Исследовательская работа "Линии связи сети Интернет"

МОУ «Увинская  СОШ№4»

Исследовательская работа

Линии связи сети Интернет

21.01.2015

Содержание

                                                                                                                                                                      стр.

Введение....................................................................................................    3

   §1. Интернет. Линии передачи данных.  ………………………………………………..     5

   §2. Проводные линии передач: телефонные линии.   …………………….    6

   §3. Кабельные линии передач. Оптоволокно.  ……………………………    7

   §4. Беспроводные линии передач: Wi-Fi, GPRS, GSM-модем.  …………    11

   Заключение...............................................................................................    18

  Приложение 1. …………………………………………………………………………………………..     19

Введение

Актуальность темы. Рано или поздно каждый обладатель домашнего компьютера задумывается о его подключении к сети Интернет. Ради общения с другими людьми, скачивания необходимой информации и так далее. В этот момент перед пользователем встаёт вопрос – какой способ подключения к сети Интернет выбрать? Если всего несколько лет назад у подавляющего большинства пользователей Сети в России фактически не оставалось иного выбора, кроме как использовать модемное соединение (dial-up), то сейчас ситуация на рынке услуг сильно изменилась. Появилось множество других различных способов подключения к сети Интернет. Отсюда и вытекает актуальность темы.

Цель работы: рассмотрение наиболее актуальных способов подключения к сети Интернет.

Задачи, решаемые в работе:

·          Изучить литературу по данной теме;

·          Показать преимущества и недостатки различных видов подключений;

·          Определить основные характеристики способов подключения к сети Интернет;

·          Провести сравнительную характеристику рассматриваемых способов подключения к сети Интернет.

       Объект исследования: линии  связи .

       Предмет исследования: глобальная сеть Интернет.

           Методы исследования: анализ, синтез, сопоставление.

Значимость результатов, полученных в работе, состоит в том, что:

        1. Выявлены наиболее актуальные способы подключения к сети Интернет.

        2. Разработано приложение, отражающее стоимость подключения к сети Интернет через каждый из перечисленных способов.

Практическая и теоретическая ценность. Материал работы может использоваться на уроках информатики  и при подготовке к экзаменам. Во внеклассной деятельности информация будет интересна и полезна при проведении кружков по информатике и интеллектуальных конкурсов.

Апробация работы. По результатам исследования были сделаны сообщения на школьной научной конференции в марте 2015 года.

§1.  Интернет. Линии передачи данных

Интернет -  всемирная система объединённых компьютерных сетей для хранения и передачи информации.

Линии передачи данных - это промежуточная аппаратура и физическая среда, по которой передаются информационные сигналы (данные). 

Интернет распахнул свои виртуальные двери для нас во второй половине прошлого века. Он просто ворвался, разделив жизнь общества на реальную и виртуальную.

В повседневной жизни Интернет используется как для поиска информации, так и для общения и развлечения. 

Интернет -  это прежде всего свобода. Свобода выбора, свобода общения, свобода открыто высказать свое мнение, свобода в выборе развлечений, и очень часто Интернет в жизни молодежи является основным источником информации, особенно для студентов, что, несомненно, делает жизнь более комфортной и насыщенной.

Более половины молодых людей (возраст от 18 до 35 лет) захвачены Интернетом, и они не представляют, как может быть иначе, как можно жить без ежедневного посещения социальных сетей, лент новостей, узнавая новости буквально в ту же минуту,  игровых и развлекательных сайтов.

Интернет это часть нашей жизни и с этим уже не поспоришь и его роль в жизни  не только отдельного человека, но и общества в целом только возрастает.

Интернет в современной жизни человека это не только развлечения, получение информации и общение, но и реальное рабочее место. Уже ни кого не удивляют такие понятия как Интернет-предприниматель, онлайн-бизнес, сетевой маркетинг, фриланс.

