Аппаратная база компьютерной телефонии

Для организации связи по телефонным линиям используется модем, подключаемый к компьютеру и позволяющий принимать данные через телефонную сеть. Модем, как устройство связи между компьютером и телефонной линией, предназначен для автоматического преобразования цифровых электрических сигналов в аналоговые (модуляция) и обратно (демодуляция).

Пропускная способность модема (бит/с) определяется произведением скорости передачи информации и объема цифровой информации в одном аналоговом сигнале. Скорости передачи информации измеряется в бодах и определяется способностью модема переключаться с одного аналогового сигнала на другой. Объем цифровой информации в одном аналоговом сигнале определяется количеством бит, упакованных в этом сигнале. В настоящее время используются модемы со скоростью передачи от 14400 до 56000 бит/с.

Подключенный к компьютеру модем может находиться в одном из двух режимов работы: режим передачи данных (modem is online) или режим команд. В первом режиме все, что посылает модему компьютер, воспринимается им как данные, которые нужно преобразовывать в аналоговый сигнал и передавать в телефонную линию. Второй режим предназначен для управления модемом. В этом режиме используются специальные команды, выдаваемые компьютером, а сам модем работает самостоятельно.

С целью обойти ограничения по скорости передачи данных и при этом сохранить совместимость с существующими телефонными линиями, разработана цифровая телефонная сеть с интеграцией услуг (Integrated Services Digital Network – ISDN). В основе работы такой сети лежит цифровая обработка сигналов. Отличается она от предшественниц многоканальностью. Для подключения к сети используются два интерфейса: базовый и расширенный. Под интерфейсом понимают совокупность устройств, предназначенных для организации взаимодействия клиентов, имеющих оборудование с различными физическими характеристиками. Базовый интерфейс содержит минимум оборудования и предоставляет абоненту два канала: для голоса или для передачи данных со скоростью 64 Кбит/с и служебный канал, по которому абонентское оборудование обменивается информацией с телефонной сетью. Расширенный интерфейс является расширением базового интерфейса и предоставляет дополнительно 30 информационных каналов, в которых телефонные номера не привязаны жестко к каналам. Для передачи данных с высокой скоростью существует специальный протокол (набор правил, определяющий взаимодействие различных абонентских ЭВМ) «инверсного мультиплексирования», позволяющий задействовать несколько информационных каналов одновременно.

В настоящее время для доступа к Internet провайдерами широко предлагается технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) – асимметричная цифровая абонентская линия, позволяющая передавать данные пользователю со скоростью до 8,192 Мбит/с, а от пользователя со скоростью до 768 Кбит/с. Имея линию ADSL, можно одновременно говорить по телефону или передавать факс и работать в сети Internet.

Полоса пропускания телефонной линии при работе ADSL разделяется на два частотных диапазона: ниже 4 кГц (используется для обычной голосовой телефонной связи) и вся доступная полоса частот выше указанной частоты (используется для приема и передачи цифровых данных). Поскольку большинство пользователей Internet получают из сети значительно больший объем данных, чем передает в сеть, для приема данных выделяется более широкая полоса частот, чем для их передачи. Отсюда и название – асимметричная линия.

На рис. 64 показана схема связи по технологии ADSL. Модем может подключаться к персональному компьютеру (ПК) по сетевому кабелю или к порту USB. Сплиттер необходим для объединения сигналов от обычного телефона и модема. Сплиттеры клиента и телефонной станции соединяются по существующей телефонной линии. Со сплиттера телефонной станции сигнал поступает на АТС, обеспечивая прохождение голосовой информации. Основная задача мультиплексора доступа ADSL состоит в выделении высокочастотной составляющей сигнала, содержащей цифровые данные, которые через существующую сеть передачи данных, а затем сеть провайдера передаются в Internet.

Глобальные сети

Глобальные сети бывают четырех основных видов: городские, региональные, национальные и транснациональные. Примером глобальной транснациональной сети является Internet.

Базовая технология, применяемая в глобальных сетях – коммутация пакетов. В соответствии с этой технологией, сообщения, передаваемые между двумя компьютерами (называются хостами), разбиваются на модули, называемые пакетами. Пакеты ограничены по размеру, имеют заголовок с полями, содержащими необходимую адресную информацию, а также сопутствующую информацию, необходимую для сборки сообщения из составляющих его пакетов в пункте назначения.

