Илл. 1. Серверы и линии связи образуют на нижнем уровне региональную сеть.

При коммутируемом соединении для передачи информации используются телефонное оборудование и телефонные линии связи. Когда компьютер подключен к Интернету, линия связи занята и телефонный разговор приходится отложить.

Спутниковый Интернет работает, по сути, в одну сторону. Чтобы найти нужный сайт, приходится посылать запрос, пользуясь другими видами доступа, например коммутируемым.

ПРОВОДНАЯ СВЯЗЬ

Коммутируемое соединение Dial-Up. Этот простой и доступный вид связи был самым распространенным в XX веке. Чтобы реализовать его, необходима обычная телефонная линия, а компьютер должен быть укомплектован встроенным или внешним модемом.

В традиционных системах телефонной связи по проводам и кабелям передаются непрерывно изменяющиеся по амплитуде и частоте аналоговые сигналы. Компьютерную информацию, представленную в виде последовательности нулей и единиц, модем преобразует в аналоговый сигнал и также выполняет обратную операцию.

Модем стоит недорого - 10-15 долларов (здесь и далее цены выражены в долларах, поскольку именно в этой валюте, как правило, указывают цены производители компьютеров и комплектующих, а также поставщики Интернет-услуг), но его максимальная пропускная способность не превышает 56 Кбит/с, что значительно ограничивает возможности пользователя. Оплата услуг провайдера производится по времени работы и обычно не зависит от трафика. Час пребывания в Интернете при такой системе доступа обойдется примерно в 5 центов (ночью тарифы ниже). За это время из сети можно скачать от 2 до 5 Мбайт информации. Лаг, или задержка сигнала, составляет около 300 мс. Кроме невысокой пропускной способности соединение имеет еще один недостаток: в течение всего срока работы в Интернете телефонная линия оказывается занятой. В местах, где установлена повременная оплата за телефон, это ведет к дополнительным тратам.

Выделенная линия. В России случилось так, что любой канал доступа в Интернет, превосходящий по пропускной способности обычный Dial-Up, называют выделенным. На самом деле выделенная линия - это прямой канал к провайдеру, доступный всего одному пользователю. В принципе можно провести к своему компьютеру, например, оптоволоконный кабель и навсегда решить все проблемы со связью, но его прокладка и эксплуатация обойдутся в кругленькую сумму. Даже в богатой и технически развитой Америке большинство пользователей не могут пока себе позволить подобной роскоши, и с помощью выделенных линий обеспечивают связь между серверами сети.

Цифровая сеть с комплексными услугами. Этот вид связи, обозначаемый ISDN (Integrated Services Digital Network), позволяет одновременно подключать к одной телефонной линии до восьми различных устройств: обычные телефонные аппараты, факсы, компьютеры, видеотелефоны и т. д. - и поддерживает в общей сложности более 200 сервисных функций. По технологии ISDN можно задействовать несколько каналов и гибко регулировать полосу пропускания. Так, скорость передачи данных по одному каналу составляет 64 Кбит/с, а по двум - 128 Кбит/с.

Установка оборудования обойдется пользователю в сумму не менее 500 долларов, а эксплуатация будет стоить более 100 долларов в месяц. В связи с достаточно высокими затратами сети ISDN невыгодно применять в домашних условиях, тем более что большая часть предоставляемых сетью услуг окажется невостребованной.

Локальные сети. В последние годы в России большое распространение получили городские и домашние локальные сети на основе технологии Ethernet, когда компьютеры в нескольких зданиях микрорайона объединены в единую сеть. Чтобы подключиться к сети, нужно протянуть кабель от распределительного щитка к своему компьютеру. Компьютер должен быть укомплектован сетевой картой; ее стоимость (порядка 10 долларов), как правило, уже включена в те 50 - 100 долларов, которые пользователь платит за подключение. Время пребывания в сети не влияет на расходы, но они будут расти пропорционально объему перекачиваемой информации. При этом тарифные расценки в домашних сетях Ethernet, пожалуй, ниже всех остальных существующих сейчас в России видов доступа в Интернет и составляют около 5 центов за 1 Мб трафика, а внутрисетевые ресурсы (игры, чат, файловый сервер) предоставляются вообще бесплатно. Достоинства домашних локальных сетей не ограничиваются дешевизной, они также обеспечивают высокоскоростной (до 10 Мбит/с) обмен информацией независимо от времени суток. На сегодняшний день это оптимальный вариант подключения к Интернету домашнего компьютера.

