Internet to największy komputerowy system telekomunikacyjny na świecie, służący jako środek dostarczania informacji. Wcielała się w najważniejsze technologie oraz w dziedzinie elektroniki i telekomunikacji. Jego powstanie i rozwój nastąpił w drugiej połowie XX wieku, kiedy istniały niezbędne przesłanki techniczne do stworzenia systemu:

• zorganizował masową produkcję komputerów osobistych i ich nasycenie nie tylko w sferach życia biznesowego, ale także w życiu wielu dziesiątek milionów ludzi;

• stworzono i ułożono linie o dużej przepustowości, łączące większość krajów i regionów świata;
• wprowadzono cyfrowe metody przesyłania informacji przez systemy telekomunikacyjne zunifikowane z komputerami;
• Osiągnięto szeroką telefonizację czołowych przedsiębiorstw przemysłowych i przemysłowych, co umożliwiło podłączenie krajowych komputerowych sieci informatycznych do Internetu.

W przestrzeni informacyjnej obejmującej cały świat źródła informacji i jej odbiorcy są często oddzieleni od siebie ogromnymi odległościami, różnymi barierami językowymi. Cechą niematerialnego produktu informacyjnego (towaru) jest możliwość zaspokojenia bezpośredniego zapotrzebowania na niego przy pomocy nowoczesnych technologii i systemów telekomunikacyjnych. Produkt ten może być transmitowany różnymi systemami telekomunikacyjnymi w formie niezbędnej dla konsumenta - tekst, mowa, muzyka, grafika, nieruchome lub ruchome wideo w kolorze lub czarno-białe.

O wartości nowoczesnej telekomunikacji decydują:

• globalizacja komunikacji, tj. pokrycie wszystkimi rodzajami telekomunikacji wszystkich terytoriów i obszarów wodnych planety oraz całej przestrzeni okołoziemskiej;
• internacjonalizacja komunikacji, tj. standaryzacja jego parametrów technicznych, technologicznych, organizacyjnych w każdym z ponad 200;
• integracja wszystkich rodzajów telekomunikacji w jeden potężny globalny system telekomunikacyjny;
• rosnące zaopatrzenie konsumentów informacji w różne rodzaje telekomunikacji w najbardziej odległych rejonach świata.

Łączna liczba środków technicznych do odbioru masowej informacji audio i wideo (radioodbiorniki, telewizory) oraz aktywnej komunikacji indywidualnej (wszystkie rodzaje telefonów stacjonarnych i komórkowych) przekroczyła już 4 miliardy jednostek na świecie i rośnie o setki milionów rok. Ich gęstość jest dość duża: średnio na planecie są co najmniej dwa rodzaje tego sprzętu na rodzinę. Dla wielu regionów (zachodnich) liczby te są znacznie wyższe, a w niektórych stanach są wyjątkowo duże (w sumie jedna rodzina ma średnio 15-17 sztuk radioodbiorników, telewizorów, telefonów podłączonych do systemów komunikacji komputerowej) . Pozwala to na otrzymywanie różnorodnych informacji z całego świata.

Wykorzystanie nowoczesnych środków komunikacji do zrównoważonej wymiany przepływów informacji po raz pierwszy było szeroko stosowane w Internecie. Początek powstania światowej sieci komputerowej Internet datuje się na rok 1969, kiedy to w USA agencja ARPA na zlecenie Pentagonu połączyła łączami komunikacyjnymi cztery potężne komputery, organizując eksperymentalną sieć międzyregionalną o nazwie Arpanet. Przeznaczony był wyłącznie do celów wojskowych i musiał działać niezawodnie w przypadku wojny nuklearnej: jeśli niektóre węzły (komputery) lub kanały ulegną awarii, reszta będzie nadal działać, zapewniając wszystkie warunki komunikacyjne. Sieć gwarantowała otrzymanie niezbędnych informacji z banków danych, które przetrwały po uderzeniach nuklearnych, do podejmowania decyzji w sytuacjach krytycznych.

Eksploatacja niezwykle drogich komputerów i łączących je sieci, które pozostawały lekko obciążone poza sytuacjami krytycznymi, była bardzo kosztowna dla armii amerykańskiej. Postanowiono połączyć się z Arpanet na zasadach komercyjnych, lokalne wyspecjalizowane sieci komputerowe wielu uniwersytetów, ośrodków badawczych i laboratoriów w różnych stanach USA. Zadanie to ułatwiał fakt, że większość z nich prowadziła prace badawcze na zlecenie Pentagonu. W ten sposób zachowane zostały główne organizacyjne i konstrukcyjne zasady technologiczne funkcjonowania Arpanet.

Do początku lat 80-tych. Arpanet pozostał głównie wyspecjalizowaną siecią komputerową zajmującą się badaniami i nauczaniem w USA. Wymiana różnych informacji między ośrodkami naukowymi i edukacyjnymi rozwijała się bardzo szybko i osiągnęła imponujące rozmiary. W związku z tym konieczna była radykalna modernizacja linii komunikacyjnych łączących komputery 1500 takich ośrodków w kraju. Po jej zakończeniu szybkość przesyłania przez nie informacji wzrosła 30-krotnie i wyniosła 45 milionów bitów (1400 stron maszynopisu) na sekundę. Pojawił się problem wydzielenia naukowej sieci komputerowej na niezależną, wysokospecjalistyczną i wycofania jej z Arpanetu. Taka sieć - CSNET - została stworzona dla informatyków.

W 1983 roku Arpanet, w pełni przekształcony i przekształcony w sieć handlową, został nazwany Internetem. Jego szybki rozwój ułatwiły:

• tworzenie komputerów osobistych w tych samych latach, a następnie ich masowa produkcja, możliwość podłączenia komputera do linii telefonicznej w celu odbierania i wymiany informacji lokalnych, regionalnych, krajowych i międzynarodowych;
• okazywanie zainteresowania usługami wielu firm, firm, a zwłaszcza osób fizycznych;
• zgromadzone doświadczenie ludności w korzystaniu z krajowych sieci informacyjnych (klasycznym przykładem jest system informacyjny „Minitel” w ).

Internet zaczął pełnić szerokie funkcje międzynarodowe po tym, jak w Europejskim Centrum Badań Jądrowych w Genewie powstał system World Wide Web, czyli WWW - „World Wide Web”. Nowy protokół transmisji (technologia WWW) zjednoczył węzły informacyjne (serwery) i kanały komunikacyjne, umożliwił koordynację światowego schematu adresów i kodów dla dostawców informacji i użytkowników usług sieciowych. Dzięki WWW Internet został połączony z różnymi krajowymi wyspecjalizowanymi i uniwersalnymi sieciami. Liczba internautów zaczęła szybko rosnąć nie tylko w Stanach Zjednoczonych, ale na całym świecie.

Internet nie ma struktury organizacyjnej. Użytkownicy jej usług łączą się w systemach telekomunikacyjnych z różnymi krajowymi lub międzynarodowymi, komercyjnymi lub rządowymi firmami. Stworzono złożony, wieloetapowy schemat dostępu użytkowników do Internetu za pośrednictwem licznych pośredników („dostawców”). Istnieje wiele tysięcy firm i pośredników zapewniających dostęp do Internetu. Posiadają łącza komunikacyjne, ale częściej je wynajmują, ustalając różne taryfy za usługi. Dlatego istnieje między nimi ostra konkurencja o zyski. Często przyciągają użytkowników sieci, zapewniając określone korzyści. Często poszczególne kanały telekomunikacyjne doświadczają poważnych przeciążeń w godzinach pracy i nie radzą sobie z nadmiernie skoncentrowanym przepływem informacji w sieciach internetowych.

główne komputery, których liczba według różnych szacunków waha się od 5 do 9,5 mln. Znajdują się one w różnych krajach i regionach świata, a ich liczba gwałtownie rośnie ponieważ organizacje komercyjne coraz częściej starają się umieszczać swoje płatne lub bezpłatne informacje w Internecie. Na początku 1996 r. około 170 000 spółek handlowych umieściło swoje informacje w Internecie. Źródłem najróżnorodniejszych informacji mogą być dziesiątki milionów właścicieli komputerów osobistych, za pomocą których w Internecie może być przekazywana dowolna wiadomość (np. poczta e-mail itp.).

Wielkość pracy wykonywanej przez Internet jest nadal czysto szacowana i determinowana przez szereg wskaźników pośrednich: liczbę komputerów podłączonych do jego sieci, liczbę jego użytkowników, wielkość lub obroty firm handlowych uczestniczących w jego działalności. Równie łatwo jest zostać abonentem Internetu, jak zrezygnować z jego usług. W związku z tym liczba użytkowników usług internetowych w 1998 r., według różnych szacunków, wahała się od 230 do 250 mln. mogło być więcej użytkowników usług internetowych. Szacuje się, że obroty handlowe w Internecie wynoszą od 350 do 1,2 miliarda dolarów.

