АРХИВ СТАТЕЙ ЖУРНАЛА «МОЙ КОМПЬЮТЕР» ЗА 2003 ГОД

Автобаны Интернет

• Все журналы \ Номер 4/227 `2003 от 27.01.2003 \ Автобаны Интернет

Виктор БОНДАРЬ Apollo-13@ukr.net

С распространением Глобальной сети Интернет перед многими пользователями, взыскующими стабильной связи и высоких скоростей, встает проблема «последней мили» (проблема доступа от провайдера услуг доступа непосредственно к пользователю). В свое время ее решили довольно легко и безболезненно: использовали достаточно развитую к тому времени телефонную сеть для доступа отдельных абонентов. Но со временем вопрос скорости доступа вновь стал актуален. Как можно его решить, мы с вами сейчас и попробуем разобраться.

Сегодняшний Интернет совсем не похож на тот, что был еще пару десятков лет назад. Насыщенный графикой, музыкой и видео, он нынче заставляет содрогаться даже бывалых юзеров, замерших у монитора в ожидании загрузки очередной страницы. Это, конечно, художественное преувеличение, однако оно соответствует реалиям: скорости коммутируемого соединения уже сейчас далеко не всегда хватает для нормальной работы с Сетью.

56 Кбит/сек скорости, заявленные как максимальные для коммутируемого соединения, при нашем качестве связи в большинстве случаев превращаются в 36 Кбит/сек. Дальнейшая же «доводка» технологии практически бесперспективна (теоретически, максимальная скорость dial-up соединения — 64 Кбит/сек). Стало очевидным, что решение «мучить» телефонную сеть несвойственными ей данными уже неактуально — пора осваивать новые технологии. Особенно же новейшие высокоскоростные технологии доступа к Сети стали вызывать интерес после того, как счета за услуги телефонии начали превышать счета за услуги провайдера.

Но прогресс не стоит на месте и выход из dial-up тупика, естественно, есть. Наш обзор многочисленных решений проблемы «последней мили» мы начнем с многообещающих радиотехнологий.

Герцу и его опытам посвящается...

Мог ли представить Герц, проводя свои опыты, что маленькая искорка, порожденная первыми в мире радиоволнами, когда-нибудь будет называться «беспроводным будущим». Правда, пока это лишь громкие слова, да и ставка на новейшие радиотехнологии в прошлом году принесла лишь многомиллиардные убытки телекоммуникационным компаниям. Однако кое-что полезное мы имеем уже сейчас.

В основном все это системы, не создававшиеся специально для передачи интернет-трафика, и лишь позже кое-как приспособленные для этой цели. И это очень ощутимо сказывается на скорости. Так, до недавних пор скорость передачи данных в сетях GSM не превышала 19.2 Кбит/сек. Основной причиной столь малой скорости была узость частотной полосы, предоставляемой мобильному телефону для соединения. Частично эта проблема была решена с введением стандарта GPRS. GPRS (General Packet Radio Service — пакетный радио-сервис общего назначения) — это протокол, своеобразная надстройка, которая используется для передачи данных в сетях GSM. При этом используется пакетная технология, давно зарекомендовавшая себя. Полученные таким образом данные можно передавать на десктоп, ноутбук, либо сразу прочитать их, используя WAP.

GPRS имеет ряд существенных преимуществ перед «обычной» передачей. Во-первых, это сравнительно высокая скорость, которая обеспечивается выделением нескольких, свободных на данный момент каналов. Теоретически достижимо 150 Кбит/сек и даже выше, в действительности же этот показатель сильно зависит от многих факторов: неуверенный прием или перемещение абонента могут вызвать понижение скорости в несколько раз. Вторым же преимуществом, которое, несомненно, оценят наши пользователи, является экономность данного стандарта в отношении радиоресурсов: каналы выделяются только в момент передачи данных, а соединение происходит мгновенно. На практике же это означает, что платить придется лишь за реально скачанную информацию, а не за время (надо заметить, весьма дорогое), проведенное в попытке скачать почту или потраченное на изучение страницы.

