Prijenos podataka Uređaji, sustavi, programi. Informacijska tehnologija

Većina stanovnika modernih gradova svakodnevno prenosi ili prima podatke. To mogu biti računalne datoteke, televizijska slika, radio emitiranje - sve što čini određeni dio korisnih informacija. Tehnološke metode prijenosa podataka - ogroman iznos. U isto vrijeme, u mnogim segmentima informacijskih rješenja, modernizacija relevantnih kanala odvija se nevjerojatno dinamičnom brzinom. Umjesto uobičajenih tehnologija koje, čini se, mogu u potpunosti zadovoljiti ljudske potrebe, dolaze nove, naprednije. Nedavno je pristup mreži putem mobitela bio gotovo jednako egzotičan, ali danas je ova opcija većini ljudi poznata. Moderne brzine prijenosa datoteka putem interneta, mjerene u stotinama megabita u sekundi, izgledale su kao nešto fantastično za prve korisnike World Wide Weba. Kojim se vrstama infrastrukture mogu prenijeti podaci? Što može biti zbog izbora kanala?

Osnovni mehanizmi prijenosa podataka

Koncept prijenosa podataka može se povezati s različitim tehnološkim fenomenima. Općenito, to je povezano s industrijom računalnih komunikacija. Prijenos podataka u ovom aspektu je razmjena datoteka (slanje, primanje), mapa i drugih implementacija strojnog koda.

Riječ je o predmetu koji se također može povezati s ne-digitalnom sferom komunikacija. Na primjer, emitiranje TV signala, radio, telefonske linije - ako ne govorimo o modernim high-tech alatima - može se provesti pomoću analognih načela. U ovom slučaju, prijenos podataka je emitiranje elektromagnetskih signala kroz kanal.

Međusobna pozicija između dviju tehnoloških implementacija prijenosa podataka - digitalne i analogne - može zauzeti mobilna komunikacija. Činjenica je da su neke tehnologije relevantnih komunikacija prve vrste - na primjer, GSM-komunikacija, 3G ili 4G-Internet, druge su manje kompjuterizirane, te se stoga mogu smatrati analognim - primjerice, glasovna komunikacija u AMPS ili NTT standardima.

Međutim, suvremeni trend u razvoju komunikacijskih tehnologija je takav da se kanali prijenosa podataka, bez obzira na vrstu informacija koje se njima prenose, aktivno "digitaliziraju". U većim ruskim gradovima teško je pronaći telefonske linije koje rade prema analognim standardima. Tehnologije poput AMPS-a postupno gube važnost i zamijenjene su naprednijim. Digital postaje TV i radio. Dakle, imamo pravo razmatrati suvremene tehnologije prijenosa podataka uglavnom u digitalnom kontekstu. Iako je povijesni aspekt uključenosti određenih rješenja, naravno, vrlo korisno istraživati.

Suvremeni sustavi prijenosa podataka mogu se svrstati u 3 glavne skupine: implementirane u računalne mreže, koje se koriste u mobilnim mrežama, a koje su osnova za organiziranje TV i radio emisija. Razmotrite njihove pojedinosti detaljnije.

Tehnologije prijenosa podataka u računalnim mrežama

Glavni predmet prijenosa podataka u računalnim mrežama, kao što smo već spomenuli, je skup datoteka, mapa i drugih proizvoda implementacije računalnog koda (npr. Nizovi, hrpe itd.). Moderne digitalne komunikacije mogu djelovati na temelju različitih standarda. Među najčešćim - TCP-IP. Njegovo glavno načelo je da se računalu dodijeli jedinstvena IP adresa, koja se može koristiti kao glavna referentna točka u prijenosu podataka.

Razmjena datoteka u modernim digitalnim mrežama može se provesti uz pomoć žičanih tehnologija ili onih u kojima se kabel ne bi trebao aktivirati. Klasifikacija odgovarajućih infrastruktura prvog tipa može se izvršiti na temelju određene vrste žice. U modernim računalnim mrežama najčešće se koriste:

- uvijene parove;

- svjetlovodne žice;

- koaksijalni kabeli;

- USB kabeli;

- telefonske žice.

