Технологии Зв'язки і Internet

Запровадження 2.

Internet = TCP/IP 2.

Дротова зв’язок 3.

Підключення за існуючими кабельних мережах 3.

…, v.34, v.90 3.

DSL 4.

Кабельні модеми 4 Підключення по виділених лініях 5.

ISDN 5.

Frame Relay 6 Великі масштаби 7.

ATM 7.

SDH/SONET 8.

DWDM 8.

Бездротовий зв’язок 8.

Стаціонарний доступ 8.

DBS/DTH 9.

Супутникові канали VSAT 9.

Radio-Ethernet (стандарт 802.11) 10.

NMT-450i 10.

GSM 11.

GPRS 11.

CDMA, IS-95 12.

CDMA2000 12.

UMTS, W-CDMA 13 Супутниковий телефонія 13.

DECT 14.

FLEX/POCSAG 14.

VoIP 14.

Укладання 16.

Визначення і терміни 17.

Список літератури та Internet-ресурсов 18.

Література 18 Internet-ресурсы 18.

Якщо запитати, що таке Інтернет, різних людей, ми одержимо дуже різняться відповіді. Багатьом Інтернет — це Всесвітня Павутиння WWW, й інших — рекламоноситель, комусь — навчальна середовище, а декому — розсадник злочинності. З цією, хто займається технологіями зв’язку, Інтернет — ця сама велике у світі об'єднання комп’ютерів, і мереж, взаємодіючих між собою з допомогою сімейства протоколів TCP/IP. Неспеціалісту таке визначення, звісно, мало про що свідчить. Але Інтернет поки що перебуває в фазі свого розвитку, але це отже, що кожен користувач може бути хоч трохи фахівцем. Можливо, років за 20−30 ми чути про протоколах не частіше, ніж про внутрішній устрій телевізора, однак ці часи ще настали, вони мають працювати потрібно вже сейчас…

Internet = TCP/IP.

Отже, протокол TCP/IP. Точніше, сімейство протоколів. Що стоїть цим назвою? Фахівці зазвичай наполягають на слові «сімейство », щоб підкреслити досить складна пристрій мережі, у якій на підтримку основних протоколів, передавальних корисні дані, існує низка допоміжних протоколів управління роботою мережі. Проте за нашому популярному рівні ми можемо обмежитися двома протоколами цього сімейства — IP і TCP.

Протокол IP (Internet Protocol) призначений передачі між комп’ютерами, під'єднаними до неї, дейтаграмм чи пакетів. Пакет — це порція даних (розміром і від кількох байт до кілобайтів), які мають бути неподільної порцією доставлена від отруйника до одержувачу. Зрозуміло, що на таку доставки необхідна однозначна адресація комп’ютерів у мережі. Правила цієї адресації і механізми ефективної доставки (маршрутизації) пакетів таки становлять ядро сімейства TCP/IP.

Протокол TCP (Transmission Control Protocol) у першому наближенні вважатимуться надбудовою над протоколом IP. Суть його в встановленні між двома сторонами у мережі постійного сполуки для передачі. Передача як і здійснюється за протоколу IP, але вищестоящий протокол TCP уважно стежить, щоб усе пакети були доставлені, причому у стані прямування. Тоді, об'єднуючи вміст пакетів, ми матимемо безперервний потік даних, переданих від відправника до одержувачу. Причому, мережу передачі стає прозорою для взаємодіючих сторон.

Здається, TCP — лише незначну вдосконалення IP. Проте за практиці він відкриває, проти IP, настільки більше можливостей, наскільки телефон проти телеграфом. Сутність цього відмінності фундаментальна всім технологій зв’язку, і це неодноразово ще буду неї згадувати: IP забезпечує передачу пакетів, а TCP підтримує з'єднання (канал, сеанс).

Практично всі служби з Інтернету — WWW, електронна пошта, FTP, ICQ, RealAudio тощо. буд., тощо. п. — засновують своєї роботи на протоколах IP і TCP. Тому там, де є TCP/IP, — є та Інтернет. У цьому додатків, які працюють із Інтернетом, у першому наближенні байдуже, яким чином їм доставляються IP-пакеты. Це властивість Інтернету називають прозрачностью.

Проте відзначене байдужість до способу доставки трафіку все-таки, не безмежно. Нам (і нашим додатків) то, можливо однаково, як доставляються пакети, проте далеко не байдужі швидкість і надійність цієї доставки. Адже, зрештою, IP-пакеты між комп’ютерами передаються не святим духом, а, по тим чи іншим фізичним каналами зв’язку. Технічні і економічні характеристики цих каналів дуже позначаються можливостях роботи у Мережі. Саме навколо цих характеристик і виникає розмаїття сучасних технологій передачі, до огляду котрих я раніш тепер і було перехожу.

Проводная связь.

Підключення за існуючими кабельним сетям.

…, v.34, v.90.

Ці трохи дивні позначення які вже став звичним тим, хто користується Інтернетом з дому. Це теж назви протоколів, але з тих, які використовуються у Інтернеті, а тих, що забезпечують взаємодія між собою двох модемів, об'єднуються звичайною телефонній лінії. Наприклад, вашої провайдерського. Виникає природний питання: а чому модеми що неспроможні відразу з'єднатися «по IP »? Відповідь залежить від тієї самої прозорості Інтернету й універсальності протоколу IP. У ньому не може бути передбачена специфіка передачі даних із телефонним лініях. Адже самі IP-пакеты повинні передаватися і з коаксиальному кабелю, і з оптоволокну, і з радіоканалу. Специфіка кожної середовища враховується в конструкції оконечных пристроїв. У нашому випадку — модемів. Насправді, традиційний модем — досить дивне пристрій. Він використовується у тому, щоб передавати дані про телефонній лінії, спочатку призначеної лише передачі голосу. Спосіб передачі у тому, що яка від комп’ютера інформацію модем перетворює в певного роду шуми, які модем іншому кінці лінії сприймає і знову перетворює в цифрові дані. Більшість проблем модемної зв’язку виникає через низьку якість телефонних ліній, за якими й голос-то часом чути погано. Тому модеми під час встановлення сполуки завжди тестують лінію і відповідно до результатам вибирають одне із реалізованих у них протоколів взаємодії, віддаючи пріоритет або швидкості, або надежности.

