[要約] RFC 7962は、代替ネットワーク展開に関するタクソノミー、特性、技術、アーキテクチャについての情報を提供する。その目的は、異なるネットワーク展開オプションの理解を深め、ネットワークの設計と展開に関する意思決定を支援することである。
Internet Research Task Force (IRTF) J. Saldana, Ed.
Request for Comments: 7962 University of Zaragoza
Category: Informational A. Arcia-Moret
ISSN: 2070-1721 University of Cambridge
B. Braem
iMinds
E. Pietrosemoli
The Abdus Salam ICTP
A. Sathiaseelan
University of Cambridge
M. Zennaro
The Abdus Salam ICTP
August 2016
Alternative Network Deployments: Taxonomy, Characterization, Technologies, and Architectures
代替ネットワーク配置：分類、特性評価、テクノロジー、およびアーキテクチャ
Abstract
概要
This document presents a taxonomy of a set of "Alternative Network Deployments" that emerged in the last decade with the aim of bringing Internet connectivity to people or providing a local communication infrastructure to serve various complementary needs and objectives. They employ architectures and topologies different from those of mainstream networks and rely on alternative governance and business models.
このドキュメントでは、過去10年間に人々にインターネット接続を提供したり、さまざまな補完的なニーズや目的に対応するローカル通信インフラストラクチャを提供したりする目的で登場した一連の「代替ネットワーク配置」の分類法を示します。彼らは主流のネットワークとは異なるアーキテクチャとトポロジを採用し、代替のガバナンスとビジネスモデルに依存しています。
The document also surveys the technologies deployed in these networks, and their differing architectural characteristics, including a set of definitions and shared properties.
このドキュメントでは、これらのネットワークに展開されているテクノロジ、および一連の定義と共有プロパティを含む、それらの異なるアーキテクチャ上の特徴についても調査しています。
The classification considers models such as Community Networks, Wireless Internet Service Providers (WISPs), networks owned by individuals but leased out to network operators who use them as a low-cost medium to reach the underserved population, networks that provide connectivity by sharing wireless resources of the users, and rural utility cooperatives.
分類では、コミュニティネットワーク、ワイヤレスインターネットサービスプロバイダー（WISP）、個人が所有しているが、サービスが行き届いていない人口に到達するために低コストの媒体としてそれらを使用するネットワークオペレーターにリースされているネットワーク、ワイヤレスリソースを共有することで接続を提供するネットワークなどのモデルが考慮されますユーザーの、そして農村ユーティリティ協同組合。
Status of This Memo
本文書の状態
This document is not an Internet Standards Track specification; it is published for informational purposes.
このドキュメントはInternet Standards Trackの仕様ではありません。情報提供を目的として公開されています。
This document is a product of the Internet Research Task Force (IRTF). The IRTF publishes the results of Internet-related research and development activities. These results might not be suitable for deployment. This RFC represents the consensus of the Global Access to the Internet for All Research Group of the Internet Research Task Force (IRTF). Documents approved for publication by the IRSG are not a candidate for any level of Internet Standard; see Section 2 of RFC 7841.
この文書は、Internet Research Task Force（IRTF）の製品です。 IRTFは、インターネット関連の研究開発活動の結果を公開しています。これらの結果は、展開に適さない可能性があります。このRFCは、インターネット研究タスクフォース（IRTF）の全研究グループのためのインターネットへのグローバルアクセスのコンセンサスを表しています。 IRSGによる公開が承認されたドキュメントは、どのレベルのインターネット標準の候補にもなりません。 RFC 7841のセクション2を参照してください。
Information about the current status of this document, any errata, and how to provide feedback on it may be obtained at http://www.rfc-editor.org/info/rfc7962.
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Table of Contents
目次
1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1. Mainstream Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2. Alternative Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2. Terms Used in This Document . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3. Scenarios Where Alternative Networks Are Deployed . . . . . . 7
3.1. Urban vs. Rural Areas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3.2. Topology Patterns Followed by Alternative Networks . . . 9
4. Classification Criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.1. Entity behind the Network . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.2. Purpose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.3. Governance and Sustainability Model . . . . . . . . . . . 12
4.4. Technologies Employed . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
4.5. Typical Scenarios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
5. Classification of Alternative Networks . . . . . . . . . . . 13
5.1. Community Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
5.2. Wireless Internet Service Providers (WISPs) . . . . . . . 16
5.3. Shared Infrastructure Model . . . . . . . . . . . . . . . 17
5.4. Crowdshared Approaches Led by the Users and Third-Party
Stakeholders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
5.5. Rural Utility Cooperatives . . . . . . . . . . . . . . . 21
5.6. Testbeds for Research Purposes . . . . . . . . . . . . . 22
6. Technologies Employed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
6.1. Wired . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
6.2. Wireless . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
6.2.1. Media Access Control (MAC) Protocols for Wireless
Links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6.2.1.1. 802.11 (Wi-Fi) . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
6.2.1.2. Mobile Technologies . . . . . . . . . . . . . . . 24
6.2.1.3. Dynamic Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . 24
7. Upper Layers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
7.1. Layer 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
7.1.1. IP Addressing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
7.1.2. Routing Protocols . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
7.1.2.1. Traditional Routing Protocols . . . . . . . . . . 26
7.1.2.2. Mesh Routing Protocols . . . . . . . . . . . . . 27
7.2. Transport Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
7.2.1. Traffic Management When Sharing Network Resources . . 27
7.3. Services Provided . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
7.3.1. Use of VPNs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
7.3.2. Other Facilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
7.4. Security Considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
8. Informative References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Acknowledgements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Contributors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Authors' Addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
One of the aims of the Global Access to the Internet for All (GAIA) IRTF Research Group is "to document and share deployment experiences and research results to the wider community through scholarly publications, white papers, Informational and Experimental RFCs, etc." [GAIA]. In line with this objective, this document proposes a classification of "Alternative Network Deployments". This term includes a set of network access models that have emerged in the last decade with the aim of providing Internet connections, following topological, architectural, governance, and business models that differ from the so-called "mainstream" ones, where a company deploys the infrastructure connecting the users, who pay a subscription fee to be connected and make use of it.
全世界のインターネットへのグローバルアクセス（GAIA）IRTF研究グループの目的の1つは、「学術出版物、ホワイトペーパー、情報提供および実験的RFCなどを通じて、展開経験と研究結果を文書化し、幅広いコミュニティに共有すること」です。 [GAIA]。このドキュメントでは、この目的に沿って、「代替ネットワーク配置」の分類を提案しています。この用語には、企業が展開するいわゆる「主流」のモデルとは異なるトポロジ、アーキテクチャ、ガバナンス、およびビジネスモデルに従ってインターネット接続を提供することを目的として、過去10年間に登場した一連のネットワークアクセスモデルが含まれます。接続するためにサブスクリプション料金を支払い、それを利用するユーザーを接続するインフラストラクチャ。
Several initiatives throughout the world have built these large-scale networks, using predominantly wireless technologies (including long distance links) due to the reduced cost of using unlicensed spectrum. Wired technologies such as fiber are also used in some of these networks.
ライセンスされていないスペクトルを使用するコストの削減により、世界中のいくつかのイニシアチブが主にワイヤレス技術（長距離リンクを含む）を使用してこれらの大規模ネットワークを構築しています。これらのネットワークの一部では、ファイバーなどの有線技術も使用されています。
The classification considers several types of alternate deployments: Community Networks are self-organized networks wholly owned by the community; networks acting as Wireless Internet Service Providers (WISPs); networks owned by individuals but leased out to network operators who use such networks as a low-cost medium to reach the underserved population; networks that provide connectivity by sharing wireless resources of the users; and finally there are some rural utility cooperatives also connecting their members to the Internet.
分類では、いくつかのタイプの代替デプロイメントが考慮されます。コミュニティネットワークは、コミュニティが完全に所有する自己組織化ネットワークです。ワイヤレスインターネットサービスプロバイダー（WISP）として機能するネットワーク。個人が所有しているが、そのようなネットワークを低コストの媒体として使用してサービスが行き届いていない人口に到達するネットワーク事業者にリースしているネットワーク。ユーザーの無線リソースを共有することで接続を提供するネットワーク。最後に、農村の公益事業協同組合もあり、メンバーもインターネットに接続しています。
The emergence of these networks has been motivated by a variety of factors such as the lack of wired and cellular infrastructures in rural/remote areas [Pietrosemoli]. In some cases, Alternative Networks may provide more localized communication services as well as Internet backhaul support through peering agreements with mainstream network operators. In other cases, they are built as a complement or an alternative to commercial Internet access provided by mainstream network operators.
これらのネットワークの出現は、田舎/遠隔地での有線およびセルラーインフラストラクチャの欠如などのさまざまな要因によって動機付けられています[Pietrosemoli]。場合によっては、Alternative Networksは、主流のネットワークオペレーターとのピアリング契約を通じて、よりローカライズされた通信サービスとインターネットバックホールサポートを提供することがあります。また、主流のネットワーク事業者が提供する商用インターネットアクセスの補完または代替として構築されている場合もあります。
The present document is intended to provide a broad overview of initiatives, technologies, and approaches employed in these networks, including some real examples. References describing each kind of network are also provided.
このドキュメントは、いくつかの実際の例を含め、これらのネットワークで採用されているイニシアチブ、テクノロジー、アプローチの幅広い概要を提供することを目的としています。各種類のネットワークを説明するリファレンスも提供されます。
In this document, we will use the term "mainstream networks" to denote those networks sharing these characteristics:
このドキュメントでは、「主流のネットワーク」という用語を使用して、これらの特性を共有するネットワークを示します。
o Regarding scale, they are usually large networks spanning entire regions.
o 規模に関しては、それらは通常、地域全体にわたる大規模なネットワークです。
o Top-down control of the network and centralized approach.
o ネットワークのトップダウン制御と集中型アプローチ。
o They require a substantial investment in infrastructure.
o 彼らはインフラへの相当な投資を必要とします。
o Users in mainstream networks do not participate in the network design, deployment, operation, governance, and maintenance.
o 主流ネットワークのユーザーは、ネットワークの設計、導入、運用、ガバナンス、および保守には参加しません。
o Ownership of the network is never vested in the users themselves.
o ネットワークの所有権がユーザー自身に付与されることはありません。
The term "Alternative Network" proposed in this document refers to the networks that do not share the characteristics of "mainstream network deployments". Therefore, they may share some of the following characteristics:
このドキュメントで提案されている「代替ネットワーク」という用語は、「主流のネットワーク配置」の特性を共有しないネットワークを指します。したがって、次の特性の一部を共有する場合があります。
o Relatively small scale (i.e., not spanning entire regions).
o 比較的小規模（つまり、地域全体にまたがらない）。
o Administration may not follow a centralized approach.
o 管理は一元化されたアプローチに従わない場合があります。
o They may require a reduced investment in infrastructure, which may be shared by the users and commercial and non-commercial entities.
o それらは、インフラストラクチャへの投資の削減を必要とする場合があり、それはユーザーと商用および非商用エンティティによって共有される場合があります。
o Users in Alternative Networks may participate in the network design, deployment, operation, and maintenance.
o 代替ネットワークのユーザーは、ネットワークの設計、導入、運用、および保守に参加できます。
o Ownership of the network is often vested in the users.
o 多くの場合、ネットワークの所有権はユーザーに帰属します。
Considering the role that the Internet currently plays in everyday life, this document touches on complex social, political, and economic issues. Some of the concepts and terminology used have been the subject of study of various disciplines outside the field of networking and are responsible for long debates whose resolution is out of the scope of this document.