Struktura informacji internetowej przepływającej przez sieci jest niezwykle złożona i obejmuje niemal wszystkie obszary zainteresowań współczesnego społeczeństwa: od najróżniejszych materiałów referencyjnych, kursów edukacyjnych, po rozmaite informacje handlowe, techniczne, naukowe, a także coraz bardziej aktualne informacje prasowe i rozrywkowe. Za pośrednictwem tego ogólnoświatowego systemu komputerowego można wykonywać znacznie tańsze połączenia telefoniczne, przez które przechodzą wiadomości e-mail. Pozwala na organizowanie wideokonferencji z dużą liczbą uczestników. Jednak różne rodzaje informacji (często ogromne ilości) nakładają dalekie od tych samych wymagania na przepustowość sieci szkieletowych, a zwłaszcza lokalnych i indywidualnych (np. telefonicznych) linii telekomunikacyjnych.

W funkcjonowaniu tak złożonego systemu, jakim jest Internet, istnieje szereg nierozwiązanych problemów. Jednym z nich jest techniczny, który determinuje przyszły rozwój Internetu. Przy dużym przeciążeniu dobowym lub sezonowym spada jakość informacji od konsumenta. Przejawia się to silnym spadkiem szybkości przesyłania informacji na liniach komunikacyjnych. W rezultacie wiele rodzajów informacji (grafika, filmy) nie może w ogóle przechodzić przez te kanały. Przesył dużych tablic informacji tekstowych jest rozciągnięty na długi czas. Powoduje to odpowiednio wyższe opłaty konsumenckie za usługi internetowe.

Problemy z kiepskiej jakości odbiorem i transmisją informacji tworzą miejskie, lokalne linie komunikacyjne, które mają różne cechy. Lokalne linie telefoniczne, do których podłączony jest komputer osobisty, przechodzą do 33 Kbps. Najczęstsze prędkości w Internecie to 64-128 Kb/s. Zły stan techniczny linii lokalnych i rozjazdów dodatkowo zmniejsza ich przepustowość. Nawet użycie wydajnych modemów nie zawsze rekompensuje wady linii. Nowoczesne technologie elektroniczne umożliwiają przekazywanie informacji przez modemy i komputery z prędkością kilkudziesięciu Mb/s. Tylko takie prędkości mogą zapewnić najwyższą jakość odbioru wszelkiego rodzaju informacji. Mogą to być linie telewizji kablowej, nowe, tańsze rodzaje kabli światłowodowych.

Sieci telekomunikacyjne obejmują obecnie:

• * sieci telefoniczne;
• * sieć radiowa;
• * sieci telewizyjne;
• * sieć komputerowa

We wszystkich tych sieciach zasobem dostarczanym klientom są informacje.

Sieci telefoniczne

Sieci telefoniczne świadczą usługi interaktywne, ponieważ dwóch abonentów biorących udział w rozmowie (lub kilku abonentów w przypadku konferencji) naprzemiennie wykazuje aktywność.

Wynalezienie telefonu w 1876 r. zapoczątkowało rozwój sieci telefonicznych, które do dziś są udoskonalane.

Teraz kanałami publicznej sieci telefonicznej przesyłane są nie tylko informacje głosowe (podczas rozmowy dwóch abonentów), ale także faksy i dane cyfrowe.

Mówiąc ogólnie, sieci telefoniczne są zaprojektowane do przenoszenia przez nie sygnałów analogowych. Sygnał analogowy jest ciągły i może przyjmować wartości z pewnego zakresu. Na przykład sygnał analogowy to ludzka mowa; w telefonie, telewizji, radiu informacje istnieją również w formie analogowej. Wadą tej formy prezentacji informacji jest jej podatność na zakłócenia.

Sieci radiowe i telewizyjne

Sieci radiowe i telewizyjne świadczą usługi nadawcze, a informacje są rozprowadzane tylko w jednym kierunku - od sieci do abonentów, według schematu „jeden do wielu”.

Utrata pozycji głównego ogólnokrajowego medium reklamowego przez sieci radiowe i początek lokalnego radia rozpoczęły się w 1948 roku, wraz z początkiem ery telewizji.

W latach 50. „opery mydlane” „przeszły” z radia na telewizję, co oznaczało ostateczny „zachód słońca” ery sieci radiowych. W kolejnej dekadzie programy sieciowe ograniczały się głównie do wiadomości i krótkich relacji z różnych wydarzeń.

Sieci radiowe różnią się pod wieloma względami od sieci telewizyjnych; Inna jest również relacja między sieciami radiowymi a ich podmiotami powiązanymi. Zasadniczo sieci radiowe są dostawcami programów, ale w przeciwieństwie do telewizji, jedna stacja radiowa może być jednocześnie członkiem kilku sieci radiowych. Na przykład lokalna stacja radiowa może nadawać relacje sportowe z jednej sieci krajowej, programy specjalne, relacje informacyjne z innej i rozrywkę z innej. Podczas gdy lokalne stacje telewizyjne sprzedają czas reklamowy w oparciu o zalety programów sieciowych, w radiofonii sieci muszą polegać na lokalnych rankingach, aby uzyskać ogólnokrajowe wsparcie reklamowe.

Niezależnie od różnic w wykorzystywaniu programów sieciowych przez stacje radiowe i wielu różnic w stosunku do telewizji, sieci radiowe mają pewne zalety, z których niektóre są podobne do sieci telewizyjnych. Np. reklamodawca przygotowuje jedno zamówienie na program reklamowy dla wielu stacji, płaci jeden rachunek i ma gwarancję takiej samej jakości produkcji reklam zawartej w programach wszystkich stacji. Sieci zapewniają również opłacalny zasięg i, podobnie jak radio, docierają do docelowych segmentów odbiorców, którzy często są biernymi użytkownikami innych mediów.

Renesans sieci radiowych był w dużej mierze wynikiem wykorzystania technologii łączności satelitarnej. Dostępność takiej komunikacji dla twórców krajowych programów radiowych oferuje szereg korzyści dla powiązanych sieci stacji.

Sieć komputerowa

Sieci komputerowe stały się logicznym wynikiem ewolucji technologii komputerowych i telekomunikacyjnych. Z jednej strony są one szczególnym przypadkiem rozproszonych systemów komputerowych, z drugiej zaś można je traktować jako sposób przesyłania informacji na duże odległości, do czego wykorzystują metody kodowania i multipleksowania danych opracowane w różnych systemy telekomunikacyjne.

Klasyfikując sieci na podstawie terytorialnej, wyróżniamy sieci globalne (WAN), lokalne (LAN) i miejskie (MAN).

Chronologicznie, jako pierwsze pojawiły się sieci WAN. Łączą komputery rozproszone na odległość setek i tysięcy kilometrów. Pierwsze globalne sieci komputerowe wiele odziedziczyły po sieciach telefonicznych. Często korzystali z istniejących wcześniej łączy o niskiej jakości, co powodowało powolne przesyłanie danych i ograniczoną obsługę przesyłania plików w tle i poczty e-mail.

Sieci LAN są ograniczone do odległości kilku kilometrów; zbudowane są z wykorzystaniem wysokiej jakości linii komunikacyjnych, które przy użyciu prostszych niż w sieciach globalnych metod transmisji danych pozwalają na osiągnięcie wysokich szybkości wymiany danych, sięgających nawet kilku gigabitów na sekundę. Usługi są świadczone w trybie połączenia i są zróżnicowane.

Sieci MAN przeznaczone są do obsługi obszaru dużego miasta. Przy wystarczająco dużych odległościach między węzłami (kilkadziesiąt kilometrów) mają wysokiej jakości linie komunikacyjne i utrzymują wysokie kursy walut. Sieci MAN zapewniają ekonomiczne łączenie sieci lokalnych oraz dostęp do sieci rozległych.

Najważniejszym etapem rozwoju sieci jest pojawienie się standardowych technologii sieciowych: Ethernet, FDDI, Token Ring, które pozwalają szybko i sprawnie łączyć komputery różnego typu.

Trend konwergencji różnych typów sieci jest charakterystyczny nie tylko dla lokalnych i globalnych sieci komputerowych, ale także dla innych typów sieci telekomunikacyjnych: sieci telefonicznej, radiowej, telewizyjnej. Obecnie trwają aktywne prace nad stworzeniem uniwersalnych sieci wielousługowych, które mogą równie skutecznie przekazywać informacje dowolnego typu: dane, głos i wideo.

