Telekomunikacijski sistemi. Osnovne informacije o telekomunikacijskih sistemih

Trenutno si procesa upravljanja ni mogoče predstavljati brez hitre izmenjave različnih informacij. Trenutna stopnja razvoja komunikacijskih zmogljivosti ponuja veliko možnosti za organizacijo takšne informacijske interakcije.

S telekomunikacijskim sistemom razumemo kompleks komunikacijskih sredstev in kanalov, ki delujejo po določenih inherentnih principih (fizičnih, organizacijskih, tehnoloških itd.) in so zasnovani za prenos informacij na velike razdalje.

Na voljo so naslednje vrste telekomunikacijskih sistemov:

Telegrafska komunikacija;

Telefonske komunikacije;

Radijska komunikacija;

Satelitska povezava;

Računalniška omrežja.

Telegrafska komunikacija se lahko upravičeno šteje za eno najstarejših načinov prenosa informacij s tehničnimi sredstvi na dolge razdalje. Pojavil se je v začetku XIX stoletja. električni telegrafski komunikacijski sistem se še vedno uporablja za prenos podatkov. Vendar pa trenutno telegrafsko komunikacijo nadomeščajo drugi - modernejši, priročni in hitri sistemi za izmenjavo informacij.

Izum telefona leta 1876 je postavil temelje za razvoj telefonskih omrežij, ki se izboljšujejo vse do danes.

Zdaj se po kanalih javnega telefonskega omrežja ne prenašajo le glasovne informacije (med pogovorom med dvema naročnikoma), temveč tudi faksimilna sporočila in digitalni podatki.

Telefonska omrežja so zasnovana za prenos analognih signalov preko njih. Analogni signal je neprekinjen in lahko sprejema vrednosti iz določenega območja. Na primer, analogni signal je človeški govor; v telefonu, televiziji, radiu informacije obstajajo tudi v analogni obliki. Pomanjkljivost te oblike predstavitve informacij je njena dovzetnost za motnje.

Za digitalno obliko predstavitve informacij je značilna prisotnost le dveh določenih pomenov. V računalniku so informacije kodirane z dvema vrednostma: "1" - prisotnost električnega signala, "0" - njegova odsotnost.

Za prenos digitalnih informacij po telefonskih komunikacijskih kanalih, ki so potrebni na primer za organizacijo računalniških omrežij, je treba uporabiti posebne naprave za pretvorbo signalov ene vrste v drugo. Takšne naprave so modemi (modulatorji/demodulatorji), ki omogočajo pretvorbo digitalnega signala iz računalnika v analogni signal za prenos po telefonskih linijah. Inverzne transformacije se izvajajo na sprejemni strani.

Tako so telefonska omrežja osnova za gradnjo druge vrste telekomunikacijskih sistemov – računalniških omrežij.

Druga smer v razvoju telefonske komunikacije je nastala tudi na stičišču dveh različnih načinov prenosa podatkov: same telefonske komunikacije in radijske komunikacije. Tako so nastala mobilna telefonska omrežja, kar imenujemo tudi "celična" komunikacija. Podobno ime je nastalo v povezavi z nekaterimi značilnostmi organizacije takšnih komunikacijskih omrežij. Celično omrežje je sistem, sestavljen iz velikega števila oddajnikov, od katerih vsak pokriva določen omejen prostor celotnega komunikacijskega območja – »celico«. Ko se giblje znotraj omrežja, naročnik vstopi v območje delovanja enega ali drugega oddajnika, pri čemer povezava ni prekinjena in naročniku sam ni treba preklapljati. Prav tako je treba opozoriti, da lahko sistemi celične komunikacije kot kanale za prenos podatkov uporabljajo odseke javnega telefonskega omrežja, satelitsko komunikacijo itd. Ti kanali se uporabljajo za komunikacijo med različnimi oddajnimi vozlišči omrežja, medtem ko za komunikacijo končnega uporabnika z najbližji oddajnik uporablja radijski kanal.

Sodobni mobilni telefoni so priročne večnamenske naprave. Omogočajo ne samo komunikacijo z drugim naročnikom iz skoraj kjerkoli na svetu, ampak imajo tudi veliko drugih uporabnih funkcij. Tako lahko z mobilnim telefonom dostopate do interneta, pošiljate besedilna sporočila (SMS).

Radijska komunikacija se v dejavnostih večine organizacij redko uporablja neposredno za prenos informacij med dvema končnima uporabnikoma. Vendar pa so radijski komunikacijski kanali pomemben sestavni del računalniških omrežij – predvsem interneta in omrežij podjetij na dolge razdalje.

Satelitski komunikacijski sistemi so trenutno v velikem razvoju. Nenehno se pojavljajo nova satelitska omrežja. Uporabljajo se kot kanal za prenos podatkov v drugih komunikacijskih sistemih (na primer pri gradnji globalnih računalniških omrežij). Satelitski sistemi se pogosto uporabljajo tudi pri organizaciji televizijskega oddajanja.

Satelitska komunikacijska omrežja so zgrajena na podlagi treh vrst umetnih satelitov. Te vrste se razlikujejo po vrsti orbite in višini, na kateri se nahaja določen satelit. Torej, obstajajo sateliti v nizkih krožnih orbitah (nizko leteči sateliti); v eliptičnih orbitah in geostacionarnih satelitih.

Nizko leteči sateliti imajo orbitalno višino največ 2000 km. Ker se en tak satelit nahaja nad določeno točko na Zemlji zelo kratek čas, je za zagotavljanje stalne komunikacije potrebnih več deset takih satelitov. Ko eden od njih zapusti sprejemno območje, se komunikacija izvede prek naslednjega satelita, ki se nahaja na tem območju. V vsakem trenutku sta dva ali trije sateliti v območju "vidne črte".

Satelitski komunikacijski sistemi v eliptičnih orbitah omogočajo radijsko in televizijsko oddajanje po vsej Rusiji. Tipična orbita takšnih satelitov je elipsa z najmanjšo razdaljo do zemeljskega površja 400-600 km in največjo razdaljo - do 60.000 km. Ti sateliti omogočajo komunikacijo na velikih območjih. Vendar pa zaradi eliptične orbite ob določenem času zapustijo visečo cono in komunikacija s sateliti v tem trenutku ni izvedena. Ko se v sprejemnem območju pojavi satelit, se komunikacija vzpostavi.

Sateliti v geostacionarnih orbitah omogočajo stabilno komunikacijo s skoraj katero koli točko na svetu (razen območij blizu polov). Za izgradnjo takšnega sistema so dovolj trije sateliti, ki se nahajajo nad ekvatorjem na višini približno 36.000 km in v vsakem trenutku "visijo" nad določeno točko na Zemlji. Vendar pa velika nadmorska višina orbite omogoča takšnemu satelitskemu sistemu ogled skoraj celotne površine Zemlje. Ne pokrivajo le območij blizu polov (zaradi ukrivljenosti Zemlje).

Satelitski komunikacijski sistemi se redko uporabljajo za neposredno komunikacijo med dvema omrežnima naročnikoma. Običajno so vmesni člen za prenos informacij, ki pridejo do končnega uporabnika preko drugih telekomunikacijskih omrežij (telefon, televizija, računalnik itd.).

Glavno telekomunikacijsko sredstvo, to je organizacija izmenjave informacij, za sodobna podjetja so računalniška omrežja.

Ta vrsta telekomunikacij trenutno doživlja obdobje hitrega razvoja in rasti. Zdaj ima vsaka ugledna organizacija svoje lokalno računalniško omrežje, praviloma z dostopom do interneta.

V zvezi s tem je treba posebno pozornost nameniti premisleku o organizaciji, konstrukciji in uporabi različnih računalniških omrežij.

Zahvaljujoč interakciji računalnikov v omrežju so na voljo številne nove možnosti.

Prvi je souporaba virov strojne in programske opreme. Tako se s skupnim dostopom do drage periferne naprave (tiskalnik, risalnik, optični bralnik, faks itd.) zmanjšajo stroški za vsakega posameznega uporabnika. Na enak način se uporabljajo omrežne različice aplikacijske programske opreme.

Drugi je souporaba podatkovnih virov. S centraliziranim shranjevanjem informacij so postopki zagotavljanja njihove celovitosti in varnostnega kopiranja močno poenostavljeni, kar zagotavlja visoko zanesljivost. Prisotnost nadomestnih kopij na dveh napravah hkrati vam omogoča, da nadaljujete z delom, če eden od njih ni na voljo.

Tretji je pospeševanje prenosa podatkov in zagotavljanje novih oblik uporabniške interakcije v eni ekipi pri delu na skupnem projektu.

Četrtič, uporaba skupnih komunikacijskih sredstev med različnimi aplikacijskimi sistemi (komunikacijske storitve, prenos podatkov, video, glas itd.).

Najpogosteje so omrežja razvrščena glede na ozemlje, ki ga pokrivajo. Na podlagi tega se omrežja delijo na lokalna in globalna.

Lokalna omrežja(Local Area Network - LAN) sestavljajo računalniki, skoncentrirani na majhnem območju in praviloma pripadajo eni organizaciji. Zaradi majhne razdalje med posameznimi računalniki je veliko možnosti za uporabo drage telekomunikacijske opreme, ki zagotavlja visoko hitrost in kakovost prenosa podatkov. Zahvaljujoč temu lahko uporabniki lokalnih omrežij uporabljajo široko paleto storitev. Poleg tega se v lokalnih omrežjih praviloma uporabljajo preproste metode interakcije med posameznimi računalniki v omrežju.

Po načinu upravljanja delimo omrežja na peer-to-peer in z namenskim strežnikom (centraliziran nadzor). V omrežjih peer-to-peer so vsa vozlišča enaka – vsako vozlišče lahko deluje kot odjemalec in strežnik. Odjemalec je subjekt strojne in programske opreme, ki zahteva neko storitev. In pod strežnikom je kombinacija strojne in programske opreme, ki zagotavlja te storitve. Računalnik, ki je povezan v lokalno omrežje, se glede na naloge, ki se na njem rešujejo, imenuje delovna postaja (delovna postaja) ali strežnik (strežnik).

Lokalna omrežja enakovrednih (LAN) so precej enostavna za vzdrževanje, vendar ne morejo zagotoviti ustrezne zaščite informacij z veliko velikostjo omrežja. Stroški organizacije računalniških omrežij peer-to-peer so relativno majhni. Vendar pa se s povečanjem števila delovnih postaj učinkovitost izrabe omrežja močno zmanjša. Zato se enakovredni LAN-ji uporabljajo samo za majhne delovne skupine - ne več kot 20 računalnikov.

Namenski strežnik izvaja funkcije upravljanja omrežja (administracije) v skladu z določenimi politikami – sklopi pravil za delitev in omejevanje pravic udeležencev omrežja. LAN z namenskim strežnikom ima dobro varnost podatkov, lahko podpira na tisoče uporabnikov, vendar zahteva stalno kvalificirano vzdrževanje s strani skrbnika sistema.

Glede na uporabljeno tehnologijo prenosa podatkov se razlikuje med oddajnimi omrežji in omrežji s prenosom od vozlišča do vozlišča. Broadcast prenos se uporablja predvsem v majhnih omrežjih, v velikih omrežjih pa se uporablja prenos od vozlišča do vozlišča.

V oddajnih omrežjih si vsa vozlišča v omrežju delijo en komunikacijski kanal. Sporočila, ki jih pošlje en računalnik, imenovana paketi, prejmejo vsi drugi računalniki. Vsak paket vsebuje naslov prejemnika sporočila. Če je paket naslovljen na drug računalnik, je prezrt. Tako prejemnik po preverjanju naslova obdela le tiste pakete, ki so mu namenjeni.

Omrežja od vozlišča do vozlišča so sestavljena iz strojev, povezanih v parih. V takem omrežju, da doseže svoj cilj, gre paket skozi vrsto vmesnih strojev. Vendar pa pogosto obstajajo alternativne poti od vira do cilja.

Globalna omrežja(Wide Area Network - WAN) je sestavljen iz velikega števila gostiteljskih računalnikov, ki se nahajajo v različnih mestih, regijah, državah. Za ustvarjanje globalnih omrežij se običajno uporabljajo že obstoječe komunikacijske linije. To vam omogoča znatno znižanje stroškov, saj vam ni treba polagati posebnih komunikacijskih vodov na dolge razdalje. Poleg tega ta pristop omogoča, da so globalna omrežja na voljo velikemu številu uporabnikov.

Vendar ima načelo uporabe javnih komunikacijskih sistemov tudi pomembne pomanjkljivosti. Nizke hitrosti uporabljenih kanalov znatno zožijo nabor ponujenih storitev. Za stabilen prenos podatkov po komunikacijskih linijah nizke kakovosti se uporabljajo posebne metode in sredstva (zlasti kompleksni postopki za spremljanje celovitosti in obnovitev podatkov). Takšne tehnike so znaki globalnih omrežij.

Osnovo globalnega omrežja sestavljajo visoko zmogljivi računalniški sistemi, zasnovani za hkratno delovanje številnih uporabnikov - tako imenovana gostiteljska vozlišča. Nujna sestavina globalnih omrežij so tudi posebni računalniki – komunikacijska vozlišča.

mestno (regionalno) omrežja (Metropolitan Area Network - MAN) so zasnovana za povezovanje lokalnih omrežij znotraj posameznega mesta, pa tudi za povezovanje lokalnih omrežij z globalnimi omrežji. Metropolitanska omrežja predstavljajo nekakšno vmesno vez med hitrimi, a geografsko omejenimi lokalnimi omrežji in delovanjem na dolge razdalje, a nizkohitrostna globalna omrežja. Uporaba mestnih omrežij bo organizacijam omogočila visokokakovostne in hitre komunikacije za veliko manj denarja kot ustvarjanje lastnega lokalnega omrežja. V Rusiji tovrstna računalniška omrežja še niso postala razširjena.

