Как передается интернет между континентами

Трансокеанические подводные кабели связи

Вчера мной был опубликован материал касательно прокладки компанией Google собственного оптоволоконного кабеля связи по дну Тихого океана, который свяжет дата-центры компании в штате Орегон, США, с Японией. Казалось бы, это огромный проект стоимостью $ 300 млн и длинной в 10 000 км. Однако, если копнуть немного глубже станет ясно, что данный проект является выдающимся только потому, что это будет делать один медийный гигант для личного использования. Вся планета уже плотно опутана кабелями связи и под водой их намного больше, чем кажется на первый взгляд. Заинтересовавшись этой темой я подготовил общеобразовательный материал для любопытствующих.

Истоки межконтинентальной связи

Практика прокладывания кабеля через океан берет начало еще с XIX века. Как сообщает википедия, первые попытки соединить два континента проводной связью были предприняты еще в 1847 году. Успешно связать Великобританию и США трансатлантическим телеграфным кабелем удалось только к 5 августа 1858 года, однако уже в сентябре связь была утеряна. Предполагается, что причиной стали нарушение гидроизоляции кабеля и последующая его коррозия и обрыв. Стабильная связь между Старым и Новым светом была установлена только в 1866 году. В 1870 году был проложен кабель в Индию, что позволило связать напрямую Лондон и Бомбей. В эти проекты были вовлечены одни из лучших умов и промышленников того времени: Уильям Томсон (будущий великий лорд Кельвин), Чарльз Уитстон, братья Сименсы. Как видно, почти 150 лет назад люди активно занимались созданием по протяженности в тысячи километров линий связи. И на этом прогресс, понятное дело, не остановился. Однако, телефонная связь с Америкой была установлена только в 1956 году, а работы длились почти 10 лет. Подробно об укладке первого трансатлантического телеграфного и телефонного кабеля можно прочитать в книге Артура Кларка «Голос через океан».

Устройство кабеля

Несомненный интерес представляет непосредственное устройство кабеля, который будет работать на глубине в 5-8 километров включительно.
Стоит понимать, что глубоководный кабель должен иметь следующий ряд базовых характеристик:

• Долговечность
• Быть водонепроницаемым (внезапно!)
• Выдерживать огромное давление водных масс над собой
• Обладать достаточной прочностью для укладки и эксплуатации
• Материалы кабеля должны быть подобраны так, чтобы при механических изменениях (растяжении кабеля в ходе эксплуатации/укладки, например) не изменялись его рабочие характеристики

Рабочая часть рассматриваемого нами кабеля, по большому случаю, ни чем особым от обычной оптики не отличается. Вся суть глубоководных кабелей заключена в защите этой самой рабочей части и максимального увеличения срока его эксплуатации, что видно из схематического рисунка справа. Давайте по порядку разберем назначение всех элементов конструкции.

Полиэтилен — внешний традиционный изоляционный слой кабеля. Данный материал является отличным выбором для прямого контакта с водой, так как обладает следующими свойствами:
Устойчив к действию воды, не реагирует со щелочами любой концентрации, с растворами нейтральных, кислых и основных солей, органическими и неорганическими кислотами, даже с концентрированной серной кислотой.

Мировой океан содержит в себе, фактически, все элементы таблицы Менделеева, а вода является универсальным растворителем. Использование такого распространенного в хим. промышленности материала как полиэтилен является логичным и оправданным, так как в первую очередь инженерам было необходимо исключить реакцию кабеля и воды, тем самым избежать его разрушения под воздействием окружающей среды. Полиэтилен использовался в качестве изолирующего материала в ходе прокладки первых межконтинентальных линий телефонной связи в середине XX века.
Однако, в силу своей пористой структуры полиэтилен не может обеспечить полной гидроизоляции кабеля, поэтому мы переходим к следующему слою.

Майларовая пленка — синтетический материал на основе полиэтилентерефталата. Имеет следующие свойства:
Не имеет запаха, вкуса. Прозрачный, химически неактивный, с высокими барьерными свойствами (в том числе и ко многим агрессивным средам), устойчивый к разрыву (в 10 раз прочнее полиэтилена), износу, удару. Майлар (или в СССР Лавсан) широко используется в промышленности, упаковке, текстиле, космической промышленности. Из него даже шьют палатки. Однако, использование данного материала ограничено многослойными пленками из-за усадки при термосваривании.

После слоя майларовой пленки можно встретить армирование кабеля различной мощности, в зависимости от заявленных характеристик изделия и его целевого назначения. В основном используется мощная стальная оплетка для придания кабелю достаточной жесткости и прочности, а так же для противодействия агрессивным механических воздействиям из вне. По некоторым данным, блуждающим в сети, ЭМИ исходящее от кабелей может приманивать акул, которые перегрызают кабели. Так же на больших глубинах кабель просто укладывается на дно, без копания траншеи и его могут зацепить рыболовецкие суда своими снастями. Для защиты от подобных воздействий кабель и армируется стальной оплеткой. Используемая в армировании стальная проволока предварительно оцинковывается. Усиление кабеля может происходить в несколько слоев. Основной задачей производителя в ходе этой операции является равномерность усилия в ходе намотки стальной проволоки. При двойном армировании намотка происходит в разных направлениях. При не соблюдении баланса в ходе данной операции кабель может самопроизвольно скручиваться в спираль, образуя петли.