W zależności od rodzaju przesyłanych danych sieci telekomunikacyjne dzielą się na:

Sieci analogowe;

Sieci cyfrowe.

Nowoczesne sieci telekomunikacyjne muszą spełniać dwa główne wymagania:

Integracja – możliwość przesyłania danych różnego typu (ruch niejednorodny) w sieci, która nakłada różne wymagania na jakość transmisji;

Wysokie prędkości transmisji dzięki wykorzystaniu szerokopasmowych kanałów komunikacyjnych (budowa szerokopasmowych sieci transmisji danych).

W zależności od przeznaczenia w strukturze nowoczesnych sieci telekomunikacyjnych istnieje kilka poziomów hierarchii (rys. 61):

Sieci abonenckie (A), czyli sieci domowe, biurowe i korporacyjne oparte na sieci LAN lub WAN;

Sieci dostępowe (D), łączące strumienie z kilku sieci abonenckich w jeden strumień kierowany do sieci szkieletowej;

Sieć szkieletowa (M), która jest szybką siecią szerokopasmową opartą na podstawowych sieciach transportowych (światłowód, satelita itp.).

Sieci dostępowe można budować w oparciu o:

Obwody komutowane - tradycyjne analogowe sieci telefoniczne (PSTN) i cyfrowe sieci ISDN;

Kanały dedykowane – od kanałów analogowych PM (częstotliwość głosowa) o przepustowości 3,1 kHz do kanałów cyfrowych SDH o przepustowości kilkudziesięciu Gbps;

Technologia przełączania pakietów X25, Frame Relay, ATM, a także TCP/IP (Internet).

Sieci szkieletowe budowane są zazwyczaj w oparciu o dedykowane kanały cyfrowe o przepustowości dochodzącej do kilkudziesięciu Gbit/s.

Sieci dostępowe i sieci szkieletowe tworzą system transportowy (szkieletowy), którego celem jest szybkie i niezawodne dostarczanie danych.

Systemy transportowe oparte na kanałach dzierżawionych można podzielić na 2 klasy: cyfrowe (cykliczne) i analogowe (niecykliczne).

Systemy transportu analogowego realizowane są głównie w oparciu o istniejące kanały telefoniczne.

Cyfrowe systemy transportowe mogą być realizowane w oparciu o następujące technologie:

plezjochroniczny (PDH);

Synchroniczny (SDH);

Asynchroniczny (ATM).

2.8.2 Połączenie modemowe

Sposoby przesyłania danych w kanałach telefonicznych za pomocą modemów są określone w formie zaleceń (norm) serii V.

Główne funkcje komunikacji modemowej, sformułowane w zaleceniach serii V, przedstawiono na ryc. 62.

Modemy muszą zapewniać ochronę przesyłanych danych przed błędami występującymi w kanałach komunikacyjnych oraz w urządzeniach do transmisji danych poprzez monitorowanie i korygowanie błędów.

Ryż. 62

Korekcja błędów (korekta błędów) - oddzielenie sygnału użytecznego od szumu oraz korekcja błędów występujących podczas procesu komunikacji.

Podczas transmisji danych modemy wykorzystują algorytmy kompresji danych, co zwiększa szybkość wymiany i skraca czas transmisji.

Kompresja danych (kompresja danych) - kodowanie informacji w celu zmniejszenia ich objętości. Przy transmisji danych kanałem telefonicznym wykorzystywane są narzędzia do automatycznego pakowania i rozpakowywania danych.

Standardy modemowe serii V do transmisji danych przez linie telefoniczne (rys. 63) określają cel, rodzaj kanału komunikacyjnego, typ modulacji, szybkość transmisji.

Podział modemów pokazano na ryc. 64.

Ryż. 63

1. Zgodnie z ich przeznaczeniem, modemy dzielą się na:

Ryż. 64

telefon;

b) telegraf;

c) komórkowe (modemy radiowe);

d) faks-modemy;

e) kabel, przeznaczony do przesyłania danych liniami kablowymi, w szczególności siecią telewizji kablowej z prędkością do 10 Mb/s

2. Zgodnie z projektem modemy mogą być:

Zewnętrzne, połączone kablem ze złączem RS-232 komputera osobistego;

Wewnętrzne - w postaci płytki instalowanej wewnątrz komputera.

3. Ze względu na sposób transmisji danych (zasada działania w linii) modele dzielą się na:

a) synchroniczne, wykorzystujące metodę synchronicznej transmisji danych, w której każdy bit jest przesyłany w ustalonych odstępach czasu z wykorzystaniem synchronizacji urządzenia odbiorczego i nadawczego; synchronizację zapewnia transmisja informacji sterujących oraz zastosowanie generatorów zegarowych w obu urządzeniach; celowe jest stosowanie trybu synchronicznego przy organizacji komunikacji typu „punkt-punkt” za pośrednictwem dedykowanych kanałów komunikacyjnych;

b) asynchroniczny, wykorzystujący asynchroniczną metodę transmisji danych, w której każdy znak (rzadziej słowo lub mały blok) przesyłany jest osobno i mogą występować dowolne odstępy czasu między danymi; aby rozpoznać przychodzące dane, każdy przesyłany element zawiera bity startu i stopu; ta metoda jest również znana jako transmisja start-stop; modem działa w trybie asynchronicznym podczas korzystania z kanałów komunikacyjnych wdzwanianych;

4. Zgodnie ze sposobem implementacji protokołów korekcji błędów i kompresji danych modemy to:

Z implementacją sprzętową;

Z wdrożeniem oprogramowania.

2.8.3 Zintegrowane usługi cyfrowe sieci (technologia ISDN)

Modemowa transmisja danych komputerowych liniami abonenckimi (SL) sieci telefonicznych umożliwia, w idealnych warunkach (na ścieżce transmisyjnej są tylko centrale cyfrowe i wszystkie wysokiej jakości kanały komunikacyjne), osiągnięcie maksymalnej prędkości 56 kbit/s , co wyraźnie nie wystarcza do transmisji danych multimedialnych, w szczególności wideo, w jakiejkolwiek dopuszczalnej jakości. Aby zapewnić wyższe szybkości przesyłania danych w porównaniu z AL, opracowano technologię o nazwie ISDN.

Sieci cyfrowe ze zintegrowanymi usługami - ISDN (Integrated Services Digital Networks - ISDN) - sieć cyfrowa zbudowana na bazie sieci łączności telefonicznej, w której mogą być przesyłane różnego rodzaju komunikaty - dane, a także zdigitalizowane obrazy wideo i mowa.

Zwykła komunikacja telefoniczna nastawiona jest na transmisję głosu i umożliwia modemom wymianę danych z prędkością nie przekraczającą 56 kbps. ISDN został zaprojektowany specjalnie w celu ominięcia ograniczeń szybkości transmisji danych przy jednoczesnym zachowaniu kompatybilności z istniejącymi sieciami telefonicznymi.

Sieć ISDN jest zgodna z sieciami telefonicznymi odgórnie: ze zwykłego telefonu można dzwonić na numer ISDN i odwrotnie w trybie „głosowym”, a transmisja danych z prędkością 64 kbps i wyższą możliwa jest tylko między dwoma ISDN zaciski.

Istotną cechą ISDN jest wielokanałowość, czyli możliwość jednoczesnego przesyłania danych i mowy. Ponieważ interfejs ISDN posiada kanał narzutowy, tryb transmisji można zmienić bez zrywania połączenia.

ISDN w porównaniu z konwencjonalną komunikacją modemową zapewnia:

Większa szybkość przesyłania danych;

Większa niezawodność;

Zasadniczo inna jakość interakcji między subskrybentami.

Zalety sieci ISDN:

1) skrócenie czasu nawiązywania połączenia dzięki wykorzystaniu dedykowanego kanału sygnalizacyjnego oraz transmisji sygnałów sterujących i interakcji (zajęcie linii, wybieranie numeru, odpowiedź, rozłączenie itp.) w formie cyfrowej;

2) powszechność wykorzystania linii, możliwość prowadzenia zarówno rozmów telefonicznych, jak i transmisji danych po tych samych liniach;

3) usługi interfejsu – możliwość zorganizowania teletekstu, teleksu lub telefaksu z odpowiednim urządzeniem w dowolnym miejscu na świecie.

ISDN zapewnia jednocześnie różne rodzaje komunikacji:

telefon;

Modem;

Poprzez dedykowany kanał komunikacji.

ISDN jest przydatny w przypadkach, gdy konieczne jest okresowe (ale nie stałe) przesyłanie średnich i dużych ilości danych na dowolną odległość z dużą szybkością i niezawodnością.

