17. Перспективы развития вычислительных сетей и телекоммуникационных средств. Сближение локальных и глобальных технологий.

Интернет

Наиболее популярное направление развития Всемирной паутины - создание семантической паутины. Семантическая паутина - это надстройка над Всемирной паутиной, которая делает информацию, размещённую в сети, понятной для компьютеров. Семантическая паутина - это такая концепция, при которой каждое человеческое слово описано языком, понятным компьютеру. Благодаря Семантической паутине для любых приложений доступна структурированная информация. Программы пользуются ресурсами независимо от платформы и от языков программирования. Программы смогут обрабатывать информацию, а также делать выводы и принимать решения. При широком внедрении и грамотном использовании это может вызвать переворот в Интернете. В семантической паутине используется формат RDF (англ. Resource Description Framework), основанный на синтаксисе XML и использует идентификаторы URI для обозначения ресурсов. Он используется для того чтобы, описываемый ресурс стал понятен компьютеру. Также внедрили новый язык запросов для скорейшего доступа к данным RDF - это RDFS (англ. RDF Schema) и SPARQL (англ. Protocol And RDF Query Language) (читается "спа?ркл").

В настоящее время Всемирная паутина развивается по двум направлениям: семантическая и социальная паутина. Семантическая паутина улучшает связность и адекватное понимание информации во Всемирной паутине по средством введения новейших форматов метаданных. Социальная паутина упорядочивает информацию поставляемую самими пользователями Паутины.

Одним из выдающихся открытий в сфере связи стала Интернет-телефония. Началом ее зарождения считается 15 февраля 1995 года. В этот день фирма VocalTec запустила в продажу свой первый soft-phone - программу, для обмена звуковыми сообщениями по сети IP. В октябре 1996 года Microsoft запустил первую версию NetMeeting. А уже в 1997 году телефонные соединения через Интернет стали вполне привычными для людей, находящихся в разных точках планеты.

Чем же отличается обычная междугородная и международная телефонная связь от интернет-телефонии? Во время разговора абонент занимает целый канал связи, не смотря на то, говорит он или молчит. Так происходит при передаче голоса по телефону обычным аналоговым способом.

Во время цифрового способа информацию можно передавать отдельными "пакетами". Благодаря этому один канал связи можно использовать для рассылки информации одновременно от многих абонентов. Такое временное "пакетное уплотнение" позволяет намного эффективнее использовать существующие каналы связи, "сжимать" их. На одном конце канала связи информация делится на пакеты, каждый из которых, подобно письму, снабжается своим индивидуальным адресом. По каналу связи пакеты многих абонентов передаются "вперемежку". На другом конце канала связи пакеты с одним адресом снова объединяются и направляются своему адресату. Такой пакетный принцип широко используется в сети Интернет.

Подключив к персональному компьютеру микрофон и наушники, пользователь при помощи Интернет-телефонии может позвонить любому абоненту, у которого подключен городской телефон. Оплата в этом случае будет взиматься только за пользование Интернетом. Прежде чем пользоваться Интернет-телефонией абоненту нужно установить специальную программу на свой компьютер.

Воспользоваться Интернет-телефонией можно даже не имея персонального компьютера. Достаточно подключить обычный городской телефон с тональным набором. При наборе номера каждая набранная цифра уходит в линию в виде переменных токов разной частоты. Таким тоновым режимом снабжен практически любой современный телефонный аппарат. Чтобы воспользоваться Интернет-телефонией при помощи телефонного аппарата необходимо приобрести кредитную карточку, и позвонить на центральный компьютер-сервер по номеру указанному на карточке. После того автомат сервера дает голосовые команды: кнопками телефонного аппарата набрать серийный номер и ключ карточки, а также код страны и телефонный номер своего собеседника. При разговоре сервер превращает аналоговый сигнал в цифровой, отправляет его в другой город, в находящийся там сервер, который снова преобразует цифровой сигнал в аналоговый и отправляет его нужному абоненту. При этом абоненты разговаривают как по обычному телефону.

В 2003 году была запущена программа Skype. Она очень проста в установке и использовании, при этом совершенно бесплатная. Программа позволяет не только разговаривать, но и видеть собеседников, находящихся у своих компьютеров в разных концах света. Для того чтобы при разговоре имелось видеоизображение собеседников, компьютер каждого из них должен быть снабжен web-камерой. Этот тип связи позволяет практически мгновенно связаться двум людям, находящимся в любых точках нашей планеты. При этом, несмотря на различные расстояния, у абонентов создается ощущение личного общения.

Перспективы развития цифрового телевидения

Стандартное российское телевидение уже давно устарело. Оно вещает в стандарте Secam и обеспечивает 25 кадров в секунду при черезстрочной развёртке изображения. Количество точек в этом формате составляет720×576. Другие страны вещают в различных версиях форматов PAL, отличающихся от Secam только способом кодирования цвет.

Самые развитые в технической области телевидения страны считаются: Япония, Мексика, Канада, Южная Корея, Тайвань, США и даже Гондурас. Они вещают в современном стандарте NTSC 3.58. Стандарт NTSC 3.58 даёт 29.97 кадров в секунду, при этом количество вертикальных строк уменьшается с 576 до 480.

Пять-десять лет назад начали вести разработку нового телевизионного стандарта HDTV. Перевод аббревиатуры HDTV означает High Definition Television на русский язык - телевидение высокой четкости.

Разрешение обычного телевизора, 720×480 или 345 600 пикселей. Разработчики формата HDTV достигли разрешения 1920×1080 или 2 миллиона пикселей. При этом изображение не просто передается покадрово, а кадры как бы частично накладываются друг на друга, что ещё более усиливает эффект четкости изображения. И есть все основания утверждать, что через год-два большинство каналов будет транслироваться в форматеHD. Кабельное телевидение пока не транслирует HD сигнал, но очевидно, что конкуренция со стороны компаний спутникового телевидения заставит кабельщиков прийти к HDTV.телевизионные приёмники делятся на два вида. Это так называемые HDTV Upgradeable и HDTV Built-in. HD телевизоры Built-in имеют встроенный Through-the-air ресивер. Это позволяет принимать на обычную комнатную или наружную антенну передачи в формате HD.

Все HD телевизоры, за редким исключением, имеют PIP (Picture-in-Picture) - устройство, позволяющее одновременно смотреть два или несколько телеканалов. Поэтому те, кто может приобрести HDTV с Built-in ресивером, могут, имея спутниковую тарелку и HDTV ресивер, смотреть одновременно в формате HD и программы спутникового телевидения и программы VHF - каналов.

В наше время практически в каждом доме есть DVD-плеер. Но к сожалению, даже на HD-телевизорах ещё нет возможности получить HD качество изображения при просмотре видео DVD. Однако, DVD-плеер, имеющий функцию Progressive Scan, позволяет получить разрешение 1280×1080=1.382.400 пикселей, что является очень высоким и почти приближающимся к HD, в то время как при отсутствии Progressive Scan зритель получает всего лишь 960×720=691.200 пикселей. Такие диски называются HDCD. На один диск DVD вмещается 2 - 4 часа видео в формате Mpeg 2 с размером кадра 720×576 для PAL и 720×480 для NTSC и с 6-канальным звуком качества 64 Кбит/с на канал (это очень мало). Формат же HD предусматривает скорость видеопотока Mpeg 2 со скоростью 28.8 Мбит/с, что в 3-4 раза больше чем у DVD. Такого большого носителя информации сегодня ещё нет. Совсем недавно выпустили лазерные диски под названием Blue-Ray, на которых вмещается около 24 Гбайт. Эти диски, в отличие от обычных, считываются синим лазером, отсюда и соответствующее название. Российские производители уже представили на выставке информационных технологий в Брюсселе CeiBT новейший оптический диск на основе ферромагнетика, вмещающий в себя 1Тбайт (это 1000 Гбайт, т.е. это около 212 DVD дисков), размеры которого всего лишь 13 см в диаметре и 2 мм в толщину.

Текущее состояние и перспективы развития кабельных систем

Самыми распространенными направляющими системами на сегодняшний день остаются симметричные кабели. Основной особенностью симметричных кабелей является наличие цепей, которые состоят из двух проводников, имеющие одинаковые конструктивные и электрические свойства. Кабели используют для того, чтобы передавать электромагнитную энергию в диапазоне частот 0-1 ГГц. Симметричные кабели связи стали использовать в сфере абонентского доступа. Это стало актуальным в связи с тем, что пользователям телефонных и компьютерных сетей требуется недорогой высокоскоростной доступ к сети Интернет. Операторы связи стали использовать оборудование на основе xDSL-технологии, чтобы предоставить клиентам широкий спектр услуг. Технологии xDSL дают возможность увеличить скорость обмена данными по кабелям городской телефонной сети до 56 Мбит/с. Но обычный телефонный кабель для этого не подходит, так как не позволяет добиться 100 % уплотнения. Это происходит, потому что существуют пары в кабеле, не отвечающие требованиям современных цифровых систем передачи по параметрам взаимной помехозащищенности.

Кабель марки ТП на сегодняшнее время является самым употребляемым. После 1995 г. в строительстве кабельных систем связи произошли существенные изменения. Теперь при строительстве перестали применять кабели с жилами 0,32 мм. Основной объем кабелей приходится на производство кабелей с жилами 0,4/0,5/0,7 мм. Это связано с тем, что при строительстве в городах ведется точечная застройка и длина абонентских линий увеличивается. Изолированные жилы в кабеле обычно скручены в пары или четверки с шагом не более100 мм, причем в четверке две жилы, расположенные по диагонали, образуют рабочую пару. Число пар от 5 до 2400 определяется в зависимости от марки кабеля.

Кабели для сельской телефонной сети предназначены для линий межстанционной сети и абонентской связи. Они используются в системах передачи с временным разделением каналов с импульсно-кодовой модуляцией и обеспечивающих скорость 2,048 Мбит/с при постоянном напряжении дистанционного питания до 500 В. В России производят следующие марки кабелей: КСПП, КСППБ, КСПЗП, КСПЗПБ. Токопроводящие медные жилы диаметром 0,9 и 1,2 мм изолированы полиэтиленом толщиной соответственно 0,7 и 0,8 мм с допуском 0,1 мм. Четыре изолированные жилы скручиваются в четверку с шагом 150 и 170 мм. Две жилы, расположенные по диагонали, образуют рабочую пару.

