Анализ и оценка современных средств хранения и передачи данных

Что касается компонентов для новых устройств, использующих технологию голографической записи, то разработчики, среди которых такие компании, как IBM, InPhase Technologies, Polight Technologies, намерены применить решения из других областей электроники, в частности, в цифровых камерах и проекторах. Микрозеркальные матрицы и сенсоры, обладающие разрешением более 1 млн пикселей, могут служить идеальными модуляторами и детекторами, что должно существенно снизить себестоимость нового носителя.

Нетрудно догадаться, новый носитель, основанный на голографическом принципе записи, в первую очередь призван составить конкуренцию DVD- и CD-дискам, поскольку в отличие от них обладает высокой плотностью записи - до 390 бит на квадратный микрон (для сравнения: плотность записи на DVD-диске составляет 5 бит/кв. микрон) и может хранить до 1 Тбайт данных против менее чем 20 Гбайт у DVD. На стандартном диске размером с CD можно уместить до 100 Гбайт информации. Заманчива идея использования голографической технологии в качестве основы жестких дисков. И хотя сейчас технология не вышла из лабораторий, и производители сталкиваются с массой проблем, таких, как отсутствие подходящего материала для изготовления носителя или переходящие шумы, возникающие в процессе записи, разработчики в один голос обещают выпустить первые коммерческие образцы уже в ближайшие два года. Так, IBM делает основной упор на носители, сделанные из кристаллической структуры, названной литий-ниобатом, и обладающие плотностью записи 390 бит/кв. микрон. IBM удалось решить и проблему переходящих шумов. Другая компания, Aprilis, тоже обещает представить свой привод емкостью 200 Гбайт со скоростью передачи данных 75 Мбайт/с в 2005 году. А вот компания Polight Technologies планирует выпустить диск с использованием голографической технологии емкостью 500 Гбайт уже в следующем году. Пока же говорить о массовом внедрении голографической технологии на рынок очень рано.

3.1 Перспективы развития средств передачи информации

В последнее время, возросло число абонентов, которым нужно не только получать надежную и качественную связь, при этом, находясь на значительном расстоянии от источника информации, быть уверенными, что передаваемая информация дойдет до абонента, что эта информация будет своевременно и без каких - либо потерь доставлена. Поэтому вопрос развития средств передачи информации становится все более актуальным. Перспективными направлениями считаются Транкинговая система радиосвязи (TCP), беспроводные технологии, а также технология «последняя миля».

Транкинговая связь (см. Рисунок 10) подразумевает под собой радиально-зоновую систему подвижной УКВ-связи с автоматическим распределением каналов между участниками. Транкинговая стандарты связи в основном направлены на создание корпоративных сетей, где большая часть трафика будет направлена на коллективное общение (конференцсвязь, выражаясь терминами GSM).

Примеры использования  транкинговой связи широко знакомы каждому: это системы связи, использующиеся силовыми и правоохранительными органами, частными транспортными компаниями или службами спасения. Различные транкинговые стандарты различаются между собой некоторыми рабочими характеристиками, влияющими на качество связи и предоставляемых услуг, в частности способами передачи информации (аналоговые и цифровые), способом разделения каналов (частотным, временным и кодовым) и т.п.

Рисунок 10 -  Транкинговая система с центральным управлением

Среди аналоговых тракинговых  сетей наиболее широко распространены в настоящее время системы  связи на базе стандартов МРТ 1327 (ACCESSNET, ACTIONET и др.) и системы фирмы Motorola (Startsite, Smartnet, Smartzone).

Цифровые транкинговые системы связи только начинают свое распространение. Задержка в их развитии была вызвана изначально высокой стоимостью как операторского, так и пользовательского оборудования.

транкинговые сети поддерживают полный набор "стандартных" мобильных услуг, таких как разговор с использованием базовой станции, передачу данных и т.п. Отличительной их особенностью является то, что при использовании некоторых стандартов возможен "прямой разговор" между пользователями (без использования базовой станции). Беспроводные технологии служат для передачи информации на расстояние между двумя и более точками, не требуя связи их проводами. Для передачи информации может использоваться инфракрасное излучение, радиоволны, оптическое или лазерное излучение. В настоящее время существует множество беспроводных технологий, наиболее часто известных пользователям по их маркетинговым названиям, таким как Wi-Fi, WiMAX, Bluetooth. Каждая технология обладает определёнными характеристиками, которые определяют её область применения.

Существуют  различные подходы к классификации  беспроводных технологий.

