Беспроводный способ передачи информации на расстоянии в современном офисе
Bluetooth или блютус (/bluːtuːθ/, переводится как синий зуб, назван в честь Харальда I Синезубого[2][3]) — производственная спецификация беспроводных персональных сетей (англ. Wireless personal area network, WPAN). Bluetooth обеспечивает обмен информацией между такими устройствами как персональные компьютеры (настольные, карманные, ноутбуки), мобильные телефоны, принтеры, цифровые фотоаппараты, мышки, клавиатуры, джойстики, наушники, гарнитуры на надёжной, бесплатной, повсеместно доступной радиочастоте для ближней связи.
Bluetooth позволяет этим устройствам сообщаться, когда они находятся в радиусе до 200 метров друг от друга (дальность сильно зависит от преград и помех), даже в разных помещениях.
Принцип действия основан на использовании радиоволн. Радиосвязь Bluetooth осуществляется в ISM-диапазоне (англ. Industry, Science and Medicine), который используется в различных бытовых приборах и беспроводных сетях (свободный от лицензирования диапазон 2,4-2,4835 ГГц)[8][9]. В Bluetooth применяется метод расширения спектра со скачкообразной перестройкой частоты[10] (англ. Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS). Метод FHSS прост в реализации, обеспечивает устойчивость к широкополосным помехам, а оборудование недорого.
Согласно алгоритму FHSS, в Bluetooth несущая частота сигнала скачкообразно меняется 1600 раз в секунду[7] (всего выделяется 79 рабочих частот шириной в 1 МГц, а в Японии, Франции и Испании полоса у́же — 23 частотных канала). Последовательность переключения между частотами для каждого соединения является псевдослучайной и известна только передатчику и приёмнику, которые каждые 625 мкс (один временной слот) синхронно перестраиваются с одной несущей частоты на другую. Таким образом, если рядом работают несколько пар приёмник-передатчик, то они не мешают друг другу. Этот алгоритм является также составной частью системы защиты конфиденциальности передаваемой информации: переход происходит по псевдослучайному алгоритму и определяется отдельно для каждого соединения. При передаче цифровых данных и аудиосигнала (64 кбит/с в обоих направлениях) используются различные схемы кодирования: аудиосигнал не повторяется (как правило), а цифровые данные в случае утери пакета информации будут переданы повторно.
Протокол Bluetooth поддерживает не только соединение «point-to-point», но и соединение «point-to-multipoint»
Способы передачи информации на расстоянии.
Передавать информацию от одного субъекта (транслятора) другому (реципиенту) можно множеством способов. Чтобы в этом убедиться, достаточно просто проследить эволюцию средств, с помощью которых люди обменивались сведениями в разные времена.
Задолго до возникновения средств передачи, которые позволили перекачивать данные на расстояния, не сопоставимые с пределом видимости и слышимости человека, за секунды (а то и доли секунды), представители рода человеческого уже умели подавать друг другу знаки информирования через использование визуально воспринимаемых сигналов (сюда можно отнести костры, флажковую азбуку). Хотя если быть до конца справедливыми, то мы обязаны заметить: альфой и омегой информационного обмена между людьми стало развитие речевых навыков и изобретение письменности, которые позволили человеку тысячелетия спустя говорить о более "продвинутых" вещах.
Настоящим прорывом в развитии средств обмена информацией стала череда изобретений, имевшая место в XIX в. Сначала появился телеграф (1844 г., фамилия Морзе, думаю, Вам о чем-то говорит), затем чуть позже последовали телефон (1876 г., американский ученый Белл) и радио (1895 г., русский ученый Попов). В век "теле" и "радио" открылись новые возможности, которые были просто недоступны раньше. Они заложили свой камень в фундаментальной стройке, развернувшейся уже на стыке тысячелетий и известной нам как "формирование информационного общества".
Дабы осознать, какое значение имеют в жизни человека средства связи, много усилий прилагать не надо. Вспомним: не понадобилось этого делать тем же большевикам, которые с перевода под свой полный контроль телеграфа и почты начали то, что в итоге стало Октябрьской революцией.
Развитие почты на протяжении истории – еще один ракурс, под которым можно рассматривать становление и совершенствование инструментов перекачки известий, мыслей, чувств. Неотъемлемыми атрибутами корректной и надежной работы почты во все времена и у всех народов являлись указание адреса получателя и обратного адреса (отправителя), хранение и пересылка самого ценного, что есть в письме – строк, - в конверте, скрывающем содержимое от посторонних глаз. Сегодня все чаще слово "почта" употребляется с определением "электронная" и, соответственно, все реже люди прибегают к отправке рукописного текста в бумажных конвертах, особенно в сравнении с более оперативными и предоставляющими больший выбор средств оформления и расширения контента (через разнообразные "аттачменты" и т.п.) письма электронными средствами связи.