このドキュメントでは、インターネットが日常生活で現在果たしている役割を考慮して、複雑な社会的、政治的、経済的問題に触れています。使用されている概念と用語の一部は、ネットワークの分野以外のさまざまな分野の研究対象となっており、その解決策がこのドキュメントの範囲外である長い議論の原因となっています。
o "Global north" and "global south". Although there is no consensus on the terms to be used when talking about the different development level of countries, we will employ the term "global south" to refer to nations with a relatively lower standard of living. This distinction is normally intended to reflect basic economic country conditions. In common practice, Japan in Asia, Canada and the United States in northern America, Australia and New Zealand in Oceania, and Europe are considered "developed" regions or areas [UN], so we will employ the term "global north" when talking about them.
o 「グローバル北」と「グローバル南」。国のさまざまな開発レベルについて語る際に使用される用語についてコンセンサスはありませんが、生活水準が比較的低い国を指すために「グローバル南」という用語を使用します。この区別は通常、基本的な経済国の状況を反映することを目的としています。一般的に、日本はアジア、カナダ、米国は北アメリカ、オーストラリア、ニュージーランドはオセアニア、ヨーロッパは「発展した」地域または地域であると見なされているため[UN]、そのため、私たちは「グローバルノース」という用語を使用します。それらについて。
o The "Digital Divide". The following dimensions are considered to be meaningful when measuring the digital development state of a country: infrastructures (availability and affordability), the Information and Communications Technology (ICT) sector (human capital and technological industry), digital literacy, legal and regulatory framework, and content and services. A lack of digital development in one or more of these dimensions is what has been referred as the "Digital Divide" [Norris]. It should be noted that this "Divide" is not only present between different countries but between zones of the same country, despite its degree of development.
o 「デジタルデバイド」。国のデジタル開発の状態を測定する場合、インフラストラクチャ（可用性と手頃な価格）、情報通信技術（ICT）セクター（人的資本および技術産業）、デジタルリテラシー、法的および規制の枠組み、およびコンテンツとサービス。これらの側面の1つ以上でデジタル開発が行われていないことが、「デジタルディバイド」[Norris]と呼ばれています。この「ディバイド」は、その発展の度合いにもかかわらず、異なる国の間だけでなく、同じ国のゾーンの間にも存在することに注意してください。
o "Urban" and "rural" zones. There is no single definition of "rural" or "urban", as each country and various international organizations define these terms differently, mainly based on the number of inhabitants, the population density, and the distance between houses [UNStats]. For networking purposes, the primary distinction is likely the average distance between customers, typically measured by population density, as well as the distance to the nearest Internet point-of-presence, i.e., the distance to be covered by "middle mile" or backhaul connectivity. Some regions with low average population density may cluster almost all inhabitants into a small number of relatively dense small towns, for example, while residents may be dispersed more evenly in others.
o 「都市」と「農村」ゾーン。 「国」または「都市」の単一の定義はありません。各国とさまざまな国際機関が、主に住民の数、人口密度、および住宅間の距離に基づいてこれらの用語を異なる方法で定義しているためです[UNStats]。ネットワーキングの目的では、主な違いは、通常、人口密度によって測定される顧客間の平均距離と、最も近いインターネットの存在場所までの距離、つまり「ミドルマイル」またはバックホールでカバーされる距離です。接続性。たとえば、平均人口密度が低い一部の地域では、ほとんどすべての住民が少数の比較的密集した小さな町に集まり、他の地域では住民がより均等に分散している場合があります。
o Demand. In economics, it describes a consumer's desire and willingness to pay a price for a specific good or service.
o 要求する。経済学では、特定の商品やサービスの価格を支払う消費者の欲求と意欲を説明します。
o Provision is the act of making an asset available for sale. In this document, we will mainly use it as the act of making a network service available to the inhabitants of a zone.
o プロビジョニングとは、資産を販売可能にする行為です。このドキュメントでは、主に、ゾーンの住民がネットワークサービスを利用できるようにする行為として使用します。
o Underserved area. Area in which the telecommunication market permanently fails to provide the information and communications services demanded by the population.
o サービスが行き届いていないエリア。テレコミュニケーション市場が人口によって要求される情報およびコミュニケーションサービスを提供することを永久に失敗するエリア。
o Free, open, and neutral networks. Their principles have been summarized this way [Baig]:
o 無料、オープン、ニュートラルなネットワーク。彼らの原則はこのように要約されています[Baig]：
* You have the freedom to use the network for any purpose as long as you do not harm the operation of the network itself, the rights of other users, or the principles of neutrality that allow contents and services to flow without deliberate interference.
* ネットワーク自体の操作、他のユーザーの権利、またはコンテンツとサービスが意図的な干渉なしに流れることを可能にする中立性の原則に害を及ぼさない限り、あなたはあらゆる目的のためにネットワークを自由に使用できます。
* You have the right to understand the network, to know its components, and to spread knowledge of its mechanisms and principles.
* あなたは、ネットワークを理解し、そのコンポーネントを知り、そのメカニズムと原理の知識を広める権利を持っています。
* You have the right to offer services and content to the network on your own terms.
* あなたはあなた自身の条件でネットワークにサービスとコンテンツを提供する権利があります。
* You have the right to join the network, and the responsibility to extend this set of rights to anyone according to these same terms.
* あなたはネットワークに参加する権利と、これらの同じ条件に従って誰にでもこの一連の権利を拡張する責任があります。
Different studies have reported that as much as 60% of the people on the planet do not have Internet connectivity [Sprague] [InternetStats]. In addition, those unconnected are unevenly distributed: only 31% of the population in "global south" countries had access in 2014, against 80% in "global north" countries [WorldBank2016]. This is one of the reasons behind the inclusion of the objective to "significantly increase access to information and communications technology and strive to provide universal and affordable access to the Internet in least developed countries by 2020," as one of the targets in the Sustainable Development Goals (SDGs) [SDG], considered as a part of "Goal 9. Build resilient infrastructure, promote inclusive and sustainable industrialization and foster innovation."
さまざまな研究で、地球上の人々の60％がインターネットに接続していないことが報告されています[Sprague] [InternetStats]。さらに、接続されていないものは不均一に分布しています。2014年にアクセスできるのは「グローバル南」国の人口の31％だけでしたが、「グローバル北」国の80％がアクセスできませんでした[WorldBank2016]。これが、持続可能な開発の目標の1つとして「情報通信技術へのアクセスを大幅に増加させ、2020年までに後発開発途上国でインターネットへの普遍的で手頃な価格のアクセスを提供するよう努める」という目標を盛り込んだ理由の1つです。目標（SDGs）[SDG]、「目標9.弾力性のあるインフラストラクチャを構築し、包括的で持続可能な工業化を促進し、イノベーションを促進する」の一部と見なされます。
For the purpose of this document, a distinction between "global north" and "global south" zones is made, highlighting the factors related to ICT, which can be quantified in terms of:
このドキュメントでは、「グローバルノース」ゾーンと「グローバルサウス」ゾーンを区別して、ICTに関連する要素を強調します。ICTに関連する要素は、次の点で定量化できます。
o The availability of both national and international bandwidth, as well as equipment.
o 国内と国際の両方の帯域幅、および機器の可用性。
o The difficulty in paying for the services and the devices required to access the ICTs.
o ICTへのアクセスに必要なサービスとデバイスの支払いが難しい。
o The instability and/or lack of power supply.
o 電源の不安定性や不足。
o The scarcity of qualified staff.
o 資格のあるスタッフの不足。
o The existence of a policy and regulatory framework that hinders the development of these models in favor of state monopolies or incumbents.
o 国家の独占者または現職者を支持してこれらのモデルの開発を妨げる政策および規制の枠組みの存在。
In this context, the World Summit of the Information Society [WSIS] aimed at achieving "a people-centred, inclusive and development-oriented Information Society, where everyone can create, access, utilize and share information and knowledge. Therefore, enabling individuals, communities and people to achieve their full potential in promoting their sustainable development and improving their quality of life". It also called upon "governments, private sector, civil society and international organizations" to actively engage to work towards the bridging of the digital divide.
これに関連して、情報社会の世界サミット[WSIS]は、「誰もが情報や知識を作成、アクセス、利用、共有できる、人々中心の包括的な開発指向の情報社会を実現することを目指していました。コミュニティと人々は、持続可能な開発を促進し、生活の質を向上させることにおいて、その潜在能力を最大限に発揮することができます。」また、「政府、民間部門、市民社会、国際機関」に対し、デジタル・デバイドの橋渡しに向けて積極的に取り組むよう求めた。
Some Alternative Networks have been deployed in underserved areas, where citizens may be compelled to take a more active part in the design and implementation of ICT solutions. However, Alternative Networks (e.g., [Baig]) are also present in some "global north" countries, being built as an alternative to commercial ones managed by mainstream network operators.
一部の代替ネットワークはサービス不足の地域に展開されており、市民はICTソリューションの設計と実装にもっと積極的に参加する必要があります。ただし、代替ネットワーク（[Baig]など）は一部の「世界の北」国にも存在し、主流のネットワーク事業者が管理する商用ネットワークの代替として構築されています。
The consolidation of a number of mature Alternative Networks (e.g., Community Networks) sets a precedent for civil society members to become more active in the search for alternatives to provide themselves with affordable access. Furthermore, Alternative Networks could contribute to bridge the digital divide by increasing human capital and promoting the creation of localized content and services.
多くの成熟した代替ネットワーク（コミュニティネットワークなど）の統合により、市民社会のメンバーは、代替品の検索において手頃な価格のアクセスを提供するためにより積極的になる前例が生まれました。さらに、Alternative Networksは、人的資本を増やし、ローカライズされたコンテンツとサービスの作成を促進することにより、デジタルデバイドの解消に貢献することができます。
The differences presented in the previous section are not only present between countries, but within them too. This is especially the case for rural inhabitants, who represent approximately 55% of the world's population [IFAD2011], with 78% of them in "global south" countries [ITU2011]. According to the World Bank, adoption gaps "between rural and urban populations are falling for mobile phones but increasing for the internet" [WorldBank2016].
前のセクションで説明した違いは、国間だけでなく国内にも存在します。これは特に、世界の人口の約55％[IFAD2011]を代表する農村部の住民に当てはまり、78％が「世界南部」の国々にいます[ITU2011]。世界銀行によると、「農村部と都市部の人口の間の採用ギャップは携帯電話では減少しているが、インターネットでは増加している」[WorldBank2016]。
Although it is impossible to generalize among them, there exist some common features in rural areas that have prevented incumbent operators from providing access and that, at the same time, challenge the deployment of alternative infrastructures [Brewer] [Nungu] [Simo_c]. For example, a high network latency was reported in [Johnson_b], which could be in the order of seconds during some hours.
