ワイヤレスローカルループ

ワイヤレス ローカル ループ( WLL ) は、無線通信リンクを「ラスト マイル/ファースト マイル」接続として使用し、一般電話サービス(POTS) またはインターネット アクセス(「ブロードバンド」という用語で販売) を通信顧客に提供します。さまざまな種類の WLL システムとテクノロジが存在します。

このタイプのアクセスの他の用語には、ブロードバンド無線アクセス( BWA )、ループ内無線( RITL )、固定無線アクセス( FRA )、固定無線アクセス( FWA )、メトロ無線( MW ) などがあります。

固定無線端末 (FWT)ユニットは、 GSMやLTE などのセルラー ネットワーク内で動作する従来のモバイル端末ユニットとは異なり  、固定無線端末またはデスクフォンはほぼ恒久的な場所に制限され、ローミング機能がほとんどありません。

WLL と FWT は、さまざまなワイヤレスおよび無線テクノロジーを使用して実装できる、無線ベースの通信テクノロジーとそれぞれのデバイスの総称です。

無線ローカルループ サービスは、いくつかの広範な市場および展開グループに分割されています。サービスは、キャリアや通信会社が一般的に使用するライセンス サービスと、家庭ユーザーやワイヤレス ISP (WISP) が一般的に使用するライセンス不要のサービスに分かれています。^{[引用が必要]}

ライセンスを受けたポイントツーポイント マイクロ波は、 1960 年代にAT&T Long Linesによって初めて導入され、高帯域幅の州間音声、データ、テレビの伝送に使用されました。AT&T のネットワークは米国全土をカバーし、数百のマイクロ波塔を経由し、主に 3700～4200 MHz および 5000～6200 MHz で伝送していました。1980 年代後半から光ファイバーが通信バックホールのソリューションとして選択されるようになり、ネットワークは徐々に時代遅れになりました。1982年 1 月 8 日のベルシステムの解体

後、ライセンスを受けたポイントツーポイント マイクロ波ソリューションは、企業や政府機関に私的使用のために販売できるようになりました。多くの場合、コストを節約するため、または弱い銅線をバックアップするために、有線ローカル ループをバイパスすることが議論されました。 1987 年、Microwave Bypass は、高周波ライセンスのマイクロ波無線 (23GHz) を改良し、EtherWave Transceiver と呼ばれる最初の 802.3 ワイヤレス インターフェイスを開発しました。その結果、最大 4.3 マイル離れたローカル ネットワークとリモート ネットワーク間で 10 Mbps のイーサネット、全二重通信を行える最初の (FCC ライセンス) ポイントツーポイント マイクロ波無線が誕生しました。距離の制限は、マイクロ波の範囲よりも、802.3 イーサネットの遅延に関係していました。その後、1988 年に Microwave Bypass はCiscoと提携し、エンドツーエンドの全二重接続を作成し、以前の 4.3 マイルの制限の 2 倍の距離を実現しました。 その後、ポイントツーポイント マイクロ波ソリューションは「マイクロ波による LAN 拡張」と呼ばれ、その後「ワイヤレス バックホール」と呼ばれるようになり、企業や政府機関のクライアント専用に導入されました。1990 年代には、ポイントツーポイント マイクロ波は携帯電話基地局の成長とともに隆盛を極めました。この成長によりこの分野の研究が促進され、コストが下がり続けるにつれて、 T-1、T-3、および光ファイバー接続の代替として使用されるようになりました。 ^{[引用が必要]}

Wi-Fi IEEE 802.11のリリースに続いて、認可されたポイントツーポイントマイクロ波は、ワイヤレスインターネットサービスプロバイダー（WISP）とISPがデジタルデバイドを解消するための追加ツールになりました。

2017年に、Climate Resilient Internet、LLCと呼ばれる会社が設立され、企業や政府の異常気象、グリッド停止、テロ攻撃に対する耐性を高めるためのポイントツーポイントマイクロ波（「固定無線」）の新しい標準と認証を開発しました。この会社は、インターネットアクセスにポイントツーポイントマイクロ波を初めて使用した先駆者であるMicrowave Bypassの創設者であるDavid Theodoreによって共同設立されました。 ^{[1] [2]}

