Wojciech Kabaciński,Janusz Kleban - Od telegrafii do sieci transportu informacji.pdf - Media i technologia - fluid.sun

Wojciech KABACIŃSKI*, Janusz KLEBAN*

Od telegrafii

do sieci transportu informacji

75-lecie obecności Przeglądu Telekomunikacyjnego na rynku

wydawniczym to niewątpliwy powód do dumy i radości nie

tylko Zespołu Redakcyjnego, ale również całego środowiska

specjalistów związanych z telekomunikacją. Mamy bowiem cza-

sopismo, które jest pilnym obserwatorem i rzetelnym rejestrato-

rem kierunków rozwoju polskiej i światowej telekomunikacji.

W 75-letnim okresie istnienia tego tytułu, na łamach którego wy-

rażało swoje opinie wielu wysokiej klasy specjalistów, trudno

jest znaleźć problematykę telekomunikacyjną, która nie byłaby

w nim szczegółowo omawiana lub chociażby sygnalizowana.

Poszczególne numery zawierają zarówno opisy konkretnych

rozwiązań firmowych, jak i artykuły przeglądowe analizujące

przeszłość, stan obecny i przyszłość technik i technologii tele-

komunikacyjnych. Telekomunikacja rozwija się obecnie w tak

szalonym tempie, że zaglądając do poszczególnych roczników

Przeglądu Telekomunikacyjnego i Wiadomości Telekomunikacyj-

nych można prześledzić wprowadzanie na rynek nowych roz-

wiązań, które po stosunkowo krótkim czasie stają się przesta-

rzałe i są zastępowane nowszymi.

Rozwój każdej dziedziny jest z natury procesem ciągłym,

przyspieszanym skokowo przez epokowe odkrycia i nowator-

skie idee zmieniające sposób podejścia do rozwiązania proble-

mu. Autorzy niniejszego artykułu, biorąc pod uwagę cały doro-

bek informacyjny czasopisma, pragną dać wyraz subiektyw-

nemu spojrzeniu na wybrane wydarzenia. Były one swoistymi

impulsami przyspieszającymi rozwój transmisji danych począw-

szy od telegrafu, a skończywszy na zaawansowanych techni-

kach i technologiach, które będą stosowane w sieciach trans-

portu informacji.

rozwoju tej usługi doprowadziły ostatecznie do powstania jej

współczesnej wersji, popularnie zwanej telefaksem . Przełom

XIX i XX w. to wynalezienie radiotelegrafu i początki telegrafii

bezprzewodowej.

Sieć telegraficzna była prekursorem stosowanej później

w sieciach telekomunikacyjnych komutacji wiadomości. Wiado-

mość w postaci ciągu kresek i kropek była przekazywana po-

między operatorami. Operator, po odebraniu wiadomości, prze-

syłał ją następnym łączem do kolejnego operatora. Szybkość

przekazywania wiadomości była uzależniona od pracy człowie-

ka, który wykorzystywał klucze telegraficzne. Skonstruowanie

urządzeń drukujących, umieszczających na taśmach papieru

otwory reprezentujące kropki i kreski, a także automatycznych

nadajników, które przesyłały informacje zapisane na taśmie dru-

kowanej, umożliwiło lepsze wykorzystanie łączy. Wykorzystanie

łączy transmisyjnych próbowano poprawić także innymi meto-

dami, stosując między innymi zwielokrotnienie czasowe. Roz-

wiązanie takie wprowadził już w 1874 roku Baudot. Kod Morse’a

charakteryzował się nierównym czasem trwania poszczegól-

nych znaków (znaki alfabetu były kodowane różną liczbą kro-

pek i kresek). Utrudniało to realizację zwielokrotnienia czasowe-

go. Dlatego Baudot w swoim telegrafie wprowadził 5-elemento-

wy kod binarny, w którym znaki miały jednakowy czas trwania.

Warto dodać, że propozycję 5-elementowego alfabetu podał już

w 1605 roku F. Bacon. W celu szyfrowania wiadomości znaki al-

fabetu złożonego z 24 liter były kodowane za pomocą dwóch

znaków umieszczonych na pięciu pozycjach [1].

Na początku lat 30. ubiegłego wieku zaczęto wprowadzać

urządzenia zwane dalekopisami . Rozpoczęły się także prace

nad wprowadzaniem sieci teleksowej , umożliwiającej zestawia-

nie połączeń pomiędzy dalekopisami. Ważnym czynnikiem

wpływającym na upowszechnienie się usługi teleksu było

uzgodnienie wspólnego alfabetu stosowanego w dalekopisach.

Alfabet ten, zwany także alfabetem dalekopisowym, został

w 1932 roku zalecony do stosowania przez Międzynarodowy

Komitet Doradczy ds. Telegrafii CCIT jako międzynarodowy al-

fabet telegraficzny nr 2.

