La plupart des habitants des villes modernes transmettent quotidiennement ou reçoivent des données. Il peut s'agir de fichiers informatiques, d'une image de télévision, d'une émission de radio - tout ce qui représente une certaine partie de l'information utile. Les méthodes technologiques de transmission de données - une énorme quantité. Dans le même temps, dans de nombreux segments de solutions d'information, la modernisation des canaux correspondants est incroyablement dynamique. Au lieu des technologies familières qui semblent pouvoir satisfaire les besoins humains, de nouvelles, plus sophistiquées arrivent. Plus récemment, l'accès au réseau via un téléphone portable a été considéré comme presque exotique, mais aujourd'hui cette option est familière à la plupart des gens. La vitesse moderne du transfert de fichiers sur Internet, mesurée par des centaines de mégabits par seconde, semblait quelque chose de fantastique pour les premiers utilisateurs du World Wide Web. Par quels types d'infrastructures les données peuvent-elles être transférées? Quel peut être le choix de tel ou tel canal?
Mécanismes de base de la transmission de données
Le concept de transmission de données peut être associé à différents phénomènes technologiques. En général, il est connecté avec l'industrie des communications informatiques. Le transfert de données dans cet aspect est l'échange de fichiers (envoi, réception), dossiers et autres implémentations de code machine.
Le terme peut également correspondre à la sphère de communication non numérique. Par exemple, la télédiffusion, la radio, les lignes téléphoniques - s'il ne s'agit pas d'outils modernes de haute technologie - peuvent être réalisées selon des principes analogiques. Dans ce cas, la transmission de données est la traduction de signaux électromagnétiques à travers un canal.
Une position intermédiaire entre deux réalisations technologiques de transmission de données - numérique et analogique - peut être occupée par la communication mobile. Le fait est que certaines des technologies des communications correspondantes sont du premier type - par exemple, communication GSM, 3G ou 4G-Internet, d'autres sont moins informatisées et peuvent donc être considérées comme analogiques - par exemple, la communication vocale dans les normes AMPS ou NTT.
Cependant, la tendance actuelle dans le développement des technologies de communication est telle que les canaux de transmission de données, quel que soit le type d'information qui y est transmis, sont activement «numérisés». Dans les grandes villes russes, il est difficile de trouver des lignes téléphoniques fonctionnant selon des normes analogiques. Des technologies comme AMPS perdent peu à peu de leur pertinence et sont remplacées par des technologies plus avancées. Le numérique devient la télévision et la radio. Ainsi, nous sommes en droit de considérer les technologies modernes de transmission de données principalement dans un contexte numérique. Bien que l'aspect historique de l'engagement de ces décisions ou de ces décisions sera certainement très utile à explorer.
Les systèmes modernes de transmission de données peuvent être classés en trois groupes principaux: implémentés dans les réseaux informatiques utilisés dans les réseaux mobiles, qui sont à la base de l'organisation des émissions de télévision et de radio. Considérons leurs spécificités plus en détail.
Technologies de transmission de données dans les réseaux informatiques
Le principal sujet de la transmission de données dans les réseaux informatiques, comme nous l'avons noté ci-dessus, est un ensemble de fichiers, dossiers et autres produits de mise en œuvre de code machine (par exemple, tableaux, piles, etc.). Les communications numériques modernes peuvent fonctionner sur la base d'une variété de normes. Parmi les plus communs sont TCP-IP. Son principe principal consiste à attribuer une adresse IP unique à l'ordinateur, qui peut être utilisée comme point de référence principal pour la transmission de données.
L'échange de fichiers dans les réseaux numériques modernes peut être effectué en utilisant des technologies filaires ou celles dans lesquelles le câble n'est pas censé être utilisé. La classification des infrastructures correspondantes du premier type peut être réalisée à partir d'un type de fil spécifique. Dans les réseaux informatiques modernes, les plus couramment utilisés sont:
- paires torsadées;
- Fils de fibre optique;
- des câbles coaxiaux;
- des câbles USB;
- les fils téléphoniques.
