälligkeit für externe Geräuschquellen begrenzt wird. Diese Übertragungsleitungen weisen Verluste auf, die proportional zur Länge sind. Ohne die Hinzufügung einer periodischen Verstärkung gibt es eine maximale Länge, ab der alle diese Systeme kein angemessenes S / N-Verhältnis liefern, um den Informationsfluss zu unterstützen. Dielektrische optische Fasersysteme unterstützen einen stärkeren Fluss bei höheren Kosten.

Lokale Netzwerke (LAN)[edit]

Herkömmliche kabelgebundene lokale Netzwerksysteme erfordern ein Kupferkoaxialkabel oder ein Twisted Pair, das zwischen oder zwischen zwei oder mehr Knoten im Netzwerk verlegt wird. Gängige Systeme arbeiten mit 100 Mbit / s, und neuere Systeme unterstützen auch 1000 Mbit / s oder mehr. Während die Länge durch Kollisionserkennungs- und Vermeidungsanforderungen begrenzt sein kann, definieren Signalverlust und Reflexionen über diese Linien auch einen maximalen Abstand. Die Abnahme der Informationskapazität, die einem einzelnen Benutzer zur Verfügung gestellt wird, ist ungefähr proportional zur Anzahl der Benutzer, die sich ein LAN teilen.

Telefon[edit]

Im späten 20. Jahrhundert erhöhten Verbesserungen bei der Verwendung bestehender Kupfer-Telefonleitungen ihre Fähigkeiten, wenn die maximale Leitungslänge kontrolliert wurde. Mit Unterstützung für eine höhere Übertragungsbandbreite und eine verbesserte Modulation haben diese digitalen Teilnehmerleitungsschemata im Vergleich zu den vorherigen Sprachbandsystemen eine 20- bis 50-fach erhöhte Fähigkeit. Diese Methoden basieren nicht auf der Änderung der grundlegenden physikalischen Eigenschaften und Einschränkungen des Mediums, die sich, abgesehen von der Einführung von verdrillten Paaren, heute nicht mehr unterscheiden als bei der Eröffnung der ersten Telefonzentrale im Jahr 1877 durch die Bell Telephone Company.^[4]

Die Geschichte und lange Lebensdauer der kupferbasierten Kommunikationsinfrastruktur ist sowohl ein Beweis für die Fähigkeit, durch technologische Innovation neuen Wert aus einfachen Konzepten zu ziehen – als auch eine Warnung, dass die kupferne Kommunikationsinfrastruktur allmählich sinkende Renditen für weitere Investitionen bietet.^[4] Eine der größten Kosten im Zusammenhang mit der Aufrechterhaltung einer alternden Kupferinfrastruktur sind jedoch die Kosten für LKW-Rollen^[5] – Entsendung von Ingenieuren zum physischen Testen, Reparieren, Ersetzen und Bereitstellen neuer Kupferverbindungen. Diese Kosten sind besonders hoch, wenn ländliche Breitbanddienste über Kupfer bereitgestellt werden.^[6] Neue Technologien wie G.Fast und VDSL2 bieten tragfähige Hochgeschwindigkeitslösungen für die ländliche Breitbandversorgung über vorhandenes Kupfer. Vor diesem Hintergrund haben viele Unternehmen automatisierte Querverbindungen (kabinettbasierte automatisierte Verteiler) entwickelt, um die Unsicherheit und die Kosten zu beseitigen, die mit der Aufrechterhaltung von Breitbanddiensten über vorhandenem Kupfer verbunden sind. Diese Systeme enthalten normalerweise eine Form der automatisierten Vermittlung und einige Testfunktionen, die einen ISP ermöglichen Vertreter, um Vorgänge abzuschließen, für die zuvor ein Besuch vor Ort (LKW-Rolle) von der Zentrale über eine Webschnittstelle erforderlich war.^[7] In vielen Ländern ist die letzte Meile, die Festnetztelefonkunden mit der lokalen Telefonvermittlung verbindet, häufig eine ISDN30, die 30 gleichzeitige Telefonanrufe führen kann.

