Интернет — крупнейшая компьютерная телекоммуникационная система мира, служащая средством доставки информации. Она воплотила важнейшие технологические и в области электроники и телекоммуникаций. Ее возникновение и развитие пришлось на вторую половину XX в., когда сложились необходимые технические предпосылки для создания системы:

• организовано массовое производство персональных компьютеров и насыщение ими не только сфер деловой жизни, но и быта многих десятков миллионов людей;

• созданы и проложены линии высокой пропускной способности, соединившие большинство стран и регионов мира;
• внедрены унифицированные с компьютерами цифровые методы передачи информации по системам телекоммуникаций;
• достигнута широкая телефонизация ведущих промышленных и , позволившая подключить национальные компьютерные информационные сети к Интернету.

В информационном пространстве, охватывающем весь мир, источники информации и ее потребители зачастую отделены друг от друга огромными расстояниями, разными , языковыми барьерами. Особенностью нематериального информационного продукта (товара) является возможность удовлетворения немедленного спроса на него с помощью современной техники и технологии телекоммуникационных систем. Этот продукт может быть передан по разным системам электросвязи в нужном для потребителя виде — текстовом, речевом, музыкальном, графическом, неподвижными или подвижными видеосюжетами в цветном или черно-белом исполнении.

Значение современных телекоммуникаций определяется:

• глобализацией средств связи, т.е. охватом всеми видами телекоммуникаций всех территорий и акваторий планеты и всего околоземного пространства;
• интернационализацией средств связи, т.е. стандартизацией технических, технологических, организационных ее параметров в каждом из более чем 200 ;
• интеграцией всех видов электросвязи в единую мощную мировую систему телекоммуникаций;
• растущей обеспеченностью потребителей информации разными видами электросвязи в самых удаленных районах мира.

Общее количество технических средств для получения массовой аудио- и видеоинформации (радиоприемники, телевизоры) и для активной индивидуальной связи (все виды стационарных и мобильных телефонов) уже превысило в мире 4 млрд единиц и ежегодно увеличивается на сотни миллионов. Их плотность достаточно велика: в среднем на одну семью на планете приходится не менее двух видов этой аппаратуры. Для ряда регионов ( , Западная , ) эти показатели значительно выше, а в отдельных государствах исключительно велики (в суммарно на одну семью приходится в среднем до 15-17 единиц радиоприемников, телевизоров, телефонов, подключенных к системам связи компьютеров). Это позволяет получать самую разнообразную информацию со всего мира.

Использование современных средств связи для устойчивого обмена потоками информации впервые широко было применено в Интернете. Начало создания всемирной компьютерной сети Интернет относится к 1969 г., когда в США агентство АРПА, выполнявшее заказ Пентагона, объединило линиями связи четыре мощных компьютера, организовав экспериментальную межрегиональную сеть, получившую название «Арпанет». Предназначалась она исключительно для военных целей и должна была надежно функционировать в случае атомной войны: при выходе части узлов (компьютеров) или каналов из строя продолжали бы работать оставшиеся, обеспечивая все условия связи. сети гарантировало получение необходимой информации из уцелевших после ядерных ударов банков данных для принятия решений в критических ситуациях.

Эксплуатация чрезвычайно дорогих компьютеров и связывающих их сетей, которые оставались слабо загруженными вне критических ситуаций, обходилась военному ведомству США очень дорого. Было принято решение подсоединить к Арпанету на коммерческой основе локальные специализированные компьютерные сети многих университетов, научных центров и лабораторий в разных штатах США. Эта задача облегчалась тем, что большинство из них выполняло исследовательские работы по заказам Пентагона. Тем самым сохранялись основные организационные и конструкционные технологические принципы функционирования Арпанета.

До начала 80-х гг. Арпанет оставалась преимущественно специализированной научно-исследовательской и учебной компьютерной сетью США. Обмен разнообразной информацией между научными и учебными центрами рос очень быстро и достиг впечатляющих объемов. Поэтому потребовалась коренная модернизация линий связи, объединявших компьютеры 1500 таких центров страны. После ее завершения скорости передачи информации по ним увеличились в 30 раз и составили 45 млн бит (1400 машинописных страниц) в секунду. Возникла проблема выделения научной компьютерной сети в самостоятельную узкоспециализированную и вывода ее из Арпанета. Такая сеть — CSNET — для ученых-компьютерщиков была создана.

В 1983 г. Арпанет, полностью конверсированная и превращенная в коммерческую сеть, получила название Интернет. Ее быстрому развитию способствовало:

• создание в те же годы персональных компьютеров, затем последовавшее их массовое производство, возможность подключения компьютера к телефонной линии с целью получения местной, региональной, национальной и международной информации и обмена ею;
• проявление интереса к услугам многих компаний, фирм и особенно частных лиц;
• накопленный опыт населения в использовании национальных информационных сетей (классический пример — информационная система «Минитель» во ).

Широкие международные функции Интернет стал выполнять после того, как в Европейском центре ядерных исследований в Женеве была разработана система World Wide Web, или WWW — «Всемирная паутина». Новый протокол передачи (технология WWW) объединил информационные узлы (серверы) и каналы связи, позволил согласовать мировую схему адресов и кодов для поставщиков информации и пользователей услугами сети. Благодаря WWW, Интернет был подключен к целому ряду национальных специализированных и универсальных сетей. Стало быстро расти число пользователей Интернета не только в США, но и во всем мире.

Интернет не имеет организационной структуры. Пользователи его услугами подключаются к различным национальным или международным, коммерческим или государственным компаниям в системах телекоммуникаций. Сформировалась сложная многоступенчатая схема выхода пользователей в Интернет через многочисленных посредников («провайдеров»). Компаний и посредников, обеспечивающих выход в сеть Интернета, многие тысячи. Им принадлежат линии связи, но чаще они их арендуют, определяя разные тарифы на услуги. Поэтому между ними идет жесткая конкурентная борьба за прибыли. Они зачастую привлекают пользователей сети предоставлением тех или иных льгот. Нередко отдельные каналы электросвязи в рабочие часы испытывают сильную перегрузку и не справляются с чрезмерно концентрированными во времени потоками информации по сетям Интернета.

Услуги Интернета обеспечиваются информацией, заложенной в так называемых главных компьютерах, число которых по разным оценкам колеблется от 5 до 9,5 млн. Они находятся в различных странах и регионах мира, и количество их быстро растет по мере все большего стремления коммерческих организаций разместить свою платную или бесплатную информацию в системе Интернета. К началу 1996 г. примерно 170 тыс. коммерческих компаний дали свою информацию в сети. Источником самой разнообразной информации могут быть десятки миллионов владельцев персональных компьютеров, через которые в сети Интернета возможна передача любого сообщения (типа электронной почты и др.).

Объемы выполняемой Интернетом работы имеют пока сугубо оценочный характер и определяются по ряду косвенных показателей: числа подключенных к его сети компьютеров, количества пользователей ею, объема или оборота коммерческих компаний, участвующих в его деятельности. Стать абонентом Интернета так же легко, как и отказаться от его услуг. Поэтому численность пользователей услугами Интернета в 1998 г. по разным оценкам колебалась от 230 до 250 млн. Одним компьютером может пользоваться несколько человек, а поэтому общее количество прибегавших в 90-е гг. к услугам Интернета пользователей могло быть и больше. Коммерческий оборот в сети Интернета по оценкам составляет от 350 млн до 1,2 млрд долл.