それらの間で一般化することは不可能ですが、農村地域には、既存のオペレーターがアクセスを提供することを妨げていると同時に、代替インフラストラクチャの展開に挑戦しているいくつかの共通機能があります[Brewer] [Nungu] [Simo_c]。たとえば、[Johnson_b]で報告されたネットワークレイテンシの高さは、数時間程度の秒数の場合があります。
These challenges include:
これらの課題は次のとおりです。
o Low per capita income, as the local economy is mainly based on subsistence agriculture, farming, and fishing.
o 地域経済は主に自給自足の農業、農業、漁業に基づいているため、一人当たりの収入は低い。
o Scarcity or absence of basic infrastructures, such as electricity, water, and access roads.
o 電気、水道、アクセス道路などの基本的なインフラの不足または欠如。
o Low population density and distance (spatial or effective) between population clusters.
o 人口密度と人口クラスター間の距離（空間的または効果的）が低い。
o Underdeveloped social services, such as healthcare and education.
o ヘルスケアや教育などの未発達の社会サービス。
o Lack of adequately educated and trained technicians, and high potential for those (few) trained to leave the community incentivized by better opportunities, higher salaries, or the possibility of starting their own companies [McMahon].
o 適切に教育され、訓練された技術者の欠如、およびより良い機会、より高い給与、または自社企業の設立の可能性によってコミュニティを刺激するよう訓練された技術者（数名）の高い可能性[McMahon]
o High cost of Internet access [Mathee].
o インターネットアクセスのコストが高い[マシー]。
o Harsh environments leading to failure in electronic communication devices [Johnson_a], which reduces the reliability of the network.
o 電子通信デバイスの障害[Johnson_a]につながる過酷な環境。ネットワークの信頼性を低下させます。
Some of these factors challenge the stability of Alternative Networks and the services they provide: scarcity of spectrum, scale, and heterogeneity of devices. However, the proliferation of Alternative Networks [Baig] together with the raising of low-cost, low-consumption, low-complexity off-the-shelf wireless devices have allowed and simplified the deployment and maintenance of alternative infrastructures in rural areas.
これらの要因のいくつかは、代替ネットワークの安定性とそれらが提供するサービス、つまり、スペクトルの不足、スケール、デバイスの不均一性に挑戦します。ただし、Alternative Networks [Baig]の急増と、低コスト、低消費、低複雑性の既製のワイヤレスデバイスの普及により、農村地域での代替インフラストラクチャの導入と保守が可能になり、簡素化されました。
Alternative Networks, considered self-managed and self-sustained, follow different topology patterns [Vega_a]. Generally, these networks grow spontaneously and organically, that is, the network grows without specific planning and deployment strategy and the routing core of the network tends to fit a power law distribution. Moreover, these networks are composed of a high number of heterogeneous devices with the common objective of freely connecting and increasing the network coverage and the reliability. Although these characteristics increase the entropy (e.g., by increasing the number of routing protocols), they have resulted in an inexpensive solution to effectively increase the network size. One such example is Guifi.net [Vega_a], which has had an exponential growth rate in the number of operating nodes during the last decade.
自己管理および自己維持と見なされる代替ネットワークは、さまざまなトポロジパターンに従います[Vega_a]。一般に、これらのネットワークは自発的かつ有機的に成長します。つまり、ネットワークは特定の計画と展開戦略なしで成長し、ネットワークのルーティングコアはべき乗分布に適合する傾向があります。さらに、これらのネットワークは多数の異種デバイスで構成されており、自由に接続してネットワークカバレッジと信頼性を向上させるという共通の目的があります。これらの特性はエントロピーを増加させますが（たとえば、ルーティングプロトコルの数を増やすことにより）、ネットワークサイズを効果的に増加させる安価なソリューションをもたらしました。このような例の1つはGuifi.net [Vega_a]で、過去10年間に稼働中のノード数が指数関数的に増加しています。
Regularly, rural areas in these networks are connected through long-distance links and/or wireless mesh networks, which in turn convey the Internet connection to relevant organizations or institutions. In contrast, in urban areas, users tend to share and require mobile access. Since these areas are also likely to be covered by commercial ISPs, the provision of wireless access by virtual operators like [Fon] may constitute a way to extend the user capacity to the network. Other proposals like "Virtual Public Networks" [Sathiaseelan_a] can also extend the service.
定期的に、これらのネットワークの農村地域は、長距離リンクや無線メッシュネットワークを介して接続されており、関連する組織や機関にインターネット接続を伝達しています。対照的に、都市部では、ユーザーはモバイルアクセスを共有して要求する傾向があります。これらの領域も商用ISPでカバーされている可能性が高いため、[Fon]などの仮想オペレーターによるワイヤレスアクセスの提供は、ネットワークにユーザーキャパシティを拡張する方法の1つとなる場合があります。 「バーチャルパブリックネットワーク」[Sathiaseelan_a]などの他の提案もサービスを拡張できます。
The classification of Alternative Network Deployments, presented in this document, is based on the following criteria:
このドキュメントに記載されている代替ネットワーク配置の分類は、次の基準に基づいています。
The entity (or entities) or individuals behind an Alternative Network can be:
代替ネットワークの背後にあるエンティティ（またはエンティティ）または個人は、
o A community of users.
o ユーザーのコミュニティ。
o A public stakeholder.
o 公共の利害関係者。
o A private company.
o 民間企業。
o Supporters of a crowdshared approach.
o クラウドシェアードアプローチの支持者。
o A community that already owns the infrastructure and shares it with an operator, who, in turn, may also use it for backhauling purposes.
o インフラストラクチャを既に所有しており、オペレーターと共有しているコミュニティーは、オペレーターをバックホール目的で使用することもできます。
o A research or academic entity.
o 研究機関または学術機関。
The above actors may play different roles in the design, financing, deployment, governance, and promotion of an Alternative Network. For example, each of the members of a Community Network maintains the ownership over the equipment they have contributed, whereas in others there is a single entity, e.g., a private company who owns the equipment, or at least a part of it.
上記のアクターは、代替ネットワークの設計、資金調達、展開、ガバナンス、およびプロモーションにおいてさまざまな役割を果たす可能性があります。たとえば、コミュニティネットワークの各メンバーは、貢献した機器の所有権を維持しますが、他の例では、機器を所有する単一のエンティティ、または機器の少なくとも一部を所有する民間企業があります。
Alternative Networks can be classified according to their purpose and the benefits they bring compared to mainstream solutions, regarding economic, technological, social, or political objectives. These benefits could be enjoyed mostly by the actors involved (e.g., lowering costs or gaining technical expertise) or by the local community (e.g., Internet access in underserved areas) or by the society as a whole (e.g., network neutrality).
オルタナティブネットワークは、経済的、技術的、社会的、または政治的な目的に関して、主流のソリューションと比較して、その目的とそれらがもたらす利点に従って分類できます。これらのメリットは、主に関係者（例：コストの削減や技術的専門知識の獲得）、地域社会（例：サービスが不十分な地域でのインターネットアクセス）、または社会全体（例：ネットワークの中立性）が享受できます。
The benefits provided by Alternative Networks include, but are not limited to:
Alternative Networksが提供する利点には、以下が含まれますが、これらに限定されません。
o Extending coverage to underserved areas (users and communities).
o サービスが不十分な地域（ユーザーとコミュニティ）にカバレッジを拡張します。
o Providing affordable Internet access for all.
o すべての人に手頃な価格のインターネットアクセスを提供します。
o Reducing initial capital expenditures (for the network and the end user, or both).
o （ネットワークとエンドユーザー、またはその両方の）初期設備投資を削減する。
o Providing additional sources of capital (beyond the traditional carrier-based financing).
o （従来のキャリアベースの資金調達を超えて）追加の資金源を提供します。
o Reducing ongoing operational costs (such as backhaul or network administration).
o 継続的な運用コストの削減（バックホールやネットワーク管理など）。
o Leveraging expertise and having a place for experimentation and teaching.
o 専門知識を活用し、実験と教育の場を設ける。
o Reducing hurdles to adoption (e.g., digital literacy, literacy in general, and relevance).
o 採用へのハードルを減らす（デジタルリテラシー、一般的なリテラシー、関連性など）。
o Providing an alternative service in case of natural disasters and other extreme situations.
o 自然災害やその他の極端な状況の場合に代替サービスを提供します。
o Community building, social cohesion, and quality of life improvement.
o コミュニティの構築、社会的結束、生活の質の向上。
o Experimentation with alternative governance and ownership models for treating network infrastructures as a commons.
o ネットワークインフラストラクチャをコモンズとして扱うための代替ガバナンスモデルと所有権モデルの実験。
o Raising awareness of political debates around issues like network neutrality, knowledge sharing, access to resources, and more.
o ネットワークの中立性、知識の共有、リソースへのアクセスなどの問題に関する政治的な議論の意識を高める。
Note that the different purposes of Alternative Networks can be more or less explicitly stated and they could also evolve over time based on the internal dynamics and external events. For example, the Red Hook WIFI network in Brooklyn [Redhook] started as a Community Network focusing more on local applications and community building [TidePools], but it became widely known when it played a key role as an alternative service available during the Sandy storm [Tech] [NYTimes].
代替ネットワークのさまざまな目的は、多かれ少なかれ明示的に述べることができ、内部ダイナミクスと外部イベントに基づいて、時間とともに進化する可能性があることに注意してください。たとえば、ブルックリンのRed Hook WIFIネットワーク[Redhook]は、ローカルアプリケーションとコミュニティ構築[TidePools]に重点を置いたコミュニティネットワークとして始まりましたが、砂浜の嵐の間に利用可能な代替サービスとして重要な役割を果たすと広く知られるようになりました[Tech] [NYTimes]。
Moreover, especially for those networks with more open and horizontal governance models, the underlying motivations of those involved may be very diverse, ranging from altruistic ones related to the desire of free sharing of Internet connectivity and various forms of activism to personal benefits from the experience and expertise through the active participation in the deployment and management of a real and operational network.
さらに、特にオープンで水平方向のガバナンスモデルを備えたネットワークの場合、関係者の根本的な動機は非常に多様であり、インターネット接続の自由な共有やさまざまな形態の活動の欲求に関連する利他的なものから、経験から得られる個人的な利益までさまざまです。実際の運用ネットワークの導入と管理への積極的な参加による専門知識。
Different governance models are present in Alternative Networks. They may range from some open and horizontal models, with an active participation of the users (e.g., Community Networks) to a more centralized model, where a single authority (e.g., a company or a public stakeholder) plans and manages the network, even if it is (total or partially) owned by a community.
代替ネットワークには、さまざまなガバナンスモデルが存在します。それらは、ユーザー（コミュニティネットワークなど）の積極的な参加を伴ういくつかのオープンで水平なモデルから、単一の機関（たとえば、企業または公共の利害関係者）がネットワークを計画および管理する、より集中的なモデルまでさまざまです。コミュニティが（全体的または部分的に）所有している場合。
Regarding sustainability, some networks grow "organically" as a result of the new users who join and extend the network, contributing their own hardware. In some other cases, the existence of previous infrastructure (owned by the community or the users) may lower the capital expenditures of an operator, who can therefore provide the service with better economic conditions.