Sprzęt abonencki i interfejsy ISDN pokazano na rys.65, gdzie: Połączenie S - skrętka 4-przewodowa. Jeżeli urządzenie końcowe nie posiada interfejsu ISDN, to jest podłączane do S za pomocą specjalnego adaptera TA. Urządzenie NT2 łączy linie S w jedną magistralę T-bus, która ma dwa przewody od nadajnika i dwa do odbiornika. Urządzenie NT1 realizuje obwód eliminacji echa (rys. 66) i służy do połączenia magistrali T z konwencjonalną telefoniczną dwuprzewodową linią abonencką U.

Ryż. 65

W przeciwieństwie do tradycyjnych sieci telefonicznych, sterowanie informacje są przesyłane specjalnymi kanałami bez ładowania kanałów danych.

Ryż. 66. Anulowanie echa

W ISDN istnieją dwa rodzaje kanałów:

Kanał D - kanał usługowy (sygnałowy) do przesyłania informacji sterujących. Jeden kanał typu D obsługuje 2 lub 30 kanałów B i daje możliwość szybkiego generowania i odrzucania połączeń, a także przesyłania informacji o połączeniach przychodzących, w tym numeru abonenta uzyskującego dostęp do sieci.

Normy definiują 3 interfejsy dostępowe ISDN (typu ISDN):

1) podstawowy - BRI;

2) podstawowy - PRI;

3) szerokopasmowy - B-ISDN.

Interfejs BRI (Basic Rate Interface) to standardowy (podstawowy) interfejs, określany jako (2B + D). Oznacza to, że do transmisji danych wykorzystywane są 2 kanały B o szybkości transmisji 64 kbps dla każdego kanału i 1 kanał usługi (sygnału) D o szybkości transmisji 16 kbps. Zatem przepustowość interfejsu BRI wynosi: 2 * 64 kbps + 1 * 16 kbps = 144 kbps.

BRI służy do podłączania sprzętu telefonicznego (telefony, faksy, automatyczne sekretarki itp.) oraz komputerów do ISDN.

Interfejs PRI (Primary Rate Interface) łączy kilka BRI i łączy się z węzłem. W zależności od określonych standardów lokalnych obejmuje 23 kanały B (USA i Japonia) lub 30 kanałów B (Europa), obsługujące integralne szybkości transmisji danych odpowiednio 1,544 Mb/s i 2,048 Mb/s.

B-ISDN (Broadband ISDN) zapewnia wysokie prędkości transmisji (155 Mbps i 622 Mbps), co pozwala na realizację transmisji danych wideo.

2.8.4 Technologie xDSL

xDSL (Digital Subscriber Line) – technologie cyfrowej transmisji danych w kanałach komunikacji telefonicznej, zapewniające znacznie wyższe prędkości transmisji po konwencjonalnych przewodach miedzianych niż tradycyjna komunikacja modemowa i ISDN. Wysokie prędkości osiągane są dzięki zastosowaniu szeregu rozwiązań technicznych, w szczególności wydajnych kodów liniowych oraz adaptacyjnych metod korekcji zniekształceń na linii.

xDSL łączy różne technologie (rys. 67), którym w skrócie xDSL odpowiadają różne znaczenia symbolu „x”. Technologie te różnią się głównie stosowaną metodą modulacji i szybkością transmisji danych.

HDSL (High-data-rate DSL) – szybki cyfrowy linia abonencka zapewniająca symetryczną transmisję danych w trybie dupleks przez dwie pary telefonów z prędkością do 2,048 Mb/s w każdym kierunku na odległość do 4,5 km.

Ryż. 67

SDSL (Symmetrical DSL) to jednoparowa wersja HDSL, która zapewnia symetryczną transmisję dupleksową strumienia cyfrowego z prędkością 2048 kb/s za pośrednictwem jednej pary kabla telefonicznego.

ADSL (Asymmetrical DSL) – asymetryczna cyfrowa linia abonencka, która umożliwia jednej parze kabla telefonicznego przesyłanie danych od użytkownika do sieci z prędkością od 16 kbps do 3,5 Mbps oraz w przeciwnym kierunku z sieci do użytkownika z prędkością do 24 Mbps/s dla maksymalnej odległości 5,5 km.

RADSL (Rate-Adaptive ADSL) - ADSL z adaptacyjną szybkością, uwzględniającą charakterystykę danej linii (długość, stosunek sygnału do szumu itp.), dzięki czemu osiąga maksymalną przepustowość w rzeczywistych warunkach.

VDSL (Very-high-data-rate DSL) to ultraszybka cyfrowa linia abonencka, która ma znacznie wyższe prędkości przesyłania danych w porównaniu do ADSL: do 56 Mb/s w kierunku z sieci do użytkownika i do 11 Mb/s od użytkownika do sieci podczas pracy w trybie asymetrycznym i podczas pracy w trybie symetrycznym około 26 Mb/s w każdym kierunku z maksymalną odległością do 1,3 km.

Najpopularniejszą technologią jest ADSL, której podstawowe zasady organizacji omówiono poniżej.

Wzrost szybkości transmisji danych w ADSL jest spowodowany zapewnieniem użytkownikowi większej przepustowości łącza abonenckiego niż w przypadku tradycyjnej komunikacji telefonicznej: 1 MHz zamiast 3100 Hz. Osiąga się to poprzez eliminację filtrów na ścieżce transmisji danych, które ograniczają przepustowość kanału telefonicznego w zakresie od 300 Hz do 3400 Hz.

W paśmie 1 MHz tworzone są 3 pasma częstotliwości do transmisji trzech strumieni danych (rys. 68):

Komputer od użytkownika do sieci w zakresie częstotliwości od 4 kHz do 200 kHz;

Z sieci do użytkownika w zakresie częstotliwości od 200 kHz do 1 MHz.

Tak więc w przypadku transmisji danych cyfrowych dwa asymetryczne kanały częstotliwości:

Ryż. 68

Szybki (do 24 Mb/s) kanał transmisji danych downstream z sieci do komputera użytkownika;

Wolna prędkość (od 16 kb/s do 3,5 Mb/s) transmisja danych w łączu w górę z komputera do sieci.

Trzeci kanał przeznaczony jest do transmisji rozmów telefonicznych.

Asymetria kanałów do transmisji danych komputerowych wynika z faktu, że tradycyjnie ilość danych przesyłanych od użytkownika do sieci jest znacznie mniejsza niż ilość danych przesyłanych w przeciwnym kierunku. W razie potrzeby można zmienić granice pasm częstotliwości w celu redystrybucji szybkości transmisji danych w kanałach wychodzących i uplink.

2.8.5 Telefonia komórkowa

Telefonia komórkowa odnosi się do komunikacji bezprzewodowej i może być dwojakiego rodzaju:

Radiotelefony domowe;

Telefony komórkowe.

Telefony bezprzewodowe zapewniają ograniczoną mobilność w jednym lub większej liczbie sąsiednich pomieszczeń i składają się ze stacji bazowej i jednej lub więcej przenośnych słuchawek.

Dużo większą, praktycznie nieograniczoną, mobilność zapewnia mobilna komunikacja komórkowa, która obecnie umożliwia przesyłanie, oprócz głosu, danych cyfrowych, a nawet wideo.

Podstawową zasadą komunikacji komórkowej jest podzielenie całego obszaru zasięgu telefonicznego na komórki zwane komórkami. W centrum każdej komórki znajduje się stacja bazowa (BS), która komunikuje się z abonentami sieci komórkowych (telefonami komórkowymi) znajdującymi się w jej obszarze zasięgu. Stacje bazowe są zwykle umieszczane na dachach budynków i specjalnych wieżach. Na idealnej (płaskiej i bez budynków) powierzchni obszar pokrycia jednego BS to okrąg (ryc. 69, a), którego średnica nie przekracza 10-20 km.

Plastry miodu częściowo zachodzą na siebie i razem tworzą sieć (ryc. 69b), która dla uproszczenia jest zwykle przedstawiana jako zestaw sześciokątnych plastrów miodu (69c).

