Kanßl, okruh, spoj, p°enosovß cesta
Minul² t²den jsme zaΦali operovat s pojmy "kanßl" a "okruh", ani₧ jsme si je p°esn∞ji vymezili. Jde o pojmy, kterΘ intuitivn∞ Φasto spl²vajφ, a v praxi se mnohokrßte zam∞≥ujφ i s dalÜφmi termφny, jako nap°. "p°enosovß cesta" Φi "spoj", ani₧ by tφm srozumitelnost populßrn∞ lad∞n²ch text∙ v²razn∞ji utrp∞la. Jist∞ ale neuÜkodφ, kdy₧ se pokusφme o rozliÜenφ obsahu t∞chto pojm∙ i dalÜφch souvisejφcφch termφn∙ - tφm si souΦasn∞ naznaΦφme dalÜφ zajφmavΘ souvislosti.
Pot°ebujeme-li odn∞kud n∞kam p°enΘst n∞jakß data, m∙₧eme to ud∞lat takΘ tak, ₧e je nahrajeme nap°. na diskety Φi na magnetickΘ pßsky, a ty pak fyzicky p°eneseme z jednoho mφsta na druhΘ. Pak je asi sprßvn∞jÜφ hovo°it spφÜe o p°eprav∞ dat ne₧ o jejich p°enosu. Mezi zdrojem dat a mφstem jejich urΦenφ tak vznikß vazba, kterΘ si zaslou₧φ p°φvlastek nesp°a₧enß - off-line, vystihujφcφ prßv∞ tu skuteΦnost, ₧e vzßjemnß komunikace se uskuteΦ≥uje fyzick²m p°enosem vhodn²ch nosiΦ∙ dat.
Existuje-li vÜak mezi zdrojem a p°φjemcem mo₧nost p°enosu elektronickou cestou, pak je na mφst∞ mluvit o p°enosu dat, a pou₧φvat pro n∞j p°φvlastek sp°a₧en² - on-line.
Nutnou podmφnkou p°enosu elektronickou cestou je vhodn² kanßl - channel, Φφm₧ se chßpe souhrn prost°edk∙, kterΘ vytvß°φ telekomunikaΦnφ spojenφ dvou mφst. Ka₧d² kanßl je charakterizovßn urΦitou Üφ°kou pßsma, p°enosovou rychlostφ, ·rovnφ Üumu, chybovostφ atd.
Kanßl je ale obvykle chßpßn jako jednosm∞rn². V p°φpad∞ mo₧nosti obousm∞rnΘho spojenφ se pou₧φvß spφÜe termφn okruh - circuit, pod kter²m si m∙₧eme p°edstavit dvojici jednosm∞rn²ch kanßl∙. Pro vytvo°enφ kanßlu Φi okruhu musφ existovat vhodnß p°enosovß cesta - transmission path, kterß zajiÜ¥uje vlastnφ p°enos signßl∙ - m∙₧e jφt nap°. o r∙znΘ druhy kabel∙ Φi sv∞tlovod∙ (optick²ch vlßken) - pak jde o linkovΘ (resp. drßtovΘ) p°enosovΘ cesty, nebo takΘ prost°edky krßtkovlnnΘ, radiorelΘovΘ, dru₧icovΘ apod. - pak jde o p°enosovΘ cesty radiovΘ (resp. bezdrßtovΘ).
Schopnost ka₧dΘ p°enosovΘ cesty p°enßÜet signßly resp. data charakterizuje jejφ Üφ°ka pßsma. Ta m∙₧e b²t vyu₧ita pro jedin² kanßl (o stejnΘ Üφ°ce pßsma), nebo m∙₧e b²t rozd∞lena mezi n∞kolik kanßl∙ Φi okruh∙ (o menÜφch Üφ°kßch pßsma) nap°φklad pomocφ ΦasovΘho Φi frekvenΦnφho multiplexu, jak jsme si ukazovali minul² t²den. P°φkladem mohou b²t dru₧icovΘ spoje, kterΘ umo₧≥ujφ z°φdit v rßmci jedinΘ p°enosovΘ cesty °ßdov∞ tisφce telefonnφch okruh∙. Je ovÜem mo₧n² i opaΦn² p°φpad - pokud je t°eba vytvo°it kanßl Φi okruh o v∞tÜφ Üφ°ce pßsma, ne₧ jakou majφ jednotlivΘ dostupnΘ p°enosovΘ cesty, lze pomocφ vhodn²ch technick²ch prost°edk∙ vytvo°it jeden kanßl Φi okruh pomocφ vφce p°enosov²ch cest.
