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2020年9月11日期原文/Mayor‘s office of Chief Technology Officier 翻譯/ 張芮、滕敏、周亞雷文獻/萬瀟穎 校核/ 毛麗雅 編輯/眾山小 排版/ 段元浩工作團隊臉萌志願者2020/9/11第四章深入關註瞭通信技術和基礎設施,全面介紹瞭網絡設計的六大要素:不動產、基礎設施、無線頻譜、設備、運營和服務,這為城市規劃和商業規劃提供瞭一個框架。本次總體規劃使用瞭多種技術組合的互聯網服務商,並計劃將光纖覆蓋整座城市,在這個過程中,各種光纖電纜與各類基礎設施的連接組合起到瞭至關重要的作用。本節描述瞭將在紐約市提供通用寬帶的公共資產、基礎設施和技術范圍。一、引言
紐約市令人難以置信的多樣性以及私營部門的活躍程度意味著整個紐約市五個行政區的通用寬帶都將需要多個運營商使用一系列技術。紐約市推出的的通用寬帶網絡將支持紐約人對互聯網的多模式使用:在傢中和其他固定位置持續,無縫地連接移動網絡,並提供強大,可靠的服務。擬議中的網絡將優先考慮並優化可被多傢運營商共享的基礎架構,以降低成本,增強競爭,最大程度地減少對城市的物理幹擾並激勵私營部門投資來吸引和服務客戶。這種寬帶基礎設施(任何運營商都可以在中立或共享的基礎上使用)被稱為“開放式接入”或“中立主機”。根據本總體規劃中包含的數據和分析,紐約市已確定,通用寬帶要求在幾乎每個街道交叉口都建有開放式接入光纖基礎設施,並在每個街區設有匯聚點。網絡運營商將能夠使用多種潛在技術中的任何一種將光纖基礎設施從交叉口擴展到電線桿或建築物,並提供服務。具體來說,總體規劃利用瞭紐約市的房地產資產和公共通行權來部署新的基礎架構。該基礎設施的目標是支持根據寬帶原則快速,公平地部署多種服務選擇。計劃中的基礎設施,如果要在整個城市中全新建造,並依靠曼哈頓和佈朗克斯區現有的開放式通道系統,估計將耗資21億美元。假設在現有匯聚點可以使用Internet的回程連接,那麼這種在超本地社區規模的新基礎設施的成本估計在每個社區100萬美元至4200萬美元之間。基礎設施的建設將優先考慮那些今天商業光纖服務水平較低的社區。此外,將優先考慮那些紐約市的分析顯示新建建築的成本成為提供者和服務進入障礙的社區。相比之下,依靠公共屋頂或電線桿,固定無線接入在技術和物流上可能可行的區域,最初可能需要較少的光纖基礎設施。具體實施方案將在社區基礎上進行確定。該光纖網絡將覆蓋一個中立的無線電接入網絡,該網絡能夠在每個鄰域中提供移動無線服務。該無線網絡將使用共享頻譜來支持多個運營商。計劃設立的的共享頻譜移動無線網絡將需要在幾乎每個其他交叉口使用無線電,以提供整個城市的覆蓋范圍。無線網絡的基礎設施將包括在人行走廊和公共場所的免費高速Wi-Fi。移動網絡將使商業運營商能夠有效地部署許可頻譜,以提供無論在哪裡都可以使用的最先進的移動電信服務。總體規劃優先考慮居民最依賴移動服務的低收入地區以及商業蜂窩部署已經給城市資產帶來最大負擔的地區的移動無線基礎設施。圖十九、互聯網傳輸方式關於城市范圍的光纖和無線基礎設施,總體規劃考慮瞭成熟的,廣泛使用的寬帶技術,以及在紐約市有望使用的新興技術和未來技術。總體規劃側重於所需的房地產資產和基礎設施,但是設備,運營和服務對於向用戶提供寬帶也是必不可少的。使用市房地產資產和公共通行權進行的部署將通過公共和私人投資或在可能的情況下與現有的私人基礎設施連接來進行融資。本節回顧瞭相關技術,描述瞭總體規劃設想的寬帶網絡的基本要素,並描述瞭城市資產將如何用於實施通用寬帶網絡。
二、寬帶技術通常,有三種類型的寬帶連接:有線,固定無線訪問和 移動無線。除瞭這些類型的連接中已經廣泛使用的標準技術外,還有許多新興技術將在未來五到十年內改變紐約人獲得互聯網服務的方式。在5G和Wi-Fi等新技術標準的推動下,新近可用的頻段和技術突破現已上市,由於大量私人投資,預計在未來十年內將進行大規模部署。其他技術,例如Free Space Optics或Mesh
