Мобильные телекоммуникации

В 80-х – 90-х годах весьма активное развитие получила мобильная телефония. В последнее время услуги мобильной связи стали применяться и для передачи цифровых данных. Мобильные телекоммуникации использует диапазоны в интервале 50 МГц – 1 ГГц. Мобильные системы работают при малых выходных мощностях передатчика, что ограничивает размер зоны приема. Вне этой зоны другие передатчики могут функционировать независимо. Такие зоны называются сотами (ячейками). По аналогии с пчелиными сотами их часто изображают шестигранными, хотя реально они могут иметь самую причудливую форму в зависимости от профиля местности. Ячейки должны перекрываться, так как показано на рис. 4.1.8.1.1

Рис. 4.1.8.1.1. Схема расположения ячеек при сотовой связи

Светлыми кружками отмечены реальные границы ячеек, их перекрытие должно обеспечить перекрытие всей зоны телекоммуникаций. В центре ячейки находится базовая станция ретранслятор. Такая станция содержит в себе ЭВМ и приемо-передатчик, соединенный с антенной. Такие системы могут обслуживать пейджерную или мобильную телефонную сеть. Пейджерные каналы однонаправлены а телефонные двунапрвлены (см. рис. 4.1.8.1.2). Пейджинговые системы требуют небольшой полосы пропускания. А одно сообщение редко содержит более 30 байт. Большинство современных пейджигновых систем работает в частотном диапазоне 930-932 МГц (старые занимали 150-174 МГц).

Рис. 4.1.8.1.2. Каналы пейджерной (слева) и мобильной телефонной сети (справа).

Bluetooth

В 1994 году начались работы по изучению возможности использования мобильных, сетевых коммуникаций. Компании IBM, Nokia, Intel и Toshiba создали консорциум для разработки стандарта беспроводной связи между ЭВМ посредством устройств с ограниченным радиусом действия. Проект получил название BlueTooth в честь короля Норвегии и Дании Гарольда Голубой Зуб (Harald Blaatand, 940-981 годы). Главной его целью являлось удаление любых кабелей из телефонии, а если получится и из локальных сетей.

Рис. 2. Две пикосети, образующие рассеянную сеть (Э. Таненбаум "Компьютерные сети", Питер, 2003)

Основу сети BlueTooth составляют пикосети (piconet), состоящие из одного главного узла и до семи клиентских узлов, размещенных в радиусе 10м (смотри рис. 2). Все узлы такой сети работают на одной частоте и разделяют общий канал. В одной достаточно большой комнате могут располагаться несколько пикосетей. Эти сети могут связываться друг с другом через мосты. Пикосети, объедиененные вместе составляют рассеянную (scatternet) сеть.

Dial Up

Dial up - это способ подключения к Интернет посредством модема и коммутируемой линии городской телефонной сети. Скорость передачи данных до 56 Кбит/сек, зависит от качества телефонных линий. Данный способ соединения имеет ряд преимуществ: дает возможность использования уже существующей линии для доступа в Интернет; низкая стоимость абонентского оборудования; низкая стоимость и простота подключения.

GPRS

GPRS (General Packet Radio Service) - это новая перспективная технология, стандартизация которой началась в 1993 году позволяющая работать в сети Internet, используя обычный мобильный телефон. С помощью GPRS, пользователи могут работать со своей электронной почтой, с обычными Web-серверами (а не со специальными WAP- версиями) и т.д. Основное достоинство GPRS-сетей состоит в том, что пользователь оплачивает только объем передаваемой/получаемой информации, а не время нахождения в сети.

Ресурсы сети задействованы только во время непосредственной передачи данных от телефона. Во время пауз (например, просмотр полученной электронной почты) ресурсы сети предоставляются в распоряжение других абонентов. Кроме того, технология GPRS является промежуточным этапом при переходе от сетей 2 поколения (GSM) к 3-му (UMTS). B GPRS максимально возможная скорость передачи данных составляет 171,2 Кбит/с - это почти в 12 раз быстрее работы передачи данных в обычных сетях GSM (9,6 Кбит/с). Однако на данный момент скорости не так высоки - обычно 30-40 Кбит/с. В настоящее время три крупнейших сотовых сети России (МТС, БиЛайн, Мегафон) предлагают своим абонентам услуги GPRS.