Ločeno, t.i korporativni omrežja. Organizirajo jih podjetja z velikim številom podružnic, ki so oddaljene ena od druge, med katerimi je treba organizirati učinkovito izmenjavo podatkov. Takšna omrežja se ustvarjajo za lastne potrebe posamezne organizacije in za izpolnjevanje nalog v okviru njenih dejavnosti. V tem primeru je samo omrežje virtualno, neposredni prenos podatkov pa se izvaja prek drugih omrežij: javnega telefonskega omrežja, lokalnih omrežij organizacije in njenih podružnic, interneta itd.

Kaj je telekomunikacije?

Telekomunikacija je prenos znakov, signalov, sporočil, pisnega besedila, slik, zvokov ali kakršnih koli informacij s pomočjo žičnih, radio-optičnih ali drugih elektromagnetnih sistemov. Telekomunikacija se pojavi, ko se tehnologije uporabljajo za izmenjavo informacij med udeleženci komunikacije. Prenos poteka bodisi električno preko fizičnih medijev, kot so kabli, bodisi z uporabo elektromagnetnega sevanja. Podobne prenosne poti so pogosto razdeljene na komunikacijske kanale, kar ima prednost multipleksiranja. Izraz se pogosto uporablja v množini, telekomunikacije, saj zajema veliko različnih tehnologij.

Zgodnja komunikacijska sredstva na daljavo so vključevala vizualne signale, kot so svetilniki, dimni signali, semaforski telegraf, signalne zastavice in optični heliografi. Druge oblike komunikacije na dolge razdalje, ki so se uporabljale v preteklosti, so zvočna sporočila, kot so kodirani udarci bobnov, hupe in glasni piščali. Tehnologije komunikacije na dolge razdalje 20. in 21. stoletja so običajno uporabljale električne in elektromagnetne tehnologije, kot so telegraf, telefon in TTY, omrežne komunikacije, radio, mikrovalovni prenos, optične linije in komunikacijski sateliti.

Brezžična revolucija se je zgodila v prvem desetletju 20. stoletja po zaslugi pionirskega dela na področju radijskih komunikacij Guglielma Marconija, Nobelovega nagrajenca za fiziko iz leta 1909. Drugi pomembni zgodnji izumitelji in razvijalci na področju električnih in elektronskih telekomunikacij so Charles Wheatstone in Samuel Morse (izumitelja telegrafa), Alexander Graham Bell (izumitelj telefona), Edwin Armstrong in Lee de Forest (izumitelja radia), kot pa tudi Vladimir Zworykin, John Loughie Byrd in Philo Farnsworth (izumitelji in oblikovalci televizije).

Izvor imena "Telekomunikacije"

Beseda "telekomunikacije" je kombinacija grške predpone tele- (τηλε-), ki pomeni "daleč" ali "od daleč" in latinskega - "communicare" - "deliti", "povezovati". Njegova sodobna uporaba je izposojena iz francoščine, ker jo je v tem smislu leta 1904 uporabil francoski inženir in romanopisec Edouard Estaunier. Beseda "komunikacija" je v angleški jezik prišla konec 14. stoletja. Izhaja iz starofrancoskega "comunicación", ki pa izvira iz latinskega "communicationem" (v imenskem primeru "communicatio"), samostalnika iz osnove prejšnjega deležnika "communicare" - "deliti", "razdeliti"; "komunicirati", "oddajati", "poročiti"; "pridružiti", "združiti", "narediti skupno" iz "communis" - skupno.

Zgodovina razvoja telekomunikacij

Svetilniki in golobi

V srednjem veku so se signalni stolpi običajno uporabljali na visokogorju kot sredstvo za posredovanje signala. Ta signalna vezja so imela pomanjkljivost, da so lahko oddajala samo en bit informacije, tako da je bilo treba vnaprej dogovoriti pomen sporočila, kot je "sovražnik viden". Eden od znanih primerov njihove uporabe je bil med špansko armado, ko je veriga signalnih stolpov (svetilnikov) prenašala signal iz Plymoutha v London.

Leta 1792 je Chappe, francoski inženir, zgradil prvi stacionarni sistem vizualne telegrafije (ali semaforske linije) med Lilleom in Parizom. Vendar je semafor potreboval usposobljene operaterje in drage stolpe, ki so bili postavljeni v intervalih od deset do trideset kilometrov. Zaradi konkurence električnega telegrafa je leta 1880 prenehala delovati zadnja komercialna semaforska linija.

Golobi so bili včasih uporabljeni kot prenašalci pošte v različnih kulturah skozi celotno človeško zgodovino. Golobja pošta naj bi izvirala iz Perzijcev in so jo Rimljani uporabljali kot pomoč. Frontinois omenja uporabo golobov pismonoš s strani Julija Cezarja kot glasnikov pri osvajanju Galije. Imena zmagovalcev olimpijskih iger so Grki prenašali tudi v različna mesta s pomočjo golobov pismonoš. V začetku 19. stoletja je nizozemska vlada tak poštni sistem uporabila na otokih Java in Sumatra. In leta 1849 je Paul Julius Reuter organiziral golobno pošto za dostavo zalog med Aachnom in Brusljem, ki je delovala eno leto, dokler se med tema mesti ni pojavila telegrafska komunikacija.

Telegraf in telefon

Sir Charles Wheatstone in Sir William Fothergill Cook sta izumila električni telegraf leta 1837. Prav tako se domneva, da sta prvi komercialni električni telegraf zgradila Wheatstone in Cook in ga odprla 9. aprila 1839. Oba izumitelja sta svojo napravo gledala kot "izboljšavo (takrat že obstoječega) elektromagnetnega telegrafa" in ne kot novo napravo.

Samuel Morse je samostojno razvil različico električnega telegrafa, prikazanega 2. septembra 1837. Koda, ki jo je razvil, je bila pomemben korak naprej v primerjavi s signalno metodo Wheatstone. Prvi čezatlantski telegrafski kabel je bil uspešno položen 27. julija 1866, kar je omogočilo prvi čezatlantski prenos podatkov.

Običajni telefon sta leta 1876 neodvisno izumila Alexander Bell in Elisha Gray. Antonio Meucci je bil izumitelj prve naprave, ki je omogočala električni prenos glasu po liniji že leta 1849. Vendar je imela Meuccijeva naprava malo praktične vrednosti, saj se je zanašala na elektrofonski učinek in je zato zahtevala postavitev sprejemnika v usta uporabnikov, da bi »slišali«, kaj se govori. Prve komercialne telefonske storitve so se pojavile v letih 1878 in 1879 na obeh straneh Atlantika v mestih New Haven in London.

Leta 1832 je James Lindsay svojim učencem v razredu pokazal sejo brezžične telegrafije. Do leta 1854 je uspel demonstrirati prenos čez Firth of Tay od Dundeeja v Woodhaven na Škotskem, dve milji (3 km) stran, z uporabo vode kot prenosnega medija. Decembra 1901 je Guglielmo Marconi vzpostavil brezžično povezavo med St. John'som v Newfoundlandu v Kanadi in Poldhujem v Cornwallu v Angliji, ki mu je leta 1909 prinesla Nobelovo nagrado za fiziko (ki si jo je delil s Karlom Brownom). Čeprav je radijsko komunikacijo kratkega dosega že leta 1893 demonstriral Nikola Tesla pred National Electric Light Association.

25. marca 1925 je John Logie Byrd lahko demonstriral prenos gibljivih slik v veleblagovnici Selfridges v Londonu. Byrdova naprava je temeljila na plošči Nipkow in je postala znana kot mehanska televizija. Bila je osnova za eksperimentalne oddaje, ki jih je 30. septembra 1929 naredila British Broadcasting Corporation. Vendar pa je večina televizorjev 20. stoletja temeljila na katodni cevi, ki jo je izumil K. Brown. Prvi primer tako obetavne televizije je izdelal in pokazal svoji družini Farnsworth 7. septembra 1927.

Računalniki in internet

11. septembra 1940 je George Stibitz predložil nalogo za svoj kalkulator kompleksnih števil v New Yorku z uporabo teletipskega stroja in v zameno prejel rezultate izračunov na Dartmouth College v New Hampshiru. Ta konfiguracija centraliziranega računalnika (PC) z oddaljenimi preprostimi terminali je ostala priljubljena v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja. Vendar so se že v šestdesetih letih prejšnjega stoletja začele raziskave o paketnem preklapljanju, tehnologiji, ki asinhrono pošilja sporočilo kos za kosom na cilj, ne da bi šel skozi centraliziran računalnik. Omrežje s štirimi vozlišči, ki je bilo lansirano 5. decembra 1969, je bilo prototip za ARPANET, ki je do leta 1981 narasel na 213 vozlišč. ARPANET se je sčasoma združil z drugimi omrežji in rodil se je internet. Medtem ko je bil razvoj interneta v središču pozornosti Internet Engineering Task Force (IETF), ki je objavila vrsto delovnih predlogov, so drugi razvoji omrežij, kot so lokalno omrežje (LAN), Ethernet (1983) in ring Protocol marker (1984) so ​​potekali v industrijskih laboratorijih.

Informacijska tehnologija

Sodobne telekomunikacije temeljijo na številnih ključnih konceptih, ki so v več kot sto letih šli skozi pot postopnega razvoja in izboljšav.

Osnovni elementi telekomunikacij

Telekomunikacijske tehnologije lahko razdelimo predvsem na žične in brezžične metode. Čeprav je na splošno osnovni telekomunikacijski sistem sestavljen iz treh glavnih delov, ki so vedno prisotni v takšni ali drugačni obliki:

Oddajnik, ki sprejema informacije in jih pretvarja v signal.

Prenosni medij, imenovan tudi fizični kanal, ki prenaša signal. Primer tega je "kanal prostega prostora".

Sprejemnik, ki sprejema signal iz kanala in ga pretvori nazaj v informacije, koristne za sprejemnik.

Na primer, v radiodifuzijski postaji je ojačevalnik velike moči radijske postaje oddajnik, oddajna antena pa vmesnik med ojačevalnikom moči in kanalom "prostega prostora". Prosti prostor je prenosni medij, sprejemna antena pa je vmesnik med "kanalom prostega prostora" in sprejemnikom. Radijski sprejemnik nato prejme radijski signal, kjer se pretvori iz električne energije v zvok, ki ga ljudje slišijo.

Včasih obstajajo telekomunikacijski sistemi "Duplex" - sistemi z dvosmerno komunikacijo, ki v eni škatli združujejo tako oddajnik kot sprejemnik, torej oddajnike. Na primer, mobilni telefon je oddajnik. Elektronika oddajnika in sprejemna elektronika znotraj oddajno-sprejemnika sta pravzaprav popolnoma neodvisni drug od drugega. To je enostavno razložiti z dejstvom, da radijski oddajniki vsebujejo ojačevalnike moči, ki delujejo z električno močjo reda nekaj vatov ali kilovatov, radijski sprejemniki pa se ukvarjajo z radijskimi signali, ki so v redu nekaj mikrovatov ali nanovatov. Zato morajo biti oddajniki skrbno zasnovani in ožičeni, da izolirajo del vezja z veliko močjo od dela z nizko močjo, tako da ne pride do motenj.

Telekomunikacije preko fiksnih linij se imenujejo od točke do točke, ker komunikacija poteka med enim oddajnikom in enim sprejemnikom. Telekomunikacije, ki se izvajajo z radijskim prenosom, se imenujejo radiodifuzne komunikacije, ker se izvajajo med enim močnim oddajnikom in številnimi nizko zmogljivimi, a občutljivimi radijskimi sprejemniki.

Telekomunikacije, pri katerih je več oddajnikov in več sprejemnikov zasnovanih tako, da si delijo isti fizični kanal, se imenujejo multipleksni sistemi. Skupna raba fizičnih kanalov z uporabo multipleksiranja pogosto povzroči zelo znatne prihranke pri stroških. Multipleksni sistemi se nahajajo v telekomunikacijskih omrežjih, multipleksirane signale pa preklapljajo vozlišča z zahtevanim sprejemnim terminalom.

Analogna in digitalna komunikacija

Komunikacijski znaki se lahko prenašajo z analognimi ali digitalnimi signali. Obstajajo analogni in digitalni komunikacijski sistemi. V analognem sistemu se signal nenehno spreminja, ko se informacije spreminjajo. V digitalnem sistemu so informacije kodirane kot niz diskretnih vrednosti (na primer niz enic in nič). Med širjenjem in sprejemom se informacije, ki jih vsebujejo analogni signali, neizogibno poslabšajo zaradi neželenega fizičnega šuma. Izhod oddajnika je skoraj tih. Običajno se lahko šum v komunikacijskem sistemu izrazi kot dodajanje ali odštevanje naključnih motenj od želenega signala. Ta oblika hrupa se imenuje aditivni hrup, saj je lahko hrup v različnih časovnih obdobjih negativen ali pozitiven. Hrup, ki ni aditivni, je hrup, ki ga je veliko težje opisati in analizirati.

Po drugi strani pa, če dodatek motečega učinka hrupa ne preseže določenega praga, potem informacije, ki jih vsebuje digitalni signal, ne bodo popačene. Odpornost proti hrupu je ključna prednost digitalnih signalov pred analognimi.

Telekomunikacijska omrežja

Telekomunikacijsko omrežje je skupek oddajnikov, sprejemnikov in komunikacijskih kanalov, ki izmenjujejo sporočila. Nekatera digitalna komunikacijska omrežja vsebujejo enega ali več usmerjevalnikov, ki skupaj posredujejo informacije točno določenemu uporabniku, ki mu je namenjena. Analogno komunikacijsko omrežje je sestavljeno iz enega ali več stikal, ki vzpostavijo komunikacijo med dvema ali več uporabniki. Za obe vrsti omrežij bodo morda potrebni repetitorji za ojačanje ali ponovno ustvarjanje signala na dolge razdalje. To je za boj proti slabljenju, zaradi katerega se signal ne razlikuje od šuma. Druga prednost digitalnih sistemov pred analognimi je, da je njihovo izhodno vrednost lažje shraniti v pomnilnik kot dve napetostni stanji (visoka in nizka) kot nenehno spreminjanje vrednosti v razponu stanj.