W latach 80. w Polsce działały trzy niezależne sieci telegra-

ficzne: sieć teleksowa zapewniająca łączność dalekopisową dla

abonentów, sieć telegramowa obsługująca telegramy krajowe

i sieć genteksowa obsługująca telegramy międzynarodowe.

W roku 2002 sieć telegramowa została wyłączona przez Teleko-

munikację Polską S. A. Sieć teleksowa nadal działa, jednakże

w dobie Internetu i poczty elektronicznej popularność tej usługi

maleje. Nadal są dostępne urządzenia końcowe, w wielu przy-

padkach oferowane w postaci odpowiednich adapterów do

komputera i specjalizowanego oprogramowania.

Następcą teleksu miał być teleteks , który zaczęto wprowa-

dzać w latach 70. ubiegłego wieku. Usługa ta umożliwia

przesyłanie znacznie bogatszego zestawu znaków niż teleks

(309 znaków graficznych przy 50 znakach w dalekopisach).

Rozpowszechniła się ona w pewnym stopniu w latach 80.

w rozwiniętych krajach zachodnich, w Polsce nie jest ona

jednak znana.

SYSTEMY ŁĄCZNOŚCI ZNAKOWEJ

I TEKSTOWEJ

Do przesyłania informacji w starożytności wykorzystywano

różne środki przekazu, od umownych znaków widocznych

z daleka, do pisanych dokumentów przenoszonych przez ludzi

lub zwierzęta. Podobno wiadomość o zdobyciu Troi przekaza-

no do Myken przy wykorzystaniu łańcucha ognisk. Pod koniec

XVIII w. C. Chappe opracował optyczny telegraf semaforowy ,

w którym litery były kodowane przez odpowiednie ustawienie

trzech ruchomych belek na maszcie. Telegraf optyczny został

wyparty przez telegraf elektryczny , który w momencie po-

wstania Przeglądu Telekomunikacyjnego był stosowany już od

ponad 75 lat, a pierwszą linię S. Morse uruchomił na trasie Wa-

szyngton – Baltimore w 1844 roku, wykorzystując urządzenie

własnej konstrukcji (choć wcześniej pojawiły się także inne roz-

wiązania telegrafu elektrycznego). W cieniu telegrafu była sto-

sowana także usługa faksymilografii , której pierwsze koncep-

cje i model aparatu przedstawiono w 1843 roku. Kolejne etapy

* Instytut Elektroniki i Telekomunikacji Politechniki Poznańskiej,

e-mail: kabacins@et.put.poznan.pl, jkleban@et.put.poznan.pl

PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY

ROCZNIK LXXVI

nr 1/2003

TRANSMISJA DANYCH

DSP ( Digital Signal Processor ) oraz protokół opracowany przez

firmy Lucent i Rockwell Semiconductor Systems. Urządzenie to

zapoczątkowało proces standaryzacji modemów 56 kbit/s (Za-

lecenie ITU-T V.90) [2].

Dalszy rozwój technik dostępowych z wykorzystaniem skręt-

ki miedzianej obejmuje techniki xDSL ( Digital Subscriber Line ):

HDSL ( High data rate DSL ), SDSL ( Single-line DSL ), ADSL

( Asymmetric DSL ) i VDSL ( Very high data rate DSL ). Największą

popularnością cieszy się obecnie technika ADSL umożliwiająca

transmisję z szybkością 9 Mbit/s do abonenta i 640 kbit/s od

abonenta. Wykorzystywana jest tutaj modulacja wieloczęstotli-

wościowa DMT ( Discrete Multi-Tone ) z modulacją kwadraturo-

wą QAM w każdym podkanale. Technika HDSL umożliwia dwu-

kierunkowe przesyłanie strumieni E1 z wykorzystaniem dwóch

par skrętki miedzianej, SDSL – symetryczny ruch E1 w jednej

parze skrętki, natomiast VDSL – do 52 Mbit/s w obu kierunkach

na małe odległości (ok. 300 m) z wykorzystaniem jednej pary

skrętki.

Rozwój transmisji danych był początkowo stymulowany ko-

niecznością zapewnienia współużytkowania zasobów oblicze-

niowych systemów komputerowych. Współużytkowanie zaso-

bów na zasadzie fizycznego przekazywania programów lub da-

nych z jednej maszyny do drugiej nie dawało dobrych

rezultatów, ze względu na różnice występujące w sprzęcie i sys-

temach operacyjnych. Alternatywą był system komunikacyjny,

który umożliwiłby użytkownikom zdalny dostęp do programów

i danych tak, jak gdyby byli lokalnymi użytkownikami danego

systemu. Sieci, które powstawały na początku lat 60. były wyko-

rzystywane do połączenia pewnej liczby odległych terminali

z pojedynczym komputerem. Początkowo dokonywano takich

połączeń korzystając z łączy telegraficznych lub telefonicznych

zaopatrzonych w modulatory i demodulatory. Następnie zaczę-

to wprowadzać rozwiązania wykorzystujące modemy i sieci te-

lefoniczne powszechnego użytku. Pod koniec lat 60. wykorzy-

O Rys. 1. Linia telegrafu indoeuropejskiego biegnąca przez Polskę (wg A. Lisieckiego, Przegląd Teletechniczny zeszyt 1–2, 1928)