Основний сучасний протокол модемної зв’язку — v.34, який забезпечує швидкість до 33 600 бит/с. Велику швидкість передачі на звичайних телефонних лініях забезпечити не можна. Обмеження накладається стандартами на якість телефонному зв’язку, реалізованими в устаткуванні АТС. Проте протокол v.90, підтримуваний зараз більшістю модемів, забезпечує швидкість до 53 000 бит/с щодо одного напрямі за умови, що устаткування Інтернет-провайдера безпосередньо взаємодіє зі устаткуванням АТС.

У цьому резерви продуктивності звичайних модемів повністю вичерпані. Подальше зростання швидкості неможливий. Але слід чітко розуміти чому: швидкість модемної зв’язку обмежена параметрами телефонного устаткування АТС, яке призначено передачі голоси, а чи не параметрами телефонної проводки.

Ось і приховується несподіваний резерв подальшого роста.

DSL.

Адже, а то й кодувати дані як шумів, підробляючи під людський голос (із частотою від 300 до 3400 гц), а передавати їх відразу після телефонній лінії в двоичном форматі, то те саме лінію можна проштовхнути кілька десятків, або навіть у сотні разів більше інформації, використовуючи високі частоти. Звісно, ніяка АТС зможе ці дані сприйняти і передати інший АТС. Але й зайве. Поставимо устаткування Інтернетпровайдера іншому кінці лінії (перед її входом на АТС) і зв’язуватися з користувачем з допомогою спеціальної високочастотного модему (від 4 кГц до 1 МГц). Така була цифрового зв’язку отримав назву DSL (Digital Subscriber Line). Суть її полягає у використання наявної розведення телефонних ліній, причому, що чудово, ці лінії можуть поколишньому використовуватися для звичайного телефонного зв’язку — голосу і дані передаються за одним кабелю, у різних частотних діапазонах, і заважають друг другу.

Як і протоколі v.90, пропускну здатність лінії асиметрично ділиться між висхідним (від абонента) і спадним (до абонента) потоками даних. Тому цю версію DSL (а є й інші) позначають ADSL (Asymmetric DSL). Втім, це відповідає типовим навантажень, створюваним користувачами Интернета.

На жаль, не будь-яку телефонну лінію можна використовуватиме надання з DSL. І тому лінія мусить бути бездоганного якості. Незначні з метою передачі голосу дефекти проводки можуть зробити лінію непридатною DSL. Тому, за установку обладнання DSL фахівцям інколи доводиться почергово перебирати кілька ліній, поки бракуватиме досить якісна. Але вона знайшлася, швидкість зв’язку лише угодою з провайдером і встановленим оборудованием.

Саме DSL є найперспективніших через розвиток швидкого доступу до Інтернету в нас у країні. Головна причина цього, у тому, що впровадження DSL не потребує прокладання нових ліній і тому пов’язані з великими капітальними затратами.

Проте DSL — не єдина технологія, развиваемая спираючись цього разу вже існуючі кабельні сети…

Кабельные модемы.

Інший спосіб забезпечити швидкий доступ до Інтернету без прокладки нових дротів — скористатися вже наявними мережами кабельного телебачення. Для цього служать кабельні модеми, призначені до роботи на коаксіальному кабелі CATV. Оскільки мережі кабельного телебачення прокладено в основному житлових районах, кабельні модеми насамперед призначені для підключення домашніх пользователей.

Прийом даних здійснюється зазвичай одному з телевізійних каналів в діапазоні 42 — 750 МГц, а передача — буде в діапазоні 5 — 42 МГц. Транспортним протоколом, зазвичай, служить IP чи ATM, а підключення до персонального комп’ютера виробляється через інтерфейс 10Base-T (мережна карта Ethernet). Є дві основні технології кабельних модемів — TELCO-Return і HFC (Hybrid Fiber Coaxial). Технологія TELCO-Return вимагає мінімальних доробок в інфраструктурі оператора кабельного телебачення та взагалі зачіпає кабельне господарство. Але вона забезпечує лише односторонню передачу інтернет-трафіку — від провайдера до користувача. Для організації зворотного каналу знадобиться користуватися послугами звичайного Інтернет-провайдера. Технологія HFC потребує прокладання комбінованого оптокоаксиального кабелю, зате забезпечує надійне високошвидкісне двунаправленное з'єднання. Кабельні модеми — поки що екзотичні системи передачі російському ринку. У районах новобудов HFC можна прокласти не так важко. Що стосується реалізації даної технології користувач відразу отримує телевізор, телефон та Інтернет. Прийом даних складає швидкостях порядку 10 Mбит/с, а передача — на 2,5 Mбит/с. Потужності такого каналу напевне може забезпечити Інтернет-телефонію, відеоконференції у часі, отримання телепередач по WWW тощо. п.

Подключение по виділеним линиям.

На жаль, скористатися готовим кабельним господарством вдається не завжди. У разі для підключення до Інтернету знадобиться окрема (виділена) лінія. У найпростішому разі це пара дротів («мідь »), на кінцях яких непохитно стоять спеціальні модеми для виділених ліній. Для встановлення сполуки цим модемів непотрібен набирати номер — вони завжди з'єднані друг з одним. Зате їм потрібне посилати в лінію досить потужний сигнал, оскільки у його життєвого шляху немає підсилювачів. Це вимога, і навіть високу вартість обмежує протяжність виділених ліній кількома километрами.

Останнім часом для виділених ліній дедалі більше використовується хоча б протокол DSL, що й абонентських лініях. Чим, зрештою, дроти абонентської лінії, що йдуть до АТС, гірше окремо прокладеною лінії? Оконечное устаткування, втім, у випадках трохи інакша. Зокрема, DSL-модемы для виділених ліній (HDSL) підтримують симетричний трафік (то є швидкість передачі у обох напрямках одинакова).