Chacun des types de câbles mentionnés présente à la fois des avantages et des inconvénients. Par exemple, une paire torsadée est un type de fil bon marché, universel et facile à installer, mais nettement inférieur à la fibre optique en termes de débit (nous verrons plus tard ce paramètre plus en détail). Les câbles USB sont les moins adaptés au transfert de données au sein des réseaux informatiques, mais ils sont compatibles avec presque tous les ordinateurs modernes - il est extrêmement rare de trouver un PC qui ne possède pas de ports USB. Les câbles coaxiaux sont protégés contre les interférences et permettent la transmission de données sur de très longues distances.
Caractéristiques des réseaux de données informatiques
Il sera utile d'étudier certaines des caractéristiques clés des réseaux informatiques dans lesquels les fichiers sont échangés. Parmi les paramètres les plus importants de l'infrastructure pertinente est la capacité. Cette caractéristique vous permet d'évaluer la vitesse maximale et le volume des données transmises dans le réseau. En fait, ces deux paramètres se réfèrent également à la clé. Le taux de transfert de données est la valeur réelle qui reflète la quantité de fichier pouvant être envoyée d'un ordinateur à un autre pendant une période donnée. Le paramètre considéré est le plus souvent exprimé en bits par seconde (en pratique, en règle générale, en kilo, méga, gigabit, en réseaux puissants - en terabit).
Classification des canaux de transmission de données informatiques
L'échange de données avec l'utilisation de l'infrastructure informatique peut être effectué à travers trois types principaux de canaux: duplex, simplex et semi-duplex. Un canal du premier type suppose que le dispositif de transfert de données sur le PC peut simultanément être également un récepteur. Les dispositifs Simplex, à leur tour, ne peuvent recevoir que des signaux. Les dispositifs semi-duplex permettent la réception et le transfert de fichiers à tour de rôle.
La transmission de données sans fil dans les réseaux informatiques s'effectue plus souvent au travers de standards:
- "petit rayon" (Bluetooth, ports infrarouges);
- "rayon moyen" - Wi-Fi;
- "grand rayon" - 3G, 4G, WiMAX.
La vitesse à laquelle les fichiers sont transmis peut varier considérablement selon l'un ou l'autre standard de communication, ainsi que la stabilité de la connexion et sa protection contre les interférences. L'une des meilleures solutions pour organiser des réseaux informatiques intracorporatifs à domicile est le Wi-Fi. Si vous avez besoin de transférer des données sur de longues distances, les technologies 3G, 4G, WiMax ou d'autres technologies concurrentes sont impliquées. Bluetooth est en demande, et dans une moindre mesure - les ports IR, puisque leur utilisation ne nécessite pratiquement pas l'utilisateur d'affiner les dispositifs par lesquels les fichiers sont échangés.
Les normes les plus populaires de "petit rayon" sont dans l'industrie des appareils mobiles. Ainsi, le transfert de données vers Android avec un autre système d'exploitation similaire ou compatible est souvent effectué simplement en utilisant Bluetooth. Cependant, les appareils mobiles peuvent également s'intégrer avec succès aux réseaux informatiques, par exemple, en utilisant le Wi-Fi.
Logiciel pour la transmission de données
Le réseau informatique de transmission de données fonctionne grâce à l'utilisation de deux ressources: le matériel et les logiciels nécessaires. Les deux sont nécessaires pour organiser un échange de fichiers à part entière entre le PC. Les programmes de transfert de données peuvent être utilisés très différemment. Ils peuvent être classifiés conditionnellement selon des critères tels que le champ d'application.
Il existe un logiciel personnalisé, adapté à l'utilisation des ressources Web - ces solutions incluent les navigateurs. Il existe des programmes utilisés comme outil de communication vocale, complétés par la possibilité d'organiser un chat vidéo - par exemple, Skype.
Il existe un logiciel lié à la catégorie du système. Les solutions appropriées ne peuvent pratiquement pas être utilisées par l'utilisateur, cependant leur fonctionnement peut être nécessaire pour assurer l'échange de fichiers. Typiquement, un tel logiciel s'exécute au niveau des programmes d'arrière-plan dans la structure du système d'exploitation. Ces types de logiciels vous permettent de connecter un PC avec une infrastructure réseau. Sur la base de ces connexions, des outils utilisateur tels que des navigateurs, des programmes d'organisation de conversations vidéo, etc., peuvent déjà être utilisés.Les solutions système sont également importantes pour assurer la stabilité des connexions réseau entre ordinateurs.
