Коммутируемое соединение¶

Коммутируемое соединение (dial-up, от англ. dial-up connection) — это технология подключения к сети Интернет, при которой для передачи данных используется телефонная линия общего пользования (ТФОП) и аналоговый модем. В процессе установления соединения модем набирает номер телефона провайдера, после чего происходит процедура «рукопожатия» (handshaking) — согласования параметров передачи, сопровождающаяся характерным звуковым сигналом. Коммутируемое соединение обеспечивает передачу данных с максимальной скоростью до 56 кбит/с (стандарт V.90/V.92) и является исторически первой массовой технологией домашнего доступа в Интернет.

¶История

¶Предпосылки и ранние разработки

Первые эксперименты по передаче цифровых данных через телефонные линии относятся к 1950-м годам. В 1958 году компания Bell Labs разработала модем Bell 101, работавший на скорости 110 бит/с. Однако массовое распространение коммутируемого доступа началось в 1980-х годах с появлением персональных компьютеров и электронных досок объявлений (BBS). В СССР и России первые коммерческие поставщики интернет-услуг (провайдеры) начали предоставлять коммутируемый доступ в середине 1990-х годов, используя модемы стандартов V.32 (до 9,6 кбит/с) и V.34 (до 28,8 кбит/с).

¶Расцвет и пик популярности

Пик использования коммутируемого соединения в мире пришёлся на конец 1990-х — начало 2000-х годов. В России в 1999–2003 годах dial-up был основным способом выхода в Интернет для частных пользователей. Крупнейшими провайдерами в этот период были компании «Россия-Он-Лайн» (РОЛ), «Гласнет», «Совам Телепорт», «МТУ-Интел» (позднее — «Стрим»). Тарифы обычно были повременными (оплата за минуту соединения) или фиксированными (безлимитный доступ в ночное время). Характерной чертой эпохи dial-up являлась высокая стоимость трафика и низкая скорость, что ограничивало использование мультимедийного контента.

¶Упадок и замещение

С середины 2000-х годов коммутируемое соединение начало вытесняться более скоростными технологиями: xDSL (ADSL, VDSL), кабельным доступом по сетям кабельного телевидения (DOCSIS), а затем и оптоволоконными линиями (FTTx). В России переход на широкополосный доступ ускорился после 2005 года, когда операторы начали активно строить сети Ethernet в многоквартирных домах. К 2010 году доля dial-up в общем объёме интернет-подключений в России снизилась до нескольких процентов, а к середине 2010-х годов технология практически исчезла из массового использования. В настоящее время коммутируемое соединение сохраняется в отдельных отдалённых районах, где отсутствует инфраструктура широкополосного доступа, а также в качестве резервного канала связи для некоторых организаций.

¶Технические характеристики

¶Принцип работы

Коммутируемое соединение использует телефонную линию, предназначенную для передачи голоса в диапазоне частот 300–3400 Гц. Модем преобразует цифровые данные компьютера в аналоговый сигнал (модуляция), передаёт его по линии, а на стороне провайдера другой модем демодулирует сигнал обратно в цифровой поток. Соединение устанавливается путём набора номера телефона провайдера, после чего происходит согласование протоколов (рукопожатие), которое длится от 10 до 30 секунд.

¶Скорость передачи

Максимальная теоретическая скорость передачи данных по коммутируемому соединению составляет 56 кбит/с для приёма (downstream) и 33,6 кбит/с для отправки (upstream) по стандарту V.90 (1998 год) и V.92 (2000 год). На практике скорость редко превышала 40–50 кбит/с из-за качества телефонных линий, помех и удалённости от АТС. В ранних стандартах (V.22, V.32) скорость была значительно ниже — от 1,2 до 9,6 кбит/с.

¶Протоколы и стандарты

Основные стандарты аналоговой модуляции, используемые в коммутируемом соединении:

• V.22 (1984) — 1,2 кбит/с.
• V.32 (1984) — 9,6 кбит/с.
• V.34 (1994) — 28,8 кбит/с.
• V.90 (1998) — 56 кбит/с (приём).
• V.92 (2000) — 56 кбит/с (приём), 33,6 кбит/с (отправка), поддержка функции «ожидание вызова» (Modem-on-Hold).