stywano modemy 300 bit/s z modulacją FSK ( Frequency Shift

Keying ). W drugiej połowie lat 70. pojawiły się modemy 1,2

kbit/s z modulacją PSK ( Phase Shift Keying ) oraz QPSK ( Qu-

adrature PSK ). Na początku lat 80. zaczęto wykorzystywać mo-

demy 2,4 kbit/s z modulacją 16-QAM ( Quadrature Amplitude

Modulation ) i FDM ( Frequency Division Multiplexing ). W 1984

roku dzięki metodom kompensacji echa oraz modulacji TCM

( Trellis-Coded Modulation ) i kodowaniu Viterbiego zwiększono

szybkość pracy modemu do 9,6 kbit/s, a wkrótce potem do

14,4 kbit/s. Na początku lat 90. dzięki udoskonaleniu modulacji

TCM, stała się możliwa transmisja danych w sieci telefonicz-

nej z szybkością 28,8 kbit/s, a wkrótce potem z szybkością

33,6 kbit/s. W lipcu 1997 roku firmy Lucent Technologies i Li-

vingston Enterprises Inc. ogłosiły dostępność modemu K56flex,

pracującego z szybkością 56 kbit/s, wykorzystującego procesor

Obecnie ogromne zapotrzebowanie na dużą szybkość trans-

misji jest generowane głównie przez masowe korzystanie z róż-

norodnych usług sieciowych, będących następstwem burzliwe-

go rozwoju infrastruktury i technologii internetowych. Wykorzy-

stując usługi WWW oferuje się coraz to bardziej wyrafinowane

usługi, wymagające kanałów transmisyjnych o coraz większej

przepływności.

Wchodzimy obecnie w erę społeczeństwa informacyjnego.

Nowoczesne sieci telekomunikacyjne tworzone są w taki

sposób, aby sprostać wymaganiom nakładanym na transport

szeroko pojętej informacji, w tym przekazy multimedialne,

i coraz częściej są nazywane sieciami transportu informacji.

Mają one stanowić infostrady przenoszące najbardziej cenny

towar XXI wieku – informację cyfrową – i mają sprawiać, by

była ona dla każdego człowieka w „zasięgu ręki”.

PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY

ROCZNIK LXXVI

nr 1/2003

Problematykę rozwoju transmisji danych należy rozpatrywać

w trzech nurtach z jednej strony umożliwiających, z drugiej zaś

stymulujących postęp w tej dziedzinie. Pierwszy z nich to rozwój

technik transmisyjnych wynikający między innymi z gwałtowne-

go postępu w elektronice i optoelektronice. Drugi to rozwój in-

formatyki stymulujący zapotrzebowanie na szybkość transmisji.

Chodzi tutaj głównie o rozwój mechanizmów przetwarzania roz-

proszonego, zdalny dostęp do superkomputerów oraz koncep-

cję komputera sieciowego. Trzeci nurt to rozwój usług siecio-

wych i gwałtownie rosnące zapotrzebowanie na pasmo transmi-

syjne spowodowane masowym korzystaniem z tych usług.

Dzięki technikom sieciowym można dziś mówić o transformacji

biznesowych zastosowań telekomunikacji od rozmów telefo-

nicznych do wirtualnego przedsiębiorstwa.

W analogowej sieci telekomunikacyjnej medium przenoszą-

cym informację był głos, obecnie transmituje się i wymienia in-

formację w globalnej sieci telekomunikacyjnej w postaci róż-

nych środków przekazu: głosu, wideo, tekstu i obrazu. Wszyst-

kie z wymienionych środków przekazu są wykorzystywane

zarówno w kontaktach prywatnych, jak i biznesowych, a każdy

z nich ma charakterystyczne, unikatowe wymagania transmisyj-

ne. Dzięki rozwojowi technik transmisji bezprzewodowej można

również komunikować się z pominięciem kabli transmisyjnych.

Na obecny rozwój transmisji danych i kształt usług siecio-

wych decydujący wpływ miały następujące wydarzenia: opra-

cowanie koncepcji komutacji pakietów, powstanie Internetu,

stworzenie usługi WWW ( World Wide Web ), powstanie techniki

ATM ( Asynchronous Transfer Mode ), a w transportowej war-

stwie optycznej systemów DWDM ( Dense Wavelength Division

Multiplexing ).

no się rozwiązać problemy podstawowe, m.in.: jak powinny

działać węzły komutacyjne zdolne do przekazywania sygnału

w zmieniającej się pod wpływem uszkodzeń topologii sieci oraz

jak pokonać barierę pięciu węzłów komutacyjnych, przez które

mógł przechodzić sygnał w ówczesnej sieci telefonicznej.

