Ευρυζωνικότητα: Επισκόπηση της τεχνολογίας

Ενσύρματες ευρυζωνικές τεχνολογίες

Σύρματα από χαλκό

Τα χάλκινα σύρματα ορίζονται ως «παλαιά τηλεφωνικά μη θωρακισμένα χάλκινα στριμμένα ζεύγη», τα οποία παρέχουν ευρυζωνικές συνδέσεις με τη χρήση τεχνολογιών xDSL, όπως ADSL/ADSL2+ (μέγιστος ρυθμός κατάντη/ανάντη 24/3 Mbps εντός μέγιστου εύρους απόδοσης 0,3 km) ή VDSL/VDSL2/VDSL2-Vplus/VDSL2 διανυσμάτωση (με μέγιστο ρυθμό διανυσμάτωσης 300/100 Mbps κατάντη/ανάντη εντός εύρους απόδοσης 0,2 km) ή G.fast με έως 1 Gbps σε πολύ μικρούς βρόχους χαλκού (συνήθως κάτω από 0,1 km).

• Πλεονεκτήματα: Απαιτούν σχετικά χαμηλές επενδύσεις που απαιτούνται για παθητικές υποδομές (υπάρχει ήδη χάλκινη τηλεφωνική γραμμή στα περισσότερα νοικοκυριά) και προκαλούν τις λιγότερες διαταραχές στους τελικούς χρήστες.
• Μειονεκτήματα: Οι υψηλές ταχύτητες (τηλεφόρτωσης) εξαρτώνται από το μήκος της γραμμής χαλκού και υποβαθμίζονται εκθετικά με την απόσταση από τον κόμβο, η απόδοση υποφέρει σε θορυβώδη περιβάλλοντα. Η τεχνολογία xDSL είναι σε μεγάλο βαθμό ασύμμετρη: οι ταχύτητες αναφόρτωσης είναι γενικά πολύ χαμηλότερες από τις ταχύτητες καταφόρτωσης· αυτό μπορεί να παρεμποδίσει νέες υπηρεσίες (π.χ. υπολογιστικό νέφος, βιντεοδιάσκεψη, τηλεργασία, τηλεπαρουσία). Απαιτούνται υψηλότερες επενδύσεις σε ενεργό εξοπλισμό (διάρκειας ζωής 5-10 ετών). Αυτή μπορεί να είναι μια προσωρινή λύση, αλλά οι επενδύσεις σε υποδομές οπτικών ινών πιθανότατα θα αναβληθούν μόνο κατά 10-15 έτη.
• Βιωσιμότητα: Σε πολλές χώρες της ΕΕ, οι υποδομές χαλκού γερνούν και καταργούνται σταδιακά. Νεότερες τεχνολογίες με βάση τον χαλκό (π.χ.: Vectoring, G.fast) μπορεί να προσφέρει υψηλότερες ταχύτητες, αλλά υποφέρουν από τους ίδιους περιορισμούς. Επιδεικνύουν τεχνολογίες γεφύρωσης προς ολοκληρωμένες υποδομές καλωδίων οπτικών ινών.

Το ευρυζωνικό διαδίκτυο μέσω ομοαξονικού καλωδίου προσφέρεται συνήθως στους πελάτες μέσω του υπάρχοντος δικτύου καλωδιακής τηλεόρασης (CATV). Το ομοαξονικό καλώδιο αποτελείται από έναν κεντρικό αγωγό χαλκού, ένα μονωτικό στρώμα, μια μεταλλική ασπίδα (συνήθως χαλκό ή αλουμίνιο) και ένα εξωτερικό προστατευτικό σακάκι. Ως εκ τούτου, τα καλωδιακά τηλεοπτικά δίκτυα είναι πιο αποδοτικά από τα παραδοσιακά τηλεφωνικά δίκτυα, καθώς υποστηρίζουν πολύ υψηλότερο εύρος ζώνης, μεγαλύτερη αποτελεσματική εμβέλεια και είναι λιγότερο επιρρεπή σε παρεμβολές, επιτρέποντας έτσι καλύτερες επιδόσεις για ευρυζωνικές υπηρεσίες.

• Πλεονεκτήματα: Αυτό απαιτεί σχετικά χαμηλές επενδύσεις που απαιτούνται για παθητικές υποδομές και είναι επίσης λιγότερο αποδιοργανωτικό για τους τελικούς χρήστες. Η υποδομή αυτή προσφέρει ελαφρώς περισσότερες ευκαιρίες για την παροχή υψηλότερων ευρυζωνικών ταχυτήτων από ό,τι στις τηλεφωνικές γραμμές. Οι εξαιρετικά γρήγορες ταχύτητες είναι δυνατές, εάν αυξηθεί η πυκνότητα των κόμβων και εφαρμοστούν τα πρότυπα DOCSIS.
• Μειονεκτήματα: Το εύρος ζώνης μοιράζεται μεταξύ πολλών χρηστών μειώνοντας τη διαθεσιμότητά του κατά τις περιόδους αιχμής της κυκλοφορίας της ημέρας. Η αδυναμία διαχωρισμού καθιστά τον ανταγωνισμό των υπηρεσιών ουσιαστικά ανύπαρκτο στην αγορά καλωδιακής τηλεόρασης· σπάνια στις περιοχές ψηφιακού διαχωρισμού. Μια προσωρινή λύση για επενδύσεις σε υποδομές οπτικών ινών πιθανότατα θα αναβληθεί μόνο κατά 10-15 έτη, όπως συμβαίνει με τα σύρματα χαλκού.
• Βιωσιμότητα: Η εφαρμογή νέων προτύπων (DOCSIS 3.1 και DOCSIS 4.0) επιτρέπει υψηλότερο εύρος ζώνης για τους τελικούς χρήστες έως 10 Gbps και βελτιωμένη απόδοση αναφόρτωσης.