ISDN.

З мережами ISDN (Integrated Service Data Network) пов’язано багато непорозумінь. Багато ототожнюють ISDN з виділеної лінією. У дійсності - це самостійна цифрова мережу з комутацією каналів, для підключення до котрої я справді знадобиться прокладка спеціальної лінії. У цьому мережі є свої номери, свої комутатори, але архітектура тут цифрова, а чи не аналогова, як у звичайній телефонної мережі. Абонентське закінчення містить кілька цифрових каналів по 64 Кбіт/с. У мінімальному варіанті (ISDN BRI) їх два, у його (ISDN PRI) — 30 (тобто 2 Мбіт/с). Додатково надається канал керувати сервисом.

Плутанина з виділеної лінією виникає тому, що з підключення по ISDN зазвичай справді потрібно прокласти нову фізичну лінію, причому з'єднання з провайдером у цій лінії зазвичай встановлюється автоматично. Різниця, проте, у тому, що цю лінію з'єднує вас ні з Інтернет-провайдером, і з мережею ISDN, до котрої я приєднано ще й ваш провайдер. За необхідності ви можете укласти договір з іншим провайдером, і вам не знадобиться створювати нову виділену лінію, достатньо лише переспрямувати з'єднання у мережі ISDN — грубо кажучи, набрати інший номер.

І ще ще одна перевага — ви можете використовувати канали ISDN як передачі інтернет-трафіку. Кожен канал ISDN, якщо вивести його за офісні міні-АТС, може підтримати кілька звичайних аналогових телефонних розмов. Причому, використовуючи сучасне оконечное устаткування, ви можете задіяти у кожний момент стільки ж каналів, як потрібно, що дозволяє деяких випадках помітно знизити витрати, а за необхідності - отримувати пропускну спроможність до 2 Мбіт/с. Єдине, мабуть, незручність — це недостатня гнучкість ISDN у частині обсягу наданого сервісу. Мінімальна порція ємності каналу — 64 Кбіт/с. Для невеликих організацій це може бути много.

На такий випадок є технологія Frame Relay.

Frame Relay.

Це теж самостійна мережу, підтримує віртуальні канали передачі, проте значно більше гнучка, ніж ISDN. Зокрема, в неї немає жорсткої нарізки ємності каналу порціями по 64 Кбіт/с. Технологічне перевага мережі Frame Relay (FR) пояснюється лише тим, що у її основу покладено мережу з маршрутизацією пакетів (тут називаються фреймами), а чи не з комутацією каналів, як і ISDN. Віртуальні канали FR реалізуються поверх цієї базової мережі аналогічно, як TCP-соединения реалізуються поверх протоколу IP. Але, на відміну протоколу IP, при маршрутизації пакетів FR суворо дотримуються квоти трафіку, виділені кожному віртуальному каналу. Можете організувати стільки постійних віртуальних сполук, скільки ви повинні, й у кожного поставити необхідну мінімальну пропускну спроможність. Це є принципово важливим моментом. І ми постійно зіткнулися з тим, що швидкість реальної передачі через Інтернет виявляється значно нижчі від тієї, яку обіцяє провайдер. І водночас провайдер які завжди у цьому винний — адже він й сам користується послугами операторів передачі вищого рівня. На Інтернеті (тобто у протоколі TCP/IP) немає необхідних коштів, які гарантують забезпечення певного якості обслуговування (QoS, Quailty of Service).

Мережа Frame Relay такі гарантії надає і навіть передбачає непродуктивного простою резервних потужностей — поки що одна канал не використовує свою квоту трафіку, інший може користуватися нею понад своєї квоти. Але, природно, лише за зв’язок між абонентами мережі. Наприклад, з'єднавши два офісу каналом FR з мінімальним швидкістю 16 Кбіт/с, ви можете бути впевнені, що ця швидкість забезпечать за будь-яких обставин. На ті періоди, коли мережу FR не завантажена, ви можете отримати й помітно велику швидкість. Обмеження пов’язані тільки з потужністю фізичного каналу, що ви з'єднані з мережею. Єдине, у яких мережі FR поки що поступаються ISDN, — у яких доки підтримується комутація каналів, тобто все віртуальні канали конфигурируются статично при їх настроюванні. Втім, в незабаром очікується поява та цієї возможности.

Большие масштабы.

Такі сьогодні основні можливості, використовувані для проводового підключення до Інтернету індивідуальних користувачів, і навіть малих та середніх підприємств. Скрізь говорилося про підключенні до Мережі (з великою літери), неявно маючи на увазі, що коли вже клієнт підключився по хорошому каналу, не та справа зроблено. На жаль, навіть найкраще підключення не захистить від збоїв і перевантажень магістральної структури Інтернету. Тому буде корисне цікаво хоча дуже побіжно ознайомитися з деякими технологіями зв’язку, використовуваними на магістральних каналах Інтернету. Тим більше що, наприклад, технологія ATM поступово присувається усе ближче до пользователям.

ATM.