Povezovalni kanali

Izraz "kanal" ima dva različna pomena. V nekem smislu je kanal fizični medij, ki prenaša signal med oddajnikom in sprejemnikom. Na primer ozračje za zvočne komunikacije, optična vlakna za nekatere vrste optičnih komunikacij, koaksialni kabel za komunikacijo z uporabo napetosti in električnih tokov v njih ter prosti prostor za komunikacije z uporabo vidne svetlobe, infrardečih valov, ultravijolične svetlobe in radijskih valov. Ta zadnji kanal se imenuje "kanal prostega prostora". Prenos radijskih valov iz enega kraja v drugega ni odvisen od prisotnosti ali odsotnosti ozračja med njimi. Radijski valovi potujejo skozi popoln vakuum tako enostavno, kot potujejo skozi zrak, meglo, oblake ali kateri koli drug plinasti medij.

Drugi pomen pojma "kanal" obravnavamo na področju telekomunikacij, v smislu komunikacijskega kanala, ki je del prenosnega medija, tako da se lahko celoten medij uporablja za prenos več podatkovnih tokov hkrati. Na primer, ena radijska postaja lahko oddaja radijske valove v prostem prostoru okoli 94,5 MHz (megaherc), medtem ko lahko druga radijska postaja istočasno oddaja radijske valove okoli 96,1 MHz. Vsaka radijska postaja bo oddajala radijske valove v frekvenčnem pasu približno 180 kHz (kiloherc), s središčem na frekvencah, navedenih zgoraj, ki se imenujejo "nosilne frekvence." Vsaka postaja v tem primeru je 200 kHz ločena od sosednjih postaj, z razliko med 200 kHz in 180 kHz (20 kHz) je inženirska toleranca, ki upošteva pomanjkljivosti v komunikacijskem sistemu.

V zgornjem primeru je bil "kanal prostega prostora" razdeljen na komunikacijske kanale glede na frekvence, vsakemu kanalu pa je bil dodeljen ločen frekvenčni pas za prenos radijskih valov. Ta sistem delitve medijev v kanalih glede na frekvenco se imenuje "frekvenčno delitveno multipleksiranje". Drugi izraz za isto načelo se imenuje "multipleksiranje z valovno dolžino", ki se najpogosteje uporablja v optičnih komunikacijah, kjer si več oddajnikov deli isti fizični medij.

Drug način razdelitve komunikacijskega medija na kanale je, da vsakemu pošiljatelju omogočite ponavljajočo se količino časa (na primer 20 milisekund od vsake sekunde) in vsakemu pošiljatelju omogočite pošiljanje sporočil samo v tem časovnem intervalu, ki je dodeljen tisti pošiljatelj. Ta tehnika delitve medijev na komunikacijske kanale se imenuje multipleksiranje s časovno delitvijo (TDM) in se uporablja v komunikaciji z optičnimi vlakni. Nekateri radijski komunikacijski sistemi uporabljajo TDM znotraj namenskega kanala FDM. Zato ti sistemi uporabljajo hibrid TDM in FDM.

Modulacija

Oblikovanje signala za prenos informacij se imenuje modulacija. Modulacija se lahko uporablja za predstavitev digitalnega sporočila kot analognega signala. Ta vrsta modulacije se običajno imenuje "keying", izraz, podedovan iz Morsejeve abecede v telekomunikacijah in je razdeljen na več tehnik tipkanja (te vključujejo fazno premično tipkanje, frekvenčno premično tipkanje in amplitudno premično tipkanje). Bluetooth na primer uporablja fazno premikanje tipk za izmenjavo informacij med različnimi napravami. Poleg tega obstaja manipulacija, ki združuje fazne in amplitudne spremembe, imenovane (v izrazu tega področja) Quadrature Amplitude Shift Keying (QAM) in se uporablja v digitalnih radijskih sistemih z visoko pasovno širino.

Modulacija se lahko uporablja tudi za prenos nizkofrekvenčnih analognih signalov na višjih frekvencah. To je uporabno, ker analognih nizkofrekvenčnih signalov ni mogoče učinkovito prenašati po prostem prostoru. Zato morajo biti informacije iz analognega nizkofrekvenčnega signala vgrajene v visokofrekvenčni signal (znan kot "nosilni val") pred prenosom. Za to je na voljo več različnih modulacijskih shem, dve najbolj osnovni modulacijski metodi sta amplitudna modulacija (AM) in frekvenčna modulacija (FM). Primer tega postopka je "vdelati" DJ-jev glas v 96 MHz nosilni val z uporabo frekvenčne modulacije (glas bo nato "ujel" radio na "96 FM"). Poleg tega ima modulacija prednost, da lahko uporablja frekvenčno multipleksiranje (FDM).

Telekomunikacije v družbi

Telekomunikacije imajo pomemben družbeni, kulturni in gospodarski vpliv na sodobno družbo. Leta 2008 so prihodki v telekomunikacijski industriji znašali 4,7 bilijona dolarjev ali slabe 3 % bruto svetovnega proizvoda (po uradni stopnji).

Vpliv informacijske tehnologije na gospodarstvo

Mikroekonomija

Na mikroekonomski ravni so podjetja uporabljala telekomunikacije za razvoj globalnih poslovnih imperij. To je samoumevno v primeru Amazon.com, toda po mnenju akademika Edwarda Lehnerta je celo povprečen trgovec Walmart imel koristi od boljše telekomunikacijske infrastrukture kot konkurenca. V mestih po vsem svetu lastniki stanovanj uporabljajo svoje telefone za naročanje in organizacijo različnih storitev na domu, od dostave pic do električarjev. Tudi v razmeroma revnih družbenih sektorjih je bila opažena uporaba telekomunikacij v lastno korist. V okrožju Narsingdi v Bangladešu izolirani vaščani uporabljajo mobilne telefone, da naročajo blago neposredno pri trgovcih na debelo, da bi dobili boljše cene. V Slonokoščeni obali kavni avtomati spremljajo urne spremembe cen kave na svojih mobilnih telefonih in jih prodajajo po najboljši ceni.

Makroekonomija

Na makroekonomski ravni sta Lars-Hendrik Roller in Leonard Waverma predlagala vzročno zvezo med dobro telekomunikacijsko infrastrukturo in gospodarsko rastjo. Malo jih oporeka obstoju korelacije, čeprav nekateri trdijo, da je napačno gledati na to razmerje kot na vzročno.

Zaradi gospodarskih koristi uporabe dobre telekomunikacijske infrastrukture narašča zaskrbljenost zaradi neenakega dostopa do telekomunikacijskih storitev po vsem svetu, ki se imenuje digitalni razkorak. Leta 2003 je študija Mednarodne telekomunikacijske zveze (ITU) pokazala, da ima približno 1/3 držav manj kot en mobilni telefon na vsakih 20 ljudi, 1/3 držav pa manj kot en stacionarni telefon na vsakih 20 ljudi. Kar zadeva dostop do interneta, ima približno polovica vseh držav manj kot eno internetno povezavo na vsakih 20 ljudi. Na podlagi teh informacij in podatkov o doseženi izobrazbi je ITU razvil kazalnik, ki meri splošno zmožnost državljanov za dostop do informacijskih in komunikacijskih tehnologij. Po tem kazalniku so med prvimi tremi Švedska, Danska in Islandija, na dnu te ocene pa so afriške države Nigerija, Burkina Faso in Mali.

Vloga komunikacij v sodobnem svetu

Telekomunikacije igrajo pomembno vlogo v odnosih z javnostmi. Glede na dejstvo, da so bile takšne naprave, kot je telefon, sprva praktične vrednosti (na primer zmožnost vodenja podjetja ali naročanja storitev), njihov družbeni vidik sploh ni bil upoštevan. To se je nadaljevalo do poznih dvajsetih let prejšnjega stoletja, v tridesetih letih prejšnjega stoletja pa so socialni vidiki naprave postali pomembna tema pri promociji telefonov. Nove promocije so zdaj pritegnile čustva potrošnikov in izpostavile pomen družabnega pogovora ter željo, da ostanejo povezani z družino in prijatelji.

Od takrat postaja vloga, ki jo imajo telekomunikacije v odnosih z javnostmi, vedno bolj pomembna. V zadnjih letih je priljubljenost družabnih omrežij močno narasla. Ta spletna mesta uporabnikom omogočajo medsebojno komunikacijo, pa tudi izmenjavo fotografij, dogodkov ter ogled statusov in profilov drugih uporabnikov. Profili lahko vključujejo starost, interese, spolne preference in status razmerja. Tako lahko ta spletna mesta igrajo pomembno vlogo pri vsem, od organiziranja družbenih gibanj do dvorjenja.

Pred vzponom družabnih omrežij so na družbeno interakcijo pomembno vplivale tudi tehnologije, kot sta storitev kratkih sporočil (SMS) in telefon. Leta 2000 je skupina za tržne raziskave Ipsos MORI poročala, da je 81 % uporabnikov, starih od 15 do 24 let v Združenem kraljestvu, uporabljalo besedilna sporočila za usklajevanje odnosov z javnostmi in 42 % za spogledovanje.

Pomen telekomunikacij v človekovem življenju

S kulturnega vidika so telekomunikacije državljanom omogočile dostop do glasbe in filmov. S pomočjo televizije lahko ljudje gledajo filme, ki jih še niso videli v svojem domu, ne da bi morali iti v videoteko ali kino. S pomočjo radia in interneta lahko ljudje poslušajo glasbo, ki je še niso slišali, ne da bi obiskali glasbeno trgovino.

Telekomunikacije so spremenile tudi način sprejemanja novic. Glede na študijo iz leta 2006 neprofitne organizacije Pew Internet in American Life Project je od nekaj več kot 3000 anketiranih Američanov večina navedla TV, radio ali časopise kot vir novic.

Pomemben vpliv na oglaševanje so imele tudi telekomunikacije. TNS Media Intelligence je poročal, da je bilo leta 2007 58 % oglaševanja v Združenih državah porabljenih za telekomunikacijske storitve, ki so odvisne od medijev.

Mednarodna telekomunikacijska zveza

Številne države so sprejele zakonodajo, ki je v skladu z zahtevami Mednarodnega pravilnika o telekomunikacijah, ki ga je ustanovila Mednarodna telekomunikacijska zveza (ITU), ki je "vodilna agencija ZN za informacijske in komunikacijske tehnologije." Leta 1947 je konferenca ITU v Atlantic Cityju odločila "dodeliti mednarodno zaščito vsem frekvencam, ki so registrirane na novem mednarodnem seznamu frekvenc in se uporabljajo v skladu s Pravilnikom o radijskih valovih." V skladu s Pravilnikom o radijskih postajah ITU, sprejetim v Atlantic Cityju, so vse frekvence, navedene v mednarodni registraciji frekvenc, ki jih obravnava Svet in registrirani v mednarodnem registru frekvenc" so upravičeni do mednarodne zaščite pred škodljivimi motnjami."

Z globalne perspektive je bila sprejeta politična razprava in zakonodaja v zvezi z upravljanjem telekomunikacij in radiodifuzije. V zgodovini radiodifuzije so se pojavljale tudi razprave o enačenju konvencionalnih komunikacij, kot je tiskanje, s sodobnimi telekomunikacijami, kot je radiodifuzije. Z izbruhom druge svetovne vojne je prišlo do eksplozivne rasti mednarodne propagandne radiodifuzije. Države, njihove vlade, uporniki, teroristi in milice so uporabljali vse možne načine telekomunikacij in oddajanja za promocijo svoje propagande. Domoljubna propaganda političnih gibanj in kolonizacije se je začela sredi tridesetih let prejšnjega stoletja. Leta 1936 je BBC predvajal propagandne programe v arabskem svetu, delno pa je svoje oddaje nasprotoval podobnim oddajam iz Italije, ki je imela kolonialne interese tudi v severni Afriki.

Sodobni uporniki, kot so tisti, ki so se borili v zadnji vojni v Iraku, pogosto uporabljajo zastrašujoče telefonske klice, SMS sporočila in razširjanje prefinjenih video posnetkov napadov na koalicijske čete, vključene v protiteroristično operacijo. "Sunitski uporniki imajo celo svojo televizijsko postajo Al-Zawraa, ki, čeprav jo je iraška vlada prepovedala, še naprej oddaja iz Erbila v iraškem Kurdistanu, tudi potem ko je pod pritiskom koalicije večkrat zamenjala satelitsko gostovanje."

Sodobni mediji

Prodaja telekomunikacijske opreme

Po podatkih, ki jih je zbral Gartner Ars-teknika, je bila večja potrošniška telekomunikacijska oprema po vsem svetu prodana v milijonih enot:

Telefon

V telefonskem omrežju se en naročnik poveže z drugim naročnikom prek stikal na različnih telefonskih centralah. Stikala tvorijo električno povezavo med dvema uporabnikoma in nastavitve teh stikal se določijo elektronsko, ko klicatelj pokliče številko. Ko je povezava vzpostavljena, se glas klicatelja pretvori v električni signal z majhnim mikrofonom v slušalki klicatelja. Ta električni signal se prek omrežja pošlje uporabniku na drugem koncu, kjer se pretvori nazaj v zvok majhnega zvočnika v slušalki klicane osebe.