В результате этих мероприятий масса погонного километра может достигать нескольких тонн. «Почему не легкий и прочный алюминий?» — спросят многие. Вся проблема в том, что на воздухе алюминий имеет стойкую пленку окисла, но при соприкосновении с морской водой данный металл может вступать в интенсивную химическую реакцию с вытеснением ионов водорода, которые оказывают губительное влияние на ту часть кабеля, ради которой все затевалось — оптоволокно. Поэтому используют сталь.

Алюминиевый водный барьер, или слой алюмополиэтилена используется как очередной слой гидроизоляции и экранирования кабеля. Алюмополиэтилен представляет собой комбинацию из фольги алюминиевой и полиэтиленовой пленки, соединенных между собой клеевым слоем. Проклейка может быть как односторонней, так и двухсторонней. В масштабах всей конструкции алюмополиэтилен выглядит почти незаметным. Толщина пленки может варьироваться от производителя к производителю, но, к примеру, у одного из производителей на территории РФ толщина конечного продукта составляет 0.15-0.2 мм при односторонней проклейке.

Слой поликарбоната вновь используется для усиления конструкции. Легкий, прочный и стойкий к давлению и ударам, материал широко используется в повседневных изделиях, например, в велосипедных и мотоциклетных шлемах, также применяется в качестве материала при изготовлении линз, компакт-дисков и светотехнических изделий, листовой вариант используется в строительстве как светопропускающий материал. Обладает высоким коэффициентом теплового расширения. Применение ему было найдено и в производстве кабелей.

Медная, или алюминиевая трубка входит в состав сердечника кабеля и служит для его экранирования. Непосредственно в эту конструкцию укладываются другие медные трубки с оптоволокном внутри. В зависимости от конструкции кабеля, трубок может быть несколько и они могут быть переплетены между собой различным образом. Ниже четыре примера организации сердечника кабеля:

Укладка оптоволокна в медные трубки которые заполнены гидрофобным тиксотропным гелем, а металлические элементы конструкции используются для организации дистанционного электропитания промежуточных регенераторов — устройств, осуществляющих восстановление формы оптического импульса, который, распространяясь по волокну, претерпевает искажения.

В разрезе получается что-то похожее на это:

Производство кабеля

Особенностью производства оптических глубоководных кабелей является то, что чаще всего оно располагается вблизи портов, как можно ближе к берегу моря. Одной из основных причин подобного размещения является то, что погонный километр кабеля может достигать массы в несколько тонн, а для сокращения необходимого кол-ва сращиваний в процессе укладки производитель стремиться сделать кабель как можно более длинным. Обычной нынче длинной для такого кабеля считается 4 км, что может вылиться в, примерно, 15 тонн массы. Как можно понять из вышеуказанного, транспортировка такой бухты глубоководного ОК не самая простая логистическая задача для сухопутного транспорта. Обычные для намотки кабелей деревянные барабаны не выдерживают описанной ранее массы и для транспортировки ОК на суше, к примеру, приходится выкладывать всю строительную длину «восьмеркой» на спаренных железнодорожных платформах, чтобы не повредить оптоволокно внутри конструкции.

Укладка кабеля

Казалось бы, имея такой мощный с виду продукт можно грузить его на корабли и сбрасывать в морскую пучину. Реальность же немного иная. Прокладка маршрута кабеля — это длительный и трудоемкий процесс. Маршрут должен быть, само собой, экономически выгодным и безопасным, так как использование различных способов защиты кабеля приводит к увеличению стоимости проекта и увеличивает срок его окупаемости. В случае прокладки кабеля между разными странами, необходимо получить разрешение на использование прибрежных вод той или иной страны, необходимо получить все необходимые разрешения и лицензии на проведение кабелеукладочных работ. После проводится геологическая разведка, оценка сейсмической активности в регионе, вулканизма, вероятность подводных оползней и других природных катаклизмов в регионе, где будут проводится работы и, в последующем, лежать кабель. Так же важную роль играют прогнозы метеорологов, дабы сроки работ не были сорваны. Во время геологической разведки маршрута учитывается широкий спектр параметров: глубина, топология дна, плотность грунта, наличие посторонних объектов, типа валунов, или затонувших кораблей. Так же оценивается возможное отклонение от первоначального маршрута, т.е. возможное удлинение кабеля и увеличение стоимости и продолжительности работ. Только после проведения всех необходимых подготовительных работ кабель можно загружать на корабли и начинать укладку.

Собственно, из гифки процесс укладки становится предельно ясным.