§2. Проводные линии передач (воздушные): телефонные линии

Проводные (воздушные) линии связи используются для передачи телефонных и телеграфных сигналов, а также для передачи компьютерных данных. Эти линии связи применяются в качестве магистральных линий связи. 

Самые старые способы подключения к сети Интернет на сегодняшний день это способы с применением телефонных линий. Они не так часто используются сейчас, как это было раньше. Их можно встретить там, где есть операторы абонентской телефонной связи, и практически нет выбора других способов. Поэтому, в скором будущем их не останется.
           По проводным линиям связи могут быть организованы аналоговые и цифровые каналы передачи данных. Скорость передачи по проводным линиям "простой старой телефонной линии" (POST - Primitive Old Telephone System) является очень низкой. Кроме того, к недостаткам этих линий относятся помехозащищенность и возможность простого несанкционированного подключения к сети.

§3.  Кабельные линии передач. Оптоволокно

Кабельные линии связи имеют довольно сложную структуру. Кабель состоит из проводников, заключенных в несколько слоев изоляции. В компьютерных сетях используются три типа кабелей. 
         Витая пара - кабель связи, который представляет собой витую пару медных проводов (или несколько пар проводов), заключенных в экранированную оболочку (рис.1)

Рис.1

           Пары проводов скручиваются между собой с целью уменьшения наводок. Витая пара является достаточно помехоустойчивой. Существует два типа этого кабеля: неэкранированная витая пара  UTP и экранированная витая пара STP.
           Характерным для этого кабеля является простота монтажа. Данный кабель является самым дешевым и распространенным видом связи, который нашел широкое применение в самых распространенных локальных сетях с архитектурой Ethernet, построенных по топологии типа “звезда”. Кабель подключается к сетевым устройствам при помощи соединителя RJ45.
Кабель используется для передачи данных на скорости 10 Мбит/с и 100 Мбит/с. Витая пара обычно используется для связи на расстояние не более нескольких сот метров.  К недостаткам кабеля "витая пара" можно отнести возможность простого несанкционированного подключения к сети. 
            Коаксиальный кабель - это кабель с центральным медным проводом, который окружен слоем изолирующего материала для того, чтобы отделить центральный проводник от внешнего проводящего экрана (медной оплетки или слой алюминиевой фольги). Внешний проводящий экран кабеля покрывается изоляцией (рис.2)

Рис.2

        Существует два типа коаксиального кабеля: тонкий коаксиальный кабель диаметром 5 мм и толстый коаксиальный кабель диаметром 10 мм. У толстого коаксиального кабеля затухание меньше, чем у тонкого. Стоимость коаксиального кабеля выше стоимости витой пары и выполнение монтажа сети сложнее, чем витой парой.
        Коаксиальный кабель применяется, например, в локальных сетях с архитектурой Ethernet, построенных по топологии типа “общая шина”.         Коаксиальный кабель более помехозащищенный, чем витая пара и снижает собственное излучение. Пропускная способность – 50-100 Мбит/с.  Допустимая длина линии связи – несколько километров.

        Несанкционированное подключение к коаксиальному кабелю сложнее, чем к витой паре. 
        Оптоволокно – это оптическое волокно на кремниевой или пластмассовой основе, заключенное в материал с низким коэффициентом преломления света, который закрыт внешней оболочкой (рис.3)

                Рис.3

Оптоволоконный кабель имеет существенные преимущества над другими:

·        Малое затухание светового сигнала в волокне;

·        Защищенность от электромагнитных помех;

·        Малый вес и объем;

·        Высокая безопасность от несанкционированного доступа;

·        Пожаробезопасность;

·        Экономичность;

·        Длительный срок эксплуатации.

Однако оптоволоконный кабель имеет и некоторые недостатки.

·        Высокая сложность монтажа. В любом случае для этого нужна высокая квалификация персонала и специальные инструменты;

·         Оптоволоконный кабель менее прочен, чем электрический, и менее гибкий;

·        Чувствителен он и к ионизирующим излучениям, из-за которых снижается прозрачность стекловолокна, то есть увеличивается затухание сигнала;

·         Чувствителен к резким перепадам температуры , в результате которых стекловолокно может треснуть.