Разговор об электронной почте не перейти в рамках указанной темы в разговор об Интернете просто не может. Всемирная сеть (не напрасно иначе именуемая паутиной) все смелее и, я бы сказал, необратимее опутывает собой планету, оставляя нам вместе с тем все меньше шансов говорить о многовековых преградах – расстоянии и времени – как преградах впредь. Это можно рассматривать как компьютерное воплощение глобализации, где если сказал один, то знает уже весь мир (или почти весь: зачастую за исключением того, о ком было сказано).
Прогресс подстегивает к усовершенствованию и давно существующих средств. Пример – концепция "нового телевидения", в котором находят широкое применение лазерные технологии, а для обеспечения высококачественного изображения и звука их передача реципиентам осуществляется по оптоволоконному кабелю.
Передача информации "по воздуху", т.е. посредством электромагнитных волн (ЭМИ), позволяет управлять качеством передаваемого и, соответственно, получаемого сигнала через манипуляции с длиной волны ЭМИ (или, что равносильно в физическом смысле, частотой волны). Возможно, не за горами то время, когда телевидение из двухмерного (два измерения – визуальное и звуковое) превратится в трехмерное (передача информации для восприятия органами обоняния человека). Очевидно, что одно из главных преимуществ использования ЭМИ для целей информационного обмена – скорость (равная в вакууме скорости света, или 300 000 км в секунду). Физически доказать возможность достижения большей скорости в природе пока не удалось.
Современная наука открывает все новые возможности передачи информации (например, от материи световому фотону). Предел совершенствования в этой области обнаружен не был. В любом случае, какими бы передовыми методами установления связи друг с другом не пользовались люди, необходимо помнить главное: не должны вноситься искажения в исходную информацию, и на выходе она должна отличаться "чистотой".
Достоверность, актуальность, полнота и некоторые другие характеристики информации всегда были и будут теми критериями, которые будут определять не только ее качество, но и резонность использовать то или иное средство информационного обмена. В данном случае намного важна цель, а не средство, при условии что последнее не создает какую-либо угрозу безопасности человека.
Тогда и можно будет поговорить о технических параметрах этих чудных устройств, которые делают нашу жизнь лучше.
Сотовая связь.
Сотовая связь, сеть подвижной связи — один из видов мобильной радиосвязи, в основе которого лежит сотовая сеть. Ключевая особенность заключается в том, что общая зона покрытия делится на ячейки (соты), определяющиеся зонами покрытия отдельных базовых станций (БС). Соты частично перекрываются и вместе образуют сеть. На идеальной (ровной и без застройки) поверхности зона покрытия одной БС представляет собой круг, поэтому составленная из них сеть имеет вид сот с шестиугольными ячейками (сотами).
Сеть составляют разнесённые в пространстве приёмопередатчики, работающие в одном и том же частотном диапазоне, и коммутирующее оборудование, позволяющее определять текущее местоположение подвижных абонентов и обеспечивать непрерывность связи при перемещении абонента из зоны действия одного приёмопередатчика в зону действия другого.
Основные составляющие сотовой сети — это сотовые телефоны и базовые станции, которые обычно располагают на крышах зданий и вышках. Будучи включённым, сотовый телефон прослушивает эфир, находя сигнал базовой станции. После этого телефон посылает станции свой уникальный идентификационный код. Телефон и станция поддерживают постоянный радиоконтакт, периодически обмениваясь пакетами. Связь телефона со станцией может идти по аналоговому протоколу (AMPS, NAMPS, NMT-450) или по цифровому (DAMPS, CDMA, GSM, UMTS). Если телефон выходит из поля действия базовой станции (или качество радиосигнала сервисной соты ухудшается), он налаживает связь с другой (англ. handover).
Сотовые сети могут состоять из базовых станций разного стандарта, что позволяет оптимизировать работу сети и улучшить её покрытие.
Сотовые сети разных операторов соединены друг с другом, а также со стационарной телефонной сетью. Это позволяет абонентам одного оператора делать звонки абонентам другого оператора, с мобильных телефонов на стационарные и со стационарных на мобильные.