Wi-Fi,顯示出通過降低成本或社區驅動的部署模型來大規模影響Internet服務交付的潛力。重要的是,其中許多技術都具有提供千兆位速度的能力。
有線寬帶該計劃中的策略是各種利益相關者、著作、研究和分析所共同決定的。許多城市機構,互聯網服務提供商,建設基礎設施和寬帶設施的公司有線寬帶技術可以在地下或地面上運行,這意味著主要的房產需求是管道或電線桿上的空間。電線連接到建築物,然後在建築物中重新分配信號。在有線寬帶基礎設施中,有兩種廣泛的類型:光纖
——光纖技術通過光通過玻璃纖維發送數據,該玻璃纖維的直徑大約等於人發的直徑。光纖可提供超過每秒數千千兆比的可擴展容量;它不易受到幹擾,可以支持多個用戶。光纜的使用壽命尚未確定,因為使用和時間似乎都不會導致光纜基礎設施的退化。光纖連接通常是最可靠,容量最大的連接類型。 圖二十、互聯網傳播的媒介固定無線接入無線寬帶使用固定站點之間的無線電鏈路,通常一側連接到光纖,並充當多個無線鏈路的“集線器”。取決於無線技術的類型,連接的距離和視線,固定的無線連接可以以高可靠性支持數千兆位的速度。它不具有與光纖相同的潛在容量,但是通常是為有限數量的用戶提供高速連接的一種更快,更便宜的方式。固定無線網絡可能連接到建築物,然後信號將在建築物內重新分配。屋頂是常見的固定無線基礎設施的主要房地產要求。在建築物高度變化較大的區域中,連接到光纖的高層建築物上的屋頂尤其有用。從理論上講,固定無線技術具有實現成本有效實施的巨大潛力和巨大的機遇,但該技術作為住宅寬帶解決方案尚未成熟。1.毫米波固定無線接入毫米波固定無線訪問(mmWave-FWA)可以提供與光纖到房屋連接相當的帶寬,但結構較少,因為在每條地線上都不需要光纖連接。但是,毫米波信號極易受到幹擾,這限制瞭該技術在缺乏建築物高度變化或樹木遮蓋物或其他障礙物的社區中的可行性。當前,通常將獲得許可的毫米波頻段(包括28
GHz和39 GHz)整合到5G部署中;擁有這些許可證的公司也可以將這些部署用於固定無線服務。此外,還有一些使用不同技術標準(包括對稱為Wi-Gig的Wi-Fi的修改)和可能比5G mmWave無線電小得多的設備的公開可用的未經許可的mmWave頻段(大約60-90
GHz)。將未經許可的mmWave設備集成到街道一級的安裝中,可以減少將光纖連接到每根電線桿的需求,並可以將服務擴展到傢庭和企業。沿這些路線的MmWave-FWA可以為相對密集的社區提供服務,估計每平方英裡最多可容納2500個單位,盡管這種方法尚未大規模實施。與這些頻率的移動使用一樣,在大多數情況下,發送方和接收方之間要求視線無障礙,並且信號可能無法從街道到達較高的樓層。一些設備制造商和互聯網服務提供商已經開發瞭用於寬帶服務的非現場(NLOS)毫米波解決方案,而其他設備制造商則使用密集的無線電系統繞過障礙物。這些解決方案可能無法可靠地提供雙向千兆連接,但是它們使mmWave-FWA更加實用,並可能在更多地區使用。還有更強大的mmWave解決方案,可以通過10
Gbps鏈路將屋頂連接到屋頂。地圖十五、紐約市無牌照毫米波固定無線接入作為住宅寬帶解決方案的最佳區域2.Free Space OpticsFree Space
Optics是指使用可見光和激光束進行無線通信。無需許可證,該技術支持1 Gbps到10
Gbps的連接。相鄰激光束之間沒有射頻幹擾,因此可以將多個鏈接緊密放置在一起以增加整體鏈接容量。但是,任何物理障礙都會完全阻止信號,並且霧,煙霧或水可能會造成幹擾。正確安裝的鏈路可以長距離傳輸,但是典型的應用是在安全,無障礙的視線范圍內進行短距離傳輸。例如,該技術可以很好地將街道上的兩座建築物彼此連接起來。3.Mesh Wi-FiMesh