Структура идущей по сетям информации Интернета чрезвычайно сложна и включает практически все сферы интересов современного общества: от самого разнообразного справочного материала, образовательных курсов до получения различной коммерческой, технической, научной и все чаще текущей газетной, развлекательной информации. Через эту всемирную компьютерную систему можно вести гораздо более дешевые телефонные переговоры, по ней проходят послания электронной почты. Она позволяет организовывать видеоконференции с большим числом участников. Однако разные виды информации (нередко огромных объемов) предъявляют свои далеко не одинаковые требования к пропускной способности магистральных, а особенно местных и индивидуальных (например телефонных) линий электросвязи.

В функционировании такой сложной системы, как Интернет, имеется ряд нерешенных проблем. Одна из них — техническая, которая предопределяет будущее развитие Интернета. При большой ее суточной или сезонной перегрузке снижается качество информации у потребителя. Это проявляется в сильном падении скорости передачи информации на линиях связи. В результате целый ряд видов информации (графической, видеосюжеты) вообще не может пройти по каналам. Передача же больших массивов текстовой информации растягивается на продолжительное время. Это обусловливает соответственно и более высокую плату потребителя за услуги Интернета.

Проблемы некачественного приема и передачи информации создают линии магистральной, местной связи, которые имеют разную . Местные телефонные линии, к которым подключают персональный компьютер, пропускают до 33 Кбит/с. Самые обычные скорости на Интернете 64-128 Кбит/с. Плохое техническое состояние местных линий, коммутаторов еще больше снижает их пропускную способность. Даже применение мощных модемов не всегда компенсирует недостатки линий. Современные электронные технологии позволяют пропускать через модемы и компьютеры информацию со скоростью в десятки Мбит/с. Только такие скорости могут обеспечить самый высококачественный прием информации любого вида. Ими могут стать линии кабельного телевидения, новые, более дешевые виды волоконно-оптического кабеля.

К телекоммуникационным сетям в настоящее время можно отнести:

• * телефонные сети;
• * радиосеть;
• * телевизионные сети;
• * компьютерные сети

Во всех этих сетях предоставляемым клиентам ресурсом является информация.

Телефонные сети

Телефонные сети оказывают интерактивные услуги, так как два абонента, участвующие в разговоре (или несколько абонентов, если это конференция), попеременно проявляют активность.

Изобретение в 1876 году телефона положило начало развитию телефонных сетей, которые не перестают совершенствоваться и по настоящее время.

Сейчас по каналам телефонной сети общего пользования передается не только речевая информация (при разговоре двух абонентов), но и факсимильные сообщения и цифровые данные.

Вообще говоря, телефонные сети предназначены для передачи по ним аналоговых сигналов. Аналоговый сигнал является непрерывным и может принимать значения из некоторого диапазона. Например, аналоговым сигналом является человеческая речь; в телефоне, телевизоре, радиоприемнике информация также существует в аналоговой форме. Недостатком такой формы представления информации является ее подверженность помехам.

Радиосети и телевизионные сети

Радиосети и телевизионные сети оказывают широковещательные услуги, при этом информация распространяется только в одну сторону - из сети к абонентам, по схеме "один ко многим".

Утрата радиосетями положения главного национального средства рекламы и наступление местного радио началось в 1948 г., с началом эпохи телевидения.

В течение 1950-х гг. "мыльные оперы" "перебежали" с радио на телевидение, что означало окончательный "закат" эпохи радиосетей. В следующее десятилетие сетевые программы ограничивались главным образом новостями и кратким освещением различного рода мероприятий.

Радиосети во многом отличаются от телевизионных сетей; различны также и отношения между радиосетями и их филиалами. В сущности, радиосети являются поставщиками программ, но в отличие от телевидения одна радиостанция может быть членом нескольких радиосетей одновременно. Например, местная радиостанция может транслировать спортивные репортажи одной национальной сети, специальные программы, репортажи, и новости -- другой, развлекательные передачи -- третьей. Если местные телевизионные станции продают рекламное время на основе достоинств сетевых программ, то в радиовещании, для того чтобы получить национальную рекламную поддержку, сети должны исходить из местных рейтингов.

Независимо от отличий в использовании сетевых программ радиостанциями и множества различий с телевидением, радиосети предлагают определенные преимущества, некоторые из которых аналогичны преимуществам телесетей. Например, рекламодатель готовит один заказ на график рекламы для многих станций, оплачивает один счет и ему гарантируется единое качество производства рекламы, входящей в графики всех станций. Сети также обеспечивают экономичный охват и, как само радио, позволяют установить контакты с теми целевыми сегментами аудитории, которые часто являются пассивными пользователями других медиа.

Возрождение радиосетей в значительной степени стало результатом использования технологий спутниковой связи. Доступность такой связи разработчикам национальных радиопрограмм предлагает ряд преимуществ для являющихся филиалами сетей станций.

Компьютерные сети

Компьютерные сети стали логическим результатом эволюции компьютерных и телекоммуникационных технологий. С одной стороны, они являются частным случаем распределенных компьютерных систем, а с другой стороны, могут рассматриваться как средство передачи информации на большие расстояния, для чего в них применяются методы кодирования и мультиплексирования данных, получившие развитие в различных телекоммуникационных системах.

Классифицируя сети по территориальному признаку, различают глобальные (WAN), локальные (LAN) и городские (MAN) сети.

Хронологически первыми появились сети WAN. Они объединяют компьютеры, рассредоточенные на расстоянии сотен и тысяч километров. Первые глобальные компьютерные сети очень многое унаследовали от телефонных сетей. В них часто использовались уже существующие и не очень качественные линии связи, что приводило к низким скоростям передачи данных и ограничивало набор предоставляемых услуг передачей файлов в фоновом режиме и электронной почтой.

Сети LAN ограничены расстояниями в несколько километров; они строятся с использованием высококачественных линий связи, которые позволяют, применяя более простые методы передачи данных, чем в глобальных сетях, достигать высоких скоростей обмена данными до нескольких гигабитов в секунду. Услуги предоставляются в режиме подключения и отличаются разнообразием.

Сети MAN предназначены для обслуживания территории крупного города. При достаточно больших расстояниях между узлами (десятки километров) они обладают качественными линиями связи и поддерживают высокие скорости обмена. Сети MAN обеспечивают экономичное соединение локальных сетей между собой, а также доступ к глобальным сетям.

Важнейший этап в развитии сетей -- появление стандартных сетевых технологий: Ethernet, FDDI, Token Ring, позволяющих быстро и эффективно объединять компьютеры различных типов.

Тенденция сближения различных типов сетей характерна не только для локальных и глобальных компьютерных сетей, но и для телекоммуникационных сетей других типов: телефонных сетей, радиосетей, телевизионных сетей. В настоящее время ведутся активные работы по созданию универсальных мультисервисных сетей, способных одинаково эффективно передавать информацию любого типа: данные, голос и видео.

В зависимости от вида передаваемых данных телекоммуникационные сети делятся на:

Аналоговые сети;

Цифровые сети.