Операторы могут заключать между собой договоры роуминга. Благодаря таким договорам абонент, находясь вне зоны покрытия своей сети, может совершать и принимать звонки через сеть другого оператора. Как правило, это осуществляется по повышенным тарифам. Возможность роуминга появилась лишь в стандартах 2G и является одним из главных отличий от сетей 1G.[1]
Операторы могут совместно использовать инфраструктуру сети, сокращая затраты на развертывание сети и текущие издержки.
Пейджинговая связь.
Пейджинговая связь – это радиотелефонная связь когда, пересылка по телефону продиктованных абонентом-отправителем сообщений и прием их по радиоканалу абонентом-получателем обеспечивается с помощью пейджера –радиоприемника с жидкокристаллическим дисплеем. На пейджере высвечиваются принятые буквенно-цифровые тексты. Суть пейджинговой связи заключалась в том, что абонент (корреспондент) по одному каналу связи посылает сообщение на коммутатор, где производится его запись, которая затем по другому каналу связи передается другому абоненту (получателю). История пейджера, как средства персонального радиовызова началась с середины 1950-х годов в Англии. Первое такое устройство было разработано в 1956 году. Количество абонентов могло быть не более 57. Пейджеры содержали несколько настроенных контуров, отслеживающих характерную последовательность низкочастотных сигналов (тонов). При получении этих тонов устройство подавало звуковые сигналы. Поэтому такие пейджеры называют тональными. Когда абонент получал тоновый сигнал, он должен был поднести устройство к уху и в речевой форме прослушать сообщение, которое передавал диспетчер. Сети, существовавшие в то время, носили местный характер и служили нуждам конкретных служб. Пользователями первой сети в Англии стали врачи, служащие аэропортов. Некоторые подобные сети существуют и сегодня.
К концу 2000 года число владельцев пейджеров в европейских странах превысило 20 миллионов.
История пейджинговой связи в России (тогда еще СССР) началась в конце 1960-х годов. Системы персонального радиовызова широко использовались отдельными государственными структурами. В 1980 году во время московской Олимпиады очень широко использовался пейджер. В 1990-х годах пейджер начал бурно развиваться, но только до тех пор, пока не появились сотовые телефоны – средство двухсторонней связи. Правда, был разработан твейджер–пейджер с возможностью отправления сообщений, более дешевый, чем сотовый телефон. Но он не смог конкурировать с сотовым телефоном, обеспечивающим двухстороннюю голосовую связь. Поэтому с момента начала развития сотовой связи развитие пейджера остановилось. В большинстве крупных городов пейджинговые компании закрылись, уступив место операторам сотовой связи. Пейджинговая связь сохранилась только в некоторых регионах, а число клиентов пейджинговых компаний не превышает ста тысяч.
39. Транкинговая связь
- вид двусторонней мобильной связи, используемый для связи корпоративных пользователей. При таком типе связи выход абонентов в телефонные сети общего пользования ограничен. Хотя существуют различные настройки для локальных и сетевых вариантов.
Система транкинговой связи (trunk - ствол) включает в себя базовую станцию (иногда несколько) с ретрансляторами и абонентские радиостанции (транковые радиотелефоны) с телескопическими антеннами. Базовая станция связана с телефонной линией и сопряжена с ретранслятором большим радиусом действия до 100 км. При помощи транкинга малое число радиоканалов динамически распределяется между большим числом пользователей. На один канал приходится до 50 и более абонентов; поскольку абоненты не очень интенсивно используют телефон, а базовая станция работает в режиме концентратора (то есть распределяет все радиоканалы только между обратившимися к ней абонентами), вероятность ситуации "занято" не велика (существенно меньше, чем при жестком прикреплении даже нескольких абонентов к одному каналу).
Радиотелефоны могут работать как в системе, находясь в зоне действия базовой (базовых) станции и через нее связываясь с любым абонентом телефонной сети (в том числе и с транкинговым абонентом), так и индивидуально друг с другом, находясь как внутри, так и вне зоны базовых радиостанций. В первом случае непосредственная связь абонентов обеспечит большую оперативность соединения (время соединения обычно не превышает 0,3-0,5 с). Возможность непосредственной связи абонентов без участия базовой станции - основное, глобальное отличие транкинговых систем от сотовых.
Среди самых распространенных стандартов транкинговой связи, можно выделить аналоговый стандарт Smart Trunk 2, представленный в начале 90-ых годов и используемой изначально, как локальная система (сейчас работает и в сетевом режиме) и цифровой стандарт TETRA, разработанный для специальных систем подвижной связи и использующий принцип временного мультиплексирования подканалов TDMA.