Wi-Fi是指使用多個發射器的Wi-Fi部署方法,這些發射器會重復發送Wi-Fi信號並擴展網絡范圍。這樣可以減少所需的有線連接數量,並且Wi-Fi接入點可以從多個中繼器獲得信號,可以為網絡增加彈性。Mesh Wi-Fi網絡取決於強大的企業回程,才能將寬帶速度分配給所有用戶。但是,Mesh
Wi-Fi也可以作為獨立的網絡運行,即使不連接到Internet或與Internet的連接被中斷或損壞,也可以支持高度本地化的應用程序和通信。由於Mesh Wi-Fi可以成為共享Internet連接並降低每位用戶成本的一種方式,因此基於社區的組織和分散的志願者網絡已使用該技術來構建社區控制的網絡,以至於Mesh
Wi-Fi經常成為即使社區網絡可以合並其他類型的未經許可的無線連接,也可以用作社區Wi-Fi的同義詞。Mesh
Wi-Fi也是在室內分配Internet連接,擴展房屋或公寓建築物內信號的一種越來越流行的方法。這些網絡缺乏私人投資,它們旨在通過社區組織和社會資本來彌補。移動無線移動寬帶允許無線鏈接的一側在覆蓋范圍內移動時保持連接狀態,而覆蓋范圍可能由多個固定無線電提供服務。每個無線電的覆蓋范圍都稱為“單元”,以至於移動無線通常稱為“蜂窩”或“單元服務”。與固定連接相比,移動性的折衷通常是速度較慢且可靠性較低。移動無線可以補充更高容量和更可靠連接的“熱點”。從熱點移動到熱點有時被稱為“遊牧”連接。移動無線直接連接到用戶的設備,該設備可以在外部或內部攜帶,但有時需要其他設備才能將信號帶入內部。電線桿和低矮的屋頂可以用於移動無線。1.5G5G是指下一代(第五代)移動連接的技術標準。該技術規范要求速度預計至少要比當前4G網絡速度快10倍,並具有更低的延遲,更低的電池功耗以及能夠處理來自單個無線電的更多連接的能力。與過去的技術發展一樣,無線公司通常需要在為下一代設備添加新設備的同時,為上一代設備維護舊網絡。5G最初將作為4G的補充而構建,同時並存兩個網絡的設備,而不是完全替代4G。一些無線公司開始將毫米波頻率應用於移動服務。這些頻率可以高速傳輸大量數據而幾乎沒有延遲,但是毫米波信號通常僅在幾百英尺的范圍內是可靠的,並且幾乎可以被任何材料(包括建築物,廣告牌甚至是樹葉)遮擋。樹。與其他頻率和過去幾代的蜂窩服務相比,mmWave
5G的覆蓋小區將小得多,需要更多的發射器,因此需要訪問大量獨特的房地產。隨著4G設備的增加,新設備元素的數量和站點數量呈指數增長,這對它們的放置位置提出瞭實際挑戰。連接所有設備所需的光纖線數量龐大,接入該光纖並沿路徑容納連接點所需的地點數量以及每個無線電設備的電力需求,使這一挑戰更加嚴峻。2.公民寬帶無線電業務CBRS生態系統仍在發展中,但它有潛力為寬帶提供商,企業和社區創造新的機會,以在目標地區部署移動網絡。這些網絡可以是獨立的專用網絡(例如,用於連接工廠內的機器),也可以是商業區內的電話,傳感器和車輛。這些網絡還可以與傳統的蜂窩網絡集成,以將覆蓋范圍擴展到無服務或室內區域。CBRS有潛力釋放更多使用物聯網(IoT)的機會,而不必依賴每個設備的付費連接。商業無線運營商也可以使用CBRS頻譜來補充現有網絡。3.Wi-Fi
6Wi-Fi 6是次世代Wi-Fi,它將仍然是Internet服務中最常見,使用最頻繁的無線連接。一項研究估計,Wi-Fi在2018年為美國經濟貢獻瞭將近5萬億美元。Wi-Fi的普及和價值主要來自以下事實:根據一套標準規則,任何人都可以使用它,即使沒有許可證。Wi-Fi的普遍存在也可能帶來挑戰:多個網絡運營商可能擠入同一區域,從而給所有用戶造成幹擾並降低信號質量。Wi-Fi
6旨在提高這種條件下的性能。還將Wi-Fi網絡的最大理論數據速度從今天的1 Gbps提高到10 Gbps。此外,Wi-Fi 6改善瞭功耗並增強瞭安全性。紐約市根據四個免費公共服務用例發佈瞭全市Wi-Fi部署計劃。在某些條件下,Wi-Fi還可以通過補充或取消蜂窩網絡流量來改善移動服務。4.Edge CloudEdge