Svaki od označenih tipova kabela ima i prednosti i nedostatke. Na primjer, upletena parica je jeftina, svestrana i jednostavna vrsta žice, međutim, ona je značajno slabija od optičkih vlakana u smislu širine pojasa (ovaj ćemo detalj detaljnije pogledati kasnije). USB kabeli najmanje su prikladni za prijenos podataka unutar računalnih mreža, ali su kompatibilni s gotovo bilo kojim modernim računalom - rijetko se nalaze računala koja nemaju USB priključke. Koaksijalni kabeli su adekvatno zaštićeni od smetnji i omogućuju prijenos podataka na vrlo velike udaljenosti.

Značajke računalnih podatkovnih mreža

Bit će korisno proučiti neke ključne karakteristike računalnih mreža u kojima se razmjenjuju datoteke. Širina pojasa je jedan od najvažnijih parametara relevantne infrastrukture. Ova karakteristika vam omogućuje da procijenite što može biti maksimalna brzina i količina podataka koji se prenose u mreži. Zapravo, oba se parametra primjenjuju i na ključ. Brzina prijenosa podataka stvarni je pokazatelj, odražavajući koliko se datoteka može poslati s jednog računala na drugo u određenom vremenskom razdoblju. Razmatrani parametar najčešće se izražava u bitovima u sekundi (u praksi, u pravilu, u kilo-, mega-, gigabitima, u snažnim mrežama - u terabitima).

Klasifikacija računalnih kanala za prijenos podataka

Razmjena podataka s računalnom infrastrukturom može se provesti kroz tri glavna tipa kanala: duplex, simplex i half duplex. Kanal prvog tipa pretpostavlja da uređaj za prijenos podataka na računalu u isto vrijeme može biti i prijemnik. Simplex uređaji, pak, mogu primati samo signale. Polu-duplex uređaji omogućuju aktiviranje funkcije primanja i prijenosa datoteka.

Bežični prijenos podataka u računalnim mrežama provodi se najčešće putem standarda:

- “mali radijus” (Bluetooth, infracrveni portovi);

- "srednji radijus" - Wi-Fi;

- "veliki radijus" - 3G, 4G, WiMAX.

Brzina prijenosa datoteka može se uvelike razlikovati ovisno o određenom standardu komunikacije, kao i stabilnosti veze i njezinoj zaštiti od smetnji. Wi-Fi se smatra jednim od najboljih rješenja za organizaciju domaćih unutar-računalnih računalnih mreža. Ako je potreban prijenos podataka na velike udaljenosti, uključene su 3G, 4G, WiMax ili druge tehnologije koje su s njima konkurentne. Oni zadržavaju potražnju za Bluetooth, au manjoj mjeri i IR portove, budući da njihovo korištenje praktično ne zahtijeva od korisnika da fino podesi uređaje putem kojih se datoteke razmjenjuju.

Najpopularniji standardi "mali radijus" imaju u industriji mobilnih uređaja. Dakle, prijenos podataka na Android iz drugog sličnog OS-a ili kompatibilan često se provodi pomoću Bluetooth-a. Međutim, mobilni uređaji se također mogu uspješno integrirati s računalnim mrežama, na primjer, koristeći Wi-Fi.

Softver za prijenos podataka

Računalna mreža prijenosa podataka funkcionira kroz uključivanje dva resursa - hardvera i potrebnog softvera. Oba su potrebna za organizaciju potpune razmjene datoteka između računala. Programi za prijenos podataka mogu se koristiti vrlo različito. Oni se mogu uvjetno klasificirati po takvim kriterijima kao opseg.

Postoji prilagođeni softver prilagođen korištenju web resursa - ta rješenja uključuju preglednike. Postoje programi koji se koriste kao alat za glasovnu komunikaciju, dopunjen mogućnošću organiziranja video razgovora - na primjer, Skype.

Postoji softver povezan s kategorijom sustava. Korisnik ne može koristiti relevantna rješenja, ali njihovo funkcioniranje može biti potrebno kako bi se osiguralo dijeljenje datoteka. Takav softver u pravilu radi na razini pozadinskih programa u strukturi operativnog sustava. Ove vrste softvera omogućuju povezivanje računala s mrežnom infrastrukturom. Na temelju takvih veza već se mogu koristiti korisnički alati - preglednici, video chat software, itd. Sistemska rješenja su također važna za osiguravanje stabilnosti mrežnih veza između računala.