Технологія ATM (Asynchronous Transfer Mode) стала відповіддю на виклик, кинутий вибуховим зростанням трафіка у Інтернеті. Виявилося, що маршрутизація IP-пакетов занадто трудомістка процедура, і вона стає вузьким місцем ядрі Світової мережі. Головна причина цього у цьому, кожен IPпакет незалежно обробляється кожному з транзитних вузлів мережі, і кожному програми повинні розібрати його заголовок, перевірити цілісність і, виходячи з адресі призначення, ухвалити будь-яке рішення, куди направити даний конкретний пакет. З іншого боку, IP-пакеты мають зміну довжину, але це викликає додаткові затримки — пакет не можна передавати далі, що він повністю ми отримали і оброблений транзитним вузлом. Щоб розвантажити вузли і спростити маршрутизацію трафіку і він запропонований стандарт ATM. Суть його у тому, будь-які дані - чи це IP-пакеты чи оцифрований голос телефонної розмови — передаються однаковими осередками, що містять кожна всього 48 байт даних плюс 5 байтів заголовка. Завдяки з того що все осередки мають однакову невеличкий розмір, значно пришвидшується їх обробка в вузлах ATM-сети. З іншого боку, в вузлах не виконується індивідуальна маршрутизація осередків. Натомість у мережі заздалегідь прокладається маршрут передачі (віртуальне з'єднання), яке номер міститься у заголовок кожної осередки. Усі транзитні вузли заздалегідь визначають, куди спрямовувати осередки, такі за маршрутом, і тих самим маршрутизатор ATM звільняється з трудомісткою операції прийняття рішення про подальший шлях пакета даних. І ще одне безумовна користь від фіксованого розміру осередків — простота поділу каналу між багатьма віртуальними сполуками, які вимагають різною пропускну здатність. Досить просто виділити кожному з'єднанню певну квоту осередків у загальному потоці, і завдання забезпечення обслуговування буде решена.

Всі ці особливості роблять ATM однієї з найбільш перспективних технологій зв’язку. Деякі аналітики прогнозують, у недалекому майбутньому практично весь трафік Інтернету, починаючи з рівня провайдерів, а часом навіть від серверів підприємств, передаватиметься за протоколом ATM. І слід сказати, такі прогнози видаються дуже переконливо. Єдине, що стримує поки повсюдне поширення ATM, — це дуже висока складність як наслідок, вартість оборудования.

SDH/SONET.

І все-таки ATM — це протокол передачі. Подібно IP, майже не залежить від природи фізичних ліній зв’язку, але практично передача ATM звичайно по оптиковолоконним каналам. Передача інформації з оптоволоконному кабелю здійснюється з допомогою лазера. Лазерне випромінювання, як відомо, має суворо фіксовану довжину хвилі і завдяки цього здатне майже без спотворень передавати сигнал на відстань за кілька сотень кілометрів. Якщо потрібно більше відстань, то, на лінії встановлюється повторювач сигналу. Саме через такі лінії дозволили досягти швидкості 10 Гбит/с, яке характерне сьогодні для магістральних, у цьому числі міжконтинентальних каналів. Ці технології, розроблені, відповідно, у Європі і в Америці, дістали назву SDH/SONET.

Сьогодні резерви зростання цих технологій практично вичерпані. При підвищенні швидкості передачі сигнал починає помітно розмиватися, і доводиться або частіше ставити повторювачі, або непомірно підвищувати вимоги до якості оптоволокна.

DWDM.

І все-таки є шлях, дозволяє значно підвищити пропускну здатність оптоволоконних ліній. Цей шлях чимось віддалено нагадує використання телефонній лінії в протоколі ADSL для одночасної передачі голосу і даних у різних частотних діапазонах. У насправді, ніщо не заважає, використовуючи лазери з різною довжиною хвиль, створення у одному оптичному волокні десятки і навіть сотні каналів, порівняних по пропускної здібності з технологіями SDH/SONET. Такий підхід отримав назву DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing, ущільнене мультиплексування по длинам волн).

У самій ідеї мультиплексування, тобто об'єднаннями щодо одного волокні кількох каналів, нічого немає принципово нового. Проте створення устаткування, здатного це здійснити, тепер можна тільки в останні роки. На сьогодні технологія DWDM хіба що вийшов із лабораторій. За інформацією фірми Nortel самі швидкі оптичні лінії в світ у час мають швидкість 80 Гбит/с, але вже найближчими роками швидкість передачі по ма-гістральних оптоволоконних лініях стане вимірюватися терабитами в секунду. Така продуктивність помітно перевищує реальні потреби сучасного Інтернету. І якщо ще кілька років тому вони вузьким місцем глобальної сітці були саме міжконтинентальні лінії зв’язку, то тепер прогрес гальмують вже місцеві мережі доступу до мережевий інфраструктурі. Але тут, схоже, вже намічається великий прорив, причому у напрямі, яке лише кілька тому не здавалося перспективним. Йдеться, звісно, про технології бездротового доступа.

Беспроводная связь.

Стаціонарний доступ.

Почну розгляд стаціонарних систем з технологій, використовують супутникові канали передачі, оскільки із усіх бездротових систем передачі вони вони ближчі стоять до розглянутим вище технологіям проводового доступа.

DBS/DTH.

Сьогодні над ринком телекомунікаційних послуг надається досить багато різних сервісів з допомогою супутниковому зв’язку. Одне з них, DBS/DTH (Direct Broadcast Satellite/Direct-To-Home) — найпростіший і доступний широкого кола користувачів. У чому його суть? Розберемо з прикладу послуг, наданих компанією «НТБ Інтернет». Ви купуєте супутникову тарілку НТБ+ з DVB-картой — спеціальної платою, яка встановлюється в PCI-слот настільного комп’ютера. І відразу можете насолоджуватися доступом до Інтернету на швидкості 365 Кбіт/с, але… канал буде одностороннім. Щоб повноцінно користуватися Інтернетом, знадобиться підключатися звичайним (наприклад, модемному) каналу до місцевому провайдеру. Ви установлюєте з нею з'єднання, посилаєте запит, у відповідь отримуєте дані вже з швидкісному спутниковому каналу. Це може бути дуже зручним, а цілком виправдано часом. Ви зможете отримувати більше об'ємів різноманітної мультимедійної інформації, які важко прокачати навіть за DSLз'єднання. До того навіть за наявності ресивера або спеціального плати ViAccess ви зможете також дивитися звичайні супутникові телепередачи.

Що ж до вартості, вона (включаючи послуги місцевого провайдера) ненабагато більше тарифу за мінімальний доступ по ADSL. При цьому послугах провайдера можна помітно заощадити, якщо активно користуватися push-службами, які вміють передавати вам замовлену інформацію по односторонньому каналу связи.