マルチポイント マイクロ波ライセンスは、通常、ポイントツーポイント ライセンスよりも高価です。ポイントツーポイント システム 1 台のインストールとライセンス取得には、50,000 ～ 200,000 ドルかかります。マルチポイント ライセンスは、数百万ドルから始まります。マルチチャネル マルチポイント配信サービス(MMDS) とローカル マルチポイント配信サービス(LMDS) は、ワイヤレス ローカル ループの最初の真のマルチポイント サービスでした。ヨーロッパやその他の国々が手頃な価格のブロードバンド固定ワイヤレス用に 3500 MHz 帯域を開発する一方で、米国は LMDS と MMDS を提供し、米国での実装のほとんどは 2500 MHz で行われました。最大のものは、Sprint Broadband によるハイブリッド ネットワーク機器の導入でした。Sprint は、ネットワークを収益性の高い形で運用することが困難で、無線リンクの品質が不十分なため、サービスが不安定になることがよくありました。^{[引用が必要]}

2002 年以降、長距離無線通信の成長は、ライセンスフリーの帯域 (主に 900 MHz、2.4 GHz、5.8 GHz) で主に行われてきました。Global Pacific Internet と Innetix は、後に 802.11 標準となった Breezecom (Alvarion) 周波数ホッピング無線を使用して、1995 年にカリフォルニアでワイヤレス サービスを開始しました。^{[引用が必要]}

数年後、フリーモントの NextWeb Networks は信頼性の高いライセンスフリー サービスの導入を開始しました。Nextweb では当初 802.11b 機器を導入し、その後、独自のプロトコルを使用する Axxcelera に切り替えました。

Adaptive Broadband (Axxcelera)、Trango Broadband、 Motorola (Orthogon)、Proxim Networks、Redline Communications、BreezeCom ( Alvarion )などのライセンスフリーの固定無線機器の初期のベンダーのほとんどは、独自のプロトコルとハードウェアを使用していたため、ライセンスフリーの固定無線の標準を採用するよう業界に圧力がかかっていました。これらのMAC レイヤーは通常、直接拡散スペクトルと BPSK、CCK、QPSK を変調に使用する 15～20 MHz チャネルを使用していました。

これらのデバイスはすべて、顧客構内の無線システムを加入者ユニット (SU) と呼び、ラスト マイルのローカル ループ サービスを提供するオペレータ送信機をアクセス ポイント (AP) と呼びます。802.11 では、AP と STA (ステーション) という用語が使用されます。

IEEE 802.11 は、もともと短距離のモバイル インターネットとローカル エリア ネットワークアクセス用に設計されましたが、無認可のワイヤレス ローカル ループの事実上の標準として登場しました。長距離データ サービスには、他のどのテクノロジよりも多くの 802.11 機器が導入されています。これらのシステムは、オペレータが小規模で無線通信の訓練が不十分な場合が多く、さらに 802.11 は長距離での使用を想定しておらず、隠れノード問題などの多くの問題を抱えていたため、さまざまな結果をもたらしました。KarlNet などの多くの企業が、長距離でより高いパフォーマンスを実現しようと 802.11 MAC の修正を開始しました。

世界中のほぼすべての大都市圏で、事業者や愛好家が無認可のブロードバンド ポイントツーマルチポイント システムを展開しました。開始当初は絶賛されていたプロバイダーも、ライセンスフリーの U-NII (5.3/5.4 GHz) および ISM (2.4 GHz および 5.8 GHz) 帯域を使用するデバイスが次々と展開され、競合他社が出現するにつれて、ネットワークのパフォーマンスが低下する可能性に直面しました。

干渉により、ライセンス不要の無線サービスの大部分は、銅線電話網や同軸ケーブル網などの同等の有線またはライセンス不要の無線ネットワークに比べて、エラー率と中断率がはるかに高くなりました。これにより、成長が鈍化し、顧客が解約し、多くの通信事業者がビジネス モデルを再考するようになりました。

これらの問題に対してはいくつかの対応がありました。

Next-Web、Etheric Networks、Gate Speed、その他数社が、政府規制当局から完全に独立して活動する初の自主的なスペクトル調整を設立した。この組織は、2003 年 3 月に BANC ^[3]「ベイエリア ネットワーク調整」として設立された。使用周波数をオペレータ間データベースで管理することにより、調整当事者間の混乱が最小限に抑えられ、周波数データベースを使用して使用中のバンドを判別することで、新しい送信元または変更された送信元を特定するコストも削減された。BANC の当事者はベイエリアのオペレータの大半で構成されていたため、協力的でないオペレータは、非協力的なオペレータに干渉することでグループ全体で罰せられると示唆する同調圧力を使用し、協力的なオペレータに干渉しないように努めた。その後、BANC はロサンゼルスで展開され、ドイツテレコムなどの企業が参加した。このアイデアは有望に見えた。

