«Информатика» Тема: Системы телекоммуникации и связи

Вид материала

Реферат

Содержание 3.3 Протоколы сети Internet 3.4 Спутники – это не только телевидение... 3.4.1 Как это происходит 3.4.2 Сервисы DirecPC 3.4.3 Полный комплект 3.4.4 Запад есть Запад, а Восток есть Восток 3.4.5 Русские уже ушли вперед 3.4.6 Интернет из Кувейта 3.4.7 Европа ставит спутниковый Интернет на поток 3.4.8 Система комбинированного доступа NetStar 3.4.9 Украинские «ворота» 3.4.9.2 Особенности системы 3.4.10 Новинка Hughes Украине 3.4.10.2 Особенности системы

Подобный материал:

• Информатика и ЭВМ в психологии, 322.7kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине б б 06 Сети и телекоммуникации для направления, 767.28kb.
• Рабочая программа По дисциплине Основы информационной безопасности Для специальности, 137.24kb.
• Программа дисциплины Вычислительные системы и телекоммуникации для направления 080700., 173.01kb.
• Рабочая программа дисциплина Сети ЭВМ и телекоммуникации Направление, 83.38kb.
• Учебно-методический комплекс Для студентов специальности 080801 Прикладная информатика, 489.42kb.
• Типовая учебная программа образование высшее профессиональное химия по специальности, 116kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине вычислительные системы, сети и телекоммуникации, 287.7kb.
• Программа вступительных испытаний направление подготовки: 210400 Телекоммуникации Уровень, 74.5kb.
• Программа по курсу "Теория электрической связи" для студентов направления 210400 "Телекоммуникации",, 302.37kb.

3.3 Протоколы сети Internet

Основное, что отличает Internet от других сетей - это ее протоколы - TCP/IP. Вообще, термин TCP/IP обычно означает все, что связано с протоколами взаимодействия между компьютерами в Internet. Он охватывает целое семейство протоколов, прикладные программы, и даже саму сеть. TCP/IP - это технология межсетевого взаимодействия, технология internet. Сеть, которая использует технологию internet, называется "internet". Если речь идет о глобальной сети, объединяющей множество сетей с технологией internet, то ее называют Internet.

Свое название протокол TCP/IP получил от двух коммуникационных протоколов (или протоколов связи). Это Transmission Control Protocol (TCP) и Internet Protocol (IP). Несмотря на то, что в сети Internet используется большое число других протоколов, сеть Internet часто называют TCP/IP-сетью, так как эти два протокола, безусловно, являются важнейшими.

Как и во всякой другой сети в Internet существует 7 уровней взаимодействия между компьютерами: физический, логический, сетевой, транспортный, уровень сеансов связи, представительский и прикладной уровень. Соответственно каждому уровню взаимодействия соответствует набор протоколов (т.е. правил взаимодействия).

Протоколы физического уровня определяют вид и характеристики линий связи между компьютерами. В Internet используются практически все известные в настоящее время способы связи от простого провода (витая пара) до волоконно-оптических линий связи (ВОЛС).

Для каждого типа линий связи разработан соответствующий протокол логического уровня, занимающийся управлением передачей информации по каналу. К протоколам логического уровня для телефонных линий относятся протоколы SLIP (Serial Line Interface Protocol) и PPP (Point to Point Protocol). Для связи по кабелю локальной сети - это пакетные драйверы плат ЛВС.

Протоколы сетевого уровня отвечают за передачу данных между устройствами в разных сетях, то есть занимаются маршрутизацией пакетов в сети. К протоколам сетевого уровня принадлежат IP (Internet Protocol) и ARP (Address Resolution Protocol).

Протоколы транспортного уровня управляют передачей данных из одной программы в другую. К протоколам транспортного уровня принадлежат TCP (Transmission Control Protocol) и UDP (User Datagram Protocol).