持続可能性に関して、一部のネットワークは、ネットワークに参加して拡張し、独自のハードウェアを提供する新しいユーザーの結果として「組織的に」成長します。他のいくつかのケースでは、以前のインフラストラクチャ（コミュニティまたはユーザーが所有）の存在により、オペレーターの資本支出が低下し、オペレーターはより良い経済状況でサービスを提供できます。
o Standard Wi-Fi. Many Alternative Networks are based on the standard IEEE 802.11 [IEEE.802.11] using the Distributed Coordination Function.
o 標準Wi-Fi。多くの代替ネットワークは、分散調整機能を使用する標準のIEEE 802.11 [IEEE.802.11]に基づいています。
o Wi-Fi-based Long Distance (WiLD) networks. These can work with either Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA) or an alternative Time Division Multiple Access (TDMA) Media Access Control (MAC) [Simo_b].
o Wi-Fiベースの長距離（WiLD）ネットワーク。これらは、衝突回避を備えたキャリアセンス多重アクセス（CSMA / CA）または代替の時分割多重アクセス（TDMA）メディアアクセス制御（MAC）[Simo_b]のいずれかと連携できます。
o TDMA. It can be combined with a Wi-Fi protocol, in a non-standard way [airMAX]. This configuration allows each client to send and receive data using pre-designated timeslots.
o TDMA。非標準的な方法で[airMAX] Wi-Fiプロトコルと組み合わせることができます。この構成により、各クライアントは事前に指定されたタイムスロットを使用してデータを送受信できます。
o 802.16-compliant (Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMax)) [IEEE.802.16] systems over non-licensed bands.
o 802.16準拠（マイクロ波アクセス（WiMax）の世界的な相互運用性）[IEEE.802.16]システム、非ライセンスバンド。
o Dynamic Spectrum Solutions (e.g., based on the use of TV White Spaces). A set of television frequencies that can be utilized by secondary users in locations where they are unused, e.g., IEEE 802.11af [IEEE.802.11AF] or 802.22 [IEEE.802.22].
o ダイナミックスペクトルソリューション（テレビのホワイトスペースの使用に基づくなど）。 IEEE 802.11af [IEEE.802.11AF]や802.22 [IEEE.802.22]など、未使用の場所でセカンダリユーザーが利用できるテレビ周波数のセット。
o Satellite solutions can also be employed to give coverage to wide areas, as proposed in the RIFE project (https://rife-project.eu/).
o RIFEプロジェクト（https://rife-project.eu/）で提案されているように、衛星ソリューションを使用して広域をカバーすることもできます。
o Low-cost optical fiber systems are also used to connect households in different places.
o 低コストの光ファイバーシステムは、さまざまな場所にある世帯を接続するためにも使用されます。
The scenarios where Alternative Networks are usually deployed can be classified as:
代替ネットワークが通常展開されるシナリオは、次のように分類できます。
o Urban/rural areas.
o 都市/農村地域。
o "Global north" / "global south" countries.
This section classifies Alternative Networks according to the criteria explained previously. Each of them has different incentive structures, maybe common technological challenges, but most importantly interesting usage challenges that feed into the incentives as well as the technological challenges.
このセクションでは、前述の基準に従って代替ネットワークを分類します。それぞれに異なるインセンティブ構造があり、おそらく一般的な技術的課題がありますが、最も重要なのは、技術的課題だけでなくインセンティブにつながる興味深い使用方法の課題です。
At the beginning of each subsection, a table is presented including a classification of each network according to the criteria listed in the "Classification Criteria" subsection. Real examples of each kind of Alternative Network are cited.
各サブセクションの最初に、「分類基準」サブセクションにリストされている基準による各ネットワークの分類を含む表が表示されます。各種類の代替ネットワークの実際の例が引用されています。
+----------------+--------------------------------------------------+
| Entity behind | community |
| the network | |
+----------------+--------------------------------------------------+
| Purpose | all the goals listed in Section 4.2 may be |
| | present |
+----------------+--------------------------------------------------+
| Governance and | participatory administration model: non- |
| sustainability | centralized and open building and maintenance; |
| model | users may contribute their own hardware |
+----------------+--------------------------------------------------+
| Technologies | Wi-Fi [IEEE.802.11] (standard and non-standard |
| employed | versions) and optical fiber |
+----------------+--------------------------------------------------+
| Typical | urban and rural |
| scenarios | |
+----------------+--------------------------------------------------+
Table 1: Characteristics Summary for Community Networks
表1：コミュニティネットワークの特性の概要
Community Networks are non-centralized, self-managed networks sharing these characteristics:
コミュニティネットワークは、次の特性を共有する非集中型の自己管理ネットワークです。
o They start and grow organically, and they are open to participation from everyone, sharing an open participation agreement. Community members directly contribute active (not just passive) network infrastructure. The network grows as new hosts and links are added.
o 彼らは有機的に始まり、成長し、誰もが参加できるようになり、オープンな参加協定を共有します。コミュニティメンバーは、アクティブな（単にパッシブではない）ネットワークインフラストラクチャに直接貢献します。新しいホストとリンクが追加されると、ネットワークは拡大します。
o Knowledge about building and maintaining the network and ownership of the network itself is non-centralized and open. Different degrees of centralization can be found in Community Networks. In some of them, a shared platform (e.g., a website) may exist where minimum coordination is performed. Community members with the right permissions have an obvious and direct form of organizational control over the overall organization of the network (e.g., IP addresses, routing, etc.) in their community (not just their own participation in the network).
o ネットワークの構築と保守、およびネットワーク自体の所有権に関する知識は、非集中的でオープンです。集中化の程度は、コミュニティネットワークで確認できます。それらのいくつかでは、最小限の調整が実行される共有プラットフォーム（Webサイトなど）が存在する場合があります。適切な権限を持つコミュニティメンバーは、コミュニティ内のネットワーク（IPアドレス、ルーティングなど）全体（ネットワークへの参加だけでなく）に対する組織的制御の明白かつ直接的な形態を持っています。
o The network can serve as a backhaul for providing a whole range of services and applications, from completely free to even commercial services.
o ネットワークは、完全に無料のサービスから商用サービスに至るまで、幅広いサービスとアプリケーションを提供するためのバックホールとして機能できます。
Hardware and software used in Community Networks can be very diverse and customized, even inside one network. A Community Network can have both wired and wireless links. Multiple routing protocols or network topology management systems may coexist in the network.
コミュニティネットワークで使用されるハードウェアとソフトウェアは、1つのネットワーク内でも、非常に多様でカスタマイズできます。コミュニティネットワークは、有線リンクと無線リンクの両方を持つことができます。複数のルーティングプロトコルまたはネットワークトポロジ管理システムがネットワーク内で共存できます。
These networks grow organically, since they are formed by the aggregation of nodes belonging to different users. A minimal governance infrastructure is required in order to coordinate IP addressing, routing, etc. Several examples of Community Networks are described in [Braem]. A technological analysis of a Community Network is presented in [Vega_b], which focuses on technological network diversity, topology characteristics, the evolution of the network over time, robustness and reliability, and networking service availability.
これらのネットワークは、異なるユーザーに属するノードの集約によって形成されるため、有機的に成長します。 IPアドレッシング、ルーティングなどを調整するには、最小限のガバナンスインフラストラクチャが必要です。コミュニティネットワークのいくつかの例が[Braem]で説明されています。コミュニティネットワークの技術分析は[Vega_b]で紹介されており、技術ネットワークの多様性、トポロジ特性、時間の経過に伴うネットワークの進化、堅牢性と信頼性、およびネットワークサービスの可用性に焦点を当てています。
These networks follow a participatory administration model, which has been shown to be effective in connecting geographically dispersed people, thus enhancing and extending digital Internet rights.
これらのネットワークは参加型の管理モデルに従います。これは地理的に分散した人々を接続するのに効果的であることが示されているため、デジタルインターネットの権利を強化および拡張します。
Users adding new infrastructure (i.e., extensibility) can be used to formulate another definition: A Community Network is a network in which any participant in the system may add link segments to the network in such a way that the new segments can support multiple nodes and adopt the same overall characteristics as those of the joined network, including the capacity to further extend the network. Once these link segments are joined to the network, there is no longer a meaningful distinction between the previous and the new extent of the network. The term "participant" refers to an individual, who may become the user, provider, and manager of the network at the same time.
新しいインフラストラクチャ（つまり、拡張性）を追加するユーザーは、別の定義を定式化するために使用できます。コミュニティネットワークは、新しいセグメントが複数のノードをサポートできるように、システムの任意の参加者がリンクセグメントをネットワークに追加できるネットワークです。ネットワークをさらに拡張する能力を含め、参加しているネットワークと同じ全体的な特性を採用します。これらのリンクセグメントがネットワークに参加すると、ネットワークの以前のエクステントと新しいエクステントの間に意味のある区別がなくなります。 「参加者」という用語は、同時にネットワークのユーザー、プロバイダー、およびマネージャーになることができる個人を指します。
In Community Networks, profit can only be made by offering services and not simply by supplying the infrastructure, because the infrastructure is neutral, free, and open (mainstream Internet Service Providers base their business on the control of the infrastructure). In Community Networks, everybody usually keeps the ownership of what he/she has contributed or leaves the stewardship of the equipment to the network as a whole (the commons), even loosing track of the ownership of a particular equipment itself, in favor of the community.
コミュニティネットワークでは、インフラストラクチャが中立で、無料で、オープンであるため、インフラストラクチャを提供するだけではなく、サービスを提供することによってのみ利益を得ることができます（主流のインターネットサービスプロバイダーは、インフラストラクチャの制御に基づいてビジネスを行っています）。コミュニティネットワークでは、通常、誰もが自分が貢献したものの所有権を維持するか、機器の管理責任をネットワーク全体（コモンズ）に任せ、特定の機器自体の所有権の追跡を失い、コミュニティ。
The majority of Community Networks comply with the definition of Free Network, included in Section 2.
コミュニティネットワークの大部分は、セクション2に含まれる無料ネットワークの定義に準拠しています。
+----------------+--------------------------------------------------+
| Entity behind | company |
| the network | |
+----------------+--------------------------------------------------+
| Purpose | to serve underserved areas; to reduce capital |
| | expenditures in Internet access; and to provide |
| | additional sources of capital |
+----------------+--------------------------------------------------+
| Governance and | operated by a company that provides the |
| sustainability | equipment; centralized administration |
| model | |
+----------------+--------------------------------------------------+
| Technologies | wireless, e.g., [IEEE.802.11] and [IEEE.802.16] |
| employed | and unlicensed frequencies |
+----------------+--------------------------------------------------+
| Typical | rural (urban deployments also exist) |
| scenarios | |
+----------------+--------------------------------------------------+
Table 2: Characteristics Summary for WISPs
表2：WISPの特性の概要
WISPs are commercially operated wireless Internet networks that provide Internet and/or Voice over Internet (VoIP) services. They are most common in areas not covered by mainstream telecommunications companies or ISPs. WISPs mostly use wireless point-to-multipoint links using unlicensed spectrum but often must resort to licensed frequencies. Use of licensed frequencies is common in regions where unlicensed spectrum is either perceived to be crowded or too unreliable to offer commercial services, or where unlicensed spectrum faces regulatory barriers impeding its use.
WISPは、インターネットやVoice over Internet（VoIP）サービスを提供する商業的に運営されているワイヤレスインターネットネットワークです。それらは主流の電気通信会社やISPがカバーしていない分野で最も一般的です。 WISPは、ライセンスされていないスペクトルを使用するポイントツーマルチポイントのワイヤレスリンクを主に使用しますが、多くの場合、ライセンスされた周波数に頼らなければなりません。ライセンスされていない周波数が混雑していると認識されているか、商用サービスを提供するには信頼性が高すぎる地域、またはライセンスされていないスペクトルがその使用を妨げる規制上の障壁に直面している地域では、ライセンスされた周波数の使用が一般的です。
Most WISPs are operated by local companies responding to a perceived market gap. There is a small but growing number of WISPs, such as [Airjaldi] in India, that have expanded from local service into multiple locations.
ほとんどのWISPは、認識された市場ギャップに対応する地元企業によって運営されています。インドの[Airjaldi]など、ローカルサービスから複数の場所に拡大しているWISPの数はわずかですが増加しています。
Since 2006, the deployment of cloud-managed WISPs has been possible with hardware from companies such as [Meraki] and later [OpenMesh] and others. Until recently, however, most of these services have been aimed at "global north" markets. In 2014, a cloud-managed WISP service aimed at "global south" markets was launched [Everylayer].