Cloud描述瞭從對大型數據中心的依賴到更靠近網絡密集部分的更多,更小的數據中心的過渡。這種體系結構的潛在好處包括:減少延遲,因為存儲和處理可以在用戶附近進行。隱私,因為較少的信息必須離開社區;並且避免瞭跨數百英裡來回傳輸信息的成本和負擔。Edge Cloud的位置可以像一個小房間一樣緊湊,並具有適當的環境控制和備用電源。但是,為瞭按預期方式運行,Edge
Cloud站點的數量將需要比當今的數據中心多幾個數量級。私人對新基礎設施投資的驅動力隨著上述無線技術的出現,用來連接建築物和電線桿的訪問級別的光纖的需求量也減少。但由於光纖電纜的連接作用,因此在很多領域都需要光纖基礎設施的支持。由於傳統光線部署設計可能沒能在每個街道交叉口都設計有連接點,這樣的情況下,電線桿上的空間可能不足以支持必要數量的新光纖線路的部署。總之,所有的無線電都盡可能靠近,通過光纖連接,並有可能通過Edge雲數據中心的支持,這種設計的綜合性需求,不僅需要更多光纖基礎架構,還需要全新的網絡架構。目前,5G,mmWave-FWA,
CBRS,和Edge 雲技術的運營商是紐約最有可能推動私人基礎設施投資的。因為這些技術都需要很多的不動產和基礎設施要素,私人投資能夠更有效的支持其集體部署。換個角度來說,共享的基礎設施架構可能會給其他現有的或新興的寬帶技術帶來好處,因為這些技術也依賴於電線桿或房頂的光纖回傳。而其他的技術,如衛星技術,通常都有經濟支持,不太可能對紐約的新基礎設施做出貢獻。White
Space(有被稱作“超級Wi-Fi”)主要被用在鄉村地區,因為鄉村地區可以收到那些電視頻道。圖二十一:現有的方案中哪個是個紐約?現在有很多寬帶技術,但隻有個別的能夠影響到人口密集地區(如紐約)。三、網絡設計該總體規劃預期使用多種技術組合的互聯網服務商,這樣不僅能夠實現紐約的城市目標,還符合其規范和標準。上文提到的寬帶技術都需要將光纖電纜安裝到一系列的不動產中,如電線桿和屋頂。由於大多數的網絡都需要不動產資產,支持這些網絡的共享基礎設施包括將每個節點連接到房頂和電線桿的光纖,從而進行無線訪問。該基礎架構可以在單個鄰域的規模上進行部署,共一個設施,如一個多光纖網絡集合並互連的房間,通過各種路徑連接到建築物,電線桿等。這種基礎架構用於多鄰域的規模時,就需要使用回傳光纖,並在配置設施和該地區的主要數據中心之間通過多種冗餘路徑連接。網絡要素該總體規劃考慮瞭一個基於六個因素的寬帶網絡,每個要素可以分別交付,分別為:不動產,基礎設施,無線頻譜,設備,運營和服務。相比於技術綜述,本文將對這六個要素依次介紹,這樣能夠反映每個要素對提供互聯網服務的必要貢獻和職責矩陣。這些網絡要素為城市規劃和商業規劃提供瞭一個框架。圖二十二:寬帶網絡元素1.不動產不動產包括瞭土地或建立在地基或地上的承載網絡設施的建築物,包括地下管道,地面通行權,用於連接光纖和其他電纜的電線桿,用於安裝無線設備的屋頂和桿頂瞭接入點,以及其他重要的網絡設施,如建築物中放置小型獨立機櫃的地方,包括走廊,屋頂或其他的建築物內外空間。近管不動產是任何寬帶網絡的基礎,不動產資產並不特定於通信基礎設施,其還可以具有許多其他功能。他們都是資本密集且壽命長。值得註意的是,紐約市政府除瞭對公共路權授權以外,還是紐約最大的不動產持有者。以下是寬帶部署的不動產資產,包括:房頂
:技術規定的房頂通常是一個4‘×4‘的空間,用來容納無線設備,或者更大的空間,可以整合多種類型的設備。理想情況下,房頂應具有更清晰的360°位置線,並保持盡可能遠的距離。在某些情況下,較低的屋頂可用於連接那些位置線達不到的地方或者支持周圍街道的無線通信連接。房間或其他空間
:技術規定是通常能容納光纖連接和網絡設備,20‘×10‘的室內(或室外的電信棚),用來匯總從個體客戶到光纖主幹網的路徑。這些設施被稱為聚合存在點或“AgPOPs”。盡管這些為網絡設備提供的房間對於運營網絡並不是必須的,但其還能作為小型數據中心的邏輯位置,隨著內容提供商的內容越靠近使用者,網絡應用越依賴邊緣計算能力,這些小型數據中心也就越重要,也越廣泛分佈。電線桿和街道設施
