Potřebujeme-li odněkud někam přenést nějaká data, můžeme to udělat také tak, že je nahrajeme např. na diskety či na magnetické pásky, a ty pak fyzicky přeneseme z jednoho místa na druhé. Pak je asi správnější hovořit spíše o přepravě dat než o jejich přenosu. Mezi zdrojem dat a místem jejich určení tak vzniká vazba, které si zaslouží přívlastek nespřažená - off-line, vystihující právě tu skutečnost, že vzájemná komunikace se uskutečňuje fyzickým přenosem vhodných nosičů dat.
Existuje-li však mezi zdrojem a příjemcem možnost přenosu elektronickou cestou, pak je na místě mluvit o přenosu dat, a používat pro něj přívlastek spřažený - on-line.
Nutnou podmínkou přenosu elektronickou cestou je vhodný kanál - channel, čímž se chápe souhrn prostředků, které vytváří telekomunikační spojení dvou míst. Každý kanál je charakterizován určitou šířkou pásma, přenosovou rychlostí, úrovní šumu, chybovostí atd.Kanál je ale obvykle chápán jako jednosměrný. V případě možnosti obousměrného spojení se používá spíše termín okruh - circuit, pod kterým si můžeme představit dvojici jednosměrných kanálů. Pro vytvoření kanálu či okruhu musí existovat vhodná přenosová cesta - transmission path, která zajišťuje vlastní přenos signálů - může jít např. o různé druhy kabelů či světlovodů (optických vláken) - pak jde o linkové (resp. drátové) přenosové cesty, nebo také prostředky krátkovlnné, radioreléové, družicové apod. - pak jde o přenosové cesty radiové (resp. bezdrátové).
Schopnost každé přenosové cesty přenášet signály resp. data charakterizuje její šířka pásma. Ta může být využita pro jediný kanál (o stejné šířce pásma), nebo může být rozdělena mezi několik kanálů či okruhů (o menších šířkách pásma) například pomocí časového či frekvenčního multiplexu, jak jsme si ukazovali minulý týden. Příkladem mohou být družicové spoje, které umožňují zřídit v rámci jediné přenosové cesty řádově tisíce telefonních okruhů. Je ovšem možný i opačný případ - pokud je třeba vytvořit kanál či okruh o větší šířce pásma, než jakou mají jednotlivé dostupné přenosové cesty, lze pomocí vhodných technických prostředků vytvořit jeden kanál či okruh pomocí více přenosových cest.
Kanál a okruh představují spojení dvou míst. Pokud mezi těmito dvěma místy vede vhodná přenosová cesta, je možné vytvořit kanál či okruh pomocí této jediné přenosové cesty. V opačném případě je nutné vytvořit kanál či okruh pomocí více přenosových cest, které na sebe navazují. Například kanál či okruh, spojující dvě místa na různých kontinentech, může být veden po souši např. podzemními kabely (tj. linkovými přenosovými cestami), a přes oceán např. přes družici (tedy bezdrátovou přenosovou cestou). Uživatel však tuto skutečnost nepozná, neboť využívá kanál resp. okruh, a ten se mu jeví jako přímé spojení obou míst.
Přenosová cesta je tedy pojmem, který se týká spíše struktury trvale existujících spojových prostředků, zatímco pojmy kanál a okruh v sobě zahrnují i jejich organizaci, tedy způsob jejich využití. Jak uvidíme příště, kanály i okruhy mohou být zřizovány i dočasně, teprve tehdy, až skutečně vznikne potřeba spojení dvou míst, a poté zase zanikat. Pro přenosové cesty tato možnost již neplatí.
Samotné kanály a okruhy však ještě nejsou schopny poskytovat potřebné přenosové služby. Např. telefonní okruh je sice schopen přenášet telefonní signály, ale k jeho praktickému využití potřebujeme nutně i telefonní přístroje, které převádí lidský hlas na telefonní signál a naopak. Teprve telefonní okruh, vybavený na obou koncích telefonními přístroji, vytváří tzv. spoj - link, v tomto případě telefonní spoj. Podobně např. telegrafní okruh, zakončený na obou koncích telegrafním či dálnopisným přístrojem, vytváří telegrafní spoj.
Existují však i přenosové cesty, které jsou současně i spoji. Jde např. o radioreléový spoj, který již je vybaven koncovým zařízením umožňujícím bezdrátový přenos, nebo družicový spoj, vybavený koncovými pozemskými stanicemi a mezilehlou družicovou stanicí. V oblasti počítačových sítí jsou samozřejmě nejzajímavější takové spoje, které slouží k přenosu dat. Pak jde o tzv. datové spoje - data links, kterými se budeme ještě zabývat podrobněji.
Na závěr si však uvedeme ještě jeden neformální pojem, který se běžně používá v rozhovorech mezi lidmi a v populárních textech. Jde o pojem linka, pod kterým se obvykle skrývá to, co by mělo být přesněji označeno jako okruh, případně jako kanál. V angličtině se podobným způsobem používá termín line, který v užším slova smyslu znamená spíše linkovou přenosovou cestu.
