Телекоммуникационное оборудование, из которого “сделан” интернет
Просмотр фильма или научного ролика, поиск рецепта или реферата, отправка сообщения – Интернет предоставляет массу возможностей, его можно использовать как средство для учебы, работы, развлечения, коммуникации. Доступ осуществляется с ПК, ноутбуков, многочисленных портативных устройств: от смартфонов до фитнес-браслетов.
Однако, немногие задумываются, из чего же “сделан” Интернет? Какое оборудование позволяет в несколько нажатий на дисплей телефона оказаться на нужном сайте, найти желаемые данные?
Общее понятие
Интернет – сеть с очень сложной, разветвленной и масштабной структурой, охватывающая миллионы компьютеров, серверов, хранилищ данных по миру. Ее функциональность и надежность обеспечивается массой устройств, благодаря синхронной и отлаженной работе которых пользователь из России легко может зайти на американский, японский или французский информационный ресурс.
Все технические средства, объединенные сетью, функционируют по определенным алгоритмам и протоколам, контролируются соответствующими программами.
Общий управляющий центр в Интернете отсутствует, такое решение бы сильно сказалось на надежности, минимальный сбой привел бы к глобальным отключениям. Доступ осуществляется операторами, провайдерами, а в структуру входит следующее:
- Компьютеры пользователей или иные конечные устройства, смартфоны, ноутбуки;
- Локальные сети городского, регионального масштаба;
- Сети крупного формата;
- Производительные сервера, на которых хранятся и обрабатываются данные.
Обмен информацией оказывается возможным благодаря множеству технических средств. Роутеры, маршрутизаторы, коммутаторы, оптические линии, спутниковые антенны – все это телекоммуникационное оборудование, без которого работа Интернета оказывается невозможной.
Общая классификация
Все телекоммуникационное оборудование, участвующее в “создании” Интернета, можно представить тремя главными категориями:
- Пользовательское. Электронные устройства, расположенные в квартирах и офисах абонентов;
- Коммутационное. Узлы, обеспечивающие обмен данными между абонентами;
- Глобальное. Оно отвечает за передачу данных на огромные расстояния, исчисляющиеся тысячами километров. Например, это спутниковая антенна или подводный оптоволоконный кабель с высокой пропускной способностью, связывающий континенты.
Также устройства делятся на активные и пассивные. Первые для работы требуют питания, сетевого или автономного, аккумуляторного, на основе солнечных панелей и других источников энергии, выполняют преобразования, обработку сигнала по сложным алгоритмам, увеличивают его мощность, вторые – энергонезависимы, однако, трансформации им недоступны.
Активное оборудование
Весомую роль в “создании” Интернета играет активное оборудование. Характерные примеры выглядят следующим образом:
- Маршрутизаторы. Технические средства сетевого уровня, обеспечивающие взаимодействие локальных сетей, оптимизирующие потоки трафика для поддержания скорости доступа. Передача данных ведется в формате пакетов с четко упорядоченной структурой, в том числе зашифрованной, что гарантирует безопасность, исключает риск перехвата. В каждом пакете обозначен IP-адрес абонента, обеспечивающий правильное направление передачи. Количество и производительность маршрутизаторов зависят от масштаба сети, в крупных – используются мощные устройства на десятки физических портов, в мелких – компактные, на 5-10;
- Коммутаторы. Эти телекоммуникационные устройства точно распределяют данные между устройствами или сегментами в рамках одной ЛВС. Коммутатор отравляет информацию исключительно конечному пользователю, ориентируясь на MAC-адрес смартфона или ПК. Такой алгоритм делает Интернет быстрее и стабильнее, нагрузка на другие устройства сети снижается, им не нужно каждый раз обрабатывать все поступающие сигналы, ведь распределяются они максимально точно. Управляемые коммутаторы работают по еще более сложным алгоритмам, поддерживают дополнительные функции, дают возможность ограничивать скорость портов, активировать или блокировать работу определенных сетевых сегментов. Отдельный вид – модели с поддержкой PoE, технологией электроснабжения по витой паре. К ним можно подключить, например, Wi-Fi роутер без использования дополнительных блоков питания;
- Устройства GEPON и GPON. Они применяются при формировании скоростных сетей с возможностью широкополосного подключения, позволяют упростить их структуру при одновременном повышении качества, стабильности Интернета. Базовым модулем в такой структуре является оптический линейный терминал, распределяющий сигнал между сетевыми модулями, установленными у абонентов. Средой передачи является оптоволокно;
- Медиаконвертеры. Позволяют объединить в рамках одной сети модули, применяющие для передачи сигнала различную среду, оптоволокно и классические витые пары с медными жилами;
- Концентраторы. С их помощью удается объединить несколько компьютеров, серверов, хранилищ информации в общую сеть. Такой подход облегчает управление ресурсами, позволяет провести точную настройку для соединения с соседними ЛВС, повышает общую отказоустойчивость, стабильность сети;
- Ретрансляторы. Позволяют создать беспроводную сеть в рамках существующей проводной, либо расширить радиус покрытия. Ретранслятор, в отличие от репитера, не просто повторяет сигнал, но увеличивает его мощность при сохранении иных характеристики. Таким образом, данные передаются без помех и искажений на максимальную дистанцию.
Пример линейного оптического OLT терминала GPON, фото https://lan-art.ru/catalog/opticheskoe-oborudovanie/aktivnoe-oborudovanie-gpon-i-gepon/
Пассивное оборудование
Представить “создание” Интернета невозможно и без пассивного телекоммуникационного оборудования. Оно дешевле и надежнее активных аналогов за счет простоты конструкции, не нуждается в источнике питания, внешнем или автономном, при этом, на 100% выполняет основные функции.
Отличный пример – кабель, по которому передается сигнал. В локальных сетях используются, в основном, Ethernet-кабели, данные транслируются в формате электрических импульсов по медным жилам. Несмотря на структурную простоту и невысокую цену, такие кабели поддерживают скорость в сотни мегабит в секунду, чего вполне достаточно для того, чтобы “сделать” Интернет у частного абонента, провести его в квартиру или офис. В условиях выраженных электромагнитных наводок, к примеру, на коммерческих или производственных предприятиях, лучше использовать экранированные кабели, чтобы исключить искажения электрического сигнала.
На протяженных линиях, магистралях, к надежности которых предъявляются особо жесткие требования, средой передачи является оптическое волокно. Информация транслируется в виде светового излучения, генерируемого лазером, воспринимаемого фотодетектором. Такой сигнал более устойчив к нагрузкам, сохраняет характеристики даже в среде выраженных электромагнитных полей, не искажается при деформациях кабеля, вызванных морозами, колебаниями температуры, механическими нагрузками.
Передача данных возможна и “по воздуху”, посредством протоколов Bluetooth и Wi-Fi, однако, сгенерировать сигнал для “создания” Интернета может исключительно активное оборудование, например, Wi-Fi роутеры, USB-модемы и другие портативные устройства с поддержкой соответствующей функции.
К пассивной группе относятся и другие элементы. Например, невозможно “создать” Интернет на компьютере без надежного подключения к его сетевому адаптеру кабеля. Соответственно, требуется хороший разъем, исключающий смещения, чреватые потерей плотности контакта.