Stacionarni telefoni v večini stanovanjskih stavb so analogni, torej glas govorca neposredno določa napetost signala. Čeprav je klice na kratkih razdaljah mogoče obravnavati od konca do konca kot analogne signale, ponudniki telefonskih storitev vse pogosteje pretvorijo dohodne signale od konca do konca v digitalne signale za prenos. Prednost tega pristopa je, da se digitalizirani govorni podatki lahko prenašajo skupaj s podatki iz interneta in jih je mogoče v celoti reproducirati pri komunikaciji na dolge razdalje (v nasprotju z analognimi signali, ki bodo neizogibno popačeni zaradi šuma).

Mobilni telefoni so imeli pomemben vpliv na telefonska omrežja. Število naročnikov mobilne telefonije trenutno presega število naročnikov fiksne telefonije. Prodaja mobilnih telefonov je v letu 2005 znašala 816,6 milijona, glede na to, da je ta številka skoraj enakomerno razdeljena med trge Azije/Pacifika (204 milijonov), Zahodne Evrope (164 milijonov), CEBVA (Srednja Evropa, Bližnji vzhod in Afrika) (153,5 milijona ), Severna Amerika (148 milijonov) in Latinska Amerika (102 milijona). Z novimi naročninami v petih letih od leta 1999 Afrika prekaša druge trge z 58,2-odstotno rastjo. Te telefone vedno bolj podpirajo sistemi, v katerih se glasovna sporočila prenašajo v digitalni obliki, kot sta GSM ali W-CDMA, število analognih sistemov, kot je AMPS, pa se zmanjšuje.

Prav tako je prišlo do temeljnih sprememb v telefonskih komunikacijah, ki so ostale v zakulisju. Začenši z dejavnostmi TAT-8 leta 1988, v devetdesetih letih prejšnjega stoletja so se sistemi, ki temeljijo na vlaknih, široko uporabljali. Prednost optičnih komunikacij je, da ponuja dramatično povečanje pasovne širine. Pravzaprav je TAT-8 lahko podpiral 10-krat več telefonskih klicev kot najsodobnejši bakreni kabel, ki je bil takrat položen, sodobni optični kabli pa lahko podpirajo 25-krat več telefonskih klicev, kot jih podpira TAT-8. To povečanje pasovne širine je posledica številnih dejavnikov: Prvič, optična vlakna so fizično veliko manjša od konkurenčnih tehnologij. Drugič, ne trpijo zaradi preslušavanja, kar pomeni, da jih je v enem kablu enostavno sestaviti več sto. Nazadnje so izboljšave multipleksiranja privedle do eksponentnega povečanja prepustnosti posameznih vlaken.

Številna optična omrežja danes komunicirajo z uporabo protokola, znanega kot Asinhroni prenosni način (ATM). Protokol ATM omogoča skupni prenos podatkov. Primeren je za javna komutirana telefonska omrežja, ker vzpostavi pot za podatke skozi omrežje in s to potjo poveže prometno pogodbo. Prometna pogodba je v bistvu dogovor med stranko in omrežjem o tem, kako naj omrežje obdeluje podatke; če omrežje ne more izpolniti prometne pogodbe, se povezava s tem omrežjem zavrne. To je pomembno, ker mora biti zagotovljeno, da telefonske povezave ohranjajo konstantno bitno hitrost, tako da se glas klicatelja lahko v celoti prenese brez zamud ali padcev. Obstajajo konkurenti bankomatu, kot je multi-protocol Label Switching (MPLS), ki opravljajo podobno nalogo in naj bi v prihodnosti nadomestili ATM.

Radio in televizija

V oddajnem sistemu centralni oddajni stolp velike moči oddaja visokofrekvenčni elektromagnetno valovanje na več sprejemnikov z nizko močjo. Visokofrekvenčni val, ki ga pošilja stolp, je moduliran s signalom, ki vsebuje vizualne ali zvočne informacije. Sprejemnik pa je nastavljen tako, da sprejema in ojača visokofrekvenčni val in z uporabo demodulatorja ekstrahira signal, ki vsebuje vizualne ali zvočne informacije. Oddajni signal je lahko analogni (signal se nenehno spreminja z informacijami) ali digitalni (informacije so kodirane kot niz diskretnih vrednosti).

Industrija radiodifuznih medijev je s prehodom z analogne na digitalno radiodifuzijo v mnogih državah vstopila v kritično prelomnico v svojem razvoju. To potezo je omogočila proizvodnja cenejših, hitrejših in bolj funkcionalnih integriranih vezij. Glavna prednost digitalnega oddajanja je, da odpravlja številne pomanjkljivosti, ki so značilne za tradicionalne analogne prenose. V televizijski sliki se to kaže z odpravo težav, kot so zasnežene slike, duhovi in ​​druga popačenja. To je posledica narave analognega prenosa, kar pomeni, da bo v končnem rezultatu opazno popačenje, ki ga povzroča šum. Digitalni prenos premaga to težavo, saj se digitalni signali ob prejemu povrnejo v diskretne vrednosti in zato majhne motnje ne vplivajo na končni rezultat. V poenostavljenem primeru, če je bilo binarno sporočilo 1011 poslano z amplitudo signalov:, prejeti signali pa imajo amplitude:, potem pri dekodiranju dobimo binarno sporočilo 1011 - idealno reprodukcijo poslanega. Iz tega primera lahko vidite problem digitalnega prenosa, ki je, da če je šum dovolj velik, lahko bistveno spremeni dekodirano sporočilo. Z uporabo vnaprejšnjega popravljanja napak lahko sprejemnik popravi več bitnih napak v prejetem sporočilu, vendar bo preveč hrupa povzročilo slabo razumljene izhode in s tem prekinitev prenosa.

Pri digitalnem televizijskem oddajanju obstajajo trije konkurenčni standardi, ki bodo verjetno sprejeti po vsem svetu. To so standardi ATSC, DVB in ISDB. Vsi trije standardi uporabljajo MPEG-2 za stiskanje videa. ATSC uporablja Dolby Digital AC-3 za avdio kompresijo, ISDB uporablja napredno zvočno kodiranje (MPEG-2, 7. del), DVB pa nima standarda za avdio stiskanje, ampak na splošno uporablja MPEG-1, del 3, 2. sloj. Izbira modulacije tudi se razlikuje od sheme do sheme. Pri digitalnem zvočnem oddajanju so standardi veliko bolj poenoteni v skoraj vseh državah, ki se odločijo sprejeti standard digitalnega avdio oddajanja (znan tudi kot standard Eureka 147). Izjema so ZDA, ki so izbrale HD Radio. HD Radio, za razliko od Eureke 147, temelji na metodi prenosa, znani kot IBOC, ki omogoča prenos digitalnih informacij prek običajnih analognih oddajnikov AM ali FM.

Kljub pričakovanju »digitalne« tranzicije pa se analogna televizija v večini držav še vedno predvaja. Izjema so ZDA, kjer so analogne televizijske oddaje prenehale (vse razen televizijskih postaj zelo nizke moči) od 12. junija 2009 po dvojnem odlogu. V Keniji je tudi analogno televizijsko oddajanje prenehalo decembra 2014 po večkratnih prestavitvah datuma. Za analogno televizijo se uporabljajo trije standardi za oddajanje barvne televizije. Znani so kot PAL (nemški dizajn), NTSC (severnoameriški dizajn) in SECAM (francoski dizajn). Pomembno je razumeti, da ti načini oddajanja barvne televizije nimajo nobene zveze s standardi črno-bele televizije, ki se prav tako razlikujejo od države do države. Pri analognem radiu prehod na digitalni radio ovira dejstvo, da so analogni sprejemniki bistveno cenejši od digitalnih. Izbira modulacije za analogni radio je običajno med amplitudno (AM) ali frekvenčno (FM) modulacijo. Za dosego stereo reprodukcije se uporablja amplitudno moduliran podnosilec za stereo FM.

internet

Internet je svetovno omrežje računalnikov in računalniških omrežij, ki med seboj komunicirajo z uporabo internetnega protokola. Vsak računalnik v internetu ima edinstven naslov IP, ki ga lahko drugi računalniki uporabijo za usmerjanje informacij nanj. Zato lahko kateri koli računalnik na internetu pošlje sporočilo kateremu koli drugemu računalniku z uporabo svojega naslova IP. Ta sporočila nosijo s seboj IP naslov računalnika pošiljatelja, kar omogoča dvosmerno komunikacijo. Internet je izmenjava sporočil med računalniki.

Ocenjuje se, da je bilo v letu 2000 51 % informacij, posredovanih prek dvosmernih telekomunikacijskih omrežij, posredovanih prek interneta, večina preostalih (42 %) pa prek stacionarnega telefona. Do leta 2007 je internet očitno prevladoval in zajel 97 % vseh informacij v telekomunikacijskih omrežjih (večino ostalih (2 %) – prek mobilnih telefonov. Od leta 2008 ima približno 21,9 % svetovnega prebivalstva dostop do interneta z najvišjo visok dostop (merjen kot odstotek prebivalstva) v Severni Ameriki (73,6 %), Oceaniji/Avstraliji (59,5 %) in Evropi (48,1 %) Vodilni širokopasovni dostop: Islandija (26,7 %), Južna Koreja (25,4 %) in Nizozemska (25,3 %).

Internet deluje deloma zaradi protokolov, ki urejajo, kako računalniki in usmerjevalniki komunicirajo med seboj. Narava komunikacije v računalniškem omrežju je primerna za premislek s stališča večplastnega pristopa, ko nekateri protokoli v skladu protokolov delujejo bolj ali manj neodvisno od drugih protokolov. To omogoča, da se protokoli nižjega sloja prilagodijo določenemu stanju v omrežju, dokler se ne spremeni način delovanja protokola višje plasti. Praktični primer, zakaj je to pomembno, je, da omogoča internetnemu brskalniku, da izvede isto kodo na enak način, ne glede na to, ali je računalnik povezan z internetom prek povezave Ethernet ali Wi-Fi. O protokolih se pogosto govori v smislu njihovega mesta v referenčnem modelu OSI, ki se je pojavil leta 1983 kot prvi korak v neuspešnem poskusu ustvarjanja splošno sprejetega niza omrežnih protokolov.

Za internet je značilna večkratna sprememba fizičnega okolja in kanalnega protokola na celotni poti paketov. To je zato, ker internet ne postavlja nobenih omejitev glede tega, kateri fizični medij in kateri komunikacijski protokoli se lahko uporabljajo. To vodi do sprejemanja informacij in protokolov, ki so najbolj primerni za razmere v lokalnem omrežju. V praksi bo večina medcelinskih komunikacij uporabljala protokol Asynchronous Transfer Mode (ATM) ali njegov sodobnejši ekvivalent, ki temelji na vlaknih. To je zato, ker večina medcelinskih internetnih komunikacij uporablja isto infrastrukturo kot javno komutirano telefonsko omrežje.

Na ravni omrežja poteka standardizacija z internetnim protokolom (IP), ki je potreben za logično naslavljanje. Za svetovni splet so ti "naslovi IP" izpeljani iz "človeško berljive" oblike z uporabo sistema domenskih imen DNS (npr. 72.14.207.99, ki izvira iz www.google.com). Trenutno je najbolj razširjena različica internetnega protokola različica štiri, vendar je prehod na različico šest neizogiben.

Na transportnem nivoju večina komunikacij sprejema bodisi protokol za nadzor prenosa (TCP) bodisi protokol uporabniških podatkovnih gramov (UDP). TCP se uporablja, kadar je potrebno, da vsako poslano sporočilo sprejme drug računalnik, medtem ko se UDP uporablja, kadar je to preprosto zaželeno. V primeru TCP se paketi ponovno oddajo, če so izgubljeni in prerazvrščeni, preden so predstavljeni višjim slojem. Pri UDP paketi niso zaporedni in se ne prenašajo ponovno, če so izgubljeni. Paketa TCP in UDP vsebujeta številke vrat, ki označujejo, katera aplikacija ali proces naj obdela paket. Ker nekateri protokoli aplikacij uporabljajo posebna vrata, lahko skrbniki omrežja nadzorujejo promet v skladu s posebnimi zahtevami. Na primer, da omejite dostop do interneta z blokiranjem prometa, namenjenega določenim pristaniščem, ali da vplivate na delovanje nekaterih aplikacij z dodelitvijo prednosti.

Nad transportnim slojem so določeni protokoli, ki se včasih uporabljajo in so prosto nameščeni v sejah in predstavitvenih slojih, predvsem protokola: Secure Sockets Layer (SSL) in Transport Layer Security (TLS). Ti protokoli zagotavljajo, da podatki, ki se prenašajo med dvema strankama, ostanejo popolnoma zaupni. Končno, na ravni aplikacije se mnogi uporabniki internetnih protokolov zavedajo, kot so HTTP (spletni brskalnik), POP3 (e-pošta), FTP (prenos datotek), IRC (internetni klepet), BitTorrent (skupna raba datotek) in XMPP ( Takojšnje sporočanje).

Voice over Internet Protocol (VoIP) omogoča uporabo podatkovnih paketov za sinhrono glasovno komunikacijo. Podatkovni paketi so označeni kot glasovni paketi in jih je mogoče dati prednost pri prenosu v realnem času, sinhroni pogovor je manj nagnjen k tekmovanju z drugimi vrstami podatkovnega prometa, ki je lahko zakasnjen (npr. prenos datotek ali e-pošte) ali vnaprej shranjen (tj. in video) brez popačenja. To določanje prednosti deluje dobro, če ima omrežje zadostno pasovno širino za vse klice VoIP, ki se odvijajo hkrati, in ima omrežje omogočeno možnost določanja prednosti. zasebno korporativno omrežje, vendar interneta kot celote ni mogoče konfigurirati na ta način, zato je velika razlika v kakovosti VoIP klicev prek zasebnega omrežja in prek javnega interneta.