Kanßl a okruh p°edstavujφ spojenφ dvou mφst. Pokud mezi t∞mito dv∞ma mφsty vede vhodnß p°enosovß cesta, je mo₧nΘ vytvo°it kanßl Φi okruh pomocφ tΘto jedinΘ p°enosovΘ cesty. V opaΦnΘm p°φpad∞ je nutnΘ vytvo°it kanßl Φi okruh pomocφ vφce p°enosov²ch cest, kterΘ na sebe navazujφ. Nap°φklad kanßl Φi okruh, spojujφcφ dv∞ mφsta na r∙zn²ch kontinentech, m∙₧e b²t veden po souÜi nap°. podzemnφmi kabely (tj. linkov²mi p°enosov²mi cestami), a p°es oceßn nap°. p°es dru₧ici (tedy bezdrßtovou p°enosovou cestou). U₧ivatel vÜak tuto skuteΦnost nepoznß, nebo¥ vyu₧φvß kanßl resp. okruh, a ten se mu jevφ jako p°φmΘ spojenφ obou mφst.
P°enosovß cesta je tedy pojmem, kter² se t²kß spφÜe struktury trvale existujφcφch spojov²ch prost°edk∙, zatφmco pojmy kanßl a okruh v sob∞ zahrnujφ i jejich organizaci, tedy zp∙sob jejich vyu₧itφ. Jak uvidφme p°φÜt∞, kanßly i okruhy mohou b²t z°izovßny i doΦasn∞, teprve tehdy, a₧ skuteΦn∞ vznikne pot°eba spojenφ dvou mφst, a potΘ zase zanikat. Pro p°enosovΘ cesty tato mo₧nost ji₧ neplatφ.
SamotnΘ kanßly a okruhy vÜak jeÜt∞ nejsou schopny poskytovat pot°ebnΘ p°enosovΘ slu₧by. Nap°. telefonnφ okruh je sice schopen p°enßÜet telefonnφ signßly, ale k jeho praktickΘmu vyu₧itφ pot°ebujeme nutn∞ i telefonnφ p°φstroje, kterΘ p°evßdφ lidsk² hlas na telefonnφ signßl a naopak. Teprve telefonnφ okruh, vybaven² na obou koncφch telefonnφmi p°φstroji, vytvß°φ tzv. spoj - link, v tomto p°φpad∞ telefonnφ spoj. Podobn∞ nap°. telegrafnφ okruh, zakonΦen² na obou koncφch telegrafnφm Φi dßlnopisn²m p°φstrojem, vytvß°φ telegrafnφ spoj.
Existujφ vÜak i p°enosovΘ cesty, kterΘ jsou souΦasn∞ i spoji. Jde nap°. o radiorelΘov² spoj, kter² ji₧ je vybaven koncov²m za°φzenφm umo₧≥ujφcφm bezdrßtov² p°enos, nebo dru₧icov² spoj, vybaven² koncov²mi pozemsk²mi stanicemi a mezilehlou dru₧icovou stanicφ. V oblasti poΦφtaΦov²ch sφtφ jsou samoz°ejm∞ nejzajφmav∞jÜφ takovΘ spoje, kterΘ slou₧φ k p°enosu dat. Pak jde o tzv. datovΘ spoje - data links, kter²mi se budeme jeÜt∞ zab²vat podrobn∞ji.
Na zßv∞r si vÜak uvedeme jeÜt∞ jeden neformßlnφ pojem, kter² se b∞₧n∞ pou₧φvß v rozhovorech mezi lidmi a v populßrnφch textech. Jde o pojem linka, pod kter²m se obvykle skr²vß to, co by m∞lo b²t p°esn∞ji oznaΦeno jako okruh, p°φpadn∞ jako kanßl. V angliΦtin∞ se podobn²m zp∙sobem pou₧φvß termφn line, kter² v u₧Üφm slova smyslu znamenß spφÜe linkovou p°enosovou cestu.
Klasifikace okruh∙
PoΦφtaΦovΘ sφt∞, zvlßÜt∞ pak sφt∞ rozlehlΘ, pou₧φvajφ ke svΘ Φinnosti r∙znΘ druhy okruh∙.
Jednφm mo₧n²m kritΘriem pro klasifikaci pou₧φvan²ch okruh∙ m∙₧e b²t vztah mezi jejich vlastnφkem a jejich u₧ivatelem. Pokud si u₧ivatel z°φdφ pot°ebnou p°enosovou cestu sßm (nap°. natßhne Φi polo₧φ pot°ebnΘ vedenφ mezi dv∞ma blφzk²mi uzlov²mi poΦφtaΦi) a na nφ si z°φdφ okruh, jde o soukrom² okruh - private circuit. V ka₧dΘm stßt∞ v₧dy existuje spojovß organizace, kterß z°izuje ve°ejnΘ okruhy - public circuits, kterΘ m∙₧e za pat°iΦn² poplatek (a p°i dodr₧enφ p°φsluÜn²ch technick²ch podmφnek) pou₧φvat ka₧d² - p°φkladem m∙₧e b²t ve°ejnß telefonnφ sφ¥.