Сейчас развиваются и другие стандарты, в основном естественно цифровые, работающие в других диапазонах и с более широкими охватами сети. Примером может служить стандарт EDACS (Enchanced Digital Access Convertioanal System) предложенный в конце 90-ых компанией Ericsson.язь.
Сетевые устройства
Сетевое оборудование — устройства, необходимые для работы компьютерной сети, например: маршрутизатор, коммутатор, концентратор, патч-панель и др. Можно выделить активное и пассивное сетевое оборудование.
Активное сетевое оборудование.Под этим названием подразумевается оборудование, за которым следует некоторая «интеллектуальная» особенность. То есть маршрутизатор, коммутатор (свитч) и т.д. являются активным сетевым оборудованием. Напротив — повторитель (репитер) и концентратор (хаб) не являются АСО, так как просто повторяют электрический сигнал для увеличения расстояния соединения или топологического разветвления и ничего «интеллектуального» собой не представляют. Но управляемые хабы относятся к активному сетевому оборудованию, так как могут быть наделены некой «интеллектуальной особенностью»
Пассивное сетевое оборудование.Под пассивным сетевым оборудованием подразумевается оборудование, не наделенное «интеллектуальными» особенностями. Например - кабельная система: кабель (коаксиальный и витая пара (UTP/STP)), вилка/розетка (RG58, RJ45, RJ11, GG45), повторитель (репитер), патч-панель, концентратор (хаб), балун (balun) для коаксиальных кабелей (RG-58) и т.д. Также, к пассивному оборудованию можно отнести монтажные шкафы и стойки, телекоммуникационные шкафы. Монтажные шкафы разделяют на: типовые, специализированные и антивандальные. По типу монтажа: настенные и напольные и другие.
Модемы.
Моде́м (акроним, составленный из слов модулятор и демодулятор) — устройство, применяющееся в системах связи для физического сопряжения информационного сигнала со средой его распространения, где он не может существовать без адаптации, и выполняющее функцию модуляции при передаче сигнала и демодуляции при приёме сигнала из канала связи (чаще всего в речевом диапазоне).
Модулятор в модеме осуществляет модуляцию несущего сигнала, то есть изменяет его характеристики в соответствии с изменениями входного информационного сигнала, демодулятор — осуществляет обратный процесс. Модем выполняет функцию оконечного оборудования линии связи. Само формирование данных для передачи и обработки принимаемых данных осуществляет т. н. терминальное оборудование (в его роли может выступать и персональный компьютер)
Модемы широко применяются для связи компьютеров через телефонную сеть (телефонный модем) или кабельную сеть (кабельный модем). Ранее модемы применялись также в сотовых телефонах (пока не были вытеснены цифровыми способами передачи данных).
Виды компьютерных модемов
· Внешний модем U.S. Robotics Courier V34
· Внутренний модем для шины PCI
· Аппаратный модем промышленного класса
Модемы различаются по исполнению (внешние или внутренние), по принципу работы (аппаратные или программные), по типу сети, к которой производится подключение, а также по поддерживаемым протоколам передачи данных.
Наибольшее распространение получили внутренние программные, внешние аппаратные и встроенные модемы.
По исполнению
· внешние — подключаются через COM-, LPT-[1], USB- или Ethernet-порт, обычно имеют отдельный блок питания (существуют и USB-модемы с питанием от шины USB).
· внутренние — дополнительно устанавливаются внутрь системного блока или ноутбука (в слот ISA, PCI, PCI-E, PCMCIA, AMR/CNR).
· встроенные — являются частью устройства, куда встроены (материнской платы, ноутбука или док-станции).
По принципу работы
· аппаратные — все операции преобразования сигнала, поддержка физических протоколов обмена производятся встроенным в модем вычислителем (например, с использованием DSP или микроконтроллера). Также в аппаратном модеме присутствует ПЗУ, в котором записана микропрограмма, управляющая модемом.
· программные (софт-модемы, host based soft-modem) — все операции по кодированию сигнала, контролю ошибок и управлению протоколами реализованы программно и производятся центральным процессором компьютера. В модеме находятся только входные/выходные аналоговые цепи и преобразователи (ЦАП и АЦП), а также контроллер интерфейса (например USB).
· полупрограммные (controller based soft-modem) — модемы, в которых часть функций модема выполняет компьютер, к которому подключён модем.