Технологии передачи информации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Новые технологии передачи информации

Проводные линии связи

Кабельные линии связи

Воздушные линии связи

Оптоволоконные линии связи

Факсимильная связь (буквенно-цифровые сообщения)

Беспроводные системы связи

Радиорилейные линии связи

Спутниковая связь и навигация

Пейджинговая связь

Мобильная (сотовая связь)

Интернет-телефония

Системы MMDS (Microwave Multipoint Distribution Service-микроволновые многоточечные распределительные системы)

Сети Wi-Fi

Почтовая (буквенно-цифровая и графическая информация)

Телефонная (передача речи)

Телеграфная (буквенно-цифровые сообщения)

Виды передаваемых сигналов

Заключение

Список литературы



Введение

К современным средствам связи относятся электрические и оптические средства, проводная - факсимильная, волоконно-оптическая, беспроводная - радиотелеграф, радиорелейная, спутниковая, пейджинговая, сотовая (мобильная) связь, Интернет-телефония, спутниковое цифровое телевидение. Одной из самых важнейших функций информационных технологий являются технологии передачи информации (данных). Распространение от передачи информации (перенос ее от источника к приемнику) отличается в основном тем, что в первом случае осуществляется ее безадресная, а во втором случае - адресная передача. При этом распространение средств передачи данных и необходимых для программно-технических средств. Средства передачи данных относятся к средствам связи. Современные средства связи представляют пользователям десятки и сотни различных сервисных услуг. С их помощью можно узнать: текущие дату и время, погоду в любой точке планеты, уточнить расписание движения различных видов транспорта и местоположение субъекта или объекта (средства навигации), заказать билеты на транспорт или массовое мероприятие, номера в гостиницах.



Новые технологии передачи информации

В наше время наибольшее распространение получили электрические каналы связи. Это совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу сообщения любого вида от отправителя к получателю. Она осуществляется с помощью электрических сигналов, распространяющихся по проводам, или радиосигналов. Различают каналы электросвязи: телефонные, телеграфные, факсимильные, телевизионные, проводного и радиовещания, телемеханические передачи данных и т.д. Составной частью каналов связи являются линии связи - проводные и беспроводные (радиосвязь). В свою очередь проводная связь может осуществляться по электрическому кабелю и по оптоволоконной линии. А радиосвязь осуществляется по ДВ-, СВ-, КВ- и УКВ-диапазонам без применения ретрансляторов, по спутниковым каналам с применением космических ретрансляторов, по радиорелейным линиям с применение наземных ретрансляторов и по сотовой связи с использованием сети наземных базовых радиостанций.

Проводные линии связи

Проводные линии электросвязи делятся на кабельные, воздушные и оптоволоконные.

Кабельные линии связи

Кабельные линии связи - линии связи, состоящие из направленных сред передачи (кабели), предназначенные совместно с проводными системами передач, для организации связи. Кабельные линии состоят из узлов связи, необслуживаемых регенерационных (усилительных) пунктов - НРП, НУП, кабельной трассы.



Воздушные линии связи

Воздушные линии подразделяются на линии: междугородной телефонной связи (МТС), сельской телефонной связи (СТС), городской телефонной связи (ГТС) и радиотрансляционных сетей (РС).

По своей значимости воздушные линии СТС; абонентские линии СТС.

Оптоволоконные линии связи

В качестве проводных линий связи используются в основном телефонные линии и телевизионные кабели. Наиболее развитой является телефонная проводная связь. Но ей присущи серьезные недостатки: подверженность помехам, затухание сигналов при передачи их на значительные расстояния и низкая пропускная способность. Всех этих недостатков лишены оптоволоконные линии - вид связи, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам («оптическому волокну»).

Оптическое волокно считается самой совершенной средой для передачи больших потоков информации на большие расстояния. Оно изготовлено из кварца, осонову которого составляет двуокись кремния - широко распространенного и недорого материала, в отличие от меди. Оптическое волокно очень компактное и легкое, оно имеет диаметр всего около 100 мкм.

Оптоволоконные линии отличаются от традиционных проводных линий:

- очень высокая скорость передачи информации (на расстоянии более 100 км без ретрансляторов);

- защищенность передаваемой информации от несанкционированного доступа;

- высокая устойчивость к электромагнитным помехам;

- стойкость к агрессивным средам;

- возможность передавать по одному волокну одновременно до 10 миллионов телефонных разговоров и одного миллиона видеосигналов;

- гибкость волокон;

- малые размеры и масса;

- искро-, взрыво- и пожаробезопасность;

- низкая себестоимость;

- высокая долговечность оптических волокон - до 25 лет.

В настоящее время обмен информацией между континентами осуществляетя главным образом через подводные оптоволоконные кабели, а не через спутниковую связь. При этом главной движущей силой развития подводных оптоволоконных линий является Интернет.

Факсимильная связь

Факсимильная (или фототелеграфная) связь - это электрический способ передачи графической информации - неподвижного изображения текста или таблиц, чертежей, схем, графиков, фотографий и т.п. Осуществляется при помощи факсимильных аппаратов: телефаксов и каналов электросвязи (главным образом телефонных).

Беспроводные системы связи

Беспроводные системы связи осуществляются по радиоканалам. В 1930-е года были освоены метровые, а в 40-е - дециметровые и сантиметровые волны, распространяющиеся прямолинейно, не огибая земной поверхности (т.е. в пределах прямой видимости), что ограничивает прямую связь на этих волнах расстоянием в 40-50 км в равнинной местности, а в горных районах - в несколько сотен километров. Поскольку ширина диапазонов частот, соответствующих этим длинам волн, - от 30 Мгц до 30 Ггц - в 1000 раз превышает ширину всех диапазонов частот ниже 30 Мгц (волны длиннее 10 м), они могут передавать огромные потоки информации и осуществлять многоканальную связь. В то же время ограниченная дальность распространения и возможность получения острой направленности с антенной несложной конструкции позволяют использовать одни и те же длины волн во множестве пунктов без взаимных помех. Передача на значительные расстояния достигается применением многократной ретрансляцией в линиях радиорелейной связи или с помощью спутников связи, находящихся на большой высоте (около 40 тыс.км) над Землей. Позволяя вести на больших расстояниях одновременно десятки тысяч телефонных разговоров и передавать десятки телевизионных программ, радиорелейная и спутниковая связь по своим возможностям являются значительно более эффективными, чем обычная дальняя радиосвязь на метровых волнах.