Прокладка оптоволоконного кабеля по морскому/океаническому дну проходит непрерывно из точки А в точку Б. Кабель укладывается в бухты на корабли и транспортируется к месту спуска на дно. Выглядят эти бухты, например, так:

Если Вам кажется, что она маловата, то обратите внимание на это фото:

После выхода корабля в море остается исключительно техническая сторона процесса. Команда укладчиков при помощи специальных машин разматывает кабель с определенной скоростью и, сохраняя необходимое натяжение кабеля за счет движения корабля продвигается по заранее проложенному маршруту.

Выглядит со стороны это так:

При каких-либо проблемах, обрывах, или повреждениях на кабеле предусмотрены специальные якоря, которые позволяют поднять его к поверхности и отремонтировать проблемный участок линии.

И, в итоге, благодаря всему этому мы можем с комфортом и на высокой скорости смотреть в интернете фото и видео с котиками со всего мира.

В комментариях к статье о проекте Google пользователь Lux_In_Tenebris предоставил список интересной по этой теме литературы, может быть, кому-то пригодится.

Так же пользователь YoMan предоставил ссылку на видео о корабле-кабелеукладчике «Tyco Resolute», спасибо.

Как устроен интернет: кабельная связь между континентами

На фото изображен подводный кабель для передачи сигналов в линиях связи. Его диаметр составляет 69 мм и это совсем немного, если учесть тот факт, что через него проходит до 99% мирового трафика: телефонная связь, Интернет и так далее. Именно этот кабель «знает» ответ на вопрос, как устроен Интернет, поскольку позволяет пользователям виртуально попадать во все уголки мира, разве что, не считая Антарктиды. Длиной в миллионы километров кабель из волоконных световодов, передающий оптические сигналы, пересекает дно всех океанов.

Этот корабль под названием «CS Cable Innovator», построенный в 1995 году, предназначен для прокладки именно таких кабелей. Это крупнейшее судно в мире по своей специализации с 42 каютами для офицеров, 36 каютами для экипажа и двумя люкс-каютами.

Его возможности впечатляют: длиной в 145 м и шириной в 24 м корабль может транспортировать около 8,5 тысяч тонн кабеля и находиться в работе почти 1,5 месяца без дозаправки и техобслуживания, а в сопровождении специального корабля поддержки – до 3 месяцев беспрерывной работы.

Изначально сетевые кабели имели довольно простое соединение – от точки до точки. Да и скорость оставляла желать лучшего, всего 40 Гбит/сек. Сегодня же их закладка стала структурнее, со сложными разветвлениями по дну океана. А в 2012 году провайдерами был представлен канал для передачи данных в линии связи со скоростью 100 Гбит/сек. Его протяженность в 6000 километров занимает весь Атлантический океан.

Именно корабли наподобие «CS Cable Innovator» ежедневно работают над прокладкой кабелей, чтобы обеспечить мировое население Интернетом все с большей и большей скоростью передачи сигнала.

Перечень материалов из которых состоит подводный кабель:

1. верхняя оболочка – полиэтилен;
2. далее идет покрытие из майлара;
3. стальные провода с многожильной структурой;
4. водостойкая защита из алюминия;
5. оболочка из поликарбоната;
6. трубка из алюминия или меди;
7. вазелиновая смазка;
8. и, наконец, оптические волокна.

С момента появления этих технологий у многих неравнодушных к экологии периодически возникает вопрос, имеет ли какое-то негативное влияние волоконно-оптические каналы на флору и фауну подводного мира? Как показали исследования, проложенные за последнее время миллионы километров подводных кабелей, если и имеют какое-либо незначительное воздействие на морских жителей, то только на тех, кто обитает непосредственно в пределах дна.

На фото можно увидеть, как кабель (здесь его толщина всего 3,2 см), пересекающий шельф Half Moon Bay, спокойно «уживается» с глубинными обитателями. Теперь вы получили ответ на вопрос, как устроен Интернет в техническом плане.

А на следующем изображении показан непрерывный процесс укладки оптоволоконного кабеля по океаническому дну из точки A в точку B.

Также стоит отметить, когда запустили кабельное ТВ по подводным волокнам, были опасения излишней нагрузки на каналы, но они оказались напрасными. Общая напряженность работы увеличилась всего на 1%, а кабельное ТВ приобрело пропускную способность в 1Тб, что в сотню раз больше, чем выдают спутники. Если вы желаете стать владельцем такого межатлантического канала, вам придется раскошелиться на кругленькую сумму – от 200 до 500 млн долларов.

Читайте также

• Как сменить канал wi-fi в настройках роутеров разных производителей
• Что такое DMZ в роутере и как настроить демилитаризованную зону
• Технические характеристики витой пары (тип, длина, скорость)

Модель TCP/IP: что это такое и как она работает

Рассказываем о главной «курьерской службе» интернета: как данные летают по Сети, зачем их фасуют по пакетам и кто за всем этим следит.

Фото: Britta Pedersen / Getty Images

Дмитрий Зверев

Любитель научной фантастики и технологического прогресса. Хорошо сочетает в себе заумного технаря и утончённого гуманитария. Пишет про IT и радуется этому.