Il existe un logiciel conçu pour diagnostiquer les connexions. Ainsi, si une connexion fiable entre le PC est empêchée par l'une ou l'autre erreur de transmission de données, alors il peut être calculé en utilisant un programme de diagnostic approprié. L'implication de différents types de logiciels est l'un des critères clés pour distinguer les technologies numériques et analogiques. Lorsque vous utilisez le type traditionnel d'infrastructure de transmission de données, les solutions logicielles ont généralement une fonctionnalité incomparablement moins importante que lors de la construction de réseaux basés sur des concepts numériques.
Technologies de transmission de données dans les réseaux cellulaires
Nous allons maintenant étudier comment les données peuvent être transmises dans d'autres infrastructures à grande échelle: les réseaux cellulaires. Compte tenu de ce segment technologique, il sera utile de prêter attention à l'histoire du développement des solutions correspondantes. Le fait est que les normes par lesquelles les données sont transmises dans les réseaux cellulaires se développent de manière très dynamique. Certaines des solutions discutées ci-dessus, qui sont utilisées dans les réseaux informatiques, restent pertinentes pendant de nombreuses décennies. Ceci est particulièrement évident dans l'exemple de la technologie des fils - le câble coaxial, la paire torsadée, les fils de fibre optique ont été introduits dans la pratique des communications informatiques pendant longtemps, mais la ressource de leur implication est loin d'être épuisée. À tour de rôle, dans l'industrie de la téléphonie mobile, presque chaque année, de nouveaux concepts peuvent être mis en pratique avec des degrés d'intensité variables.
Ainsi, l'évolution des technologies de communication cellulaire commence avec l'introduction au début des années 80 des premières normes - telles que le NMT. On peut noter que ses capacités ne se limitaient pas à la fourniture de communications vocales. La transmission de données via les réseaux NMT était également possible, mais à très basse vitesse - environ 1,2 Kbit / s.
La prochaine étape de l'évolution technologique dans le marché cellulaire a été liée à l'introduction de la norme GSM. La vitesse de transfert de données à son activation était supposée être beaucoup plus élevée que dans le cas de l'utilisation de NMT - environ 9,6 Kbps. Par la suite, la norme GSM a été complétée par la technologie HSCSD, qui a permis aux abonnés cellulaires de transmettre des données à une vitesse de 57,6 Kbps.
Plus tard, le standard GPRS, à travers lequel il est devenu possible de séparer le trafic typiquement "informatique" transmis dans les canaux de communication cellulaire, de la voix. La vitesse de transfert de données avec l'utilisation de GPRS pourrait atteindre environ 171,2 Kbps. La prochaine solution technologique introduite par les opérateurs mobiles était la norme EDGE. Il a permis de fournir la transmission de données à une vitesse de 326 Kbps.
Le développement de l'Internet a exigé des développeurs de technologies de communication mobiles l'introduction de solutions qui pourraient devenir des standards filaires compétitifs - principalement en termes de vitesse de transfert de données, ainsi que la stabilité de la connexion. L'introduction de la norme UMTS sur le marché constitue un progrès important. Cette technologie a permis d'assurer l'échange de données entre les abonnés de l'opérateur mobile à une vitesse allant jusqu'à 2 Mb / s.
Plus tard, il y avait la norme HSDPA, à laquelle le transfert et la réception de fichiers pouvaient être effectués à des vitesses allant jusqu'à 14,4 Mbps. De nombreux experts de l'industrie numérique estiment que c'est à partir de l'introduction de la technologie HSDPA que les opérateurs cellulaires ont commencé à concurrencer directement les fournisseurs Internet qui utilisent des connexions par câble.
À la fin de l'année 2000, le standard LTE et ses homologues compétitifs ont émergé, à travers lequel les abonnés des opérateurs cellulaires ont pu échanger des fichiers à une vitesse de plusieurs centaines de mégabits. On peut noter que de telles ressources, même pour les utilisateurs de chaînes câblées modernes, ne sont pas toujours disponibles. La plupart des fournisseurs russes fournissent à leurs abonnés un canal de transmission de données dont la vitesse n'excède pas 100 Mbit / s, dans la pratique - souvent plusieurs fois plus petit.