Телекоммуникационные средства глобальных сетей – маршрутизаторы (роутеры), высокоскоростные линии связи (от 45 Мбит/с до 160 Гбит/с), повторители, мосты и шлюзы.

Маршрутизаторы – это коммуникационные компьютеры, которые хранят входящие пакеты, анализируют их заголовки, используют таблицы маршрутизации для принятия решения, на какой маршрутизатор послать пакет дальше по его пути к пункту назначения, и помещает пакет в исходящую очередь на выбранную выходную линию.

Шлюзы обеспечивают связь между системами, использующие различные коммуникационные протоколы, структуры и форматы данных, языки, сетевые технологии.

Архитектура Internet. Internet – Всемирная сеть, информация в которой хранится на серверах. Серверы имеют свои адреса и управляются специализированными программами. Доступ отдельных пользователей к информационным ресурсам Internet обычно осуществляется по телефонной сети через провайдера (некоторая организация, имеющая модемный пул для соединения с клиентами и выхода во Всемирную сеть).

Упрощенная схема построения Internet показана на рис. 65. Любая организация для подключения к Internet специальный компьютер, называемый шлюзом. На нем устанавливается специальное программное обеспечение, осуществляющее обработку всех сообщений, проходящих через шлюз. При этом каждый шлюз имеет свой IP-адрес.

Если поступает сообщение, адресованное ЛВС, к которой подключен шлюз, то оно передается в эту ЛВС. Если же сообщение предназначено для другой сети, то оно передается следующему шлюзу. Каждый шлюз имеет информацию обо всех остальных шлюзах и сетях. Шлюзы обмениваются друг с другом информацией о маршрутизации и состоянии сети, используя специальный шлюзовый протокол.

Основные протоколы обмена. Для подключения пользователя к Internet могут использоваться различные способы, отличающиеся по стоимости, удобству и объему предоставляемых услуг.

Электронная почта (E-mail) – наиболее простой и доступный способ доступа в сети Internet. Она позволяет выполнять пересылку любых типов файлов по адресам электронной почты в любую точку планеты за короткий промежуток времени в любое время суток. Работа электронной почты основана на последовательной передаче информации по сети от одного почтового сервера к другому, пока не достигнет адресата. Достоинства – высокая оперативность и низкая стоимость. Недостаток – ограниченность объема пересылаемых файлов.

Usenet разработана как система обмена текстовой информацией. Она позволяет всем пользователям Internet участвовать в групповых дискуссиях, называемых телеконференциями. В настоящее время телеконференции позволяет передавать файлы любых типов. Для работы с телеконференциями наиболее часто используются средства программ просмотра и редактирования Web-документов.

Telnet – это протокол, позволяющий использовать ресурсы удаленного компьютера, т.е. передаче команд от локального компьютера удаленному компьютеру в сети.

FTP – это протокол сети для работы с текстовыми и двоичными файлами. Достоинство – возможность передачи файлов любого типа, вплоть до исполняемых программ. Недостаток – необходимость априорного знания местоположения отыскиваемой информации.

WWW (Всемирная информационная сеть) – гипертекстовая информационно-поисковая система. Гипертекст – текст, содержащий ссылки на другие тексты, графическую, видео- или звуковую информацию. В документе гиперссылка представлена выделенным фрагментом текста. Гипертекстовые документы формируются с помощью специального языка HTML (языка разметка гипертекста). Посредством гипертекстовых ссылок, размещенных на Web-страницах, пользователь может быстро переходить от одного документа к другому, от сайта к сайту, от сервера к серверу.

Блоки данных (страницы) WWW размещаются на отдельных компьютерах, называемых Web-серверами и принадлежащих отдельным организациям или частным лицам. Наименьший документ сети, имеющий собственный доменный адрес, называется Web-страницей. Группа тематически объединенных Web-страниц, размещенных на одном сервере, называется сайтом. Web-страницы, предназначенные для использования в качестве начальных, называются порталами. На них содержится все, что может потребоваться пользователю в первый момент: ссылки для доступа к поисковым службам, последние новости, биржевые сводки, результаты спортивных состязаний, сводки погоды, объявления о появлении новых программ, изделий, товаров, услуг.

Программы, предназначенные для просмотра Web-страницы, называют броузерами (обозревателями). В настоящее время броузеры становятся универсальными клиентами, позволяющими получать файлы, почту, новости, видеоконференции, радиопередачи. Наиболее удобными и многофункциональными программами просмотра являются обозреватели Netscape Communicator и Microsoft Internet Explorer. Они позволяют отображать на экране любые документы, созданные в любой операционной среде и на любом компьютере, конфигурация которого обеспечивает работу в сети.