Вы когда-нибудь задумывались, как мемы, сериалы и гифки с котиками перелетают континенты, чтобы оказаться у вас на компьютере? Отвечаем: для этого в интернете есть протоколы TCP и IP — они помогают устройствам безошибочно передавать данные на большие расстояния. Как у них это получается — рассказываем в статье.

Ранее мы уже писали о нюансах внутренней кухни интернета — разбирали, как устроены протокол HTTP, служба DNS и сетевая модель OSI. Сегодня смотрим на ситуацию немного под другим углом.

Что такое TCP/IP

Модель TCP/IP — это стек протоколов, которые задают правила передачи данных по Сети. Так как бал здесь правят протоколы TCP и IP, в честь них и назвали всю модель.

TCP (Transmission Control Protocol) отвечает за обмен данными. Он управляет их отправкой и следит за тем, чтобы они дошли до получателя в целости. У TCP есть свои гарантии, что всё пройдёт успешно, — о них чуть позже.

IP (Internet Protocol) отвечает за адресацию. Его задача — связывать друг с другом устройства и нарезать данные на пакеты для удобной отправки. Чтобы протокол мог быстро найти дорогу от одного компьютера к другому, придумали IP-адреса — уникальные идентификаторы, которые есть у каждого устройства в Сети.

Эти два протокола работают в связке: IP строит маршрут, а TCP контролирует, чтобы всё передавалось правильно. Условно их можно сравнить с тандемом Шерлока и Ватсона в бессмертной классике Дойля: первый решает проблему, а второй следит, чтобы тот не наделал глупостей и случайно не упал в Рейхенбахский водопад.

Минутка истории. Оба протокола, и TCP, и IP, на самом деле стары как мир. Их придумала ещё в семидесятых группа разработчиков под началом «отца интернета» Винта Сёрфа. То есть все наши смартфоны и умные часы общаются по правилам, которые заложили ещё во времена расцвета диско и космической миссии «Союз — Аполлон».

Но протоколами TCP и IP модель не ограничивается — например, есть ещё HTTP, FTP, UDP и сотни других. Все они заточены под определённые задачи. Так, HTTP помогает браузеру формировать запросы к серверу, FTP — скачивать файлы, а UDP — быстро передавать видео, музыку и игры, но с возможными потерями по пути.

Как работает TCP/IP

Настало время посмотреть, как модель TCP/IP работает в жизни. Допустим, вы заходите в интернет, чтобы почитать статью о том, как нейросети рисуют котиков. Запускаете браузер, открываете сайт Skillbox Media, нажимаете на заголовок статьи. А дальше начинается магия.

Как только вы кликнули на ссылку, браузер отправляет запрос на сервер, где лежит страница. Для этого он создаёт HTTP-запрос, в котором описывает всё, что сервер должен ему передать: «Я слышал, у тебя есть статья про генеративные нейронки. Дай, пожалуйста». Сервер отвечает: «Нет проблем» — и отправляет браузеру HTTP-ответ с нужными данными. И так они будут общаться до тех пор, пока вы не закроете сайт.

Но сами по себе HTTP-запросы — это просто текстовые сообщения: они не знают, как найти сервер с нужной информацией, а тем более — как её оттуда достать. Для этих задач нам как раз и понадобятся протоколы TCP и IP.

Сначала IP определяет расположение сервера — или, точнее сказать, его IP-адрес. Чтобы найти нужный «айпишник», протокол использует систему DNS. Это такая глобальная база данных, где доменные имена сайтов лежат напротив их IP-адресов — например, сайту skillbox.ru соответствует IP-адрес 178.248.237.96.

Когда IP найдёт сервер и получит от него нужную страницу, он начнёт разбивать её на пакеты. Каждый пакет — это часть файла размером от 1 до 64 КБ. Внутри находятся сами данные и служебная информация: номер пакета, адреса отправителя и получателя и другое.

Зачем нужны пакеты. Представьте, что вам нужно перенести сразу много блюд из кухни в гостиную. Конечно, можно загрузить тарелки в обе руки, а часть поставить на голову, как делают женщины кенийского племени Луо, но, если вдруг в коридоре на вас нападёт кошка или младший брат с игрушечным пистолетом, есть риск всё выронить и испортить ужин. Гораздо безопаснее переносить блюда по одному, а ещё лучше — раздать по тарелке каждому члену семьи.

С данными точно так же: лучше передавать их маленькими порциями, так как никогда не знаешь, где по пути случится проблема. Если что-то пойдёт не так, вы потеряете всего один пакет, а не весь файл целиком.

Чтобы пакеты без потерь долетали от сервера к пользователю, подключается протокол TCP. Для этого в него зашили механизм подтверждения: когда сервер отправляет пакет, TCP спрашивает у устройства пользователя, нормально ли он добрался. Если ответ «да», протокол отправляет следующую порцию, если «нет» — пробует ещё раз.

После того как все пакеты получены, браузер собирает из них цельную страницу и выводит на экран.