Générations de la technologie cellulaire
La norme NMT, en règle générale, se réfère à la génération 1G. Les technologies GPRS et EDGE sont souvent classées en 2G, HSDPA en 3G, LTE en 4G. Il convient de noter que chacune des solutions mentionnées a des analogues compétitifs. Par exemple, certains experts traitent le WiMAX par rapport au LTE. D'autres solutions compétitives LTE sur le marché de la technologie 4G sont 1xEV-DO, IEEE 802.20. Il y a un point de vue, selon lequel la norme LTE n'est pas encore correctement classée comme 4G, car à sa vitesse maximale elle n'atteint pas le chiffre défini pour la 4G conceptuelle, qui est de 1 Gbit / s. Ainsi, il est possible que bientôt une nouvelle norme apparaisse sur le marché cellulaire mondial, peut-être même plus avancée que la 4G et capable de fournir une transmission de données à une vitesse aussi impressionnante. Entre-temps, parmi les solutions les plus dynamiques mises en œuvre sont LTE. Les principaux opérateurs russes sont activement en train de moderniser l'infrastructure pertinente dans tout le pays - en assurant que le transfert de données de haute qualité vers la norme 4G devient l'un des principaux avantages concurrentiels sur le marché des communications cellulaires.
Technologie des émissions de télévision
Les concepts numériques de transmission de données peuvent également être utilisés dans l'industrie des médias. Pendant longtemps, les technologies de l'information dans l'organisation des émissions de télévision et de radio n'ont pas été mises en œuvre activement, principalement en raison de la rentabilité limitée des améliorations correspondantes. Souvent, des solutions combinant des technologies numériques et analogiques ont été utilisées. Ainsi, l'infrastructure du centre de télévision pourrait être entièrement «informatisée». Cependant, des transmissions analogiques ont été diffusées pour les abonnés des réseaux de télévision.
Au fur et à mesure que l'Internet se répand et que le coût des canaux de transmission de données informatiques diminue, les acteurs de l'industrie de la télévision et de la radio «numérisent» activement leur infrastructure et l'intègrent à des solutions informatiques. Dans différents pays du monde, les normes de radiodiffusion télévisuelle en format numérique ont été approuvées. Parmi ceux-ci, les plus courants sont DVB, adapté pour le marché européen, ATSC utilisé aux États-Unis, ISDB, qui est utilisé au Japon.
Solutions numériques dans l'industrie de la radio
La technologie de l'information est également activement impliquée dans l'industrie de la radio. On peut noter que de telles solutions se caractérisent par certains avantages par rapport aux normes analogiques. Ainsi, dans les émissions de radio numérique, une qualité de son beaucoup plus élevée peut être atteinte qu'avec l'utilisation de canaux FM. Le réseau de données numériques donne théoriquement aux stations de radio la possibilité d'envoyer aux radios des abonnés non seulement le trafic vocal, mais aussi tout autre contenu multimédia - images, vidéos, textes. Des solutions appropriées peuvent être mises en œuvre dans l'infrastructure de l'organisation des diffusions de télévision numérique.
Canaux de données satellitaires
Une catégorie distincte devrait être attribuée aux chaînes par satellite, à travers lesquelles la transmission de données peut être effectuée. Formellement, nous avons le droit de les attribuer au sans fil, mais l'ampleur de leur implication est telle que la combinaison des solutions correspondantes dans une classe avec Wi-Fi et Bluetooth ne sera pas complètement correcte. Les canaux de données satellitaires peuvent être utilisés - dans la pratique, c'est ce qui se passe - lors de la construction de presque n'importe quel type d'infrastructure de communication parmi ceux énumérés ci-dessus.
Au moyen de "cymbales", il est possible d'organiser l'unification des PC dans le réseau, de les connecter à Internet, d'assurer le fonctionnement des émissions de télévision et de radio et d'élever le niveau de mobilité technologique des services mobiles. Le principal avantage des chaînes satellites est leur caractère inclusif. La transmission de données peut être effectuée avec leur utilisation pratiquement partout dans le monde - ainsi que la réception - de n'importe où dans le monde. Il existe aussi des solutions par satellite qui présentent des inconvénients technologiques. Par exemple, lors du transfert de fichiers informatiques à l'aide d'un «plat», il peut y avoir un retard notable dans la réponse, ou «ping» - l'intervalle de temps entre envoyer un fichier d'un PC et l'obtenir sur l'autre.