CATV[edit]

Gemeinschaftsantennenfernsehsysteme, auch als Kabelfernsehen bekannt, wurden erweitert, um eine bidirektionale Kommunikation über vorhandene physische Kabel zu ermöglichen. Es handelt sich jedoch von Natur aus um gemeinsam genutzte Systeme, und das für den umgekehrten Informationsfluss und das erreichbare Rauschabstand verfügbare Spektrum ist begrenzt. Wie bei der anfänglichen unidirektionalen TV-Kommunikation wird der Kabelverlust durch die Verwendung von periodischen Verstärkern innerhalb des Systems verringert. Diese Faktoren legen eine Obergrenze für die Informationskapazität pro Benutzer fest, insbesondere wenn sich viele Benutzer einen gemeinsamen Abschnitt des Kabel- oder Zugangsnetzwerks teilen.

Glasfaser[edit]

Fiber bietet eine hohe Informationskapazität und wurde nach der Wende des 21. Jahrhunderts zum Einsatzmedium der Wahl (“Fiber to the x“) aufgrund seiner Skalierbarkeit angesichts der steigenden Bandbreitenanforderungen moderner Anwendungen.

Laut Richard Lynch, Executive Vice President und Chief Technology Officer des Telekommunikationsgiganten Verizon, hat sich das Unternehmen im Jahr 2004 in Richtung einer Anwendung mit weitaus höherer Bandbreite bewegt, da die Verbraucher alles, was Breitband zu bieten hat, liebten und eifrig so viel verschlang, wie sie nur konnten. einschließlich benutzergenerierter Inhalte in beide Richtungen. Kupfer- und Koaxialnetze würden diese Anforderungen nicht erfüllen, was Verizons aggressiven Schritt in Richtung Glasfaser über FiOS auslöste.^[8]

Fiber ist eine zukunftssichere Technologie, die die Anforderungen der heutigen Benutzer erfüllt, aber im Gegensatz zu anderen kupferbasierten und drahtlosen Last-Mile-Medien auch über Jahre hinweg die Kapazität bietet, indem die Endpunktoptik und -elektronik ohne Änderung der Faser verbessert werden Infrastruktur. Die Glasfaser selbst wird auf einer vorhandenen Mast- oder Leitungsinfrastruktur installiert, und der größte Teil der Kosten entfällt auf Arbeitskräfte. Dies bietet gute regionale wirtschaftliche Impulse in der Bereitstellungsphase und bildet eine wichtige Grundlage für den künftigen regionalen Handel.

Feste Kupferleitungen wurden aufgrund des Kupferwerts gestohlen, aber optische Fasern sind unattraktive Ziele. Optische Fasern können nicht in etwas anderes umgewandelt werden, während Kupfer ohne Verlust recycelt werden kann.

Drahtlose Liefersysteme[edit]

Mobile CDN prägte den Begriff ‘mobile Meile ‘ Kategorisieren der Last-Mile-Verbindung, wenn ein drahtloses System verwendet wird, um den Kunden zu erreichen. Im Gegensatz zu drahtgebundenen Liefersystemen verwenden drahtlose Systeme ungelenkte Wellen, um ICE zu übertragen. Sie alle neigen dazu, ungeschirmt zu sein und sind anfälliger für unerwünschte Signal- und Rauschquellen.

Da diese Wellen nicht geführt werden, sondern divergieren, werden diese Systeme im freien Raum nach einem Gesetz des umgekehrten Quadrats gedämpft, das umgekehrt proportional zum Quadrat im Abstand ist. Die Verluste nehmen daher mit zunehmender Länge langsamer zu als bei verdrahteten Systemen, deren Verlust exponentiell zunimmt. In einer Umgebung mit freiem Speicherplatz sind die Verluste in einem drahtlosen System über eine bestimmte Länge hinaus geringer als in einem drahtgebundenen System.

In der Praxis kann das Vorhandensein von Atmosphäre und insbesondere von Hindernissen, die durch Gelände, Gebäude und Laub verursacht werden, den Verlust über dem Wert des freien Raums erheblich erhöhen. Reflexion, Brechung und Beugung von Wellen können auch ihre Transmissionseigenschaften verändern und erfordern spezielle Systeme, um die damit verbundenen Verzerrungen auszugleichen.

Drahtlose Systeme haben gegenüber drahtgebundenen Systemen in Last-Mile-Anwendungen den Vorteil, dass keine Leitungen installiert werden müssen. Sie haben jedoch auch den Nachteil, dass sie aufgrund ihrer ungeleiteten Natur anfälliger für unerwünschte Störungen und Signale sind. Die spektrale Wiederverwendung kann daher begrenzt werden.

