Transfer danych Urządzenia, systemy, programy. Technologia informacyjna

Większość mieszkańców nowoczesnych miast codziennie przesyła lub otrzymuje dane. Mogą to być pliki komputerowe, obraz telewizyjny, przekaz radiowy - wszystko, co stanowi pewną porcję użytecznych informacji. Technologiczne metody przesyłania danych - ogromna ilość. Jednocześnie w wielu segmentach rozwiązań informatycznych modernizacja odpowiednich kanałów odbywa się w niesamowicie dynamicznym tempie. Zamiast zwykłych technologii, które, jak się wydaje, mogą w pełni zaspokajać ludzkie potrzeby, nadchodzą nowe, bardziej zaawansowane. Ostatnio dostęp do sieci za pośrednictwem telefonu komórkowego był uważany niemal za egzotyczny, ale dziś ta opcja jest znana większości ludzi. Współczesne prędkości przesyłania plików przez internet, mierzone w setkach megabitów na sekundę, wydawały się pierwszymi użytkownikami sieci światowej czymś fantastycznym. Jakie rodzaje infrastruktury mogą przenosić dane przez? Co może być spowodowane wyborem kanału?

Podstawowe mechanizmy transferu danych

Pojęcie transmisji danych może wiązać się z różnymi zjawiskami technologicznymi. Ogólnie rzecz biorąc, jest on związany z przemysłem komunikacji komputerowej. Przesyłanie danych w tym aspekcie polega na wymianie plików (wysyłanie, odbieranie), folderach i innych implementacjach kodu maszynowego.

Termin ten można również skorelować z nie-cyfrową sferą komunikacji. Na przykład sygnał telewizyjny, radio, linie telefoniczne - jeśli nie mówimy o nowoczesnych narzędziach high-tech - można przeprowadzić przy użyciu analogowych zasad. W tym przypadku transmisja danych jest nadawaniem sygnałów elektromagnetycznych przez kanał.

Pośrednia pozycja pomiędzy dwiema technologicznymi implementacjami transmisji danych - cyfrowa i analogowa - może być zajęta przez komunikację mobilną. Faktem jest, że niektóre z technologii odpowiedniej komunikacji są pierwszego rodzaju - na przykład komunikacja GSM, 3G lub 4G-Internet, inne są mniej skomputeryzowane, a zatem mogą być uznane za analogowe - na przykład komunikacja głosowa w standardzie AMPS lub NTT.

Jednak współczesny trend w rozwoju technologii komunikacyjnych jest taki, że kanały transmisji danych, niezależnie od tego, jaki rodzaj informacji są przez nie przekazywane, są aktywnie "digitalizowane". W dużych rosyjskich miastach trudno jest znaleźć linie telefoniczne działające zgodnie ze standardami analogowymi. Technologie takie jak AMPS stopniowo tracą swoje znaczenie i są zastępowane przez bardziej zaawansowane. Cyfrowy staje się telewizją i radiem. Dlatego mamy prawo rozważyć nowoczesne technologie transmisji danych głównie w kontekście cyfrowym. Chociaż aspekt historyczny zaangażowania niektórych rozwiązań jest oczywiście bardzo przydatny do zbadania.

Nowoczesne systemy transmisji danych można podzielić na 3 główne grupy: realizowane w sieciach komputerowych, wykorzystywane w sieciach komórkowych, które są podstawą do organizacji programów telewizyjnych i radiowych. Przyjrzyj się ich szczegółom bardziej szczegółowo.

Technologie transmisji danych w sieciach komputerowych

Głównym tematem transmisji danych w sieciach komputerowych, o czym pisaliśmy powyżej, jest zbiór plików, folderów i innych produktów implementacji kodu komputerowego (na przykład tablic, stosów itp.). Nowoczesna komunikacja cyfrowa może działać w oparciu o różne standardy. Wśród najbardziej popularnych - TCP-IP. Jego główną zasadą jest przypisywanie komputerowi unikalnego adresu IP, który może być wykorzystywany jako główny punkt odniesienia w przesyłaniu danych.

Wymiana plików w nowoczesnych sieciach cyfrowych może odbywać się za pomocą technologii przewodowej lub tych, w których kabel nie powinien być aktywowany. Klasyfikację odpowiednich infrastruktur pierwszego typu można dokonać na podstawie określonego rodzaju drutu. W nowoczesnych sieciach komputerowych najczęściej stosowane są:

- skręcone pary;

- przewody światłowodowe;

- kable koncentryczne;

- kable USB;

- przewody telefoniczne.