Wszelkie próby spełnienia powyższych wymagań w sieci opar-

tej na transmisji analogowej spełzły na niczym. Jedynym roz-

wiązaniem pozwalającym na uniknięcie problemu degradacji ja-

kości sygnału i umożliwiającym dołączenie do transmitowanych

danych informacji o rutingu była transmisja cyfrowa. Kolejne

rozważane problemy to:

M synchronizacja sieci – zaproponowano buforowanie danych,

aby uniknąć przesyłania impulsów synchronizacyjnych w całej

sieci i by każde łącze mogło pracować ze swoją indywidualną

szybkością;

M szybkość komutacji w węźle – powinna być dostosowana do

transmisji 1,54 Mbit/s; w Bell Labs powstawał wówczas system

teletransmisyjny T1 – 1,54 Mbit/s;

M informacje, jakie należy dołączyć do transmitowanych da-

nych, by możliwe było trasowanie pakietów – uważano, że na-

leży przesyłać adres odbiorcy i nadawcy, wraz z licznikiem

przejść przez węzły sieciowe, informującym o liczbie ruterów,

przez które przeszedł pakiet;

M algorytm rutingu – P. Baran przedstawiał ten problem w na-

stępujący sposób: każdy pakiet powinien być traktowany tak,

jak gorący ziemniak, który jest przerzucany gołymi rękoma mię-

dzy osobami; każdy stara się taki ziemniak jak najszybciej od-

rzucić – na tym polega algorytm gorącego ziemniaka ( hot pota-

to routing algorithm );

M numer sekwencyjny nadawanych pakietów – ze względu na

to, że każdy pakiet może być transmitowany po różnych łą-

czach, jest potrzebny licznik umożliwiający ich posortowanie

w węźle odbiorczym;

M suma kontrolna CRC wykorzystywana do detekcji błędów;

M kryptografia – zaproponowano dwupoziomową hierarchię

kryptograficzną: między węzłami i między użytkownikami koń-

cowymi; biorąc pod uwagę metody kryptograficzne ustalono,

że długość pakietów powinna wynosić 1024 bity;

M budowa węzłów komutacyjnych – zaczęto rozważać budowę

węzłów multipleksujących ruch pochodzący od wielu użytkowni-

ków dysponujących urządzeniami o małej szybkości transmisji;

M separacja logicznych i fizycznych adresów – wymaganie to

stwarzało nowe możliwości w przypadku uszkodzenia węzła;

M kanały wirtualne – spełniające rolę logicznych odpowiedni-

ków łączy fizycznych.

Wszystkie powyższe rozwiązania były rozwiązaniami orygi-

nalnymi opracowanymi na potrzeby nowej filozofii transmisji da-

nych w sieci pakietowej głównie w latach 1960–1964.

Nazwę komutacja pakietów ( packet switchig ) wprowadził

w 1965 roku Donald W. Davies z National Phisical Laboratory,

który nie znając prac prowadzonych przez P. Barana również

rozważał szybkość transmisji danych 1,54 Mbit/s oraz wielkość

pakietu 1024 bity [3]. Baran używał w swoich pracach z począt-

ku lat sześćdziesiątych określenia „blok wiadomości” ( message

block ). Pojęcie komutacji pakietów zostało wprowadzone w ce-

lu odróżnienia tej metody komutacji od komutacji wiadomości

stosowanej w sieciach telegraficznych i teleksowych.

Komutacja pakietów

Jedną z fundamentalnych i nowatorskich idei zmieniających

podejście do transmisji danych jest komutacja pakietów. Kon-

cepcja komutacji pakietów i sieci pakietowych rozwinęła się

dzięki zapotrzebowaniu armii Stanów Zjednoczonych na sieć

komunikacyjną, która nie uległaby destrukcji podczas ataku ją-

drowego. Pod koniec lat pięćdziesiątych dowodzenie strate-

gicznymi siłami odbywało się z wykorzystaniem radiokomunika-

cji krótkofalowej oraz krajowego systemu telefonicznego pozo-

stającego pod kontrolą AT&T. Obie sieci były bardzo podatne

na uszkodzenia: sieć krótkofalowa – ze względu na wykorzysty-

wanie odbić od jonosfery, natomiast sieć telefoniczna – ze

względu na scentralizowaną topologię gwiaździstą. Okazało

się, że po wybuchu testowanej wówczas bomby wodorowej

łączność krótkofalowa była zakłócana na wiele godzin. Centra-

lizacja komutacji stała się piętą Achillesową systemu telekomu-

nikacyjnego, pozwalała bowiem na paraliż komunikacyjny, po-

mimo zniszczenia tylko niewielkiej części infrastruktury teleko-

munikacyjnej.