Η ευρυζωνικότητα μπορεί να παραδοθεί μέσω των υφιστάμενων δικτύων διανομής ηλεκτρικής ενέργειας χαμηλής και μέσης τάσης. Οι ταχύτητες BPL είναι συγκρίσιμες με εκείνες της πρώιμης xDSL. Σήμερα, η BPL είναι σε μεγάλο βαθμό παρωχημένη στις περισσότερες χώρες της ΕΕ και δεν χρησιμοποιείται πλέον ευρέως.

• Πλεονεκτήματα: Δεν είναι απαραίτητο να αναπτυχθούν νέες υποδομές, καθώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι υφιστάμενες γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας.
• Μειονεκτήματα: Σε αραιοκατοικημένες περιοχές, η τεχνολογία είναι οικονομικά βιώσιμη για τον τελικό χρήστη μόνο εάν τα σπίτια είναι εξοπλισμένα με μετασχηματιστές για τη διάθεση ευρυζωνικών συνδέσεων μέσω γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας. Διαφορετικά, οι τιμές τελικού χρήστη για πρόσβαση στο διαδίκτυο ξεπερνούν εκείνες για λύσεις xDSL και ομοαξονικών καλωδίων. Υπάρχουν τεχνικές προκλήσεις λόγω του ότι οι γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας είναι ένα πολύ «θορυβώδες» περιβάλλον και παρεμβολές στις ραδιοεπικοινωνίες και τις ραδιοτηλεοπτικές μεταδόσεις υψηλής συχνότητας.

Οι γραμμές οπτικών ινών αποτελούνται από καλώδια από γυάλινες ίνες που συνδέονται με κατοικίες τελικών χρηστών (FTTH), κτίρια (FTTB) ή οδικά ερμάρια (FTTC). Επιτρέπουν πολύ υψηλούς ρυθμούς μετάδοσης (1-10 Gbps για δίκτυα πρόσβασης, 100 Gbps ή περισσότερο σε δίκτυα κορμού ή επιχειρηματικής ποιότητας) εντός πολύ ευρέος εύρους απόδοσης (10-60 km). Αυτή είναι η πιο μελλοντοστραφής λύση, αλλά απαιτεί υψηλές επενδύσεις σε παθητικές υποδομές.

• Πλεονεκτήματα: Εξαιρετικά υψηλό επίπεδο ρυθμών μετάδοσης και συμμετρίας (δυνατότητα εύρους ζώνης Gbps και Tbps), λιγότερο επιρρεπή σε παρεμβολές και σχεδόν καθόλου πτώση ισχύος σε μεγαλύτερες αποστάσεις από τον διανομέα σε αντίθεση με το xDSL και επαρκή αποθέματα ισχύος επίσης για απαιτητικά πολυμελή νοικοκυριά.
• Μειονεκτήματα: υψηλό επενδυτικό κόστος σε παθητικές υποδομές λόγω του υψηλού κόστους των έργων πολιτικού μηχανικού για εκσκαφές και σωληνώσεις· η ανεπτυγμένη υποδομή δεν μπορεί να εντοπιστεί και απαιτεί ακριβή τεκμηρίωση για τη συντήρηση και τις μελλοντικές αναβαθμίσεις.
• Βιωσιμότητα: Τεχνολογία επόμενης γενιάς με δυνατότητες κάλυψης υψηλών απαιτήσεων εύρους ζώνης που αναμένονται στο εγγύς μέλλον. 

Η ανάπτυξη ενσύρματων ευρυζωνικών υποδομών αποτελεί επιλογή υψηλής έντασης κόστους και πόρων. Η μείωση του κόστους θα ενθαρρύνει τις επενδύσεις στην ανάπτυξη ευρυζωνικών συνδέσεων και θα μειώσει το όριο εισόδου στην αγορά. Αυτό μπορεί να διευκολυνθεί με την πρόσβαση σε εναλλακτικές υποδομές και δίκτυα κοινής ωφέλειας και με τη χρήση στρατηγικών ανάπτυξης με χαμηλό αντίκτυπο (π.χ. χάραξη).

Η ανοικτή κατασκευή τάφρων είναι μια μέθοδος για την ανάπτυξη των σωλήνων ανεφοδιασμού και διάθεσης. Η επιφάνεια της γης ανοίγεται και ανασκάπτεται μια τάφρος. Για την τοποθέτηση τηλεπικοινωνιακών γραμμών χρησιμοποιούνται χειρωνακτικές εκσκαφές καθώς και κατασκευαστικός εξοπλισμός.