К современным телекоммуникационным сетям предъявляются два основных требования:

Интеграция - возможность передачи в сети данных разных типов (неоднородного трафика), предъявляющих разные требования к качеству передачи;

Высокие скорости передачи за счет использования широкополосных каналов связи (построения широкополосных сетей передачи данных).

В зависимости от назначения в структуре современных телекоммуникационных сетей выделяют несколько уровней иерархии (рис.61):

Абонентские сети (А), представляющие собой домашние, офисные и корпоративные сети на основе LAN или WA N;

Сети доступа (Д), объединяющие потоки от нескольких абонентских сетей в единый поток, направляемый в магистральную сеть;

Магистральная сеть (М), представляющая собой высокоскоростную широкополосную сеть на основе первичных транспортных сетей (волоконно-оптических, спутниковых и т.д.).

Сети доступа могут быть построены на основе:

Коммутируемых каналов - традиционные аналоговые телефонные сети (ТфОП) и цифровые сети ISDN;

Выделенных каналов - от аналоговых каналов ТЧ (тональной частоты) с полосой пропускания 3,1 кГц до цифровых каналов SDH с пропускной способностью десятки Гбит/с;

Коммутации п акетов технологии Х25, Frame Relay , АТМ, а также TCP/IP (Internet ).

Магистральные сети строятся обычно на основе выделенных цифровых каналов с пропускными способностями до десятков Гбит/с.

Сети доступа и магистральные сети образуют транспортную (опорную) систему, назначение которой быстрая и надежная доставка данных.

Транспортные системы на основе выделенных каналов можно разбить на 2 класса: цифровые (цикловые) и аналоговые (нецикловые).

Аналоговые транспортные системы реализуются в основном на основе существующих телефонных каналов.

Цифровые транспортные системы могут быть реализованы на основе следующих технологий:

Плезиохронные (PDH);

Синхронные (SDH);

Асинхронные (АТМ).

2.8.2 Модемная связь

Методы передачи данных по телефонным каналам с использованием модемов задаются в виде рекомендаций (стандартов) серии V.

Основные функции модемной связи, сформулированные в рекомендациях серии V, представлены на рис. 62.

Модемы должны обеспечивать защиту передаваемых данных от ошибок, возникающих в каналах связи и в аппаратуре передачи данных, путем контроля и коррекции ошибок.

Рис. 62

Коррекция ошибок (еrrо r соrrесtiоn) - отделение полезного сигнала от шумов и исправление возникающих в процессе связи ошибок.

Модемы при передаче данных используют алгоритмы сжатия данных, что повышает скорость обмена и уменьшает время передачи.

Сжатие данных (data compression) - кодирование информации с целью уменьшения её объёма. При передаче данных по телефонному каналу используются средства для автоматической упаковки-распаковки данных.

Модемные стандарты серии V по передаче данных по телефонным линиям (рис.63) определяют назначение, тип канала связи, вид модуляции, скорость передачи.

Классификация модемов представлена на рис. 64.

Рис. 63

1. По функциональному назначению модемы делятся на:

Рис. 64

а) телефонные;

б) телеграфные;

в) сотовые (радиомодемы);

г) факс-модемы;

д) кабельные, предназначенные для передачи данных по кабельным линиям связи, в частности по сети кабельного телевидения со скоростью до 10 Мбит/с

2. По конструктивному исполнению модемы могут быть:

Внешние, подключаемые кабелем к разъему RS-232 персонального компьютера;

Внутренние - в виде платы, устанавливаемой внутри компьютера.

3. По способу передачи данных (принципу работы в линии) модели делятся на:

а) синхронные, использующие синхронный способ передачи данных, при котором каждый бит посылается через фиксированный интервал времени с использованием синхронизации приемного и передающего устройства; синхронизация обеспечивается путем передачи управляющей информации и использования в обоих устройствах тактовых генераторов; синхронный режим целесообразно применять при организации связи по типу "точка-точка" через выделенные каналы связи;

б) асинхронные, использующие асинхронный способ передачи данных, при котором каждый символ (реже слово или небольшой блок) посылается отдельно и между данными могут быть произвольные промежутки времени; для распознавания поступающих данных каждый переданный элемент содержит стартовый и стоповый биты; этот способ известен также как старт-стоповая передача; модем работает в асинхронном режиме при использовании коммутируемых каналов связи;

4. По способу реализации протоколов коррекции ошибок и сжатия данных модемы бывают:

С аппаратной реализацией;

С программной реализацией.

2.8.3 Цифровые сети с интегральным обслуживанием (ISDN-технология)

Модемная передача компьютерных данных по абонентским линиям (АЛ) телефонных сетей позволяет в идеальных условиях (на пути передачи имеются только цифровые АТС и все каналы связи высокого качества) достичь предельной скорости в 56 кбит/с, что явно не достаточно для передачи мультимедийных данных, в частности видео, со сколь-нибудь приемлемым качеством. Для обеспечения более высоких скоростей передачи данных по АЛ была разработана технология, получившая название ISDN.

Цифровые сети с интегральным обслуживанием — ЦСИО (Integrated Services Digital Networks - ISDN) - цифровая сеть, построенная на базе телефонной сети связи, в которой могут передаваться сообщения разных видов - данные, а также оцифрованные видеоизображения и речь.

Обычная телефонная связь ориентирована на передачу голоса и позволяет модемам обмениваться данными со скоростью не выше 56 кбит/с. ISDN разработана специально для того, чтобы обойти ограничение по скорости передачи данных, но сохранить совместимость с существующими телефонными сетями.

Сеть ISDN совместима "сверху вниз" с телефонными сетями: можно позвонить с обычного телефона на номер ISDN и в обратном направлении в режиме "голосовая связь", а передача данных со скоростью 64 кбит/с и выше возможна только между двумя терминалами ISDN.

Существенная особенность ISDN - это многоканальность, т. е. возможность передавать данные и речь одновременно. Поскольку в интерфейсе ISDN предусмотрен служебный канал, режим передачи может быть изменен без разрыва соединения.

ISDN по сравнению с обычной модемной связью обеспечивает:

Более высокую скорость передачи данных;

Более высокую надежность;

Принципиально иное качество взаимодействия между абонентами.

Преимущества сетей ISDN:

1) сокращение времени установления соединений за счет использования выделенного канала сигнализации и передачи по нему сигналов управления и взаимодействия (занятие линии, набор номера, ответ, разъединение и т.д.) в цифровом виде;

2) универсальность использования линий возможность осуществлять по одним и тем же линиям как телефонные переговоры, так и передачу данных;

3) сопряжение служб - возможность организации телетекста, телекса или телефакса с соответствующим устройством в любой точке земного шара.

ISDN одновременно предоставляет различные виды связи:

Телефонную;

Модемную;

По выделенному каналу связи.

ISDN целесообразно применять в тех случаях, когда необходимо периодически (но не постоянно) передавать средние и большие объемы данных на любые расстояния с высокой скоростью и надежностью.

Абонентское оборудование и интерфейсы ISDN показаны на рис.65, где: S-соединение - 4-проводная витая пара. Если оконечное оборудование не имеет интерфейса ISDN, то оно подключается к S через специальный адаптер ТА. Устройство NT2 объединяет S-линии в одну Т-шину, которая имеет два провода от передатчика и два - к приемнику. Устройство NT1 реализует схему эхо-компенсации (рис. 66) и служит для интерфейса Т-шины с обычной телефонной двухпроводной абонентской линией U.