Problematyką niezawodnych sieci telekomunikacyjnych

zajmował się Paul Baran. W 1959 roku rozpoczął on pracę

w RAND Corporation, firmie utworzonej przez U. S. Air Force,

między innymi dla celów rozwiązywania problemów związanych

z bezpieczeństwem narodowym. Uważał on, że podstawowy

problem tkwi w topologii sieci. Badania symulacyjne dowiodły,

że jest możliwe zbudowanie niezawodnej sieci telekomunikacyj-

nej z wykorzystaniem zawodnych łączy, pod warunkiem wpro-

wadzenia połączeń nadmiarowych. Sieć uzyskuje wówczas

strukturę rozproszoną, podobną do sieci rybackiej i całkowicie

pozbawioną układu hierarchicznego. Jeśli węzeł nie został fi-

zycznie zniszczony podczas ataku, mógł współpracować z in-

nymi węzłami, które również nie zostały zniszczone, oczywiście

jeśli tylko istniały między nimi łącza. W latach 1960–1962 stara-

Internet

Sieć Internet rozwinęła się z sieci ARPA stworzonej w ramach

projektu finansowanego przez Departament Obrony USA. Po

nieoczekiwanym sukcesie ZSRR z wprowadzeniem na orbitę

pierwszego sztucznego satelity Ziemi powołano do życia agen-

cję ARPA ( Advanced Research Project Agency ) of U. S. Depart-

ment of Defence. Głównym celem nowej agencji było inicjowa-

PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY

ROCZNIK LXXVI

nr 1/2003

Usługa WWW

nie wszelkiego rodzaju perspektywicznych prac badawczych.

Uznano, że to właśnie informatyka stwarza szanse na sukces

badań perspektywicznych, stąd w tym samym czasie w wielu

uniwersytetach USA rozpoczęto szereg prac badawczych z róż-

nych dziedzin informatyki. W 1966 roku zrealizowano pierwsze

eksperymenty sieciowe między Lincoln Laboratory (Massachu-

setts Institute of Technology) i System Development Corpora-

tion. Dały one podstawę do wysunięcia propozycji stworzenia

sieci, która połączyłaby wybrane ośrodki realizujące różne

przedsięwzięcia badawcze finansowane przez ARPA. Zamiaro-

wi temu przyświecały dwa cele: opracowanie i sprawdzenie od-

powiednich dla komputerów metod przesyłania informacji oraz

umożliwienie środowiskom związanym z ARPA współużytkowa-

nie zasobów. Brano pod uwagę około 20 ośrodków, z których

każdy posiadał jeden lub kilka dużych systemów liczących, po-

chodzących od różnych producentów: IBM, GE, XDS, DEC,

Univac i wyposażonych w różne typy komputerów: 360/65, 67,

75, 91, Sigma 7, PDP 10, 1108 itd. z różnymi systemami opera-

cyjnymi: OS, TSS/360, Multics, Tenex, Exec 8 [4].

Inicjatorem powstania sieci ARPA był Robert Taylor, nato-

miast szefem projektu – Larry Roberts, który prowadził prace

koncepcyjne; prace projektowe i implementacyjne były prowa-

dzone w firmie Bolt, Beranek and Newman, Inc.

W pierwszej fazie rozpoczętej we wrześniu 1969 roku nastą-

piło połączenie 15 ośrodków specjalizujących się w badaniach

dotyczących sieci komputerowych oraz architektury systemów

komputerowych, teorii i projektowania systemów informacyj-

nych, sterowania przepływem informacji i metod komputerowe-

go rozwiązania problemów. Faza ta została zakończona w lutym

1971 roku. W fazie drugiej zwiększono liczbę węzłów, dzięki

czemu zostały dodane nowe zastosowania oraz inne ośrodki

badawcze. Do marca 1973 r. liczba węzłów sieci wzrosła do 35,

a w czerwcu 1975 r. pracowało w sieci ARPA ponad 57 ośrod-

ków obliczeniowych, dysponujących prawie 100 komputerami.

Ważniejsze daty w ewolucji sieci ARPA do Internetu są nastę-

pujące: 1969 – uruchomienie pierwszego węzła sieci ARPA,

1972 – uruchomienie poczty elektronicznej, 1973 – dołączenie

do sieci ARPA pierwszego komputera spoza USA, 1975 – zmia-

na statusu sieci ARPA z eksperymentalnej na użytkową i prze-

kazanie pod zarząd Defence Communications Agency, 1980 –

rozpoczęcie eksperymentów z grupą protokołów TCP/IP , 1983

– wdrożenie protokołów grupy TCP/IP, podział sieci na część

wojskową – MILNET i cywilny ARPANET ; wtedy zaczęto uży-

wać nazwy Internet od nazwy protokołu IP , 1986 – utworzenie

sieci szkieletowej NSFNET ( National Science Foundation Ne-

twork ) zapewniającej dostęp do Internetu ogromnej liczbie in-

stytucji naukowych i badawczych w USA i na całym świecie,

1990 – formalna likwidacja sieci ARPA, 1991 – stworzenie syste-

mu GOPHER i usługi wyszukiwawczej ARCHIE , 1991 – stwo-

rzenie usługi WWW , 1992 – wprowadzenie przeglądarki WWW

o nazwie MOSAIC , 1995 – sprywatyzowanie szkieletu Interne-

tu , 1996 – zbudowanie szkieletu OC3 w USA.