·        Оптоволоконные кабели чувствительны также к механическим воздействиям (удары, ультразвук) — так называемый микрофонный эффект.

Скорость передачи данных:

        Уже к 2006 году была достигнута скорость модуляции 111ГГц, в то время как скорости 10 и 40 Гбит/с стали уже стандартными скоростями передачи данных по одному каналу оптического волокна. К 2008 году была достигнута скорость 10,72 Тбит/с, а к 2012 году – 20 Тбит/с. Последний рекорд скорости – 255 Тбит/с.

§4.Беспроводные линии передач: Wi-Fi, GPRS, GSM-модем.

Wi-Fi

Wi-Fi — торговая марка Wi-Fi Alliance для беспроводных сетей на базе стандарта IEEE 802.11. Под  аббревиатурой Wi-Fi (от английского словосочетания Wireless Fidelity, которое можно дословно перевести как «беспроводное качество» или «беспроводная точность») в настоящее время развивается целое семейство стандартов передачи цифровых потоков данных по радиоканалам.

Любое оборудование, соответствующее стандарту IEEE 802.11, может быть протестировано в Wi-Fi Alliance и получить соответствующий сертификат и право нанесения логотипа Wi-Fi.

Преимущества Wi-Fi:

·        Позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля;

·        Позволяет иметь доступ к сети мобильным устройствам;

·        Wi-Fi устройства широко распространены на рынке;

·        Можете пользоваться Интернетом в комфортной для вас обстановке;

·        В пределах Wi-Fi  зоны в сеть Интернет могут выходить несколько пользователей с компьютеров, ноутбуков, телефонов;

·        Излучение от Wi-Fi устройств в момент передачи данных на порядок меньше, чем у сотовых телефонов.

Недостатки Wi-Fi:

·        В диапазоне 2,4 GHz работает множество устройств, которые ухудшают электромагнитную совместимость (например, микроволновые печи);

·        Скорость Wi-Fi зависит от доли служебного трафика, которая зависит уже от наличия между устройствами физических преград (мебель, стены), наличия помех от других беспроводных устройств или электронной аппаратуры, расположения устройств относительно друг друга;

·        Частотный диапазон и эксплуатационные ограничения в различных странах не одинаковы;

·        В РФ точки беспроводного доступа, а также адаптеры Wi-Fi с ЭИИМ (Эффективная изотропно излучаемая мощность), превышающей 100 мВт, подлежат обязательной регистрации.

Радиус действия  Wi-Fi сети:

Радиус действия домашней Wi-Fi сети зависит от типа используемой беспроводной точки доступа. К факторам, определяющим диапазон действия беспроводных точек доступа, относятся:

·        Тип использования протокола 802.11;

·        Общая мощность передатчика;

·        Длина и затухание в кабелях, которыми подключены антенны;

·        Природа препятствий и помех на пути сигнала в данной местности.

протокол	Использую-щаяся частота	Maкс. теоретич. скорость	Типичная скорость на практике	Дальность в помещении	Дальность на открытом месте
802.11а	5ГГц	54Мбит/с	2,3Мбит/с	35м	120м
802.11b	2,4ГГц	11Мбит/с	0,4Мбит/с	38м	140м
802.11g	2,4ГГц	54Мбит/с	1,9Мбит/с	38м	140м
802.11n	2,4ГГц, 5ГГц	600Мбит/с	7,4Мбит/с	70м	250м

(Таблица 1.)

Увеличить радиус действия Wi-Fi сети можно посредством объединения в цепь нескольких беспроводных точек доступа, а также путем замены штатных антенн, установленных на сетевых картах и точках доступа, на более мощные.