Радиорелейные линии связи

Радиорелейная связь первоначально применялась для организации многоканальных линий телефонной связи, в которых сообщения передавались с помощью аналогового электрического сигнала. Первая такая линия протяженностью 200 км с 5 телефонными каналами появилась в США в 1935 году. Она соединяла Нью-Йорк и Филадельфию.

Рис. 1. Радиорелейные линии связи

За последние десятилетия необходимость передавать данные - информацию, представленную в цифровом виде, привела к созданию цифровых систем передачи. Появились цифровые радиорелейные системы передачи данных, способные обмениваться цифровой информацией.

Спутниковая связь и навигация

Космическая или спутниковая связь по существу является разновидностью радиорелейной связи и отличается тем, что ее ретрансляторы находятся не на поверхности Земли, а на спутниках в космическом пространстве. В 1980-е годы началось развитие персональной спутниковой связи. В начале XXI века число ее абонентов составляет несколько миллионов человек, а еще через 10 лет - значительно больше. Произойдет объединение спутниковых и наземных систем связи в единую глобальную систему персональной связи. Будет обеспечена досягаемость любого абонента путем набора его телефонного номера независимого от его местонахождения. В этом состоит преимущество спутниковой связи по сравнению с сотовой (она рассматривается ниже), поскольку он анне имеет привязки к конкретной местности. Ведь в начале XXI века зона охвата сотовой связи составляет только 15% земной поверхности. Поэтому спрос на персональную подвижную связь во многих регионах мира можно обеспечить только с помощью спутниковых систем связи. Кроме речевой (радиотелефонной) связи они позволяют определять месторасположение (координаты) потребителей.

Спутниковой телефон непосредственно соединяется со спутником, находящимся на околоземной орбите. Со спутника сигнал поступает на наземную станцию, откуда передается в обычную телефонную сеть. Число спутников, необходимое для стабильной связи в любой точке планеты, зависит от радиуса орбиты той или иной системы спутников.

В настоящее время действует первая глобальная система связи «Иридиум». Она позволяет клиенту оставаться на связи, где бы он не находился, и пользоваться при этом одним и тем же телефонным номером.

Система состоит из 66 низкоорбитальных спутников, расположенных на расстоянии 780 км от поверхности Земли. Она обеспечивает прием и передачу сигнала с мобильного телефона, находящегося в любой точке земного шара. Сигнал, поступивший на спутник, передается по цепочке на следующий спутник, пока не дойдет до ближайшей к вызываемому абоненту наземной станции системы. Таким образом обеспечивается высокое качество сигнала.

Основной недостаток персональной спутниковой связи - ее относительная дороговизна по сравнению с сотовой. Кроме того, в спутниковые телефоны встраиваются передатчики большой мощности. Поэтому они считаются небезопасными для здоровья пользователей.

Самые надежные спутниковые телефоны работают в сети Инмарсат, созданной более 20 лет назад. Спутниковые телефоны системы «Инмарсат» представляют собой чемоданчик с откидной крышкой размером с первые портативные компьютеры. Крышка спутникого телефона по совместительству является и антенной, которую необходимо поворачивать по направлению к спутнику (на дисплее телефона отображается уровень сигнала). В основном такие телефоны используются на судах, поездах или большегрузных автомобилях. Каждый раз, когда необходимо позвонить или ответить на чей-то звонок, нужно будет устанавливать спутниковый телефон на какую-нибудь ровную поверхность, раскрывать крышку и крутить его, определяя направления максимального сигнала. Стоят такие спутниковые телефоны более 2500 долларов и весят около от 2,2 кг. Минуты разговора по такому спутниковому телефону стоит 2,5 доллара США и выше.

Пейджинговая связь

Пейджинговая связь - это радиотелефонная связь, пересылка по телефону продиктованных абонентом-отправителем сообщений и прием их по радиоканалу абонентом-получателем с помощью пейджера - радиоприемника с жидкокристаллическим дисплеем, на котором высвечиваются принятые буквенно-цифровые тексты. Пейджер - это средство односторонней связи: на него можно только получать сообщения, но отправлять с него сообщения нельзя.

История пейджинга как средства персонального радиовызова началась середины 1950-х годов в Англии. Первое такое устройство было разработано в 1956 году. Количество абонентов могло быть не более 57. Когда абонент получал тоновый сигнал, он должен был поднести устройство к уху и в речевой форме прослушать сообщение, которое передавал диспетчер. Пользователями первой сети в Англии стали врачи. Сети, существовавшие в то время, носили местный характер и служили нуждам конкретных служб. Самыми крупными из них были службы аэропортов. Некоторые подобные сети существуют и сегодня. Широкое распространение пейджинга началось в конце 1970-х годов в США.

С тех пор системы пейджинга получили достаточно широкое распространение в городах Европы и США.

Первые пейджеры были простыми приемниками частотно-модулированного сигнала. Они содержали несколько настроенных контуров, отслеживающих характерную последовательность низкочастотных сигналов (тонов). При получении этих тонов устройство подавало звуковые сигналы. Поэтому такие пейджеры называют тональными.

Переход к цифровым системам был неизбежен. Тональное кодирование не подходило для передачи буквенно-цифровых сообщений.