Повторим ещё раз весь процесс:

• Вы нажимаете на ссылку или вводите адрес сайта в строке браузера.
• Браузер создаёт HTTP-запрос к серверу, чтобы тот отправил вам нужную страницу.
• Протокол IP с помощью системы DNS находит сервер, где лежит страница, и разбивает её на пакеты.
• Далее в игру вступает TCP — он устанавливает надёжное соединение между компьютером и сервером и следит, чтобы пакеты не потерялись по дороге.
• Браузер склеивает пакеты воедино и рендерит страницу.

Этот алгоритм справедлив для статичных файлов — то есть таких, которые вы загружаете один раз и пользуетесь. Но если вы, например, хотите посмотреть видео, понадобится другой протокол — UDP. Он не гарантирует целостности данных и может потерять пакеты по пути, но это компенсируется скоростью передачи. Именно поэтому, например, вы видите пиксельные изображения, когда смотрите видео при плохом интернет-соединении.

Из каких уровней состоит TCP/IP

Пора окунуться в детали и узнать, как модель TCP/IP устроена изнутри. Глобально она делится на четыре уровня:

• канальный уровень — отвечает за взаимодействие по сетевому оборудованию, например по Ethernet-кабелю или Wi-Fi;
• межсетевой уровень — помогает отдельным сетям общаться друг с другом;
• транспортный уровень — отвечает за передачу данных между устройствами, например, по протоколам TCP и UDP;
• прикладной уровень — помогает приложениям общаться друг с другом с помощью интерфейсов или API .

На каждом уровне есть свои протоколы, которые обеспечивают надёжность передачи данных между компьютерами в Сети. Всего модель TCP/IP поддерживает сотни разных протоколов.

Канальный уровень

Для чего нужен: устанавливать физическое соединение между устройствами в локальной сети с помощью радиоволн и проводов.

Как работает: данные делятся на небольшие кусочки (фреймы) и передаются между устройствами. Каждый фрейм содержит часть передаваемой информации и служебные данные.

Чтобы понять, куда отправлять фреймы, используют адресацию канального уровня — MAC-адреса. Это уникальные физические адреса устройств — по ним протоколы канального уровня определяют отправителей и получателей.

Ещё одна важная задача канального уровня — проверять, что данные передаются безошибочно. Для этого протоколы используют свои средства проверки:

• Если возникла ошибка, устройство отправляет фрейм обратно, а второе устройство передаёт его ещё раз.
• Если всё прошло удачно, то фрейм передаётся на следующий уровень для обработки.

Межсетевой уровень

Для чего нужен: строить маршруты между устройствами по всему интернету — этот процесс называется маршрутизацией.

Примеры протоколов: IP, ICMP, ARP.

Как работает: IP-протокол вычисляет местонахождение устройств по их IP-адресам, а также строит до них кратчайшие пути и делит данные на пакеты (или, как говорят на юге России, — кульки :)).

Чтобы определить, где находится получатель и как построить путь к нему, IP обращается к системе DNS — она знает IP-адреса всех устройств в интернете.

Когда адрес получен, передаваемый файл разбивается на небольшие части — пакеты. Они содержат фрагменты данных и служебную информацию, например IP-адреса отправителя и получателя.

После этого начинается передача пакетов по маршрутизаторам и коммутаторам. Но процессом отправки занимается уже следующий уровень — транспортный.

Транспортный уровень

Для чего нужен: передавать данные по маршруту, построенному на предыдущем уровне.

Примеры протоколов: TCP, UDP.

Как работает: устанавливает надёжное соединение между устройствами, а затем следит за передачей данных по нему и исправляет ошибки.

Главных протокола здесь два:

• TCP (Transmission Control Protocol) — гарантирует передачу всех данных без потерь. Полезен при отправке текстовых файлов.
• UDP (User Datagram Protocol) — не гарантирует передачу данных без потерь, но обеспечивает хорошую скорость. Полезен при просмотре видео или прослушивании музыки в интернете.

И у нас остаётся последний уровень — прикладной.

Прикладной уровень

Для чего нужен: настраивать связи между приложениями — например, между браузером и серверным софтом.

Примеры протоколов: HTTP, FTP, SMTP.

Как работает: использует различные протоколы и сервисы, которые помогают приложениям обмениваться данными по интернету.

На прикладном уровне хранятся протоколы для всего, что нужно человеку: отправки имейлов, веб-браузинга, передачи файлов и удалённого доступа. Вот некоторые из них:

• HTTP (Hypertext Transfer Protocol) — самый популярный протокол для передачи данных по интернету.
• FTP (File Transfer Protocol) — ещё один известный протокол, заточенный под передачу файлов.
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) — протокол для отправки электронных писем.

Этот уровень нужен, чтобы упростить пользователям передачу данных по интернету. Именно с его помощью программисты и обычные пользователи взаимодействуют с моделью TCP/IP.

Что запомнить

Модель TCP/IP — это набор правил, по которым данные перемещаются по интернету. Главными здесь являются два протокола: TCP и IP. Они нужны, чтобы устанавливать надёжный канал связи между устройствами и передавать по нему данные.