Но и это еще далеко не все преимущества данной технологии. GPRS, благодаря некоторым особенностям, успешно применяется в системах телеметрии, а также для соединения банкоматов с банковскими сетями.

Ближе к звездам

На популярности сотовой связи негативно сказывается относительно небольшая зона покрытия. Этого недостатка лишена спутниковая связь, которая может быть установлена почти с любой точкой планеты. Но и она изначально не была предназначена для передачи интернет-данных. Сейчас трафик в основном передается с использованием технологии DVB (Digital Video Broadcasting — цифровое телевизионное вещание).

Как понятно из названия, эта технология разрабатывалась для передачи телесигнала в цифровой форме, поэтому набор аппаратуры практически не отличается от стандартного для спутникового телевидения. По этой же причине некоторые телекомпании, предоставляющие услуги спутникового телевидения, сейчас берут на себя роль интернет-провайдера.

Схем передачи данных может быть две: одно- и двухсторонняя. На последней (Рис. 1) мы останавливаться не будем, поскольку комплект приемно-передающей аппаратуры по карману лишь большим корпорациям и военным. А вот односторонняя передача при некоторых обстоятельствах может оказаться дешевле всех остальных вариантов (Рис. 2).

Для ее организации, кроме комплекта принимающей аппаратуры (спутниковая тарелка, СВЧ-ресивер, декодер), необходима также линия телефонной связи для передачи запросов на данные и технической информации.

На примере одностороннего спутникового доступа мы можем видеть асимметричность природы Интернета: исходящий поток (от пользователя в сеть Интернет), который обычно в 5-10 раз меньше приходящего, передается по коммутируемой связи, получаемая же информация приходит через высокоскоростной спутниковый канал. По этой причине такой вид доступа еще иногда называют асимметричным спутниковым доступом.

При оплате услуг этого рода провайдер предоставляет программу, которую вы должны инсталлировать на своем компьютере. Далее необходимо установить соединение с Интернетом (при этом неважно, через какого провайдера будет идти связь). Программа, установленная у вас, передает через Интернет ваши данные в центр связи. И если аутентификация прошла успешно, то вся информация, на которую вы подаете запрос посредством обычной телефонной связи, к вам приходит через спутник.

Скорость получения информации может колебаться от 100 Кбит/сек до 2 Мбит/сек, в зависимости от возможностей оператора и типа доступа. Всего выделяют два типа доступа: коллективный и выделенный. При коллективном доступе общий ресурс динамически распределяется между всеми пользователями, и поэтому скорость зависит от количества последних (обычно есть некоторый минимум, объявленный провайдером). При доступе по выделенному каналу вам гарантированно обеспечивают определенную скорость, однако платить за нее приходится вне зависимости от того, используете вы канал полностью или он простаивает. По этой причине выделенный канал не пользуется особой популярностью у обычных пользователей, хотя с его использованием возможна даже двусторонняя связь.

К недостаткам спутникового доступа следует отнести необходимость приобретения достаточно дорогостоящего оборудования, а также его большую инертность (то есть от посылания запроса до прихода материала проходит сравнительно длительное время, что обусловлено большим путем сигнала).

В некотором не весьма отдаленном будущем планируется создать спутниковую сеть, предназначенную для передачи цифровых данных. И тогда, кто знает, возможно, спутниковый Интернет займет свои позиции покрепче или когда-нибудь даже станет основным видом доступа в Интернет.

Радиоактивность

Как известно, для высокоскоростной передачи данных на небольшое расстояние может использоваться обычный радиоканал. Например, если нужно соединить два здания в городе, находящиеся более чем в 700 м друг от друга, будет гораздо выгоднее использовать радиосвязь, чем прокладывать выделенную линию (Рис. 3). Однако радиодиапазон можно использовать не только для соединения двух точек. С его помощью можно предоставить доступ в Сеть для многих абонентов. Для этого используются такие технологии как MMDS (Multichannel Multipoint Distribution System — многопользовательская распределенная система), LMDS (Local Multipoint Distribution Service — локальная многоточечная сеть доступа), MVDS (Multipoint Video Distribution System — многоточечная система распространения видео), WLL (Wireless Local Loop — беспроводная локальная цепь), RadioEthernet и многие другие.

