Автор: Пользователь скрыл имя, 05 Декабря 2011 в 17:50, реферат
Название Integrated Services Digital Network можно трактовать двояко. С одной стороны, это «цифровая сеть комплексных услуг», значительно расширяющая функциональность телефонной связи по сравнению с обычным телефоном. С другой стороны, это «цифровая сеть интегрального обслуживания» с гарантированной пропускной способностью между абонентами и минимальной задержкой сигнала, в отличие от применяемого в Интернете дифференциального обслуживания, основанного на приоретизации (дифференциации) трафика.
Работа в цифровой телефонной сети похожа на пользование обычным телефоном, с той лишь разницей, что голосовые данные оцифровываются в 64 кбит/с поток ещё на стороне абонента и в неизменной форме доходят до адресата. Соответственно, для передачи цифровых данных нужен не сложный модем, а просто некий адаптер цифровой сети. (Вот только цены на эти «просто адаптеры» такие, что иногда дешевле купить несколько модемов.) Набор номера тоже производится цифровым способом, поэтому дозвон до провайдера и установление соединения занимает пару секунд.
1. DSN
2. Асимметричные DSL
3. Спутниковая связь (2005-12-15)
Современный уровень технического развития позволяет сделать спутниковый Интернет доступным, но не дешёвым удовольствием. Для работы со столь слабыми сигналами, если нужна достаточно высокая скорость передачи данных, требуются дорогие компоненты — это вам не сетевая карточка за 100 рублей. Также может быть необходимо разрешение на установку оборудования и использование эфира. Поэтому вместо полноценного двустороннего канала часто организуется односторонний, когда абонент только получает данные через спутник, а обратный поток информации проходит по обычным каналам — например, через модемный выход. Первый вид подключения сокращённо называется RCS (Return Channel thru Satellite — «обратный канал через спутник»), а второй — IP («обратный канал через наземный Интернет», то есть с использованием обычной IP-сети).
Существует несколько
несовместимых между собой
Довольно подробно эта технология описана в статье «Спутниковый Интернет» (см. полную версию на компакт-диске «Мир ПК», № 12/04). Не претендуя на открытие новых секретов, рассмотрим ключевые особенности в нашем привычном формате изложения.
Итак, основным недостатком одностороннего доступа через спутник является то, что для него требуется дополнительный выход в Интернет. Чаще всего для этих целей используется обычное модемное подключение по телефонной сети, но требования к нему предъявляются не такие, как если бы это был основной канал доступа. Поскольку соотношение принимаемых и передаваемых данных для большинства пользователей очень асимметрично (10:1 и выше), для приёма на высоких скоростях может оказаться достаточным обратный канал начиная от 1200 бит/с. Иными словами, гоняться за высокой скоростью модема особого смысла нет; основным критерием здесь является устойчивость связи и низкие цены. В идеале нужен тариф без ограничений по времени или с оплатой трафика, так как трафик в обратном канале будет небольшим. Оптимальным вариантом является GPRS из сотовой телефонии, но не все спутниковые операторы его поддерживают.
Вторичный провайдер может находиться где угодно, то есть даже если спутниковый оператор дислоцируется на туманном Альбионе, устанавливать модемное соединение надо с провайдером в вашем городе. Главное, чтобы брандмауэр провайдера не ограничивал ваши возможности. Дело в том, что вы будете работать с Интернетом не напрямую, а либо через прокси-сервер спутникового оператора, либо устанавливая между вами зашифрованный туннель (VPN). Разница между этими двумя режимами вот какая: не всякий прокси-сервер позволяет использовать протоколы, отличные от HTTP и FTP (веб и файлы), к тому же весь трафик через него идёт в открытом виде, однако и VPN имеет свои минусы, в частности, снижение пропускной способности из-за накладных расходов шифрования, так что в зависимости от задач может быть предпочтительнее то один, то другой метод. Поэтому если модемный провайдер обязывает своих клиентов использовать собственный прокси-сервер или фильтрует сетевые потоки (часто прикрываясь заботой о безопасности), вам не по пути.
Как театр начинается с вешалки, так приём сигнала начинается с антенны (рис. 2).