Мобильная сотовая связь

Связь называют мобильной, если источник информации либо ее получатель (или оба) перемещаются в пространстве. Радиосвязь с момента возникновения была мобильной. Первые радиостанции предназначались для связи с подвижными объектами - кораблями. Ведь один из первых приборов радиосвязи А.С. Попова был установлен на броненосце «Адмирал Апраксин». И именно благодаря радиосвязи с ним удалось зимой 1899/1900 годов спасти корабль, затертый во льдах в Балтийском море. Долгие годы для осуществления индивидуальной радиосвязи между двумя абонентами требовался свой отдельный канал радиосвязи, работающий на одной частоте. Одновременную радиосвязь по многим каналам можно было бы обеспечить, выделив каждому каналу определенную полоску частот. Но ведь частоты нужны и для радиовещания, телевидения, радиолокации, радионавигации, военных нужд. Поэтому и число каналов радиосвязи было весьма ограничено. Она использовалась для военных целей, правительственной связи. Так, в автомобилях, которыми пользовались члены политбюро, ЦК КПСС, были установлены телефоны мобильной связи. Устанавливались они в полицейских машинах и радиотакси. Для того чтобы мобильная связь стала массовой, понадобилась новая идея ее организации. Эту идею в 1947 году высказал Д.Ринг, сотрудник американской компании Bell Laboratories.Она заключалась в разделении пространства на небольшие участки - соты (или ячейки) радиусом 1-5 километров и в отделении радиосвязи в пределах одной ячейки от связи между ячейками. Это позволяло использовать в разных сотах одни и те же частоты. В центре каждой ячейки предлагалось расположить базовую - приемно-передающую радиостанцию для обеспечения радиосвязи в пределах ячейки со всеми абонентами. У каждого абонента своя микрорадиостанция - «мобильный телфон» - комбинация телефона, приемапередатчика и мини-компьютера. Абоненты связываются между собой через базовые станции, соединенные друг с другом и с городской телефонной сетью.

Каждая сот должна обслуживаться базовым радиопередатчиком с ограниченным радиусом действия и фиксированной частотой. Это дает возможность повторно использовать ту же частоту в других сотах. Во время разговора сотовый радиотелефон соединен с базовой станцией радиоканалом, по которому передается телефонный разговор. Размеры соты определяются максимальной дальностью связи радиотелефонного аппарата с базовой станцией. Эта максимальная дальность является радиусом соты.

Идея мобильной сотовой связи состоит в том, что еще не выйдя из зоны действия одной базовой станции, мобильный телефон попадает в зону действия любой соседней вплоть до наружной границы всей зоны сети.

Для этого созданы системы антенн-ретрансляторов, перекрывающих свою «соту» - область поверхности Земли. Чтобы связь была надежной, расстояние между двумя соседними антеннами должно быть меньше радиуса их действия. В городах оно составляет около 500 метров, а в сельской местности - 2-3 километра. Мобильный телефон может принимать сигналы сразу от нескольких антенн-ретрансляторов, но настраивается он всегда на самый мощный сигнал.

Идея мобильной сотовой связи заключалась еще и в применении компьютерного контроля за телефонным сигналом от абонента, когда он переходит от одной сотовой ячейки к другой. Именно компьютерный контроль позволил в течение всего лишь тысячной доли секунды переключать мобильный телефон с одного промежуточного передатчика на другой. Все происходит так быстро, что абонент просто этого не замечает.

Центральной частью системы мобильной связи являются компьютеры. Они отыскивают абонента, находящегося в любой из сот, и подключает его к телефонной сети. Когда абонент перемещается из одной ячейки в другую, они передают абонента с одной базовой станции на другую, а также подключают абонента из «чужой» сотовой сети к «своей», когда он оказывается в зоне ее действия, - осуществляют роуминг (что по-английски означает «странствие» или «бродяжничество»).

Принципы современной мобильной связи были достижением уже конца 40-х годов. Однако в те времена компьютерная техника была еще на таком уровне, что ее коммерческое применение в системах телефонной связи было затруднено. Поэтому практическое применение сотовой связи стало возможным только после изобретения микропроцессов и интегральных полупроводниковых микросхем.

Важным преимуществом мобильной сотовой связи является возможность пользоваться ею вне общей зоны своего оператора - роуминг. Для этого различные операторы договариваются между собой о взаимной возможности пользования своими зонами для пользователей. Абонент, покидая общую зону своего оператора, автоматически переключается на зоны других операторов даже при перемещении из одной страны в другую, например, из России в Германию или во Францию. Либо, находясь в России, пользователь может звонить по сотовой связи в любую страну. Таким образом, сотовая связь обеспечивает пользователю возможность связываться по телефону с любой страной, где бы он не находился.

Ведущие компании-производители сотовых телефонов ориентируются на единый европейский стандарт - GSM. Именно поэтому их аппаратура технически совершенна, но относительно недорога. Ведь они могут позволить себе выпускать огромные партии телефонов, находящих сбыт. Удобным дополнением к сотовому телефону стала система коротких сообщений SMS (Short Message Service). Она используется для передачи коротких сообщений прямо на телефон современной цифровой системы GSM без применения дополнительного оборудования, только с помощью цифровой клавиатуры и экранчика дисплея сотового телефона. Прием SMS-сообщений производится также на цифровой дисплей, которым оснащен любой сотовый телефон. SMS можно использовать в тех случаях, когда обычный телефонный разговор не является самым удобным видом связи (например, в шумном переполненном поезде). Можно послать знакомому по SMS свой номер телефона. Из-за низкой стоимости SMS является альтернативой телефонному разговору. Максимальная величина SMS-сообщения составляет 160 символов. Посылать его можно несколькими способами: звонком в специальную службу, а также с помощью своего телефона GSM с функцией отправки, с помощью Интернета. Система SMS может обеспечивать дополнительные услуги: посылать на Ваш телефон GSM курс валют, прогноз погоды и т.д. По существу, телефон GSM с системой SMS является альтернативой пейджеру.