Klasifikace okruhů Počítačové sítě, zvláště pak sítě rozlehlé, používají ke své činnosti různé druhy okruhů.Jedním možným kritériem pro klasifikaci používaných okruhů může být vztah mezi jejich vlastníkem a jejich uživatelem. Pokud si uživatel zřídí potřebnou přenosovou cestu sám (např. natáhne či položí potřebné vedení mezi dvěma blízkými uzlovými počítači) a na ní si zřídí okruh, jde o soukromý okruh - private circuit. V každém státě vždy existuje spojová organizace, která zřizuje veřejné okruhy - public circuits, které může za patřičný poplatek (a při dodržení příslušných technických podmínek) používat každý - příkladem může být veřejná telefonní síť.
Spojové organizace (správy spojů) mají obvykle nejlepší podmínky pro budování a provozování nejrůznějších přenosových cest a spojových prostředků (a obvykle i legislativně vytvořený monopol na tuto činnost). Provozovatelé počítačových sítí, kteří potřebují mít vhodný okruh trvale k dispozici a jen pro sebe, si jej pak musí nechat od spojové organizace za patřičný poplatek zřídit (vytvořit) a pronajmout. Jde pak o pronajatý okruh - leased circuit, který zůstává majetkem spojové organizace (správy spojů), ale výhradní právo na jeho využití má ten, kdo si jej pronajal. Naše správa spojů nazývá tento druh okruhů příznačně "propůjčenými" okruhy.
Dalším možným kritériem pro dělení spojů je jejich trvalá či dočasná existence. Vezměme si jako příklad veřejnou telefonní síť. Zde si jistě každý dokáže představit, že z každého telefonního přístroje vede dvojice vodičů (tedy linková přenosová cesta) jen do nejbližší telefonní ústředny. Chceme-li se spojit s jiným telefonním účastníkem, který je obdobným způsobem připojen k téže telefonní ústředně, musí uvnitř této ústředny dojít k dočasnému propojení obou vedení tak, aby mezi oběma účastníky vzniknul potřebný telefonní okruh. Po ukončení hovoru pak tento dočasný okruh zaniká a v rámci ústředny se obě přenosové cesty mohou rozpojit. Obdobně je tomu i v případě, že oba účastníci telefonního styku jsou připojeni k různým ústřednám - zde se pro vytvoření dočasného telefonního okruhu musí vhodným způsobem využít ještě i přenosové cesty vedoucí mezi oběma ústřednami - vždy ovšem dočasně, jen po dobu konání hovoru. Takovéto spojení mezi dvěma místy, které neexistuje trvale v čase, ale je pouze dočasně sestavováno až v případě skutečné potřeby, představuje tzv. komutovaný okruh - switched circuit, dial-up circuit. Komutovaný proto, že procesu přepojování uvnitř ústředny se odborně říká komutace. Naopak spoj, který existuje trvale (i v době, kdy není případně využíván), se nazývá pevný okruh - non-switched circuit, direct circuit. Okruhy, které si uživatelé pronajímají od spojových organizací (tj. pronajaté okruhy), jsou vždy pevnými okruhy. Zřízení pevného okruhu obvykle znamená, že v rámci telefonní ústředny se napevno propojí vhodné, již existující přenosové cesty (resp. na nich vytvořené okruhy). Pevný okruh přitom může procházet přes více telefonních ústředen, v každé z nich jsou však příslušné přenosové cesty resp. okruhy vždy spojeny napevno. Pevný okruh tak obchází přepojovací zařízení v telefonních ústřednách, která jsou obvykle zdrojem nejrůznějších poruch a rušení na komutovaných okruzích. To je jedním z důvodů, proč mohou být pevné okruhy kvalitnější, než okruhy komutované (a v důsledku toho mohou umožňovat dosažení vyšších přensoových rychlostí). Dalším důvodem pro vyšší kvalitu pevných okruhů je možnost vybrat pro ně dostatečně kvalitní přenosové cesty již při jejich zřizování.Spojové organizace zřizují pevné okruhy vždy až na základě požadavků uživatelů. Podle svých technických možností pro takové přenosové rychlosti, jaké si uživatel objedná (a samozřejmě také zaplatí). Pro rozlehlé počítačové sítě se dnes ve světě používají pronajaté pevné okruhy nejčastěji s přenosovou rychlostí 64 kbit/sekundu a vyšší. V našich podmínkách jsou však zatím běžnější spíše spoje s nižšími přenosovými rychlostmi.
Další možné hledisko pro klasifikaci okruhů je to, zda jsou určeny pro přenos analogových signálů (např. telefonních, rozhlasových či televizních signálů) , tj. jde-li o analogové okruhy - analog circuits, nebo jsou-li určeny pro přenos číslicových signálů, tj. jde-li o číslicové okruhy - digital circuits.