Postoji softver dizajniran za dijagnosticiranje veza. Dakle, ako napravite pouzdanu vezu između osobnog računala sprječava tu ili onu pogrešku prijenosa podataka, tada se može izračunati pomoću odgovarajućeg dijagnostičkog programa. Uključivanje različitih vrsta softvera jedan je od ključnih kriterija za razlikovanje digitalnih i analognih tehnologija. Kada se koristi tradicionalna infrastruktura za prijenos podataka, softverska rješenja, u pravilu, imaju neusporedivo manje funkcionalnosti nego kad grade mreže temeljene na digitalnim konceptima.

Tehnologije prijenosa podataka u stanicama

Pogledajmo sada kako se podaci mogu prenositi u drugim velikim infrastrukturama - staničnim mrežama. S obzirom na ovaj tehnološki segment, bit će korisno obratiti pozornost na povijest razvoja relevantnih odluka. Činjenica je da se standardi prema kojima se podaci prenose putem mobilnih mreža razvijaju vrlo dinamično. Neka od rješenja koja smo razmatrali gore, a koja su uključena u računalne mreže, ostaju na snazi ​​već nekoliko desetljeća. To je osobito vidljivo na primjeru ožičenih tehnologija - koaksijalni kabel, upletena parica, svjetlovodne žice su uvedene u praksu računalnih komunikacija jako dugo vremena, ali je resurs njihova korištenja daleko od iscrpljenog. S druge strane, u mobilnoj industriji gotovo svake godine postoje novi koncepti koji se mogu primjenjivati ​​u različitim stupnjevima intenziteta.

Dakle, evolucija stanične tehnologije počinje s uvođenjem ranih 80-ih godina najranijih standarda - kao što je NMT. Može se primijetiti da njegove mogućnosti nisu bile ograničene na pružanje glasovne komunikacije. Također je bio moguć prijenos podataka preko NMT mreža, ali uz vrlo malu brzinu - oko 1,2 Kbps.

Sljedeći korak tehnološke evolucije na tržištu mobilne telefonije bio je povezan s uvođenjem GSM standarda. Pretpostavlja se da je brzina prijenosa podataka kada je aktivirana znatno viša nego u slučaju korištenja NMT - oko 9,6 Kbps. Kasnije je GSM standard dopunjen HSCSD tehnologijom, koja je omogućila pretplatnicima mobilne telefonije prijenos podataka brzinom od 57,6 Kbps.

Kasnije se pojavio GPRS standard, preko kojeg je postalo moguće odvojiti uobičajeni “računalni” promet koji se prenosi u staničnim kanalima iz govornog prometa. Brzina prijenosa podataka uz korištenje GPRS-a mogla bi doseći oko 171,2 Kbps. Sljedeće tehnološko rješenje mobilnih operatera bilo je EDGE standard. Dopuštao je prijenos podataka brzinom od 326 Kbps.

Razvoj Interneta zahtijevao je od developera mobilnih komunikacijskih tehnologija da uvedu rješenja koja bi mogla postati konkurentna žičana standarda - prvenstveno u brzinama prijenosa podataka, kao iu stabilnosti veze. Značajan korak naprijed bio je lansiranje UMTS standarda na tržište. Ova tehnologija omogućila je razmjenu podataka između pretplatnika mobilnog operatera pri brzinama do 2 Mbit / s.

Kasnije se pojavio HSDPA standard u kojem se prijenos i prijam datoteka može izvoditi brzinom do 14,4 Mbps. Mnogi stručnjaci za digitalnu industriju vjeruju da se od uvođenja HSDPA tehnologije mobilni operateri počeli izravno natjecati s internetskim pružateljima usluga koji koriste kabelske veze.

Krajem 2000. godine pojavili su se LTE standard i njegovi konkurentni analozi, putem kojih su pretplatnici mobilnih operatora imali priliku razmjenjivati ​​datoteke brzinom od nekoliko stotina megabita. Može se primijetiti da takvi resursi, čak i za korisnike suvremenih ožičenih kanala, nisu uvijek dostupni. Većina ruskih pružatelja usluga svojim pretplatnicima prenosi podatkovni kanal brzine do 100 Mbit / s, u praksi - najčešće nekoliko puta manje.