資金力のある事業者は、信号品質の絶え間ない変動によりメンテナンス費用が非常に高くなるため、無認可システムへの注力を減らし、代わりに認可システムに集中し始めました。投資資本をわずかに上回る価格で Covad に買収された NextWeb は、WiLine Networks と同様に認可サービスに注力した事業者の 1 つです。その結果、BANC システムを実際に使用している、より責任感があり重要な事業者の数が減少しました。創設者の積極的な関与がなくなったため、システムは衰退しました。

オペレータは、自己修復ネットワークの原理を適用し始めました。Etheric Networks はこの道をたどりました。Etheric Networks は、動的な干渉と障害の検出と再構成を開発し、MANET などの品質ベースのルーティング ソフトウェアを最適化し、複数のパスを使用して顧客にサービスを提供することで、パフォーマンスを向上させることに重点を置いていました。このアプローチは一般に「メッシュ ネットワーキング」と呼ばれ、アドホック ネットワーキングプロトコルに依存していますが、メッシュおよびアドホック ネットワーキング プロトコルは、パスが従来のスター (AP → SU) トポロジよりも指数関数的に多くの無線リンクを通過することがあるため、高速で低遅延のビジネス クラスのエンドツーエンドの信頼性の高いローカル ループ サービスをまだ提供していません。

適応型ネットワーク管理は、ローカル ループの品質と動作を積極的に監視し、自動化を使用してネットワークとそのトラフィック フローを再構成し、干渉やその他の障害を回避します。

これらには、グローバル移動通信システム(GSM)、時分割多重アクセス(TDMA)、符号分割多重アクセス(CDMA)、デジタル拡張コードレス電気通信(DECT) が含まれます。以前の実装には、高度携帯電話システム(AMPS)などのテクノロジが含まれていました。

無線ローカルループ市場は現在^{[いつ? ]}極めて急成長している市場であり、インターネット サービス プロバイダーは、大都市圏にケーブルを敷設したり、直接販売を主とする企業が所有する電話、ケーブル、衛星ネットワークを再販する ILEC を通じて作業したりすることなく、顧客市場に直接アクセスできます。

この傾向により、固定無線ネットワークを展開する意思のある ISP は、大手通信独占企業の言いなりにならず、通信に使用する無認可周波数の規制されていない再利用の言いなりにならなくなったため、地方および地域の ISP の見通しが復活しました。

802.11「Wi-Fi」機器およびソフトウェアの膨大な量と、 ISMおよびU-NII帯域ではスペクトル ライセンスが不要であるという事実により、業界は規制当局および標準化団体よりはるかに先を進んでいます。

• 携帯：
  • CDMA（米国）。
  • TDMA（米国）。
  • GSM (ITU – 全世界)。
  • UMTS第 3 世代 (世界)。
  • パーソナルハンディフォンシステム（日本ではPHS、中国ではPAS/小鈴通）
• 固定またはローカル エリア ネットワーク:
  • DECT、ローカルループ用
  • LMDS
  • IEEE 802.11 は、もともと短距離のモバイル インターネットおよびネットワーク アクセス サービス用に設計されましたが、無線ローカル ループの事実上の標準として登場しました。
  • WiMAXまたはIEEE 802.16 は、ワイヤレス ローカル ループの主要メディアになる可能性があります。現在、 2 GHz および 5 GHz で802.11 MAC を実行しているオペレータが増えています。少なくとも 2008 年後半までは、802.16 が 802.11 を上回る可能性は低いでしょう。Intel はこの標準を推進していますが、AtherosとBroadcom は依然として主に 802.11 に重点を置いています。
  • 自律型ビルディングのための衛星インターネットアクセス。

• ファーウェイ
• エアスパン
• アルバリオン
• アクスセレラ
• ケンブリッジブロードバンド
• イントラコムテレコム
• P-コム
• レッドラインコミュニケーションズ
• ソニー・エリクソン
• SRテレコム

• 5G NR
• 8P8C (RJ-45)
• アンテナ
• 基本交換電話無線サービス
• 電気ケーブル
• RFコネクタ
• Wi-Fi
• マイクロ波バイパス
• ワイヤレス インターネット サービス プロバイダー(WISP)