Lichtwellen und Freiraumoptik[edit]

Sichtbare und infrarote Lichtwellen sind viel kürzer als Hochfrequenzwellen. Ihre Verwendung zur Datenübertragung wird als optische Freiraumkommunikation bezeichnet. Da Lichtwellen kurz sind, können sie mit einer kleinen Linse / Antenne fokussiert oder kollimiert werden, und zwar in viel höherem Maße als Radiowellen. Somit kann eine Empfangsvorrichtung einen größeren Teil des gesendeten Signals wiederherstellen.

Aufgrund der hohen Frequenz kann auch eine hohe Datenübertragungsrate verfügbar sein. In praktischen Umgebungen auf der letzten Meile können Hindernisse und die Ablenkung dieser Strahlen sowie die Absorption durch Elemente der Atmosphäre, einschließlich Nebel und Regen, insbesondere über längere Wege, ihre Verwendung für die drahtlose Kommunikation auf der letzten Meile stark einschränken. Längere (rötere) Wellen sind weniger behindert, können jedoch niedrigere Datenraten aufweisen. Siehe RONJA.

Radiowellen[edit]

Radiofrequenzen (RF) von niedrigen Frequenzen durch den Mikrowellenbereich haben Wellenlängen, die viel länger sind als sichtbares Licht. Dies bedeutet zwar, dass es nicht möglich ist, die Strahlen annähernd so stark wie bei Licht zu fokussieren, bedeutet jedoch auch, dass die Apertur oder der “Erfassungsbereich” selbst der einfachsten Rundstrahlantenne in einem realisierbaren optischen System erheblich größer ist als die einer Linse . Diese Eigenschaft führt zu einer stark erhöhten Dämpfung oder einem “Pfadverlust” für Systeme, die nicht stark gerichtet sind.

Tatsächlich ist der Begriff Pfadverlust eine Art Fehlbezeichnung, da auf einem Freiraumpfad keine Energie verloren geht. Vielmehr wird es lediglich nicht von der Empfangsantenne empfangen. Die scheinbare Verringerung der Transmission mit zunehmender Frequenz ist ein Artefakt der Änderung der Apertur eines bestimmten Antennentyps.

In Bezug auf das Problem der letzten Meile haben diese längeren Wellenlängen einen Vorteil gegenüber Lichtwellen, wenn omnidirektionale oder sektorale Übertragungen berücksichtigt werden. Die größere Apertur von Funkantennen führt zu viel größeren Signalpegeln für eine gegebene Weglänge und daher zu einer höheren Informationskapazität. Andererseits können die niedrigeren Trägerfrequenzen die hohen Informationsbandbreiten nicht unterstützen, die nach Shannons Gleichung erforderlich sind, wenn die praktischen Grenzen von S / N erreicht wurden.

Aus den oben genannten Gründen sind drahtlose Funksysteme optimal für Broadcast-Kommunikationen mit geringerer Informationskapazität, die über längere Wege bereitgestellt werden. Für eine hohe Informationskapazität und eine hohe Richtwirkung von Punkt zu Punkt über kurze Entfernungen sind drahtlose Lichtwellensysteme am nützlichsten.

Einweg- (Rundfunk-) Radio- und Fernsehkommunikation[edit]

In der Vergangenheit haben die meisten Sendungen mit hoher Informationskapazität niedrigere Frequenzen verwendet, im Allgemeinen nicht höher als die UHF-Fernsehregion, wobei das Fernsehen selbst ein Paradebeispiel ist. Das terrestrische Fernsehen war im Allgemeinen auf den Bereich über 50 MHz beschränkt, in dem eine ausreichende Informationsbandbreite verfügbar ist, und unter 1.000 MHz aufgrund von Problemen, die mit einem erhöhten Pfadverlust verbunden sind, wie oben erwähnt.

Zweiwege-Funkkommunikation[edit]

Zweiwege-Kommunikationssysteme waren hauptsächlich auf Anwendungen mit geringerer Informationskapazität beschränkt, wie z. B. Audio, Fax oder Funktyp. Systeme mit höherer Kapazität, wie z. B. Zweiwege-Videokommunikation oder terrestrische Mikrowellentelefon- und Datenleitungen, waren größtenteils auf UHF oder Mikrowelle und auf Punkt-Punkt-Pfade beschränkt.