¶Оборудование

Для коммутируемого соединения необходим аналоговый модем — внутренний (в виде платы расширения для компьютера) или внешний (подключаемый через последовательный порт RS-232 или USB). На стороне провайдера устанавливаются модемные пулы (банки модемов), способные обслуживать множество одновременных подключений. В России в 1990-х — начале 2000-х годов широко использовались модемы брендов USRobotics, ZyXEL, 3Com, а также более дешёвые модели от Acorp, Genius и других.

¶Преимущества и недостатки

¶Преимущества

• Широкая доступность: коммутируемое соединение использует существующую телефонную инфраструктуру, что позволяет подключаться к Интернету практически из любой точки, где есть телефонная линия.
• Низкая стоимость оборудования: модемы были относительно недорогими, особенно в период массового распространения.
• Простота настройки: для подключения требовался только телефонный кабель и модем, настройка сводилась к вводу номера провайдера, логина и пароля.

¶Недостатки

• Низкая скорость передачи: максимальная скорость 56 кбит/с недостаточна для просмотра видео, загрузки больших файлов и современных веб-сайтов с большим объёмом контента.
• Занятость телефонной линии: во время работы в Интернете телефонная линия была занята, что делало невозможным приём звонков.
• Нестабильность соединения: качество связи зависело от состояния телефонной линии, помех и погодных условий; часты были разрывы соединения.
• Повременная оплата: при использовании повременных тарифов стоимость доступа могла быть высокой, особенно при длительном нахождении в сети.
• Длительное установление соединения: процедура «рукопожатия» занимала от 10 до 30 секунд.

¶Применение

¶Домашний доступ

В 1990-х — начале 2000-х годов коммутируемое соединение было основным способом выхода в Интернет для домашних пользователей. Оно использовалось для электронной почты, просмотра веб-страниц, участия в форумах и чатах, а также для загрузки файлов (в том числе через FTP и пиринговые сети).

¶Корпоративное использование

В организациях dial-up применялся для удалённого доступа сотрудников к корпоративной сети (VPN), а также для резервного канала связи. В некоторых банках и государственных учреждениях коммутируемое соединение использовалось вплоть до конца 2010-х годов.

¶Специализированные области

В настоящее время коммутируемое соединение сохраняется в системах телеметрии, автоматизированных системах управления (АСУ) и некоторых промышленных объектах, где требуется надёжная передача данных по телефонным линиям, а высокие скорости не нужны.

¶Культурное значение

Коммутируемое соединение стало символом раннего этапа развития Интернета. Характерный звук рукопожатия модема (так называемый «dial-up sound») часто используется в массовой культуре как ностальгический элемент, ассоциирующийся с эпохой 1990-х годов. В России и странах бывшего СССР dial-up также ассоциируется с периодом, когда Интернет был дорогим и медленным, а доступ к нему требовал значительных временных и финансовых затрат.

¶Интересные факты

• Максимальная скорость 56 кбит/с теоретически ограничена ёмкостью телефонного канала (закон Шеннона — Хартли). На практике из-за цифровых АТС и помех скорость редко превышала 48–50 кбит/с.
• В России в 1998–2000 годах существовал феномен «бесплатного dial-up» — подключения к провайдерам через номера, не тарифицируемые телефонной компанией (например, через номера «08» или «09»), что позволяло пользоваться Интернетом без оплаты телефонного соединения.
• В некоторых регионах России до сих пор можно встретить коммутируемое соединение в качестве основного доступа в Интернет в отдалённых деревнях и сёлах, где отсутствует широкополосная инфраструктура.

¶Источники

• Таненбаум Э., Уэзеролл Д. «Компьютерные сети». 5-е изд. — СПб.: Питер, 2012.
• Олифер В. Г., Олифер Н. А. «Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы». 4-е изд. — СПб.: Питер, 2010.
• Стандарты Международного союза электросвязи (ITU-T) серии V.
• Материалы сайта «Компьютерра» за 1997–2005 годы.
• Статистика использования интернет-доступа в России (данные Минцифры РФ, 2000–2010).