Рис. 2. Схема приёмного оборудования
Типичный размер «тарелки» (отражателя) — 60, 90 и 120 см в диаметре для установки на балконе и до 300 см для установки на крыше. Увеличение линейного габарита в полтора раза означает вдвое большую площадь и мощность сигнала. Операторы связи часто так и рисуют свои карты покрытия с шагом изолиний 3 дБ (двукратная разница): внутренняя область соответствует району с устойчивым приёмом самой маленькой антенной, затем антенной побольше, и т. д. По возможности, покупать лучше 120-см тарелку (коэффициент усиления 42 дБи), даже если для выбранного провайдера достаточно меньшей антенны — тогда при необходимости сменить провайдера выбор будет шире. С другой стороны, чем меньше размер, тем удобнее и дешевле: 60-см тарелки стоят 25–40 долл., а 120-см дешевле 70 долл. ещё поискать надо.
Обычно зеркала стальные; конструкции из алюминия или стекловолокна меньше весят, но стоят дороже. Для снижения эффекта парусности, зеркала часто делают не сплошными, а в виде мелкой сетки с шагом много менее длины волны, поэтому для радиосигналов такие тарелки непрозрачны.
Антенны характеризуются собственной температурой шума — температурой гипотетического резистора, создающего на входе идеального приёмника шум такой же спектральной плотности (почти как цветовая температура у мониторов). Чем выше это значение, тем сильнее помехи, создаваемые принятому сигналу самой антенной.
Дополнительным узлом антенной системы является механизм автоматического сопровождения спутника. Как уже говорилось выше, геостационарные объекты должны выглядеть неподвижными, но спутнику для поддержания такой орбиты требуется постоянно корректировать её наклон от экватора вследствие сил притяжения Солнца и Луны. Чтобы продлить срок службы дорогостоящего космического аппарата, перед полным исчерпанием топлива ему отключают системы коррекции, и на геосинхронной орбите спутник по-прежнему неподвижен в азимутальной плоскости, но начинает отклоняться то на север, то на юг. Если ваша антенна будет и дальше смотреть на экватор, её узкая диаграмма направленности станет причиной ослабления или окончательной потери сигнала — здесь-то и нужно автоматическое сопровождение. Имея дело только со стационарными системами, достаточно ручной настройки с помощью рычажного актуатора.
Исходя из того, что наша часть суши находится в северном полушарии, направлять тарелку надо на юг. Если окна смотрят в другую сторону или обзор закрывают высокие строения, антенну необходимо устанавливать на крыше, для чего требуется разрешение собственника здания и дополнительная оплата монтажникам.
Разумеется, компоненты антенной системы рассчитаны на широкий диапазон температур. Но если на рабочих поверхностях зимой будут расти сосульки, на качестве приёма это скажется не лучшим образом. Поэтому система обогрева — не самая экзотическая опция в северных широтах. Для особо сложных случаев, при установке антенны в прибрежных и промышленных районах с высоким уровнем содержания в воздухе соли и загрязняющих веществ, предусмотрены прозрачные для радиоволн колпаки — вы наверняка видели много таких «белых шариков» на крышах офисных зданий.
Все приёмные устройства ориентированы на определённый диапазон частот: чаще всего 10–13 ГГц (Ku-диапазон в терминологии IEEE), но бывает и 3,7–5,8 ГГц (C-диапазон), и 18–20 ГГц (Ka-диапазон). Помимо тарелки, для используемых провайдером частот должна быть подобрана собственно антенна — моноблочный преобразователь сигнала вместе с облучателем, располагаемым в фокусе отражателя. Конвертер, для краткости называемый LNB (а также LNC или LNBC — Low-Noise Block Converter, «малошумящий блочный преобразователь»), усиливает сигнал на 55–60 дБ и смещает его на промежуточную частоту 0,95–2,15 ГГц. Сдвиг необходим, потому что при прохождении по кабелю ослабление тем меньше, чем ниже частота. В спецификациях часто упоминаются числа вроде 9,75 и 10,6 ГГц — это частота колебательного контура гетеродина, на величину которой сдвигается сигнал из поддиапазонов 10,7–11,7 ГГц и 11,7–12,75 ГГц соответственно (рис. 3).
Рис. 3. Преобразование принятого сигнала
Выпускается несколько типов преобразователей: аналоговые, двойные и т. п.; скорее всего вам потребуется универсальный цифровой с одним выходом (10–20 долл.) — уточните у провайдера. Универсальные преобразователи хороши тем, что могут принимать сигнал разной поляризации, меняя режим по команде от компьютера. Сигнальный протокол DiSEqC позволяет переключаться между несколькими преобразователями, а в версии 2.0 и выше — также управлять ротором антенны (если вы не пожалели на таковой 50–70 долл.) для наведения на другие спутники.