:技術規定這類場所至少15英尺高。為瞭滿足寬帶的要求,電線桿必須連接到電源線和光纖線,即使在一些情況下,他們可以通過無線連接而非光纖連接。在一些適合架空光纖佈線的區域,也是需要電線桿的。獲得通行權本身就很有價值,尤其是在那些電線桿數不足以支持需求的區域。倫敦市政府正在考慮部署多公司的,中立的主體結構,以涵蓋各種公司的基礎設施以及這些公司所使用的各種技術。地下管道,電線桿上的空間或在政府區域上的建築
:整座城市的網絡需要的光纖,需要沿著人行道或者8000英裡的城市街道。一些情況下,會需要雙側的人行道來佈設光纖,從而能夠雙向連接數據中心,為房頂和電線桿上的設備提供回傳,有些情況也為瞭直接為終端使用者提供服務。如果隻需要連接關鍵的轉換連接點,那麼所需要的光線路徑數量可以減少約一半。如果可以使用無線回傳,則可能需要的更少。2.城市不動產資產一套將每個紐約傢庭連接起來的光纖服務網絡,並在可能的情況下,包括固定無線服務,以及覆蓋整座城市街道的移動無線服務,這樣的網絡包括連接25000不動資產,並遍及8000英裡城市街道的光纖電纜。還包括24000個街邊電線桿或街道設施,800個屋頂和180個房間。房間和大多的電線桿將在整個城市中均勻分佈,同城每隔一個交叉口就有一根電線桿。資產分配估算是基於一系列潛在的寬帶技術的,如FTTP(光纖到用戶所在地),固定無線接入以及CBRS,其覆蓋范圍重疊,並且在可能的情況下共享基礎設施。其他的技術,如5G,Wi-Fi以及Edge雲,可能會需要其他的設施,但也可以使用共享基礎設施。機房
:機房可以用作周圍社區中安裝光纜的匯聚點。這些鄰域光纖匯聚設施(NFCF)是政府所有並受政府控制的設施,在一些情況下,這些設施可能被安裝在停車場或類似場所的一個小隔間。一個城市范圍的網絡可能需要均勻的分佈在該城市的180個鄰裡區域中的空間中。每個NFCF會將光纖基礎設施聚集到該鄰域的交叉點。光纖足以連接每個社區中約120到150個資產。這些資產是CBRS覆蓋所必須的電線桿和屋頂,並在可行的情況下加上mmWave-FWA。在適當的條件下,NFCF還可作為Edge雲基礎設施(實質上是小型數據中心)的站點。每個NFCF都需要一個核心光纖主線網絡的服務。其作用是為每個NFCF承載多個光纖運營商,創建一個密集冗餘的網絡,並與其他的NFCF和重要的地點通過多路徑連接。主要的光纖運營商會選擇在某個特定的NFCF中存在,以連接服務於鄰域的的光纖電纜。這個NFCF就會是多個私人網絡共享公共設施的地方。
NFCF可能位於公共設施中,這些地方已經具有足夠的網絡容量和物理空間,並且能夠滿足所需的電源,氣候,安全性和物理訪問規范。許多城市的控制設施已經與核心網絡相連接,這些核心網絡是公眾購買過的,並且符合有關容量和冗餘的嚴格標準。例如紐約的公立學校,公立醫院,以及某些文化及後已經擁有自己的核心網絡。NFCF提供瞭將這些網絡互聯以增加冗餘或共享容量的機會。地圖十六:基於城市建築物存在的屋頂固定無線訪問機會圖二十三:潛在的全市范圍網絡的預期不動產資產屋頂
:與周圍建築物視線可通過視線連接的,其屋頂的光纖連接將作為無線中心點。這些地點至少要有7層並且比周圍的建築物高。圖16顯示瞭超過周圍建築7層的城市設施的相對分佈。這些中心站點的鄰域將是高度各不相同的區域,以允許較高的結構有較遠的視線。這些中心站點可用於多種固定無線技術。每個社區應至少支持一個這樣的站點。一個城市范圍的網絡可能包括使用瞭約800個遍佈整座城市的房頂,每個鄰域至少由於各房頂。電線桿