Протоколы уровня сеансов связи отвечают за установку, поддержание и уничтожение соответствующих каналов. В Internet этим занимаются уже упомянутые TCP и UDP протоколы, а также протокол UUCP (Unix to Unix Copy Protocol).

Протоколы представительского уровня занимаются обслуживанием прикладных программ. К программам представительского уровня принадлежат программы, запускаемые, к примеру, на Unix-сервере, для предоставления различных услуг абонентам. К таким программам относятся: telnet-сервер, FTP-сервер, Gopher-сервер, NFS-сервер, NNTP (Net News Transfer Protocol), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), POP2 и POP3 (Post Office Protocol) и т.д.

К протоколам прикладного уровня относятся сетевые услуги и программы их предоставления.

3.4 Спутники – это не только телевидение...

Если взглянуть на статистику принятых и пе­реданных байтов после сеанса наиболее распространенного сегодня коммутируемо­го подключения (по телефонной линии) к Интернету, можно увидеть, что первая цифра во много раз превышает вторую. На каждый передан­ный байт приходится несколько десятков приня­тых. В то же время известно, что спутниковые кана­лы связи обладают очень широкой полосой пропу­скания (правда, только при приеме информации). Решение, которое приходит на ум, - разделить по­токи данных, идущие от пользователя и к нему. Пе­редавать информацию на компьютер можно через спутник, а управлять этим потоком пользователь может через обычную (коммутируемую или выде­ленную) модемную линию.

Около десяти лет назад компания Hughes Electronics Corporation (США), вернее, ее подразделение - фир­ма Hughes Network Systems (HNS) предложила поль­зователям коммерческое решение, которое сегодня практически стало стандартом для спутникового до­ступа к Интернету. Разработанная HNS система DirecPC обеспечила передачу данных на отдельный компьютер со скоростью до 400 Кбит/с. Это в 14 раз быстрее, чем доступ по обычному моде­му (28,8 Кбит/с), и в три раза быстрее, чем по ISDN.

3.4.1 Как это происходит

Еще раз отметим, что особенность системы DirecPC - асимметричность: прямой высокоскорост­ной канал (получение информации со спутника) до­полняется низкоскоростным обратным каналом (пе­редача запросов и пакетов подтверждений), в качест­ве которого выступает dial-up-подключение или вы­деленная линия ближайшего провайдера.

Путь, который проходят запросы пользователя сис­темы DirecPC, несколько необычен. Пакеты запросов и подтверждений клиента, находящегося в Европе, формируемые адаптером DirecPC, транзитом через ISP, идут в так называемый операционный центр NOC (ОЦ) в Германии, имею­щий скоростной доступ в Интернет, откуда обрабо­танная заказанная информация пересылается через спутник заказчику.

Правда, до этого момента происходит ряд дополни­тельных действий. Согласно технологии, драйвер адап­тера DirecPC компьютера пользователя изменяет об­ратный IP-адрес каждого пакета, содержащего запрос к Интернет-серверам, на IP-адрес пользователя на серве­ре операционного центра. Затем драйвер упаковывает исходный пакет с модифицированным обратным ад­ресом в пакет, адресованный ОЦ и отсылает его в Ин­тернет. Запрошенный пользоватечем Интернет-сервер, обработав запрос, передает требуемые данные по мо­дифицированному обратному адресу пользователя в ОЦ, откуда они доставляются по спутниковому каналу непосредственно на компьютер пользователя.

Информация из ОЦ DirecPC передается пакетами по 1500 байтов. После приема четырех пакетов драй­вер DirecPC отсылает пакет подтверждения разме­ром в среднем в 50 байтов. Таким образом, для при­нятия за одну секунду 50 Кбайтов требуется пере­дать порядка 450 байтов по наземному каналу. Как видим, даже с учетом дополнительно передаваемых запросов, для работы DirecPC достаточно любой скорости наземного канала,

3.4.2 Сервисы DirecPC

Система DirecPC ориентирована на предоставле­ние как традиционных Интернет-услуг, так и спе­цифических.