Рис. 65

В отличие от традиционных телефонных сетей управляющая информация передаётся по специальным каналам, не загружая каналы передачи данных.

Рис. 66. Эхо-компенсация

В ISDN различают два типа канала:

Канал D - служебный (сигнальный) канал передачи управляющей информации. Один канал типа D обслуживает 2 или 30 В-каналов и обеспечивает возможность быстрой генерации и сброса вызовов, а также передачу информации о поступающих вызовах, в том числе о номере обращающегося к сети абонента.

Стандарты определяют 3 интерфейса доступа к ISDN (типа ISDN):

1) базовый - BRI;

2) первичный - PRI;

3) широкополосный - B-ISDN.

Интерфейс ВRI (B asic Rate Interface) - стандартный (базовый) интерфейс, обозначаемый как (2B+D). Это означает, что для передачи данных используется 2 канала В со скоростью передачи 64 кбит/с по каждому каналу и 1 служебный (сигнальный) канал D со скоростью передачи 16 кбит/с. Таким образом, пропускная способность интерфейса BRI равна: 2*64 кбит/с+1*16 кбит/с = 144 кбит/с.

BRI предназначен для подключения телефонной аппаратуры (телефонов, факсов, автоответчиков и т.п.) и компьютеров к ISDN.

Интерфейс РRI (Primary Rate Interface) объединяет несколько BRI и соединяется с узлом. В зависимости от конкретных местных стандартов он включает в себя 23 В-канала (США и Япония) или 30 В-каналов (Европа), поддерживая интегральные скорости передачи данных 1,544 Мбит/с и 2,048 Мбит/с соответственно.

B-ISDN (Broadband ISDN) обеспечивает высокие скорости передачи (155 Мбит/с и 622 Мбит/с), что позволяет реализовать передачу видеоданных.

2.8.4 Технологии xDSL

xDSL (Digital Subscriber Line) - технологии передачи цифровых данных по телефонным каналам связи, обеспечивающие гораздо более высокие скорости передачи по обычным медным проводам, чем традиционная модемная связь и ISDN. Высокие скорости достигаются за счет использования ряда технических решений, в частности эффективных линейных кодов и адаптивных методов коррекции искажений на линии.

xDSL объединяет различные технологии (рис.67), которым в аббревиатуре xDSL соответствуют разные значения символа «х». Эти технологии различаются в основном по используемому способу модуляции и скорости передачи данных.

HDSL (High-dаtа-rаtе DSL) высокоскоростная цифровая абонентская линия, обеспечивающая симметричную дуплексную передачу данных по двум телефонным парам со скоростями до 2,048 Мбит/с в каждом направлении на расстояние до 4,5 км.

Рис. 67

SDSL (Symmetrical DSL) однопарная версия HDSL, обеспечивающая симметричную дуплексную передачу цифрового потока со скоростью 2048 кбит/с по одной паре телефонного кабеля.

ADSL (Asymmetrical DSL) - асимметричная цифровая абонентская линия, позволяющая по одной паре телефонного кабеля передавать данные от пользователя в сеть на скоростях от 16 кбит/с до 3,5 Мбит/с и в обратном направлении из сети к пользователю со скоростями до 24 Мбит/с на максимальное расстояние до 5,5 км.

RADSL (Rate-Adaptive ADSL) - ADSL с адаптируемой скоростью, учитывающей характеристики конкретной линии (длина, соотношение сигнал-шум и т.п.), за счет чего достигается максимальная пропускная способность в реальных условиях.

VDSL (Very-high-data-rate DSL) сверхвысокоскоростная цифровая абонентская линия, имеющая по сравнению с ADSL значительно более высокие скорости передачи данных: до 56 Мбит/с в направлении от сети к пользователю и до 11 Мбит/с от пользователя к сети при работе в асимметричном режиме и при работе в симметричном режиме — примерно 26 Мбит/с в каждом направлении при максимальном расстоянии до 1,3 км.

Наиболее распространённой технологией является ADSL, основные принципы организации которой рассматриваются ниже.

Увеличение скорости передачи данных в ADSL обусловлено предоставлением пользователю большей полосы пропускания абонентской линии, чем при традиционной телефонной связи: 1 МГц вместо 3100 Гц. Это достигается за счёт исключения на пути передачи данных фильтров, ограничивающих полосу телефонного канала в интервале от 300 Гц до 3400 Гц.

В пределах полосы в 1 МГц формируется 3 частотных диапазона для передачи трёх потоков данных (рис.68):

Компьютерных от пользователя в сеть в диапазоне частот от 4 кГц до 200 кГц;

От сети к пользователю в диапазоне частот от 200 кГц до 1 МГц.

Таким образом, для передачи цифровых данных формируются два асимметричных частотных каналов:

Рис. 68

Высокоскоростной (до 24 Мбит/с) нисходящий канал передачи данных из сети в компьютер пользователя;

Низкоскоростной (от 1 6 кбит/с до 3,5 Мбит/с) восходящий канал передачи данных из компьютера в сеть.

Третий канал предназначен для передачи телефонных разговоров.

Асимметричность каналов для передачи компьютерных данных обусловлена тем, что традиционно объём передаваемых данных от пользователя в сеть гораздо меньше объёма данных, передаваемых в обратном направлении. При необходимости можно изменять границы частотных диапазонов для перераспределения скоростей передачи данных в исходящем и восходящем каналах.

2.8.5 Мобильная телефонная связь

Мобильная телефонная связь относится к средствам беспроводной связи и может быть двух типов:

Домашние радиотелефоны;

Мобильные сотовые телефоны.

Радиотелефоны обеспечивают ограниченную мобильность в пределах одного или нескольких рядом расположенных помещений и состоят из базовой станции и одной или нескольких переносных трубок.

Значительно большую, практически неограниченную, мобильность обеспечивает мобильная сотовая связь, которая в настоящее время позволяет передавать, кроме голоса, цифровые данные и даже видео.

Основной принцип сотовой связи заключается в разделении всей зоны охвата телефонной связью на ячейки, называемые сотами. В центре каждой соты находится базовая станция (БС), поддерживающая связь с мобильными абонентами (сотовыми телефонами), находящимися в зоне её охвата. Базовые станции обычно располагают на крышах зданий и специальных вышках. На идеальной (ровной и без застройки) поверхности зона покрытия одной БС представляет собой круг (рис.69,а), диаметр которого не превышает 10-20 км.

Соты частично перекрываются и вместе образуют сеть (рис.69,б), которая для простоты обычно изображается в виде множества шестиугольных сот (69,в).

Рис. 69

Каждая сота работает на своих частотах, не пересекающихся с соседними (рис.69,в). Все соты одного размера и объединены в группы по 7 сот. Каждая из букв (А, В, С, D, Е, F, G) соответствует определённому диапазону частот, используемому в пределах одной соты. Соты с одинаковыми диапазонами частот разделены сотами, работающими на других частотах. Небольшие размеры сот обеспечивают ряд преимуществ по сравнению с традиционной наземной беспроводной связью, а именно:

Большое количество пользователей, которые одновременно могут работать в сети в разных частотных диапазонах (в разных сотах);

Небольшая мощность приемно-передающего оборудования, обусловленная небольшим размером сот (выходная мощность телефонных трубок составляет десятые доли ватт);

Меньшая стоимость устройств сотовой связи как маломощных устройств.