Ryż. 69

Każda komórka działa na własnych częstotliwościach, które nie przecinają się z sąsiednimi (ryc. 69, c). Wszystkie komórki mają ten sam rozmiar i są pogrupowane w grupy po 7 komórek. Każda z liter (A, B, C, D, E, F, G) odpowiada określonemu zakresowi częstotliwości używanemu w jednej komórce. Komórki o tych samych pasmach częstotliwości są oddzielone komórkami działającymi na różnych częstotliwościach. Niewielki rozmiar komórek zapewnia szereg zalet w porównaniu z tradycyjną naziemną komunikacją bezprzewodową, a mianowicie:

Duża liczba użytkowników, którzy mogą jednocześnie pracować w sieci w różnych pasmach częstotliwości (w różnych komórkach);

Niska moc sprzętu odbiorczego i nadawczego, ze względu na mały rozmiar ogniw (moc wyjściowa słuchawek to dziesiąte części wata);

Niższy koszt urządzeń komunikacji komórkowej jako urządzeń małej mocy.

Jeśli komórka ma zbyt wielu użytkowników, można ją podzielić na mniejsze komórki, zwane mikrokomórkami.

Stacja bazowa, w przypadku ogólnym, zawiera urządzenie nadawczo-odbiorcze (TP), które komunikuje się z telefonami komórkowymi, oraz komputer, który implementuje protokoły bezprzewodowej komunikacji mobilnej.

W małych sieciach wszystkie stacje bazowe są podłączone do centrali MSC (Mobile Switching Center – mobilna centrala telefoniczna) i mają dostęp do publicznej komutowanej sieci telefonicznej (PSTN), która zapewnia komunikację między telefonami komórkowymi a telefonami stacjonarnymi (rys. 70).

Ryż. 70

W dużych sieciach przełączniki warstwy 1 (MSC) są połączone z przełącznikiem warstwy 2 (rys. 70) itd., podczas gdy wszystkie przełączniki MSC mają dostęp do sieci PSTN bezpośrednio lub przez przełącznik wyższego poziomu.

Połączone w ten sposób stacje bazowe i przełączniki tworzą sieć telefonii komórkowej, administracyjnie podporządkowaną jednemu operatorowi świadczącemu usługi łączności ruchomej.

Stacje bazowe wraz z urządzeniami komutacyjnymi realizują funkcje określania aktualnej lokalizacji użytkowników mobilnych oraz zapewniają ciągłość komunikacji, gdy użytkownicy przemieszczają się z obszaru zasięgu jednej BS do obszaru zasięgu innej BS. Po włączeniu telefon komórkowy szuka sygnału ze stacji bazowej i wysyła do stacji swój unikalny kod identyfikacyjny. Telefon i BS utrzymują stały kontakt radiowy, okresowo wymieniając dane serwisowe. Gdy telefon opuszcza obszar zasięgu stacji bazowej (lub sygnał radiowy słabnie), nawiązywane jest połączenie z inną stacją bazową. W tym celu stacja bazowa, która naprawia osłabienie sygnału, odpytuje wszystkie otaczające BS w celu zidentyfikowania stacji, która odbiera najsilniejszy sygnał z telefonu komórkowego. BS następnie przekazuje kontrolę nad tym telefonem do stacji bazowej komórki, do której telefon komórkowy został przeniesiony. Następnie do telefonu wysyłana jest informacja o przejściu na nową komórkę i proponuje się przełączenie na nową częstotliwość, która jest używana w tej komórce. Ten proces nazywa się transferem i zajmuje ułamek sekundy.

Sieci komórkowe różnych operatorów są ze sobą połączone, a także ze stacjonarnym PSTN, co pozwala abonentom różnych operatorów komunikować się ze sobą, a także wykonywać połączenia z telefonów komórkowych na stacjonarne i odwrotnie, z stacjonarnych na komórkowe .

Korzystając z możliwości roamingu, abonent będący poza zasięgiem swojej sieci może wykonywać i odbierać połączenia za pośrednictwem sieci innego operatora.

Istnieją 4 generacje mobilnej komunikacji komórkowej, określane jako 1G, 2G, 3G, 4G (ryc. 71). Jednocześnie między 2G i 3G, 3G i 4G wyróżnia się generacje pośrednie, które otrzymały odpowiednio oznaczenia 2,5G i 3,5G.

Pierwsze mobilne sieci komórkowe generacji 1G pojawiły się na początku lat 80. ubiegłego wieku i były analogowymi sieciami bezprzewodowymi, których główną i właściwie jedyną funkcją była transmisja głosu z prędkością nieprzekraczającą 9,6 kb/s.

Ryż. 71

Główną wadą analogowej komunikacji bezprzewodowej jest brak ochrony przed nieuprawnionym przechwyceniem rozmowy.

Druga i kolejne generacje telefonii komórkowej odnoszą się do cyfrowych sieci komunikacyjnych i, w przeciwieństwie do pierwszej generacji, zapewniają użytkownikom, poza transmisją głosu, wiele dodatkowych rodzajów usług (usług).

Sercem wszystkich standardów komunikacji komórkowej drugiej generacji jest metoda multipleksowania TDMA.

TDMA (Time Division Multiple Access) - wielokrotny dostęp z podziałem czasu - metoda multipleksacji w komunikacji bezprzewodowej, w której kilku użytkowników wykorzystuje do transmisji danych różne przedziały czasowe (szczeliny) w tym samym zakresie częstotliwości, przy czym każdy użytkownik ma pełny dostęp do przydzielonych częstotliwości pasm na krótki okres czasu.

GSM i CDMA są najbardziej rozpowszechnionymi standardami komunikacji komórkowej drugiej generacji.

GSM (Global System for Mobile Communications) to globalny system komunikacji mobilnej, który wykorzystuje multipleksowanie z podziałem częstotliwości. Każda para (do transmisji w kierunku do przodu i do tyłu) kanałów częstotliwościowych jest dzielona z wykorzystaniem multipleksowania z podziałem czasu (TDMA) na interwały ramek wykorzystywane przez kilku abonentów. Kanały GSM mają szerokość pasma 200 kHz. GSM wykorzystuje multipleksowanie z podziałem częstotliwości i czasu, aby podzielić widmo na kanały i odpowiednio podzielić kanały na szczeliny czasowe.

GSM zapewnia wsparcie dla następujących usług:

Transmisja danych (synchroniczna i asynchroniczna wymiana danych, w tym pakietowa transmisja danych - GPRS);

Transmisja informacji głosowych;

Wysyłanie krótkich wiadomości (SMS);

Wysyłanie wiadomości faksowych;

Identyfikacja numeru telefonu;

Przekierowanie połączeń na inny numer;

Połączenie oczekujące i wstrzymane;

i wiele innych.

Do głównych zalet standardu GSM należą:

Mniejszy w porównaniu do standardów analogowych, gabaryty i waga aparatów telefonicznych o dłuższym czasie pracy bez doładowywania baterii;

Dobra jakość komunikacji;

Możliwość dużej liczby jednoczesnych połączeń;

Niski poziom zakłóceń przemysłowych w przydzielonych zakresach częstotliwości;

Ochrona przed podsłuchiwaniem i nielegalnym użyciem dzięki zastosowaniu algorytmów szyfrowania klucza współdzielonego.

Wady standardu GSM to:

Zniekształcenia mowy podczas cyfrowego przetwarzania i transmisji.

Standard GSM definiuje 4 zakresy częstotliwości transmisji danych: 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz, z których najpopularniejsze to 900 MHz (standard GSM-900) i 1800 MHz (GSM-1800). Komórki mogą mieć średnicę od 400 m do 50 km.

Główne różnice między GSM-1800 a GSM-900:

Maksymalna moc promieniowania telefonów GSM-1800 (około 1 W) jest o połowę mniejsza niż GSM-900, co wydłuża czas ciągłej pracy bez ładowania baterii i zmniejsza poziom emisji radiowej;

Duża pojemność sieci;

Możliwość współdzielenia aparatów telefonicznych w standardzie GSM-900 i GSM-100 w tej samej sieci;

Zasięg każdej stacji bazowej jest znacznie mniejszy iw rezultacie potrzebnych jest więcej stacji bazowych.

W sieciach CDMA (Code Division Multiple Access) stosowana jest zupełnie inna zasada transmisji danych, którą szczegółowo omówiono poniżej. W przeciwieństwie do GSM szybkość przesyłania danych w CDMA może osiągnąć 1,23 Mb/s. Ponadto istotną różnicą jest zastosowanie widma rozproszonego, które komplikuje detekcję i identyfikację przesyłanego sygnału, a tym samym zapewnia niezawodną ochronę przed przypadkowym podsłuchem.

W procesie opracowywania zasad i standardów trzeciej generacji mobilnej komunikacji komórkowej pojawiła się generacja pośrednia 2.5G, która różni się od drugiej generacji większą przepustowością sieci i pakietową transmisją danych. Generacja 2.5G jest realizowana jako szereg standardów, z których najpopularniejszym jest GPRS.

GPRS (General Packet Radio Service) to ogólna technologia komunikacji radiowej pakietowej skoncentrowana na wdrażaniu „mobilnego Internetu”.