• Услуга TurboInternet включает стандартные сервисы, такие как WWW, FTP, E-mail, Usenet и др. для индиви­дуального получения информации с Web-серверов в интерактивном режиме.
  
• Услуга Package Delivery предназначена для организа­ции высокоскоростной рассылки аудио, видео, гра­фических и текстовых файлов любому чисто пользо­вателей, находящихся в зоне охвата спутника.
  
• Особенности услуги Package Delivery:
  
• неограниченное число пользователей. Отправи­тель определяет адреса и платит только за раз­мер файла, а не за количество получателей или их удаленность;
  
• скорость доставки - до 3 Мбит/с, что в 100 раз быстрее, чем при использовании обычных моде­мов (28,8 Кбит/с);
  
• различные сроки доставки: файлы могут быть получены в указанное отправителем время или с задержкой в зависимости от указанного приоритета:
  
• повышение надежности передачи информации за счет сокращения времени передачи и возмож­ности повторной передачи в случае сбоя.
  

Package Delivery особенно актуальна для больших компаний, банков, имеющих разветвленную сеть филиалов в регионах, так как позволяет организо­вать эффективное управление подразделениями. В сочетании с Turbolnternet она обеспечивает эф­фективное функционирование корпоративных систем и сетей связи.

Доставка исходной информации в ОЦ может быть осуществлена по наземным линиям связи через Интернет (с помощью ftp. E-mail и др.) или поч­той-на физическом носителе (СО-ROM, Floppy Disk), В заданное время содержимое файла указан­ное отправителем, ретранслируется через спутниковый канал группе абонентов, указанных в списке рассылки. При необходимости NOC может органи­зовать выдачу отправителю подтверждений о до­ставке информации каждому абоненту.

Услуга Turbo Webcast/Turbo Multicast позволяет контент-провайдерам предоставлять своим подписчи­кам любую цифровую мультимедиа информацию с помощью популярной PUSH-технологии. Это могут быть как различные видеоконференции, так и платное телевидение.

3.4.3 Полный комплект

В стандартный комплект DirecPC входят:

• плата адаптера DirecPC стандарта PCI и программ­ное обеспечение (поставляется вместе с платой);
  
• параболическая антенна, диаметр которой зави­сит от места установки;
  
• приемная головка и рупорный облучатель. уста­навливаемые на антенне;
  
• коаксиальный кабель - 75 Ом;
  

Для установки системы DirecPC необходимо:

• нали­чие свободного слота PCI для установки адаптера;
  
• удаление точки установки спутниковой антенны - не более 100 м от компьютера;
  
• открытый вид на спутник в точке установки приемной антенны;
  
• подключение к местному Интернет-провайдеру;
  

Сегодня система DirecPC работает со следующими пользовательскими операционными системами:

Windows 3.1/3.11, Windows 95/98, а также OS/2. Для обеспечения DirecPC-доступа в Интернет через ло­кальную сеть необходимо установить дополни­тельное программное обеспечение, разработан­ное компанией Helius. - «Network Edition v 2.1», ко­торое предназначено для операционных систем NetWare, Windows NT, Linux.

3.4.4 Запад есть Запад, а Восток есть Восток

Несмотря на довольно продолжительный срок экс­плуатации, цены на услуги DirecPC в США и Европе все еще существенно отличаются. Впрочем, этому имеется целый ряд объективных причин. Главной из них является достаточно сильная разница в требуе­мых финансовых затратах. Дело в том, что на терри­тории США компания Hughes Network System имеет собственные передающие станции и спутники, с по­мощью которых осуществляется передача данных пользователям. А для работы в Европе американцам потребовалось создать два совместных с Hughes Network System предприятия: Hughes Olivetti Telecom - для продвижения данной технологии в Западной Европе и NetSat Express, которая предоставляет услу­ги в Восточной Европе, включая Украину.