Звісно, «НТБ Інтернет» — не єдина система що така. Є, наприклад, система DirecPC, що виходить фірмою Hughes Network System. Вона також забезпечує прийом біля Росії з швидкістю 400 Кбіт/с, щоправда, абонентська плата у разі вищою, і визначається кількістю реально переданої информации.

Спутниковые канали VSAT.

Компанія «Санкт-Петербурзький Телепорт» виводить на дію супутникову мережу з урахуванням стандарту VSAT (Very Small Aperture Terminal). VSAT є звездообразную мережу з станцією управління доступом (ACS — Access Control Station) у центрі зірки й космічним сегментом, організованим з урахуванням супутника. З погляду переданого трафіку, VSAT є полносвязной мережею, у якій трафік передається прямо між терміналами. З іншого боку, групу терміналів то можна організувати як зіркоподібною мережі, де потоки трафіку переносяться між малими терміналами та очі великою терміналом, располагающимся у центрі звезды.

У Ленінградській області за встановлено устаткування центральної станції і систему управління мережею, і навіть інше устаткування супутниковому зв’язку. Усе це устаткування обслуговується антеною діаметром 7,3 м. Уся мережу VSAT складатиметься з трьох подсетей, саме: мережу Міністерства шляхів повідомлення, мережу північно-західного регіону та мережу індивідуальних користувачів. Індивідуальним користувачам станції VSAT (обладнані антенами діаметром 2,4 м, а потреби і 3,7 м) видають у оренду або у власність, забезпечуються також їхніх монтаж і введення в експлуатацію. Цю систему забезпечує передачу даних із швидкістю до 2048 Кбіт/с і передачу TV-информации стандарту MPEG-2 зі швидкістю від 1,5 до 10 Мбит/с.

Radio-Ethernet (стандарт 802.11).

Radio-Ethernet допоможе, коли необхідна мережу, а прокладка кабелю неможлива, чи коли мережу необхідно розгортати дуже оперативно (наприклад, тимчасова мережу на виставці). У таких випадках він залишає дуже далеко позаду свого конкурента, кабельний Ethernet.

У 1997 року після семирічного віку роботи IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) ратифікував стандарт 802.11, який містить специфікації для локальних бездротових мереж буде в діапазоні частот 2,4 ГГц. Стандарт описує три окремих технології. Один із них використовує для зв’язку інфрачервоний канал як наслідок, вимагає прямий видимості і найгірш захищена від перешкод. Технологія прямий модуляції (Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS) не вимагає прямий видимості, але, на жаль, неспроможна застосовуватися у Європі у Росії, оскільки використовує хоча б діапазон частот, як і стільникові телефони GSM (915 МГц). Фактично, інтерес представляє лише широкополосная технологія з псевдослучайным вибором частот (Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS), яка у діапазоні від 2,4 до 2,4835 ГГц і забезпечує швидкість 4 Мбіт/с. Нині IEEE займається й розробкою стандарту із підтримкою вищих швидкостей передачи.

Передають антени для Radio-Ethernet може бути як спрямованими (тарілки), і всенаправленными. Це дозволяє будувати мережі різної топології: точка-точка, зірка, кожен із кожним. Радіодоступ до Інтернетупровайдеру то, можливо на місце невеликих динамічних фірм, оскільки час на організацію кабельного доступу може бути таким самим згодом роботи фірми їхньому нинішньої майданчику. У той самий час, в організацію радіодоступу досить встановити антену і налаштувати устаткування, за умови, звісно, прямий видимості антени провайдера.

Хіба робити, якщо прямий видимості немає? І тут прогнозувати високошвидкісне з'єднання мережею Інтернет не можна, але, по крайньої мері, пошту ви переглядати зможете, якщо скористаєтеся послугами передачі даних від операторів мобільного связи.

NMT-450i.

У ранніх системах мобільного зв’язку використовувалися аналогові технології. Це означає, що голос безпосередньо використовувався для модуляції несучою частоти. Такий спосіб дуже адресований передачі даних, оскільки рівень перешкод у своїй помітно вище, ніж у звичайній телефонній лінії. Проте, при гостру потребу і такий зв’язком можна скористатися для звичайного модемного сполуки. Журналом «Світ Internet» були опубліковані результатів тестування мобільного доступу до Інтернету. Зокрема, було випробувано устаткування компанії «Дельта телеком», працює за стандарту NMT-450i (робочі частоти 453−457,5 і 463−467,5 МГц). У цілому нині, результати залишали бажати кращого: при ретельному доборі устаткування й примусовому заборону перемикання між стільниками вдалося довести тривалість сполуки до 15 хвилин за досить високу швидкість (близько 19 200 Кбіт/с). Цього часу досить для періодичного підключення до корпоративної мережі одиночного віддаленого користувача, наприклад, для одержання електронної почты.

І все-таки майбутнє мобільного зв’язку — за цифровими технологиями.

GSM.

Розробляти цей стандарт цифровий стільникового зв’язку запрацювала 1985 року група Group Special Mobile (GSM). Тепер, коли системи з урахуванням стандарту GSM займають лідируючі позиції у світі як у площі покриття, і по числу абонентів, GSM стали розшифровувати як Global System for Mobile communications.

Головна відмінність GSM від аналогових попередників у тому, що голос радіоканалом (890−915 і 935−960 МГц) передається в оцифрованному вигляді. Це значно підвищує стійкість перед перешкодами зв’язку й робить її набагато більш пристосованій передачі даних. Для зв’язку телефону GSM з комп’ютером непотрібен модем. Цифрові дані, вступники з комп’ютера, безпосередньо транслюються до ефіру, не повергаясь зайвим цифроаналоговым перетворенням. Швидкість передачі, підтримувана стандартом GSM, становить 9600 бит/с. Це, звісно, дуже швидко, зате з'єднання цілком стійко тримається при переміщенні з однієї стільники до іншої, навіть якщо ви переміщаєтеся швидко (наприклад, їдете в машине).

Нині у Росії GSM — воно, що запропонувати користувачеві, нужденному в мобільному доступі до Інтернету. Краще, але точно недостаточное.