GPRS wykorzystuje stacje bazowe GSM do transmisji danych w postaci pakietów, co sprawia, że ​​jego realizacja jest dość prosta i umożliwia zapewnienie dostępu do Internetu. Pakiety są transmitowane przez obecnie wolne kanały. Możliwość korzystania z kilku kanałów jednocześnie zapewnia dość wysokie szybkości przesyłania danych (do 171,2 kbps). Transmisja danych podzielona jest na kierunki: „w dół” (downlink, DL) – od sieci do abonenta oraz „w górę” (uplink, UL) – od abonenta do sieci. Z tego samego kanału może korzystać na przemian kilku abonentów, przy czym zasoby kanału udostępniane są tylko na czas transmisji pakietów, co prowadzi do pojawienia się kolejki na transmisję pakietów i w efekcie do zwiększenia opóźnienia pakietów.

Zasada działania GPRS jest podobna do Internetu: dane są dzielone na pakiety i wysyłane do odbiorcy (być może różnymi drogami), gdzie są gromadzone. Po ustanowieniu sesji każdemu urządzeniu przypisywany jest unikalny adres. Pakiety mogą być w formacie IP lub X.25, natomiast jako protokoły warstwy transportowej i aplikacji mogą być wykorzystane dowolne protokoły internetowe: TCP, UDP, HTTP itp. Telefon komórkowy w GPRS jest traktowany jako klient sieci zewnętrznej, co jest przypisany stały lub dynamiczny adres IP – adres.

Pierwsze implementacje komunikacji komórkowej trzeciej generacji pojawiły się w 2002 roku. Istnieją trzy główne standardy 3G:

WCDMA (szeroki CDMA).

Wszystkie z nich nastawione są na pakietową transmisję danych, a tym samym na współpracę z cyfrowymi sieciami komputerowymi, w tym z Internetem. Szybkość przesyłania danych może osiągnąć 2,4 Mb/s, co pozwala na przesyłanie wysokiej jakości dźwięku, a także realizację „rozmowy wideo”.

W razie potrzeby sieć 3G można nałożyć na już wdrożoną sieć GSM lub inną sieć drugiej generacji.

UMTS (Universal Mobile Telecommunications System - uniwersalny system telekomunikacji mobilnej) - obsługuje transmisję z prędkością do 21 Mb/s i umożliwia użytkownikom prowadzenie wideokonferencji, pobieranie muzyki i treści wideo. UMTS jest zwykle wdrażany w oparciu o technologie interfejsu radiowego. Główną różnicą między UMTS a GSM jest możliwość łączenia się z ISDN, Internetem, GSM lub innymi sieciami UMTS. Aby przesyłać dane ze stacji ruchomej do stacji bazowej i odwrotnie, wykorzystuje różne pasma częstotliwości.

Wady technologii UMTS to:

Stosunkowo duża waga terminali mobilnych przy małej pojemności baterii;

Złożoność realizacji przejścia abonenta z obszaru zasięgu jednej stacji bazowej do obszaru zasięgu innej bez utraty konwersacji (przekazania) między sieciami UMTS i GSM;

Mały promień komórki: 1 - 1,5 km.

W przyszłości planowana jest ewolucja UMTS w sieci 4G czwartej generacji, umożliwiające stacjom bazowym transmisję i odbiór danych z prędkością odpowiednio 100 Mb/s i 50 Mb/s.

CDMA2000 jest ewolucją technologii CDMA i zapewnia szybkość przesyłania danych do 153 kb/s, co pozwala na świadczenie usług głosowych, przesyłanie krótkich wiadomości, e-mail, Internet, bazy danych, dane i zdjęcia.

Główne zalety CDMA2000 to:

Szeroki obszar usług;

Wysoka jakość mowy;

Elastyczność i niski koszt wprowadzania nowych usług;

Wysoka odporność na hałas;

Stabilność kanału komunikacyjnego od przechwytywania i słuchania;

Niska moc promieniowania nadajników radiowych urządzeń abonenckich jest mniejsza niż 250 mW (dla porównania: w GSM-900 liczba ta wynosi 2 W, a w GSM-1800 - 1 W).

WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) to szerokopasmowa technologia wielodostępu z podziałem kodowym w zakresie częstotliwości 1900 - 2100 MHz. Termin WCDMA jest również używany dla standardu sieci komórkowej, który został opracowany jako dodatek do GSM. WCDMA koncentruje się na świadczeniu usług multimedialnych, dostępu do Internetu i wideokonferencji z szybkością transmisji danych:

Do 2 Mb/s na krótkich dystansach;

384 kb/s na duże odległości przy pełnej mobilności.

Prędkości te są zapewniane przez szerokie pasmo kanału 5 MHz, czyli więcej niż w standardzie CDMA2000, który wykorzystuje jeden lub więcej kanałów o szerokości pasma 1,25 MHz dla każdego połączenia.

Generacja 3.5G, jako generacja pośrednia, charakteryzuje się wyższymi prędkościami transmisji danych w porównaniu z generacją III.

Od 2006 roku technologia HSDPA (High Speed ​​​​Downlink Packet Access) jest wszechobecna w sieciach UMTS - standard generacji 3.5G, który jest zmodernizowanym 3G ze średnią szybkością przesyłania danych 3 Mb/s i maksymalną prędkością 14 Mb/s.

Czwarta generacja komunikacji mobilnej to ewolucyjny rozwój technologii 3G. Infrastruktura standardu 4G oparta jest na protokole IP, co pozwala zapewnić prosty i szybki dostęp do Internetu. Wysokie szybkości przesyłania danych (100-200 Mb/s) powinny zapewnić transmisję nie tylko wysokiej jakości dźwięku, ale także obrazu.

Planowane jest dalsze zwiększenie szybkości transmisji danych do 2,5 Gb/s. Tak wysokie prędkości tłumaczy się tym, że w czwartej generacji wykorzystywana jest tylko pakietowa transmisja danych, w tym ruch głosowy przesyłany protokołem IP (mobilna telefonia VoIP).

Ponadto sieci 4G powinny zapewniać globalny roaming, komunikację w sieci korporacyjnej i telewizję mobilną wysokiej rozdzielczości.

Jako standard 4G, szerokopasmowa technologia bezprzewodowa jest aktywnie promowana w celu zapewnienia szybkiego dostępu do Internetu z komputerów mobilnych.WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) to technologia telekomunikacyjna, która zapewnia szybki bezprzewodowy dostęp do sieci na duże odległości dla szerokiej gamy urządzeń ( od stacji roboczych i laptopów po telefony komórkowe).

Prędkości sieci WiMAX osiągną 75 Mbit/s i więcej, co zapewni nie tylko dostęp do Internetu, ale również wysokiej jakości transmisję informacji audio i wideo, a także pozwoli na wykorzystanie tej technologii jako „kanałów szkieletowych”.

Opracowano dwa standardy technologii WiMAX - IEEE 802.16d i IEEE 802.16e.

Standard IEEE 802.16d, znany jako stały WiMAX i zatwierdzony w 2004 roku, pozwala na obsługę tylko „statycznych” abonentów, którzy mogą znajdować się zarówno w strefie line-of-sight, jak i poza nią.

Standard IEEE 802.16e, znany jako mobilny WiMAX i zatwierdzony w 2005 roku, jest przeznaczony do pracy z użytkownikami poruszającymi się z prędkością do 120 km/h i obsługuje szereg specyficznych funkcji, takich jak przekazywanie, tryb bezczynności (tryb bezczynności) i roamingu, co pozwala na korzystanie z niego w sieciach komórkowych.

Może pracować przy braku bezpośredniej widoczności. Oczywiście mobilny WiMAX może być również używany do obsługi użytkowników stacjonarnych.

Konkurencją z WiMAX jest technologia LTE.

LTE (Long Term Evolution) to technologia mobilnej transmisji danych zaprojektowana w celu zwiększenia wydajności, obniżenia kosztów, rozszerzenia świadczonych usług poprzez integrację z istniejącymi protokołami. Szybkość przesyłania danych zgodna ze standardem może wynieść: 173 Mbps "w dół" (download) i 58 Mbps "up" (upload). Zasięg stacji bazowej LTE zależy od mocy i wykorzystywanych częstotliwości i wynosi około 5 km, a przy wysokiej antenie może osiągnąć 100 km.

Ważną kwestią w sieciach czwartej generacji jest utrzymanie wysokich szybkości transmisji danych podczas przemieszczania stacji mobilnych z dużymi prędkościami, biorąc pod uwagę, że szybkość transmisji danych spada wraz ze wzrostem szybkości ruchu i odległością od stacji bazowej.