Już od paru lat rozwój infrastruktury internetowej jest również

domeną prywatnych operatorów telekomunikacyjnych, dla któ-

rych oferowanie dostępu do usług internetowych i przenoszenie

ruchu IP staje się znaczącym źródłem dochodów, a zgodnie

z prognozami w niedalekiej przyszłości będzie głównym źró-

dłem. Wynika to z tego, że korzystanie z Internetu nie jest zwią-

zane obecnie tylko z pracą naukową, ale przede wszystkim z:

wyszukiwaniem informacji, rozrywką, komunikowaniem się z in-

nymi ludźmi, realizacją transakcji biznesowych, korzystaniem

z całkowicie wirtualnych banków itd.

W 2001 roku do Internetu było dołączonych (zgodnie z dany-

mi opublikowanymi przez ITU w 2002 roku) 141 382 198 ho-

stów, a liczba użytkowników wyniosła 500 074 300. Odpowied-

nie dane dla Polski wynoszą: 489 895 i 3 800 000.

Przełomowe znaczenie dla rozwoju Internetu miało opraco-

wanie usługi WWW, dającej dostęp do abstrakcyjnej przestrze-

ni połączonych między sobą – poprzez odnośniki hiperteksto-

we – stron zawierających: tekst, zdjęcia, rysunki, animacje,

a coraz częściej dźwięk, obrazy wideo i wirtualną rzeczywistość.

W tym przypadku udało się przełamać problem niekompatybil-

ności systemów komputerowych, co zaowocowało możliwością

nieograniczonego dostępu do zasobów informacyjnych zgro-

madzonych w sieci. Usługa WWW została stworzona w celu

wspomagania pracy grupowej nad projektami, bez żadnych

ograniczeń ze względu na wielkość grupy. Początkowo miał to

być osobisty system informacyjny umożliwiający dostęp do ma-

teriałów wszystkim członkom zespołu, jednak użytkownicy tej

usługi bardzo szybko znaleźli dla niej nowe zastosowania,

głównie ze względu na zawarty w niej potencjał zastosowań ko-

mercyjnych. Spowodowało to również wytyczenie nowych kie-

runków badań naukowych.

Spektakularny sukces tej usługi wynika głównie z łatwości

przenoszenia się między stronami za pomocą odnośników hi-

pertekstowych. Ideę hipertekstu opublikował po raz pierwszy

w 1945 roku Vannevar Bush w artykule: As We May Think . Była

ona potem rozwijana w latach 60. przez Douglasa Engelbarta,

a w 1965 roku Ted Nelson zaczął używać słowa hipertekst [5].

Nad architekturą WWW pracował, począwszy od 1989 roku,

Tim Berners Lee zatrudniony w CERN w Genewie. W tym sa-

mym roku został zaproponowany przez niego protokół HTTP

( Hypertext Transfer Protocol ), a następnie język HTML ( Hyper-

tekst Markup Language ). Pierwsze oprogramowanie do obsługi

WWW tworzył on od października do grudnia 1990 roku z wyko-

rzystaniem środowiska NeXTStep . Oprogramowanie umożli-

wiało dodawanie nowych dokumentów i nowych odnośników

hipertekstowych. W 1991 roku Nicola Pellow stworzył pierwszą

przeglądarkę realizującą dostęp do dokumentów WWW z do-

wolnej platformy sprzętowej. Pierwszy serwer WWW miał adres:

info.cern.ch. Prace nad rozwojem tej usługi trwają nadal. Głów-

ne kierunki badań to: zwiększenie funkcjonalności, efektyw-

ności, niezawodności i dostępności usługi; udoskonalenie usłu-

gi jako środka komunikacji i interakcji między ludźmi; dążenie

do gromadzenia danych w formatach zrozumiałych przez ma-

szyny, co zapewniałoby efektywną interakcję między kompute-

rami i WWW.