Кабельные телевизионные сети. Проблему "последней мили" можно легко решить там, где работают сети кабельного телевидения, если оператор связи студии кабельного телевидения одновременно является и Интернет-провайдером. На телевизионном антенном кабеле устанавливают стандартное ответвление к модему, который с помощью "витой пары" подключают к сетевой карте компьютера. Работа в Интернете никак не влияет на качество приема телевизионных программ. Все параметры, как физические, так и финансовые, у сети кабельного телевидения такие же, как у локальных сетей Ethernet (см. выше).

Широкополосная связь xDSL. Этот вид связи представляет собой семейство технологий, обеспечивающих высокоскоростной доступ в Интернет по обычным телефонным линиям. В отличие от коммутируемого доступа сигнал передается по каналу DSL в цифровом виде и имеет свой спектр, отделенный по частоте от спектра телефонного сигнала. Благодаря этому можно одновременно разговаривать по телефону и пользоваться Интернетом. Аббревиатура DSL (Digital Subscriber Line) переводится с английского как "абонентская цифровая линия". В начале обозначения может стоять буква A, S или др., указывающая на выбранный вариант подключения. Различаются варианты по соотношению скоростей нисходящего (от сети к пользователю) и восходящего (от пользователя в сеть) потока данных.

Наибольшее распространение получил вариант ADSL (асимметричная линия), а SDSL (симметричная линия) применяется гораздо реже. "Асимметрия" заключается в отличающихся скоростях приема и передачи данных. В технологии ADSL скорость нисходящего потока в несколько раз выше, чем восходящего. Для пользователя это очень удобно, поскольку обычно объем информации, добываемый из сети, на порядок превышает тот, что посылается в сеть. Канал ADSL передает данные от сети к пользователю со скоростью до 8 Мбит/с, а в обратном направлении - со скоростью до 768 Кбит/с. SDSL имеет полосу пропускания 2 Мбит/с в обоих направлениях.

Сейчас распространение технологии ADSL, больше известной по торговой марке "СТРИМ", происходит очень динамично. Но не стоит безоговорочно доверять всему, о чем узнаешь из рекламы. Здесь может таиться немало подвохов. Во-первых, это удовольствие не из дешевых: только подключение и настройка оборудования обойдутся не менее 100 долларов. Внимательное изучение тарифных планов показывает, что при небольшой абонентской плате (20-25 долларов в месяц) и неограниченном трафике пропускная способность не превышает 256/128 Кбит/с (входящий/исходящий сигнал). Работа с максимальной скоростью 7500/768 Кбит/с стоит уже не менее 75 долларов в месяц; а если линия связи от пользователя до провайдера превышает 3,5 км, такой скорости вообще невозможно добиться. Асимметричная линия не годится, например, для проведения видеоконференций (обмен в обе стороны будет происходить с меньшей из двух возможных скоростей) или для участия в играх on-line. В этих случаях лучше использовать симметричные линии передачи данных.

Но главный недостаток всей группы рассматриваемых технологий состоит в том, что она неприменима в случае спаренных телефонов.

Домашние сети на базе телефонной проводки. Технология HPNA (Home Phoneline Networking Alliance) получила свое название от образованного в середине 90-х годов альянса ведущих мировых производителей сетевого оборудования. Эти фирмы поставили себе цель разработать стандарт, который бы позволил входить в Интернет по кабелям самого низкого качества (телефонным проводам или радиотрансляционной сети). Технология HPNA предусматривает создание локальных сетей в жилых домах или офисах. Она позволяет работать на скоростях до 10 Мбит/с при расстояниях между терминалом и сервером, не превышающих 500 м. Причем топология проводки и вид соединительных кабелей роли не играют. Кроме того, подключение к Интернету не влияет на работу телефона или радиотрансляции. Дополнительное оборудование и подключение стоят около 100 долларов, трафик - в пределах 6-10 центов за 1 Мб.

Принципиальное отличие технологии HPNA от хDSL состоит в том, что оборудование доступа и точка концентрации трафика размещаются не на узле связи (xDSL), а непосредственно в здании, где располагаются абоненты (HPNA). Эта технология очень похожа на локальные сети Ethernet - различия между ними существуют только на физическом уровне.