Ещё одна важная особенность при выборе пары антенна-преобразователь состоит в том, что, для эффективной работы, на облучатель преобразователя должен отражаться сигнал со всей поверхности антенны. Если облучатель охватывает меньшую площадь, происходит ослабление сигнала, если большую — вместе с полезным сигналом улавливаются посторонние шумы позади антенны. Поэтому каждый облучатель рассчитан на свой форм-фактор: те, что в моноблочных универсальных преобразователях, спроектированы для офсетных зеркал (параболической формы со смещённым фокусом), у которых соотношение фокусного расстояния и горизонтального размера равно 0,5 или 0,575. Среди тарелок диаметром 180 см и более встречаются прямофокусные (сферической формы) с форм-фактором 0,4 — им нужны другие облучатели.
Офсетные антенны обязаны своим появлением тому обстоятельству, что смещение фокуса позволяет убрать облучатель с пути основного луча диаграммы направленности. Это особенно важно для антенн небольших размеров, а с увеличением габаритов тарелки влияние «тени» от облучателя сокращается.
Конечной точкой маршрута принятого и преобразованного сигнала является компьютерный адаптер, называемый ресивером или сатмодемом (от англ. satellite — спутник). Это может быть и обычная карта расширения PCI, и внешний приёмник с подключением через USB, и даже специализированный маршрутизатор. Часто в такие устройства встраивается декодер MPEG2 для аппаратной поддержки цифрового телевидения. Владельцам современных компьютеров не обязательно переплачивать за этот акселератор, и довольствоваться выбором ресиверов в пределах 80–130 долл., если только вы не собираетесь смотреть HDTV-каналы (HDTV — это такая штука, от которой «плохеет» даже самым современным, на момент написания этой статьи, процессорам).
На чём экономить не стоит, так это на коаксиальном кабеле, пытаясь пристроить для приёма высокочастотных сигналов дешёвую «лапшу». Также не стоить экономить время: любые манипуляции с оборудованием, включая подсоединение кабеля, следует проводить только при полностью обесточенном компьютере.
Чтобы не обременять своих клиентов всеми перечисленными техническими подробностями, провайдеры обычно предлагают готовые комплекты аппаратуры и монтаж «под ключ». Даже если это стоит дороже, чем можно собрать самостоятельно, иногда лучше немного переплатить за специально подобранный и установленный комплект, чем купить не то и подключить задом наперёд. Главное, чтобы предлагаемое оборудование было достаточно универсальным и позволяло бы перейти к другому провайдеру.
Теперь ненадолго перенесёмся на спутник, чтобы посмотреть, как рождается тот сигнал, который мы собираемся принимать. На космическом аппарате может быть закреплён десяток антенн, каждая из которых направлена на свой участок Земли; к антеннам подключено по несколько передатчиков, и все работают на своей собственной частоте. Поэтому вам необходимо знать не только азимутальную координату (долготу) спутника, но и несущую частоту сигнала, и его полярность: например, «45,5° в. д., 11'149,25 МГц, вертикальная полярность». После приблизительного наведения антенны необходимо более точное прицеливание, выполнить которое помогает индикатор уровня сигнала в программе настройки.
Также в настройках может потребоваться указание символьной скорости. Популярные приёмники поддерживают до 45 млн. симв./с (45'000 kS/s), но обычно используют 10–30 млн., ведь чем меньше скорость, тем меньше ширина спектра сигнала, а значит, что при той же мощности передатчика в каждом интервале частот удельная мощность сигнала будет выше.
Благодаря 4-позиционной фазовой манипуляции, в каждом символе кодируется 2 бита, так что если символьная скорость, скажем, 27,5 млн. симв./с, канальная скорость составит 55 Мбит/с, но избыточные коды для защиты от ошибок снизят полезную пропускную способность до 37,8 Мбит/с (в общем случае эффективность 46–80 %). Поскольку спутниковое подключение фактически является коллективным, этот скоростной потенциал делится между всеми активными пользователями, как в случае беспроводной сети Wi-Fi, а также между дополнительными услугами вроде телевизионных и радиопрограмм. Поэтому нижний гарантированный предел скорости, как правило, провайдером не оговаривается — только верхний: например, до 512 кбит/с по такому-то тарифу, что на практике может означать снижение реальной скорости в несколько раз в часы пик. Некоторые операторы с помегабайтной оплатой трафика могут применять повышенные тарифы для периодов максимальной загруженности, другой распространённой мерой является ограничения числа одновременных соединений.