GPRS.

У найближчій перспективі очікується кардинальне поліпшення стану завдяки впровадженню служби General Packet Radio Services (GPRS, загальна служба пакетної передачі радіоканалом). GPRS є нової судової системи пакетної передачі для стандарту GSM. Важливо, що з її запуску від оператора мережі GSM не знадобиться значних зусиль з модернізації інфраструктури основний сети.

GPRS — це протокол пакетної передачі, теоретично досяжною є швидкість якого складають 171,2 Кбіт/с, хоча у найближчим часом навряд чи слід очікувати досягнення швидкостей більш 111 Кбіт/с. Але ця швидкість здатна від початку перевернути наші ставлення до мобільного зв’язку, вона ж у кілька разів вище тієї, яку можна одержати звичайною телефонної лінії з допомогою модему. Не всякий офіс, підключений до Інтернету по виділеної лінії, має тої канал. Дуже риса GPRS у тому, що, будучи службою комутації пакетів, вона використовує поняття сполуки. Мобільний абонент будь-якої миті може взяти чи відправити пакет, у своїй оплата стягується не повременно, а й за обсяг трафіку. Перші комерційні служби GPRS було запущено на світі ще у 2000;му року. Проте, попри такі приголомшливі можливості, GPRS відпущений не занадто довгий вік. На зміну їй летять технології наступного поколения.

CDMA, IS-95.

CDMA (Code Division Multiple Access) — повністю цифрова технологія мобільного зв’язку, яка використовує пакетну передачу даних в діапазонах частот 824 — 849 і 874 — 899 МГц. CDMA — хороший приклад те, що все нове — це добре забуте старе. Її теоретична база виникла з 1930;ті роки. Після закінчення війни вона використовувалася у військових систем зв’язку як ми, і у навіть тепер знайшла громадянське застосування. Ключова особливість CDMA полягає у способі поділу каналу зв’язок між абонентами і базової станцією стільники, як і знайшло відображення у назві. Такий спосіб значно економніше інших стандартів використовує радіочастотні ресурси як наслідок, може підтримувати велику щільність абонентів. Перші мережі CDMA вже з’явилися торік у Росії. Проте державна політика у сфері зв’язку поки спрямовано стримування їх розвитку. Протягом кілька років ліцензії створення мереж CDMA взагалі видавалися, вже зараз вона видаються, але з дивним обмеженням — без права використання мобільними абонентами. Цим заборонена повноцінна конкуренція мереж CDMA коїться з іншими мережами мобільного зв’язку, підтримують зв’язок в движении.

Технічна реалізація CDMA визначено стандартом IS-95. З цікавих особливостей можна назвати використання для синхронізації станцій сигналів супутників глобальної системи позиціонування (GPS). Один із його головних достоїнств — з допомогою пакетного режиму передачі можна одночасно підтримувати телефонна розмова і передачу даних до роботи з Інтернету. Щоправда, IS-95 забезпечує швидкість доступу лише 14,4 Кбіт/с, що менше, ніж GRPS, однак лише перший крок у лінійці більш продуктивних стандартов.

CDMA2000.

Подальшим розвитком технології CDMA є стандарти CDMA2000 і WCDMA. CDMA2000 — стандарт, заснований на IS-95. Фактично, якого є перехідним стандартом і буде згодом замінили W-CDMA. Основне його завдання — розширення існуючих мереж CDMA й забезпечення, в такий спосіб, плавного початку мереж третього поколения.

Впровадження CDMA2000 передбачає дві фази — 1Х і 3Х. Специфікація фази 1Х готова була опублікована Асоціацією телекомунікаційної промисловості (Telecommunications Industry Association, TIA). Вона має забезпечити швидкість передачі даних до 144 Кбіт/с. Підготовка специфікації фази 3Х зі швидкостями до 2 Мбіт/с перебуває у завершальній фазе.

UMTS, W-CDMA.

Європейський інститут за стандартами у сфері електрозв’язку (ETSI, European Telecommunications Standard Institute) вже прийняв стратегічне рішення, яка регламентує основних напрямів розвитку нового стандарту на радиоинтерфейс для європейських систем рухомого зв’язку третього покоління (UMTS, Universal Mobile Telephone Service). Цей стандарт отримав назву UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access). У основі нового стандарту лежать такі технології радіодоступу: Wideband CDMA (W-CDMA) і TD/CDMA. Передбачається, що підсумкова специфікація підтримуватиме глобальний роумінг, високошвидкісної бездротової передачі даних, зокрема передачу відеоматеріалів стандартного якості та інших. Перспективи цього проекту можна оцінити вже в основі той факт, що з передачі між вузлами WCDMA застосовуватиметься технологія АТМ, причому комутатори АТМ входитимуть у складі узлов.

Випробування експериментальної системи W-CDMA успішно випали на Японії. А в корпорації NEC вже розроблено мобільного телефона IMT-2000 стандарту WCDMA. Доки його існує лише у вигляді прототипу і становить комбінацію мобільного й візуального блоку. За заявою NEC, цей телефон оптимально адресований роботи у нових бездротових мереж третього покоління. Він може здійснювати обміну інформацією в мобільних мережах зі швидкістю 384 Кбіт/с й у фіксованих мережах зі швидкістю 2 Мбіт/с. Візуальний блок складається з невеличкий ПЗС-камеры, мікрофона і двухдюймового ЖК-дисплея. У блоці для стискування звуку і відео використовується технологія MPEG-4 Audio/CELP.

Спутниковая телефония.