:一個通信無線網絡,使用CBRS和3.5GHz頻帶,以覆蓋整座城市以提供戶外服務,將會需要每隔約一個交叉口佈設一個無線電。覆蓋全程的網絡約需要20000個電線桿或其他類似的設施(類似高度和位置),而單獨一個3.5GHz的網絡是不能夠為每個傢庭及商業體提供千兆速度的。這樣的系統將滿足當前的移動寬帶需求,並為5G奠定基礎。在將要部署mmWave-FWA的地方,會需要更多的電線桿,而對於其他的技術,如5G和Wi-Fi,會需要更多的選址。3.基礎設施基礎設施包括無源網絡組件,例如光纖,同軸光纜,銅纜或建築物內佈線,以及中心站點,機櫃和分離器。而這些組件不用電,基礎設施包括為系統供電所需的佈線和連接。寬帶網絡基礎設施還包括專用的基礎設施,如支持無線服務的信號塔和單極子。網絡基礎設施通常有數十年的生命周期,並需要大量的資金成本。但相對於其他網絡元素而言,其運行成本較低。不同的網絡技術將需要不同密度的管線基礎設施。不論是連接屋頂還是電線桿,還是將服務直接連接到各個場所,光纖基礎設施若是單一來源,可能不足以支持服務的增長。例如,完全使用的光纖或光纖的所有者不允許使用的光纖就被看做不能被中立使用的光纖。圖二十四:規劃的鄰域規模基礎設施需要根據該社區的特定條件和需求為每個社區規劃新的基礎設施。該總體規劃提出瞭每個社區當前的情況的各項指標。這些指標可以指出光纖基礎設施的發展對各個網絡類型的支持。圖二十五:指示新基礎設施安裝的樣本寬帶基礎設施矩陣下文介紹瞭三種正如將會采納的方法,以保證光纖基礎設施即存在中立。光纖選擇
:如果在鄰域中存在至少三傢光纖供應商,則被認為是有足夠的光纖基礎設施,且不需要多餘的回傳光纖。這三傢供應商的光纖覆蓋等級將會決定這一鄰域的新光纖基礎設施的需求。光纖確定性
:單個私有運營商在中立的基礎上為某個區域提供服務時可行的。使用單個光纖供應商的最大挑戰是,連接該供應商的初始時間和成本的不確定性,這可能會影響後續的服務成本。而解決這一挑戰的關鍵點在於該供應商必須處於一個中立的配置設施中,該設施含有其他運營商的空間,而初始提供商則要對其光纖的使用具有透明的,合同保證,非歧視性的價格。例如,紐約政府與多傢光纖運營商簽訂主服務協議,其中包括產品和價格表。如果單個供應商處於由政府控制的NFCF中,並提供這樣的服務時間表,則可以滿足對回傳光纖的需求。公共光纖
:如果政府在一個地區擁有光纖基礎設施,它就可以決定光線設施的使用情況。為所有人開放的光纖被稱為‘開放接入光纖’。光線基礎設施可促進多個點的連接,例如在每個交叉口有手孔或接頭盒,以保持靈活性。這一設計使得任何電線桿,街道設施或建築物都能夠被光纖覆蓋而不用多餘的施工。但公共光纖設施需要與互聯網的回傳。這樣的架構能夠部署多種技術。在現有的無線安裝罩設計中,可以並置多種無線技術。為適應其他天線而設計的新形狀也可能會促進與其他技術的集合。另一種方法有可能涉及新的街道設施的設計或對現有街道設施設計的修改,這需要經過市政府的進一步批準,以使它們能夠合並無線和電信設備。共享的基礎設施適合用作分佈式天線系統(DAS),其中多個運營商在給定區域共享同一光纖和無線電網絡。在這種情況下,任何運營商都可以在NFCF處連接到網絡,然後共享鄰域的全面覆蓋范圍,而無需進一步施工或更多的設備。DAS現在用於例如競技場和紐約地鐵。這種中立的共享無線電接入網絡可能是使多個5G運營商覆蓋城市人口最稠密地區的唯一方法。這將限制為公園和類似公共場所提供服務的設備數量,並降低如今寬帶基礎設施在有限的地區擴大競爭的總體成本。將來,CBRS可能會提供一種DAS的方法,該方法比傳統的DAS更加便宜,並且設計和構建起來也更加容易。但設備仍處於使用初期,它還在探索其在在中立型主機無線解決方案中的作用。為瞭確保寬帶服務到達紐約的每個傢庭,該總體規劃重點關註瞭基礎設施建設,政府治理水平和商業機會好壞。不過要進入每一個公寓單元,此類互聯網連接還需要更進一步。雖然移動服務蓬勃發展,但是由於其對房屋較弱的滲透性,未來室內互聯網服務的佈置將成為寬帶部署中更為重要的部分。然而,對於沒有電線或導管的老式建築物,在建築物中佈置互聯網服務可能是一個挑戰。好消息是,許多技術進步正在降低室內佈置互聯網連接的成本和復雜性。比如G.hn是一種可以重新利用舊電話線來提供寬帶連接的新方法;Wi-Fi聯盟開發瞭Easy