Generacije stanične tehnologije

NMT standard, u pravilu, pripada generaciji 1G. GPRS i EDGE tehnologije često se klasificiraju kao 2G, HSDPA kao 3G, LTE kao 4G. Treba napomenuti da svaka od navedenih otopina ima konkurentne analoge. Na primjer, neki se stručnjaci pozivaju na WiMAX za LTE. Ostala konkurentna LTE rješenja na tržištu 4G tehnologije su 1xEV-DO, IEEE 802.20. Postoji stajalište prema kojem LTE standard još uvijek nije sasvim ispravno klasificiran kao 4G, budući da ne doseže maksimalnu brzinu onoliko koliko je pokazatelj definiran u odnosu na konceptualni 4G, koji je 1 Gbit / s. Tako je moguće da će se u bliskoj budućnosti pojaviti novi standard na globalnom tržištu mobilnih komunikacija, možda čak i napredniji od 4G i sposoban za prijenos podataka na tako impresivnoj brzini. U međuvremenu, među rješenjima koja se najdinamičnije uvode je LTE. Vodeći ruski operateri aktivno moderniziraju relevantnu infrastrukturu u cijeloj zemlji - osiguravanje visokokvalitetnog 4G prijenosa podataka postaje jedna od ključnih konkurentskih prednosti na tržištu mobilne telefonije.

Tehnologija televizijskog emitiranja

Koncepti digitalnog prijenosa podataka također se mogu koristiti u medijskoj industriji. Dugo vremena, informacijske tehnologije nisu se aktivno provodile u organizaciji televizijskih i radijskih emisija, uglavnom zbog ograničene profitabilnosti odgovarajućih poboljšanja. Često su uključena rješenja koja kombiniraju digitalnu i analognu tehnologiju. Dakle, infrastruktura telecentara mogla bi biti u potpunosti "kompjuterizirana". Međutim, analogni televizijski prijenosi emitirani su pretplatnicima televizijskih mreža.

Kako se internet širio i trošak kanala prijenosa računalnih podataka postao jeftiniji, igrači televizijske i radio industrije počeli su aktivno „digitalizirati“ svoju infrastrukturu i integrirati je s IT rješenjima. Televizijski standardi u digitalnom formatu odobreni su u različitim zemljama svijeta. Od njih, najčešći su DVB prilagođeni za europsko tržište, ATSC koji se koristi u SAD-u i ISDB koji se koristi u Japanu.

Digitalna rješenja u radio industriji

Informacijske tehnologije također aktivno sudjeluju u radijskoj industriji. Može se primijetiti da takva rješenja karakteriziraju određene prednosti u usporedbi s analognim standardima. Tako se kod emitiranja digitalnog radija može postići znatno viša kvaliteta zvuka nego kod korištenja FM kanala. Mreža za prijenos digitalnih podataka teoretski daje radijskim postajama mogućnost slanja pretplatnika ne samo glasovnom prometu pretplatnicima, već i bilo kojem drugom medijskom sadržaju - slikama, videozapisima, tekstovima. Relevantna rješenja mogu se implementirati u infrastrukturu organizacije digitalnih televizijskih emisija.

Satelitski podatkovni kanali

Posebnoj kategoriji treba dodijeliti satelitske kanale putem kojih se podaci mogu prenositi. Formalno, mi ih imamo pravo pripisati bežičnoj komunikaciji, ali razmjera njihove uporabe je takva da neće biti posve točno kombinirati odgovarajuća rješenja u jednu klasu s Wi-Fi i Bluetooth. Kanali prijenosa satelitskih podataka mogu biti uključeni - u praksi, to je slučaj - pri izgradnji gotovo bilo koje vrste komunikacijske infrastrukture od gore navedenih.

Uz pomoć "ploča" možete organizirati objedinjavanje računala u mreži, povezati ih s internetom, osigurati funkcioniranje televizijskih i radijskih emisija, povećati razinu tehnološke učinkovitosti mobilnih usluga. Glavna prednost satelitskih kanala - uključivost. Prijenos podataka može se izvršiti kada se aktiviraju praktički na bilo kojem mjestu na planeti - kao i pri prijemu - iz bilo koje točke globusa. Satelitska rješenja također imaju neke tehnološke nedostatke. Na primjer, prilikom prijenosa kompjuterskih datoteka pomoću "ploče", može doći do zamjetnog kašnjenja u odgovoru, ili "pinga" - vremenskog intervala između trenutka slanja datoteke s jednog računala i primanja na drugi.