В России такие сети пока не очень распространены, в США и странах Восточной Азии они довольно популярны благодаря технической простоте и высокой пропускной способности каналов связи.

Канал связи по силовой сети. Принцип действия современной технологии передачи данных по силовым электрическим сетям PLC (Power Line Communication) состоит в разделении по частоте питающего напряжения и информационного сигнала. Пропускная способность канала достигает 20 Мбит/с. Технология PLC уже хорошо известна во многих странах мира. Возможно, новая технология сможет конкурировать с xDSL. В ближайшие полгода в ряде российских городов планируется запустить пилотные проекты "электрического" доступа в Интернет. О величине абонентской платы пока не сообщалось.

Эксперименты по внедрению технологии PLC в российских условиях не дали обнадеживающих результатов - наши сети слишком нестабильны, и недопустимые скачки напряжения, влияющие на качество связи, в них происходят при искрении выключателей у соседей или даже при включении лифта.

БЕСПРОВОДНАЯ СВЯЗЬ

Мобильный телефон. Практически все современные мобильные телефоны поддерживают стандарт GPRS (General Packet Radio Service) и поэтому могут выступать в роли радиомодема при подключении компьютера к Интернету. В этом случае оператор сотовой связи выступает и в качестве провайдера. Скорость передачи данных невысока - до 30-40 Кбит/с. А вот цены "кусаются": в среднем 20 центов за 1 Мб трафика (без учета налогов). Некоторые операторы сотовой связи снижают тарифы в ночные часы. Такой вид доступа целесообразно использовать, скажем, в дороге или на даче.

Спутниковый Интернет. Данный вид доступа позволяет входить в Интернет из любой точки России. При этом спутник связывает пользователя непосредственно с провайдером в Москве, Лондоне или на другом конце планеты в обход протяженных и перегруженных наземных линий связи. Спутниковые каналы бывают двух видов: однонаправленные (симплексные, или асимметричные) и двунаправленные (дуплексные, или симметричные). В первом случае с помощью спутниковой антенны осуществляется только прием данных из Интернета (см. "Наука и жизнь" № 3, 2005 г.), а чтобы передать данные, приходится пользоваться другим доступным способом: Dial-Up, мобильным телефоном и др. Скорость приема по симплексной связи достигает 4 Мбит/с. Минимальная стоимость комплекта оборудования (DVB-карта, спутниковая тарелка и др.) составляет 160 долларов. Цена трафика очень низкая: 0,5-5 центов за 1 Мб. Это объясняется, во-первых, тем, что провайдеры обычно пользуются непосредственно высокоскоростными магистралями связи западных операторов, минуя посредников, а во-вторых, высокой конкуренцией: ведь для того чтобы сменить провайдера, достаточно направить антенну на спутник его конкурента.

Дуплексный спутниковый Интернет совершенно не зависит от наземных каналов связи. Передача (на скоростях до 2 Мбит/с) и прием (на скоростях до 4 Мбит/с) информации осуществляются с помощью приемно-передающего устройства. Цена трафика не превышает 8-10 центов за 1 Мб, но высокая стоимость оборудования (от 2500 долларов), абонентская плата, составляющая не менее 200 долларов в месяц, и необходимость получать лицензию на использование СВЧ-радиопередатчика делают применение симметричной спутниковой связи доступной лишь корпоративным пользователям.

К несомненным достоинствам спутникового Интернета следует отнести его "мобильность" - при переезде на новое место оборудование легко монтируется - и возможность приема каналов спутникового телевидения.

Недостатком спутниковой связи являются большие лаги (300-400 мс), что делает ее непригодной для многих игр on-line.

Беспроводная связь Wi-Fi. Эта аббревиатура скрывает английское словосочетание Wireless Fidelity, которое можно перевести как "высокая достоверность беспроводной передачи данных". Современная технология Wi-Fi обеспечивает обмен данными по радиоканалу со скоростями до 54 Мбит/с. Но войти в Интернет можно лишь из малой по площади зоны - так называемого хот-спота. Хот-споты охватывают отдельные здания: гостиницы, вокзалы, аэропорты, кафе, магазины. Связь осуществляется только в зоне действия станции (как правило, в радиусе 100 м).