Mesh標準來促進Wi-Fi中繼器提供商之間的互通性;公民寬帶無線電服務(CBRS)旨在成為一種在房產中分配無線信號的解決方案,並且俱備與新的Wi-Fi
6接入點結合使用的潛力。許多大型房屋可能仍需要大量的新佈線,才能使新的互聯網服務提供商能夠到達每一個社區單元。房屋內置技術日益增長的可行性和簡便性為托管服務提供商(MSP)的細分市場創造瞭新的商機。房屋的所有者可能持有MSP,並通過MSP來購買與互聯網服務相關的企業連接,然後安裝一個用於在整個房屋中分配大容量連接的系統。如果提供相關服務的企業連接(例如,來自商業光纖提供商的連接)在附近,那麼在與鄰居共享連接或個人單獨購買標準房屋服務之間,兩者的成本可能會有很大的不同。隨著房屋室內的佈置和維護變得更加容易,成為或持有MSP的壁壘應該降低,使得人們能夠進行更加有利的選擇。初創企業、少數人或女性持有的企業以及合作人公司可以在這裡找到機會,一些組織良好的公寓樓或社區可能會決定建立自己的網絡。4.無線通信頻譜無線通信頻譜包括用於無線通信的信號。無線通信頻譜被劃分為具有不同傳播特性、技術能力、現有使用水平以及相關設備成本等不同類型的頻段。通常,較低的頻段會進一步傳播並穿過某些障礙物或繞過某些障礙物,而較高的頻段(包括“毫米波”頻段)則不會傳播那麼遠。美國的所有無線通信頻譜均屬於公眾。某些頻段由於特定目的保留給聯邦政府使用,例如公共安全等目的。有些頻段已授權給商業運營商使用,而其他頻段則可未經許可使用。未經許可的中頻無線通信頻譜:聯邦通信委員會(FCC)已分配瞭2.4GHz和5GHz頻段中未發牌照的中頻頻段,這個頻段任何實體都可以使用Wi-Fi是其主要組成部分。因此,此類別在室內和室外公共場所為用戶提供服務的價值很高。此外,由於任何用戶都可以使用,這些頻段可能會變得擁堵,其效用在一定程度上會被限制。共享許可的中頻無線通信頻譜:在3.5GHz頻段的公民寬帶無線電服務(CBRS)可以有效地以較塊的速度為移動和戶外用戶提供服務,而無需可見的線路。同時,FCC最近在三個層級的共享框架下提供瞭該頻段。最高層級的頻段將會是當前所有人的牌照,其中包括瞭美國海軍的雷達;中等層級的訪問將包括優先訪問許可證;最低層次的訪問權限將適用於未經許可的用戶。大約一半的頻段(70
MHz)專用於優先訪問的許可證,該許可證將在2020年6月根據地理牌照的區域拍賣,通常是各個行政區域,其中包括瞭構成紐約的五個行政區。其餘的(80 MHz)在有效但未發牌照的基礎上仍可用於一般訪問。此外,在尚未部署優先許可權的地區,整個頻帶(150
MHz)將可供公眾使用。由FCC授權的自動地理位置數據庫系統將在各個層級之間進行協調,保護較高層級的用戶免受較低層級用戶的幹擾。輕許可和未經許可的毫米無線通信頻譜:70、80和90 GHz頻段中的高頻毫米波(mmWave)被指定為輕度許可,而60
GHz頻段則被指定為未經許可便能使用。由於傳播特性,這些頻段的使用受到限制。因此,為瞭可靠的連接這些頻段的結案設則需要肉眼可見的線路。不過,天線設計和創新網絡架構的進步使這些頻段更加可用。如今,使用這些頻段的設備可為各種設備可靠地提供1到10
Gbps的速度,包括企業和Wi-Fi接入點的回傳以及固定的無線接入。5.設備網絡設備包含活動(即通電)組件,例如路由器,調制解調器和交換機。相對於網絡基礎架構,網絡設備的使用壽命較短(通常不到10年),除瞭電力成本外,還需要持續的監控以及定期的維護和更換。網絡設備提供光纖架構一個高度可擴展的平臺,從而能夠使其在關鍵站點之間提供可靠的連接,尤其是多個網絡融合的站點。同時,隨著時間的遷移,網絡設備可以被升級進而最大程度地利用光纖的架構。不同類型的設備需要來連接使用不同寬帶技術的用戶。接入、訪問網絡的設備可以通過有線和無線的有效容量、管理多個用戶的堵塞現狀以及支持數據流量的安全分段能力等手段來提升性能。每年,制造商都會向市場推出具有改進性能或附加功能的新設備。添加新設備可能不需要新的架構;但是,提供無縫的移動性或實時管理網絡需要大量的網絡管理能效,而實施這些能效可能需要大量資金。