2006年以降、クラウドで管理されたWISPの導入は、[Meraki]やその後の[OpenMesh]などの企業のハードウェアを使用して可能になりました。しかし、最近まで、これらのサービスのほとんどは「グローバルノース」市場を対象としていました。 2014年には、「グローバルサウス」市場向けのクラウドマネージドWISPサービスが開始されました[Everylayer]。
+----------------+--------------------------------------------------+
| Entity behind | shared: companies and users |
| the network | |
+----------------+--------------------------------------------------+
| Purpose | to eliminate a capital expenditures barrier (to |
| | operators); lower the operating expenses |
| | (supported by the community); and extend |
| | coverage to underserved areas |
+----------------+--------------------------------------------------+
| Governance and | the community rents the existing infrastructure |
| sustainability | to an operator |
| model | |
+----------------+--------------------------------------------------+
| Technologies | wireless in non-licensed bands, mobile |
| employed | femtocells, WiLD networks [WiLD], and/or low- |
| | cost fiber |
+----------------+--------------------------------------------------+
| Typical | rural areas, and more particularly rural areas |
| scenarios | in "global south" regions |
+----------------+--------------------------------------------------+
Table 3: Characteristics Summary for Shared Infrastructure
表3：共有インフラストラクチャの特性の概要
In mainstream networks, the operator usually owns the telecommunications infrastructure required for the service or sometimes rents infrastructure to/from other companies. The problem arises in large areas with low population density, in which neither the operator nor the other companies have deployed infrastructure and such deployments are not likely to happen due to the low potential return on investment.
主流のネットワークでは、事業者は通常、サービスに必要な通信インフラストラクチャを所有しているか、場合によっては他の企業との間でインフラストラクチャをレンタルしています。この問題は、人口密度の低い広い地域で発生します。この地域では、事業者も他の企業もインフラストラクチャを配備しておらず、投資収益率が低いため、このような配備は起こりそうにありません。
When users already own deployed infrastructure, either individually or as a community, sharing that infrastructure with an operator can benefit both parties and is a solution that has been deployed in some areas. For the operator, this provides a significant reduction in the initial investment needed to provide services in small rural localities because capital expenditure is only associated with the access network. Renting capacity in the users' network for backhauling only requires an increment in the operating expenditure. This approach also benefits the users in two ways: they obtain improved access to telecommunications services that would not be accessible otherwise, and they can derive some income from the operator that helps to offset the network's operating costs, particularly for network maintenance.
ユーザーが既に展開されたインフラストラクチャを個別にまたはコミュニティとして所有している場合、そのインフラストラクチャをオペレーターと共有すると、両方の当事者にメリットがあり、一部の領域に展開されたソリューションです。オペレーターにとって、資本支出はアクセスネットワークにのみ関連しているため、地方の小さな地域でサービスを提供するために必要な初期投資を大幅に削減できます。ユーザーのネットワークでキャパシティをレンタルしてバックホールする場合は、運用経費を増やすだけで済みます。このアプローチはまた、2つの点でユーザーに利益をもたらします。ユーザーは、他の方法ではアクセスできない通信サービスへのアクセスを改善し、オペレーターから収入を得て、ネットワークの運用コスト（特にネットワークのメンテナンス）を相殺するのに役立ちます。
One clear example of the potential of the "shared infrastructure model" nowadays is the deployment of 3G services in rural areas in which there is a broadband rural Community Network. Since the inception of femtocells (small, low-power cellular base stations), there are complete technical solutions for low-cost 3G coverage using the Internet as a backhaul. If a user or community of users has an IP network connected to the Internet with some excess capacity, placing a femtocell in the user premises benefits both the user and the operator, as the user obtains better coverage and the operator does not have to support the cost of the backhaul infrastructure. Although this paradigm was conceived for improved indoor coverage, the solution is feasible for 3G coverage in underserved rural areas with low population density (i.e., villages), where the number of simultaneous users and the servicing area are small enough to use low-cost femtocells. Also, the amount of traffic produced by these cells can be easily transported by most community broadband rural networks.
今日の「共有インフラストラクチャモデル」の可能性の明確な例の1つは、ブロードバンドの農村コミュニティネットワークが存在する農村地域での3Gサービスの展開です。フェムトセル（小型で低電力のセルラー基地局）の登場以来、インターネットをバックホールとして使用する低コストの3Gカバレッジのための完全な技術ソリューションがあります。ユーザーまたはユーザーのコミュニティがある程度の過剰な容量を持つインターネットに接続されたIPネットワークを持っている場合、ユーザーの敷地内にフェムトセルを配置すると、ユーザーとオペレーターの両方にメリットがあります。バックホールインフラストラクチャのコスト。このパラダイムは屋内のカバレッジを改善するために考案されましたが、このソリューションは、人口密度の低いサービスが不十分な農村地域（つまり、村）で3Gカバレッジを実現できます。 。また、これらのセルによって生成されるトラフィックの量は、ほとんどのコミュニティブロードバンド農村ネットワークで簡単に転送できます。
Some real examples can be referenced in the TUCAN3G project, which deployed demonstrator networks in two regions in the Amazon forest in Peru [Simo_d]. In these networks [Simo_a], the operator and several rural communities cooperated to provide services through rural networks built up with WiLD links [WiLD]. In these cases, the networks belonged to the public health authorities and were deployed with funds that came from international cooperation for telemedicine purposes. Publications that justify the feasibility of this approach can also be found on that website.
いくつかの実際の例は、ペルーのアマゾンフォレスト[Simo_d]の2つのリージョンにデモンストレーターネットワークを展開したTUCAN3Gプロジェクトで参照できます。これらのネットワーク[Simo_a]では、オペレーターといくつかの農村コミュニティが協力して、WiLDリンク[WiLD]で構築された農村ネットワークを通じてサービスを提供しました。これらの場合、ネットワークは公衆衛生当局に属し、遠隔医療目的の国際協力から得られた資金で展開されました。このアプローチの実現可能性を正当化する出版物は、そのWebサイトにも掲載されています。
5.4. Crowdshared Approaches Led by the Users and Third-Party Stakeholders
5.4. ユーザーとサードパーティの利害関係者が主導するクラウドシェアードアプローチ
+----------------+--------------------------------------------------+
| Entity behind | community, public stakeholders, private |
| the network | companies, and supporters of a crowdshared |
| | approach |
+----------------+--------------------------------------------------+
| Purpose | sharing connectivity and resources |
+----------------+--------------------------------------------------+
| Governance and | users share their capacity, coordinated by a |
| sustainability | Virtual Network Operator (VNO); different models |
| model | may exist, depending on the nature of the VNO |
+----------------+--------------------------------------------------+
| Technologies | Wi-Fi [IEEE.802.11] |
| employed | |
+----------------+--------------------------------------------------+
| Typical | urban and rural |
| scenarios | |
+----------------+--------------------------------------------------+
Table 4: Characteristics Summary for Crowdshared Approaches
表4：クラウドシェアードアプローチの特性の概要
These networks can be defined as a set of nodes whose owners share common interests (e.g., sharing connectivity; resources; and peripherals) regardless of their physical location. They conform to the following approach: the home router creates two wireless networks -- one of them is normally used by the owner, and the other one is public. A small fraction of the bandwidth is allocated to the public network to be employed by any user of the service in the immediate area. Some examples are described in [PAWS] and [Sathiaseelan_c]. Other examples are found in the networks created and managed by city councils (e.g., [Heer]). The "openwireless movement" (https://openwireless.org/) also promotes the sharing of private wireless networks.
これらのネットワークは、物理的な場所に関係なく、所有者が共通の関心を共有する（接続、リソース、および周辺機器を共有する）ノードのセットとして定義できます。これらは次のアプローチに準拠しています。ホームルーターは2つのワイヤレスネットワークを作成します。1つは通常所有者が使用し、もう1つはパブリックです。帯域幅のごく一部がパブリックネットワークに割り当てられ、サービスのユーザーがすぐ近くで使用できるようになります。いくつかの例は、[PAWS]と[Sathiaseelan_c]で説明されています。その他の例は、市議会が作成および管理するネットワークにあります（[Heer]など）。 「オープンワイヤレス運動」（https://openwireless.org/）もプライベートワイヤレスネットワークの共有を促進します。
Some companies [Fon] also promote the use of Wi-Fi routers with dual access: a Wi-Fi network for the user and a shared one. Adequate Authentication, Authorization, and Accounting (AAA) policies are implemented, so people can join the network in different ways: they can buy a router, so they can share their connection and in turn, they get access to all the routers associated with the community. Some users can even get some revenue every time another user connects to their Wi-Fi Access Point. Users that are not part of the community can buy passes in order to use the network. Some mainstream telecommunications operators collaborate with these communities by including the functionality required to create the two access networks in their routers. Some of these efforts are surveyed in [Shi].
一部の企業[Fon]は、ユーザー用のWi-Fiネットワークと共有ネットワークの2つのアクセスを備えたWi-Fiルーターの使用を促進しています。適切な認証、承認、およびアカウンティング（AAA）ポリシーが実装されているため、人々はさまざまな方法でネットワークに参加できます。ルーターを購入して、接続を共有することで、ネットワークに関連付けられているすべてのルーターにアクセスできます。コミュニティ。一部のユーザーは、別のユーザーがWi-Fiアクセスポイントに接続するたびに収益を得ることもできます。コミュニティに参加していないユーザーは、ネットワークを使用するためにパスを購入できます。一部の主流の通信事業者は、ルーターに2つのアクセスネットワークを作成するために必要な機能を含めることにより、これらのコミュニティと協力しています。これらの取り組みの一部は、[Shi]で調査されています。
The elements involved in a crowdshared network are summarized below:
クラウド共有ネットワークに含まれる要素を以下にまとめます。
o Interest: A parameter capable of providing a measure (cost) of the attractiveness of a node in a specific location, at a specific instance in time.
o インタレスト：特定の時点での特定の場所にあるノードの魅力の尺度（コスト）を提供できるパラメーター。
o Resources: A physical or virtual element of a global system. For instance, bandwidth; energy; data; and devices.
o リソース：グローバルシステムの物理要素または仮想要素。たとえば、帯域幅。エネルギー;データ;とデバイス。
o The owner: End users who sign up for the service and share their network capacity. As a counterpart, they can access another owner's home network capacity for free. The owner can be an end user or an entity (e.g., operator; virtual mobile network operator; or municipality) that is to be made responsible for any actions concerning his/her device.
o 所有者：サービスにサインアップし、ネットワーク容量を共有するエンドユーザー。相手として、他の所有者のホームネットワーク容量に無料でアクセスできます。所有者は、エンドユーザーまたはエンティティ（例：オペレーター、仮想モバイルネットワークオペレーター、または自治体）であり、デバイスに関するアクションの責任を負うものとします。
o The user: A legal entity or an individual using or requesting a publicly available electronic communications service for private or business purposes, without necessarily having subscribed to such service.
o ユーザー：公的機関またはビジネス目的で公的に利用可能な電子通信サービスを使用または要求する法人または個人で、必ずしもそのようなサービスに加入している必要はありません。
o The VNO: An entity that acts in some aspects as a network coordinator. It may provide services such as initial authentication or registration and, eventually, trust relationship storage. A VNO is not an ISP given that it does not provide Internet access (e.g., infrastructure or naming). A VNO is not an Application Service Provider (ASP) either since it does not provide user services. VNOs may also be stakeholders with socio-environmental objectives. They can be local governments, grassroots user communities, charities, or even content operators, smart grid operators, etc. They are the ones who actually run the service.
o VNO：いくつかの側面でネットワークコーディネーターとして機能するエンティティ。初期の認証や登録、そして最終的には信頼関係のストレージなどのサービスを提供する場合があります。 VNOは、インターネットアクセス（インフラストラクチャや命名など）を提供しないことを考えると、ISPではありません。 VNOはユーザーサービスを提供しないため、アプリケーションサービスプロバイダー（ASP）でもありません。 VNOは、社会環境目標を持つ利害関係者でもあります。地方自治体、草の根のユーザーコミュニティ、慈善団体、コンテンツオペレーター、スマートグリッドオペレーターなどが該当します。これらは実際にサービスを実行するものです。
o Network operators: They have a financial incentive to lease out unused capacity [Sathiaseelan_b] at a lower cost to the VNOs.
o ネットワークオペレーター：VNOに低コストで未使用の容量[Sathiaseelan_b]をリースする金銭的インセンティブがあります。
VNOs pay the sharers and the network operators, thus creating an incentive structure for all the actors: the end users get money for sharing their network, and the network operators are paid by the VNOs, who in turn accomplish their socio-environmental role.