• Πλεονεκτήματα: Η κατασκευή ανοικτής τάφρου χρησιμοποιείται σε όλα τα τοπολογικά σενάρια και είναι γενικά εφικτή για όλους τους τύπους επιφανειών. Η ανθεκτικότητα είναι πολύ υψηλή και δεν υπάρχει περιορισμός για τη χρήση σωλήνων και εξαρτημάτων. Το πιθανό κόστος μπορεί να εξοικονομηθεί αποκλίνοντας από το κανονικό βάθος, αναπτύσσοντας σε μονοπάτια πεζοπορίας ή ποδηλασίας ή χρησιμοποιώντας έναν οδοστρωτήρα.
• Μειονεκτήματα: Η απόκλιση από το κανονικό βάθος αυξάνει τον κίνδυνο πιθανής βλάβης των καλωδίων κατά τη διάρκεια των εργασιών κατασκευής και επισκευής παρακείμενων ή αλληλεπικαλυπτόμενων υποδομών. Η αποκατάσταση των επιφανειών είναι μάλλον πολύπλοκη και το περιβάλλον του κτιρίου επηρεάζεται αρνητικά από την ηχορύπανση και τις κυκλοφοριακές διαταραχές. Η μέθοδος είναι δαπανηρή και δείχνει μεγάλους χρόνους κατασκευής.

Μια σχισμή αλέθεται σε οδικό κάλυμμα, ασφαλτοστρωμένο διάδρομο ή ποδηλατόδρομο, στον οποίο εισάγονται μικροσωλήνες και στη συνέχεια κλείνεται αμέσως μετά με γέμισμα. Γίνεται διάκριση μεταξύ νανοχαρακτικής (έως 2 cm), μικρο-(8 cm έως 12 cm), μίνι-(12 cm έως 20 cm) ή μακροχαρακτικής (20 cm έως 30 cm) και της χρησιμοποιούμενης τεχνικής κοπής ή άλεσης.

• Πλεονεκτήματα: Η τάφρος υπόσχεται σύντομους χρόνους κατασκευής και σημαντικά χαμηλότερο κόστος κατασκευής. Η διαδικασία έχει υψηλή κατασκευαστική απόδοση περίπου 600 m ανά ημέρα και οδηγεί σε πολύ μικρές κυκλοφοριακές βλάβες λόγω της ταχείας επαναπλήρωσης του αμαξώματος του δρόμου.
• Μειονεκτήματα: Οι αλεσμένες σχισμές μπορούν να οδηγήσουν σε ζημιά στην επιφάνεια της ασφάλτου με τη μορφή ρωγμών, καθίζησης ή παγετού. Το πρόσθετο επίπεδο τοποθέτησης στο δρόμο μπορεί να καταστήσει τις επακόλουθες εργασίες πολιτικού μηχανικού - ιδιαίτερα στην περιοχή του κέντρου της πόλης - πιο δύσκολες και να οδηγήσει σε μεγαλύτερες και πιο δαπανηρές κατασκευές.

Η τεχνική κατευθυντικής γεώτρησης επιτρέπει την τοποθέτηση σωλήνων προστασίας καλωδίων χωρίς τάφρους, π.χ. που χρησιμοποιούνται για τη διέλευση εμποδίων όπως ο ποταμός, οι λεωφόροι (προστασία δέντρων) και οι σιδηρόδρομοι. Μια ελεγχόμενη πειραματική τρύπα πραγματοποιείται μεταξύ δύο κοιλοτήτων εκσκαφής. Η επίδραση της περιστροφής, του κτυπήματος και των κινήσεων αντίκτυπου και της υγροποίησης επιτρέπει μια πρόωση σε μια ευρεία ποικιλία των εδαφικών συνθηκών. Με τη βοήθεια ενός υγρού γεώτρησης μπεντονίτη (εναιώρημα γεώτρησης), το έδαφος χαλαρώνει και εξάγεται (ξεπλένεται). Μετά από αυτό, η κεφαλή τρυπανιού επεκτείνει το υπάρχον κανάλι.

• Πλεονεκτήματα: Η μέθοδος προσφέρει μια εναλλακτική λύση όταν η ανοικτή χάραξη δεν είναι δυνατή (π.χ. διέλευση εμποδίων όπως σιδηρόδρομοι ή ποταμοί) ή οικονομικά εφικτή.
• Μειονεκτήματα: Σε χαμηλό βάθος και χαλαρά εδάφη, η ανάρτηση γεώτρησης μπορεί να διαφύγει στην επιφάνεια κατά τη διάρκεια της διαδικασίας γεώτρησης (ανατίναξη). Επιπλέον, οι ανακρίβειες ελέγχου μπορούν να προκαλέσουν αποκλίσεις στη διαμήκη κλίση.

Αυτή η τεχνολογία είναι μια διαδικασία επίγειας μετατόπισης στην οποία ένα πνευματικά οδηγημένο σφυρί επίγειας μετατόπισης (ρόκα) οδηγείται μέσω του εδάφους από το συμπιεσμένο αέρα. Ένας προστατευτικός σωλήνας τραβιέται στο δημιουργημένο επίγειο σωλήνα στην ίδια λειτουργία. Η τεχνολογία χρησιμοποιείται ειδικά για τη σύνδεση κτιρίων.

• Πλεονεκτήματα: Οι δαπάνες εκσκαφής και αποκατάστασης εξοικονομούνται, οι κυκλοφοριακοί περιορισμοί ή τα οδικά εμπόδια συχνά δεν είναι απαραίτητα. Η μέθοδος εξοικονομεί χρόνο καθώς οι σωλήνες τροφοδοτούνται απευθείας με τον πύραυλο. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμη και σε ακραία εδάφη και σε μεγαλύτερες αποστάσεις.
• Μειονεκτήματα: Το βάθος ανάπτυξης πρέπει να είναι τουλάχιστον δεκαπλάσιο της διαμέτρου του πυραύλου, προκειμένου να αποφευχθεί η διόγκωση της επιφάνειας του εδάφους. Είναι κατάλληλο μόνο για σχετικά μικρές αποστάσεις και δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε τυρφώνες ή πολύ βραχώδη εδάφη.

Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας οργώματος, ένα άροτρο ανάπτυξης τραβιέται μέσα από τα λάφυρα με τη βοήθεια ενός τρακτέρ. Ένας εύκαμπτος αγωγός (ενώσεις μικροκαλωδίων) τοποθετείται στο προκύπτον αυλάκι, ιδιαίτερα κατάλληλο για άμεσο όργωμα.

• Πλεονεκτήματα: Η διαδικασία είναι συγκριτικά φθηνή και επιτρέπει τη δρομολόγηση μεγάλων αποστάσεων με λίγη προσπάθεια.
• Μειονεκτήματα: Μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο σε ασφράγιστες επιφάνειες, που περιορίζονται σε μαλακό έδαφος, και ως εκ τούτου δεν είναι κατάλληλο για ασφαλτοστρωμένους δρόμους.

Ένα ρομπότ συναρμολόγησης χρησιμοποιείται σε μη προσβάσιμους αγωγούς, ενώ σε περπατήσιμους χώρους, οι εργασίες εκτελούνται από τεχνικούς. Οι διαδρομές πρέπει να εγκαθίστανται κατά τρόπο ώστε να μην παρεμποδίζονται οι εργασίες συντήρησης και καθαρισμού του φορέα εκμετάλλευσης του αποχετευτικού δικτύου και να διασφαλίζεται ανά πάσα στιγμή η ασφάλεια. Ο απαιτούμενος χώρος στο σύστημα σωλήνων είναι ελάχιστος και δεν αποτελεί σημαντικό εμπόδιο στις συνθήκες ροής. Ο αντίστοιχος φορέας εκμετάλλευσης μπορεί να αξιολογήσει εάν αυτή η εγκατάσταση μπορεί να εφαρμοστεί. Επίσης, η τοπική κατάσταση όσον αφορά την κατάσταση του καναλιού, την τάση απόφραξης, τις τεχνολογίες καθαρισμού, τις πτυχές της επαγγελματικής υγείας και ασφάλειας θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη πριν από τη λήψη αποφάσεων.

• Πλεονεκτήματα: Με τη χρήση των υφιστάμενων υποδομών αποφεύγονται δαπανηρές και χρονοβόρες επίγειες εγκαταστάσεις. Η εγκατάσταση σε αποχετευτικά συστήματα είναι μια καλή εναλλακτική λύση όπου πρέπει να ελαχιστοποιηθούν οι βλάβες της κυκλοφορίας και του περιβάλλοντος.
• Μειονεκτήματα: Η τοπική κατάσταση πρέπει να αναλυθεί δεόντως και τα πιθανά εμπόδια να αρθούν πριν από την εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας. Ένα μειονέκτημα είναι ότι μέχρι τώρα δεν μπορούσαν να γίνουν συνδέσεις σπιτιών. Υπάρχουν τώρα διαφορετικά συστήματα που εξελίσσονται για την υλοποίηση της σύνδεσης του σπιτιού.

Τα καλώδια οπτικών ινών τοποθετούνται πάνω σε ξύλινους ιστούς ή υπάρχοντες ιστούς δρόμου. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται κυρίως σε διαδρομές σύνδεσης σε γραμμές υψηλής και υψηλής τάσης. Είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για απομακρυσμένα κτίρια εκτός της περιοχής του οικισμού, για τα οποία άλλες συνδέσεις δεν θα ήταν οικονομικά βιώσιμες.

• Πλεονεκτήματα: Σε σύγκριση με την υπόγεια εγκατάσταση, η υπέργεια εγκατάσταση καθιστά δυνατή μια οικονομικά αποδοτική αρχική εγκατάσταση.
• Μειονεκτήματα: Το σύστημα καλωδίων εκτίθεται σε ισχυρότερες εξωτερικές επιρροές, γεγονός που αυξάνει την ευαισθησία. Δεδομένου ότι η εγκατάσταση απαιτεί ειδικά εκπαιδευμένο προσωπικό και κατάλληλα εργαλεία, η εγκατάσταση των καλωδίων είναι επομένως δαπανηρή.

Οι ασύρματες ευρυζωνικές τεχνολογίες περιλαμβάνουν λύσεις κινητής ραδιοεπικοινωνίας (π.χ. 3G (HSPA), 4G (LTE), 5G), λύσεις σταθερής ραδιοεπικοινωνίας (π.χ. WiMAX ή 5G FWA) και δορυφορικές λύσεις.

Η επίγεια ασύρματη ευρυζωνική συνδεσιμότητα παρέχεται συνήθως από λύσεις 5G FWA, WiMAX (εύρος απόδοσης έως 60 km), Wi-Fi (εύρος απόδοσης έως 300 m) ή 5G/4G (εύρος απόδοσης έως 3-6 km).