INTERNET W POLSCE

Rozwój Internetu w Polsce jest nierozerwalnie związany

z dążeniem środowiska akademickiego do zbudowania sieci

pakietowej łączącej ośrodki naukowe w Polsce. Prace związane

z budową tego typu sieci prowadzono w końcu lat siedemdzie-

siątych równolegle we Wrocławiu, w ramach problemu resorto-

wego RI. 14 oraz w Warszawie w ramach problemu IV. 6. Fun-

dusze przeznaczone na ten cel były jednak bardzo małe, co

uniemożliwiało osiągnięcie zadowalających wyników. Dopiero

w 1987 roku został uruchomiony Centralny Program Badawczo-

-Rozwojowy CBPR 8.13 pod nazwą Budowa Krajowej Akade-

mickiej Sieci Komputerowej KASK . W ramach tego programu

kontynuowano rozpoczęte wcześniej prace, co pozwoliło zbu-

dować zręby sieci akademickiej w Polsce. W 1990 roku urucho-

miono Jednostkowe Przedsięwzięcie Badawczo-Rozwojowe

JPBR 8.29 pod nazwą Przyłączenie polskiego środowiska aka-

demickiego i naukowego do sieci EARN ( European Academic

and Research Network ). 17 lipca 1990 roku Centrum Informa-

tyczne Uniwersytetu Warszawskiego ( CIUW ) zostaje przyłączo-

ne do sieci EARN, a za jej pośrednictwem do akademickiej sie-

PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY

ROCZNIK LXXVI

nr 1/2003

ci komputerowej o zasięgu światowym – BITNET ( Because It’s

Time Network ). Od maja 1991 roku sieci akademickie i nauko-

we zaczęły funkcjonować pod wspólną nazwą Naukowa i Aka-

demicka Sieć Komputerowa NASK .

Za początek Internetu w Polsce można uznać datę 17 sierp-

nia 1991 roku, kiedy to między CIUW i Centrum Komputerowym

Uniwersytetu w Kopenhadze zostały wymienione pierwsze listy

elektroniczne. Połączenie międzynarodowe do Kopenhagi było

wówczas realizowane na liniach analogowych z prędkością

9,6 kbit/s, możliwa była łączność tylko z krajami europejskimi,

a od 15 grudnia również z USA. Wkrótce potem sieć NASK łą-

czyła się ze światowymi sieciami komputerowymi za pomocą łą-

cza satelitarnego Warszawa – Sztokholm 2 Mbit/s – do sieci

NORDUNET i łącza cyfrowego 128 kbit/s do Wiednia – do sieci

EBONE [6]. Początkowo Internet rozwijał się głównie z inicjaty-

wy środowisk akademickich. Korzystając głównie z funduszy

Komitetu Badań Naukowych, zaczęto budować w dużych

ośrodkach akademickich sieci MAN ( Metropolitan Area Ne-

tworks ), oparte na połączeniach światłowodowych. Z jednej

strony zapewniały one szybkie i niezawodne przesyłanie da-

nych między dołączonymi instytucjami, a z drugiej zapewniły

dostęp do Internetu. Większość komercyjnych użytkowników

była dołączana do Internetu przez wydzielone sieci pakietowe

POLPAK i POLPAK-T , należące do Telekomunikacji Polskiej

S.A. Dalsza rozbudowa infrastruktury transmisyjnej doprowa-

dziła do powstania pod koniec lat dziewięćdziesiątych sieci

POL-34 łączącej sieci miejskie łączami o przepływnościach:

2 Mbit/s, 34 Mbit/s, 155 Mbit/s, a nawet eksperymentalnie 1

Gbit/s. Sieć POL-34 jest podłączona do sieci TEN-155 ( Transeu-

ropean Education Network ) łączem 155 Mbit/s do Frankfurtu

nad Menem. Oprócz tego dostęp do Internetu oferują dostawcy

komercyjni mający swoje łącza do komercyjnego Internetu.

Szerszy obraz przyszłości Internetu w Polsce można znaleźć

w [7]. Działania podejmowane obecnie w polskim środowisku

internetowym zmierzają do: stworzenia zaawansowanej infra-

struktury polskiego Internetu optycznego (np. program

PIONIER ), czynnego uczestniczenia w tworzeniu europejskiej

sieci multigigabitowej (program GÉANT ), uczestnictwa w inter-

netowych inicjatywach Unii Europejskiej, połączenia polskiej

sieci z sieciami optycznymi powstającymi na terenie USA i Ka-

nady itp.

dla użytkowników. Użytkownicy z kolei wysuwają nowe żądania

co do przepływności łączy i jakości usług. Ze względu na to, że

koszty świadczenia coraz bardziej zaawansowanych usług

zmniejszają się, a wymagania wzrastają, na rynku pojawiają się

nowe systemy prezentujące coraz lepszą zawartość informacyj-

ną. W społeczeństwie informacyjnym ludzie współdziałają przez

urządzenia dołączone do sieci i jest to swoisty znak czasu. Im

więcej ludzi jest dołączonych do sieci i im dłużej pozostają do

niej dołączeni, tym większe jest zapotrzebowanie na systemy

ułatwiające i uprzyjemniające to połączenie.

ROZWÓJ INFRASTRUKTURY

TELEKOMUNIKACYJNEJ

DO TRANSMISJI DANYCH

Dokonujący się obecnie proces ewolucyjnych zmian w sieci

telekomunikacyjnej, w której zacierają się różnice między tele-

komunikacją, radiem, telewizją i informatyką, nazywamy zjawi-

skiem konwergencji, a operatorzy telekomunikacyjni budują

sieci pretendujące do miana sieci konwergentnych. Nowoczes-

na infrastruktura telekomunikacyjna powinna być przygotowa-

na do realizacji usług wymagających w wielu przypadkach

przekazów multimedialnych, co narzuca konieczność zapew-

nienia określonego poziomu QoS ( Quality of Service ). Ewolucja

usług telekomunikacyjnych zarówno w sieciach stacjonarnych,

jak i komórkowych, została trafnie ujęta przez M. Dąbrowskiego

i M. Średniawę w. [9].

