учебник по инф. ВАЖНО

микроэлектроники и применению программного обеспечения в каждом сетевом устройстве. Интеллектуальная сеть предполагает большое число служб как для пользователя, так и для администратора. Один из ключевых аспектов состоит в том, что сеть предоставляет легкую и динамичную систему заказов и конфигурацию в соответствии с изменяющимися потребностями пользователя. Происходит радикальное изменение роли пользователя от пассивного потребителя до активного клиента.

Беспроводные средства и миниатюризация способствуют широкому распространению и мобильности оконечных устройств и терминалов, а тем самым глобальной мобильности и повсеместности их использования. Беспроводные цифровые устройства, несомненно, окажут огромное воздействие на рынок, где до сих пор доминируют аналоговые системы.

Такие цифровые устройства, как СТ2 (Second Generation of Cordless Telephone), DECT (Digital European Cordless Telecommunication), GSM (Group Special Mobile), CDMA и сети персональных компьютеров PCN, – важный шаг к сетям передачи данных и мультимедиа. Миниатюризация электронных устройств, активное проникновение стандартов

PCMCIA (Personal Сomputer Memory Card Industry Association) и сни-

жение стоимости стимулируют создание и более широкое использование портативных терминальных систем.

Тенденции развития сетевых информационных технологий

Телекоммуникационные сети, использующие в качестве технологии передачи данных Х.25, Frame Relay, АТМ, выработали свои способы организации инфраструктуры сети, управления, организации услуг и т. д. Однако сети, построенные на перспективных элементах, потребуют новых организационных подходов.

Распределенные сети на оптоволокне. Использование оптово-

локна в распределенных сетях обеспечивает практически неограниченные скорости передачи информации, высокое качество и надежность. Компании – владельцы сетей дальней связи используют технологию цифровой связи на оптоволокне, чтобы перестроить свои сети снизу доверху. В этот процесс включились и российские телекоммуникационные компании. Широкое использование оптоволокна потребовало разработки новых технологий цифровой передачи сигналов. Наиболее удачной оказалась технология синхронной цифровой иерар-

хии – SDH/SONET (Synchronous Digital Hierarchy/ Synchronous Optical NETwork) которая задает стандарты для передачи данных на скоростях до 2,4 Гбит/с с возможным увеличением до 10 Гбит/с.

Беспроводные сети мобильных абонентов. Достижения последнего десятилетия в области мобильных и беспроводных систем связи (особенно

91

спутниковых и сотовых) обеспечивают доступ пользователей к сетям передачи данных из любой точки, в том числе и во время движения. Наибольшее распространение получили технологии, использующие стандарты МPT, NMT-450, AMPS, GSM. Технологии продолжают активно совершенствоваться. Одно из перспективных направлений – внедрение метода CDMA20 – кодового разделения частотного канала в соответствии со стандартом IS-95, позволяющего наиболее полно и рационально использовать радиочастотный спектр канала.

Интернет. Наиболее мощной и динамично развивающейся телекоммуникационной сетью современности можно смело назвать Интернет. За сравнительно короткое время эта сеть сделала скачок от ведомственной сети к всемирной информационно-телекоммуникационной инфраструктуре. Сегодня Интернет представляет собой транснациональную инфраструктуру, которая объединяет большое число различных компьютерных сетей, работающих по самым разнообразным протоколам, связывающих компьютеры различных типов и обеспечивающих передачу данных в различных физических средах: телефонных кабелях, оптоволокне, радио- и спутниковых каналах.

Наиболее перспективные телекоммуникационные

иинформационные технологии

Вчисле технологий, которые в ближайшее время будут оказывать решающее воздействие на развитие телекоммуникаций, называют [3]:

· оптические технологии, обеспечивающие увеличение скорости,

удешевление доступа к сети и, следовательно, увеличение числа пользователей;

·широкополосные каналы, позволяющие передавать разнородную информацию по одному и тому же каналу и, как следствие, повышающие быстродействие и интеллектуальность сети;

·единая технология мультиплексирования и коммутации(АТМ), повышающая интеллектуальность сети;

·методы кодирования и сжатия информации, которым предстоит сыграть ключевую роль в эволюции широкополосных сетей, резко (на несколько порядков) увеличив передаваемые информационные потоки

итем самым обеспечив возможность передачи с высоким качеством мультимедийной, телевизионной и другой информации;

·коммутируемые ЛВС (Fast Ethernet, FDDl FDDI II, АТМ), увели-

чивающие производительность и интеллектуальность сети;

______________

20 CDMA (Code Division Multiple Access) – множественный доступ с ко-

довым разделением.

92

· цифровую беспроводную связь, способствующую росту числа

имобильности пользователей;

·интероперабельность сетей (Java);

·универсальный доступ к услугам Интернета (WWW).

Источники в помощь

1.Берлин, А. Н. Телекоммуникационные сети и устройства: учеб. пособие / А. Н. Берлин. – М. : Интернет-ун-т информ. технологий, 2008. – 319 с.

2.Курицын, С. А. Телекоммуникационные технологии и системы: учеб. пособие / С. А. Курицын. – М. : Академия, 2008. – 298 с.

3.Мизин, И. Телекоммуникационные технологии. Состояние и перспективы развития / И. Мизин // Электроника: Наука, технология бизнес. – 1998. –

№1. – URL: http://www.electronics.ru/issue/1998/1/3

4.Попов, В. Б. Основы информационных и телекоммуникационных технологий. Мультимедиа : учеб. пособие / В. Б. Попов. – М. : Финансы и стати-

стика, 2007. – 336 с.

5.Строганов, М. П. Информационные сети и телекоммуникации: учеб. пособие / М. П. Строганов, М. А. Щербаков. – М. : Высш. шк., 2008. – 149 с.

14. Мобильная связь

Мобильная связь – это вид телекоммуникаций, при котором голосовая, текстовая и графическая информация передается на абонентские беспроводные терминалы, не привязанные к определенному мес-

ту или территории. Различают спутниковую, сотовую, транкинговую и другие виды мобильной связи.

Сотовая связь. Самым распространенным видом мобильной связи является сотовая связь. Услуги сотовой связи предоставляются абонентам компаниями-операторами. Беспроводную связь сотовому телефону предоставляет сеть базовых станций.

Каждая станция обеспечивает доступ к сети на ограниченной территории, площадь и конфигурация которой зависит от рельефа местности и других параметров. Перекрывающиеся зоны покрытия создают структуру, похожую на пчелиные соты; от этого образа и происходит термин «сотовая связь». При перемещении абонента его телефон обслуживается то одной, то другой базовой станцией, причем переключение (смена соты) происходит в автоматическом режиме, совершенно незаметно для абонента, и никак не влияет на качество связи. Такой подход позволяет, используя радиосигналы малой мощности покрывать сетью мобильной связи большие территории, что обеспечивает этому виду коммуникаций, помимо эффективности, еще и высокий уровень экологичности.

93

Компания-оператор не только технически обеспечивает мобильную связь, но и вступает в экономические взаимоотношения с абонентами, которые приобретают у нее некоторый набор основных

идополнительных услуг. Так как видов сервисов достаточно много, расценки на них объединяют в комплекты, именуемые тарифными планами. Вычислением стоимости оказанных каждому абоненту услуг занимается билинговая система (программно-аппаратная система, ведущая учет предоставленных абоненту услуг и сервисов).

Билинговая система оператора взаимодействует с аналогичными системами других компаний, например, предоставляющих абоненту услуги роуминга (возможность пользоваться мобильной связью в других городах и странах). Все взаиморасчеты за мобильную связь, в том числе

ив роуминге, абонент производит со своим оператором, который является для него единым расчетным центром.

Роуминг – доступ к сервисам мобильной связи за пределами зоны покрытия сети «домашнего» оператора, с которым у абонента заключен контракт. Находясь в роуминге, абонент обычно сохраняет свой телефонный номер, продолжает пользоваться своим сотовым телефоном, совершая и принимая звонки точно так же, как и в домашней сети. Все необходимые для этого действия, включая межоператорский обмен трафиком и привлечение по мере необходимости ресурсов других коммуникационных компаний (например, обеспечивающих трансконтинентальную связь), производятся автоматически и не требуют от абонента дополнительных действий. Если домашняя и гостевая сети предоставляют услуги связи в разных стандартах, роуминг все равно возможен: абоненту на время поездки могут выдать другой аппарат, при этом сохраняя его телефонный номер и автоматически маршрутизируя звонки.

История сотовой связи

Работы по созданию гражданских систем мобильной связи начались в 1970-е гг. К этому моменту развитие обычных телефонных сетей

вевропейских странах достигло такого уровня, что следующим шагом

вэволюции коммуникаций могла стать только доступность телефонной связи везде и всюду.

Сети на первом гражданском стандарте сотовой связи– NMT-450 – появились в 1981 г. Хотя наименование стандарта представляет собой сокращение слов Nordic Mobile Telephony («мобильная телефония северных стран»), первая на планете сотовая сеть была развернута в Саудовской Аравии. В Швеции, Норвегии, Финляндии (и других странах Северной Европы) сети NMT заработали на несколько месяцев позднее.

94

Через два года – в 1983 г. – на территории США была запущена первая сеть стандарта AMPS (Advanced Mobile Phone Service), создан-

ного в исследовательском центре Bell Laboratories.

Стандарты NMT и AMPS, которые принято относить к первому поколению систем сотовой связи, предусматривали передачу данных в аналоговой форме, что не позволяло обеспечить должный уровень помехоустойчивости и защиты от несанкционированных подключений. Впоследствии у них появились усовершенствованные за счет использования цифровых технологий модификации, например, DAMPS (первая буква аббревиатуры своим появлением обязана словуDigital – «цифровой»).

Стандарты второго поколения (так называемого 2G) – GSM, IS-95, IMT-MC-450 и др., изначально созданные на основе цифровых технологий, превосходили стандарты первого поколения по качеству звука и защищенности, а также, как выяснилось впоследствии, по заложенному в стандарт потенциалу развития.

Уже в 1982 г. Европейская конференция администраций почт и электросвязи (CEPT) создала группу для разработки единого стандарта цифровой сотовой связи. Детищем этой группы сталGSM (Global System for Mobile Communications).

Первая сеть GSM была запущена в эксплуатацию в Германии в 1992 г. Сегодня GSM является господствующим стандартом сотовой связи как в России, так и во всем мире.

Для работы оборудования стандартаGSM выделено несколько диапазонов частот – на них указывают числа в названиях. В Европейском регионе в основном используются GSM 900 и GSM 1800, в Америке – GSM 950 и GSM 1900 (на момент утверждения стандарта в США«европейские» частоты там оказались заняты другими службами).

Популярность стандарту GSM обеспечили его значимые для абонентов особенности:

·высокое качество передачи голоса;

·защищенность от помех, перехвата и «двойников»;

·наличие большого числа дополнительных сервисов;

·возможность при наличии «надстроек» (таких, как GPRS, EDGE

идр.) обеспечивать передачу данных с высокими скоростями;

·присутствие на рынке большого количества телефонных аппаратов, работающих в сетях стандарта GSM;

·простота процедуры смены одного аппарата на другой.

В конце 1990-х гг. в Японии и Южной Корее появились сети третьего поколения (3G). Основное отличие стандартов, на которых построены сети 3G, от предшественников – расширенные возможности скоростной передачи данных, что позволяет реализовывать в таких сетях новые сервисы, в частности, видеотелефонию. В 2002–2003 гг. первые коммерческие сети 3G начали работать и в некоторых странах Западной Европы.

95

Другие системы мобильной связи

Кроме сотовой связи, сегодня существуют и другие гражданские коммуникационные системы, также обеспечивающие мобильную связь по радиоканалам, но построенные на иных технических принципах и ориентированные на другие абонентские терминалы. Они менее распространены, чем сотовая связь, но находят применение, когда использование сотовых телефонов затруднено, невозможно или экономически невыгодно.

Становится все популярнее стандарт микросотовой связиDECT, который используется для коммуникаций на ограниченной территории. Базовая станция стандарта DECT способна обеспечивать трубкам (их может обслуживаться до 8 одновременно) связь между собой, переадресацию вызовов, а также выход в телефонную сеть общего пользования. Потенциал стандарта DECT позволяет обеспечивать мобильную связь в пределах городских микрорайонов, отдельных компаний или квартир. Они оказываются оптимальными в регионах с малоэтажной застройкой, абоненты которых нуждаются только в голосовой связи и могут обходиться без мобильной передачи данных и других дополнительных сервисов.

В спутниковой телефонии базовые станции располагают на спутниках, находящихся на околоземных орбитах. Спутники обеспечивают связь там, где развертывание обычной сотовой сети невозможно или нерентабельно (в море, на обширных малонаселенных территориях тундры, пустынь и т. д.).

Транкинговые сети, обеспечивающие абонентским терминалам (их принято называть не телефонами, а радиостанциями) связь в пределах определенной территории, представляют собой системы базовых станций (ретрансляторов), которые осуществляют передачу радиосигнала от одного терминала к другому при их значительном удалении друг от друга. Поскольку транкинговые сети обычно обеспечивают связь сотрудникам ведомств (МВД, МЧС, «Скорая помощь» и т. д.) или на технологических площадках большого размера (вдоль автотрасс, на стройке, на территории заводов и т. д.), то транкинговые терминалы не имеют развлекательных возможностей и дизайнерских изысков в оформлении.

Носимые радиостанции устанавливают связь друг с другом напрямую, без промежуточных коммуникационных систем. Мобильную связь такого типа предпочитают как государственные (милиция, пожарная охрана и т. д.) и ведомственные структуры (для коммуникаций в пределах складского комплекса, паркинга или стройки), так и частные лица

96

(грибники, охотники-рыболовы или туристы), в ситуациях, когда проще и дешевле использовать для связи между собой карманные радиостанции, чем сотовые телефоны (например, в отдаленных районах, где отсутствует покрытие сотовых сетей).

Пейджинговая связь обеспечивает получение коротких сообщений на абонентские терминалы – пейджеры. В настоящее время пейджинговые коммуникации в гражданской связи практически неис пользуются, из-за своих ограничений они вытеснены в область узкоспециализированных решений (например, служат для оповещения персонала в крупных медицинских учреждениях, передачи данных на информационные электронные табло и т. д.).

С 2004 г. все более широкое распространение получает новый подвид мобильной связи, предоставляющий возможность высокоскоростной передачи данных по радиоканалу(в большинстве случаев для этого используется протоколWi-Fi21). Зоны с Wi-Fi-покрытием, доступным для публичного использования(платного или бесплатного), называются хот-спотами. Абонентскими терминалами в этом случае являются компьютеры – как ноутбуки, так и карманные персональные компьютеры (КПК). Они могут обеспечивать и двустороннюю голосовую связь через Интернет, но эта возможность используется крайне редко, в основном соединение применяется для доступа к наиболее распространенным интернет-сервисам – электронной почте, веб-сайтам, системам мгновенного обмена сообщениями (например, ICQ) и т. д.

Перспективы развития мобильной связи

В развитых регионах основным направлением развития мобильной связи на ближайшее будущее является конвергенция: обеспечение абонентским терминалам автоматического переключения с одной сети на другую для наиболее эффективного использования возможностей всех коммуникационных систем. Экономить средства абонентов и улучшать качество связи позволит автоматическое переключение, например, с GSM на DECT (и обратно), со спутниковой связи на«наземную», а при обеспечении беспроводной передачи данных– между GPRS, EDGE, Wi-Fi и другими стандартами.

Операторы сотовой связи обеспечивают полное покрытие территории всех экономически развитых регионов планеты, однако экстенсивное развитие сетей продолжается. Новые базовые станции устанавливаются

______________

21 Wi-Fi (англ. Wireless Fidelity – «беспроводная точность»).

97

для улучшения приема в тех местах, где имеющаяся сеть по какимлибо причинам не может обеспечить устойчивый прием(например, в длинных тоннелях, на территории метрополитена и т. д.). Кроме того, сотовые сети постепенно проникают в регионы с низким уровнем доходов населения. Развитие технологий мобильной связи, сопровождающееся резким удешевлением оборудования и услуг, делает сотовые сервисы доступными все большему числу людей на планете.

Быстро растет и индустрия обслуживания мобильных телефонов, предлагающая аксессуары для персонификации аппаратов: от оригинальных звонков (рингтонов) до брелоков, графических заставок, наклеек на корпус, сменных панелей, чехлов и шнурков для ношения аппарата.

Неголосовые сервисы сотовых сетей

Абонентам сотовых сетей доступен целый ряд неголосовых сервисов, «ассортимент» которых зависит от возможностей конкретного телефона и от спектра предложений компании-оператора. Перечень сервисов в домашней сети может отличаться от списка услуг, доступных в роуминге.

Сервисы могут быть коммуникационными (обеспечивающими различные формы связи с другими людьми), информационными (например, сообщающими о прогнозе погоды или рыночных котировках), обеспечивающими доступ в Интернет, коммерческими (для оплаты с телефонов различных товаров и услуг), развлекательными (мобильные игры, викторины, казино и лотереи) и другими (сюда относится, например, мобильное позиционирование). Сегодня появляется все больше сервисов, находящихся «на стыке», например, большинство игр и лотерей являются платными, появляются игры, использующие технологии мобильного позиционирования, и т. д.

Практически всеми операторами и большинством современных аппаратов поддерживаются следующие сервисы:

·SMS – Short Message Service – передача коротких текстовых сообщений;

·MMS – Multimedia Messaging Service – передача мультимедиа-сооб-

щений: фотографий, видеороликов и т. п.;

·автоматический роуминг;

·определение номера звонящего абонента;

·голосовая почта – сохранение голосовых и текстовых сообщений, переданных в то время, когда абонент находился вне зоны доступа;

98

·заказ и получение различных средств персонификации непосредственно по каналам сотовой связи;

·выход в Интернет и просмотр специализированных (WAP) сайтов;

·закачка рингтонов, картинок, информационных материалов со специализированных ресурсов;

·передача данных с помощью встроенного модема(она может осуществляться по различным протоколам в зависимости оттого, какие технологии поддерживает конкретный аппарат).

Операторы активно развивают рынок, увеличивая покрытие своих сетей и популяризируя мобильную связь среди самых разных слоев населения.

Источники в помощь

1.Бакли, П. IPhone : рук. к самому технол. телефону в мире : [пер. с англ.] /

П. Бакли, Д. Кларк. – М. : АСТ, 2008. – 371 с.

2.Будущее мобильной связи : [сб. ст.: пер. с нем.] / под ред. Р. Лампрехта, А. Гоголя. – СПб. : Энергомашиностроение, 2005. – 224 с.

3.Закиров, З. Г. Сотовая связь стандартаGSM. Современное состояние, переход к сетям третьего поколения / З. Г. Закиров, А. Ф. Надеев, Р. Р. Файзуллин. – М. : Эко-Трендз, 2004. – 260 с.

4.Ле Бодик, Г. Технологии и службы мобильной передачи данныхSMS, EMS и MMS : [пер. 2-го изд.] / Г. Ле Бодик ; пер. с англ. Ш. Салиева ; под ред. В. Орлова. – М. : Техносфера, 2008. – 543 с.

5.Попов, В. И. Основы сотовой связи стандартаGSM Основы сотовой связи стандарта GSM / В. И. Попов. – М. : Эко-Трендз, 2005. – 292 с.

15. Интернет

Интернет (англ. Internet, от Interconnected Networks – объединенные сети) – глобальная телекоммуникационная сеть, объединяющая множество компьютерных сетей в единую информационную систему, базирующаяся на общей системе адресов и протоколов.

24 oктябpя 1995 г. Фeдepaльным coвeтoм пo инфopмaциoнным ceтям (Federal Networking Council) зaфикcиpoвaнo определение: «Ин-

тернет – глoбaльнaя инфopмaциoннaя cиcтeмa, чacти кoтopoй лoгичecки взaимocвязaны дpyг c дpyгoм пocpeдcтвoм yникaльнoгo aдpecнoгo

пpocтpaнcтвa, ocнoвaннoгo нa пpoтoкoлe Internet Protocol (IP) или eгo

пocлeдyющиx pacшиpeнияx, cпocoбнaя пoддepживaть cвязь c иcпoль-

зoвaниeм кoмплeкca пpoтoкoлoв Transmission Control Protocol / Internet

99

Protocol (TCP/ IP), иx пocлeдyющиx pacшиpeний или pyд гиx IP-coв-

мecтимыx пpoтoкoлoв, и кoтopaя oбecпeчивaeт, иcпoльзyeт или дeaeл т

дocтyпным, пyбличнo или чacтным oбpaзoм, кoммyникaциoнный cepвиc выcoкoгo ypoвня»22. Дpyгими cлoвaми, Интернет – этo взaимocвязь ceтeй,

бaзиpyющиxcя нa eдинoм кoммyникaциoннoм пpoтoкoлe – TCP/IP. Одним из основателей Интернета считают американского ученого

иадминистратора В. Буша (1890–1974). В своей статье 1945 г. «Как мы можем думать» («As We May Think») он описал теоретическую машину, названную им Мешех, которая увеличивала человеческую память путем предоставления пользователю возможности хранить и находить документы посредством ассоциативных связей(современное понимание принципа организации информационно-поисковых массивов или«гипертекст»). В. Бушу принадлежат основные идеи управления разработками двойного назначения, которые впоследствии позволили найти организационные формы и источники финансирования глобальных сетевых проектов. Первые разработки по созданию Интернета были заложены Национальным комитетом оборонных исследований(National Defense Research Committee, NDRC), предшественником агентства перспективных исследований Министерства обороны СШАARPA (Advanced Research Projects Agency – Агентство перспективных исследований). В основу концепции, созданной в агентстве компьютерной сетиARPANET, была заложена идея децентрализации, которая должна была во времена холодной войны гарантировать надежную работу сети даже при выходе одной или нескольких ее частей из строя. Создателям сети ARPANET впервые удалось осуществить крупноблочную пересылку информации новым способом в октябре1969 г. Этот год традиционно считается годом его возникновения.

В1971 г. сеть ARPANET была введена в регулярную эксплуатацию

иобеспечивала для всех своих узлов три основные услуги:

·интерактивный вход пользователя на удаленный узел;

·передача файлов между узлами сети;

·электронная почта.

Все эти средства базировались на транспортных услугах предоставляемых программой управления сетиNCP (Network Control Program), реализующей свой внутренний набор протоколов.

Накопленный к 1974 г. опыт эксплуатации сети ARPANET выявил многие недостатки протоколовNCP и позволил определить основные требования к новому набору протоколов, получившему название TCP / IP:

· независимость от среды передачи сообщений;

______________

22 Цит. по: Успенский И. В. Интернет-маркетинг. – СПб. : Изд-во СПГУЭиФ, 2003. – URL: http://www.aup.ru/books/m80/2.htm.

100