Όταν δεν είναι δυνατή η αναβάθμιση της ενσύρματης υποδομής, μια επιλογή είναι η κατασκευή υποδομής για επίγειες ασύρματες ευρυζωνικές συνδέσεις, κυρίως κεραίες για συνδέσεις από σημείο σε σημείο (π.χ. WiMax, Wi-Fi, 5G).

• Πλεονεκτήματα: Οι συνδέσεις καλωδίων πρώτου μιλίου δεν απαιτούνται. Η υποδομή μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για εμπορικές κινητές υπηρεσίες.
• Μειονεκτήματα: Δεδομένου ότι το εύρος ζώνης μπορεί να μοιραστεί μεταξύ πολλών χρηστών, οι περίοδοι αιχμής της κυκλοφορίας της ημέρας θα μειώσουν το διαθέσιμο εύρος ζώνης για κάθε χρήστη. Η δύναμη σημάτων μειώνεται γρήγορα με την απόσταση, και επηρεάζεται από τον καιρό η διαταραγμένη οπτική επαφή μπορεί να μειώσει την ποιότητα του σήματος. Προσωρινή λύση: οι επενδύσεις σε υποδομές οπτικών ινών θα είναι αναγκαίες εντός 10-15 ετών.
• Βιωσιμότητα: Για την πρόσβαση σε μελλοντικές υπηρεσίες, οι ανάγκες εύρους ζώνης απαιτούν πρόσθετες συχνότητες· ωστόσο, το διαθέσιμο φάσμα είναι περιορισμένο.

Το 5G περιγράφει τα πρότυπα κινητής τηλεφωνίας πέρα από το 4G. Το 5G επιτρέπει έναν end-to-end λανθάνοντα χρόνο εφαρμογής από 4 έως 1 χιλιοστά του δευτερολέπτου, σύμφωνα με τη Διεθνή Ένωση Τηλεπικοινωνιών (ITU). Η τεχνολογία είναι ικανή να ανεβάζει τουλάχιστον 10 Gbps και να κατεβάζει ταχύτητες μετάδοσης δεδομένων 20 Gbps. Οι συσκευές και οι εφαρμογές θα επιλέξουν αυτόματα το δίκτυο που ταιριάζει καλύτερα στις ανάγκες τους.

Οι τεχνολογίες 6G ξεκινούν τώρα σε όλο τον κόσμο, με τα πρώτα προϊόντα και υποδομές να αναμένονται για το τέλος αυτής της δεκαετίας. Τα συστήματα 6G θα μετακινηθούν από τις χωρητικότητες Gigabit στις χωρητικότητες Terabit και τους χρόνους απόκρισης κάτω των χιλιοστών του δευτερολέπτου. Με τον τρόπο αυτό θα καταστούν δυνατές νέες εφαρμογές, όπως η αυτοματοποίηση σε πραγματικό χρόνο ή η εκτεταμένη ανίχνευση της πραγματικότητας («Διαδίκτυο των αισθήσεων»), με τη συλλογή δεδομένων για ένα ψηφιακό δίδυμο του φυσικού κόσμου.

Διαβάστε περισσότερα για τις τελευταίες εξελίξεις πολιτικής σχετικά με το 5G στην ΕΕ.

• Πλεονεκτήματα: Το 5G προσφέρει βελτιώσεις στην κάλυψη, την απόδοση σηματοδότησης, τους ρυθμούς μετάδοσης και τη μειωμένη λανθάνουσα καθυστέρηση. Το 5G περιλαμβάνει διαφορετικές ραδιοτεχνολογίες — καθεμία από τις οποίες είναι βελτιστοποιημένη για μια συγκεκριμένη ανάγκη (π.χ. διαδίκτυο των πραγμάτων, κρίσιμες επικοινωνίες, σύνδεση αυτοκινήτων, κατοικιών και ενεργειακών υποδομών).
• Μειονεκτήματα: Πολλές από τις τρέχουσες υπηρεσίες δεν χρειάζονται ακόμη τέτοιους ρυθμούς μετάδοσης δεδομένων υψηλής ταχύτητας. Ωστόσο, η ζήτηση αναμένεται να αυξηθεί ραγδαία καθώς αναπτύσσονται νέες εφαρμογές που χρειάζονται τεράστιες δυνατότητες (π.χ. εκτεταμένη πραγματικότητα, εξ αποστάσεως χειρουργική, βιομηχανικός αυτοματισμός, παιχνίδια στο υπολογιστικό νέφος σε πραγματικό χρόνο).

Η δορυφορική ευρυζωνικότητα, που αναφέρεται επίσης ως διαδίκτυο μέσω δορυφόρου, είναι μια υψηλής ταχύτητας αμφίδρομη σύνδεση στο διαδίκτυο που δημιουργείται μέσω δορυφόρων επικοινωνιών που βρίσκονται σε γεωστατική (GEO) ή μη γεωστατική (NGSO) τροχιά. Οι δορυφόροι NGSO μπορούν να βρίσκονται σε μέση γήινη τροχιά (MEO) ή χαμηλή γήινη τροχιά (LEO). Ο τελικός πελάτης αποστέλλει και λαμβάνει δεδομένα μέσω δορυφορικού πιάτου που βρίσκεται π.χ. στην ταράτσα.