Każdy z zaznaczonych typów kabli ma zarówno zalety, jak i wady. Na przykład skrętka jest tanim, uniwersalnym i łatwym do zainstalowania przewodem, jednak jest znacznie gorsza od światłowodu pod względem przepustowości (omówimy ten parametr bardziej szczegółowo później). Kable USB są najmniej przydatne do przesyłania danych w sieciach komputerowych, ale są kompatybilne z prawie każdym nowoczesnym komputerem - rzadko można znaleźć komputery, które nie mają portów USB. Kable koncentryczne są odpowiednio chronione przed zakłóceniami i umożliwiają przesyłanie danych na bardzo duże odległości.

Charakterystyka komputerowych sieci danych

Przydatne będzie zbadanie niektórych kluczowych cech sieci komputerowych, w których wymieniane są pliki. Przepustowość jest jednym z najważniejszych parametrów odpowiedniej infrastruktury. Ta charakterystyka pozwala ocenić, jaka może być maksymalna szybkość i ilość danych przesyłanych w sieci. W rzeczywistości oba te parametry mają również zastosowanie do klucza. Szybkość przesyłania danych jest rzeczywistym wskaźnikiem odzwierciedlającym, ile plików można przesłać z jednego komputera na drugi w określonym czasie. Rozważany parametr jest najczęściej wyrażany w bitach na sekundę (w praktyce z reguły w kilo-, mega-, gigabitach, w potężnych sieciach - na terasach).

Klasyfikacja komputerowych kanałów przesyłania danych

Wymiana danych z wykorzystaniem infrastruktury komputerowej może odbywać się za pośrednictwem trzech głównych typów kanałów: dupleks, simpleks i półdupleks. Kanał pierwszego typu zakłada, że ​​urządzenie do przesyłania danych na komputerze w tym samym czasie może być także odbiornikiem. Z kolei urządzenia Simplex mogą odbierać tylko sygnały. Urządzenia półdupleksowe zapewniają aktywację funkcji odbierania i przesyłania plików po kolei.

Bezprzewodowa transmisja danych w sieciach komputerowych odbywa się najczęściej za pomocą standardów:

- "mały promień" (Bluetooth, porty podczerwieni);

- "średni promień" - Wi-Fi;

- "duży promień" - 3G, 4G, WiMAX.

Szybkość przesyłania plików może się znacznie różnić w zależności od określonego standardu komunikacji, a także stabilności połączenia i jego ochrony przed zakłóceniami. Wi-Fi jest uważane za jedno z najlepszych rozwiązań do organizacji domowych wewnątrz-komputerowych sieci komputerowych. Jeśli transmisja danych na duże odległości jest konieczna, zaangażowane są technologie 3G, 4G, WiMax lub inne technologie, które są z nimi konkurencyjne. Zachowują one popyt na Bluetooth oraz w mniejszym stopniu na porty IR, ponieważ ich użytkowanie praktycznie nie wymaga od użytkownika dokładnego dostrajania urządzeń, poprzez które wymieniane są pliki.

Najpopularniejsze standardy "mały promień" mają w branży urządzeń mobilnych. Tak więc transfer danych na Androida z innego podobnego systemu operacyjnego lub kompatybilnego jest często realizowany za pomocą Bluetooth. Urządzenia mobilne można jednak z powodzeniem zintegrować z sieciami komputerowymi, na przykład za pomocą Wi-Fi.

Oprogramowanie do transferu danych

Sieć komputerowa transmisji danych działa poprzez zaangażowanie dwóch zasobów - sprzętu i niezbędnego oprogramowania. Obie są niezbędne do organizacji pełnej wymiany plików między komputerami. Programy do transmisji danych mogą być bardzo różne. Można je warunkowo sklasyfikować według takich kryteriów, jak zakres.

Istnieje niestandardowe oprogramowanie dostosowane do korzystania z zasobów sieciowych - te rozwiązania obejmują przeglądarki. Istnieją programy, które są używane jako narzędzie do komunikacji głosowej, uzupełnione o możliwość organizowania rozmów wideo - na przykład Skype.

Istnieje oprogramowanie związane z kategorią systemu. Odpowiednie rozwiązania mogą być rzadko używane przez użytkownika, ale ich działanie może być konieczne w celu zapewnienia wymiany plików. Z reguły takie oprogramowanie działa na poziomie programów działających w tle w strukturze systemu operacyjnego. Tego typu oprogramowanie umożliwia podłączenie komputera do infrastruktury sieciowej. Na podstawie takich połączeń można już korzystać z narzędzi użytkownika - przeglądarek, programów czat wideo itp. Rozwiązania systemowe są również ważne dla zapewnienia stabilności połączeń sieciowych między komputerami.