Безопасность, шифрование и авторизация пользователей:

В 2003 году была принята программа сертификации средств беспроводной связи под названием WPA, устранявшая недостатки предыдущего алгоритма (WEP). С 2006 года все Wi-Fi устройства обязаны поддерживать новый стандарт WPA2, который отличается от WPA поддержкой более современного алгоритма шифрования AES с 256-битным ключом. Также в WPA появился механизм защиты передаваемых пакетов с данными от перехвата и фальсификации. Именно такое сочетание (WPA2/AES) рекомендуется сейчас к использованию во всех закрытых сетях.

Также во многих современных бытовых Wi-Fi устройствах применяется режим WPS, где авторизация клиентов на точке доступа осуществляется при помощи специальной кнопки или вводом  pin-кода, уникального для устройства. 

Для случаев, когда в сети эксплуатируется фиксированный набор оборудования, наиболее надежным способом является ограничение доступа по MAC-адресу посредством прописывания в меню точки доступа списка MAC- адресов  «своих» устройств и выбор разрешения доступа в сеть только устройствам с адресами из этого списка.

Также у любой беспроводной сети есть уникальный идентификатор – SSID, который отображается как имя сети при просмотре списка доступных сетей, который задается при настройке используемой точки доступа. При отключении рассылки SSID сеть будет выглядеть для просматривающих доступные сети пользователей как безымянная, а для подключения необходимо знать SSID и пароль.

GPRS

GPRS (General Packet Radio Service – «пакетная радиосвязь общего пользования») – технология пакетной передачи данных посредством сотовой связи.

Плюсы стандартного GPRS:

·        Быстрое подключение каждого нового устройства к распределенной сети предприятия;

·        Отсутствие абонентской платы в большинстве тарифов на GPRS;

·        Гибкость в выборе сотового оператора для каждой конкретно взятой местности: важно только наличие возможности выхода в интернет через GPRS;

·         Моральное удовлетворение тем, что оплачивается трафик доступа к своей сети через туннель в Интернете, а не просто через каналы сотового оператора к самому себе.

Минусы стандартного GPRS:

·        Не выполняется желаемая задача получения постоянного IP-адреса для каждого устройства в сети;

·        Скорость соединения медленнее, чем при использовании APN (там была выделенная точка доступа, а в рассматриваемом способе точка доступа общедоступная, работающая, вероятно, с большой загрузкой);

·        Требуется сложное программное обеспечение, «умеющее» отследить и организовать сложную маршрутизацию данных внутри распределенной сети, а также способное надежно защитить важную информацию организации, расположенную на сервере и на всех устройствах этой сети;

·        Платить за трафик, как и в случае с APN, придется и за прием, и за передачу данных.

Скорости передачи в системе GPRS:

В сетях, поддерживающих GPRS, предусмотрен поэтапный путь наращивания скорости передачи данных; максимальная реальная скорость приема и передачи, которую на первом этапе сможет поддерживать система GPRS примерно 100 кбит/с.

Максимально возможная скорость – 171,2 кбит/сек.

2G - аббревиатура для обозначения второго поколения беспроводной телефонной технологии.

Сеть 2G была построена, в основном, для голосовых услуг и медленной передачи данных.

Скорость передачи данных до 14,4 Кбит/с.

3G, технологии мобильной связи 3 поколения — набор услуг, который объединяет как высокоскоростной мобильный доступ с услугами сети Интернет, так и технологию радиосвязи, которая создаёт канал передачи данных.

Мобильная 3G-связь была организована на базе передачи пакетных данных. На данный момент максимальная скорость 3G-интернета – 14.7 Мб/с. Такой скорости вполне хватает для просмотра изображений или онлайн-видео, почтовой пересылки, прослушивания музыки, общения в реальном времени.

4G - поколение мобильной связи с повышенными требованиями. К четвёртому поколению принято относить перспективные технологии, позволяющие осуществлять передачу данных со скоростью, превышающей 100 Мбит/с подвижным и 1 Гбит/с — стационарным абонентам.

На 1 мая 2014 года коммерческую эксплуатацию сети 4G в России производят Yota, Freshtel, МегаФон, МТС, Билайн.