Естественно, этим фирмам потребовалось арендо­вать передатчик на спутнике (сегодня это Hot Bird-3 над 13° восточной долготы) и Операционный центр в городе Гришейм (Германия). В результате, учитывая стоимость аренды спутника, особенности. связанные с международным регулированием, стоимость оборудования и трафика для Европы и СНГ выше, чем в Америке.

Кроме того, система DirecPC в странах СНГ имеет несколько дополнительных недостатков. Первый заключается в принципе организации передачи потоков данных. Так как все запросы абонентов обязательно проходят через NOC, это означает транзит всего исходящего графика через Герма­нию даже в том случае, когда пользователь и ис­точник информации являются абонентами одною или расположенных рядом ISP. В результате возни­кает совершенно бесполезный трафик (следует также учитывать вопросы государственной безо­пасности), избавиться от которого можно лишь разместив операционный центр поблизости от ре­гиональной группировки ISP.

Еще одним недостатком системы DirecPC является жесткая тарифная политика; абоненту предлагается фиксированный тарифный план, превышение ко­торого наказывается штрафными санкциями, а «не­доиспользование» оборачивается финансовыми потерями, В тоже время Hughes Network Systems за­претила своим дистрибьюторам самостоятельно снижать тарифные планы.

Однако, как известно, свято место пусто не быва­ет. Большое количество абонентов, недовольных уровнем предлагаемого сервиса, с одной стороны, и достаточно высокая рентабельность спутнико­вой технологии Интернет-доступа - с другой, привели к тому, что сегодня на рынке появилось несколько аналогичных систем связи, обладаю­щих достоинствами DirecPC, и в то же время ли­шенных ее недостатков.

3.4.5 Русские уже ушли вперед

Прежде чем остановиться на реалиях украинского спутникового Интернета, обратимся к опыту наше­го восточного соседа. Хотя использовать системы DirecPC в России начали раньше и развивается она там быстрее, чем в Украине, существует целый ряд трудностей, неведомых украинским потребителям. Дело в том, что доступный в Украине сервис DirecPC от NetSat Express распространяется только на европейскую часть Российской Федерации, поскольку многие крупные промышленные и науч­ные центры, расположенные восточнее, находятся вне зоны видимости спутника-ретранслятора HotBird-3. Поэтому, кроме DirecPC, на российском рынке сегодня активно разворачиваются сразу не­сколько систем спутникового доступа к Интернету.

3.4.6 Интернет из Кувейта

Одна из таких систем - ZakNet, принадлежащая ку­вейтской компании ZakSat General Trading Co. Эта система спутникового доступа в Интернет, продвигаемая московской фирмой Diamond Communications, доступна практически на всей территории России.

Пользователи системы, как и в случае с DirecPC, по­лучают возможность приема данных со скоростью до 400 Кбит/с. Однако спутниковый канал в ZakNet более производительный - 26 Мбит/с. Вещание производится через спутник-ретранслятор AziaSat-2. Операционный центр системы - NOC - располо­жен в городе Субик Бэй на Филиппинах.

Отличие системы ZakNet от DirecPC состоит в особенностях, связанных с использованием тех­нологии TelSat, разработанной французской фирмой Sagem. Главной из них является исполь­зование IP-адресов оператора в явном виде. Па­кеты запросов и подтверждений, направляемые терминалами ZakNet из России, имеют стандарт­ный формат и изначально снабжены филиппин­ским обратным адресом.

На сегодняшний день для огромного числа потен­циальных российских пользователей спутниковых систем, живущих в Сибири и на Дальнем Востоке, ZakNet является единственно доступной системой. Кроме того, сервис ZakNet дешевле, чем DirecPC. Низкие расценки на трафик и отсутствие ограни­чений на объем «перекачанной» информации должны привлечь внимание российских пользова­телей. Впрочем, эта система доступна и жителям ев­ропейской части России (в Москве и Санкт Петер­бурге требуются антенны диаметром около 2 м).