ADSL

Современный мир не мыслим без Интернета и компьютерных сетей. Высокоскоростные каналы опутали мир паутиной - спутники, оптоволокно, кабели - нервы и кровеносные сосуды всемирной информационной сети. Гигантские скорости, гигантский трафик, высокие технологии... Долгое время возможности Dial Up модемов устраивали многих. Эта технология, разработанная на заре компьютерной эры для аналоговых телефонных линий, эволюционировала крайне медленно и неспешно - за последние 15 лет скорость пересылки данных возросла с 14400 Кбит/с всего лишь до 56000 Кбит/с. Но главная беда, заставляющая раскаляться Dial Up модемы, не давая им и минуты покоя -это программные заплаты или патчи исправляющие ошибки в программном обеспечении. Повсеместное внедрение средств быстрой разработки привело к массовому выпуску сырых, неоптимизированных программ. Поневоле с ностальгией вспоминаются времена, когда Интернет был уделом горстки избранных, и неизбалованные всемирной сетью программисты вылизывали свои программы до последнего байтика, зная, что после того как их продукт уйдет к конечному пользователю, то исправить уже ничего не удастся. Программы выходили значительно реже, зато работали как швейцарские часы. А ныне, уныло глядя на новейший четвертый (!) по счету патч Microsoft для Windows 2000 размером 175 мегабайт, понимаешь, что по Dial Up доступу эту глыбищу не слить и за неделю, да и во сколько же эта заплатка обойдется при почасовой оплате!

Все эти невеселые размышления приводят к мысли, что Dial Up доступ к Интернету себя изжил и срочно требуется замена. Что же в состоянии заменить отживающие технологии? Сразу приходят на ум уже ставший классикой ISDN (Integrated Services Digital Network - интегрированные услуги цифровой сети связи) и относительно новый спутниковый Интернет. Приходят то они сразу, но после продолжительных размышлений оба отпадают. ISDN отпадает из-за высокой стоимости прокладки выделенного канала, неуместного в условиях квартиры и высоченной цены владения (абонентская плата + оплата за трафик). Спутниковый Интернет, конечно, выглядит очень привлекательно, но имеются нюансы, причем не всегда приятные. Да, спутник захватывает большую зону поверхности Земли, но надо смотреть, виден ли спутник провайдера, предоставляющего данную услугу в вашем регионе и под каким углом он виден, от этого зависит, какого размера спутниковую тарелку вам придется ставить. Кроме того спутниковый канал все же не очень быстр - лучшие из них обеспечиваю около 400 Кбит/с по направлению к пользователю, (это для рядовых пользователей, конечно есть и более высокоскоростные варианты, но они на несколько порядков дороже). Пересылка же данных от пользователя к провайдеру осуществляется по телефону, таким образом, телефонная линия так же занята, как и при использовании Dialup модема. Спутниковые системы разных провайдеров имеют ряд общих недостатков, заключающихся в дороговизне используемого оборудования и сложности его установки и настройки. Вот хорошо бы тот же ISDN, но безо всяких выделенных линий, а прямо на телефонном медном кабеле. Ведь абонентская телефонная линия - чем не кабель для сети. Встречайте - технология ADSL.

ADSL расшифровывается как Asymmetric Digital Subscriber Line (асимметричная цифровая абонентская линия). Этот стандарт, входит в целую группу технологий высокоскоростной передачи данных, под общим названием xDSL, где х - это буква характеризующая скорость канала, a DSL - уже известное нам сокращение Digital Subscriber Line - цифровая абонентская линия. Впервые название DSL прозвучало в далеком 1989 году, именно тогда впервые возникла сама идея цифровых коммуникаций с использованием пары медных телефонных проводов вместо специализированных кабелей. Разработка технологии ADSL началась в начале 90-х годов. Уже в 1993 году была предложена первый стандарт данной технологии, который начал внедряться в телефонных сетях США и Канады, и с 1998 года технология ADSL пошла, что называется, в мир. При использовании технологии ADSL на абонентской линии для организации высокоскоростной передачи данных, информация передается в виде цифровых сигналов со значительно более высокочастотной модуляцией, чем та, которая обычно используется для традиционной аналоговой телефонной связи, что значительно расширяет коммуникационные возможности существующих телефонных линий.