• Πλεονεκτήματα: Απαιτεί χαμηλές επενδύσεις για παθητικές υποδομές, καθώς δεν απαιτούνται περιφερειακά δίκτυα κορμού και περιοχής. Είναι εύκολο να συνδεθούν χρήστες διάσπαρτοι σε μια σχετικά μεγάλη περιοχή (περιφερειακή, μακροπεριφερειακή ή ακόμη και εθνική).
• Μειονεκτήματα: Περιορισμένος συνολικός αριθμός χρηστών μπορεί να καλυφθεί σε μία περιοχή. Ο εγγενώς υψηλός λανθάνων χρόνος μετάδοσης σήματος (GEO ~600 ms, LEO ~20–40 ms) λόγω του χρόνου διάδοσης από και προς τον δορυφόρο παρεμποδίζει ορισμένες εφαρμογές. Απαιτείται σχετικά υψηλή επένδυση για ενεργό εξοπλισμό τελικού χρήστη. Ο κακός καιρός και η περιορισμένη οπτική επαφή μπορεί να μειώσουν την ποιότητα του σήματος. Η κυκλοφορία δεδομένων συνήθως περιορίζεται σε μηνιαία ή ημερήσια βάση στις τρέχουσες εμπορικές προσφορές.
• Βιωσιμότητα: Το διαθέσιμο εύρος ζώνης εξαρτάται ιδιαίτερα από τον αριθμό των χρηστών που απαιτούν τη δορυφορική τεχνολογία. Ανάλογα με τις δυνατότητες περαιτέρω ανάπτυξης (π.χ. μέθοδοι μετάδοσης, συστοιχία δορυφόρων), η τεχνολογία θα διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην κάλυψη τομέων που δεν συνδέονται ακόμη διαφορετικά.

Οι δορυφόροι που κυκλοφορούν πιο κοντά στη γη (η χαμηλή τροχιά της γης κυμαίνεται από περίπου 160 έως 2000 χιλιόμετρα πάνω από τη γη) επιτρέπουν υψηλότερες ταχύτητες μετάδοσης δεδομένων, καλύπτουν ευρείες περιοχές και επιτρέπουν οικονομικά προσιτή ευρυζωνική πρόσβαση. Μικρά, χαμηλού κόστους τερματικά χρηστών επικοινωνούν με δορυφόρους και παρέχουν 4G, 5G backhaul και WiFi στις γύρω περιοχές.

Υπάρχουν αρκετές ευρωπαϊκές πρωτοβουλίες LEO που ενισχύουν τη βάση καινοτομίας και τη στρατηγική αυτονομία της Ευρώπης στο διάστημα. Το IRIS2, η εμβληματική συστοιχία δορυφόρων της ΕΕ, αποσκοπεί στην παροχή ασφαλών κυβερνητικών επικοινωνιών και ευρυζωνικών συνδέσεων σε ολόκληρη την Ευρώπη χρησιμοποιώντας μια προσέγγιση πολλαπλών τροχιών, με ιδιαίτερη έμφαση στο LEO. Η Eutelsat OneWeb λειτουργεί ένα παγκόσμιο δορυφορικό δίκτυο LEO για την παροχή ευρυζωνικών συνδέσεων και συνδεσιμότητας για απομακρυσμένες περιοχές, αεροπορικές μεταφορές και επιχειρηματικούς χρήστες. Η SES mPOWER ενσωματώνει συνεργασίες LEO για την παροχή υπηρεσιών υψηλής απόδοσης, χαμηλής καθυστέρησης για κυβερνητικούς, επιχειρηματικούς και ναυτιλιακούς τομείς. Δίνει έμφαση στην ευελιξία μέσω μιας υβριδικής στρατηγικής τροχιάς. Η πρωτοβουλία LEO-PNT του ΕΟΔ διερευνά τη χρήση δορυφόρων LEO για την ενίσχυση των υπηρεσιών εντοπισμού θέσης και χρονισμού ως συμπλήρωμα του Galileo. Η αποστολή Heinrich Hertz, υπό την ηγεσία της γερμανικής διαστημικής υπηρεσίας DLR, επικεντρώνεται στη δοκιμή προηγμένων τεχνολογιών επικοινωνιών στο διάστημα και στην υποστήριξη ασφαλών κυβερνητικών συνδέσεων, συμπεριλαμβανομένων τόσο των συνιστωσών GEO όσο και LEO. Πολλαπλές ευρωπαϊκές νεοσύστατες επιχειρήσεις NewSpace αναπτύσσουν πρόωση, nanosats και υπολογιστική παρυφών στο LEO.

Η SpaceX (ΗΠΑ) έθεσε σε τροχιά χιλιάδες μικρούς, χαμηλού κόστους, αναλώσιμους δορυφόρους (έργοStarlink). Οι δορυφόροι βρίσκονται σε τροχιά σε τρία τροχιακά κελύφη (1.110, 550 και 340 χλμ.) για ταχύτερη υπηρεσία διαδικτύου. Η SpaceX παρέχει δορυφορική σύνδεση στο διαδίκτυο σε υποεξυπηρετούμενες περιοχές του πλανήτη, καθώς και υπηρεσίες σε ανταγωνιστικές τιμές σε αστικές περιοχές. Οι δοκιμές της τεχνολογίας ξεκίνησαν το 2018. Από τον Μάρτιο του 2024, το Starlink αποτελείται από περισσότερους από 6.000 μικρούς δορυφόρους μαζικής παραγωγής σε χαμηλή γήινη τροχιά (LEO), οι οποίοι επικοινωνούν με καθορισμένους επίγειους πομποδέκτες.