Классификация по дальности действия:

• Беспроводные персональные сети WPAN (Wireless Personal Area Networks). К этим сетям относятся Bluetooth.
• Беспроводные локальные сети WLAN (Wireless Local Area Networks). К этим сетям относятся сети стандарта Wi-Fi.
• Беспроводные сети масштаба города WMAN (Wireless Metropolitan Area Networks). Примеры технологий - WiMAX.

Классификация по применению:

• Корпоративные (ведомственные) беспроводные сети — создаваемые компаниями для собственных нужд.
• Операторские беспроводные сети — создаваемые операторами связи для возмездного оказания услуг.

Кратким, но ёмким  способом классификации может служить одновременное отображение двух наиболее существенных характеристик беспроводных технологий на двух осях: максимальная скорость передачи информации и максимальное расстояние. Wi-Fi разработан консорциумом Wi-Fi Alliance на базе стандартов IEEE 802.11, «Wi-Fi» — торговая марка «Wi-Fi Alliance». Название технологии - Wireless-Fidelity («беспроводная точность») по аналогии с Hi-Fi.

В начале использования  установка Wireless LAN рекомендовалась  там, где развертывание кабельной  системы было невозможно или экономически нецелесообразно. В настоящий момент во многих организациях используется Wi-Fi, так как при определенных условиях скорость работы сети уже превышает 100 Мбит/сек. Пользователи могут перемещаться между точками доступа по территории покрытия сети Wi-Fi. Мобильные устройства (КПК, смартфоны, PSP и ноутбуки), оснащенные клиентскими Wi-Fi приёмо-передающими устройствами, могут подключаться к локальной сети и получать доступ в Интернет через точки доступа или хот-споты. Bluetooth - производственная спецификация беспроводных персональных сетей.

Спецификация Bluetooth была разработана группой Bluetooth Special Interest Group, которая была основана в 1998 году. В неё вошли компании Ericsson, IBM, Intel, Toshiba и Nokia. Впоследствии Bluetooth SIG и IEEE достигли соглашения, на основе которого спецификация Bluetooth стала частью стандарта IEEE 802.15.1 (дата опубликования — 14 июня 2002 года). Работы по созданию Bluetooth компания Ericsson Mobile Communication начала в 1994 году. Первоначально эта технология была приспособлена под потребности системы FLYWAY в функциональном интерфейсе между путешественниками и системой.

Радиус действия Bluetooth может достигать 100 метров. WiMAX (англ. Worldwide Interoperability for Microwave Access) — телекоммуникационная технология, разработанная с целью предоставления универсальной беспроводной связи на больших расстояниях для широкого спектра устройств (от рабочих станций и портативных компьютеров до мобильных телефонов). Технология разработана на основе стандарта IEEE 802.16, который также называют Wireless MAN.

WiMAX разработан  для решения следующих задач:

- Соединение  точек доступа Wi-Fi друг с другом  и другими сегментами Интернета. 

- Обеспечение  беспроводного широкополосного  доступа как альтернативы выделенным линиям и DSL.

- Предоставление  высокоскоростных сервисов передачи  данных и телекоммуникационных  услуг. 

- Создание точек  доступа, не привязанных к географическому  положению. 

WiMAX позволяет  осуществлять доступ в Интернет  на высоких скоростях, с гораздо большим покрытием, чем у Wi-Fi сетей. Это позволяет использовать технологию в качестве «магистральных каналов», продолжением которых выступают традиционные DSL- и выделенные линии, а также локальные сети. В результате подобный подход позволяет создавать масштабируемые высокоскоростные сети в рамках целых городов.

Спецификации  стандартов WiMAX IEEE 802.16-2004 (известен также как 802.16d или фиксированный WiMAX). Спецификация утверждена в 2004 году. Поддерживает фиксированный доступ в зонах с наличием либо отсутствием прямой видимости. Пользовательские устройства: стационарные модемы для установки вне и внутри помещений, а также PCMCIA-карты для ноутбуков. В большинстве стран под эту технологию отведены диапазоны 3,5 и 5 ГГц. По сведениям WiMAX Forum, насчитывается уже порядка 175 внедрений фиксированной версии. Многие аналитики видят в ней конкурирующую или взаимодополняющую технологию проводного широкополосного доступа DSL. IEEE 802.16-2005 (известен также как 802.16e и мобильный WiMAX). Спецификация утверждена в 2005 году и оптимизирована для поддержки мобильных пользователей и поддерживает ряд специфических функций, таких как хэндовер (англ.), idle mode и роуминг. Планируемые частотные диапазоны для сетей Mobile WiMAX таковы: 2,3-2,5; 2,5-2,7; 3,4-3,8 ГГц. В мире реализованы несколько пилотных проектов, в том числе первым в России свою сеть развернул «Скартел». Конкурентами 802.16e являются все мобильные технологии третьего поколения (например, EV-DO, HSDPA).