Lokalna in globalna računalniška omrežja

Kljub rasti interneta ostajajo značilnosti lokalnih omrežij (LAN) – računalniških omrežij, ki ne presegajo več kilometrov – drugačne. To je zato, ker omrežja te velikosti ne zahtevajo vseh funkcij, povezanih z večjimi omrežji, in so pogosto stroškovno učinkovitejša in učinkovitejša brez njih. Čeprav niso povezani z internetom, imajo tudi prednosti zasebnosti in varnosti. Vendar namensko pomanjkanje neposredne internetne povezave ne zagotavlja zagotovljene zaščite pred hekerji, vojaškimi silami ali gospodarsko močnimi silami. Te grožnje obstajajo, če obstajajo načini za oddaljeno povezavo z lokalnim omrežjem.

Wide area networks (WAN) so zasebna računalniška omrežja, ki se lahko raztezajo na tisoče kilometrov. Spet nekatere njihove prednosti vključujejo zasebnost in varnost. Sprva so bila lokalna in globalna omrežja namenjena vojaškim in obveščevalnim službam, ki morajo svoje podatke varovati in tajiti.

Sredi osemdesetih let prejšnjega stoletja se je pojavilo več komunikacijskih protokolov, ki so zapolnili vrzeli med plastmi podatkovne povezave in aplikacijo referenčnega modela OSI. Sem spadajo Appletalk, IPX in NetBIOS, pri čemer je uveljavljen protokol IPX prevladoval v zgodnjih devetdesetih letih zaradi njegove priljubljenosti pri uporabnikih MS-DOS. TCP / IP, ki obstaja in se je trenutno uporabljal le v velikih državnih in raziskovalnih ustanovah.

Ker se je priljubljenost interneta povečala in je bilo treba njegov promet usmeriti v zasebna omrežja, so protokoli TCP/IP nadomestili obstoječe tehnologije LAN. Dodatne tehnologije, kot je DHCP, ki računalnikom, ki temeljijo na IP/TCP, omogočajo samokonfiguracijo v omrežju. Takšne funkcije so implementirane tudi v paketih protokolov AppleTalk / IPX / NetBIOS.

Asinhroni načini prenosa (ATM) ali večprotokolno preklapljanje nalepk (MPLS) so tipični protokoli nivoja povezave za večja omrežja, kot so WAN; Ethernet in Token Ring sta tipična protokola povezovalne plasti za lokalna omrežja. Ti protokoli se od starejših razlikujejo po tem, da so enostavnejši, na primer izpuščajo funkcije, kot sta zagotovljena kakovost storitev in izogibanje trkom. Obe razliki omogočata bolj ekonomične sisteme.

Kljub skromni priljubljenosti IBM Token Ring v 1980-ih in 1990-ih, danes skoraj vsa LAN-ja uporabljajo žično ali brezžično ethernetno opremo. Na fizičnem nivoju večina izvedb ožičenega etherneta uporablja bakrene kable z sukanimi pari (vključno s skupnimi omrežji 10BASE-T). Vendar pa so nekatere zgodnje izvedbe uporabljale težje koaksialne kable, novejše izvedbe (predvsem visoke hitrosti) pa so uporabljale vlakna. Pri uporabi optičnih vlaken je treba razlikovati med večmodnimi vlakni in enomodnimi vlakni. Na večmodna vlakna lahko gledamo kot na debelejše vlakno, ki je cenejše za izdelavo, vendar ima pomanjkljivost ožjo uporabno pasovno širino in slabše dušenje ter zato slabšo zmogljivost na dolgih razdaljah.

Hitrost prenosa informacij

Dejanski obseg informacij, izmenjanih po vsem svetu prek dvosmernih omrežnih telekomunikacij, se je povečal z 281 petabajtov informacij leta 1986 na 471 petabajtov v letu 1993, z 2,2 eksabajta v letu 2000 na 65 eksabajtov leta 2007 (prilagojeno za optimalno stiskanje) ... Ta informacijski ekvivalent je približno enakovreden dvema časopisnim stranema na osebo na dan leta 1986 in šestim celim časopisom na osebo na dan do leta 2007. Glede na to rast imajo telekomunikacije vse večjo vlogo v razvoju svetovnega gospodarstva in globalni telekomunikacijski sektor je leta 2012 znašal približno 4,7 bilijona. dolarjev. Obseg svetovnega telekomunikacijskega trga bo leta 2010 znašal 1,5 bilijona dolarjev, kar ustreza 2,4 % svetovnega bruto domačega proizvoda (BDP).

Objektivno spodbuja razvoj telekomunikacij kot infrastrukture informacijske podpore. Vzporedno s tem narašča tudi povpraševanje javnosti po izmenjavi informacijskih tokov na višji ravni. Posledično se oba dejavnika dopolnjujeta, kar določa intenzivno promocijo telekomunikacijskih tehnologij v sodobni družbi. Razvijajo se novi koncepti zmogljivosti za prenos, shranjevanje in obdelavo podatkov. Hkrati pa ne gre brez inovativnih rešitev.

Splošne informacije o telekomunikacijah

Za začetek se je koncept "telematike" pojavil relativno nedavno in se v širšem smislu nanaša na sredstvo za prenos informacij. To pomeni, da je tehnološka podpora telekomunikacij neposredno ali posredno podrejena informacijskim komunikacijskim kanalom, ki omogočajo oddajanje informacij na daljavo. V tem smislu je lahko eden ključnih objektov telekomunikacij omrežje – informacijsko, programsko ali strojno. Kar se tiče samega gradiva, ki ga pravzaprav služijo telekomunikacijske tehnologije, potem lahko v tej vlogi deluje besedilo, glas, video itd.. Hkrati bi bilo napačno, če bi telekomunikacijam dodelili le nalogo oddajanja podatki na daljavo. Tehnologije na tem področju služijo tudi sredstvom za shranjevanje, organiziranje in obdelavo informacij. Raznolikost vrst materiala in sredstev tehnične podpore je natančno določila širok spekter področij, na katerih se razvijajo tehnologije.

Trenutno stanje telekomunikacij

Tehnološka podpora komuniciranju trenutno temelji na celi vrsti rešitev. Zlasti metoda preklapljanja datagramov s protokoli TCP / IP omogoča neodvisno usmerjanje paketov na internetu. Tehnologija digitalnega prenosa ISDN je še vedno pomembna. Danes ta tehnologija omogoča prenos različnih vrst materialov, vključno z oddajanjem govora, televizije in video besedila. Primer nedavnega razvoja v tej smeri je telekonferenca B-ISDN. Številne sodobne telekomunikacijske tehnologije temeljijo na idejah izpred 10-20 let, vendar jih v sedanji obliki zaznamujeta večja hitrost in optimizacija tehnične podpore. Na primer, koncept Frame Relay temelji na enakem prenosu paketnih podatkov, vendar brez zapletenih postopkov. S tem je bilo mogoče doseči večjo pasovno širino na kanalih in na splošno izboljšati kakovost oddajanja. Možnosti razvoja telekomunikacij številni strokovnjaki povezujejo z relativno novo tehnologijo ATM, za katero so že značilni principi asinhronega prenosa podatkov z metodami multipleksiranja.

Telekomunikacijske komponente

Za razumevanje algoritmov delovanja in organizacije telekomunikacij je pomembno razčleniti tehnično infrastrukturo na več komponent. Najprej so to naprave za shranjevanje podatkov, ki zagotavljajo tudi obdelavo podatkov in pripravo na prenos. Naslednja raven so neposredni udeleženci v procesu izmenjave podatkov, iz katerih se pošiljajo zahteve. Dostopajo do istih podatkovnih shramb in drug do drugega. Referenčno področje s pomočjo zahtev bi morala biti logično izmenjava informacij. In ta naloga se izvaja s pomočjo kanalov za prenos podatkov. Ponovno so to lahko linije izmenjave med udeleženci v procesu in kanali, prek katerih poteka dostop do virov – na primer do strežnikov. Vse našteto delovanje zagotavlja aktivna telekomunikacijska oprema, ki vključuje modeme, stikala, omrežne adapterje itd. To je tudi nekakšna ukazna infrastruktura, ki vzdržuje signale uporabnikov.

Tehnološke funkcije

Glavna funkcija je zagotoviti zmožnost prenosa podatkov. V procesu njegovega doseganja se izvajajo številne pomožne funkcije, ki so lahko med seboj povezane ali pa se izvajajo samostojno. V začetni fazi se izvaja naloga sprejemanja in vzdrževanja informacij. Po potrebi se lahko v ciklu obdelave podatkov izvede tudi obdelava za preoblikovanje gradiva v drugo obliko - primerno bodisi za zaznavanje s strani končnega uporabnika bodisi za oddajanje po določenem kanalu. Funkcije telekomunikacijskih tehnologij, ki se izvajajo neposredno med prenosom podatkov, lahko imenujemo ključne. Na tej stopnji sistem vzpostavi povezavo med naročniki – oddajno in sprejemno stranjo. Nekateri modeli predvidevajo tudi možnost samodejne izbire poti prenosa - določi jo sistem sam na podlagi vhodnih parametrov in določenih pogojev. V širšem smislu telekomunikacijski sistemi ne le oddajajo, ampak tudi upravljajo celotne nize informacijskih tokov. Hkrati lahko uporabniki vidijo le končni rezultat pošiljanja in prejemanja, ne da bi zaznali notranje omrežne procese, kot je transformacija informacij.

Telekomunikacijske storitve

V ožjem razumevanju telekomunikacijskih nalog lahko storitve obravnavamo tudi kot funkcije, ki pa temeljijo tudi na shranjevanju, preoblikovanju in prenosu podatkov. Način e-pošte na primer omogoča priročno pošiljanje sporočil. Enako velja za udeležence telekonference – tudi ti sodelujejo pri izmenjavi informacij, vendar v drugačni obliki. Seznam sodobnih omrežnih storitev lahko vključuje pomnoženo pošiljanje sporočil, oddajanje velikih količin podatkov itd. Poleg tega telekomunikacijske tehnologije pokrivajo vprašanja, povezana z organizacijo opravljanja funkcij z vidika samega uporabnika. Zlasti storitev lahko naročniku zagotovi možnost vzpostavitve kroga naslovnikov, organiziranja zaprtih skupin z udeleženci omrežja, posredovanja itd.

Signali in komunikacijski kanali

Tehnična organizacija telekomunikacijskih procesov je nemogoča brez uporabe omrežij, ki lahko delujejo z določenimi signali. Oblika signala določa, kakšna je lahko struktura kanala za prenos podatkov. Kanal je linija, po kateri naprava prenaša informacije. Tradicionalne linije vključujejo koaksialno žico, sukani par, optična vlakna itd. Bolj razviti so infrardeči valovi in ​​satelitski kanali. V smislu signalov telekomunikacijske tehnologije pomenijo storitev analognih in digitalnih podatkov. Kljub aktivnemu prehodu na digitalne signale ima analogni format pomembne prednosti, ki ne dovoljujejo, da bi ga popolnoma opustili. Ti vključujejo odsotnost potrebe po pretvorbi podatkov pri prehodu iz enega preklopnega sistema v drugega.

Tehnična sredstva telekomunikacijskih tehnologij

Vsaka od komponent telekomunikacijskega sistema vključuje vključitev lastnega nabora tehničnih sredstev. Na osnovni ravni se strežniške točke uporabljajo za shranjevanje podatkov, do katerih imajo udeleženci omrežja dostop v takšni ali drugačni obliki. Na vsaki točki, kjer se pošiljajo ali prejemajo podatki, je več vrst računalnikov. Delujejo lahko samodejno ali pod neposrednim nadzorom uporabnikov. Tehnično sprejemanje, obdelavo in prenos podatkov izvajajo modemi, omrežni adapterji, komunikatorji in usmerjevalniki. In ločeno kategorijo tehničnih sredstev, v infrastrukturi katerih deluje telekomunikacijska oprema, predstavljajo sami komunikacijski kanali. Kot smo že omenili, so to lahko tako tradicionalne (sukani par, telefonsko omrežje) kot sodobne (satelitski kanali) komunikacijske linije. Poleg tega se vedno bolj daje prednost brezžičnim kanalom, vključno s tistimi, ki temeljijo na radijskih valovih.

Področja uporabe telekomunikacij

V tej fazi je težko najti področja družbenega življenja, ki ne bi vključevala telekomunikacij. Uporabljajo se pri organizaciji izobraževalnih procesov, v proizvodnji, pri izvajanju reševalnih akcij, za dnevno izmenjavo informacij med običajnimi uporabniki na ravni gospodinjstva itd. Poleg tega ima na vsakem področju uporaba telekomunikacijskih tehnologij svoje posebnosti, značilnosti in omejitve. Torej so v izobraževalnem procesu pomembni dostopnost, ergonomija in priročnost pri uporabi tehnologije, v vojaških zadevah je poudarek na zagotavljanju varnosti, v medicini pa na primer na natančnosti in podrobnostih.

Prihodnji razvoj tehnologije

V bližnji prihodnosti se bodo prizadevanja razvijalcev osredotočila na sheme interakcije uporabnikov s telekomunikacijsko opremo. Velika podjetja stavijo na izboljšanje ergonomije vmesnikov, ki omogočajo izmenjavo podatkov. Drugo področje je povezano s posodobitvijo obstoječih omrežij. V zvezi s tem bo razvoj telekomunikacijskih tehnologij povezan z integracijo sinhrone digitalne hierarhije, asimetričnih naročniških vodov in pasivnih optičnih omrežij nove generacije. Velike spremembe obetajo tudi tehnologije pametnih omrežij, ki se na določenih področjih že izvajajo v različnih oblikah.

