Способы организации канала клиент-провайдер или «последней мили»
Обычно провайдер подключен к Интернету с помощью дорогостоящего оптоволоконного высокоскоростного канала (рис. 1).
Рис. 1. Способы организации канала клиент-провайдер
Один провайдер обслуживает множество клиентов, которые рассредоточены на большой территории. Большинство из этих пользователей не имеют канала высокоскоростного доступа, аналогичного тому, что имеет провайдер. Чтобы проложить такой кабель к каждому пользователю, необходимы огромные средства. Кроме того, большинство клиентов не могут оплатить такую дорогую технологию доступа.
Технология, по которой осуществляется связь между абонентом и местной телекоммуникационной службой, получила называние технологии последней мили. Название это условно и не связано с расстоянием от абонента до местной телекоммуникационной службы.
Существует целый ряд технологий, позволяющих использовать имеющуюся инфраструктуру (телефонные линии, сети кабельного телевидения и т.д.) для осуществления доступа в Интернет.
Коммутируемая телефонная линия и обычный модем
Наиболее распространенный среди домашних пользователей в России способ доступов в Интернет – доступ по коммутируемой телефонной линии с помощью модема. Скорость доступа при таком способе подключения не более 56 Кбит/с.
Слово «модем» образовано от слов «модулятор» и «демодулятор», и используется это устройство для передачи данных по телефонной линии.
Модулятор генерирует основной сигнал с постоянным периодом колебания, который называется сигналом несущей частоты (или просто сигналом несущей) и добавляет второй сигнал, изменяющий несущую. Таким образом, один из параметров несущей изменяется в соответствии с изменением передаваемого сигнала. Модемы, которые применяются для выхода в Интернет с домашнего компьютера, вынуждены использовать в качестве несущей слышимый сигнал. Этот сигнал слышно при снятии телефонной трубки во время сеанса связи с Интернет.
Демодулятор анализирует, насколько поступающий сигнал отличается от несущей, и восстанавливает основной сигнал. Таким образом, посылающий модем преобразует данные в сигнал, который совместим с сигналом, передаваемым по телефонной линии, а получающий модем демодулирует сигнал обратно в цифровую форму.
Модемы появились в 60-х годах, задолго до Интернет. В то время они связывали удаленные терминалы с большими компьютерами через телефонную линию.
Первые модемы были разработаны в лаборатории Bell Lab и получили название Bell 103. Эти модемы использовали две пары частот: пара частот на один модем и пара частот на второй.
Первый модем посылал данные, переключаясь между частотами 1,07 и 1,27 КГц, а второй (отвечающий) модем посылал данные, переключаясь между частотами 2,025 и 2,225 КГц.
На рис. 2, показан принцип работы модема. На участке от терминала до модема показан элемент передаваемого цифрового кода 01000001, который соответствует ASCII кодировке символа «А». Модем переводит этот сигнал в аналоговый. Как видно из рисунка, состояние «1» соответствует более низкой частоте, а состояние «0» – более высокой. Обратное преобразование позволяет восстановить первоначальный цифровой сигнал 01000001. По такому принципу передавались текстовые данные.
Рис. 2. Принцип работы модема
Модемы Bell 103 работали со скоростью 300 бит/с. При этой скорости передается примерно 30 символов в секунду, что превышает скорость, с которой человек читает информацию. Поэтому данные скорости в период, когда передавались только текстовые сообщения, были вполне приемлемыми.
Модемы, передающие данные со скоростью 300 бит/с, просуществовали до начала 80-х. Однако, как только люди стали передавать изображения, такой скорости оказалось недостаточно. В середине 80-х годов появились модемы, передающие данные со скоростью 1200 бит/с, а вскоре скорость была удвоена. В начале 90-х появились модемы, работающие со скоростью 9,6 Кбит/c, и скорость продолжала увеличиваться: 19,2; 28,8; 33,6 Кбит/с. В 1998 году появились модемы, работающие со скоростью 56 Кбит/с.
Современные модемы – это достаточно сложные устройства, обладающие вычислительными мощностями, соизмеримыми или превышающими вычислительные мощности первых ЭВМ, к которым подключали терминалы первые модемы. Однако их основной принцип остался прежним (рис. 3).
Рис. 3. Подключение к Интернет через модем
Пользователь через модем подключается к телефонной сети общего пользователя, а ISP-провайдер, используя другой модем, выделяет цифровой сигнал и связывается с Интернетом.
Современные модемы передают данные со скоростью до 56 Кбит/c, примерно в 200 раз быстрее, чем модель Bell 103. Однако эти скорости сегодня малы для передачи информации, насыщенной графикой, видео, звуком и т.д.. Рассмотрим, какие альтернативные технологии позволяют получить более высокую скорость доступа в Интернет.