VNOは共有者とネットワークオペレーターに支払い、すべてのアクターにインセンティブ構造を作成します。エンドユーザーはネットワークを共有するためのお金を受け取り、ネットワークオペレーターはVNOから支払いを受け、VNOは社会環境の役割を果たします。
+---------------------+---------------------------------------------+
| Entity behind the | rural utility cooperative |
| network | |
+---------------------+---------------------------------------------+
| Purpose | to serve underserved areas and to reduce |
| | capital expenditures in Internet access |
+---------------------+---------------------------------------------+
| Governance and | the cooperative partners with an ISP who |
| sustainability | manages the network |
| model | |
+---------------------+---------------------------------------------+
| Technologies | wired (fiber) and wireless |
| employed | |
+---------------------+---------------------------------------------+
| Typical scenarios | rural |
+---------------------+---------------------------------------------+
Table 5: Characteristics Summary for Rural Utility Cooperatives
表5：農村ユーティリティ協同組合の特性の概要
A utility cooperative is a type of cooperative that delivers a public utility to its members. For example, in the United States, rural electric cooperatives have provided electric service starting in the 1930s, especially in areas where investor-owned utility would not provide service, believing there would be insufficient revenue to justify the capital expenditures required. Similarly, in many regions with low population density, traditional Internet Service Providers such as telephone companies or cable TV companies are either not providing service at all or only offering low-speed DSL service. Some rural electric cooperatives started installing fiber optic lines to run their smart grid applications, but they found they could provide fiber-based broadband to their members at little additional cost [Cash]. In some of these cases, rural electric cooperatives have partnered with local ISPs to provide Internet connection to their members [Carlson]. More information about these utilities and their management can be found in [NewMexico] and [Mitchell].
公益事業協同組合は、公益事業を組合員に提供する協同組合の一種です。たとえば、米国では、農村の電気協同組合が1930年代に電力サービスを提供しており、特に投資家が所有する公益事業がサービスを提供できない地域では、必要な資本支出を正当化するのに十分な収入がないと考えられています。同様に、人口密度の低い多くの地域では、電話会社やケーブルテレビ会社などの従来のインターネットサービスプロバイダーはまったくサービスを提供していないか、低速DSLサービスのみを提供しています。一部の地方の電気協同組合は、スマートグリッドアプリケーションを実行するために光ファイバー回線の設置を開始しましたが、わずかな追加コストでメンバーに光ファイバーベースのブロードバンドを提供できることに気付きました[現金]。これらの事例のいくつかでは、地方の電気協同組合が地元のISPと提携して、メンバーにインターネット接続を提供している[Carlson]。これらのユーティリティとその管理の詳細については、[NewMexico]と[Mitchell]を参照してください。
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| Entity behind | research/academic entity |
| the network | |
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| Purpose | research |
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| Governance and | the management is initially coordinated by the |
| sustainability | research entity, but it may end up in a |
| model | different model |
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| Technologies | wired and wireless |
| employed | |
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| Typical | urban and rural |
| scenarios | |
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Table 6: Characteristics Summary for Testbeds
表6：テストベッドの特性の概要
In some cases, the initiative to start the network is not from the community but from a research entity (e.g., a university), with the aim of using it for research purposes [Samanta] [Bernardi].
場合によっては、ネットワークを開始するためのイニシアチブは、コミュニティからではなく、研究目的（Samanta] [Bernardi]で使用することを目的とした研究機関（大学など）からのものです。
The administration of these networks may start being centralized in most cases (administered by the academic entity) and may end up in a non-centralized model in which other local stakeholders assume part of the network administration (for example, see [Rey]).
これらのネットワークの管理は、ほとんどの場合（アカデミックエンティティによって管理される）集中化され始め、他のローカルの利害関係者がネットワーク管理の一部を担う非集中化モデルになる可能性があります（たとえば、[Rey]を参照）。
In many ("global north" or "global south") countries, it may happen that national service providers decline to provide connectivity to tiny and isolated villages. So in some cases, the villagers have created their own optical fiber networks. This is the case in Lowenstedt, Germany [Lowenstedt] or in some parts of Guifi.net [Cerda-Alabern].
多くの（「グローバルノース」または「グローバルサウス」）国では、国のサービスプロバイダーが小さな孤立した村への接続を提供することを拒否する場合があります。したがって、いくつかのケースでは、村人たちは独自の光ファイバーネットワークを作成しました。これは、ドイツのLowenstedt [Lowenstedt]またはGuifi.netの一部の地域[Cerda-Alabern]の場合です。
The vast majority of Alternative Network Deployments are based on different wireless technologies [WNDW]. Below we summarize the options and trends when using these features in Alternative Networks.
代替ネットワーク展開の大部分は、さまざまなワイヤレステクノロジーに基づいています[WNDW]。以下に、代替ネットワークでこれらの機能を使用する場合のオプションと傾向をまとめます。
Different protocols for MAC, which also include physical layer (PHY) recommendations, are widely used in Alternative Network Deployments. Wireless standards ensure interoperability and usability to those who design, deploy, and manage wireless networks. In addition, they then ensure the low cost of equipment due to economies of scale and mass production.
MACのさまざまなプロトコルには、物理層（PHY）の推奨事項も含まれており、代替ネットワーク配置で広く使用されています。ワイヤレス標準は、ワイヤレスネットワークを設計、展開、および管理する人々に相互運用性と使いやすさを保証します。さらに、規模の経済と大量生産による設備の低コストを保証します。
The standards used in the vast majority of Alternative Networks come from the IEEE Standard Association's IEEE 802 Working Group. Standards developed by other international entities can also be used, such as, e.g., the European Telecommunications Standards Institute (ETSI).
代替ネットワークの大多数で使用されている標準は、IEEE標準協会のIEEE 802ワーキンググループからのものです。欧州電気通信標準協会（ETSI）など、他の国際機関によって開発された標準も使用できます。
The standard we are most interested in is 802.11 a/b/g/n/ac, as it defines the protocol for Wireless LAN. It is also known as "Wi-Fi". The original release (a/b) was issued in 1999 and allowed for rates up to 54 Mbit/s. The latest release (802.11ac) approved in 2013 reaches up to 866.7 Mbit/s. In 2012, the IEEE issued an 802.11 standard that consolidated all the previous amendments [IEEE.802.11]. The document is freely downloadable from the IEEE Standards Association [IEEE].
ワイヤレスLANのプロトコルを定義する802.11 a / b / g / n / acが最も関心のある標準です。 「Wi-Fi」とも呼ばれます。元のリリース（a / b）は1999年に発行され、最大54 Mbit / sのレートが許可されていました。 2013年に承認された最新リリース（802.11ac）は、最大866.7 Mbit / sに達します。 2012年に、IEEEは、以前のすべての修正[IEEE.802.11]を統合する802.11標準を発行しました。このドキュメントは、IEEE Standards Association [IEEE]から無料でダウンロードできます。
The MAC protocol in 802.11 is called CSMA/CA and was designed for short distances; the transmitter expects the reception of an acknowledgment for each transmitted unicast packet and if a certain waiting time is exceeded, the packet is retransmitted. This behavior makes necessary the adaptation of several MAC parameters when 802.11 is used in long links [Simo_b]. Even with this adaptation, distance has a significant negative impact on performance. For this reason, many vendors implement alternative medium access techniques that are offered alongside the standard CSMA/CA in their outdoor 802.11 products. These alternative proprietary MAC protocols usually employ some type of TDMA. Low-cost equipment using these techniques can offer high throughput at distances above 100 kilometers.
802.11のMACプロトコルはCSMA / CAと呼ばれ、短距離用に設計されました。トランスミッタは、送信された各ユニキャストパケットに対する確認応答の受信を期待し、一定の待機時間を超えると、パケットは再送信されます。この動作により、802.11が長いリンクで使用されている場合、いくつかのMACパラメータの適応が必要になります[Simo_b]。この適応があっても、距離はパフォーマンスに大きな悪影響を及ぼします。このため、多くのベンダーは、標準のCSMA / CAと一緒に屋外の802.11製品で提供される代替のメディアアクセス技術を実装しています。これらの代替の独自のMACプロトコルは、通常、あるタイプのTDMAを採用しています。これらの技術を使用した低コストの装置は、100 kmを超える距離で高いスループットを提供できます。
Different specifications of 802.11 operate in different frequency bands. 802.11b/g/n operates in 2.4 GHz, but 802.11a/n/ac operates in 5 GHz. This fact is used in some Community Networks in order to separate ordinary and "backbone" nodes:
802.11の異なる仕様は、異なる周波数帯域で動作します。 802.11b / g / nは2.4 GHzで動作しますが、802.11a / n / acは5 GHzで動作します。この事実は、通常のノードと「バックボーン」ノードを分離するために、一部のコミュニティネットワークで使用されています。
o Typical routers running mesh firmware in homes, offices, and public spaces operate at 2.4 GHz.
o 家庭、オフィス、公共スペースでメッシュファームウェアを実行する一般的なルーターは、2.4 GHzで動作します。
o Special routers running mesh firmware as well but broadcasting and receiving on the 5 GHz band are used in point-to-point connections only. They are helpful to create a "backbone" on the network that can both connect neighborhoods to one another when reasonable connections with 2.4 GHz nodes are not possible, and they ensure that users of 2.4 GHz nodes are within a few hops to strong and stable connections to the rest of the network.
o メッシュファームウェアを実行しているが、5 GHz帯域でのブロードキャストと受信を行う特別なルーターは、ポイントツーポイント接続でのみ使用されます。これらは、2.4 GHzノードとの適切な接続が不可能な場合に近隣を相互に接続できるネットワーク上に「バックボーン」を作成するのに役立ち、2.4 GHzノードのユーザーが強力で安定した接続に数ホップ以内にいることを保証しますネットワークの残りの部分に。
Global System for Mobile Communications (GSM), from ETSI, has also been used in Alternative Networks as a Layer 2 option, as explained in [Mexican], [Village], and [Heimerl]. Open source GSM code projects such as OpenBTS (http://openbts.org) or OpenBSC (http://openbsc.osmocom.org/trac/) have created an ecosystem with the participation of several companies such as, e.g., [Rangenetworks], [Endaga], and [YateBTS]. This enables deployments of voice, SMS, and Internet services over Alternative Networks with an IP-based backhaul.