Компания мобильной и сотовой связи МТС активно внедряет программу 4G LTE, а соответственно и услугу 4G Интернет от МТС. На сегодняшний день - это новейший стандарт в России, самая технологически развитая и прогрессивная, самая высокоскоростная технология мобильной связи для мобильного Интернета. Скорость приёма или передачи данных воистину мгновенная – до 100Мбит/с.

Ежемесячные платежи:

Название пакета GPRS-трафика	Трафик в мес.	Стоимость подключения	Абонентская плата
Интернет-mini	3Гб	350 руб.	350 руб.
Интернет-maxi	8Гб	600 руб.	600 руб.
Интернет-super	20Гб	950 руб.	950 руб.
Интернет-VIP	50Гб	1500 руб.	1500 руб.

(Таблица 2)

Благодаря 4G LTE Интернет становится поистине молниеносным, он способен развивать скорость до 75Мбит/с.

GSM-модем

GSM модем – это приемопередатчик, использующий сети операторов мобильной связи для передачи и приема информации.

Описание

Для использования сети сотовой связи в модем обычно вставляется SIM-карта. Беспроводной модем может быть интегрирован в различное телеметрическое, диспетчерское, охранное и другое оборудование. Беспроводные модемы могут использоваться вместо обычных телефонных модемов, а также для интеграции в программно-аппаратные комплексы. В своей работе беспроводные модемы используют дополнительные устройства управления. Некоторые типы беспроводных модемов могут работать как телефонные шлюзы для передачи голосовых, видео и текстовых данных там, где не может быть исполнено традиционная фиксированная линия или где дешевле использовать сотовое средство сообщения.

Преимущества GSM:

·        Интернет везде;

·        Большой выбор тарифов;

·        Простота установки;

·        Оплата производится так же, как и мобильная связь;

·        Возможность отправки SMS;

·        Удобное управление.

Недостатки GSM:

·        Требуется специальная мультикарта ( со встроенным FIFO). Без нее он будет работать, но страдает скорость передачи данных.

·        Стоимость модема из-за отдельного корпуса, индикаторной панели и встроенного блока питания гораздо выше.

Заключение

В результате исследования, проведенного в работе, можно сделать  следующие выводы:

1.     Телефонные линии  подходят для пользователей с небольшими потребностями: проверка почты, быстрый просмотр информации и обмен небольшими объемами данных.

2.     Витая пара и коаксиал подходят для пользователей, которые активно пользуются Интернетом и часто смотрят телевизионные каналы. Оптимальный вариант в плане цены, качества и скорости.

3.     Оптоволокно, на данный момент не для массового использования. Для состоятельных пользователей с высокими требованиями к качеству и скорости. Подходит для организаций.

4.     Беспроводные линии передачи данных подходят для пользователей с не очень высокими запросами по качеству. Отлично подходят для тех, кто проживает на территории покрытой этим доступом временно.

Приложение 1. Расчет стоимости выбора линий связи при подключении к сети Интернет

Прокладка оптоволоконного кабеля

№	Смета на материалы и оборудование	Кол-во	Ед.	Цена (руб.)	Сумма(руб.)
1.	Кабель оптический ДОТс-П-08А 1 (6)-3,0 кН	200	м.	28	5600
2.	Зажим анкерный АС ADSS12	10	шт.	560	5600
3.	Зажим, поддерживающий SSG	18	шт.	120	2160
4.	Кросс оптический стоечный W4	2	шт.	2100	4200
5.	Патч-корд SC/UPC- SC/UPC SM 9/125 2 метра	4	шт.	200	800
Всего:					18360
№	Работы по установке и настройке	Кол-во	Ед.	Цена (руб.)	Сумма (руб.)
1.	Разделка кабеля	2	шт.	330	660
2.	Сварка кабеля	8	шт.	550	4400
3.	Прокладка оптоволоконного кабеля внутри здания	8	м.	80	640
4.	Прокладка оптоволоконного кабеля воздушным способом	98	м.	100	9800
5.	Прокладка оптоволоконного кабеля по канализации	94	м.	70	6580
6.	Высотные работы	1	шт.	5500	5500
7.	Установка пассивного и активного оборудования	2	шт.	220	440
Всего:					28020
Итого:					46380

Срок выполнения данного технического задания 1-3 рабочих дня на каждый этап.