Если в какой-то соте количество пользователей оказывается слишком большим, то она может быть разбита на соты меньшего размера, называемые микросотами.

Базовая станция, в общем случае, содержит приёмопередатчик (ПП), поддерживающий связь с мобильными телефонами, и компьютер, реализующий протоколы беспроводной мобильной связи.

В небольших сетях все базовые станции соединены с коммутатором MSC (Mobile Switching Center - мобильный коммутационный центр) и имеют выход в телефонную сеть общего пользования (ТфОП), обеспечивающий связь мобильных телефонов со стационарными (рис.70).

Рис. 70

В больших сетях коммутаторы 1 -го уровня (MSC) соединяются с коммутатором 2-го уровня (рис.70) и т.д., при этом все MSC имеют выход в ТфОП напрямую, либо через коммутатор более высокого уровня.

Связанные таким образом базовые станции и коммутаторы образуют сеть сотовой связи, административно подчиняющиеся одному оператору, предоставляющему услуги мобильной связи.

Базовые станции совместно с коммутационным оборудованием реализуют функции по определению текущего местоположения подвижных пользователей и обеспечивают непрерывность связи при перемещении пользователей из зоны действия одной БС в зону действия другой БС. При включении сотовый телефон ищет сигнал базовой станции и посылает станции свой уникальный идентификационный код. Телефон и БС поддерживают постоянный радио контакт, периодически обмениваясь служебными данными. При выходе телефона из зоны действия БС (или ослаблении радиосигнала) устанавливается связь с другой БС. Для этого базовая станция, фиксирующая ослабление сигнала, опрашивает все окружающие БС с целью выявить станцию, которая принимает наиболее мощный сигнал от мобильного телефона. Затем БС передаёт управление данным телефоном базовой станции той соты, в которую переместился мобильный телефон. После этого, телефону посылается информация о переходе в новую соту и предлагается переключиться на новую частоту, которая используется в этой соте. Этот процесс называется передачей и длится доли секунды.

Сотовые сети разных операторов соединяются друг с другом, а также со стационарной ТфОП, что позволяет абонентам разных операторов связываться друг с другом, а также делать звонки с мобильных телефонов на стационарные и, наоборот, со стационарных на мобильные телефоны.

Используя возможности роуминга, абонент, находясь вне зоны покрытия своей сети, может совершать и принимать звонки через сеть другого оператора.

Различают 4 поколения мобильной сотовой связи, обозначаемые как 1G, 2G, 3G, 4G (рис. 71). В то же время, между 2G и 3G, 3G и 4G выделяют промежуточные поколения, получившие обозначения 2.5G и 3.5G соответственно.

Первые сети мобильной сотовой связи поколения 1G появились в начале 80-х годов прошлого века и представляли собой аналоговые беспроводные сети, основной и, фактически, единственной функцией которых была передача речи со скоростями, не превышавшими 9,6 кбит/с.

Рис. 71

Основной недостаток аналоговой беспроводной связи — отсутствие защиты от несанкционированного перехвата разговора.

Второе и последующие поколения мобильной сотовой связи относятся к цифровым сетям связи и, в отличие от первого поколения, предоставляют пользователям, кроме передачи речи, множество дополнительных видов услуг (сервисов).

В основе всех стандартов сотовой связи второго поколения лежит метод мультиплексирования TDМA.

TDMA (Time Division Multiple Access) - множественный доступ с разделением по времени - метод мультиплексирования в беспроводной связи, при котором несколько пользователей для передачи данных используют разные временные интервалы (слоты) в одном частотном диапазоне, при этом каждому пользователю предоставляется полный доступ к выделенной полосе частот в течение короткого периода времени.

Наибольшее распространение среди стандартов сотовой связи второго поколения получили GSM и CDМA.

GSM (Global System for Mobile Communications) — глобальная система мобильной связи, использующая частотное уплотнение. Каждая пара (для передачи в прямом и обратном направлении) частотных каналов разбивается с помощью временного уплотнения (TDМA) на кадровые интервалы, используемые несколькими абонентами. Каналы GSM имеют полосу пропускания в 200 кГц. GSM использует частотное и временное уплотнение для разделения спектра на каналы и разделения каналов на временные интервалы соответственно.

GSM обеспечивает поддержку следующих услуг:

Передача данных (синхронный и асинхронный обмен данными, в том числе пакетная передача данных - GPRS);

Передача речевой информации;

Передача коротких сообщений (SMS);

Передача факсимильных сообщений;

Определение вызывающего номера;

Переадресация вызовов на другой номер;

Ожидание и удержание вызова;

и многие другие.

К основным достоинствам стандарта GSM следует отнести:

Меньшие по сравнению с аналоговыми стандартами размеры и вес телефонных аппаратов при большем времени работы без подзарядки аккумулятора;

Хорошее качество связи;

Возможность большого числа одновременных соединений;

Низкий уровень индустриальных помех в выделенных частотных диапазонах;

Защита от прослушивания и нелегального использования за счёт применения алгоритмов шифрования с разделяемым ключом.

Недостатками стандарта GSM являются:

Искажение речи при цифровой обработке и передаче.

В стандарте GSM определены 4 диапазона частот для передачи данных: 850 МГц, 900 МГц, 1800 МГц, 1900 МГц, наиболее популярными среди которых являются 900 МГц (стандарт GSM-900) и 1800 МГц (GSM- 1800). Соты могут иметь диаметр от 400м до 50 км.

Основные отличия GSM- 1800 от GSM-900:

Максимальная излучаемая мощность мобильных телефонов стандарта GSM- 1800 (около 1 Вт) вдвое меньше, чем у GSM-900, что увеличивает время непрерывной работы без подзарядки аккумулятора и снижает уровень радиоизлучения;

Большая ёмкость сети;

Возможность совместного использования телефонных аппаратов стандартов GSM-900 и GSM- 1 00 в одной и той же сети;

Зона охвата для каждой базовой станции значительно меньше и, как следствие, необходимо большее число базовых станций.

В сетях CDМA (Code Division Multiple Access) используется совершенно иной принцип передачи данных, подробно рассмотренный ниже. В отличие от GSM скорость передачи данных в CDМA может достигать 1,23 Мбит/с. Кроме того, существенным отличием является использование распределённого спектра, что усложняет обнаружение и идентификацию передаваемого сигнала и, соответственно, обеспечивает надёжную защиту от случайного подслушивания.

В процессе разработки принципов и стандартов третьего поколения мобильной сотовой связи появилось промежуточное поколение 2.5G, отличающееся от второго поколения большей ёмкостью сети и пакетной передачей данных. Поколение 2.5G реализовано в виде ряда стандартов, наиболее распространённым среди которых является GPRS.

GPRS (General Packet Radio Service) - технология пакетной радиосвязи общего пользования, ориентированная на реализацию «мобильного Интернета».