SpojovΘ organizace (sprßvy spoj∙) majφ obvykle nejlepÜφ podmφnky pro budovßnφ a provozovßnφ nejr∙zn∞jÜφch p°enosov²ch cest a spojov²ch prost°edk∙ (a obvykle i legislativn∞ vytvo°en² monopol na tuto Φinnost). ProvozovatelΘ poΦφtaΦov²ch sφtφ, kte°φ pot°ebujφ mφt vhodn² okruh trvale k dispozici a jen pro sebe, si jej pak musφ nechat od spojovΘ organizace za pat°iΦn² poplatek z°φdit (vytvo°it) a pronajmout. Jde pak o pronajat² okruh - leased circuit, kter² z∙stßvß majetkem spojovΘ organizace (sprßvy spoj∙), ale v²hradnφ prßvo na jeho vyu₧itφ mß ten, kdo si jej pronajal. NaÜe sprßva spoj∙ naz²vß tento druh okruh∙ p°φznaΦn∞ "prop∙jΦen²mi" okruhy.
DalÜφm mo₧n²m kritΘriem pro d∞lenφ spoj∙ je jejich trvalß Φi doΦasnß existence. Vezm∞me si jako p°φklad ve°ejnou telefonnφ sφ¥. Zde si jist∞ ka₧d² dokß₧e p°edstavit, ₧e z ka₧dΘho telefonnφho p°φstroje vede dvojice vodiΦ∙ (tedy linkovß p°enosovß cesta) jen do nejbli₧Üφ telefonnφ ·st°edny. Chceme-li se spojit s jin²m telefonnφm ·Φastnφkem, kter² je obdobn²m zp∙sobem p°ipojen k tΘ₧e telefonnφ ·st°edn∞, musφ uvnit° tΘto ·st°edny dojφt k doΦasnΘmu propojenφ obou vedenφ tak, aby mezi ob∞ma ·Φastnφky vzniknul pot°ebn² telefonnφ okruh. Po ukonΦenφ hovoru pak tento doΦasn² okruh zanikß a v rßmci ·st°edny se ob∞ p°enosovΘ cesty mohou rozpojit. Obdobn∞ je tomu i v p°φpad∞, ₧e oba ·Φastnφci telefonnφho styku jsou p°ipojeni k r∙zn²m ·st°ednßm - zde se pro vytvo°enφ doΦasnΘho telefonnφho okruhu musφ vhodn²m zp∙sobem vyu₧φt jeÜt∞ i p°enosovΘ cesty vedoucφ mezi ob∞ma ·st°ednami - v₧dy ovÜem doΦasn∞, jen po dobu konßnφ hovoru. TakovΘto spojenφ mezi dv∞ma mφsty, kterΘ neexistuje trvale v Φase, ale je pouze doΦasn∞ sestavovßno a₧ v p°φpad∞ skuteΦnΘ pot°eby, p°edstavuje tzv. komutovan² okruh - switched circuit, dial-up circuit. Komutovan² proto, ₧e procesu p°epojovßnφ uvnit° ·st°edny se odborn∞ °φkß komutace.
Naopak spoj, kter² existuje trvale (i v dob∞, kdy nenφ p°φpadn∞ vyu₧φvßn), se naz²vß pevn² okruh - non-switched circuit, direct circuit. Okruhy, kterΘ si u₧ivatelΘ pronajφmajφ od spojov²ch organizacφ (tj. pronajatΘ okruhy), jsou v₧dy pevn²mi okruhy. Z°φzenφ pevnΘho okruhu obvykle znamenß, ₧e v rßmci telefonnφ ·st°edny se napevno propojφ vhodnΘ, ji₧ existujφcφ p°enosovΘ cesty (resp. na nich vytvo°enΘ okruhy). Pevn² okruh p°itom m∙₧e prochßzet p°es vφce telefonnφch ·st°eden, v ka₧dΘ z nich jsou vÜak p°φsluÜnΘ p°enosovΘ cesty resp. okruhy v₧dy spojeny napevno. Pevn² okruh tak obchßzφ p°epojovacφ za°φzenφ v telefonnφch ·st°ednßch, kterß jsou obvykle zdrojem nejr∙zn∞jÜφch poruch a ruÜenφ na komutovan²ch okruzφch. To je jednφm z d∙vod∙, proΦ mohou b²t pevnΘ okruhy kvalitn∞jÜφ, ne₧ okruhy komutovanΘ (a v d∙sledku toho mohou umo₧≥ovat dosa₧enφ vyÜÜφch p°ensoov²ch rychlostφ). DalÜφm d∙vodem pro vyÜÜφ kvalitu pevn²ch okruh∙ je mo₧nost vybrat pro n∞ dostateΦn∞ kvalitnφ p°enosovΘ cesty ji₧ p°i jejich z°izovßnφ.