Развитию технологии Wi-Fi активно способствуют компании, производящие портативные компьютеры. В настоящее время уже более половины всех выпускаемых ноутбуков и карманных компьютеров имеют встроенный адаптер Wi-Fi. Если его нет, то адаптер можно купить примерно за 30 долларов.

Оказавшись в зоне действия передатчика, достаточно включить компьютер, и связь установится автоматически, о чем сообщит значок на экране дисплея. После этого можно бесплатно войти в Интернет. Правда, в ресторане или кафе, чтобы получить код доступа, приходится заказывать какое-нибудь блюдо.

Небольшая зона охвата связью Wi-Fi, ограничивающая мощность используемого передатчика, имеет еще один минус. Небольшой уровень сигнала сопоставим с посторонними помехами от СВЧ-печей и мобильных телефонов.

Перспективная технология уже успела породить новые виды мошенничества (пока за рубежом, где пользование беспроводным доступом в Интернет уже стало платным). Например, "пираты" паркуют свою машину рядом со зданием, где работает Wi-Fi. Со своего ноутбука они входят в сеть. Средства защиты не срабатывают: узнать пароль доступа не сложнее, чем код чужого домофона. Может быть и другой вариант: злоумышленники размещают свою аппаратуру неподалеку от зарегистрированного хот-спота и с помощью сигнала повышенной мощности перехватывают потенциальных пользователей. При передаче данных через подставной хот-спот они становятся добычей мошенников; кроме того, информация может быть уничтожена.

Несмотря на подобные "страсти", зарубежные ленты новостей пестрят сообщениями о том, что открыты десятки тысяч хот-спотов; что в США Wi-Fi-технология в домашних сетях применяется чаще, чем Ethernet; что океаны бороздят круизные лайнеры, напичканные хот-спотами; что в ближайшие полгода многие парки США оснастят зонами беспроводного доступа и посетители наряду с прогулками на свежем воздухе смогут наслаждаться прогулками по Всемирной паутине.

Весной 2005 года ряд российских операторов связи объявили о планах развернуть Wi-Fi-сети в Московском метрополитене. Трудно сказать, насколько идея выхода в Интернет из вагонов метро окажется востребованной, но аналитики считают, что достаточно широко Wi-Fi-связь распространится в России через 2-3 года.

Радиодоступ Wi-Max. Эта технология рассматривается как дальнейшее развитие связи Wi-Fi. Она обеспечивает круглосуточный высокоскоростной доступ в Интернет, когда невозможно или экономически невыгодно использовать проводные каналы связи. Дальность действия составляет от 5 до 40 км. Рабочая частота станций находится в пределах от 2 до 11 ГГц, поэтому погода и климатические условия никак не влияют на скорость доступа. А вот расстояние до пункта связи играет важную роль: чем оно больше, тем ниже скорость обмена информацией - компьютеру приходится чаще "переспрашивать" сервер, требуя подтверждения правильности передачи данных.

Пока идут испытания, данные о скорости доступа и возможной цене за трафик варьируются в широких пределах. Тем не менее специалисты полагают, что технология Wi-Max получит распространение для подключения к Интернету локальных домашних или офисных сетей.

Невозможно однозначно рекомендовать какой-то один вид доступа в Интернет. Выбор зависит от развитости инфраструктуры в районе проживания пользователя или, проще говоря, от конкретных Интернет-провайдеров, действующих в данном регионе. Базы данных о провайдерах, предоставляющих услуги доступа в Интернет в различных городах России, можно найти, например, на сайтах http://www.ispreview.ru и http://www.provider.net.ru Каждый вид связи требует своего оборудования. Перед подключением желательно обратиться к потенциальному провайдеру и получить совет, что и где следует приобрести. В большинстве случаев (кроме самого простого модема Dial-Up) необходимое оборудование для подключения к Интернету можно приобрести у самого провайдера.

СЛОВАРИК

Байт - единица информации, состоящая из 8 бит и служащая для представления одного символа. Она используется как одно целое при передаче и хранении данных. Мегабайт (1Мб) равен миллиону (10⁶) байтов.

Бит - базовая единица информации, представляющая собой двоичное число со значением 0 или 1.

Браузер - программа для просмотра веб-страниц в Интернете. Среди наиболее популярных браузеров можно назвать Internet Explorer, входящий в стандартный пакет Windows, Mozilla Firefox, Netscape Navigator, Opera и др.