Je dobré si uvědomit, že jednotlivá kritéria klasifikace se navzájem nemusí vylučovat. Veřejné komutované analogové okruhy si asi dokáže představit každý - příkladem může být právě veřejná telefonní síť. Pronajaté okruhy bývají pevné (nikoli komutované), ale mohou být jak analogové, tak i číslicové. Ve světě dnes existují i číslicové okruhy, které jsou veřejné a komutované.
Datové okruhy a spoje
U lokálních počítačových sítí si potřebné prostředky pro vzájemné propojení uzlových počítačů zajišťuje a provozuje nejčastěji uživatel sám. Vzhledem k lokalizaci celé sítě (např. v rámci jediné budovy, která je vlastnictvím uživatele) tím totiž neporušuje obvyklý monopol spojových organizací (správ spojů) na vlastnictví přenosových cesty a poskytování přenosových služeb, který se obvykle týká jen větších vzdáleností a veřejných objektů a prostranství. Provozovatelé resp. zřizovatelé lokálních sítí si tedy mohou sami zvolit a zrealizovat takový způsob propojení svých uzlových počítačů, jaký jim nejlépe vyhovuje - nejčastěji pomocí kroucené dvoulinky, koaxiálního kabelu či dokonce pomocí optických vláken, tedy vesměs pomocí linkových přenosových cest, schopných přímo přenášet číslicové signály.V případě rozlehlých počítačových sítí jsou jejich zřizovatelé v poněkud jiné pozici, neboť technické prostředky pro propojení svých uzlových počítačů si musí pronajmout od příslušných spojových organizací. Je celkem pochopitelné, že tyto spojové organizace přitom budou určovat pravidla hry - tedy přesné technické i další podmínky, které musí uživatel dodržovat, chce-li pronajatý majetek správy spojů používat.
Spojová organizace (správa spojů) uživateli poskytuje telekomunikační kanál či okruh s určitými technickými parametry, které definují, jaké signály je schopen přenášet. Uživatel ovšem může mít jiné požadavky na přenosové schopnosti okruhu, po kterém potřebuje přenášet signály jiných parametrů. Proto se na oba konce okruhu připojuje zařízení, které potřebné úpravy signálu zajišťuje. Toto zařízení, fungující jako měnič signálu, se v odborné terminologii nazývá ukončujícím zařízením datového okruhu (UZD) - data circuit terminating equipment (DCE).
Uvažujme následující typický příklad: přenosový okruh nechť je běžným komutovaným telefonním okruhem, tedy okruhem analogovým, schopným přenášet analogové signály v rozmezí 300 až 3400 Hz. My ho ovšem potřebujeme využívat pro přenos číslicových dat, tedy jako okruh číslicový. Již dříve jsme si ukázali, že takovýto postup je možný - pomocí modulace. Místo diskrétního číslicového signálu tedy budeme přenášet vhodný analogový signál, který je telefonní okruh schopen přenést, a který budeme modulovat (tj. měnit jeho průběh) podle toho, jaká data (resp. číslicový signál, který je vyjadřuje) chceme přenést. Potřebujeme k tomu ale takové zařízení, které je schopno zajistit jednak potřebnou modulaci analogového signálu, jednak i opačný proces, tzv. demodulaci, tedy zpětné získání číslicového signálu ze signálu analogového. Toto zařízení se nazývá modem, což je zkratka od MOdulátor/DEModulátor.Ukončujícím zařízením datového okruhu (zařízením UZD) bývá nejčastěji právě modem, v našem konkrétním případě modem telefonní, určený pro komutované telefonní okruhy.
Zapojíme-li na oba konce analogového okruhu (obecně telekomunikačního okruhu) vhodné modemy, vznikne tím okruh umožňující přenos (číslicových) dat, a tudíž označovaný jako tzv. datový okruh - data circuit,
Spojové organizace, které jsou vlastníky telekomunikačních okruhů, kladou přísné požadavky na zařízení UZD, která je možno k jejich okruhům připojit. V každém případě musí být toto zařízení spojovou organizací po technické stránce schváleno, tzv. homologováno. Některé spojové organizace dokonce na základě svého monopolu vyžadují, aby i zařízení UZD bylo jejich majetkem, a uživateli bylo pouze pronajímáno.K datovému okruhu (přesněji na jeho ukončující zařízení) se pak již připojují taková zařízení, která jsou zdrojem či příjemcem (číslicových) dat. Tedy nejrůznější terminály a počítače. V nepříliš intuitivní odborné terminologii se tato zařízení souhrně označují jako koncová zařízení přenosu dat (KZD) - data terminal equipment (DTE). Datový okruh, osazený na obou koncích zařízeními KZD, pak vytváří datový spoj - data link.
Nejrůznější terminály či počítače se však nemusí připojovat přímo na ukončující zařízení datového okruhu (zařízení UZD). Může zde existovat ještě mezistupeň - např. koncentrátor terminálů, který dovoluje více jednotlivým terminálům sdílet jediný datový okruh. Jiný příkladem mohou být různé druhy komunikačních řadičů, které se zapojují mezi počítač a zařízení UZD, a přebírají na sebe většinu činností spojených s používáním datového okruhu, které by jinak musel vykonávat počítač.