Низкочастотные междугородные симметричные кабели применяются на относительно коротких соединительных линиях, а также для устройства кабельных вводов и вставок в воздушные линии, в том числе с цепями, уплотняемыми в спектре до 150 кГц, а также для устройства соединительных линий АТС и между АТС и МТС.

Симметричные низкочастотные кабели имеют токопроводящие жилы диаметром 0,9 и 1,2 мм, диаметр поверх изоляции 1,9 и 2,4 мм. Четыре жилы скручены в четверку вокруг полиэтиленового корделя - заполнителя с шагом не более 300 мм. Низкочастотные кабели в зависимости от марки предназначены для прокладки в телефонных канализациях, коллекторах, тоннелях, шахтах, по мостам и в мягких устойчивых грунтах без повышенного электромагнитного влияния и опасности повреждения грызунами или непосредственно в грунтах всех категорий, не агрессивных к стальной броне и не подвержены мерзлотным деформациям.

Междугородные высокочастотные кабели (ВЧ) предназначены для эксплуатации на магистральных линиях, во внутризоновых первичных сетях и соединительных линиях городских телефонных сетей (ГТС). В настоящее время эти ВЧ кабели используются как в аналоговых системах передачи типа К-60, так и в цифровых системах передачи со скоростью 8448 кбит/с и 34 368 кбит/с, или в аналоговых системах передачи в частотном диапазоне до 5 МГц, работающих при переменном напряжении дистанционного питания до 960 в или постоянном напряжении до 1000 В. Токопроводящие жилы кабелей изготавливаются из медной проволоки диаметром 1,2 мм, обмотанной цветной полистирольной нитью (корделем) диаметром 0,8 мм и полистирольной лентой толщиной 0,045 мм, наложенной с перекрытием в сторону, противоположную направлению обмотки нитью. Четыре жилы с изоляцией различного цвета скручивают в четверку с заполнением в центре круглой полистирольной нитью и обматывают цветной хлопчатобумажной или синтетической пряжей или лентой. Шаги скрутки изолированных жил в четверку различные и не превышают 300 мм.

На сегодняшний день городские телефонные кабели типа ТПП, ТППэп, ТПппЗП, ТППэп-НДГ по объему производства остаются на одной из лидирующих позиций на рынке кабельной продукции, хотя просматривается тенденция к уменьшению спроса на них, так как по своим свойствам продукция не соответствует требованиям современного рынка информационных технологий. Поэтому доля использования медного кабеля в сетях связи будет уменьшаться за счет использования волоконно-оптических и беспроводных технологий.

Применение оптического и медного кабеля постепенно устанавливается в определенной пропорции: оптические - на магистральных участках, медные - ближе к абонентам. По мнению специалистов, такая тенденция останется в течение 10-15 лет.

Постепенно различия между локальными и глобальными типами сетевых технологий стали сглаживаться. Изолированные ранее локальные сети начали объединяться друг с другом, при этом в качестве связующей среды использовались глобальные сети. Тесная интеграция локальных и глобальных сетей привела к значительному взаимопроникновению соответствующих технологий.

Сближение в методах передачи данных происходит на платформе цифровой передачи данных по волоконно-оптическим линиям связи. Высокое качество цифровых каналов изменило требования к протоколам глобальных компьютерных сетей. Появились новые технологии глобальных сетей такие как frame relay и АТМ. В этих сетях предполагается, что искажение битов происходит настолько редко, что ошибочный пакет выгоднее просто уничтожить, а все проблемы, связанные с его потерей, перепоручить программному обеспечению более высокого уровня, которое непосредственно не входит в состав сетей frame relay и АТМ.

Большой вклад в сближение локальных и глобальных сетей внесло доминирование протокола IP. Этот протокол сегодня используется поверх любых технологий локальных и глобальных сетей - Ethernet, Token Ring, ATM, frame relay - для создания из различных подсетей единой составной сети.

Компьютерные глобальные сети 90-х, работающие на основе скоростных цифровых каналов, существенно расширили набор своих услуг и догнали в этом отношении локальные сети. Стало возможным создание служб, работа которых связана с доставкой пользователю больших объемов информации в реальном времени - изображений, видеофильмов, голоса, в общем, всего того, что получило название мультимедийной информации. Наиболее яркий пример - гипертекстовая информационная служба World Wide Web, ставшая основным поставщиком информации в Интернете.

Одним из проявлений сближения локальных и глобальных сетей является появление сетей масштаба большого города, занимающих промежуточное положение между локальнами и глобальнами сетями. Городские сети или сети мегаполисов (Metropolitan Area Networks, MAN), предназначены для обслуживания территории крупного города. Современные сети типа MAN отличаются разнообразием услуг, позволяя своим клиентам объединять коммуникационное оборудование различного типа, в том числе и офисные АТС.

Дисциплина «Информационные технологии»(121-142)