Jest oprogramowanie zaprojektowane do diagnozowania połączeń. Jeśli więc dokonasz niezawodnego połączenia między komputerem, a tym błędem transferu danych, to można go obliczyć za pomocą odpowiedniego programu diagnostycznego. Zaangażowanie różnego rodzaju oprogramowania jest jednym z kluczowych kryteriów odróżniania technologii cyfrowych od analogowych. Podczas korzystania z tradycyjnej infrastruktury transmisji danych, rozwiązania programowe mają z reguły nieporównywalnie mniejszą funkcjonalność niż w przypadku budowania sieci opartych na koncepcjach cyfrowych.

Komórkowe technologie transmisji danych

Zbadajmy teraz, w jaki sposób dane mogą być przesyłane w innych dużych infrastrukturach - sieciach komórkowych. Biorąc pod uwagę ten segment technologiczny, warto zwrócić uwagę na historię rozwoju odpowiednich decyzji. Faktem jest, że standardy, według których dane są przesyłane przez sieci komórkowe, rozwijają się bardzo dynamicznie. Niektóre z rozwiązań, które rozważaliśmy powyżej, które są zaangażowane w sieci komputerowe, zachowują ważność przez wiele dziesięcioleci. Jest to szczególnie widoczne w przypadku technologii przewodowych - kabel koncentryczny, skrętka, przewody światłowodowe zostały wprowadzone do praktyki komunikacji komputerowej przez bardzo długi czas, ale zasoby ich użycia są dalekie od wyczerpania. Z kolei w branży mobilnej prawie co roku pojawiają się nowe koncepcje, które można realizować z różnym natężeniem.

Ewolucja technologii komórkowej zaczyna się od wprowadzenia we wczesnych latach 80. najwcześniejszych standardów - takich jak NMT. Można zauważyć, że jego możliwości nie ograniczały się do zapewniania komunikacji głosowej. Transmisja danych za pośrednictwem sieci NMT była również możliwa, ale przy bardzo niskiej prędkości - około 1,2 Kb / s.

Kolejny etap ewolucji technologicznej na rynku komórkowym wiązał się z wprowadzeniem standardu GSM. Stwierdzono, że szybkość przesyłania danych, gdy była aktywowana, jest znacznie wyższa niż w przypadku korzystania z NMT - około 9,6 Kb / s. Następnie standard GSM został uzupełniony o technologię HSCSD, której wykorzystanie umożliwiło abonentom komórkowym przesyłanie danych z szybkością 57,6 Kb / s.

Później pojawił się standard GPRS, dzięki któremu stało się możliwe oddzielenie zwykle "komputerowego" ruchu przesyłanego w kanałach komórkowych od ruchu głosowego. Szybkość transmisji danych za pomocą GPRS może osiągnąć około 171,2 Kb / s. Kolejnym rozwiązaniem technologicznym wdrożonym przez operatorów telefonii komórkowej był standard EDGE. Umożliwił transmisję danych z prędkością 326 Kb / s.

Rozwój Internetu wymagał od twórców komórkowych technologii komunikacyjnych wprowadzenia rozwiązań, które mogłyby stać się konkurencyjnym standardem przewodowym, przede wszystkim w zakresie szybkości przesyłania danych, a także stabilności połączeń. Znaczącym krokiem naprzód było wprowadzenie na rynek standardu UMTS. Technologia ta umożliwiła wymianę danych między abonentami operatora komórkowego z prędkością do 2 Mbit / s.

Później pojawił się standard HSDPA, w którym transmisja i odbiór plików może odbywać się z prędkością do 14,4 Mb / s. Wielu ekspertów z branży cyfrowej uważa, że ​​od wprowadzenia technologii HSDPA operatorzy komórkowi zaczęli bezpośrednio konkurować z dostawcami Internetu, którzy korzystają z połączeń kablowych.

Pod koniec 2000 roku pojawił się standard LTE i jego konkurencyjne odpowiedniki, dzięki którym abonenci operatorów komórkowych mieli możliwość wymiany plików z szybkością kilkuset megabitów. Można zauważyć, że takie zasoby, nawet dla użytkowników nowoczesnych kanałów przewodowych, nie zawsze są dostępne. Większość rosyjskich dostawców przesyła swoim abonentom kanał danych o prędkości nieprzekraczającej 100 Mbit / s, w praktyce - najczęściej kilka razy mniej.