• Πλεονεκτήματα: Οι δορυφόροι μεσαίας γήινης τροχιάς (MEO) και χαμηλής γήινης τροχιάς (LEO) διαθέτουν χαμηλότερο λανθάνοντα χρόνο. Μπορούν να καλύπτουν ευρείες περιοχές και, ως εκ τούτου, να διευκολύνουν την ευρυζωνική κάλυψη για πολύ αγροτικές και απομακρυσμένες περιοχές.  
• Μειονεκτήματα: Ένα μεγάλο δίκτυο δορυφόρων που εκτοξεύονται στην τροχιά είναι απαραίτητο για να καλύψει ευρείες περιοχές / το μεγαλύτερο μέρος του πλανήτη. Αυτό με τη σειρά του συνεπάγεται υψηλό κόστος για τις προμηθεύτριες εταιρείες, μεταξύ άλλων όσον αφορά τον έλεγχο από τους αναγκαίους επίγειους σταθμούς των μη σταθερών ιπτάμενων δορυφόρων. Επιπλέον, ο κίνδυνος διαστημικών υπολειμμάτων και οι ρυθμιστικές προκλήσεις αποτελούν αναδυόμενες ανησυχίες.

Σταθμοί πλατφορμών μεγάλου υψομέτρου ως σταθμοί βάσης IMT (HIBS)

Οι σταθμοί πλατφόρμας μεγάλου υψομέτρου (HAPS) ως σταθμοί βάσης διεθνών κινητών τηλεπικοινωνιών (IMT) (HIBS) είναι εναέριες πλατφόρμες που μπορούν να λειτουργήσουν ως ιπτάμενοι σταθμοί βάσης. Το HIBS μπορεί να ενσωματωθεί με το νέο ραδιόφωνο 5G (NR) ως μη επίγειο περιουσιακό στοιχείο δικτύου. Ο HIBS καθιστά δυνατή τη χρήση του HAPS για τη συμπλήρωση της επίγειας κάλυψης IMT, επωφελούμενος από τις πλατφόρμες που βρίσκονται στη στρατόσφαιρα, επιτρέποντας πολύ ευρύτερη κάλυψη σε σύγκριση με τις συμβατικές επίγειες λύσεις. Το HIBS παρέχει συνδεσιμότητα στις ίδιες κινητές συσκευές με τα επίγεια δίκτυα, γεγονός που αυξάνει την παγκόσμια κάλυψη και επεκτείνει την κινητή συνδεσιμότητα. 

• Πλεονεκτήματα: Ο HIBS επεκτείνει την κάλυψη των επικοινωνιών για την αντιμετώπιση των υφιστάμενων ψηφιακών κενών, ιδίως σε μη εξυπηρετούμενες ή υποεξυπηρετούμενες κοινότητες.
• Μειονεκτήματα: Είναι δύσκολο για το HIBS να επιτύχει τους αυστηρούς στόχους λειτουργικής αξιοπιστίας και διαθεσιμότητας των παλαιών τηλεπικοινωνιακών δικτύων. Ενώ ο μέσος χρόνος μεταξύ της αποτυχίας (MTBF) βελτιώνεται, οι τηλεπικοινωνιακές λειτουργίες απαιτούν ακόμη υψηλότερες επιδόσεις αξιοπιστίας και διαθεσιμότητας.

Τα μπαλόνια του Διαδικτύου στέλνονται 18-20 χιλιόμετρα μέσα στη στρατόσφαιρα. Συγκεκριμένο λογισμικό τα μετακινεί προς τα πάνω ή προς τα κάτω για να βρει τους σωστούς ανέμους για να τα κατευθύνει στη θέση τους. Κάθε μπαλόνι εκπέμπει μια σύνδεση στο διαδίκτυο προς τις κεραίες στο έδαφος.

Το έργο Loon, το οποίο έκλεισε το 2021 λόγω οικονομικής μη βιωσιμότητας, και όχι τεχνικής βλάβης, ήταν ένα δίκτυο ηλιακών αερόστατων που μεταδίδουν σήματα διαδικτύου σε επίγειους σταθμούς, σπίτια, χώρους εργασίας ή απευθείας σε προσωπικές συσκευές που χρησιμοποιούν τεχνολογία LTE. Τα αερόστατα πλοηγούνται στη στρατόσφαιρα σε υψόμετρο περίπου 18 χιλιομέτρων, ειδικά σχεδιασμένα για να συνδέουν ανθρώπους σε αγροτικές και απομακρυσμένες περιοχές.

• Πλεονεκτήματα: Τα μπαλόνια του διαδικτύου είναι ικανά να φέρουν πρόσβαση στο διαδίκτυο στα πιο απομακρυσμένα μέρη του πλανήτη. Οι αλγόριθμοι AI διασφαλίζουν ότι τα μπαλόνια βρίσκουν και εκμεταλλεύονται τις βέλτιστες ροές ανέμου για να παραμείνουν περισσότερο στον αέρα.
• Μειονεκτήματα: Η τεράστια ψυχρότητα προσθέτει στο νάιλον υλικό του μπαλονιού και το καθιστά εύθραυστο. Τα λιπαντικά γίνονται σκληρά σε αυτές τις θερμοκρασίες. Τα μπαλόνια εκτίθενται σε ισχυρή υπεριώδη και κοσμική ακτινοβολία και σημειώνονται διαφορές πίεσης καθ 'όλη τη διάρκεια του ταξιδιού τους. Ο έλεγχος από τους απαραίτητους επίγειους σταθμούς των μη σταθερών ιπτάμενων αερόστατων είναι πολύ δύσκολος.