Zaključek

Ko se telekomunikacijski sistemi razvijajo, se soočajo z izzivi, ki ovirajo napredek. To je posledica varnosti in naraščajočih cen, saj naprednejši standardi neizogibno zahtevajo povezavo več virov. Če govorimo o splošnih trendih, potem nove telekomunikacijske tehnologije gravitirajo k načelom odprtosti in dostopnosti. Sistemski oblikovalci so povsem logično zainteresirani za večjo pokritost naročnikov, kar zahteva razširitev infrastrukture. V skladu s tem nastane problem združevanja več standardov opreme različne kakovosti - od proračunske ravni do premium. Ti in drugi razvojni problemi predvidevajo različne pristope pri reševanju, zato je obet za nadaljnji napredek očiten - vprašanje je le v oblikah njegovega izvajanja.

· Predavanje 27. Načela gradnje telekomunikacijskih računalniških sistemov.

Uvod

Telekomunikacijelahko opredelimo kot tehnologijo, ki povezuje nize informacij, ki pogosto niso na neki razdalji drug od drugega. Telekomunikacije so trenutno v revoluciji, ki vpliva na dva vidika: hitre spremembe v komunikacijskih tehnologijah in enako pomembne spremembe v lastništvu, nadzoru in zagotavljanju komunikacijskih storitev. Današnji menedžerji morajo razumeti zmožnosti in prednosti različnih komunikacijskih tehnologij ter biti sposobni uravnotežiti stroške in koristi pravilne uporabe telekomunikacij.

Telekomunikacijski sistemJe sklop opreme, združljive s strojno in programsko opremo, povezane v en sam sistem za prenos podatkov iz enega kraja v drugega. Telekomunikacijski sistem je sposoben prenašati besedilne, grafične, glasovne ali video informacije. To poglavje opisuje glavne komponente telekomunikacijskih sistemov. Naslednji razdelki pojasnjujejo, kako te komponente skupaj tvorijo različne vrste omrežij.

Tipičen komunikacijski sistem vključuje strežnike, uporabniške računalnike, komunikacijske kanale (na sliki so označeni z rdečimi črtami), pa tudi aktivno opremo - modeme, vozlišča itd.

2. Komponente telekomunikacijskega sistema

Spodaj so navedene glavne komponente telekomunikacijskega sistema:

1. Strežniki, ki hranijo in obdelujejo informacije.

2. Delovne postaje in uporabniški osebni računalniki, ki se uporabljajo za vnos poizvedb v baze podatkov, sprejemanje in obdelavo rezultatov poizvedb ter opravljanje drugih nalog končnih uporabnikov informacijskih sistemov.

3. Komunikacijski kanali so komunikacijske linije, po katerih se prenašajo podatki med pošiljateljem in prejemnikom informacij. Komunikacijski kanali uporabljajo različne vrste medijev za prenos podatkov: telefonske linije, optični kabel, koaksialni kabel, brezžične in druge komunikacijske kanale.

4. Aktivna oprema - modemi, omrežni adapterji, vozlišča, stikala, usmerjevalniki itd. Te naprave so potrebne za pošiljanje in prejemanje podatkov.

5. Omrežna programska oprema, ki nadzoruje proces prenosa in sprejemanja podatkov ter nadzoruje delovanje posameznih delov komunikacijskega sistema.

Funkcije telekomunikacijskega sistema

Za prenos informacij z ene točke in sprejemanje v drugo mora telekomunikacijski sistem izvesti nekatere operacije, ki so uporabnikom večinoma skrite. Preden lahko telekomunikacijski sistem posreduje informacije, mora vzpostaviti povezavo med pošiljateljem in prejemnikom. Nato izračunajte optimalno pot prenosa podatkov, izvedite začetno obdelavo poslanih informacij (na primer morate preveriti, ali se vaše sporočilo prenaša na tistega, ki ste ga poslali) in pretvorite hitrost prenosa računalnika v hitrost, ki jo podpira komunikacijska linija. Nazadnje, telekomunikacijski sistem nadzoruje tok posredovanih informacij.

Omrežne naprave in komunikacijska sredstva.

Kot komunikacijska sredstva se najpogosteje uporabljajo zviti par, koaksialni kabel, optična vlakna. Pri izbiri vrste kabla se upoštevajo naslednji kazalniki:

· stroški namestitve in vzdrževanja,

· hitrost prenosa informacij,

· omejitve razdalje prenosa informacij brez dodatnih repetitorskih ojačevalnikov (repetitorjev),

· varnost prenosa podatkov.

Glavna težava je v hkratnem zagotavljanju teh indikatorjev, na primer najvišja hitrost prenosa podatkov je omejena z največjo možno razdaljo prenosa podatkov, na kateri je še vedno zagotovljena zahtevana raven zaščite podatkov. Enostavnost razširljivosti in enostavnost razširitve kabelskega sistema vplivata na njegovo ceno.

3. Vrste telekomunikacijskih omrežij.

Obstajajo različni načini organiziranja aktivne in pasivne omrežne opreme za skupno delovanje, zato obstaja veliko načinov za razvrščanje omrežij. Omrežja lahko razvrstimo po konfiguraciji ali topologiji omrežja. Glede na geografsko velikost so omrežja razdeljena na globalna in lokalna. Globalna omrežja praviloma pokrivajo precej velika območja - od 1-2 do sto tisoč kilometrov. Lokalna omrežja združujejo računalniške vire ene ali več zgradb. V tem delu se boste seznanili z različnimi vrstami računalniških omrežij.

Lokalna omrežja

Lokalno omrežje , LAN (včasih imenovano lokalno omrežje, LAN) - Local Area Network, LAN - pokriva majhne prostore, običajno eno stavbo ali več bližnjih zgradb. Večina lokalnih omrežij povezuje računalnike, ki so med seboj oddaljeni največ 600 m. Lokalna omrežja potrebujejo lastne telekomunikacijske kanale (najpogosteje se uporablja sukani par ali koaksialni kabel). Lokalna omrežja se pogosto uporabljajo v poslovanju. Organizacijam omogočajo uvajanje aplikacij, ki lahko dramatično izboljšajo produktivnost in učinkovitost upravljanja. Te aplikacije vključujejo predvsem vse vrste elektronske pošte (običajna, besedilna, glasovna in video pošta), tele in video konference, internetne tehnologije. Danes si je težko predstavljati pisarno brez lokalnega omrežja. Lokalna omrežja omogočajo organizacijam souporabo programske in drage strojne opreme. Uporabniki več računalnikov, povezanih v lokalno omrežje, si lahko na primer delijo en laserski ali brizgalni tiskalnik, ki je povezan z omrežjem. Omrežja se uporabljajo za delo z aplikacijami za kolektivno načrtovanje, pa tudi za organizacijo porazdeljenega računalništva.

Brez omrežij bi bilo nemogoče deliti dostop do interneta med organizacijami. Običajno je v organizacijah samo en računalnik neposredno povezan s ponudnikom internetnih storitev (ISP). Da lahko uporabniki drugih računalnikov delajo s svetovnim spletom, je na računalnik nameščena posebna programska oprema, ki deluje kot prehod, ki v imenu uporabnikov izvaja zahteve do interneta. Osebje korporacije Michelin v Milanu uporablja lokalno omrežje predvsem za izmenjavo e-pošte, pa tudi za skupno obdelavo besedilnih in grafičnih informacij. Kabelski sistem, zgrajen na osnovi kabla UTP5, povezuje več vozlišč, s katerimi je povezanih več kot 200 računalnikov. Omrežje uporablja strežnike Compaq ProLiant z zmogljivimi procesorji in velikimi trdimi diski ter delovne postaje in osebne računalnike Olivetti. Vsaka pisarna ima mrežni laserski tiskalnik. Ponoči, ko v stavbi ni zaposlenih, so vse najpomembnejše informacije podprte z varnostnim sistemom, ki je opremljen z enim od strežnikov – s tem se zmanjša tveganje izgube vitalnih podatkov. Celotna milanska podružnica Michelin Corporation je povezana z internetom prek enega od računalnikov, ki deluje kot prehod med lokalnim omrežjem podjetja in optično povezavo do internetnega ponudnika. Zahvaljujoč stalni internetni povezavi lahko milanska podružnica korporacije Michelin kadarkoli vzpostavi povezavo z glavnim računalnikom, ki se nahaja na sedežu korporacije Michelin v Torinu.

4. Topologija računalniškega omrežja.

Topologija zvezde.

Koncept topologije omrežja zvezda izhaja iz računalnikov velikega računalnika, v katerih gostitelj sprejema in obdeluje vse podatke iz perifernih naprav kot aktivno vozlišče za obdelavo. To načelo se uporablja v sistemih za prenos podatkov, kot je e-pošta RELCOM. Vse informacije med dvema perifernima delovnima postajama potekajo skozi osrednje vozlišče računalniškega omrežja.

Pasovna širina omrežja je določena s procesorsko močjo vozlišča in je zagotovljena za vsako delovno postajo. Trkov (trkov) podatkov ne prihaja.

Topologija zvezda je najbolj zanesljiva od vseh topologij računalniškega omrežja, saj prenos podatkov med delovnimi postajami poteka skozi osrednje mesto (z dobro zmogljivostjo) na ločenih linijah, ki jih uporabljajo samo te delovne postaje.

Topologija obroča.

V topologiji obročnega omrežja so delovne postaje med seboj povezane v krogu, t.j. delovna postaja 1 z delovno postajo 2, delovna postaja 3 z delovno postajo

4 itd. Zadnja delovna postaja je povezana s prvo. Komunikacijska povezava je zaprta v obroč.

Napeljava kablov z ene delovne postaje na drugo je lahko precej težavna in draga, še posebej, če so delovne postaje geografsko oddaljene od obroča (na primer v liniji).

Glavna težava obročne topologije je, da mora vsaka delovna postaja aktivno sodelovati pri prenosu informacij, in če vsaj ena od njih odpove, je celotno omrežje paralizirano.

Posebna oblika obročne topologije je logično obročno omrežje. Fizično je nameščen kot križišče s topologijo zvezde.

Topologija vodila.

S topologijo vodila je medij za prenos informacij predstavljen v obliki komunikacijske poti, ki je na voljo za vse delovne postaje, na katere morajo biti vse povezane. Vse delovne postaje lahko neposredno stopijo v stik s katero koli delovno postajo v omrežju.

Delovne postaje lahko kadar koli, brez prekinitve delovanja celotnega računalniškega omrežja, povežete z njim ali izključite. Delovanje računalniškega omrežja ni odvisno od stanja posamezne delovne postaje.

Običajno se za omrežje Ethernet vodila pogosto uporablja tanek kabel ali kabel Cheapernet s priključkom tee. Izklop in predvsem priklop na takšno omrežje zahteva prekinitev vodila, kar povzroči motnje kroženja informacijskega toka in zamrznitev sistema.

drevesna struktura LAN.

Ob znanih topologijah računalniških omrežij obroč, zvezda in vodilo se v praksi uporablja tudi kombinirana struktura, na primer drevesna struktura. Oblikuje se predvsem v obliki kombinacij zgoraj navedenih topologij računalniških omrežij. Osnova drevesa računalniškega omrežja se nahaja na točki (koreni), na kateri se zbirajo komunikacijske linije informacij (drevesne veje).

Računalniška omrežja z drevesno strukturo se uporabljajo tam, kjer je nemogoče neposredno uporabiti osnovne omrežne strukture v njihovi čisti obliki. Za priključitev velikega števila delovnih postaj se glede na adapterske kartice uporabljajo omrežni ojačevalniki ali stikala. Stikalo, ki ima obe funkciji ojačevalnika, se imenuje aktivno zvezdišče.

5. Modem

Za povezovanje oddaljenih računalnikov med seboj se uporabljajo predvsem navadna telefonska omrežja, ki pokrivajo bolj ali manj obsežna ozemlja večine držav - PSTN (Public Switchable Tele-phone

omrežje). Edina težava v tem primeru je pretvorba digitalnih (diskretnih) signalov, ki jih upravlja računalnik, v analogne (kontinuirane) signale.

Za rešitev tega problema so namenjene naprave, imenovane modemi.

Modem je periferna naprava, zasnovana za komunikacijo z drugimi računalniki prek telefonskega omrežja. Po terminologiji GOST se imenujejo OPS (naprave za pretvorbo signalov). Pravzaprav modem tvorita dve vozlišči - modulator in demodulator; izvaja modulacijo in demodulacijo informacijskih signalov. Pravzaprav je beseda "modem" okrajšava za drugi dve:

Modulator / Demodulator.

Z drugimi besedami, modemski modulator pretvarja bitni tok iz računalnika v analogne signale, primerne za prenos preko telefonskega komunikacijskega kanala; modemski demodulator izvaja inverzno nalogo - pretvarja zvočne frekvenčne signale v digitalno obliko, tako da jih lahko zazna računalnik. Tako se podatki, ki se prenašajo, pretvorijo v analogni signal z modulatorjem modema.<передающего>računalnik. Sprejemni modem na nasprotnem koncu linije<слушает>oddanega signala in ga z demodulatorjem pretvori nazaj v digitalno.

Zato je modem naprava, ki lahko prenaša in sprejema podatke.

Zaradi dejstva, da se telefonske linije uporabljajo kot medij za prenos podatkov, je mogoče komunicirati s katero koli točko na svetu.

Sodobni modemi so izdelani na podlagi specializiranih LSI (velika integrirana vezja), ki opravljajo skoraj vse funkcije modema. To zagotavlja, da so modemi majhni, zelo zanesljivi in ​​enostavni za uporabo.

V zadnjih letih so se najpogosteje uporabljali modemi s hitrostjo prenosa 2400, 9600 in 14400 b/s, hkrati pa te vrste modemov omogočajo prenos pri zmanjšanih hitrostih (1200, 4800, 7200, 12000 b/s). kot interakcija z večino modemov prejšnjih let izdaje.