Но и система SMS - не последнее слово в сотовой связи. В наиболее современных сотовых телефонах (например, фирмы Nokia) появилась функция Chat (в русской версии - «диалог»). С ее помощью можно общаться в режиме реального времени с другими владельцами сотовых телефонов, как это делается в Интернете. По существу, это новый вид обмена посланиями SMS. Для этого вы составляете послание своему собеседнику и отправляете его. Текст вашего послания появляется на дисплеях обоих сотовых телефонов - вашего и вашего собеседника. Потом он вам отвечает и на дисплеях высвечивается его послание. Таким образом, вы ведете электронный диалог. Но если сотовый телефон вашего собеседника не поддерживает данную функцию, то он будет получать обычные SMS-сообщения.

Появились и сотовые телефоны с поддержкой высокоскоросного доступа в Интернет через GPRS (General Packet Service) - стандарт пакетной передачи данных по радиоканалам, при котором телефону не нужно «дозваниваться»: аппарат постоянно поддерживает соединение, отправляет и принимает пакеты данных. Выпускаются и сотовые телефонные аппараты со встроенной цифровой фотокамерой.

По данным исследовательской компании Informs Telecoms&Media (ITM) число пользователей мобильной связи в мире в 2007 году составляет 3,3 миллиарда человек.

Наконец, самые сложные и дорогие аппараты - это смартфоны и коммуникаторы, сочетающие возможности сотового телефона и карманного компьютера.



Интернет-телефония

Одним из самых современных и экономичных видов связи стала Интернет-телефония. Днем ее рождения можно считать 15 февраля 1995 года, когда фирма VocalTec выпустила свой первый soft-phone - программу, служащую для обмена голосом по сети IP. Затем Microsoft выпустил в октябре 1996 года первую версию NetMeeting. А уже в 1997 стали вполне обычными соединения через интернет двух обычных телефонных абонентов, находящихся в совершенно разных местах планеты.

Почему обычная междугородная и международная телефонная связь так дорога? Объясняется это тем, что во время разговора вы занимаете целый канал связи, причем, не только, когда вы говорите или слушаете собеседника, но и когда вы молчите или отвлекаетесь от разговора. Так происходит при передаче голоса по телефону обычным аналоговым способом.

При цифровом же способе информацию можно передавать не непрерывно, а отдельными «пакетами». Тогда по одному каналу связи можно посылать информацию одновременно от многих абонентов. Этот принцип пакетной передачи информации подобен перевозке множества писем с разными адресатами в одном почтовом вагоне. Ведь не «гоняют» же один почтовый вагон для перевозки каждого письма в отдельности! 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.

Через персональный компьютер можно по сети Internet посылать и получать письма, тексты, документы, рисунки, фотографии. Но точно так же работает и Интернет-телефония (IP-телефония) - телефонный разговор двух пользователей персональных компьютеров. Для этого оба пользователя должны иметь микрофоны, соединенные с компьютером, и наушники или звуковые колонки, а их компьютеры - звуковые карты (желательно для двухсторонней связи). При этом компьютер преобразует аналоговый «голосовой» сигнал (электрический аналог звука) в цифровой (комбинации импульсов и пауз), который затем передается по сетям Интернета. На другом конце линии компьютер вашего собеседника производит обратное преобразование (цифровой сигнал в аналоговый), и голос воспроизводится как в обычном телефоне. Интернет-телефония значительно дешевле междугородных и международных разговоров по обычному телефону. Ведь при IP-телефонии нужно платить только за пользование Интернетом.

Имея персональный компьютер, звуковую карту, совместимые с ней микрофон и наушники (или звуковые колонки), Вы можете с помощью Интернет-телефонии позвонить любому абоненту, у которого обычно городской телефон. При этом разговоре Вы также будите платить только за пользование Интернетом.

Перед началом пользования услугами Интернет-телефонии вообще не обязательно иметь персональный компьютер. Для этого достаточно иметь обычный телефон с тональным набором. В этом случае каждая набранная цифра уходит в линию не в виде разного количества электрических импульсов, как при вращении диска, а в виде переменных токов разной частоты. Такой тоновый режим есть в большинстве современных телефонных аппаратов.

Для пользования Интернет-телефонией с помощью телефонного аппарата нужно купить кредитную карточку, и позвонить на мощный центральный компьютер-сервер по указанному на карточке номеру. Затем автомат сервера голосом (по выбору на русском или английском языке) сообщает команды: набрать с помощью кнопок телефонного аппарата серийный номер и ключ карточки, набрать код страны и номер своего будущего собеседника. Далее сервер превращает аналоговый сигнал в цифровой, отправляет его в другой город, страну или на другой континент в находящийся там сервер, который снова преобразует цифровой сигнал в аналоговый и отправляет его нужному абоненту. Собеседники разговаривают как по обычному телефону, правда, иногда чувствуется небольшая (на доли секунды) задержка ответа. Напомним еще раз, что для экономии каналов связи голосовая информация передается «пакетами» цифровых данных: ваша голосовая информация расчленяется на отрезки, пакеты, называемые Интернет - протоколами (IP).

TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) - это основной интернет-протокол, или формат передачи данных в Интернете. При этом IP обеспечивает продвижение пакета по сети, а TCP гарантирует надежность его доставки. Они обеспечивают разбивку передаваемых данных на пакеты, передачу каждого из них получателю по произвольному маршруту, а потом - сборку в правильном порядке и без потерь.

По каналу связи последовательно передаются не только ваши пакеты, но и пакеты нескольких других абонентов. На другом конце линии связи все ваши пакеты снова объединяются, и ваш собеседник слышит всю вашу речь. Для того чтобы не чувствовать задержки в разговоре, этот процесс не должен превышать 0,3 секунды. Так производиться сжатие информации, благодаря которому Интернет-телефония в несколько раз дешевле обычных междугородных и тем более международных переговоров.