Наступне в масштабах напрям після різних систем стільникового зв’язку — супутниковий. Головною перевагою мобільного супутникового зв’язку є глобальний роумінг. Де де ви перебували, ви на зв’язку. Головне ж проблема супутниковому зв’язку — затримка, що з великим відстанню, яке проходить сигнал. Ця проблема вдається вирішити запуском угруповання низколетящих супутників, що обходиться дуже дороге. У складі провалу проекту Iridium було 66 супутників, які у найближчим часом почнуть зводити з орбіт. Причиною провалу стала непомірно висока ціна як у самі апарати, і послуги зв’язку. Та святе місце порожньо немає. Вже з’явилася нову систему — Globalstar. Її послуги обходяться помітно дешевше, але вона має меншу орбітальну угруповання — 48 супутників і відданість забезпечує зону покриття лише доти до70 широти. Знизити Витрати супутниковий зв’язок дозволяє її інтеграції з GSM. Як лише абонент потрапляє у зону прийому GSM, телефон автоматично переключається її у. Можливості передачі У цих систем приблизно таку ж, як в GSM. Є можливість отримувати короткі текстові повідомлення (зокрема електронною поштою), але швидкість передачі невисока — всього 2400 бит/с, що, втім, компенсується можливістю доступу майже будь-якому куточку Земли.

DECT.

Та повернімося з орбіти і з далеких подорожей. На протилежному кінці спектра мобільного телефонії перебуває стандарт микросотовой зв’язку DECT (Digital European Cordless Telecommunications). Він призначений для забезпечення мобільного зв’язком працівників підприємства з його території. Широко поширені побутові радіотелефони дуже зручні у великих фірмі, оскільки перестає працювати далеко від своєї ресурсної бази. Користуватися ж послугами мереж GSM для внутрішньовиробничих цілей дорого. Стандарт DECT дозволяє охопити всю територію заклади, чи промислового підприємства єдиної микросотовой мережею. У цьому микросоты DECT мають далеко ще не мікроскопічний розмір. У разі прямий видимості діаметр стільники може досягати 5 км. Ще одна перевага DECT — сумісність з ISDN. Якщо з'єднати між собою віддалені базові станції DECT, то через два рознесених офісу отримають єдине микросотовое простір. Дуже важливий гідність DECT — його спроможність підтримувати значно більшу щільність абонентів, чому це можливе мережах GSM і навіть CDMA. Для зручності користувачів випускаються телефони, підтримують і GSM, і DECT. Як лише абонент виходить із зони обслуговування системи з урахуванням DECT, радіотелефон автоматично переключається в стандарт GSM.

Найактивніше рішення з урахуванням DECT просуває компанія Alcatel. І хоча DECT передусім орієнтовано телефонію, може представляти інтерес для замовників, які, крім телефонії відчувають потребу в мобільного передачі данных.

FLEX/POCSAG.

Трохи окремо від усіх розглянутих протоколів стоїть розроблений фірмою Motorola протокол пейджингового зв’язку FLEX, який би як засіб, і передачу даних. Основним гідністю цього протоколу є досить висока швидкість передачі - 1600, 3200 і 6400 бит/сек (що дуже вище, ніж в старого протоколу POCSAG, який, в частковості, дуже поширений у Росії). Протокол FLEX відкриває додаткових можливостей для пейджерів, які у найближчим часом перетворяться на багатофункціональні устрою зв’язку, здатні отримувати відправляти голосові і факсимільні повідомлення, передавати дані, здійснювати фінансові операції. Якщо ж враховувати можливість інтеграції пейджерів з мобільними комп’ютерами (наприклад, з палмтопами), цей протокол може становити великий інтерес для корпоративних користувачів, орієнтованих здебільшого односторонню передачу данных.

VoIP.

Звичайні телефонні мережі засновані на принципі комутації каналів. Це означає, що з телефонному виклик на вузлах зв’язку з шляху від однієї абонента до іншого виробляється операція комутації, у яких між абонентами тимчасово формується прямий канал передачі. Причому, усім ділянках шляхи до цього каналу тимчасово його існування резервуються передають потужності, що неминуче частина часу простоюють, що у говорячи досить багато часу доводиться на паузи. При підключенні до коммутируемой телефонної мережі групи абонентів — чи це будинок або офіс — їм резервується певну кількість ліній, яке обмежує число одночасно які розмов. Якщо з цих лініях передавати не аналоговий голосової сигнал, а стиснений оцифрований звук, то кількість одночасних розмов збільшується в 3−4 разу. Цей результат легко отримати гроші з міркувань, що за телефонної лінії можна передавати б дані з швидкістю до 33,6 Кбіт/с, а передачі голоси з прийнятним якістю досить пропускну здатність 8 Кбіт/с. Основні технічні проблеми, які треба вирішувати авторам таких програм, пов’язані з пакетної організацією передачі через Інтернет, і відсутністю гарантованого часу доставки окремих пакетів. Не перший погляд видається, що з передачі голосового трафіку найзручніше використовувати протокол TCP, який убезпечить доставку інформації. Проте за це неможливо, оскільки це протокол у разі затримання прийому одного пакета з нього чекати, і стане обробляти такі. У результаті передачі голоси виникнуть затримки і розриви. Тому сучасні алгоритми до голосового зв’язку працюють з урахуванням протоколів більш низького рівня — IP і UDP. У цьому інформацію про звучанні протягом кількох часткою секунди намагаються «розмазати» з кількох суміжним пакетів. Коли якійсь пакет спізнюється, він просто ігнорується, і якщо втрати стає масовими, це лише трохи б'є по ролі звукопередачи.

Ці принципи покладено основою стандарту Н.323, визначального передачу відеота аудіо мережами з негарантованим якістю послуг, таких як Ethernet і IP. Цей протокол підтримується Міжнародним консорціум з мультимедійним конференцій (International Multimedia Teleconferencing Consortium, IMTC), до складу якої входить форум VoIP (Voice over IP), який би групу з 40 виробників, серед яких Cisco, Microsoft, Nortel, Nuera, VocalTec і VoxWare. Протокол Н.323 описує аудіоі видеокодеки (кодеры/декодеры), комунікаційні протоколи і синхронізацію пакетів. Спочатку стандарт призначався на ринку відеоконференцій в як альтернатива ISDN. Про свою підтримку Н.323 заявляє дедалі більше компаний.