В условиях нашего рынка наиболее вероятно развитие сетей на основе RadioEthernet, которые смогут предоставлять доступ к общим ресурсам нескольким десяткам абонентов на скорости до 11 Мбит/сек, правда, в довольно небольшом радиусе действия. Технология RadioEthernet разрабатывалась изначально для создания беспроводных сетей, но потом оказалась довольно удобна и для радиодоступа в Интернет.

Позже возможно развитие LMDS, MMDS и MVDS технологий, которые в первую очередь предназначались для распределения телевизионных сигналов, однако также вполне могут использоваться для доступа в Интернет. Радиус их действия колеблется от 10 до 100 км. Хотя обходиться такие каналы доступа будут намного дороже, но они смогут одновременно обеспечивать доступ к Сети нескольким тысячам потребителей. При этом скорость соединения будет зависеть лишь от имеющихся в распоряжении ресурсов. Обычно для входящего трафика выделяют один-два телевизионных канала, каждый из которых имеет пропускную способность до 42 Мбит/сек. Исходящий от пользователя поток данных может передаваться как по наземным коммуникациям, так и с помощью радиосигнала (Рис. 4).

В общем же, все сети радиодоступа строятся по принципу сетей сотовой связи: устанавливается необходимое количество базовых станций, которые соединяют между собой оптоволокном с выходом на интернет-канал. Пользователь же должен установить специальный радиомодем, соединенный с антенной (Рис. 5). Антенну устанавливают на крыше дома, обычно соблюдая правило прямой видимости с антенной провайдера (Рис. 6). При этом еще могут накладываться некоторые ограничения на длину кабеля, соединяющего модем с антенной.

Радиосистемы в основном являются системами коллективного доступа, поэтому, как и при спутниковом доступе, скорость их работы в значительной степени зависит от количества присоединенных пользователей. Цена же услуг зависит от стоимости базового и пользовательского оборудования и, кроме того, от стоимости выделяемого для использования диапазона радиочастот. С увеличением числа пользователей цена услуг уменьшается.

Конечно, при нынешнем дефиците радиоресурсов свободный радиоканал найти не так легко. В этом случае им может выступать электромагнитная волна в инфракрасном диапазоне. Устройства на основе ИК-светодиодов или полупроводниковых лазеров имеют радиус действия от 300 м до 3 км и обеспечивают при этом широкополосный доступ в Интернет на скорости от 2 Мбит/сек до 10 Мбит/сек (в перспективе достижимо 155 Мбит/сек) (Рис. 7).

Хотя средства радиодоступа весьма перспективны, однако до сих пор наиболее распространенными остаются проводные системы.

Только ветер гудит в проводах...

Старый добрый кабель обеспечивает нам сегодня наибольшую пропускную способность. И несмотря на всю дороговизну, пока он незаменим.

По своей природе коаксиальный кабель, в отличие от витой пары, является широкополосной системой, пригодной для передачи огромных объемов информации. Еще большими пропускными способностями обладает оптико-волоконный кабель (до 10 Гбит/сек). Однако провести выделенку к своей квартире просто не по карману большинству юзеров.

Решением проблемы недорогого кабельного соединения может стать использование уже существующих проводных инфраструктур: сетей кабельного телевидения или даже электросетей.

В больших городах ко многим квартирам тянется самая настоящая выделенка. Правда, предназначена она для передачи телесигнала — по ней предоставляются услуги кабельного телевидения. Но это отнюдь не означает, что данную сеть нельзя использовать для передачи данных Интернета. Установив соответствующее оборудование, оператор кабельного телевидения может передавать интернет-трафик, а пользователь, установив кабельный модем (Рис. 8), — принимать. Для приходящего потока данных опять-таки выделяют один-два телеканала, ширина частотного диапазона каждого из которых составляет 8 МГц. Соответственная пропускная способность, в зависимости от модуляции, может иметь величину от 38 Мбит/сек до 52 Мбит/сек. Конечные пользователи вправе рассчитывать на 300-400 Кбит/сек.