Na początku lat dziewięćdziesiątych wydawało się, że kształt

sieci telekomunikacyjnej przyszłości został już dość dokładnie

zarysowany. Pojawiła się wówczas technika ATM, która miała

dawać solidne podstawy budowy szerokopasmowych sieci zin-

tegrowanych. Jednakże pod koniec lat dziewięćdziesiątych,

gdy zaczęto wprowadzać na rynek systemy DWDM zapewnia-

jące dostęp do bardzo szerokiego pasma, zmieniło się spojrze-

nie na koncepcję budowy szerokopasmowych sieci zintegrowa-

nych. Wykorzystując osiągnięcia w dziedzinie kompresji obrazu

i kompresji dźwięków, a w szczególności mowy, stworzono kon-

cepcję opracowania sieci zintegrowanej opartej na protokole IP

z pominięciem warstwy ATM, a nawet SDH . Problemy te były

rozważane przez A. Jajszczyka w [10], a w pracy [11] przedsta-

wiono metody zapewnienia QoS w sieciach IP.

Sprawna realizacja usług multimedialnych wymaga zbudo-

wania szerokopasmowej sieci dystrybucji usług, spełniającej ro-

lę sieci szkieletowej oraz sieci dostępowych. Ewolucja sieci sta-

cjonarnych została omówiona w [12], natomiast charakterysty-

ka sieci UMTS w [13].

Na rozwój sieci telekomunikacyjnych wpłynęło znacząco

wprowadzenie optycznych systemów transmisyjnych, za który-

mi muszą nadążać systemy komutacyjne. Elektroniczne syste-

my komutacyjne nie mają możliwości obsłużenia pasma trans-

misyjnego oferowanego przez transmisję światłowodową, dla-

tego też już w latach 70. XX w. pracowano nad optycznymi

systemami komutacyjnymi. W pierwszych rozwiązaniach, opar-

tych między innymi na sprzęgaczach kierunkowych wykorzy-

stujących technologię GaAs czy LiNbO 3 , istotnym problemem

były zagadnienia mocy. Stosowane rozwiązania wprowadzały

na tyle duże tłumienie sygnału, że ich wykorzystanie było moż-

liwe tylko w systemach o niewielkiej pojemności. W ciągu ostat-

nich lat osiągnięto istotny postęp w technikach komutacji sy-

gnałów optycznych. Niektóre z nich, jak technologia MEMS ( Mi-

cro-electromechanical Systems ), stwarzają obecnie możliwości

budowy systemów komutacyjnych o dużej pojemności. Prze-

łącznice ( OXC ) i krotnice optyczne ( OADM ) oparte na tych

technologiach będą dominować przez najbliższe lata w sieci

szkieletowej. Ewolucja ta doprowadzi do inteligentnych rekonfi-

SIEĆ INFORMACYJNA

JAKO NASTĘPCA INTERNETU

Internet w obecnym kształcie należy uznać za sieć transpor-

tową. Przyszłościowe sieci telekomunikacyjne spełniające zało-

żenia sieci transportu informacji wyposażone w odpowiednią in-

frastrukturę serwerowo-aplikacyjną będą spełniały rolę sieci in-

formacyjnych, tzn. będą skupiały zasoby informacyjne oraz

odpowiednią inteligencję sieciową i realizowały usługi umożli-

wiające jednolite i przezroczyste korzystanie z aplikacji [8].

Obecny rozwój sieci zmierza w kierunku sieci multimedialnych

umożliwiających realizację nowych komercyjnych aplikacji, ta-

kich jak: wirtualne przedsiębiorstwa, zdalna edukacja z wyko-

rzystaniem przekazów wideo, elektroniczny handel, wspomaga-

nie pracy grupowej, wideokonferencje itd. Sieci informacyjne

będą spełniały rolę systemów zapewniających użytkownikom

dostęp do potrzebnej im informacji o dowolnej porze i z dowol-

nego miejsca. Należy przewidywać, że ludzie będą preferowali

komunikację bogatą w środki przekazu, stąd rozwój aplikacji in-

formatycznych podąża w kierunku bogatej medialnie i interak-

tywnej zawartości, włączając w to dwukierunkowe przekazy wi-

deo. Ewolucja ta nakłada duże wymagania na sieci, które mają

obsługiwać różne urządzenia i świadczyć przezroczyste usługi

PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY

ROCZNIK LXXVI

nr 1/2003

Wojciech Kabaciński,Janusz Kleban - Od telegrafii do sieci transportu informacji.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: