Анализ существующих скоростных выделенных подключений

Наиболее удобное и скоростное соединение — это соединение посредством выделенной линии. Передача данных посредством выделенной линии осуществляется по следующей схеме:

• — провайдер протягивает к компьютеру абонента кабель (медная пара или оптоволокно);
• — выдает IP-адрес для выхода компьютеров абонента в сеть.

Достоинства выделенной линии:

• — постоянная прямая связь с сетью;
• — свободная телефонная линия;
• — высокоскоростная передача данных;
• — высокое качество передачи информации.

Недостатки выделенной линии:

• — высокая стоимость установки;
• — стоимость прямо зависит от расстояния до точки подключения;
• — невозможность физического перемещения персонального компьютера в другую точку без новой прокладки провода;
• — достаточно высокая плата за аренду канала.

Модемное подключение

Dial-Up (Dial-Up Internet connection) подключение к Интернет — это подключение пользователя к сетевому узлу Интернет-Сервис-Провайдера при помощи обычных коммутируемых линий телефонной сети. Осуществляется в сеансом режиме. Пользователь по своему усмотрению инициирует процесс дозвона и подключается к узлу провайдера, т. е. занимает свою телефонную линию на время работы в Интернет.

dial-up подключение осуществляется посредством аналоговых модемов. История аналоговых модемов насчитывает уже более 40 лет, и начинается с того момента, когда в 1958 г. было создано первое устройство для связи компьютеров по телефонному проводу на скорости 300 бит/с.

Для работы на выделенных и коммутируемых аналоговых линиях используют модемы. На передающем конце модулятор преобразовывает сигналы в форму, удобную для передачи по телефонной линии (с учетом полосы пропускания телефонной линии), а на приемном конце демодулятор осуществляет обратное преобразование сигналов. Передача данных одновременно ведется обеими сторонами во встречных направлениях (дуплексный режим работы).

Все эти действия описываются специальными протоколами, которые определяют тип модуляции, методы коррекции ошибок, скорость передачи данных и многое другое. Международный союз электросвязи (МСЭ) постепенно разработал и внедрил несколько протоколов передачи данных, все названия которых начинаются с «V.» :

• — V.21 — дуплексная асинхронная передача на скорости 300 бит/с;
• — V.22 — дуплексная асинхронная/синхронная передача на скорости 1200 бит/с;
• — V.22 bis, V.26 ter — скорость передачи до 2400 бит/с;
• — V.32 — скорость передачи до 966 бит/с;
• — V.32 bis — скорость передачи 14 400 бит/с;
• — V.34 — скорость передачи до 28 800 бит/с;
• — V.34+ - скорость передачи до 33 600 бит/с;
• — V.42, V.42 bis — этот стандарт развивает ранее использовавшийся в модемах протокол MNP 1−10 фирмы Microcom и содержит процедуры коррекции ошибок, сжатия передаваемых данных (до 1:8), согласования параметров передачи данных, уведомления о приостановке и возобновления передачи данных при асинхронном интерфейсе. В синхронном интерфейсе для коррекции ошибок используется протокол HDLC, а для компрессии — фирменный протокол SDC компании Motorola;
• — V.90 — протокол асимметричного обмена данными: со скоростью 56 000 бит/с из сети и со скоростью от 33 600 бит/с до 40 000 бит/с в сеть. Протокол совместим со стандартом V.34+.

На практике сегодня в основном применяются модемы, работающие по протоколам V.34+ и V.90.

Стандарт V.34+ позволяет работать по телефонным линям практически любого качества. Первоначальное соединение модемов происходит по асинхронному интерфейсу на минимальной скорости 300 бит/с, что позволяет работать на самых плохих линиях. После тестирования линии выбираются основные параметры передачи, которые впоследствии могут динамически изменяться без разрыва связи, адаптируясь к изменению качества линии.

Протокол V.90 обеспечивает асимметричный обмен данными: со скоростью 56 Кбит/с из сети и со скоростью от 30 Кбит/с до 40 Кбит/с в сеть. Это значительно повышает скорость доступа к Интернет (или другой сети), т.к. объем информации (графика, видео и т. д.), полученные из сети значительно превышает объем информации направленной в сеть (в основном — это запросы на получение web-страниц и файлов). Основная идея протокола V.90 состоит в следующем: при наличии цифровой АТС, единственным аналоговым звеном в соединении с провайдером является телефонная пара, связывающая аналоговый модем компьютера с коммутатором телефонной станции. При прохождении сигнала от модема к АТС, аналоговый сигнал преобразуется в цифровую форму. Это преобразование вносит дополнительные погрешности дискретизации, что, в сочетании с шумами линии, ограничивает скорость передачи не более 33,6 — 40 Кбит/ с. Однако, при прохождении сигнала от цифровой АТС к модему, обратное цифро-аналоговое преобразование не вносит дополнительного шума, что делает возможным увеличение скорости передачи до 56 Кбит/с. такая скорость может быть достигнута только если и Интернет-Провайдер подключен к АТС по цифровому интерфейсу. В противном случае, даже при использовании протокола V.90 и у клиента и у провайдера, ананалогово-цифровые преобразования на цифровых АТС каждой из сторон ограничат скорость передачи данных в обоих направлениях величиной 33,6 Кбит/с.

Модемы, работающие на коммутируемых аналоговых телефонных линиях, должны поддерживать процедуру вызова абонента (набор номера в импульсном или тональном режиме, определение занятости линии и т. п.) Для управления модемом по синхронному интерфейсу используется протокол V.25 и V.25 bis.

В конце 2000 года был также принят стандарт V.92 (56 Кб/с к пользователю, и 48 Кб/с — от него). Новый стандарт передачи данных V.92 предлагает по сравнению с V.90 некоторое увеличение скорости от пользователя к провайдеру (до 48 Кб/с) и несколько интересных новых функций, однако о скором повсеместном его внедрении говорить пока не приходится.

Данные протоколы (кроме V.92) получили довольно широкое распространение и поддержку производителей сетевого оборудования, хотя МСЭ и не стал единственным законодателем моды в этой области. С 1997 года также получили распространение протоколы.

X2 компаний 3Com и US Robotics, и K56Flex от Lucent Technologies (оба поддерживают скорость 56 Кб/с к пользователю и 33,6 Кб/с — от него), которые, собственно, и легли с некоторой доработкой в основу V.90, поддержку которого сегодня обеспечивает практически любой модем на нашем рынке.

Наращивание скоростей шло довольно медленно, в основном из-за плохого качества линий проводной телефонной связи. Но хорошую связь и сложно было ожидать, ведь эти линии изначально разрабатывались для передачи голоса, и никак не высокоскоростных потоков данных. На передачу модемом сигнала по коммутируемой линии влияет множество факторов, среди которых затухание, шум, импульсные и гармонические помехи, нелинейные искажения, эхо-сигналы и задержка в канале передачи информации.

В таких условиях модему бывает тяжело поддерживать максимальную скорость. Поэтому многие устройства автоматически выбирают наиболее подходящую в данный момент скорость и протокол связи. Именно по этой причине драйвера современных модемов поддерживают многие ранние протоколы передачи данных.

Но даже если взять в отечественной телефонной сети практически идеальную линию — это еще не будет гарантировать работу модема V.90 на максимальной скорости. Дело в том, что из-за конструкции действующих отечественных АТС не все из них могут обеспечить скорость передачи данных 56 Кб/с. Электронные (цифровые) и, при хороших условиях, координатные (аналоговые) АТС вполне это обеспечивают.

В более дорогих профессиональных моделях (стоимостью от 100 долларов) можно найти расширенные возможности по диагностике и настройке на конкретную телефонную линию (к примеру модели ZyXEL U-336 и U-90E, US Robotics V. Everything). В них обычно предусмотрены поддержка нескольких альтернативных протоколов связи (обычно фирменных, к примеру, HST в устройствах US Robotics).

Профессиональные модели могут использоваться для объединения локальных сетей, подключения их к Интернет и т. п. Для таких приложений в поставляемом с модемом программном обеспечении реализуются функции дистанционного управления и защиты от несанкционированного доступа (к примеру, модели US Robotics V. Everything, ZyXEL U-90E и U-336).

Теоретический предел для повышения скоростей на коммутируемых линиях составляет 64 Кб/с, и, таким образом, особого смысла в поиске путей перехода от скорости 56 Кб/с к скорости 64 Кб/с у производителей сетевого оборудования нет.

Означает ли это, что модемы для коммутируемого доступа скоро отойдут на задний план? Нет, по крайней мере, не в ближайшие несколько лет: по прогнозам аналитиков, в 2004 году более 60% пользователей в мире будут работать в Интернет по аналоговым модемам.