GPRS использует базовые станции GSM для передачи данных в виде пакетов, что делает его внедрение достаточно простым и позволяет обеспечить доступ в Интернет. Пакеты передаются через свободные в данный момент каналы. Возможность использования сразу нескольких каналов обеспечивает достаточно высокие скорости передачи данных (до 171,2 кбит/с). Передача данных разделяется по направлениям: «вниз» (downlink, DL) - от сети к абоненту, и «вверх» (uplink , UL) - от абонента к сети. Один и тот же канал поочерёдно могут использовать несколько абонентов, при этом ресурсы канала предоставляются только на время передачи пакета, что приводит к появлению очереди на передачу пакетов и, как следствие, к увеличению задержки пакетов.

Принцип работы GPRS аналогичен Интернету: данные разбиваются на пакеты и отправляются получателю (возможно разными маршрутами), где происходит их сборка. При установлении сессии каждому устройству присваивается уникальный адрес. Пакеты могут иметь формат IP или Х.25, при этом в качестве протоколов транспортного и прикладного уровней могут использоваться любые протоколы Интернета: ТСР, UDP, НТТР и др. Мобильный телефон в GPRS рассматривается как клиент внешней сети, которому присваивается постоянный или динамический IР-адрес.

Первые реализации третьего поколения сотовой связи появились в 2002 году. Существует три основных стандарта 3G:

WCDМA (Wide CDМA).

Все они ориентированы на пакетную передачу данных и, соответственно, на работу с цифровыми компьютерными сетями, включая Интернет. Скорость передачи данных может достигать 2,4 Мбит/с что позволяет передавать качественный звук, а также реализовать «видеозвонок» .

При необходимости сеть 3G может быть наложена на уже ранее развёрнутую сеть GSM или другую сеть второго поколения.

UMTS (Universal Mobile Telecommunications System — универсальная мобильная телекоммуникационная система) — поддерживает скорость передачи до 21 Мбит/с и позволяет пользователям проводить сеансы видеоконференций, загрузку музыкального и видео контента. UМTS обычно реализуется на основе технологий радиоинтерфейса. Основным отличием UМТS от GSM является возможность осуществлять стыки с сетями ISDN, Internet, GSM или другими сетями UМТS. Для передачи данных от мобильного станции к базовой станции и обратно использует разные диапазоны частот.

К недостаткам UМТS-технологии следует отнести:

Относительно высокий вес мобильных терминалов наряду с низкой ёмкостью аккумуляторных батарей;

Сложность реализации перехода абонента из зоны действия одной базовой станции в зону действия другой без потери разговора (хэндовера) между сетями UМTS и GSM;

Небольшой радиус соты: 1 - 1 ,5 км.

В перспективе планируется эволюция UМTS в сети четвёртого поколения 4G, позволяющие базовым станциям передавать и принимать данные на скоростях 100 Мбит/с и 50 Мбит/с соответственно.

CDМA2000 представляет собой развитие технологии CDМA и обеспечивает скорость передачи данных до 153 кбит/с, что позволяет предоставлять услуги голосовой связи, передачу коротких сообщений, работу с электронной почтой, интернетом, базами данных, передачу данных и неподвижных изображений.

Основными достоинствами CDМA2000 являются:

Широкая зона обслуживания;

Высокое качество речи;

Гибкость и дешевизна внедрения новых услуг;

Высокая помехозащищённость;

Устойчивость канала связи от перехвата и прослушивания;

Низкая излучаемая мощность радиопередатчиков абонентских устройств - менее 250 мВт (для сравнения: в GSM-900 этот показатель составляет 2 Вт, а GSM- 1800 - 1 Вт).

WCDМA (Wideband Code Division Multiple Access) — технология широкополосного множественного доступа с кодовым разделением каналов в диапазоне частот 1900 - 2100 МГц. Термин WCDМA также используется для стандарта сотовой сети, который разрабатывался как надстройка над GSM. WCDМA ориентирована на предоставление мультимедийных услуг, доступа в Интернет и видеоконференции со скоростями передачи данных:

До 2 Мбит/с на коротких расстояниях;

384 кбит/с на больших расстояниях с полной мобильностью.

Такие скорости обеспечиваются за счёт широкой полосы частот канала в 5 МГц, что больше, чем в стандарте CDМA2000, использующем один или несколько каналов с полосой 1,25 МГц для каждого соединения.

Поколение 3.5G, как промежуточное поколение, характеризуется более высокими скоростями передачи данных по сравнению с 3-м поколением.

Начиная с 2006 года на сетях UМТS повсеместно распространяется технология HSDPА (High Speed Downlink Packet Access — высокоскоростная пакетная передача данных от базовой станции к мобильной станции) - стандарт поколения 3.5G, представляющий собой модернизированный 3G со средней скоростью передачи данных 3 Мбит/с и максимальной 14 Мбит/с.

Четвёртое поколение мобильных коммуникаций представляет собой эволюционное развитие 3G. Инфраструктура стандарта 4G базируется на IР-протоколе, что позволяет обеспечивать простой и быстрый доступ к Интернету. Высокие скорости передачи данных (100-200 Мбит/с) должны обеспечить передачу не только качественного звука, но и видео.

Планируется дальнейшее увеличение скорости передачи данных до 2,5 Гбит/с. Такие высокие скорости объясняются тем, что в четвёртом поколении используется только пакетная передача данных, включая голосовой трафик, передаваемый через протокол IP (мобильная VoIPтелефония).

Помимо этого, сети 4G должны обеспечивать глобальный роуминг, связь корпоративных сетей, мобильное телевидение высокой чёткости.

В качестве стандарта 4G активно продвигается технология широкополосной беспроводной связи для быстрого доступа в Интернет с мобильных компьютеров WiМAX (Worldwide Interoperability fоr Мicrowave Access) - телекоммуникационная технология, предоставляющая высокоскоростной беспроводной доступ к сети на больших расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобильных телефонов).

Скорости работы WiMAX-сетей будут достигать 75 Мбит/с и выше, что обеспечит не только доступ в Интернет, но и качественную передачу аудио- и видеоинформации, а также позволит использовать эту технологию в качестве «магистральных каналов».

Разработаны два стандарта технологии WiМAX - IEEE 802.16d и IEEE 802.16е.

Стандарт IEEE 802.16d, известный как фиксированный WiМAX и утверждённый в 2004 году, позволяет обслуживать только «статичных» абонентов, которые могут находиться как в зоне прямой видимости, так и вне зоны прямой видимости.

Стандарт IEEE 802.16е, известный как мобильный WiМAX и утверждённый в 2005 году, ориентирован на работу с пользователями, передвигающимися со скоростью до 120 км/ч, и поддерживает ряд специфических функций, таких как хэндовер, режим ожидания (idl e mode) и роуминг, что позволяет использовать его в сетях сотовой связи.

Возможна работа при отсутствии прямой видимости. Естественно, что мобильный WiМAX может применяться и для обслуживания фиксированных пользователей.

Конкурирующей по отношению к WiМAX является технология LТЕ.

LTE (Long Теrm Evolution) - технология мобильной передачи данных, предназначенная для повышения эффективности, снижения издержек, расширения оказываемых услуг путём интегрирования с существующими протоколами. Скорость передачи данных в соответствии со стандартом может достигать: 173 Мбит/с «вниз» (download) и 58 Мбит/с «вверх» (upload). Радиус действия базовой станции LTE зависит от мощности и используемых частот и составляет около 5 КМ, а при высоко расположенной антенне может достигать 100 КМ.