В 2003 году была создана программа Skype (www.skype.com), совершенно бесплатная и не требующая от пользователей практически никаких знаний ни для ее установки, ни для пользования. Она позволяет разговаривать с видеосопровождением собеседникам, сидящим у своих компьютеров в разных концах света. Для того чтобы собеседники могли видеть друг друга, компьютер каждого из них должен быть снабжен web-камерой. средство связь технология информация

Вот такой длинный путь в развитии средств связи проделало человечество: от сигнальных костров и барабанов до сотового мобильного телефона, который позволяет практически мгновенно связаться двум людям, находящимся в любых точках нашей планеты.

Системы MMDS

Системы MMDS (Microwave Multipoint Distribution Service - Микроволновые многоточечные распределительные системы) получили в последние годы широкое распространение как альтернатива классическим кабельным сетям, в которых распределительная сеть

К настоящему времени в западном полушарии внедрены десятки систем MMDS, которые реализуют доступ к сети Интернет, предоставляют услуги интерктивного телевидения и других широкополосных услуг по технологии строится за счет прокладки коаксиальных или оптических кабелей.беспроводного доступа. Возможность интеграции систем MMDS с высокоскоростным беспроводным обменом цифровыми данными, позволяет легко решить проблему «последней мили». Это открывает дополнительные рынки сбыта информационных услуг удаленным пользователям, расположенным на большом пространстве, котрое может охватывать только система MMDS, обеспечивая радиус вещания, ограниченный линией горизонта (40-50 км).

Запрашиваемые пользователем данные транслируются нисходящими потоками в цифровых каналах, использующих модуляцию QPSK, 16-, 32-, 64- 128-, или 256 QAM. При этом, в зависимости от ширины канала и выбранной схемы модуляции сигнала, в одном ТВ-канале шириной до 8 Мгц обеспечивается скорость передачи данных до 56 Мбит/сек. Пользователи получают данные со скоростью всего канала, который 128 Кбит/сек), и в 20-30 раз быстрее, чем по выделенному каналу Е1 или по RadioEthernet (2 Мбит/сек).

Радиус зоны обслуживая системы MMDS определяется высотой подвеса передающей антенны, мощностью передатчика, количеством передаваемых каналов, потерями в антеннах используется в режиме разделения времени, что в 1000-1500 раз быстрее, чем по линии ISDN (64 и фидерном тракте и коэффициентом усиления передающий и приемной антенн. В Федерации система MMDS с обратным каналом. Организованно более 500 точек присутствия, подключено к системе более 1000 пользователей, в том числе и коллективных. Абоненты сети получают в пакете высокоскоростной доступ к сети Интернет, настоящее время в Челябинске построена и эксплуатируется первая в Российской услуги традиционной и ip-телефонии, дополнительные телевизионные и радиоканалы.

В процессе строительства и эксплуатации выявлен ряд преимуществ системы MMDS: система MMDS по сравнению с кабельной сетью более компактна и мобильна, не требует содержания большого штата сотрудников для эксплуатации и ремонта сети. Сеть на основе MMDS разворачивается за короткий период и сразу же начинает окупать вложенные средства. Использование систем MMDS в многоканальных системах наземного телевидения имеет ряд преимуществ по сравнению с обычными системами наземного телевещания: они имеют возможность передачи до 25 телевизионных программ, в зависимости от стандарта при аналоговом сигнале и в 4-6 раз больше при модуляции цифровыми сигналами стандарта MPEG-2. Радио- и телевещание ведется на экологическом безопасном уровне, когда суммарная мощность передатчика не превышает 1000 Вт (в основном1-10Вт). (Для справки: в применяемых сейчас системах ТВ-вещания используются передатчики мощностью в метровом диапазоне до 50 кВт, в дециметровом - до 10 кВт, при этом уровень электромагнитного поля вблизи телецентров значительно превышает допустимые нормы). Сравнительная дешевизна абонентской установки за счет использования компактной малогабаритной антенны с линейными размерами 15-25 см. Высокое качество сигналов из-за сравнительно низкого уровня помех в выделенных для этих систем диапазонах частот (2,5- 2,7 ГГц). Независимость условий приема от телевизионных стандартов NTSC, PAL, SECAM за счет оцифровки сигналов. Сети MMDS позволяют устранить так называемые «мертвые зоны» в крупных городах с многоэтажной застройкой. Они обеспечивают значительную экономию средств по сравнению со строительством систем кабельного телевидения (СКТВ). Существенно уменьшаются эксплуатационные расходы благодаря отсутствию протяженных магистральных и субмагистральных линий. Повышается надежность системы теле- и радиовещания, поскольку кабельные линии уязвимы при различного рода реконструкциях, проводимых в городах, и стихийных бедствиях (пожар, землетрясения, чрезвычайные техногенные происшествия). Сети телевидения на основе технологии MMDS открывают широкие возможности и по увеличению числа программ, ретранслируемых на региональном уровне: вместо 2-5 каналов телезрители смогут увидеть от 25 аналоговых до более чем 100 цифровых каналов.

Сети Wi-Fi

Термин Wi-Fi был введен Альянсом (Wi-Fi Alliance также известен как «Wireless Ethernet Comparibility Alliance» - WECA). Изначально, термин звучал «IEEE 802.11b- совместимые», но в Wi-Fi Альянс, решили, что такое название слишком длинное и сложное для запоминания. Термин Wi-Fi никак не расшифровывался и имел лишь созвучное с Hi-Fi для потребителей название. Позднее Wi-Fi стал расшифровываться как Wireless Fidelity - беспроводная точность.

Wi-Fi технология возникла благодаря принятию решения федеральной комиссии по связи Соединенных Штатов Америки (FCC, 1985 год) об открытии нескольких полос беспроводного спектра для использования без государственной лицензии. Эти полосы уже использовались для всякого рода оборудования, такого как, например, микроволновые печи. Для работы в этих частотах, устройства должны использовать технологию «распространения спектра». Благодаря этой технологии, радио сигнал распространяется в более широком диапазоне частот, делая сигнал менее чувствительным к помехам и трудно перехватываемым.

Практика нашей работы в офисе предоставления услуг по настройке и установке беспроводных сетей показывает, что подавляющее большинство людей просто не знают, что такое на самом деле Wi-Fi или беспроводная сеть. Мы очень часто общаемся с клиентами и знакомыми, и все время им приходится объяснять, что Wi-Fi - это не совсем Интернет, а товарный знак, говорящий о том, что покупая оборудование с наклейкой Wi-Fi мы приобретаем сертифицированный продукт, который без проблем будет работать с такими же беспроводными устройствами.

Скорее всего, такое заблуждение кроется в изначально неправильной рекламной кампании поставщиков оборудования и платформ, оснащенных беспроводными модулями Wi-Fi. За всю историю было достаточно массовых рекламных кампаний, после которых получалось так, что люди называли все, что ассоциировалось с рекламируемым продуктом, его именем. Явный пример - это фирма Xerox. До сих пор все копировальные аппараты (не важно, какой они фирмы) называют «ксероксами».

Примерно то же произошло и с Wi-Fi сетями. В первое время не было Интернет-провайдеров, использовавших беспроводные сети для предоставления доступа в Интернет своим клиентам, хотя при этом производители и дилеры продвигали свою продукцию под такими лозунгами, как «Мобильный интернет Wi-Fi в Вашем ноутбуке» и прочее. С одной стороны, это правильное выражение, т.к если. например, у вас дома есть Интернет и установлена точка доступа, то мобильный Интернет Вы все же получите. Но если посмотреть с другой стороны, то получается, что покупка ноутбука с наклейкой Wi-Fi не дает вам гарантии получения доступа в Интернет где угодно.

Сейчас, конечно, такого уже нет, но в головах потребителей четко закрепилось, что Wi-Fi - это Интернет. Так и происходит: когда люди узнают о сфере нашей деятельности, следует ответная реакция: «О, класс, мне как раз нужно подключиться к Wi-Fi» (подразумевая при этом необходимость подключения к сети Интернет).

В этой статье мы простым языком попытаемся рассказать вам о том, что из себя представляют беспроводные сети Wi-Fi и как они работают.

Для начала о самом Wi-Fi оборудовании. На сегодняшний день существует большое количество компаний, которые производят беспроводное оборудование. Основные типы устройств - это «точка доступа» (Access Point) и «беспроводной роутер» (Wireless Router, проще говоря, многофункциональная точка доступа).

Начинка у всех устройств примерно одинаковая, в основном они отличаются программными обеспечением и режимами работы. Если Вы слышите, что точки доступа какого-нибудь производителя работают нестабильно, часто зависают и т.д., то, скорее всего, это вызвано недоработкой программного обеспечения, т.е. «сырой» или непроверенный в работе продукт был выпущен в продажу.

С другой стороны, есть немало компаний, которые производят действительно хорошие устройства со стабильно работающими прошивками. Во время работы приходилось сталкиваться и тестировать разные устройства, и если брать в пример класс оборудования для построения небольших корпоративных сетей, то можно перечислять несколько надежных производителей: Cisco-Linksys, Asus. Правда не стоит кидаться и покупать оборудование с логотипами этих фирм. Для начала почитайте и изучите, что пишут о необходимом Вам устройстве (к сожалению, и у надежных производителей бывают «оплошности»), или обратитесь к профессионалам.

В итоге точка доступа Wi-Fi - это просто устройство, и, чтобы получить именно Интернет через Wi-Fi, вам, для начала, необходимо подключиться к какому-нибудь провайдеру и уже потом на это соединение установить беспроводное оборудование. В этом случае у Вас будет беспроводной доступ в Интернет. Если у вас дома на ноутбуке отображается множество сетей, то, скорее всего, это сети ваших соседей, которые уже подключились к сети Интернет через кабельного провайдера и установили Wi-Fi оборудование.

Также существуют провайдеры, которые строят сети Wi-Fi посредством установкм беспроводных точек доступа на свои локальные сети и предоставляют, таким образом, доступ в Интернет для своих клиентов.

Теперь, когда уже более-менее понятно, что такое Wi-Fi оборудование, можно, не сильно углубляясь в техническую сторону, рассказать о том, как это работает.

В точке доступа установлен радиомодуль, который выполняет функции приема-передачи данных. Такой же модуль устанавливается в компьютер или ноутбук. Эти модули производятся разными компаниями на основе разных чипов. Стандарт Wi-Fi принимался специально для того, чтобы оборудование Wi-Fi разных производителей было совместимо между собой. Т.е. чтобы вы, увидев наклейку Wi-Fi на коробке от точки доступа, были уверены, что она заработает вместе с вашим ноутбуком.

После к точке доступа подключается кабель от Интернет-провайдера, и производится соответствующая настройка оборудования и компьютера. В итоге вы получаете доступ в Интернет, только уже не через кабель, а через Wi-Fi сеть. Получается, что точка доступа или роутер служат некоторым беспроводным «шлюзом» между вашим компьютером и провайдером.

Почтовая связь

Почта, вид связи, осуществляет регулярную пересылку почтовых отправлений - письменной корреспонденции, периодических изданий, денежных переводов, бандеролей, посылок - преимущественно при помощи транспортных средств. Потребность людей в обмене информацией появилась в глубокой древности. С зарождением письменности информация стала передаваться в письменном виде, что положило начало почтовой связи. Вначале такая связь была эпизодической. С возникновением рабовладельческих государств, правители которых нуждались в постоянной информации о положении в собственной стране и на подвластных им территориях, почтовая связь стала приобретать упорядоченный характер. В Древней Греции, Персии, Египте, Китае, Римской империи существовала хорошо налаженная государственная почтовая связь: письменные сообщения пересылались с конными и пешими гонцами по принципу эстафеты. В раздробленной феодальной средне - вековой Европе существовали монастырские и университетские почты: гонцы монастырской почты поддерживали связь между монастырями и главой церкви в Риме, между монашескими орденами и их братствами, а университетской - между учащимися и их семьями; некоторые из университетских почт за определенную плату доставляли сообщения частным лицам. С развитием торговли и ремесел появились почты городов, обслуживавшие купцов и ремесленников. Постепенно право пользования этими почтами стало предоставляться и другим слоям населения. На территории Западной Европы с почтой городов конкурировала частная почта, организованная немецким дворянским домом Турн и Таксис (она просуществовала около 400 лет и была выкуплена в 1867 правительством Пруссии). В 16-17 вв. во Франции, Швеции, Англии и других странах возникла централизованная королевская почта. С развитием производственных отношений и зарождением капитализма возникла необходимость организации регулярной и быстрой почтовой связи как внутри страны, так и между странами.