IRC – прямое общение нескольких человек в режиме реального времени. Этот вид услуг называют еще чат-конференцией.

ICQ – Internet-пейджер, позволяющий вести двухсторонний обмен информацией в режиме реального времени. Программа автоматически ищет заранее отобранных людей и уведомляет пользователя об их подключении к сети.

Internet Phone – Интернет-телефония. Речь преобразуется в цифровой файл, который передается по сети. Возможна также передача видеоизображения, обмен текстовыми сообщениями, совместное использование графического редактора, обмен файлами.

Адресация. В Internet каждому компьютеру назначается свой уникальный сетевой адрес – IP-адрес, имеющий длину 32 бита и состоящий из 4 частей по 8 битов. Каждая часть может принимать значения от 0 до 255 и отделяется от других частей точкой.

Для удобства пользователя сетевому адресу ставится в соответствие доменный (символьный) адрес, записываемый следующим образом:

<протокол службы>:// <имя компьютера>.<имя домена> [/<путь к файлу>],

где в квадратных скобках указан необязательный элемент адреса. Для пользователей Internet адресами могут быть их регистрационные имена на сервере. В этом случае за именем следует знак @ и все это слева присоединяется к имени компьютера (сервера). Имя домена может состоять из сегментов, разделяемых точкой. Обычно сегменты домена (поддомены) образуют иерархическую структуру: первый слева поддомен, как правило, является названием компьютера, которому присвоен этот адрес, следующий относится к названию организации, где находится этот компьютер, а крайний правый является сокращенным обозначением страны.

Указание адресов Web-страниц выполняется с помощью Унифицированного указателя ресурсов (URL – Uniform Resource Locator). В общем случае URL включает в себя указатель на тип ресурса, доменное имя компьютера и необязательную спецификацию файла (папку и имя). Например, в составе URL http://www.firma.ru/catalog/document. htm некоторой страницы компоненты имеют следующий смысл: http указывает на протокол, используемый при адресации; www.firma.ru задает доменное имя компьютера; catalog/document.htm указывает спецификацию файла.

Поиск информации в Internet. Для организации поиска информации на всех WWW-серверах используются следующие основные подходы:

- создание Web-индексов. Здесь подразумевается автоматический сбор, просмотр и индексирование информации с помощью специальных поисковых программ. Наиболее популярными их зарубежными представителями являются Alta Vista (http://altavista.digital.com), HotBot (http://www. hotbot.com), Open Text (http://www. opentext.com). Из отечественных – Aport (http://www.aport.ru/), Rambler (http://www. rambler.ru/), Яндекс (http://www.yandex.ru/). Достоинством поисковых систем такого типа является наличие большой базы данных и очень высокая скорость обработки запросов. Недостаток – низкое качество обработки информации;

- создание Web-каталогов. Этот подход предполагает организацию предметно-ориентированной информационной системы с каталогами. Анализ и классификация поступающих данных выполняются квалифицированными специалистами. Популярными зарубежными представителями поисковых систем такого типа являются Yahoo! (http://www.yahoo.com) и Magellan (http://www.magellan.com), а отечественным – Атрус (@Rus) (http://www.atrus.ru/). Достоинством их является высокое качество сортировки информации, недостатком – высокая трудоемкость создания и обновления информации;

- гибридные системы поиска. В таких системах можно пользоваться и индексами и тематическими каталогами. Представителями гибридных систем поиска являются Lycos (http://www.lycos.com), Excite (http://www.excite.com) и WebCrawler (http://www.webcrawler.com). Достоинства и недостатки гибридных систем поиска определяются степенью реализации первого и второго принципов хранения и поиска информации;

- онлайновые справочники. Они составляются вручную, но, в отличие от Web-каталогов, не содержат внутренний поисковый механизм, поэтому информацию в них нужно искать самостоятельно. К числу широко известных онлайновых справочников относятся: Whole Internet Catalog (http://nearnet.gnn.com/gnn/wic/index.html), Web Server Directory (http://www.w3.org/hypertext/DataSource/WWW/Servers.html), тематический справочник BigBook (http://www.bigbook.com), алфавитный классификатор Hoovers (http://www.hoovers.com).