3.4.7 Европа ставит спутниковый Интернет на поток

Компания Europe Online - общеевропейский Интернет-провайцер - в мае текущего года начала предоставлять своим клиентам новую услугу, по­лучившую название "Интернет в космосе» (Internet in the Sky). Для этого фирма арендовала два транспондера в спутниковой системе ASTRA.

Для получения информации через спутниковую сеть клиентам Internet in the Sky необходимо иметь специальные компьютерные адаптеры н спутниковые антенны. Для организации обратно­го потока данных можно использовать модем, линию ISDN или любой другой канал доступа в Интернет. При этом абоненты, купив дополни­тельное DVB/MPEG-2 совместимое оборудование, могут принимать еще около 100 цифровых теле­визионных каналов.

Internet in the Sky способна обеспечить высоко­скоростную загрузку Интернет-контента и фай­лов всем, кто имеет доступ к спутниковому телевещанию. По словам президента Europe Online Кандеса Джонсона, скорости загрузки данных составляют 2, 4 и 6 Мбит/с.

3.4.8 Система комбинированного доступа NetStar

Организаторы еще одного российского проекта спутникового доступа к Интернету (NetStar) - ком­пании «Демос-Интернет», «Классика» и междуна­родная телерадиокомпания «Мир» - заявляют, что потребителями их услуг в первую очередь станут те абоненты, для которых пропускной способности обычного коммутируемого соединения недоста­точно, а стоимость выделенной линии - слишком высока. Как правило, эти абоненты уже подключе­ны к провайдеру по коммутируемой телефонной линии, но им необходимо: увеличить объем получаемого графика; повысить скорость доступа в Интернет; передавать данные одновременно в не­сколько приемных точек (Push-технология).

В качестве канала передачи данных от сети к поль­зователю в системе NetStar используется спутнико­вый канал с максимальной пропускной способнос­тью 53 Мбит/с. Для доступа к NetStar в московском регионе используется стандартная параболическая антенна диаметром 90 см. Компанией «Демос-Интернет» разработано техническое решение, позво­ляющее подключить к NetStar локальную корпора­тивную сеть или региональный узел Интернета.

3.4.9 Украинские «ворота»

В прошлом году в Киеве у пользователей DirecPC также появилась альтернатива - начал работу про­ект спутникового доступа в Интернет под названи­ем SpaceGate («Космические ворота»). Этот проект был осуществлен усилиями СП «Global Ukraine» и ЗАО «Телекоммуникационные системы» при под­держке телекомпании «СТБ» (с весны 1999 года оператором системы стала компания SpaceGate),

Передача данных в системе «SpaceGate» осуществляется через ретранслятор израильского спутника Amos-1 (над 4° западной долготы) с про­пускной способностью до 52 Мбит/с IP-пакеты каждого абонента в системе SpaceGate транслиру­ются в групповом потоке формата MPEG-2. Такая передача обеспечивает возможность использова­ния всех протоколов (TCP, UDP. FTP и т п.) и служб (Web, E-mail и т. д.) Интернета без каких-либо ог­раничений

Базовые услуги системы «SpaceGate» - те же, что и в системе DirecPC высокоскоростной прием инфор­мации конечными пользователями Интернета (до 400 Кб/с); обеспечение доступа к своим базам дан­ных из корпоративных систем. Система также поз­воляет организовать высокоскоростную сеть передачи данных с центрального сервера на удаленные абонентские терминалы по запросам клиентов (Package Delivery).

3.4.9.1 Оборудование

Комплекс оборудования системы SpaceGate со­ставляют: сетевой операционный центр, располо­женный в Киеве, и абонентское оборудование. Основными задачами NOC являются:

• авторизация пользователей в системе;
  
• маршрутизация ответ­ных информационных потоков на спутниковый ретранслятор;
  
• учет и обработка информа­ции о трафике абонентов.
  
  Абонентское оборудо­вание предназначено для передачи запросных па­кетов и приема ответной информации со спут­никового ретранслятора.
  