Trenutno so v sestavo nalog, ki jih opravlja modem, uvedene funkcije zaščite pred napakami med prenosom in funkcija stiskanja podatkov, kar je omogočilo radikalno povečanje zanesljivosti in hitrosti prenosa informacij. Zahvaljujoč stiskanju podatkov je mogoče dejansko hitrost prenosa digitalnih informacij z uporabo modemov povečati na 40-60 Kbps.

V zadnjem času so modemi postali sestavni del računalnika.

Z namestitvijo modema v računalnik si pravzaprav odpirate nov svet. Vaš računalnik se iz samostojnega računalnika spreminja v povezovalno globalno omrežje.

Seznam uporabljene literature.

1. Sukhman S.M., Bernov A.V., Shevkoplyas B.V. Komponente telekomunikacijskega sistema. Analiza inženirskih rešitev. - M .: MIET, 2002. - 220 str.

2. Računalniška stiskalnica. - 1998 - št. 8

3. Računalniška stiskalnica. - 1999 - št. 1

4. Spletno mesto na internetu: www.iXBT.ru. Povezava je "komunikacija".

1. del

TELEKOMUNIKACIJSKA IN INFORMACIJSKA OMREŽJA

Poglavje 1 ______

TELEKOMUNIKACIJSKA OMREŽJA IN SISTEMI. SPLOŠNE DOLOČBE

Seznam okrajšav

OSNOVNI KONCEPTI OMREŽJ IN TELEKOMUNIKACIJSKIH SISTEMOV

Sodobnemu razvoju komunikacijske tehnologije sta značilni dve značilnosti: digitalna oblika predstavitve vseh signalov – ne glede na to, katero vrsto informacije ti signali predstavljajo – govor, besedilo, podatki ali slika; integracijo storitev, ki jo je mogoče v celoti uresničiti le s prenosom komunikacij v digitalno tehnologijo. Obstaja integracija prenosnih in stikalnih sistemov, naloge terminalskih naprav in komunikacijskih omrežij so prerazporejene na nov način. Ustvarjajo se večnamenske terminalske naprave, ki se razlikujejo od telefonskih in telegrafskih aparatov, terminalskih naprav za vizualni prikaz podatkov, primernih za več kot eno vrsto informacij. Nazadnje, komunikacijsko omrežje omogoča prenos glasu, besedila, podatkov in slik prek iste povezave: uporabnik bo imel dostop do tega omrežja, ne glede na vrsto storitve, prek »komunikacijskega vtiča«.

S pomočjo teh "revolucionarnih" sredstev sta se bistveno povečali produktivnost in ekonomska učinkovitost dela tako organizacij kot posameznikov. Sklep se namiguje, da je kombinacija prizadevanj treh panog - računalniške industrije (informacijska tehnologija), zabavne elektronike (zabavna industrija) in telekomunikacij - približala doseganju glavnega cilja - ustvarjanju globalne informacijske infrastrukture (GII, GII).

Končni cilj GII je zagotoviti dostop do informacijske skupnosti za vsakega potrošnika.

Obstaja nekaj temeljnih značilnosti, ki jih mora imeti GII, da izpolni zahteve potrošnikov informacij. Te lastnosti se imenujejo atributi. Predlagana

Za vsako vrsto informacijskih sporočil se tradicionalno uporablja poseben način prenosa v omrežju, za katerega sta značilni princip pretvorbe sporočila v telekomunikacijski signal in vrsta komunikacije (oblika komunikacije). Torej, za prenos zvočnih informacij je sprejeta oblika komunikacije telefon, za prenos mirujočih slik se uporabljajo faksimili, za gibljive slike - televizija. Podatki se nanašajo na vrsto kodiranih sporočil, katerih način prenosa temelji na predstavitvi posameznega informacijskega elementa (črka, znak, številka) v obliki kodne kombinacije, ki se prenaša v obliki signala po omrežju. Za kodirana sporočila se uporablja telegrafski način prenosa informacij in prenos podatkov. V zadnjem času se uporabljajo tako imenovane "multimedijske" oblike komunikacije - multimedija (prevedeno iz angleščine. mlečno- veliko, medijev- medij) za hkratni prenos zvoka, slike in podatkov.

Glede na obliko komunikacije lahko telekomunikacijske sisteme razdelimo na sisteme telefonske komunikacije, faksimilne komunikacije, televizijskega oddajanja, telegrafske komunikacije, prenosa podatkov itd.; odvisno od medija za prenos signala (baker, eter, optična vlakna) - do telekomunikacijskih in optičnih komunikacijskih sistemov, pa tudi žična komunikacija z uporabo usmerjevalnih medijev (bakreni in optični kabli) in brezžična komunikacija, kjer se za prenos signala uporablja zrak. Treba je poudariti, kaj vse te sisteme združuje v splošnem konceptu telekomunikacijskega sistema:

1. Splošni namen vseh komunikacijskih sistemov je zagotavljanje storitev uporabnikom.

2. Vsi komunikacijski sistemi spadajo v vrsto porazdeljenih sistemov, katerih glavna komponenta je telekomunikacijsko omrežje, ki omogoča uporabo splošnih načel strukturne optimizacije takšnih sistemov.

3. Komunikacijskih sistemov, tako kot vseh kompleksnih sistemov, ni mogoče obravnavati ločeno od zunanjega okolja. Zunanje okolje razumemo kot niz elementov katere koli narave, ki obstajajo zunaj sistema in imajo nanj določene učinke. Ti elementi v zvezi s katerim koli komunikacijskim sistemom vključujejo uporabnike, ki določajo zahteve glede obsega porabljenih storitev, njihovega seznama, kakovosti in s tem vplivajo na komunikacijski sistem.

Treba je opozoriti, da je sam koncept "sistema" abstrakten v odnosu do resničnega predmeta, ki je z njim povezan, in ga je mogoče razlagati kot model predmeta. Model vam omogoča, da odražate najpomembnejše sestavine predmeta in izpustite nepomembne, z vidika namena njegovega obravnavanja, podrobnosti. V zvezi s tem lahko en in isti predmet okarakterizirajo različni sistemi na različne načine, odvisno od vidikov njegovega obravnavanja.

Pri obravnavanju modelov večine omrežij in telekomunikacijskih sistemov se široko uporabljata koncepta protokola in vmesnika. Protokol je niz pravil in formatov, ki določajo interakcijo objektov na istih omrežnih nivojih, na primer "oseba - oseba", "terminal - terminal", "računalnik - računalnik", "proces - proces", tj. , protokoli, ki opisujejo vrstni red interakcije med uporabniki, terminali, omrežnimi vozlišči ali ločenimi omrežji. V tem primeru je treba uporabiti isti jezik, enaka pravila skladnje in formate informacij. Nivonska struktura modela omogoča neodvisen razvoj protokolov. Vsaka raven modela ima lahko več protokolov. Interakcija sosednjih plasti je zagotovljena z vmesniki. Vmesnik je zbirka strojne in programske opreme, ki se uporablja za povezovanje naprav, sistemov ali programov. Nabor sredstev interakcije med dvema sosednjima slojema (medplastni vmesnik) vsebuje pravila logične in električne koordinacije ter podroben opis formatov sporočil.

Informacijska omrežja so zasnovana tako, da uporabnikom zagotavljajo storitve, povezane z izmenjavo informacij, njihovo porabo, obdelavo, shranjevanje in kopičenje. Porabnik informacij, ki ima dostop do informacijskega omrežja, postane uporabnik. Kot uporabniki lahko nastopajo tako fizične kot pravne osebe (podjetja, organizacije, podjetja). Uporaba omrežja zagotavlja možnost prejemanja informacij, ko se pojavi potreba. Informacijsko omrežje razumemo kot niz geografsko razpršenih končnih sistemov, ki se integrirajo v telekomunikacijska omrežja in omogočajo dostop do katerega koli od teh sistemov do vseh omrežnih virov in njihove skupne uporabe. Telekomunikacijska omrežja je priporočljivo razdeliti po vrsti komunikacij (telekomunikacijska omrežja, optične komunikacije, telefonske komunikacije, prenos podatkov, železniške ali letalske komunikacije itd.).

Terminalne sisteme informacijskega omrežja lahko razvrstimo kot: - terminalske (terminalni sistem), zagotavljanje dostopa do omrežja in njegovih virov;

Delavci (strežnik, gostiteljski sistem), predstavljanje informacijskih in računalniških virov;

administrativno (upravljalni sistem), izvajanje upravljanja omrežja in njegovih posameznih delov.

Viri informacijskega omrežja so razdeljeni na informacije, obdelavo in shranjevanje podatkov, programsko opremo in komunikacijo.

Informacijski viri je informacija in znanje, nakopičeno na vseh področjih znanosti, kulture in družbe, ter izdelki zabavne industrije. Vse je sistem

dražili v omrežnih bazah podatkov, s katerimi komunicirajo uporabniki omrežja. Ti viri določajo potrošniško vrednost informacijskega omrežja in jih je treba ne le nenehno ustvarjati in širiti, temveč tudi pravočasno posodabljati zastarele podatke.

Sredstva za obdelavo in shranjevanje podatki so določeni z zmogljivostjo procesorjev omrežnih računalnikov in prostornino njihovih shranjevalnih naprav (pomnilnik) ter časom, v katerem se uporabljajo.

Viri programske opreme so programska oprema (programska oprema), vključena v zagotavljanje storitev uporabnikom, pa tudi programi sorodnih funkcij. Slednje vključujejo: obračunavanje, obračunavanje plačil storitev, navigacijo (zagotavljanje iskanja informacij v omrežju), servisiranje omrežnih elektronskih nabiralnikov, organizacijo mostu za telekonference, pretvorbo formatov poslanih sporočil, kriptografsko zaščito informacij (kodiranje in šifriranje) , overitev (elektronski podpis dokumentov, ki potrjuje njihovo pristnost).

Komunikacijski viri sodelujejo pri prenosu informacij in prerazporeditvi tokov v stikalnem vozlišču. Ti vključujejo zmogljivost komunikacijskih vodov, preklopne zmogljivosti vozlišč, pa tudi čas, ko so zasedeni, ko uporabnik komunicira z omrežjem. Komunikacijski viri so razvrščeni glede na tip vozila: javno komutirano telefonsko omrežje, paketno komutirano podatkovno omrežje, mobilno komunikacijsko omrežje, televizijsko in radijsko oddajanje, digitalno integrirano servisno omrežje itd.

Običajno je telekomunikacijska omrežja ocenjevati s številnimi kazalniki, ki odražajo možnost učinkovitosti prenosa informacij. Sposobnost prenosa informacij v TS je povezana s stopnjo njegove operativnosti, to je z izvajanjem določenih funkcij v določenem obsegu na zahtevani ravni kakovosti v določenem obdobju delovanja omrežja ali v poljubnem trenutku. -> Delovanje komunikacijskega omrežja določata koncepta zanesljivosti in preživetja. Razlika med tema pojmoma je posledica razlogov in dejavnikov, ki motijo ​​normalno delovanje omrežja, ter narave kršitev.

Zanesljivost komunikacijsko omrežje označuje svojo lastnost, da zagotavlja komunikacijo, pri čemer pravočasno ohranja vrednosti »uveljavljenih kazalnikov kakovosti v danih pogojih delovanja. Odraža sposobnost vzdrževanja delovanja komunikacijskega omrežja pod vplivom predvsem notranjih dejavnikov - naključnih okvar tehničnih sredstev, ki jih povzročajo procesi staranja, okvare proizvodne tehnologije ali napake serviserja.

Vitalnost komunikacijsko omrežje označuje njegovo sposobnost, da ohrani popolno ali delno delovanje pod vplivom vzrokov zunaj omrežja in vodi do uničenja ali znatne poškodbe nekaterih njegovih elementov (točkov in komunikacijskih vodov). Takšne razloge lahko razdelimo v dva razreda: spontano in namerno. Naravni dejavniki vključujejo tiste

kot potres, zemeljski plazovi, rečne poplave ipd., na namerne pa - jedrski raketni udari, sabotaže, sabotaže itd.

Pri analizi pretočnosti vozila sta zelo pomembna koncepta klica in sporočila. Klic je zahteva za povezavo med dvema uporabnikoma omrežja za prenos sporočila. Sporočilo- formacija uporabnikov, pretvorjena v telekomunikacijske signale. Ob upoštevanju razlike med klicem in sporočilom lahko rečemo, da tok klica vstopi v omrežno vozlišče ali v njegov del, tok sporočil pa kroži v komunikacijskih omrežjih, da posreduje informacije uporabniku. Potrebo po dostavi sporočil od ene točke v omrežju do druge je mogoče izraziti z gravitacijo med temi točkami. Gravitacija> označuje oceno potrebe po različnih vrstah komunikacije med dvema točkama v omrežju in je določena s količino sporočil, ki jih je treba v določenem časovnem obdobju dostaviti od ene točke 1 do druge. Od gravitacije, izražene z obsegom sporočil ali količino informacij, lahko greste * do gravitacije, izražene s časom zasedenosti komunikacijske linije (LS), in od nje - do števila potrebnih 1C. Gravitacija, določena s količino informacij, je primerna za omrežje za prenos podatkov in določena s količino zasedenih kanalov, za telefonsko omrežje in različne vrste oddajnih omrežij. Čas zasedenosti kanala se bori z urami zasedenosti za leto, dan ali uro. Gravitacija je odvisna od vrste informacij, teritorialne lokacije uporabnikov, njihovih značilnosti, gospodarskih, kulturnih in drugih odnosov. Gravitacije je nemogoče nedvoumno določiti, saj nanjo vpliva veliko dejavnikov, zato je natančnost ocen gravitacije običajno nizka.