Кроме TCP и IP в модели есть и другие протоколы — например, HTTP, Ethernet, FTP и UDP. Все они решают определённые задачи, связанные с доставкой данных от одного устройства к другому.

Модель TCP/IP очень похожа на сетевую модель OSI — подробнее о ней можно почитать в другой нашей статье.

Читайте также:

• Что такое IP-адрес и маска подсети и зачем они нужны
• Тест. Ругайся как Линус Торвальдс
• DNS: что это такое и как её используют

API (application programming interface) — это набор инструкций и стандартов, которые позволяют разным программам взаимодействовать друг с другом.

Когда вы используете API, то получаете доступ к функциональности или данным другой программы без необходимости знать, как работает эта программа под капотом.

API — это как мост, который позволяет разным программам обмениваться информацией и работать вместе.

Способы подключения интернета от провайдера к клиенту

Время от времени меня спрашивают о том, какие способы подключения интернета существуют и какой вид доступа к глобальной сети лучше выбрать для загородного или находящегося в черте города дома. А ведь действительно IT-рынок буквально оброс компаниями, которые предоставляют услуги доступа к сети интернет. Какие только технологии сегодня не используются в беспроводных и проводных соединениях, чтобы максимально покрыть трудно доступную зону, увеличить скорость передачи данных, повысить качество связи…

Как вы знаете, интернет-провайдеры отличаются между собой предоставлением услуг, а именно типом доступа к сети интернет.

Интернет-провайдер — компания, которая предоставляет доступ к сети Интернет своему клиенту и оказывает другие смежные услуги.

Существуют такие типы подключения к интернету как широкополосные, коммутируемые и беспроводные линии связи. Все они способны открыть вам мир Интернета хоть и работают по разному принципу. Но, обо всем по-порядку.

Ethernet — подключение по локальной сети.

Это фиксированный широкополосный доступ к сети интернет по выделенной линии. Проведенная провайдером линия строиться на оптоволоконном или медном кабеле, что дает возможность передавать данные компьютерам на высокой скорости. Материалом для создания оптоволоконного кабеля служит стекло или пластик и информация по нему передается не электрическим, а световым сигналом, что позволяет передавать сигнал на огромные расстояния с ничтожно малым ослаблением.

Под медным кабелем подразумевается витая пара (здесь описаны типы и характеристики витой пары) по которой информация передается электрическим сигналом. Из-за своей особенности витая пара в отличии от оптоволоконного кабеля имеет значительный показатель затухания сигнала и подвержена электромагнитным помехам. Чтобы увеличить длину канала связи, следует применять кабели с защитой от помех и наводок, а для уменьшения коэффициента затухания сигнала — нужно использовать специальные корректоры или сигнальные буферы.

Однако делают ли это на практике интернет-провайдеры там где это нужно? Следует сказать, что обычно оптоволоконный кабель используется для соединения субпровайдера с магистральным провайдером и подключения различных зданий (многоэтажные дома, гостиницы…) к глобальной сети, а дальше идет витая пара.

Правда сейчас уже активно развивается технология GPON (гигабитная пассивная оптическая сеть). Ее суть заключается в том, что провайдер заводит оптоволоконный кабель прямо к вам в квартиру и ставит специальный разделительный ящик. При таком раскладе у вас технически есть возможность подключиться к глобальной сети на скорости 1 Гбит/с, в остальных же случаях скорость не будет превышать 100 Мбит/с.

Как бы там ни было, выделенная линия наиболее оптимально подходит для подключения к сети интернет дома (читайте подробно о том как обжать кабель LAN без клещей) или получения коллективного доступа к сети в офисе. Как правило, провайдеры при таком типе подключения предлагают безлимитный Интернет, а значит вам не нужно будет беспокоиться о потраченном сетевом трафике на закачке информации или на прогулки по сети. При помощи Wi-Fi маршрутизатора подключить к сети интернет можно другие цифровые устройства (смартфон, планшет, ноутбук, Smart TV…).

Высокая скорость интернет канала в технологии Ethernet дает возможность быстро скачивать внушительные объемы информации, комфортно работать в сети с мультимедиа и проводить различные видео встречи онлайн. Многие провайдеры предоставляющее доступ в интернет по выделенной линии в качестве дополнительной услуги предлагают ip-телевидение (IPTV), где некоторые каналы могут быть представлены в формате HD. Пожалуй это один из лучших способов подключения к сети интернет.

Модемное соединение (ADSL и Dial-Up).

Это коммутируемый доступ к интернету, через телефонную линию с использованием модема. Подключиться к сети интернет по телефонной линии можно по старой технологии Dial-Up или более продвинутой технологии ADSL. Соединение с провайдером с использованием ADSL в отличии от Dial-UP дает возможность путешествовать по интернету и параллельно осуществлять звонки по телефону. Достигается это за счет ADSL-сплиттера, который разделяет телефонный сигнал на обычный телефонный и высокочастотный модемный сигнал.