Дня нормальной работы в системе SpaceGate обяза­тельно наличие у абонента реального IP-адреса (динамического или статического). Если абонент получает доступ к Интернету через ISP «Global Ukraine», то реальный IP-адрес предоставляется ему по умолчанию. Если доступ получен через другого Интернет-провайдера, то прежде всего необходимо уточнить, предоставлен ли ему реальный IP-адрес.

3.4.9.2 Особенности системы

Важной особенностью, которую необходимо учитывать, является маршрутизация потоков ин­формации. Специалистами «Global Ukraine» ре­ализован способ распределения, при котором запросные IP-пакеты абонентов, подключенных к Интернету непосредственно через «Global Ukraine», обрабатываются маршрутизаторами «на лету», не достигая Proxy-сервера, и направляются сразу к источнику информации. Ответные дан­ные этих абонентов, также минуя Рrоху-сервер, отправляются через спутниковый ретранслятор абоненту. Для всех остальных выполняется мар­шрутизация через Proxy-сервер.

3.4.10 Новинка Hughes Украине

Систему спутникового Интернета па базе техно­логии IP Advantage осенью 1998 года в Украине развернула компания «УкрСат». Эта технология является детищем все той же Hughes Network Systems и относится к семейству ее программных и аппаратных разработок DirectPC Enterprise Edition. На сегодня существует три разновидности DirecPC Enterprise Edition:

• basic (базовая) - только для приема (запросы не передаются);
  
• enhanced - улучшенная, двунаправленная система с запроса­ми по наземной линии;
  
• IP Advantage - двунаправ­ленный метод с запросами на передачу информа­ции отправляемыми через VSAT-терминалы (Very Small Aperture Terminal).
  

Как и в случае с обычной системой DirecPC, в Basic и Enhanced системах в определенном реги­оне строится центральная станция NOC, имею­щая высокоскоростные каналы доступа к Интер­нету и оснащенная высокоскоростным спутнико­вым каналом передачи информации, С этой стан­ции производится рассылка информации уда­ленным терминальным станциям, Скорости пе­редачи информации достигают 400 Кбит/с на каждого пользователя,

IP Advantage в свою очередь, являет­ся разновидностью технологии DirecPC, предназ­наченной для работы с гораздо большим пото­ком информации и на больших скоростях. Здесь информация с центральной станции передается клиентам через высокоскоростной канал IP Advantagc-Outrout пропускной способностью до 24 Мбит/с. Скорость же передачи информации на каждую удаленную спутниковую станцию до­стигает 1500 Кбит/с.

3.4.10.1 Оборудование

Оборудование, используемое в IP Advanuge, можно условно разделить на три группы

• оборудование удаленной станции, устанавливаемое вне помещения, - сюда относятся непо­средственно антенну и приемо-передающий модуль,
  
• оборудование удаленной станции, останавливае­мое внутри помещения, - спутниковая станция PES (Personal Earth Station) и устройство DirecPC Standanalone Enterprise Relay (SAR). Они соеди­нены между собой коаксиальным кабелем. Сиг­нал IP Advantage-Outrout, попадая на PES через низкочастотный выход, приходит на устройство SAR. К последнему пользователь подключает мар­шрутизаторы и/или оконечное оборудование,
  
• оборудование, устанавливаемое на центральной станции NOC
  

3.4.10.2 Особенности системы

Как видим, в данном случае, в отличие от тради­ционного DirecPC, запросы в Интернет пользова­тель посылает не через модем, а непосредствен­но через спутниковую станцию PES В связи с этим скорости запросов намного превышают модемные - от 64 до 256 Кбит/с. Это так называе­мый типичный вариант системы IP Advantage. Последняя предусматривает также и «облегчен­ный» вариант, при котором передача запросов клиентом ведется наземным способом с помо­щью коммутируемой или выделенной линии В этом случае прием информации производится через уже знакомую нам по DirecPC PCI-карточку или все тот же блок SAR.