Витая пара - простейший кабель для соединения компьютеров в сети. Представля ет собой два изолированных, слабо скрученных провода.

Игры on-line - игры в Интернете между двумя или большим числом игроков, ведущиеся в режиме реального времени.

Интернет - глобальная компьютерная сеть, соединяющая пользователей с хранилищами (web) медиаданных (текстов, звуков, изображений) во всем мире; другое название: Всемирная паутина.

Кабельный модем - устройство модуляции-демодуляции, с помощью которого компьютер подключают к сетям кабельного телевидения, чтобы получить доступ в Интернет.

Коммутируемое соединение Dial-Up- соединение между двумя устройства ми по обычной телефонной линии. В литературе при обозначении коммутируемого соединения иногда встречается аббревиатура POTS (Plain Old Telephone Service), что переводится как "старая добрая телефонная служба".

Лаг - время задержки сигнала при передаче пакетов информации по сети. Для его определения проще всего воспользоваться стандартной программой рing, которую можно запустить из командной строки. Она показывает время в миллисекундах, за которое сигнал проходит от компьютера пользователя до сервера и возвращается обратно, то есть характеризует скорость реального доступа к серверу. При просмотре веб-страниц и скачивании программ лаги, обычно составляющие 300-400 мс, не влияют на конечный результат, пользователь их практически не заметит. А вот для игр on-line задержки сигнала не должны превышать 100-120 мс, иначе играть будет трудно или невозможно.

Локальная сеть - компьютерная сеть с ограниченным числом "клиентских" компьютеров. Пользователи имеют возможность связываться друг с другом, обмениваться данными и делить между собой ресурсы: объемы жестких дисков, принтеры, сканеры и другие устройства.

Оптоволоконный кабель - кабель, состоящий из тонких прозрачных нитей из специальных материалов (стекла или пластмасс), по которым благодаря полному внутреннему отражению передается световой сигнал, генерируемый лазером или светодиодом. Обладает огромной полосой пропускания.

Полоса пропускания - мера информационной емкости канала. При передаче информации в цифровом виде полоса пропускания примерно равна скорости передачи данных. Доступная ширина полосы пропускания зависит от нескольких факторов, в том числе от объема передаваемых служебных данных, числа пользователей, а также от типа устройств, соединяющих компьютеры с сетью. Термин "широкополосная связь" применяется для каналов с высокой скоростью (более 1 Мбит/с) передачи данных.

Скорость передачи данных в сети - отношение трафика к интервалу времени; выражается в числе бит в секунду. Скорость передачи данных зависит от ширины полосы пропускания канала. Если скорость передачи составляет, например, 8 Мбит/с, то это означает, что за 1 секунду в такой сети можно передать 1 мегабайт информации.

Трафик - объем переданной по каналам связи информации. Трафик обычно измеряется в мегабайтах и для пользователей Интернета делится на входящий (информация, загружаемая на компьютер) и исходящий (запрос и т. д.). Исходящий трафик обычно в 3 -10 раз меньше входящего. Большинство Интернет-провайдеров берут с пользователей плату только за входящий трафик, но кое-где ухитряются брать деньги за суммарный (входящий и исходящий) трафик. При довольно активной работе в Интернете (электронная почта, просмотр веб-страниц, новостей, скачивание небольших программ) месячный входящий трафик не превысит 200-300 Мб. Игры on-line, скачивание музыкальных программ и DVD-фильмов требуют гораздо большего трафика (от 500 Мб в месяц). Например, один час игры "заберет" от 2 до 7 Мб трафика, музыкальный файл в формате mp3 - до 5 Мб, видеоклип - до 30 Мб, полнометражный фильм - 800 Мб.

Файловый сервер - своего рода камера хранения локальной сети. На нем можно держать программы и документы, освобождая пространство на своем жестком диске.

Ethernet - международный стандарт локальных кабельных сетей. Сети Ethernet имеют полосу пропускания 10 Мбит/с и 100 Мбит/с.

Подписи к иллюстрациям

Илл. 1. Серверы и линии связи образуют на нижнем уровне региональную сеть; совокупность региональных сетей составляет национальную сеть; национальные сети объединены в глобальную. Информация в Интернете "путешествует" по сложным переплетениям линий связи, в узлах которых находятся специальные компьютеры - маршрутизаторы, направляющие поток по нужному адресу.

№12, 2005