В сравнении с подключением по выделенной линии (способ описан выше) преимущество модемного соединения состоит в том, что используются уже существующие телефонные кабели, но на этом достоинство этого интернет доступа заканчивается. Максимальная скорость передачи данных у Dial-Up 56 Кбит/с, а у технологии ADSL 24 Мбит/с, но учитывая состояние в которых находятся телефонные линии стабильности соединения и таких показателей может не быть.

Как вы понимаете, телефонная линия по всем показателям проигрывает выделенной линии если учитывать стабильный рост мультимедиа и объемы передаваемых данных. Всего несколько лет назад этот тип подключения считался одним из лучших, но в наши дни он практически изжил себя несмотря на то, что еще используется в качестве альтернативного подключения к сети интернет там, где по каким-либо причинам использовать другое соединение на актуально.

Подключение к интернету по технологии DOCSIS.

Дословно DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specifications) переводиться как стандарт передачи данных по коаксиальному (телевизионному) кабелю. Передача данных по данному стандарту у провайдера осуществляется к клиенту (downstream) на скорости 42/38 Мбит/с, а от пользователя (upstream) 10/9 Мбит/с. Стоит сказать, что полоса в данной технологии делиться между всеми подключенными участниками, которые в данный момент принимают или отправляют информационный поток. Следовательно доступная полоса в момент передачи или приема данных для каждого пользователя может изменяться в широких приделах.

Этот способ подключения к интернету, как и предыдущий, выполняется через специальный модем. Это кабельный модем для технологии DOCSIS со встроенным сетевым мостом, который дает возможность обмениваться данными по коаксиальному или оптическому кабелю в двустороннем режиме. Нужно отметить, что в сети такого провайдера присутствует устройство CMTS — Cable Modem Termination System. Если коротко и просто, то данное устройство представляет из себя большой модем в магистральной сети к которому привязываются модемы абонентов.

С экономической точки зрения прокладывать коаксиальный кабель ради получения выхода в интернет не очень то разумно, уж лучше провести выделенную линию (ethernet подключение), потому что по техническим характеристикам такая линия лучше, но если телевизионный кабель уже в доме есть и ваш оператор КТВ предоставляет такую услугу, то почему бы ей и не воспользоваться. Однако если провайдер может предоставить вам доступ в интернет по технологии FTTB, PON или HCNA, то по ряду технических преимуществ лучше выбрать одну из них, вместо традиционного DOCSIS.

Мобильный доступ в интернет (GPRS, EDGE, 3G).

Этот тип подключения к сети интернет популярен тем, что дает возможность получить выход в сеть интернет в тех районах, где нет телефонной или выделенной линии. Соединиться с интернет-провайдером можно при помощи USB 3G модема или по средством мобильного телефона (iPhone, smartphone, communicator) с функцией модема. USB-модем визуально похож на USB-флеш-накопитель и имеет внутри себя гнездо для установки SIM-карты.

Подключение к интернету, через USB-модем или мобильный телефон выполняется за счет «обращения» к базовой станции оператора сотовой связи, у которого вы обслуживаетесь, и в зависимости от того какое оборудование установлено у мобильного провайдера устанавливается связь по технологии GPRS, EDGE, 3G или HSDPA (4G). Таким образом после соединения USB-модема или телефона (через USB-кабель, инфракрасный порт или Blurtooth) с компьютером вы получите доступ к интернету по одной из упомянутых технологий.

Мобильный интернет имеет не устойчивое качество связи и довольно низкую скорость, но вполне пригодную для нормальной загрузи страниц в браузер. Максимальная скорость передачи данных в представленных технологиях в среднем составляет 20-40 Кбит/с в GPRS; 100-236 Кбит/с в EDGE; 144 Кбит/с — 3,6 Мбит/с в 3G и 4G может превышать 100 Мбит/с, а у стационарных абонентов она может составлять 1 Гбит/с.

Скоростные характеристики в зависимости от используемых технологий интернет-провайдера в некоторых случаях могут быть выше, но практически чаще всего они ниже. У мобильного интернета, конечно не мало недостатков, но иметь возможность выходить в глобальную сеть из любой точки страны, многих из нас подкупает.

Теперь разберем беспроводное подключение к интернету (спутник, WiMAX). Такие виды беспроводного подключения к интернету хороши тем, что их можно использовать там, где получить доступ к сети через кабель по каким-либо причинам пока невозможно.

По беспроводным технологиям можно получить доступ в интернет за городом, где проводной интернет не доступен. Например, на даче, складе, офисе или каком-нибудь другом объекте. Нужно сказать, что такие способы подключения интернета предполагают наличие дополнительного оборудования, а его приобретение в некоторых случаях может «вылиться» для вас круглую сумму.

Интернет через спутниковую тарелку.