6.運營和服務運營主要是指具有勞動力和知識的人員通過維持設備來提供互聯網和其他一些列服務。隨著技術的發展和客戶需求的變化,這些人員必須更新操作知識和再培訓。因此,對於寬帶網絡,此要素通常是最昂貴的年度支出。服務是一種需要與客戶和用戶進行交互並開發全面的互聯網產品的勞動。服務可以批發形式(即直接銷售並最終管理用戶的第三方)或零售形式提供。像操作一樣,這種勞動和操作知識也會帶來巨大的持續成本。公司可能會響應市場變化而迅速改變其運營和服務方式。7.服務提供商的選擇寬帶並不是一種萬能的技術。紐約公民需要從城市公平、績效、可負擔性、隱私和選擇這五項原則相一致的服務中選擇適合他們的服務提供商。由開放式接入光纖和中性主機無線組成的基礎架構可以最大程度地提高附近社區可提供服務的多樣性。它使高容量的企業提供商可以管理網絡的核心元素,同時降低本地初創公司、新市場進入者和社區提供商的進入門檻。圖二十六、寬帶網絡元素:成本和變化的步伐四、公共基礎設施的私人融資途徑許多種合作模式可以將私人投資引入到公共基礎設施中,甚至可以實現多種融資途徑並行。同時,合作模式可以根據其在活動中公共和私人參與的范圍來進行相互比較。比較的內容包括瞭與寬帶交付相關的活動、單次且持續的資本和運營要求,並逐漸擴展到融資,資產管理,營銷和客戶服務等內容。公共和私人合夥人參與的意義反映在它們各自的風險概況和特定網絡元素的所有權中。圖30包含描述交付模型范圍等相關內容。融資途徑的極端分別是完全的私有模式和完全的公共模式。當前,完全私有的模式是紐約的現狀,私人公司一般希望提供互聯網服務並建立起自己的網絡。另一方面,完全公共資金的模式將要求紐約市政府成為互聯網提供商,在不包含私人投資的前提下提供所有網絡基礎設施的建設和運營。在這兩種極端之間,存在著一系列的合作模型,它們被描述為PPP模式(public-private-partnerships)。PPP模式下網絡基礎設施建設能夠獲得長期公共所有權,主要建立在盈利機會和運營合同兩個模式的基礎上:盈利機會:該模式通常涉及公共和私人合夥人之間的多年或長期合作關系,其中私人合夥人負責設計,建造,融資,運營和維護。這些通常需要承擔資金的交換,可用性付款以及在合同期限內使用公共實體的擔保等責任。實際上,有兩個主要的“盈利機會”合作模式示例可用於紐約的寬帶基礎設施。建立,運營,轉讓(Build-Operate-Transfer):紐約市政府授予私人合夥人或多個合夥人一定時期內開發,擁有和運營基礎設施的權利,之後將資產所有權轉讓給紐約市。同時,在合同期限內,私人合夥人可以從資產中獲得收益。設計-建造-財務-運營-維護(Design-Build-Finance-Operate-Maintain):長期模式是資產所有權永久為紐約市政府所有,而私人合夥人承擔資本引入,建築風險以及商業風險,並以此換取政府的議定酬勞。通常DBFOM的期限比BOT的期限更長。經營合同:在運營合同模式中,資金由紐約市政府承擔。對於其他類型的風險和責任,紐約市政府與私人合作夥伴簽訂運營合同。私人合夥人參與資產管理的程度取決於經營合同的結構。圖二十七、潛在的寬帶合作模式通用寬帶基礎設施的公共投資可以分為四個級別,每個級別都動員瞭相應級別的私人投資,並為進一步合作打下瞭基礎。最初的種子投資確定瞭紐約在塑造寬帶基礎設施方面的角色、制定瞭一套基準的市場反應,並在目標地區產生瞭一定影響。第二層擴展建立多個相連社區的基礎架構,並解決其中最突出的空白。同時,城市需要管控的項目隨著投資水平的提高而增長。隻有在私人合夥人準備與紐約市合作,能在開放對於相關基礎設施的公共投資,並進一步將投資深入到傢庭或移動用戶的連接。此外,私人資本的數量受社區的選擇以及這些地區的預期回報率的影響。圖二十八、公共投資水平未完待續推送
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