Телефонная связь

Телефонная связь - самый распространенный вид оперативно - управленческой связи. Официально она появилась 14 февраля 1876 года, когда А. Белл (Александр Грейам, 1847-1922, США) зарегистрировал изобретение первого телефонного аппарата. Первая телефонная станция появилась в 1878 году также в США (Нью-Хейвен).

Принцип телефонной связи

Телефонный микрофон, в который говорит абонент, преобразует колебания звука в аналоговый электрический сигнал. Сигнал передается по линиям связи на телефонный аппарат абонента, принимающего голосовую информацию, с помощью индуктивных катушек и мембраны, расположенных в телефонной трубке. Этот сигнал преобразуется в колебания звука (тональный сигнал) с полосой передаваемых частот по отечественным телефонным каналам, равной 300 Гц-34кГц.

Телефонная связь представляет собой разветвленную структуру, объединяющую аппараты абонентов с ближайшими автоматическими телефонными станциями (АТС), соединяется абонентской линией с ближайшей АТС, удаленной от него на расстояние до 10 км («последняя миля»). На телефонной станции на время телефонных переговоров производится подключение телефонных каналов абонентских переговоров. Широкое применение в организациях находят офисные телефонные системы (УФТС, ОАТС, ЭУАТС и другие).

Среди большого разнообразия современных телефонных аппаратов, подключаемых к АТС, все чаще используются радиотелефоны, а среди них аппараты, использующие стандарт микросотовой (пикосотовой) связи DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunication - цифровой расширенный беспровдной телекоммуникационный стандарт). Емкость такой сети можно наращивать практически без ограничений, создавая сети DECT, охватывающие любую территорию (даже страны). При этом базовые станции располагаются на расстоянии 100-500 метров - в помещении. При охвате больших территорий лучше использовать беспроводные сотовые сети типа GSM. Использование таких радиотелефонов обеспечивает в диапазоне 1880-1900 МГц надежную передачу речи и высокую помехоустойчивость.

Современные учережденческие АТС (УАТС) предусматривают возможность подключения радио - телефонов DECT к локальной телефонной сети. Телефоны стандарта DECT считают самыми безопасными среди беспроводных мобильных аппаратов, т.к. максимальная излучаемая ими мощность не превышает 10 мВт (мощность GSM - аппаратов достигает 2Вт). Используемый диапазон нечувствителен к помехам и допускает одновременную работу нескольких, расположенных рядом, систем практически в одном частотном диапазоне со скоростью передачи данных до 552 Кбит/сек.

Телеграфная связь

Телеграфная связь - один из старейших видов связи. Она изобретена в России в 1832 году П.Л. Шиллингом и первоначально использовала телеграфные аппараты с узкой рулонной бумажной лентой. Такая связь считается исключительно надежной, но характеризуется низкой скоростью передачи и не предназначена для широкого, особенно частого, использования.

Телеграфные аппараты, линии, источники тока составляют основные элементы телеграфной связи. Все телеграфные сообщения передаются с определенной скоростью. Скорость телеграфирования измеряется числом элементарных телеграфных посылок, переданных в 1 с. Единицей скорости телеграфирования является Бод (введена в 1927 году). Если, например, на какой-либо линии связи передается 50 элементарных телеграфных посылок в секунду, то скорость телеграфирования равна 50 Бод. В этом случае продолжительность одной элементарной посылки равна 1/50 = 0,02 с = 20 мс. Приемником телеграфного аппарата является электромагнит, через обмотки которого протекает ток, поступающий с линии. С помощью электромагнита преобразуется энергия электрического тока в механическую энергию движения регистрирующего устройства телеграфного аппарата. Электромагнит состоит из обмотки, сердечника и якоря. Ток от линии протекает по обмотке, в результате образуется магнитное поле, воздействующее на якорь, который притягивается к сердечнику, проворачиваясь вокруг оси. При прекращении токовой телеграфной посылки поле в сердечнике пропадает, и якорь под действием пружины возвращается в исходное положение. Линейное реле применяется для более надежной работы телеграфного аппарата при меньших токах, его включают между линей связи и электромагнитом телеграфного аппарата. Различают методы телеграфирования по характеру посылок тока при передаче кодовых комбинации от одной станции к другой и по способу согласования ритмов работы приемного и передающего аппаратов. Кодовые комбинации могут передаваться посылками постоянного или переменного тока. При телеграфировании постоянным током различают однополюсное и двуполюсное телеграфирование. Когда в линию передаются посылки тока одного направления (плюсовые или минусовые), телеграфирование называется однополюсным и пауза между посылками соответствует отсутствию тока в линии. Этот метод называют также телеграфированием с пассивной паузой. Когда рабочая посылка передается током одного направления (например, плюс), а пауза током другого направления (например, минус), такое телеграфирование называется двуполюсным или телеграфированием с активной паузой. При однополюсном телеграфировании используют одну линейную батарею на одной станции.