Например, для подключения одностороннего спутникового интернета понадобиться небольшой комплект оборудования. Нужно купить спутниковую антенну, усилитель-конвертер (подбирается под диапазон C, Ka или Ku и линейную или круговую поляризацию оператора), спутниковый приемник (PCI-плата или USB-приемник), кабель нужной длины типа RG-6 (75 Ом) и пару F-разъемов.

Для двустороннего доступа к спутниковому интернету нужна приемопередающая антенна (диаметром около 1,2 — 1,8 метра), передающий BUC (block-up converter) и приемный LNB (low-noise block) блок и спутниковый модем, к которому можно подключить не один, а несколько компьютеров и обеспечить им доступ в Интернет. Использовать диапазон рекомендованный спутниковым оператором.

У каждого из тих спутниковых подключений к интернету есть свои особенности. Для одностороннего доступа нужен уже существующий доступ в интернет (например, GPRS или EDGE), по которому отправленные запросы поступят в обработку к интернет-провайдеру (одностороннего доступа), а после обработки полученные данные отправят своему клиенту по спутниковому коридору.

При двустороннем доступе в интернет не нужны дополнительные каналы, так как отправка и прием данных осуществляется через спутник. Многие операторы спутникового интернета могут предложить как безлимитные пакеты, так и тариф с оплатой за трафик. Двусторонний спутниковый интернет у некоторых операторов работает быстрее чем в технологии 3G, а скорость в Ka-диапазоне может составлять 20 Мбит/с.

Минусом в данной технологии можно считать высокую стоимость оснащения, сложность настройки оборудования для технически неподкованного пользователя и большое время отклика (задержка). Обычно используют спутниковый интернет в отдаленных уголках страны, там где другой приемлемой альтернативы нет. Использование Wi-Fi маршрутизатора при спутниковом подключении к провайдеру, так же как и в других технологиях, даст вам возможность раздавать интернет по беспроводной связи и LAN кабелю другим цифровым устройствам (ноутбук, планшет ) в доме.

Подключение к интернету по технологии WiMax.

Мы уже рассмотрели с вами разные способы подключения к интернету, включая сюда и мобильный доступ, но я бы хотел обратить ваше внимание еще на один тип подключения к интернету по технологии WiMax. Зачастую данную технологию интернет доступа используют там, где кабельный Интернет стандарта DOCSIS не доступен, в доме или в офисе нет выделенной сети или нет телефонной линии для ADSL подключения. Доступ к глобальной сети по технологии WiMax, как и по спутниковому подключению, в таких случаях часто играет решающую роль.

Технология WiMax теоретически имеет скорость передачи данных около 70 Мбит/с, но на практике это скорость в разы меньше. Чтобы подключиться к интернету по технологии WiMax нужно обратиться к предоставляющему провайдеру, который по карте покрытия сети определит входит ли ваше место расположения в зону покрытия. Если выясниться, что место вашего размещения не попадает под зону покрытия, то специалистам нужно будет определить расстояние до ближайшей базовой станции к вам.

Желательно, что бы базовая станция находилась в прямой видимости (не обязательно) от вас, а расстояние составляло не более 10 километров. В зависимости от полученных результатов (расстояние и условие приема сигнала) потребуется подобрать WiMax модем и антенну с требуемым усилением. Кроме этого потребуется кабель, чтобы соединить антенну с модемом и USB удлинитель для подключения модема с маршрутизатором или компьютером.

Антенну обычно устанавливают на максимально возможную точку и направляют (для расчета может использоваться программа Google Earth) ее как можно точнее на базовую станцию. После этого антенна соединяется с модемом, подключается к сети и подстраивается до максимального уровня сигнала. Очень часто для приема интернета по WiMax используют специализированный Wi-Fi маршрутизатор с USB-портом, который может работать WiMax модемом.

Таким образом по беспроводной сети Wi-Fi (читайте если плохой и слабый сигнал Wi-Fi маршрутизатора) вы сможете открыть доступ в интернет другим цифровым устройствам (планшет, ноутбук…). Обе технологии Wi-Fi и WiMax беспроводные и используются для получения доступа к сети интернет, но несмотря на это решают разный круг задач. Как правило Wi-Fi используют для построения беспроводных локальных сетей с радиусом действия в зависимости от окружающей среды от 50 и до 100 метров.

В отличии от WiMax технология Wi-Fi интернет-провайдерами используется мало, но зато большую популярность этот вид беспроводного подключения к интернету получил в гостиницах, аэропортах, кафе, клубах, квартирах и домах. Потому что данная технология позволяет быстро, легко и удобно обеспечить всех желающих выйти в глобальную сеть беспроводным интернетом. Посмотрите сравнительную таблицу этих стандартов и прочтите по какому принципу работает технология Wi-Fi.

Теперь в общих чертах вы знаете какие способы подключения интернета существуют. Безусловно информационные технологии не стоят на месте, а стремительно развиваются в нашем мире и скорость передачи данных постоянно растет.

Читайте также

• Как сменить канал wi-fi в настройках роутеров разных производителей
• Что такое DMZ в роутере и как настроить демилитаризованную зону
• Технические характеристики витой пары (тип, длина, скорость)