Το LiFi είναι μια αμφίδρομη, υψηλής ταχύτητας ασύρματη τεχνολογία επικοινωνίας. Χρησιμοποιεί την επικοινωνία ορατού φωτός ή το υπέρυθρο και κοντά στο υπεριώδες (αντί των κυμάτων ραδιοσυχνοτήτων) φάσμα. Το φως από τις διόδους εκπομπής φωτός (LED) χρησιμεύει ως μέσο για την παροχή επικοινωνίας. Η PureLiFi παρουσίασε το πρώτο εμπορικά διαθέσιμο σύστημα LiFi, το Li-1st. Σήμερα υπάρχουν αρκετές εταιρείες που αναπτύσσουν αυτή την τεχνολογία.

• Πλεονεκτήματα: Το LiFi θα μπορούσε να είναι ταχύτερο από το WiFi, φτάνοντας ταχύτητες 224 Gbps σε εργαστηριακές συνθήκες. Η τεχνολογία είναι χρήσιμη σε ηλεκτρομαγνητικά ευαίσθητες περιοχές, όπως σε καμπίνες αεροσκαφών, νοσοκομεία και πυρηνικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής χωρίς να προκαλεί ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές.
• Μειονεκτήματα: Η τεχνολογία παρέχει επικοινωνία μόνο σε μικρή εμβέλεια. Η χαμηλή αξιοπιστία και το υψηλό κόστος εγκατάστασης αποτελούν περαιτέρω πιθανά μειονεκτήματα. Οι πραγματικές ταχύτητες είναι χαμηλότερες από τα εργαστηριακά αρχεία (εκατοντάδες Mbps έως χαμηλά Gbps), τα όρια κάλυψης οπτικής επαφής και οι τρέχουσες αναπτύξεις είναι πιο δαπανηρές από το WiFi.

Η σύγκριση των ευρυζωνικών τεχνολογιών παρέχει μια γενική εικόνα και βοηθά στην επιλογή της καλύτερης τεχνολογίας.

Η έρευνα και η ανάπτυξη επικεντρώνονται όλο και περισσότερο στο All-Internet Protocol Network (AIPN). Αυτό επιτρέπει τη βελτίωση της επικοινωνίας και της μετάδοσης δεδομένων μέσω τεχνολογιών και υπηρεσιών δικτύου που βασίζονται στο πρωτόκολλο διαδικτύου (IP) και περιλαμβάνουν τη διαδικτυακή τηλεφωνία ή το VoIP (Voice-over Internet Protocol).

Η μετάδοση πακέτων δεδομένων βάσει IP επιτρέπει την ανάπτυξη καινοτόμων υπηρεσιών και εφαρμογών ανεξάρτητα από την υποκείμενη υποδομή δικτύου. Το 5G αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα σύγκλισης των κινητών επικοινωνιών και των παράλληλων υφιστάμενων τεχνολογιών ευρυζωνικών δικτύων.

Η πλήρης μετατροπή σε δικτυακές υποδομές με βάση το πρωτόκολλο Internet (All-IP Migration) αποτελεί τη βάση για την υλοποίηση μιας συγκλίνουσας υπηρεσίας στην κοινωνία των Gigabit και για τη χρήση διαφόρων συνδυασμών μεμονωμένων τεχνολογιών πρόσβασης στο δίκτυο.

Οι πρόσφατες εξελίξεις περιλαμβάνουν υποδομές δικτύου που θα συμπληρωθούν από πλήρως οπτικά δίκτυα, τα οποία θα επιτρέψουν τη δρομολόγηση και την αλλαγή εφαρμογών και περιεχομένου.

Ένα τέταρτο σκέλος της έρευνας περιλαμβάνει τα μοντέλα μετάδοσης δεδομένων μετά την IP. Διερευνά την Πληροφοριακή-Κεντρική Δικτύωση (ICN) και την Ονομαστική Δικτύωση Δεδομένων (NDN) ως εναλλακτικές λύσεις αντί της IP, οι οποίες χαρακτηρίζονται από:

• Νέα αρχιτεκτονική με διαχειριστική ικανότητα που υποστηρίζει πολλαπλούς τομείς, π.χ. τεμαχισμός δικτύου, υπολογιστική παρυφών πολλαπλών προσβάσεων, SDN (Software Defined Networking) και NFV (Network Function Virtualization),
• Νέα ασύρματα πρωτόκολλα (ενεργειακής και φασματικής απόδοσης) ικανά να υποστηρίξουν μια ποικιλία ασύρματων δικτύων, από δίκτυα αισθητήρων πολύ χαμηλής ισχύος έως κινητά δίκτυα ευρείας περιοχής.

Οι υφιστάμενοι και οι μελλοντικοί ρυθμοί μετάδοσης, οι καινοτόμες μέθοδοι συμπίεσης δεδομένων και οι βελτιώσεις των προτύπων μετάδοσης θα ανταποκρίνονται σε υπηρεσίες και εφαρμογές έντασης εύρους ζώνης. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η συμπίεση συχνά προκαλεί απώλειες όσον αφορά την ποιότητα των δεδομένων (π.χ. τηλεοπτικοί μορφότυποι, βιντεοδιασκέψεις).