Systeme mit höherer Kapazität, wie z. B. Mobiltelefonsysteme der dritten Generation, erfordern eine große Infrastruktur von Zellenstandorten mit engerem Abstand, um die Kommunikation in typischen Umgebungen aufrechtzuerhalten, in denen die Pfadverluste viel größer sind als im freien Speicherplatz und die auch einen omnidirektionalen Zugriff durch die Benutzer erfordern.

Satellitenkommunikation[edit]

Für die Informationslieferung an Endbenutzer haben Satellitensysteme von Natur aus relativ lange Pfadlängen, selbst für Satelliten mit niedriger Erdumlaufbahn. Sie sind auch sehr teuer in der Bereitstellung und daher muss jeder Satellit viele Benutzer bedienen. Darüber hinaus verursachen die sehr langen Wege geostationärer Satelliten eine Informationslatenz, die viele Echtzeitanwendungen unmöglich macht.

Als Lösung für das Last-Mile-Problem gelten für Satellitensysteme Anwendungs- und Freigabebeschränkungen. Der ICE, den sie übertragen, muss über ein relativ großes geografisches Gebiet verteilt sein. Dies führt dazu, dass das empfangene Signal relativ klein ist, es sei denn, es werden sehr große oder gerichtete terrestrische Antennen verwendet. Ein paralleles Problem besteht, wenn ein Satellit empfängt.

In diesem Fall muss das Satellitensystem über eine sehr große Informationskapazität verfügen, um eine Vielzahl von Benutzern gemeinsam nutzen zu können, und jeder Benutzer muss über eine große Antenne mit entsprechenden Richtungs- und Richtungsanforderungen verfügen, um selbst eine bescheidene Übertragung der Informationsrate zu erzielen. Diese Anforderungen machen bidirektionale Informationssysteme mit hoher Informationskapazität unwirtschaftlich. Dies ist ein Grund, warum das Iridium-Satellitensystem nicht erfolgreicher war.

Broadcast versus Punkt-zu-Punkt[edit]

Für terrestrische und Satellitensysteme erfordert eine wirtschaftliche Kommunikation mit hoher Kapazität auf der letzten Meile Punkt-zu-Punkt-Übertragungssysteme. Mit Ausnahme extrem kleiner geografischer Gebiete können Rundfunksysteme nur bei niedrigen Frequenzen hohe S / N-Verhältnisse liefern, wenn das Spektrum nicht ausreicht, um die große Informationskapazität zu unterstützen, die von einer großen Anzahl von Benutzern benötigt wird. Obwohl eine vollständige “Überflutung” einer Region erreicht werden kann, weisen solche Systeme die grundlegende Eigenschaft auf, dass der größte Teil des abgestrahlten ICE niemals einen Benutzer erreicht und verschwendet wird.

Mit zunehmendem Informationsbedarf erfordern drahtlose Broadcast-Mesh-Systeme (manchmal auch als Mikrozellen oder Nano-Zellen bezeichnet), die klein genug sind, um eine angemessene Informationsverteilung zu und von einer relativ kleinen Anzahl lokaler Benutzer bereitzustellen, eine unerschwinglich große Anzahl von Broadcast-Standorten oder -Punkten Präsenz zusammen mit einer großen Menge an überschüssiger Kapazität, um die verschwendete Energie auszugleichen.

Zwischensystem[edit]

Kürzlich wurde eine neue Art des Informationstransports auf halbem Weg zwischen drahtgebundenen und drahtlosen Systemen entdeckt. Als E-Line bezeichnet, verwendet es einen einzelnen Mittelleiter, jedoch keinen Außenleiter oder Abschirmung. Die Energie wird in einer ebenen Welle transportiert, die im Gegensatz zum Radio nicht divergiert, während sie wie das Radio keine äußere Leitstruktur aufweist.

Dieses System weist eine Kombination der Eigenschaften von drahtgebundenen und drahtlosen Systemen auf und kann eine hohe Informationskapazität unter Verwendung vorhandener Stromleitungen über einen breiten Frequenzbereich von HF bis Mikrowelle unterstützen.

Linienaggregation[edit]

Die Aggregation ist eine Methode zum Verbinden mehrerer Leitungen, um eine schnellere und zuverlässigere Verbindung zu erzielen. Einige Unternehmen^{[weasel words]} glauben, dass die ADSL-Aggregation (oder “Bindung”) die Lösung für das Problem der letzten Meile in Großbritannien ist.^[9]

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]