Важной проблемой в сетях 4-го поколения является поддержка высокой скорости передачи данных при перемещении мобильных станций с высокими скоростями, учитывая, что скорость передачи данных падает с увеличением скорости перемещения и с удалением от базовой станции.

Кроме того, необходимо обеспечить передачу управления мобильной станцией при её переходе с высокой скоростью (например, при движении в автомобиле или в поезде) из одной соты в другую без прерывания передачи данных и потери качества передаваемой информации.

Предполагается, что 4G станет единым стандартом, который заменит GSM, CDМA, UМTS и другие стандарты.

К основным телекоммуникационным сетям относятся:

4. Компьютерные сети (передача данных)

Что касается компьютерных сетей, то они предназначены для:

• передачи данных;
• распределенной обработки данных;
• совместного использования ресурсов;
• осуществления интерактивной связи;

Компьютерные (вычислительные) сети с одной стороны сети представляют собой частный случай распределенных вычислительных систем , в которых группа компьютеров согласованно выполняет набор взаимосвязанных задач, обмениваясь данными в автоматическом режиме. С другой стороны компьютерные сети можно рассматривать как средство коммуникации или передачи информации на расстоянии, для чего в них применяются методы кодирования и мультиплексирования данных, получивших развитие в различных телекоммуникационных системах.

Компьютерные сети , называемые также сетями передачи данных , являются логическим результатом эволюции двух важнейших научно технических отраслей современной цивилизации - компьютерных и телекоммуникационных технологий.

Компьютерная (информационно-вычислительная) сеть – это совокупность компьютеров и коммуникационного оборудования, обеспечивающая информационный обмен компьютеров в сети.

Информационная сеть – коммуникационная сеть, в которой продуктом генерирования, переработки, хранения и использования является информация.

Вычислительная сеть – информационная сеть, в состав которой входит вычислительное оборудование.

Рис 1. Общая схема передачи информации

Под информационной сетью будем понимать совокупность территориально рассредоточенных оконечных систем и объединяющей их телекоммуникационной сети, обеспечивающую доступ прикладных процессов любой из этих систем ко всем ресурсам сети и их совместное использование.

Все (вычислительные) компьютерные сети можно классифицировать по ряду признаков. В зависимости от расстояний между ПК различают следующие вычислительные сети:

· локальные вычислительные сети – ЛВС (LAN – Local Area Networks) – компьютерные сети, расположенные в пределах небольшой ограниченной территории (здании или в соседних зданиях) не более 10 – 15 км;

· территориальные вычислительные сети, которые охватывают значительное географическое пространство. К территориальным сетям можно отнести городские (MAN - Metropolitan Area Network), региональные (Regional computer network), национальные (National computer network), глобальные (WAN - Wide Area Network) и корпоративные сети. Городские и региональные сети связывают абонентов района, города или области. Глобальные сети объединяют абонентов, удаленных между собой на значительное расстояние, находящихся в различных странах или континентах; Корпоративные сети предприятий – могут объединять компьютеры разных филиалов предприятия, расположенных в разных местах.

Компьютерная сеть (КС) – совокупность компьютеров и терминалов, соединенных с помощью каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям распределенной обработки данных2, с. 205.

В общем случае под телекоммуникационной сетью (ТС) понимают систему, состоящую из объектов, осуществляющих функции генерации, преобразования, хранения и потребления продукта, называемых пунктами (узлами) сети, и линий передачи (связи, коммуникаций, соединений), осуществляющих передачу продукта между пунктами1, с. 421.

В зависимости от вида продукта – информация, энергия, масса – различают соответственно информационные, энергетические и вещественные сети.

Информационная сеть (ИС) – коммуникационная сеть, в которой продуктом генерирования, переработки, хранения и использования информации является информация. Традиционно для передачи звуковой информации используются телефонные сети, изображений – телевидение, текста – телеграф (телетайп). В настоящее время все большее распространение получают информационныесети интегрального обслуживания, позволяющие передавать в едином канале связи звук, изображение и данные.

Вычислительная сеть (ВС) – информационная сеть, в состав которой входит вычислительное оборудование. Компонентами вычислительной сети могут быть ЭВМ и периферийные устройства, являющиеся источниками и приемниками данных, передаваемых по сети.

ВС классифицируют по ряду признаков.

В зависимости от расстояния между узлами сети ВС можно разделить на три класса:

локальные (ЛВС,LAN–LocalAreaNetwork) – охватывающие ограниченную территорию (обычно в пределах удаленности станций не более чем на несколько десятков или сотен метров друг от друга, реже на 1…2 км);

корпоративные (масштаба предприятия) – совокупность связанных между собой ЛВС, охватывающих территорию, на которой размещено одно предприятие или учреждение в одном или несколько близко расположенных зданиях;

территориальные – охватывающие значительное географическое пространство; среди территориальных сетей можно выделить сети региональные (MAN–MetropolitanAreaNetwork) и глобальные (WAN–WideAreaNetwork), имеющие соответственно региональные или глобальные масштабы.

Особо выделяют глобальную сеть Интернет.

Важным признаком классификации вычислительных сетей является их топология, определяющая геометрическое расположение основных ресурсов вычислительных сети и связей между ними.

В зависимости от топологии соединений узлов различают сети шинной (магистральной), кольцевой, звездной, иерархической, произвольной структуры.

Среди ЛВС наиболее распространены 1, с. 423:

шинная (bus ) – локальная сеть, в которой связь между любыми двумя станциями устанавливается через один общий путь и данные, передаваемые любой станцией, одновременно становятся доступными для всех других станций, подключенных к этой же среде передачи данных;

кольцевая (ring ) – узлы связаны кольцевой линией передачи данных (к каждому узлу подходят только две линии). Данные, проходя по кольцу, поочередно становятся доступными всем узлам сети;

звездная (star ) – имеется центральный узел, от которого расходятся линии передачи данных к каждому из остальных узлов.

Топологическая структура сети оказывает значительное влияние на ее пропускную способность, устойчивость сети к отказам ее оборудования, на логические возможности и стоимость сети.

В зависимости от способа управления различают сети:

«клиент-сервер» - в них выделяется один или несколько узлов (их название – серверы), выполняющих в сети управляющие или специальные обслуживающие функции, а остальные узлы (клиенты) являются терминальными, в них работают пользователи. Сети «клиент-сервер» различаются по характеру распределения функций между серверами, т. е. по типам серверов (например, файл-серверы, серверы баз данных). При специализации серверов по определенным приложениям имеемсеть распределенных вычислений. Такие сети отличают также от централизованных систем, построенных на мэйнфреймах;

одноранговые – в них все узлы равны. Поскольку в общем случае под клиентом понимается объект (устройство или программа), запрашивающий некоторые услуги, а под сервером – объект, предоставляющий эти услуги, то каждый узел в одноранговых сетях может выполнять функции и клиента, и сервера.