Količina informacij, ki se prenaša med dvema točkama za določeno časovno obdobje, je določena z vsoto obsega vseh sporočil (vključno s ponavljajočimi se) ali zmnožka števila poslanih sporočil - in povprečnega obsega enega sporočila. Čas zasedenosti vodov ali naprav, izražen v urah zasedenosti, z"-deljenje obremenitve teh linij ali naprav kot zmnožek skupnega števila dohodnih klicev * g povprečno trajanje zasedenosti ... Intenzivnost obremenitve- to je število ur dela za določeno časovno obdobje, na primer najbolj obremenjena ura (PNH) je 60-minutni časovni interval, v katerem je obremenitev omrežja večja kot v katerem koli drugem podobnem obdobju. Običajno se »uporablja koncept intenzivnosti obremenitve, čeprav se zaradi preprostosti pogosto imenuje obremenitev. Brezdimenzionalna enota za intenzivnost obremenitve se imenuje erlang. En erlang je intenzivnost obremenitve varno naprava, ki je neprekinjeno zaposlena eno uro.

V primeru, ko omrežje ne more služiti dohodni obremenitvi, je smiselno govoriti o obsegu realizirane obremenitve v omrežju. Količina realizirane obremenitve je določena s pasovno širino komunikacijskega omrežja. V nekaterih primerih je pretok kvantificiran. Na primer z vrednostjo največjega pretoka informacij, ki se lahko prenese med določenim parom točk. Tako se določi pasovna širina omrežnega odseka, ki je ozko grlo pri delitvi omrežja med izvorom in sprejemnikom na dva dela.

Pretok sporočil med dvema točkama je zaporedje sporočil, poslanih od ene točke do druge. Poleg uporabnih informacij se v omrežju prenašajo tudi kontrolna in signalna sporočila, ki za uporabnika niso pomembna. Znatno obremenitev komunikacijskih omrežij (brez koristnega učinka) in ponavljajoči se klici, ki nastane v primeru okvare pri začetnem klicu. Za tok sporočil je značilno zaporedje časov prihoda vsakega naslednjega sporočila. Lahko izrazite tok in v časovnih intervalih med temi trenutki. Vrsta toka sporočil lahko opišemo tudi z razporeditvijo trajanja zasedenosti naprav po vsakem dohodnem sporočilu. Vsi tokovi, ki krožijo v komunikacijskih omrežjih, so razdeljeni na deterministične, naključne in mešane. Deterministični tokovi so tokovi, katerih časi prihoda in količine sporočil so znani vnaprej. Takšni tokovi vključujejo skoraj vse oddajne tokove (tako zvočni kot televizijski), redne prenose različnih poročil itd. Pri naključnih tokovih trenutki prihoda, količine posameznih sporočil in njihovi naslovi niso vnaprej določeni in so naključne spremenljivke, opisane z verjetnostnimi porazdelitvami. . Ti tokovi vključujejo tokove telefonskih sporočil. Glede na specifične pogoje so lahko naključni tokovi zelo raznoliki, vendar je v večini praktičnih primerov mogoče približati (opisati) trajanja intervalov med prihodom dveh sosednjih sporočil z znanimi verjetnostnimi zakoni porazdelitve, zaradi katerih je mogoče dobiti matematični model toka. Mešani tok vsebuje tako deterministične kot naključne komponente.

1.2. MEJE RAZVOJA TELEKOMUNIKACIJSKIH TEHNOLOGIJ IN KOMUNIKACIJSKIH STORITEV

Da bi ugotovili možnosti za razvoj nacionalne informacijske infrastrukture Ukrajine (NII) v okviru globalne informacijske infrastrukture, je treba razumeti, kako bo ta proces potekal v svetu, v industrializiranih državah in v Ukrajini, kakšne nove informacijske in komunikacijske tehnologije in storitve bodo ponujene v prihodnjih letih in desetletjih.

Informacijska revolucija je postala motor napredka celotne družbe. Že dolgo je znano, da so znanstvene in tehnološke revolucije (STC) korenito spremenile način življenja človeštva in videz sveta kot celote. Posledica znanstvene in tehnološke revolucije je bilo močno povečanje prebivalstva, ki ga je treba pričakovati v naslednjih dveh stoletjih. Mnogi znanstveniki, ki delajo na področju napovedovanja, verjamejo, da bi morale biti v XXI-XXII stoletju tri znanstvene in tehnološke revolucije: 1 - informacijska, 2 - biotehnična, 3 - kvantna.

Vsaka od omenjenih revolucij bo vodila do dramatičnih sprememb v svetu. Informacijska revolucija bo ustvarila ON, ki bo postal tehnična osnova globalne informacijske družbe. Biotehnična revolucija bo odpravila problem oskrbe s hrano za svetovno prebivalstvo, kvantna revolucija pa bo ustvarila nove učinkovite in varne vire energije.

Informacijska revolucija (konec XX - začetek XXI stoletja) je bistveno spremenila obraz informacijskih komunikacij. Glavni dejavniki razvoja infokomunikacij v 21. stoletju so ekonomija, tehnologije in storitve.

Informacijske in komunikacijske tehnologije ter storitve izhajajo iz gospodarstva. Po drugi strani pa je stopnja razvoja tehnologij in storitev odvisna od stopnje znanstvenega in tehnološkega napredka, njihovo izvajanje pa je odvisno od stopnje gospodarstva in predvsem od efektivnega povpraševanja prebivalstva po določenih infokomunikacijskih storitvah.

V zgodovinskem razvoju komunikacijskih omrežij in storitev je mogoče razlikovati pet glavnih mejnikov (slika 1.3). Vsak mejnik ima svojo logiko razvoja, odnos s prejšnjo in nadaljnjo stopnjo.

Poleg tega je vsaka meja odvisna od stopnje gospodarskega razvoja in nacionalnih značilnosti posamezne države.

Prva meja- izgradnja javnega telefonskega omrežja (PSTN, PSTN - javno komutirano telefonsko omrežje).Že dolgo časa je vsaka država ustvarila svoje nacionalno analogno javno telefonsko omrežje. Telefonsko komunikacijo so priporočali prebivalstvu, ustanovam, podjetjem in primerjali z eno samo storitvijo - prenosom jezikovnih sporočil. Kasneje se je prenos podatkov začel izvajati prek telefonskih omrežij z uporabo modemov. Kljub temu telefon tudi zdaj ostaja glavna komunikacijska storitev, ki operaterjem prinaša več kot 80 % dobička.

Druga meja- digitalizacija telefonskega omrežja. Da bi izboljšali kakovost komunikacijskih storitev, povečali njihovo število, povečali stopnjo avtomatizacije nadzorne in tehnološke opreme v industrializiranih državah v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, so bila izvedena dela za digitalizacijo primarnih in sekundarnih komunikacijskih omrežij. Ustvarjena so bila integrirana digitalna omrežja IDN (Integralno digitalno omrežje), ki zagotavljajo predvsem telefonske storitve, ki temeljijo na digitalnih preklopnih in prenosnih sistemih. V mnogih državah se je digitalizacija telefonskih omrežij že skoraj končala.

Tretja meja- integracija storitev. Digitalizacija komunikacijskih omrežij je omogočila ne le izboljšanje kakovosti storitev, temveč tudi prehod na povečanje njihovega števila na podlagi integracije. Tako se je pojavil koncept ozkopasovnega digitalnega omrežja z integracijo storitev N-ISDN. (Ozkopasovno integrirano digitalno omrežje Srsice). Uporabniku (naročniku) tega omrežja je zagotovljen osnovni dostop (2B + D), preko katerega se informacije prenašajo po treh digitalnih kanalih: dva kanala V z bitno hitrostjo 64 kbps in D kanalom z bitno hitrostjo 16 kbps. Dva kanala V se uporabljajo za prenos jezikovnih sporočil in podatkov, kanal th- za signalizacijo in za prenos podatkov v načinu paketnega preklapljanja. Za uporabnika z večjimi potrebami je mogoče zagotoviti primarni dostop, ki vsebuje (30 B + D) kanalov. Koncept N-ISDN obstaja že približno 20 let, vendar iz več razlogov ni pridobil širokega sprejema v svetu. Prvič, oprema N-ISDN je precej draga, da bi jo postala mainstream; drugič, uporabnik nenehno plačuje za tri digitalne kanale; tretjič, seznam storitev / U- / 50L / presega potrebe množičnega uporabnika. Zato integracijo storitev začenja nadomeščati koncept inteligentnega omrežja.

V istem obdobju so omrežja z mobilnimi sistemi PLMN ( Javno zemljiško mobilno omrežje) in tehnologijo omrežnih storitev za prenos podatkov, ki temeljijo na preklopu vezij in paketov: X.25, IP (Internet Protocol) , GR (okvirni rele), 1P- telefonijo, e-pošto itd.

Četrta meja- pametno omrežje / N (Inteligentno omrežje). Zgodovino tega omrežja je mogoče zaslediti vse do leta 1980, ko je Bell System (ZDA) opravil delo za izboljšanje storitve, imenovane "Service-800". Ta storitev je bila namenjena predvsem zaračunavanju medkrajevnih klicev kličočemu naročniku in je našla široko uporabo v storitvenem in trgovinskem sektorju. Od leta 1993 se IN se v okviru koncepta razvija TINA (Telekomunikacijska informacijska omrežna arhitektura) za podporo arhitekturi odjemalec-strežnik. To omrežje je zasnovano za zagotavljanje informacijskih storitev širši javnosti hitro, učinkovito in ekonomično. Zahtevana storitev se uporabniku zagotovi takrat in v trenutku, ko jo potrebuje. V skladu s tem je dolžan plačati opravljeno storitev v tem času. Tako hitrost in učinkovitost storitve zagotavljata njeno stroškovno učinkovitost, saj bo uporabnik, če bo uporabljal komunikacijski kanal veliko krajši čas, omogočil znižanje stroškov. To je temeljna razlika med inteligentnim omrežjem in prejšnjimi omrežji, in sicer v fleksibilnosti in stroškovni učinkovitosti zagotavljanja storitev.

Peta meja- širokopasovni dostop B-ISND (Droadband Integratyed Service Digital Network) po letu 1980 je bil pionir razvoja multimedijskih storitev, ki temeljijo na tehnologiji bankomat (- preklapljanje paketov fiksne dolžine (53 bajtov): pogovorno okno, iskanje informacij in distribucije. Dialoške storitve zagotavljajo storitve za prenos informacij (telefonska storitev, govorna storitev, videokonference itd.). Storitve pridobivanja informacij (storitve na zahtevo) uporabniku omogočajo pridobivanje informacij iz različnih podatkovnih bank. Distribucijske storitve lahko ob prisotnosti ali odsotnosti nadzora nad posredovanjem informacij s strani uporabnika pošiljajo informacije iz enega skupnega vira neomejenemu številu naročnikov, ki imajo pravico do dostopa (podatki, besedilo, gibljive in fotografije, zvok, grafike itd.). Praksa poslovne komunikacije začenja vključevati ne le konferenčne klice, temveč tudi videokonference, ki vam omogočajo izmenjavo informacij, ne da bi izgubljali čas in denar za potovanje.

Po drugi strani pa naj bi znižanje stroškov posameznega uporabnika za nove storitve povečalo povpraševanje po njih, torej vodilo k povečanju dobička ponudnikov storitev. Ustrezno povečanje povpraševanja po storitvah bo povzročilo povečanje ponudbe potrebne opreme, kar bo povzročilo povečanje dobička dobaviteljev opreme. Tako fleksibilnost izvajanja storitev z uporabo sodobnih tehnologij vodi v poenotenje gospodarskih interesov treh strani: uporabnikov, ponudnikov storitev in dobaviteljev opreme.

Kontrolna vprašanja

1. Navedite značilnosti razvoja komunikacijske tehnologije na sedanji stopnji.

2. Kaj je komunikacijska integracija?

3. Opišite večnamenske terminalske naprave.

4. Podajte definicijo globalne informacijske infrastrukture.

5. Kaj je potrebno za izvajanje koncepta globalne informacijske infrastrukture?

6. Katere lastnosti (značilnosti) je treba upoštevati pri ustvarjanju standarda globalne informacijske infrastrukture?

7. Pojasnite načela in namen globalne informacijske infrastrukture.

8. Navedite glavne značilnosti globalne informacijske infrastrukture.

9. Naštej značilnosti gradnje informacijskega omrežja.

10. Pojasni strukturo informacijskega omrežja.

11. Opišite vire informacijskega omrežja.

12. Kako so telekomunikacijski sistemi razdeljeni glede na vrsto komunikacije?

13. Kateri kazalniki telekomunikacijskega omrežja označujejo njegovo učinkovitost pri prenosu informacij?

14. Podajte definicijo pojmov protokol in vmesnik v informacijskih omrežjih.

15. Kakšna je zanesljivost komunikacijskega omrežja?

16. Pojasni pojem preživetja komunikacije; naštej dejavnike, od katerih je odvisno.

17. Opišite pasovno širino telekomunikacijskega omrežja.

18. Kaj je izziv?

19. Kaj v telekomunikacijskem omrežju pomeni pojem sporočila?

20. Kateri parametri določajo količino informacij?

21. Katere so merske enote telefonskega prometa in njegova intenzivnost?

22. Kaj je tok sporočil? Navedite primer.

23. Katere informacije se imenujejo koristne? Katere so njegove druge vrste.

24. Kakšen je značaj toka sporočil?

25. Poimenujte in okarakterizirajte tokove, ki krožijo v komunikacijskih omrežjih.

26. Kako se imenujejo informacijski tokovi, če sta vnaprej znana trenutek prihoda in obseg sporočil? Navedite primer.

27. Kaj pomeni pojem "gravitacija" v komunikacijskem omrežju?

28. Opišite ENSSU, Raziskovalni inštitut Ukrajine, Globalna informacijska infrastruktura.

29. Pojasni glavne smeri razvoja omrežij in komunikacijskih storitev.

30. Kakšne so značilnosti širokopasovnega omrežja B-ISDN?