[メキシコ]、[村]、および[ハイマール]で説明されているように、ETSIのモバイルシステム用グローバルシステム（GSM）もレイヤー2オプションとして代替ネットワークで使用されています。 OpenBTS（http://openbts.org）やOpenBSC（http://openbsc.osmocom.org/trac/）などのオープンソースGSMコードプロジェクトは、[Rangenetworksなどの複数の企業が参加するエコシステムを作成しました]、[Endaga]、[YateBTS]。これにより、IPベースのバックホールを備えた代替ネットワークを介した音声、SMS、およびインターネットサービスの展開が可能になります。
Internet navigation is usually restricted to relatively low bit rates (see, e.g., [Osmocom]). However, leveraging on the evolution of Third Generation Partnership Project (3GPP) standards, a trend can be observed towards the integration of 4G [Spectrum] [YateBTS] or 5G [Openair] functionalities, with significant increase of achievable bit rates.
インターネットナビゲーションは通常、比較的低いビットレートに制限されています（[Osmocom]などを参照）。ただし、第3世代パートナーシッププロジェクト（3GPP）標準の進化を活用して、達成可能なビットレートの大幅な増加に伴い、4G [Spectrum] [YateBTS]または5G [Openair]機能の統合に向かう傾向が見られます。
Depending on factors such as the allocated frequency band, the adoption of licensed spectrum can have advantages over the eventually higher frequencies used for Wi-Fi, in terms of signal propagation and, consequently, coverage. Other factors favorable to 3GPP technologies, especially GSM, are the low cost and energy consumption of handsets, which facilitate its use by low-income communities.
割り当てられた周波数帯域などの要因に応じて、ライセンスされたスペクトルの採用は、信号の伝播と、その結果としてのカバレッジの点で、Wi-Fiに使用される最終的に高い周波数よりも利点があります。 3GPPテクノロジー、特にGSMに有利な他の要因は、低所得コミュニティによるその使用を容易にする携帯電話の低コストとエネルギー消費です。
Some Alternative Networks make use of TV White Spaces [Lysko] -- a set of UHF and VHF television frequencies that can be utilized by secondary users in locations where they are unused by licensed primary users such as television broadcasters. Equipment that makes use of TV White Spaces is required to detect the presence of existing unused TV channels by means of a spectrum database and/or spectrum sensing in order to ensure that no harmful interference is caused to primary users. In order to smartly allocate interference-free channels to the devices, cognitive radios are used that are able to modify their frequency, power, and modulation techniques to meet the strict operating conditions required for secondary users.
一部の代替ネットワークでは、TVホワイトスペース[リスコ]を使用しています。これは、テレビ放送局などの認可されたプライマリユーザーが使用していない場所でセカンダリユーザーが使用できるUHFおよびVHFテレビ周波数のセットです。プライマリユーザーに有害な干渉が発生しないようにするために、スペクトルデータベースやスペクトルセンシングによって既存の未使用のTVチャネルの存在を検出するには、TVホワイトスペースを利用する機器が必要です。干渉のないチャネルをデバイスにスマートに割り当てるために、周波数、電力、および変調技術を変更してコグニティブラジオを使用し、セカンダリユーザーに必要な厳しい動作条件に対応します。
The use of the term "White Spaces" is often used to describe "TV White Spaces" as the VHF and UHF television frequencies were the first to be exploited on a secondary use basis. There are two dominant standards for TV White Space communication: (i) the 802.11af standard [IEEE.802.11AF] -- an adaptation of the 802.11 standard for TV White Space bands -- and (ii) the IEEE 802.22 standard [IEEE.802.22] for long-range rural communication.
用語「ホワイトスペース」の使用は、VHFおよびUHFテレビ周波数が二次使用ベースで最初に悪用されたため、「TVホワイトスペース」を表すためによく使用されます。 TVホワイトスペース通信には2つの主要な標準があります。（i）802.11af標準[IEEE.802.11AF]-TVホワイトスペースバンド用の802.11標準の適応-（ii）IEEE 802.22標準[IEEE。 802.22]長距離農村通信用。
802.11af [IEEE.802.11AF] is a modified version of the 802.11 standard operating in TV White Space bands using cognitive radios to avoid interference with primary users. The standard is often referred to as "White-Fi" or "Super Wi-Fi" and was approved in February 2014. 802.11af contains much of the advances of all the 802.11 standards including recent advances in 802.11ac such as up to four bonded channels, four spatial streams, and very high-rate 256 QAM (Quadrature Amplitude Modulation) but with improved in-building penetration and outdoor coverage. The maximum data rate achievable is 426.7 Mbit/s for countries with 6/7 MHz channels and 568.9 Mbit/s for countries with 8 MHz channels. Coverage is typically limited to 1 km although longer range at lower throughput and using high gain antennas will be possible.
802.11af [IEEE.802.11AF]は、プライマリユーザーとの干渉を回避するためにコグニティブ無線を使用してTVホワイトスペースバンドで動作する802.11標準の修正バージョンです。この規格は、しばしば「White-Fi」または「Super Wi-Fi」と呼ばれ、2014年2月に承認されました。802.11afには、最大4つのボンディングなど、802.11acの最近の進歩を含むすべての802.11規格の進歩の多くが含まれています。チャネル、4つの空間ストリーム、および非常に高速な256 QAM（直交振幅変調）ですが、建物内への侵入と屋外のカバレッジが改善されています。達成可能な最大データレートは、6/7 MHzチャネルのある国では426.7 Mbit / s、8 MHzチャネルのある国では568.9 Mbit / sです。カバレッジは通常1 kmに制限されますが、より低いスループットでより長い範囲を実現し、高利得アンテナを使用することが可能になります。
Devices are designated as enabling stations (Access Points) or dependent stations (clients). Enabling stations are authorized to control the operation of a dependent station and securely access a geolocation database. Once the enabling station has received a list of available White Space channels, it can announce a chosen channel to the dependent stations for them to communicate with the enabling station. 802.11af also makes use of a registered location server -- a local database that organizes the geographic location and operating parameters of all enabling stations.
デバイスは、有効化ステーション（アクセスポイント）または依存ステーション（クライアント）として指定されます。有効化ステーションは、従属ステーションの操作を制御し、地理位置情報データベースに安全にアクセスすることが許可されています。有効化ステーションは、利用可能なホワイトスペースチャネルのリストを受信すると、選択したチャネルを依存ステーションに通知して、有効化ステーションと通信できるようにします。 802.11afは、登録されたロケーションサーバー（すべてのイネーブリングステーションの地理的位置と操作パラメーターを整理するローカルデータベース）も利用します。
802.22 [IEEE.802.22] is a standard developed specifically for long-range rural communications in TV White Space frequencies and was first approved in July 2011. The standard is similar to the 802.16 (WiMax) [IEEE.802.16] standard with an added cognitive radio ability. The maximum throughput of 802.22 is 22.6 Mbit/s for a single 8 MHz channel using 64-QAM modulation. The achievable range using the default MAC scheme is 30 km; however, 100 km is possible with special scheduling techniques. The MAC of 802.22 is specifically customized for long distances -- for example, slots in a frame destined for more distant Consumer Premises Equipment (CPE) are sent before slots destined for nearby CPEs.
802.22 [IEEE.802.22]は、テレビのホワイトスペース周波数における長距離の地方通信用に特別に開発された規格であり、2011年7月に最初に承認されました。この規格は、802.16（WiMax）[IEEE.802.16]規格に似ていますラジオ能力。 802.22の最大スループットは、64 QAM変調を使用する単一の8 MHzチャネルで22.6 Mbit / sです。デフォルトのMACスキームを使用して達成可能な範囲は30 kmです。ただし、100 kmは特別なスケジューリング手法で可能です。 802.22のMACは、長距離向けに特別にカスタマイズされています。たとえば、フレーム内の、より遠くにある消費者構内機器（CPE）向けのスロットは、近くのCPE向けのスロットの前に送信されます。
Base stations are required to have a Global Positioning System (GPS) and a connection to the Internet in order to query a geolocation spectrum database. Once the base station receives the allowed TV channels, it communicates a preferred operating TV White Space channel with the CPE devices. The standard also includes a coexistence mechanism that uses beacons to make other 802.22 base stations aware of the presence of a base station that is not part of the same network.
基地局には、地理位置情報スペクトルデータベースを照会するために、全地球測位システム（GPS）とインターネットへの接続が必要です。ベースステーションは、許可されたTVチャネルを受信すると、優先的に動作するTVホワイトスペースチャネルをCPEデバイスと通信します。この標準には、ビーコンを使用して他の802.22基地局に、同じネットワークに属していない基地局の存在を認識させる共存メカニズムも含まれています。
Most Community Networks use private IPv4 address ranges, as defined by [RFC1918]. The motivation for this was the lower cost and the simplified IP allocation because of the large available address ranges.
[RFC1918]で定義されているように、ほとんどのコミュニティネットワークはプライベートIPv4アドレス範囲を使用します。これの動機は、利用可能なアドレス範囲が大きいため、コストが低くなり、IP割り当てが簡素化されたことです。
Most known Alternative Networks started in or around the year 2000. IPv6 was fully specified by then, but almost all Alternative Networks still use IPv4. A survey [Avonts] indicated that IPv6 rollout presented a challenge to Community Networks. However, some of them have already adopted it, such as ninux.org.
最もよく知られている代替ネットワークは2000年頃に始まりました。そのときまでにIPv6が完全に規定されましたが、ほとんどすべての代替ネットワークはまだIPv4を使用しています。調査[Avonts]は、IPv6の展開がコミュニティネットワークに課題を提示していることを示しました。ただし、ninux.orgのように、すでに採用している企業もあります。
As stated in previous sections, Alternative Networks are composed of possibly different Layer 2 devices, resulting in a mesh of nodes. A connection between different nodes is not guaranteed, and the link stability can vary strongly over time. To tackle this, some Alternative Networks use mesh routing protocols for Mobile Ad Hoc Networks (MANETs), while other ones use more traditional routing protocols. Some networks operate multiple routing protocols in parallel. For example, they may use a mesh protocol inside different islands and rely on traditional routing protocols to connect these islands.
前のセクションで述べたように、代替ネットワークは異なるレイヤー2デバイスで構成されている可能性があり、ノードのメッシュになります。異なるノード間の接続は保証されておらず、リンクの安定性は時間とともに大きく変化する可能性があります。これに取り組むために、いくつかの代替ネットワークはモバイルアドホックネットワーク（MANET）にメッシュルーティングプロトコルを使用しますが、他のネットワークはより伝統的なルーティングプロトコルを使用します。一部のネットワークは、複数のルーティングプロトコルを並行して動作させます。たとえば、異なるアイランド内でメッシュプロトコルを使用し、これらのアイランドを接続するために従来のルーティングプロトコルに依存する場合があります。
The Border Gateway Protocol (BGP), as defined by [RFC4271], is used by a number of Community Networks because of its well-studied behavior and scalability.
[RFC4271]で定義されているボーダーゲートウェイプロトコル（BGP）は、その十分に研究された動作とスケーラビリティのため、多くのコミュニティネットワークで使用されています。
For similar reasons, smaller networks opt to run the Open Shortest Path First (OSPF) protocol, as defined by [RFC2328].
同様の理由により、小規模なネットワークは[RFC2328]で定義されているOpen Shortest Path First（OSPF）プロトコルを実行することを選択します。
A large number of Alternative Networks use customized versions of the Optimized Link State Routing (OLSR) Protocol [RFC3626]. The open source project [OLSR] has extended the protocol with the Expected Transmission Count (ETX) metric [Couto] and other features for its use in Alternative Networks, especially wireless ones. A new version of the protocol, named OLSRv2 [RFC7181], is becoming used in some Community Networks [Barz].