Настройка Wi-Fi роутера

Услуга	Стоимость
Выезд специалиста	Бесплатно
Полная настройка Wi-Fi-роутера	600 руб.
Настройка локальной сети	200 руб.
Создание общих сетевых папок в сети	200 руб.
Всего:	1000 руб.
Wi-Fi-роутер	1800 руб.
Итого:	2800 руб.

Тарифы мобильного интернета

Tele 2

Название пакета GPRS-трафика	Трафик	Стоимость подключе ния	Абонентс кая плата
Интернет с телефона	70 Мб/сутки, далее 1Мб=1руб. Подключение  *155*31# Отключение *155*30#	Первое / второе и последую щие подключе ния услуги 0 руб./30 руб.	5 руб. в сутки
День в сети	150Мб/сутки, далее 1Мб=1руб. Подключение  *155*131# Отключение *155*130#	Первое / второе и последую щие подключе ния услуги 0 руб./30 руб	8 руб. в сутки.

MTC

Название пакета GPRS-трафика	Трафик	Стоимость подключения	Абонентская плата
БИТ	75 Мб/сутки, далее снижается до 64 Кбит/сек Подключе ние *252# Отключение *252*0#	0 руб.	150 руб. в месяц
СУПЕР БИТ	3 Гб/мес., далее снижается до 64 Кбит/сек Подключе ние   *628# Отключение *111*628*2#	0 руб.	250 руб. в месяц

Билайн

Название пакета GPRS-трафика	Трафик	Стоимость подключения	Абонентская плата
Всё за 150	1 Гб/месяц Подключе ние 0674515	50 руб.	150 руб. в месяц (5 руб. в сутки)
Всё за 300	3 Гб/месяц Подключе ние 0674 504 850	50 руб.	300 руб. в месяц(10 руб. в сутки)
Всё за 500	3 Гб/месяц Подключе ние 0674 50 50 52	50 руб.	500 руб. в месяц(16.67 руб. в сутки)
Всё за 900	10 Гб/месяц Подключе ние 0674 50 50 50	50 руб.	900 руб. в месяц(30 руб. в сутки)
Всё за 2100	10 Гб/месяц Подключе ние 0674 52 100	50 руб.	2100руб. в месяц(70 руб. в сутки)

 

Тарифы для GSM-модемов

МТС Коннект 4G:

Название пакета Интернет трафика	Трафик в мес.	Стоимость
Интернет-mini	3Гб	250 руб.
Интернет-super	20Гб	400 руб.
Интернет-VIP	40Гб	650 руб.
USB-модем		1200 руб.
Итого:		1450 – 1850 руб.

Скорость передачи данных до 70 Мбит/с.

Билайн 4G:

Название пакета Интернет трафика	Трафик в мес.	Стоимость
Простой интернет + Хайвей 10Гб	10Гб	299 руб.
Простой интернет + Хайвей 20Гб	20Гб	399 руб.
Простой интернет + Хайвей 30Гб	30Гб	550 руб.
USB-модем		1199 руб.
Итого:		1498 – 1749 руб.

Скорость передачи данных до 100 Мбит/с.

МегаФон 4G:

Название пакета Интернет трафика	Трафик в мес.	Стоимость
Интернет  S	3Гб	390 руб.
Интернет M	6Гб	690 руб.
Интернет L	20Гб	990 руб.
Интернет XL	40Гб	1290 руб.
USB-модем		1190 руб.
Итого:		1580 – 2480 руб.

Скорость передачи данных до 300 Мбит/с.