Ponadto konieczne jest zapewnienie przeniesienia kontroli nad stacją mobilną, gdy porusza się ona z dużą prędkością (na przykład podczas jazdy samochodem lub pociągiem) z jednej komórki do drugiej bez przerywania transmisji danych i utraty jakości przesyłane informacje.

Zakłada się, że 4G stanie się jednym standardem, który zastąpi standardy GSM, CDMA, UMTS i inne.

Główne sieci telekomunikacyjne to:

4. Sieci komputerowe (transmisja danych)

W przypadku sieci komputerowych przeznaczone są do:

• transmisja danych;
• rozproszone przetwarzanie danych;
• współdzielenie zasobów;
• wdrożenie komunikacji interaktywnej;

Sieci komputerowe (komputerowe) po jednej stronie sieci to przypadek szczególny rozproszone systemy obliczeniowe, w którym grupa komputerów wykonuje zestaw powiązanych ze sobą zadań w skoordynowany sposób, automatycznie wymieniając dane. Z drugiej strony można rozważyć sieci komputerowe jako środek komunikacji lub przesyłanie informacji na odległość, do czego wykorzystują metody kodowania i multipleksowania danych, które zostały opracowane w różnych systemach telekomunikacyjnych.

Sieć komputerowa nazywane również sieci danych, są logicznym wynikiem ewolucji dwóch najważniejszych naukowo-technicznych gałęzi współczesnej cywilizacji - technologii komputerowych i telekomunikacyjnych.

Sieć komputerowa (informacyjna i obliczeniowa)- zestaw komputerów i urządzeń komunikacyjnych zapewniający wymianę informacji komputerów w sieci.

Sieć informacyjna- sieć komunikacyjna, w której produktem wytwarzania, przetwarzania, przechowywania i wykorzystywania jest informacja.

Sieć komputerowa- sieć informacyjna obejmująca sprzęt komputerowy.

Rys 1. Ogólny schemat przekazywania informacji

Pod sieć informacyjna zrozumiemy zbiór rozproszonych geograficznie systemów końcowych oraz łączącą je sieć telekomunikacyjną, zapewniającą dostęp dla procesów aplikacyjnych dowolnego z tych systemów do wszystkich zasobów sieciowych i ich współdzielenie.

Wszystko(przetwarzanie danych) Sieci komputerowe można klasyfikować według wielu kryteriów. W zależności od odległości między komputerami rozróżnić następujące sieci komputerowe:

lokalne sieci komputerowe - LAN(LAN - Local Area Networks) - sieci komputerowe zlokalizowane na niewielkim ograniczonym obszarze (budynek lub w budynkach sąsiednich) nie dłuższy niż 10 - 15 km;

· Terytorialne sieci komputerowe obejmujące znaczny obszar geograficzny. Sieci terytorialne obejmują sieci miejskie (MAN - Metropolitan Area Network), regionalne (Regionalna sieć komputerowa), krajowe (Krajowa sieć komputerowa), globalne (WAN - Wide Area Network) oraz sieci korporacyjne. Sieci miejskie i regionalne łączą abonentów dzielnicy, miasta lub regionu. Sieci globalne jednoczą oddzielonych znaczną odległością abonentów, znajdujących się w różnych krajach lub kontynentach; Sieci korporacyjne przedsiębiorstw - mogą łączyć komputery różnych oddziałów przedsiębiorstwa zlokalizowane w różnych miejscach.

Sieć komputerowa (CS) - zestaw komputerów i terminali połączonych kanałami komunikacyjnymi w jeden system spełniający wymagania rozproszonego przetwarzania danych2, s. 205.

Ogólnie rzecz biorąc, pod sieć telekomunikacyjna (TS) Rozumiesz układ składający się z obiektów pełniących funkcje wytwarzania, przekształcania, przechowywania i zużycia produktu, zwanych punktami (węzłami) sieci oraz linii transmisyjnych (komunikacyjnych, komunikacyjnych, połączeń) przenoszących produkt pomiędzy punktami1, s. 421.

W zależności od rodzaju produktu rozróżnia się odpowiednio sieci informacyjne, energetyczne, masowo-informacyjne, energetyczne i materiałowe.

Sieć informacyjna (IS) - sieć komunikacyjna, w której produktem generowania, przetwarzania, przechowywania i wykorzystywania informacji jest informacja. Tradycyjnie sieci telefoniczne służą do przesyłania informacji dźwiękowych, telewizja służy do wyświetlania obrazów, a telegraf (telegrafia) służy do przesyłania tekstu. W dzisiejszych czasach informacje stają się coraz bardziej rozpowszechnione. zintegrowane sieci serwisowe, pozwalające na przesyłanie dźwięku, obrazu i danych w jednym kanale komunikacyjnym.

Sieć komputerowa (CN)- sieć informacyjna obejmująca sprzęt komputerowy. Elementami sieci komputerowej mogą być komputery i urządzenia peryferyjne będące źródłami i odbiornikami danych przesyłanych w sieci.

Samoloty są klasyfikowane według szeregu kryteriów.

W zależności od odległości między węzłami sieci samoloty można podzielić na trzy klasy:

lokalny(LAN, LAN-LocalAreaNetwork) - obejmujący ograniczony obszar (zwykle w odległości nie większej niż kilkadziesiąt lub kilkaset metrów od siebie stacji, rzadziej 1...2 km);

korporacyjny (skala przedsiębiorstwa)- zestaw połączonych sieci LAN obejmujących terytorium, na którym jedno przedsiębiorstwo lub instytucja znajduje się w jednym lub kilku położonych blisko siebie budynkach;

terytorialny– obejmujący duży obszar geograficzny; Wśród sieci terytorialnych można wyróżnić sieci regionalne (MAN–MetropolitanAreaNetwork) oraz sieci globalne (WAN–WideAreaNetwork), które mają odpowiednio skalę regionalną lub globalną.

W szczególności wyróżnij globalną sieć Internetu.

Ważną cechą klasyfikacji sieci komputerowych jest ich topologia, która determinuje układ geometryczny głównych zasobów sieci komputerowej oraz połączeń między nimi.

W zależności od topologii połączeń węzłowych wyróżnia się sieci magistralowe (szkieletowe), pierścieniowe, gwiazdowe, hierarchiczne i arbitralne.

Wśród sieci LAN 1, s. 423:

opona (autobus) – sieć lokalna, w której komunikacja między dowolnymi dwiema stacjami jest ustanowiona jedną wspólną ścieżką, a dane transmitowane przez dowolną stację jednocześnie stają się dostępne dla wszystkich innych stacji podłączonych do tego samego nośnika transmisji danych;

okrągły (pierścień) – węzły są połączone pierścieniową linią transmisji danych (do każdego węzła dochodzą tylko dwie linie). Dane, przechodząc przez pierścień, naprzemiennie stają się dostępne dla wszystkich węzłów sieci;

gwiezdny (gwiazda) – istnieje węzeł centralny, z którego linie transmisji danych rozchodzą się do każdego z pozostałych węzłów.

Struktura topologiczna sieci ma istotny wpływ na jej przepustowość, odporność sieci na awarie jej sprzętu, możliwości logiczne i koszt sieci.

W zależności od metody sterowania rozróżnia się sieci:

"klient-serwer"- jest w nich alokowany jeden lub więcej węzłów (nazywają się serwerami), które wykonują funkcje kontrolne lub specjalne usługi w sieci, a pozostałe węzły (klienci) to terminale, w których pracują użytkownicy. Sieci klient-serwer różnią się charakterem dystrybucji funkcji między serwerami, tj. według typów serwerów (na przykład serwery plików, serwery baz danych). Specjalizując serwery do określonych zastosowań, mamy rozproszona sieć obliczeniowa. Takie sieci różnią się również od scentralizowanych systemów zbudowanych na komputerach mainframe;

peer-to-peer- w nich wszystkie węzły są równe. Ponieważ, ogólnie rzecz biorąc, klient jest obiektem (urządzeniem lub programem), który żąda pewnych usług, a serwer jest obiektem dostarczającym te usługi, każdy węzeł w sieciach peer-to-peer może pełnić funkcje zarówno klienta, jak i serwer.

W zależności od tego, czy w sieci używane są te same, czy różne komputery, rozróżniane są sieci tego samego typu komputerów, zwane jednorodny i różne typy komputerów - heterogeniczny (heterogeniczny). W dużych zautomatyzowanych systemach z reguły sieci są heterogeniczne.

W zależności od własności sieci mogą one być: sieci publiczne (publiczny) lub prywatny (prywatny).