Исходящий поток тоже может передаваться по кабелю (для него обычно выделяется полоса от 5 до 65 МГц), однако для этого требуется модернизация сетей, изначально предназначенных для передачи аналогового сигнала в одну сторону (соответственно, при их построении и усилители сигнала применялись односторонние).

В качестве паллиатива операторы применяют схему, предполагающую передачу исходящего потока через телефонное соединение. Однако, помимо дополнительной оплаты за телефон, при этом теряется такое преимущество как мгновенное соединение, усложняется конфигурация системы, она становится непригодной для симметричных приложений (например, видеоконференций).

Доступ через кабельные сети — еще один из примеров коллективного доступа. И здесь могут возникать серьезные проблемы с безопасностью. Ведь в пределах обслуживания конечной системы каждый пользователь может видеть весь трафик. Кроме того, если к кабелю подключены локальные сети с общими ресурсами, последние также могут стать доступны любому пользователю из той же зоны обслуживания. Этому можно препятствовать шифрованием трафика и установкой брандмауэров, но в корне эти проблемы решить нельзя.

Еще более обширны, чем кабельные сети, сети электрические. Они тянутся в каждый дом, соединяют в нем каждую розетку. Все это дает поистине грандиозные возможности по предоставлению высокоскоростного доступа в Интернет каждому пользователю и создает предпосылку к построению невиданных до сих пор сетей обмена информацией, которые могли бы без особых усилий объединить вплоть до бытовых электроприборов в доме, подчинив их компьютеру. Кого не прельстит возможность согреть чайку или достать пиво из холодильника, не вставая из-за компьютера :-)? Правда, наслаждаться этими плодами придется разве что через web-камеру, но все равно ведь конкретный результат налицо :-).

Шутки шутками, а данным видом доступа всерьез заинтересовались правительства многих стран. Особенно же спешат обеспечить качественным и относительно дешевым Интернетом своих граждан французы, принявшие соответствующую государственную программу. Данная идея реализуется также и во многих странах Европы и в США.

Было разработано немало технологий, обеспечивающих доступ в Интернет через электросеть, а также систем взаимодействия через электропроводку устройств, оснащенных соответствующим интерфейсом. На данное время всевозможные варианты реализации такой связи обеспечивают скорость обмена данными от 2 Мбит/сек до 42 Мбит/сек. Хотя пока эти показатели могут свидетельствовать лишь о больших перспективных возможностях данной технологии, которая все еще находится на этапе активного развития. К тому же она мало испытана в реальных условиях, где могут возникать многие проблемы. К примеру, зашумленность электросетей в результате работы электроприборов может оказывать существенное влияние на скорость передачи информации.

Внедрению этой технологии у нас препятствует необходимость больших начальных капиталовложений в ее развитие. Электрический ток по магистральным линиям передается с большим напряжением и лишь перед конечным потребителем преобразуется в привычные 220 В. Такая система мешает свободной передаче данных. То есть высокоскоростной канал связи нужно протянуть к каждому участку электросети после понижающего трансформатора, что обойдется очень дорого.

Сам же по себе данный вид доступа оказывается достаточно дешевым. К примеру, в Швеции в 2000 году такое удовольствие обходилось в $45 в месяц за канал с пропускной способностью 1 Мбит/сек.

Для доступа необходим лишь специальный модем для электросетей. С его помощью можно информацию как передавать, так и принимать, без необходимости дополнительной связи.

Подробнее об этой перспективной технологии не так давно писал Игорь Зубаль в статье «В Интернет по электропроводке», МК №14 (185) 2002 г.).

В наших местных условиях ближайший десяток лет массовым внедрением «электроинтернета» нам, судя по всему, не грозит. Однако есть еще один вид сетей, о которых мы поначалу отозвались не весьма лестно.

(Продолжение следует)

Идёт загрузка...

Данную страницу никто не комментировал. Вы можете стать первым.

Ваше имя:
Ваша почта:
Комментарий:
Введите символы или вычислите пример: * Обновить