В зависимости от того, одинаковые или неодинаковые ЭВМ применяют в сети, различают сети однотипных ЭВМ, называемые однородными, и разнотипных ЭВМ –неоднородные (гетерогенные). В крупных автоматизированных системах, как правило, сети оказываются неоднородными.

В зависимости от прав собственности на сети они могут быть сетями общего пользования (public ) или частными (privat ).

Любая коммуникационная сеть должна включать следующие основные компоненты: передатчик, сообщение, средства передачи, приемник.

Передатчик – устройство, являющееся источником данных.

Приемник – устройство, принимающее данные.

Приемником могут быть компьютер, терминал или какое-либо цифровое устройство.

Сообщение – цифровые данные определенного формата, предназначенные для передачи.

Это может быть файл базы данных, таблица, ответ на запрос, текст или изображение.

Средства передачи – физическая передающая среда и специальная аппаратура, обеспечивающая передачу сообщений.

Для передачи сообщений в вычислительных сетях используются различные типы каналов связи. Наиболее распространены выделенные телефонные каналы и специальные каналы для передачи цифровой информации. Применяются также радиоканалы и каналы спутниковой связи.

Каналом связи называют физическую среду и аппаратурные средства, осуществляющие передачу информации между узлами коммутации1, с. 424.

Потребности формирования единого мирового пространства привели к созданию глобальной сети Интернет. В настоящее время Интернет привлекает пользователей своими информационными ресурсами и сервисами (услугами), которыми пользуется около миллиарда человек во всех странах мира. К сетевым услугам относятся электронные доски объявлений (BulletinBoardSystem–BBS), электронная почта (e-mail), телеконференции или группы новостей (NewsGroup), обмен файлами между компьютерами (FTR), параллельные беседы в Интернете (InternetRelayChat–IRC), поисковые системы «Всемирной паутины».

В каждой локальной или корпоративной сети обычно имеется, по крайней мере, один компьютер, который имеет постоянное подключение к Интернету с помощью линии связи с высокой пропускной способностью (сервер Интернета).

Интернет предоставляет человеку неисчерпаемые возможности поиска нужной информации различного характера.

Практически все программы содержат, помимо справочной системы, электронную и печатную документацию. Эта документация является источником полезной информации о программе, и пренебрегать ею не следует.

Знакомство с программой начинается с информационных экранов, сопровождающих ее установку. Пока идет установка, следует узнать как можно больше о назначении программы и о ее возможностях. Это помогает понять, что следует разыскивать в программе после ее установки.

Печатная документация прилагается к программам, купленным в магазинах. Обычно это достаточно обширные руководства объемом до нескольких сот страниц. Именно объем такого руководства часто подавляет желание внимательно его прочитать. Действительно, нет смысла исследовать руководство, если ответ на вопрос можно получить более простыми средствами. Однако в случае затруднений, руководство по программе – это один из наиболее удобных источников необходимой информации.

Во многих случаях дополнительная справочная информация по программе представляется в виде текстовых файлов, входящих в состав дистрибутивного комплекта. Исторически сложилось так, что эти файлы обычно имеют имя README, происходящее от английской фразы: «Readme(Прочти меня)».

Обычно файл READMEсодержит информацию об установке программы, дополнения и уточнения к печатному руководству, а также любую другую информацию. Для условно-бесплатных программ и небольших служебных программ, распространяемых через Интернет, этот файл может содержать полную электронную версию руководства.

Программы, распространяемые через Интернет, могут включать и другие текстовые информационные файлы.

В тех случаях, когда никакие «обычные» источники не позволяют получить нужные сведения о программе, можно обратиться к бездонной сокровищнице информации, которую представляет собой Интернет. Поиск информации в Интернете сопряжен с некоторыми сложностями, но зато в сети есть ответы на любые вопросы.

Все основные компании и авторы, производящие программы для компьютеров, представлены в Интернете. С помощью поисковой системы нетрудно найти Web-страницу, посвященную нужной программе или серии программ. Такая страница может содержать обзор или краткое описание, сведения о последней версии программы, «заплатки», связанные с доработкой программы или исправлением ошибок, а также ссылки на другиеWeb-документы, посвященные этим же вопросам. Здесь же нередко можно найти бесплатные, условно-бесплатные, демонстрационные и пробные версии программ.

Сеть Интернет растет очень быстрыми темпами, и найти нужную информацию среди миллиардов Web-страниц и файлов становится все сложнее. Для поиска информации используются специальные поисковые серверы, которые содержат более или менее полную и постоянно обновляемую информацию оWeb-страницах, файлах и других документах, хранящихся на десятках миллионов серверов Интернета.

Различные поисковые сервера могут использовать различные механизмы поиска, хранение и предоставление пользователю информации. Поисковые серверы Интернета можно разделить на 2 группы:

поисковые системы общего назначения;

специализированные поисковые системы.

Современные поисковые системы часто являются информационными порталами, которые предоставляют пользователям не только возможности поиска документов в Интернете, но и доступ к другим информационным ресурсам (новостям, информации о погоде, о валютном курсе, интерактивным географическим картам и так далее).

Поисковые системы общего назначения являются базами данных, содержащими тематически сгруппированную информацию об информационных ресурсах Всемирной паутины.

Такие поисковые системы позволяют находить Web-сайты илиWeb-страницы по ключевым словам в базе данных или путем поиска в иерархической системе каталогов.

Интерфейс таких поисковых систем общего назначения содержит список разделов каталога и поле поиска. В поле поиска пользователь может ввести ключевые слова для поиска документа, а в каталоге выбрать определенный раздел, что сужает поле поиска и таким образом ускоряет поиск.

Заполнение баз данных осуществляется с помощью специальных программ-роботов, которые периодически «обходят» Web-серверы Интернета.

Программы-роботы читают все встречающиеся документы, выделяют в них ключевые слова и заносят в базу данных, содержащую URL– адреса документов.

Так как информация в Интернете постоянно меняется (создаются новые Web-сайты и страницы, удаляются старые, меняются ихURL-адреса и так далее), поисковые работы не всегда успевают отследить все эти изменения. Информация, хранящаяся в базе данных поисковой системы, может отличатся от реального состояния Интернета, и тогда пользователь в результате поиска может получить адрес уже не существующего или перемещенного документа.

В целях обеспечения большего соответствия между содержанием базы данных поисковой системы и реальным состоянием Интернета большинство поисковых систем разрешают автору нового или перемещенного Web-сайта самому внести информацию в базу данных, заполнив регистрационную анкету. В процессе заполнения анкеты разработчик сайта вноситURL-адрес сайта, его название, краткое описание содержания сайта, а также ключевые слова, по которым легче всего будет найти сайт.

Сайты в базе данных регистрируются по количеству их посещений в день, неделю или месяц. Посещаемость сайтов определяется с помощью специальных счетчиков, которые могут быть установлены на сайте. Счетчики фиксируют каждое посещение сайта и передают информацию о количестве посещений на сервер поисковой системы.

Поиск документа в базе данных поисковой системы осуществляется с помощью введения запросов в поле поиска. Простой запрос содержит одно или несколько ключевых слов, которые являются главными для этого документа. Можно также использовать сложные запросы, использующие логические операции, шаблоны и так далее.

Специализированные поисковые системы позволяют искать информацию в других информационных «слоях» Интернета: серверах файловых архивов, почтовых серверах и др.