При двуполюсном телеграфировании необходимы две линейные батареи, каждая из которых подключается к линии через передатчик разными полюсами. Если передатчик и приемник работают синхронно и синфазно, то такой метод телеграфирования называется синхронным. В настоящее время используется стартстопный метод телеграфирования. Происхождение этого название объясняется тем, что распределитель начинает работать только по сигналу «старт» и после каждого цикла останавливается по сигналу «стоп». Для запуска и остановки распределителя при стартстопном методе по линии кроме информационных посылок необходимо передавать еще две служебные посылки - стартовую и стоповую. Синхронный метод в комбинации со стартстопным методом называется синхронно-стартстопным. Этот метод позволяет осуществлять телеграфирование по одной линии с нескольких стартстопных аппаратов с помощью синхронного распределителя. При телеграфировании постоянным током дальность ограничивается расстоянием, при котором на приемной стороне линии амплитуда посылки постоянного тока достаточна для срабатывания приемного электромагнита или реле. Для увеличения дальности телеграфирования необходимо усилить напряжение постоянного тока или включить трансляцию импульсов. Однако усиление напряжения постоянного тока сопряжено со значительными техническими трудностями, а использование трансляцией ограничивается сопровождающими искажениями импульсов. Передача нескольких сообщений посылками постоянного тока требует для каждого сообщения отдельной линии связи. Увеличения дальности телеграфирования и повышение эффективности использования (уплотнения) линии связи - легко решаются с помощью частотного телеграфирования (телеграфирования переменным током). Дальность телеграфирования при этом не ограничена, поскольку легко организовать усиление сигналов переменного тока. Благодаря уплотнению линий связи можно передавать одновременно несколько десятков телеграфных сообщений. Дальностью телеграфирования называют наибольшее расстояние между двумя станциями, на котором можно вести надежную передачу сообщений без применения каких-либо промежуточных усилительных устройств.

Виды передаваемых сигналов

По видам передаваемых сигналов средства связи делят на аналоговые и цифровые или дискретные.

К аналоговым относят непрерывные сигналы (электрические колебания), как правило, плавно меняющие амплитуду своих значений в течение сеанса передачи информации, например, речь в телефонном канале.

Аналоговые сигналы описываются непрерывными функциями времени, поэтому аналоговый сигнал иногда называют непрерывным сигналом. Аналоговым сигналам противопоставляются дискретные (квантовые, цифровые).

Свойства аналоговых сигналов в значительной мере являются противоположностью свойств квантовых или цифровых сигналов.

Отсутствие четко отличимых друг от друга дискретных уровней сигнала приводит к невозможности применить для его описания понятие информации в том виде, как она понимается в цифровых технологиях. Содержащееся в одном отсчете «количество информации» будет ограничено лишь динамическим диапазоном средства измерения.

Отсутствие избыточности. Из-за непрерывности пространства значений следует, что любая помеха, внесенная в сигнал, неотличима от самого сигнала и, следовательно, исходная амплитуда не может быть восстановлена. В действительности фильтрация возможна, например, частотными методами, если известна какая-либо дополнительная информация о свойствах этого сигнала (в частности, полоса частот).

Применение:

Аналоговые сигналы часто используют для представления непрерывно изменяющихся физических величин. Например, аналоговый электрический сигнал, снимаемый с термопары, несет информацию об изменении температуры, сигнал с микрофона - о быстрых изменениях давления в звуковой волне, и т. п.

При передаче любых сведений по сетям передачи данных их преобразуют в цифровую форму. Например, по телеграфу передаются закодированные последовательности импульсов. То же происходит при передачи информации между компьютерами по любым телекоммуникациям. Такие сигналы называются дискретными (цифровыми). При передачи информации из ЭВМ в качестве кода используют восьми разрядный двоичный код.

За пример, «цифрового сигнала», возьмем принцип передачи информации с помощью достаточно известной «азбуке Морзе».

Раньше, когда передача сигнала по воздуху (с помощью радиосигнала), еще только развивалась, технические возможности приемно-передающей аппаратуры не позволяли передавать речевой сигнал на большие расстояния. Поэтому, вместо речевой информации использовали текстовую. Так как текст состоит из букв, то эти буквы передавались с помощью коротких и длинных импульсов тонального электрического сигнала.

Такая передача текстовой информации называлась - передача информации с помощью «Азбуке Морзе».

Тональный сигнал, по своим электрическим свойствам, имел большую пропускную способность, чем речевой, и вследствие этого радиус действия приемно-передающей аппаратуры увеличивался.

Единицами информации в такой передачи сигнала, условно назывались «точка» и «тире». Короткий тоновый сигнал означал точку, а длинный тоновый сигнал тире. Здесь, каждая буква алфавита состояла из определенного набора точек и тире. Так например, буква А обозначалась комбинацией «.-» (точка-тире), а буква Б «-…» (тире-точка-точка-точка), ну и так далее.

То есть, передаваемый текст, кодировался с помощью точек и тире в виде коротких и длинных отрезков тонового сигнала. Если слова «азбука Морзе» выразить с помощью точек и тире, то это будет выглядеть примерно так (рис. 2):

Рис. 2 Азбука Морзе

В основу цифрового сигнала, положен очень похожий принцип кодирования информации, только сами единицы информации там уже другие. Любой цифровой сигнал состоит из так называемого «двоичного кода». Здесь, за единицу информации используются логический 0 (ноль), и логическая 1 (единица). Если за пример, мы возьмем обычный карманный фонарик, то если включить его, то это как бы будет озночать логическую единицу, а если выключим, то логический ноль.

В цифровых электронных микросхемах, за единицы логической 1 и 0, принимают определенный уровень электрического напряжения в вольтах. Так, к примеру, логическая единица будет означать 4,5 вольта, а за логический ноль 0,5 вольт. Естественно для каждого типа цифровых микросхем, значения величины напряжений логического нуля и единицы, разные.

Любая буква алфавита, как и на примере с описанной выше азбукой Морзе, в цифровом виде, будут состоять из определенного количества нулей и единиц, располагающиеся в определенной последовательности, которые в свою очередь. Входят в пакеты логических импульсов. Так например, буква А будет одним пакетом импульсов, а буква Б другим пакетом, но в букве Б последовательность нулей и единичек будет уже другой чем в букве А (то есть, различной комбинации расположения нулей и единичек).