Każda sieć komunikacyjna musi zawierać następujące główne elementy: nadajnik, komunikat, media transmisyjne, odbiornik.

Nadajnik - urządzenie będące źródłem danych.

Odbiorca - urządzenie odbierające dane.

Odbiornikiem może być komputer, terminal lub jakieś urządzenie cyfrowe.

Wiadomość - dane cyfrowe określonego formatu przeznaczone do transmisji.

Może to być plik bazy danych, tabela, odpowiedź na zapytanie, tekst lub obraz.

Środki transmisji - fizyczne medium transmisyjne oraz specjalny sprzęt zapewniający transmisję komunikatów.

Do przesyłania wiadomości w sieciach komputerowych wykorzystywane są różne rodzaje kanałów komunikacyjnych. Najczęściej spotykane są dedykowane kanały telefoniczne oraz kanały specjalne do przesyłania informacji cyfrowych. Wykorzystywane są również kanały radiowe i kanały komunikacji satelitarnej.

Kanał komunikacyjny nazywamy środowisko fizyczne i sprzęt, które przesyłają informacje między węzłami przełączającymi1, s. 424.

Konieczność stworzenia jednolitej przestrzeni świata doprowadziła do powstania globalnego Internetu. Obecnie Internet przyciąga użytkowników swoimi zasobami informacyjnymi i usługami, z których korzysta około miliarda ludzi we wszystkich krajach świata. Usługi sieciowe obejmują tablice ogłoszeń (BulletinBoardSystem–BBS), pocztę elektroniczną (e-mail), grupy dyskusyjne (NewsGroup), udostępnianie plików między komputerami (FTR), równoległe rozmowy internetowe (InternetRelayChat–IRC), wyszukiwarki. Szeroka sieć".

Każda sieć lokalna lub firmowa ma zwykle co najmniej jeden komputer, który ma stałe połączenie z Internetem za pomocą szerokopasmowej linii komunikacyjnej (serwer internetowy).

Internet daje człowiekowi niewyczerpane możliwości poszukiwania potrzebnych informacji o innym charakterze.

Prawie wszystkie programy zawierają, oprócz systemu pomocy, dokumentację elektroniczną i drukowaną. Ta dokumentacja jest źródłem przydatnych informacji o programie i nie należy jej zaniedbywać.

Znajomość programu rozpoczyna się od ekranów informacyjnych towarzyszących jego instalacji. W trakcie instalacji powinieneś dowiedzieć się jak najwięcej o przeznaczeniu programu i jego możliwościach. Pomaga to zrozumieć, czego szukać w programie po jego zainstalowaniu.

Dokumentacja drukowana jest dołączana do programów zakupionych w sklepach. Zwykle są to dość obszerne podręczniki do kilkuset stron. Już sama objętość takiej instrukcji często przytłacza chęć uważnego jej przeczytania. Rzeczywiście, nie ma sensu badanie podręcznika, jeśli odpowiedź na pytanie można uzyskać prostszymi środkami. Jednak w przypadku trudności przewodnik po programach jest jednym z najwygodniejszych źródeł niezbędnych informacji.

W wielu przypadkach dodatkowe informacje pomocy dotyczące programu dostarczane są w postaci plików tekstowych zawartych w pakiecie dystrybucyjnym. Historycznie pliki te mają zwykle nazwę README, wywodzącą się z angielskiej frazy: „Readme(Read me)”.

Zazwyczaj plik README zawiera informacje o instalacji programu, uzupełnieniach i wyjaśnieniach do drukowanej instrukcji oraz wszelkie inne informacje. W przypadku programów typu shareware i małych narzędzi dystrybuowanych przez Internet plik ten może zawierać pełną elektroniczną wersję podręcznika.

Programy rozpowszechniane przez Internet mogą zawierać inne pliki tekstowe z informacjami.

W przypadkach, gdy żadne „zwykłe” źródła nie dostarczają niezbędnych informacji o programie, można sięgnąć do bezdennej skarbnicy informacji, jaką jest Internet. Wyszukiwanie informacji w Internecie jest najeżone pewnymi trudnościami, ale sieć ma odpowiedzi na wszelkie pytania.

Wszystkie największe firmy i autorzy oprogramowania komputerowego są reprezentowane w Internecie. Za pomocą wyszukiwarki łatwo jest znaleźć stronę internetową poświęconą pożądanemu programowi lub serii programów. Taka strona może zawierać przegląd lub krótki opis, informacje o najnowszej wersji programu, „łatki” związane z ulepszaniem programu lub naprawianiem błędów, a także linki do innych dokumentów WWW dotyczących tych samych zagadnień. Tutaj często można znaleźć bezpłatne, shareware, demo i wersje próbne programów.

Internet rozwija się w bardzo szybkim tempie, a znalezienie właściwych informacji wśród miliardów stron internetowych i plików staje się coraz trudniejsze. Do wyszukiwania informacji wykorzystywane są specjalne serwery wyszukiwania, które zawierają mniej lub bardziej kompletne i stale aktualizowane informacje o stronach WWW, plikach i innych dokumentach przechowywanych na dziesiątkach milionów serwerów internetowych.

Różne serwery wyszukiwania mogą wykorzystywać różne mechanizmy wyszukiwania, przechowywania i dostarczania informacji użytkownikowi. Wyszukiwarki internetowe można podzielić na 2 grupy:

wyszukiwarki ogólnego przeznaczenia;

specjalistyczne wyszukiwarki.

Nowoczesne wyszukiwarki to często portale informacyjne, które zapewniają użytkownikom nie tylko możliwość wyszukiwania dokumentów w Internecie, ale także dostęp do innych zasobów informacyjnych (wiadomości, informacje o pogodzie, informacje o kursach walut, interaktywne mapy itp.).

Wyszukiwarki ogólnego przeznaczenia to bazy danych zawierające pogrupowane tematycznie informacje o zasobach informacyjnych sieci WWW.

Takie wyszukiwarki umożliwiają znajdowanie witryn sieci Web lub stron sieci Web według słów kluczowych w bazie danych lub przez przeszukiwanie hierarchicznego systemu katalogów.

Interfejs takich wyszukiwarek ogólnego przeznaczenia zawiera listę sekcji katalogu i pole wyszukiwania. W polu wyszukiwania użytkownik może wpisać słowa kluczowe do wyszukania dokumentu oraz wybrać konkretną sekcję w katalogu, co zawęża pole wyszukiwania i tym samym przyspiesza wyszukiwanie.

Bazy danych wypełniane są za pomocą specjalnych robotów, które okresowo „omijają” internetowe serwery WWW.

Boty czytają wszystkie napotkane dokumenty, wydobywają z nich słowa kluczowe i wprowadzają je do bazy danych zawierającej adresy URL dokumentów.

Ponieważ informacje w Internecie ciągle się zmieniają (tworzą się nowe witryny i strony, stare są usuwane, zmieniają się ich adresy URL itd.), wyszukiwarki nie zawsze śledzą wszystkie te zmiany. Informacje przechowywane w bazie wyszukiwarki mogą odbiegać od rzeczywistego stanu Internetu, a wtedy użytkownik w wyniku wyszukiwania może otrzymać adres dokumentu, który już nie istnieje lub został przeniesiony.

Aby zapewnić lepsze dopasowanie zawartości bazy wyszukiwarek do rzeczywistego stanu Internetu, większość wyszukiwarek umożliwia autorowi nowej lub przeniesionej witryny internetowej wprowadzenie informacji do bazy danych poprzez wypełnienie formularza rejestracyjnego. W procesie wypełniania ankiety programista witryny wprowadza adres URL witryny, jej nazwę, krótki opis zawartości witryny, a także słowa kluczowe, dzięki którym najłatwiej będzie znaleźć witrynę.

Witryny w bazie rejestrowane są według liczby odwiedzin na dzień, tydzień lub miesiąc. Ruch w witrynie jest określany za pomocą specjalnych liczników, które można zainstalować w witrynie. Liczniki rejestrują każdą wizytę na stronie i przekazują informacje o liczbie wizyt na serwer wyszukiwarki.

Wyszukiwanie dokumentu w bazie wyszukiwarki odbywa się poprzez wpisanie zapytań w polu wyszukiwania. Proste zapytanie zawiera jedno lub więcej słów kluczowych, które są głównymi słowami kluczowymi dla tego dokumentu. Możesz także używać złożonych zapytań, które używają operacji logicznych, szablonów i tak dalej.

Wyspecjalizowane wyszukiwarki umożliwiają wyszukiwanie informacji w innych „warstwach” informacyjnych Internetu: serwerach archiwów plików, serwerach pocztowych itp.