多数の代替ネットワークが、最適化されたリンク状態ルーティング（OLSR）プロトコル[RFC3626]のカスタマイズバージョンを使用しています。オープンソースプロジェクト[OLSR]は、プロトコルをExpected Transmission Count（ETX）メトリック[Couto]およびその他の機能で拡張し、代替ネットワーク、特にワイヤレスネットワークで使用できるようにしました。 OLSRv2 [RFC7181]という名前のプロトコルの新しいバージョンが、一部のコミュニティネットワーク[Barz]で使用されています。
Better Approach To Mobile Ad Hoc Networking (B.A.T.M.A.N.) Advanced [Seither] is a Layer 2 routing protocol, which creates a bridged network and allows seamless roaming of clients between wireless nodes.
モバイルアドホックネットワーキングへのより良いアプローチ（B.A.T.M.A.N.）Advanced [どちらでも]は、ブリッジネットワークを作成し、ワイヤレスノード間のクライアントのシームレスなローミングを可能にするレイヤー2ルーティングプロトコルです。
Some networks also run the BatMan-eXperimental Version 6 (BMX6) protocol [Neumann_a], which is based on IPv6 and tries to exploit the social structure of Alternative Networks.
一部のネットワークは、BatMan-eXperimentalバージョン6（BMX6）プロトコル[Neumann_a]も実行します。これはIPv6に基づいており、代替ネットワークの社会構造を利用しようとします。
Babel [RFC6126] is a Layer 3 loop-avoiding distance-vector routing protocol that is robust and efficient both in wired and wireless mesh networks.
Babel [RFC6126]は、有線メッシュネットワークと無線メッシュネットワークの両方で堅牢かつ効率的な、レイヤ3ループ回避距離ベクトルルーティングプロトコルです。
In [Neumann_b], a study of three proactive mesh routing protocols (BMX6, OLSR, and Babel) is presented, in terms of scalability, performance, and stability.
[Neumann_b]では、スケーラビリティ、パフォーマンス、安定性の観点から、3つのプロアクティブメッシュルーティングプロトコル（BMX6、OLSR、およびBabel）の研究が紹介されています。
When network resources are shared (as, e.g., in the networks explained in Section 5.4), special care has to be taken with the management of the traffic at upper layers. From a crowdshared perspective, and considering just regular TCP connections during the critical sharing time, the Access Point offering the service is likely to be the bottleneck of the connection.
ネットワークリソースが共有されている場合（セクション5.4で説明されているネットワークなど）、上位層でのトラフィックの管理には特別な注意が必要です。クラウドシェアリングの観点から、重要な共有時間中の通常のTCP接続のみを考慮すると、サービスを提供するアクセスポイントが接続のボトルネックになる可能性があります。
This is the main concern of sharers, having several implications. In some cases, an adequate Active Queue Management (AQM) mechanism that implements a Less-than-Best-Effort (LBE) [RFC6297] policy for the user is used to protect the sharer. Achieving LBE behavior requires the appropriate tuning of well-known mechanisms such as Explicit Congestion Notification (ECN) [RFC3168], Random Early Detection (RED) [RFC7567], or other more recent AQM mechanisms that aid low latency such as Controlled Delay (CoDel) [CoDel] and Proportional Integral controller Enhanced (PIE) [PIE] design.
これは、共有者の主な関心事であり、いくつかの影響があります。場合によっては、ユーザーのベストエフォート未満（LBE）[RFC6297]ポリシーを実装する適切なアクティブキュー管理（AQM）メカニズムを使用して、共有者を保護します。 LBEの動作を実現するには、明示的輻輳通知（ECN）[RFC3168]、ランダム早期検出（RED）[RFC7567]などのよく知られたメカニズム、または制御遅延（CoDel）などの低遅延を支援するその他の最近のAQMメカニズムを適切に調整する必要があります。 ）[CoDel]およびProportional Integral Controller Enhanced（PIE）[PIE]デザイン。
This section provides an overview of the services provided by the network. Many Alternative Networks can be considered Autonomous Systems, being (or aspiring to be) a part of the Internet.
このセクションでは、ネットワークによって提供されるサービスの概要について説明します。多くの代替ネットワークは自律システムと見なすことができ、インターネットの一部である（またはその意欲がある）。
The services provided can include, but are not limited to:
提供されるサービスには以下が含まれますが、これらに限定されません。
o Web browsing.
o Webブラウジング。
o Email.
o Eメール。
o Remote desktop (e.g., using my home computer and my Internet connection when I am away).
o リモートデスクトップ（例：自宅のコンピューターと外出中のインターネット接続を使用）
o FTP file sharing (e.g., distribution of software and media).
o FTPファイル共有（ソフトウェアやメディアの配布など）。
o VoIP (e.g., with SIP).
o VoIP（例：SIP）。
o Peer-to-Peer (P2P) file sharing.
o ピアツーピア（P2P）ファイル共有。
o Public video cameras.
o パブリックビデオカメラ。
o DNS.
o DNS。
o Online game servers.
o オンラインゲームサーバー。
o Jabber instant messaging.
o Jabberインスタントメッセージング。
o Weather stations.
o 気象ステーション。
o Network monitoring.
o ネットワーク監視。
o Videoconferencing/streaming.
o ビデオ会議/ストリーミング。
o Radio streaming.
o ラジオストリーミング。
o Message/bulletin board.
o メッセージ/掲示板。
o Local cloud storage services.
o ローカルクラウドストレージサービス。
Due to bandwidth limitations, some services (file sharing, VoIP, etc.) may not be allowed in some Alternative Networks. In some of these cases, a number of federated proxies provide web-browsing service for the users.
帯域幅の制限により、一部のサービス（ファイル共有、VoIPなど）は、一部の代替ネットワークでは許可されない場合があります。これらのケースのいくつかでは、いくつかのフェデレーションプロキシがユーザーにWeb閲覧サービスを提供します。
Some specialized services have been specifically developed for Alternative Networks:
一部の特殊サービスは、代替ネットワーク用に特別に開発されました。
o Inter-network peering/VPNs (e.g., https://wiki.freifunk.net/IC-VPN).
o ネットワーク間ピアリング/ VPN（例：https://wiki.freifunk.net/IC-VPN）。
o Community-oriented portals (e.g., http://tidepools.co/).
o コミュニティ指向のポータル（例：http://tidepools.co/）。
o Network monitoring/deployment/maintenance platforms.
o ネットワーク監視/展開/保守プラットフォーム。
o VoIP sharing between networks, allowing cheap calls between countries.
o ネットワーク間のVoIP共有。国間の格安通話を可能にします。
o Sensor networks and citizen science built by adding sensors to devices.
o デバイスにセンサーを追加して構築されたセンサーネットワークと市民科学。
o Community radio/TV stations.
o コミュニティラジオ/テレビ局。
Other services (e.g., local wikis as used in community portals; see https://localwiki.org) can also provide useful information when supplied through an Alternative Network, although they were not specifically created for them.
他のサービス（たとえば、コミュニティポータルで使用されるローカルWiki、https：//localwiki.orgを参照）も、特別に作成されたわけではありませんが、代替ネットワークを介して提供された場合に有用な情報を提供できます。
Some "micro-ISPs" may use the network as a backhaul for providing Internet access, setting up VPNs from the client to a machine with Internet access.
一部の「マイクロISP」は、インターネットアクセスを提供するためのバックホールとしてネットワークを使用し、クライアントからインターネットアクセスが可能なマシンへのVPNを設定する場合があります。
Many Community Networks also use VPNs to connect multiple disjoint parts of their networks together. In some others, every node establishes a VPN tunnel as well.
多くのコミュニティネットワークもVPNを使用して、ネットワークの複数の分離した部分を接続します。他にも、すべてのノードがVPNトンネルを確立する場合があります。
Other facilities, such as NTP or Internet Relay Chat (IRC) servers may also be present in Alternative Networks.
NTPやインターネットリレーチャット（IRC）サーバーなどの他の機能も代替ネットワークに存在する場合があります。
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[Airjaldi] AirJaldi Networks, "Airjaldi Service", 2015, <https://airjaldi.com/>.
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Acknowledgements
謝辞
This work has been partially funded by the CONFINE European Commission project (FP7 - 288535). Arjuna Sathiaseelan and Andres Arcia Moret were funded by the EU H2020 RIFE project (Grant Agreement no: 644663). Jose Saldana was funded by the EU H2020 Wi-5 project (Grant Agreement no: 644262).
この作品は、部分的にCONFINE欧州委員会プロジェクト（FP7-288535）によって資金提供されています。 Arjuna SathiaseelanとAndres Arcia Moretは、EU H2020 RIFEプロジェクトから資金提供を受けました（許可契約番号：644663）。ホセ・サルダナは、EU H2020 Wi-5プロジェクト（グラント契約番号：644262）から資金提供を受けました。
The editor and the authors of this document wish to thank the following individuals who have participated in the drafting, review, and discussion of this memo: Panayotis Antoniadis, Paul M. Aoki, Roger Baig, Jaume Barcelo, Steven G. Huter, Aldebaro Klautau, Rohan Mahy, Vesna Manojlovic, Mitar Milutinovic, Henning Schulzrinne, Rute Sofia, and Dirk Trossen.
この文書の編集者と作成者は、このメモの起草、レビュー、および議論に参加した次の人物に感謝します。 、Rohan Mahy、Vesna Manojlovic、Mitar Milutinovic、Henning Schulzrinne、Rute Sofia、Dirk Trossen。
A special thanks to the GAIA Working Group chairs Mat Ford and Arjuna Sathiaseelan for their support and guidance.
GAIAワーキンググループの議長、Mat FordとArjuna Sathiaseelanの支援と指導に感謝します。
Contributors
貢献者
Leandro Navarro U. Politecnica Catalunya Jordi Girona, 1-3, D6 Barcelona 08034 Spain
Leandro Navarro U. Politecnica Catalunya Jordi Girona、1-3、D6 Barcelona 08034 Spain
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Email: leandro@ac.upc.edu
Carlos Rey-Moreno University of the Western Cape Robert Sobukwe road Bellville 7535 South Africa
カルロスレイモレノ西ケープ大学ロバートソブクウェ道路ベルビル7535南アフリカ
Phone: +27 (0)21 959 2562
Email: crey-moreno@uwc.ac.za
Ioannis Komnios Democritus University of Thrace Department of Electrical and Computer Engineering Kimmeria University Campus Xanthi 67100 Greece
Ioannis Komnios Democritusトラキア大学電気およびコンピュータ工学科キメリア大学キャンパスクサンティ67100ギリシャ
Phone: +306945406585
Email: ikomnios@ee.duth.gr
Steve Song Network Startup Resource Center Lunenburg, Nova Scotia Canada
Steve Song Networkスタートアップリソースセンター、ルーナバーグ、ノバスコシア州カナダ
Phone: +1 902 529 0046
Email: stevesong@nsrc.org
David Lloyd Johnson Meraka, CSIR 15 Lower Hope St Rosebank 7700 South Africa
デビッドロイドジョンソンメラカ、CSIR 15ローワーホープセントローズバンク7700南アフリカ
Phone: +27 (0)21 658 2740 Email: djohnson@csir.co.za Javier Simo-Reigadas Escuela Tecnica Superior de Ingenieria de Telecomunicacion Campus de Fuenlabrada Universidad Rey Juan Carlos Madrid Spain
電話：+27（0）21 658 2740メール：djohnson@csir.co.zaハビエルシモレイガダス電気通信工学高等技術学校フエンラブラダキャンパスレイファンカルロス大学マドリードスペイン
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