Основное различие двух технологий состоит в том, что фиксированный WiMAX позволяет обслуживать только «статичных» абонентов, а мобильный ориентирован на работу с пользователями, передвигающимися со скоростью до 120 км/ч. Мобильность означает наличие функций роуминга и «бесшовного» переключения между базовыми станциями при передвижении абонента (как происходит в сетях сотовой связи). В частном случае мобильный WiMAX может применяться и для обслуживания фиксированных пользователей.

Последняя миля — канал, соединяющий конечное (клиентское) оборудование с узлом доступа провайдера (оператора связи). Например, при предоставлении услуги подключения к сети Интернет последняя миля — участок от порта коммутатора провайдера на его узле связи до порта маршрутизатора клиента в его офисе. К технологиям последней мили обычно относят xDSL, FTTx, Wi-Fi, WiMax, DOCSIS, PLC. К оборудованию последней мили можно отнести xDSL-модемы, мультиплексоры доступа, оптические модемы и преобразователи, радио мультиплексоры. С помощью HDSL-оборудования можно передавать данные на расстояния до 6 километров. Спрос на новые услуги цифровых станций стал неуклонно расти. Многие компании, предлагающие услуги «последней мили», пошли по пути использования обычных абонентских линий. Была разработана «Технология цифровых абонентских линий» (Digital Subscriber Loop — xDSL). Этот способ связи позволял организовать высокоскоростную передачу данных, не прибегая к замене старых абонентских линий и прокладке новых выделенных каналов. Производители коммуникационного оборудования создали целый ряд устройств для уплотнения передаваемой информации. Эффективность их использования неоспорима — некоторые устройства позволяют увеличить количество передаваемой информации в единицу времени в 30-60 раз.

Появление «Технологии  цифровых абонентских линий» дало толчок развитию решений для организации  «последней мили», основанных на DSL-принципах передачи данных. В последние годы появилось огромное множество разновидностей этой технологии. Наибольшее распространение получили следующие способы передачи информации:

HDSL — высокоскоростные  цифровые абонентские линии; 

ADSL — асимметричные  цифровые абонентские линии;

ISDL — ISDN цифровые  абонентские линии; 

SDSL — симметричные  высокоскоростные цифровые абонентские  линии; 

VDSL — Very HDSL;

RADSL — цифровые  абонентские линии с подстройкой  скорости передачи данных;

UADSL — универсальные  асимметричные цифровые абонентские линии.

Стандарт IDSL был  разработан фирмой Ascend. С его помощью  возможна передача данных по каналам ISDN в сети с коммутацией пакетов. При этом телефонные коммутаторы  остаются незадействованными. Одним  из основных преимуществ данного способа передачи данных является возможность плавного перехода к более скоростным вариантам связи.

При необходимости  передавать информацию на длительные расстояния рекомендуется использовать HDSL-оборудование. С его помощью  возможна передача информации на расстояния до шести километров. При этом качество связи остается на довольно-таки высоком уровне, который сравним с качеством связи при использовании волоконно-оптических линий. HDSL-оборудование нашло широкое применение при построении корпоративных сетей. Но век этого стандарта тоже оказался недолог. На смену ему постепенно приходят «Асимметричные цифровые абонентские линии» (ADSL), которые позволяют передавать данные на скоростях до 8 Мбит в секунду. С этим способом передачи информации многие связывают большие надежды на будущее. Ожидается, что ADSL скоро найдет широкое применении при предоставлении услуг конечному пользователю. Часто «проблема последней мили» решается с помощью оптических технологий. Позже появились различные оптические технологии. Наибольшее распространение получили концепции Fiber to the Building (FTTB) и Fiber to the Zone (FTTZ). Эта технология не нашла широкого применения в районах с уже сложившейся инфраструктурой. Причина этого кроется в нежелании нести дополнительные расходы по организации «последней мили». А зачастую, прокладку оптических сетей делает невозможной архитектура построенных несколько лет назад зданий. В таких случаях гораздо дешевле использовать старый и проверенный xDSL. При строительстве же новых зданий оптические технологии «последней мили» прочно заняли свою нишу.