Власне, в голосовому спілкуванні через Інтернет нічого немає принципово нового. Відповідні програми для ПК виникли кілька років як розв’язано. Проте задля користування ними в обох абонентів повинні стояти повністю оснащені мультимедійні комп’ютери, причому з програмами передачі голосу. Це неважко забезпечити любителям, але з готовий до бізнес-комунікацій. Тому завдання, що стоїть порядку денному перед IP-телефонією, — інтеграція зі звичайними телефонними мережами. Саме це завдання і покликані вирішити протоколи H.323 і пов’язані з ним протокол телефонної сигналізації. Останній визначає взаємодія між собою програмно-апаратних шлюзів, відповідальних через те, щоб голосової трафік, рухаючись по цифровим IP-сетям, міг надходити звичні телефонні апарати. На жаль, нинішній момент шлюзи і клієнтське програмне забезпечення є по більшу частину нестандартними. Якщо обидва компонента не представлені однієї компанією, то, швидше за все, ви зможете використовувати IP-телефонію для дзвінка іншому абоненту.

Проте, вже нині для ПК виробляються спеціалізовані плати шлюзу «речь-IP-сеть». Цифровим сигнальний процесор (DSP) такий плати реалізує алгоритм стискування промови (CODEC) за протоколом G.721 чи G.729 з затримкою мовного сигналу трохи більше 55 мс. Вартість таких плат коливається у районі $ 300−400.

Заключение

.

З часу виникнення найперших технологій зв’язку людей завжди була дилема: що віддати перевагу — передачу повідомлень (пакетів) чи встановлення сполук (каналів). Кожен способу чесноти і недоліки. У природі електротехніки спонукає до канальної технології (пам'ятаєте, «електроніка — наука про контактах »). Тому перші телефонні сітці були побудовано на комутації каналів — спочатку механічної, пізніше електронної. Однак у цифровий техніці набагато природнішою та простіше реалізуються пакетні технології, працюючи за принципом «вистрілив і забув ». Канали здатні забезпечити такі важливі властивості, як безперервність і послідовність прийому-передачі інформації, і навіть гарантувати певний рівень якості зв’язку. У той самий час, пакетна передача даних значно економічніше, бо займає приемопередающие потужності період, коли немає даних для передачи.

Розв’язати цю дилему на користь однієї з підходів взагалі неможливо. Становище рятує взаємна доповнюваність пакетної і канальної комутації. Пакети можуть передаватися по міг би належно скоммутированным каналам. Наприклад, IP-пакеты передаються по модемному з'єднанню, а осередки ATM — по оптоволокну. Тим самим було базі канальної архітектури будується пакетна. Зворотні приклади — TCP-соединения, реалізовані з допомогою належного управління IP-пакетами, віртуальні канали Frame Relay чи ATM, реалізовані шляхом маршрутизації кадрів чи ячеек.

У середовищі сучасних мережах повсюдно зустрічається ситуація, коли пакети чи потоки даних одного протоколу передаються з допомогою каналів чи пакетів іншого протоколу. Інколи, якщо пильно вдивитися, можна легко нарахувати десяток, а то й більше рівнів вкладення протоколів. Усе це, звісно, спричиняє зростання складності мереж, і передачі великої кількості допоміжної («протокольної «) інформації, проте водночас кожен протокол забезпечує ті чи інші важливі за умов характеристики процесу передачі - швидкість, надійність, економічність, совместимость.

Вибір оптимальної конфігурації протоколів за нинішнього їхню розмаїтість є надзвичайно складне завдання. Нерідко її розв’язання необхідна спеціальних консалтингових фірм і фирм-интеграторов. Ситуація ще більше ускладнюється тим, що коли частина інформації про властивості протоколів і що реалізовуватиме їх устаткування не розголошується фірмамипостачальниками. Саме тому таку пильну увагу приділяється в останнім часом відкритості технологий.

Определения і термины.

Протокол — стандарт, детально описує правила взаємодії пристроїв, чи програм, у процесі комунікації з-поміж них. Нерідко протоколом називають також програмне забезпечення, реалізує такий стандарт.

Прозорість — властивість середовища передачі (наприклад, мережі), що дозволяє взаємодіючим сторонам не брати до уваги деталі технічного устрою цього середовища. Досить, щоб обидві сторони дотримувалися єдиний протокол передачі, а середовище підтримувала цей протокол.

Маршрутизація пакетів — процедура, виконувана на вузлі мережі (маршрутизаторе), у якої приймає рішення, яким із приєднаних щодо нього каналів зв’язку направити що поступив транзитний пакет.

Комутація каналів — процедура, виконувана на вузлі мережі (комутаторі), у якої встановлюється з'єднання між двома каналами зв’язку у складі підключених до коммутатору.

Мультиплексування — процедура, виконувана на вузлі мережі (комутаторі), у якої кілька потоків даних об'єднують у один. Зворотний процедура — демультиплексирование.

Шлюз — маршрутизатор чи комутатор, здатний працювати з різними протоколами і виконує перетворення від однієї до другому.

Список літератури та Internet-ресурсов.

Литература

Журнал «Світ Internet» #10 (49) жовтень 2000 Журнал «Світ Internet» #11 (50) листопад 2000.

Internet-ресурсы.

internet — Сайт журналу «Світ Internet» internet — Daily Digital Digest internet — Російськомовний сайт компанії 3Com internet — Науково-дослідний обчислювальний центр МДУ internet — Russian Networking Company BiLiM Systems Ltd. (St. Petersburg) internet — Море (!) аналітичної інформації internet — Компанія WIZARD мережне і телекомунікаційне устаткування, комп’ютери і оргтехніка. internet — ЗАТ «Санкт-Петербурзький ТЕЛЕПОРТ «internet — DELTA TELECOM internet — СОТОВИК. Стільникова зв’язок. Телекомунікації. База даних. Новини. Аналітика. internet — Журнал Вісник зв’язку internet — GSTRF, Globalstar Global Wireless Satellite Telecommunications Provider internet — TerraNet — системного і мережевий інтегратор internet — Техномаркет-С internet — Телефонна компанія АИСТ.