Generacje technologii komórkowej

Norma NMT, z reguły, należy do generacji 1G. Technologie GPRS i EDGE są często klasyfikowane jako 2G, HSDPA jako 3G, LTE jako 4G. Należy zauważyć, że każde z wymienionych rozwiązań ma konkurencyjne odpowiedniki. Na przykład niektórzy eksperci odwołują się do WiMAX do LTE. Inne konkurencyjne rozwiązania LTE na rynku technologii 4G to 1xEV-DO, IEEE 802.20. Istnieje punkt widzenia, zgodnie z którym standard LTE nadal nie jest poprawnie zakwalifikowany jako 4G, ponieważ nie osiąga prędkości maksymalnej tak mocno, jak wskaźnik zdefiniowany w odniesieniu do konceptu 4G, który wynosi 1 Gbit / s. Tak więc możliwe jest, że w najbliższej przyszłości na globalnym rynku komunikacji komórkowej pojawi się nowy standard, być może nawet bardziej zaawansowany niż 4G i zdolny do dostarczania danych z tak imponującą prędkością. Tymczasem wśród wprowadzanych rozwiązań najbardziej dynamicznie jest LTE. Czołowi rosyjscy operatorzy aktywnie modernizują odpowiednią infrastrukturę w całym kraju - zapewnienie wysokiej jakości transmisji danych 4G staje się jedną z kluczowych przewag konkurencyjnych na rynku komórkowym.

Telewizja Broadcast Technology

Koncepcje cyfrowej transmisji danych mogą być również wykorzystywane w przemyśle medialnym. Przez długi czas technologie informacyjne nie były aktywnie wdrażane w organizacji programów telewizyjnych i radiowych, głównie ze względu na ograniczoną opłacalność odpowiednich ulepszeń. Często dotyczy to rozwiązań łączących technologię cyfrową i analogową. Tak więc infrastruktura telecentrum może być w pełni "skomputeryzowana". Jednak transmisje telewizji analogowej były nadawane abonentom sieci telewizyjnych.

Wraz z upowszechnieniem się Internetu i kosztem komputerowych kanałów przesyłu danych, gracze telewizyjni i radiowi zaczęli aktywnie "digitalizować" swoją infrastrukturę i integrować ją z rozwiązaniami IT. Standardy telewizyjne w formacie cyfrowym zostały zatwierdzone w różnych krajach świata. Spośród nich najczęstsze są DVB dostosowane do rynku europejskiego, ATSC stosowane w Stanach Zjednoczonych i ISDB stosowane w Japonii.

Cyfrowe rozwiązania w branży radiowej

Technologie informacyjne są również aktywnie zaangażowane w przemysł radiowy. Można zauważyć, że takie rozwiązania charakteryzują się pewnymi zaletami w porównaniu ze standardami analogowymi. Dzięki temu w cyfrowych przekazach radiowych można uzyskać znacznie lepszą jakość dźwięku niż przy użyciu kanałów FM. Sieć cyfrowej transmisji danych teoretycznie nadaje stacjom radiowym możliwość wysyłania abonentom nie tylko ruchu głosowego do abonentów, ale także wszelkich innych treści medialnych - zdjęć, filmów, tekstów. Odpowiednie rozwiązania mogą być wdrażane w infrastrukturze organizacji transmisji telewizji cyfrowej.

Satelitarne kanały danych

Osobna kategoria powinna obejmować przydzielone kanały satelitarne, za pomocą których można przekazywać dane. Formalnie mamy prawo przypisać je do sieci bezprzewodowej, ale skala ich użycia jest taka, że ​​nie będzie całkowicie poprawne połączenie odpowiednich rozwiązań w jedną klasę z Wi-Fi i Bluetooth. Satelitarne kanały transmisji danych mogą być zaangażowane - w praktyce tak właśnie jest - przy budowaniu prawie każdego rodzaju infrastruktury komunikacyjnej od wymienionych powyżej.

Za pomocą "tablic" można zorganizować ujednolicenie komputerów w sieci, podłączyć je do Internetu, zapewnić funkcjonowanie programów telewizyjnych i radiowych, podnieść poziom technologicznej efektywności usług mobilnych. Główną zaletą kanałów satelitarnych - integracyjność. Transfer danych może odbywać się, gdy są one aktywowane praktycznie w dowolnym miejscu na Ziemi - a także w odbiorze - z dowolnego punktu na kuli ziemskiej. Rozwiązania satelitarne mają również pewne wady technologiczne. Na przykład przy przesyłaniu plików komputerowych za pomocą "płyty" może wystąpić zauważalne opóźnienie w odpowiedzi lub "ping" - odstęp czasu między momentem wysłania pliku z jednego komputera a odebraniem go na innym.