SpojovΘ organizace z°izujφ pevnΘ okruhy v₧dy a₧ na zßklad∞ po₧adavk∙ u₧ivatel∙. Podle sv²ch technick²ch mo₧nostφ pro takovΘ p°enosovΘ rychlosti, jakΘ si u₧ivatel objednß (a samoz°ejm∞ takΘ zaplatφ). Pro rozlehlΘ poΦφtaΦovΘ sφt∞ se dnes ve sv∞t∞ pou₧φvajφ pronajatΘ pevnΘ okruhy nejΦast∞ji s p°enosovou rychlostφ 64 kbit/sekundu a vyÜÜφ. V naÜich podmφnkßch jsou vÜak zatφm b∞₧n∞jÜφ spφÜe spoje s ni₧Üφmi p°enosov²mi rychlostmi.
DalÜφ mo₧nΘ hledisko pro klasifikaci okruh∙ je to, zda jsou urΦeny pro p°enos analogov²ch signßl∙ (nap°. telefonnφch, rozhlasov²ch Φi televiznφch signßl∙) , tj. jde-li o analogovΘ okruhy - analog circuits, nebo jsou-li urΦeny pro p°enos Φφslicov²ch signßl∙, tj. jde-li o ΦφslicovΘ okruhy - digital circuits.
Je dobrΘ si uv∞domit, ₧e jednotlivß kritΘria klasifikace se navzßjem nemusφ vyluΦovat. Ve°ejnΘ komutovanΘ analogovΘ okruhy si asi dokß₧e p°edstavit ka₧d² - p°φkladem m∙₧e b²t prßv∞ ve°ejnß telefonnφ sφ¥. PronajatΘ okruhy b²vajφ pevnΘ (nikoli komutovanΘ), ale mohou b²t jak analogovΘ, tak i ΦφslicovΘ. Ve sv∞t∞ dnes existujφ i ΦφslicovΘ okruhy, kterΘ jsou ve°ejnΘ a komutovanΘ.
DatovΘ okruhy a spoje
U lokßlnφch poΦφtaΦov²ch sφtφ si pot°ebnΘ prost°edky pro vzßjemnΘ propojenφ uzlov²ch poΦφtaΦ∙ zajiÜ¥uje a provozuje nejΦast∞ji u₧ivatel sßm. Vzhledem k lokalizaci celΘ sφt∞ (nap°. v rßmci jedinΘ budovy, kterß je vlastnictvφm u₧ivatele) tφm toti₧ neporuÜuje obvykl² monopol spojov²ch organizacφ (sprßv spoj∙) na vlastnictvφ p°enosov²ch cesty a poskytovßnφ p°enosov²ch slu₧eb, kter² se obvykle t²kß jen v∞tÜφch vzdßlenostφ a ve°ejn²ch objekt∙ a prostranstvφ. ProvozovatelΘ resp. z°izovatelΘ lokßlnφch sφtφ si tedy mohou sami zvolit a zrealizovat takov² zp∙sob propojenφ sv²ch uzlov²ch poΦφtaΦ∙, jak² jim nejlΘpe vyhovuje - nejΦast∞ji pomocφ kroucenΘ dvoulinky, koaxißlnφho kabelu Φi dokonce pomocφ optick²ch vlßken, tedy vesm∞s pomocφ linkov²ch p°enosov²ch cest, schopn²ch p°φmo p°enßÜet ΦφslicovΘ signßly.
V p°φpad∞ rozlehl²ch poΦφtaΦov²ch sφtφ jsou jejich z°izovatelΘ v pon∞kud jinΘ pozici, nebo¥ technickΘ prost°edky pro propojenφ sv²ch uzlov²ch poΦφtaΦ∙ si musφ pronajmout od p°φsluÜn²ch spojov²ch organizacφ. Je celkem pochopitelnΘ, ₧e tyto spojovΘ organizace p°itom budou urΦovat pravidla hry - tedy p°esnΘ technickΘ i dalÜφ podmφnky, kterΘ musφ u₧ivatel dodr₧ovat, chce-li pronajat² majetek sprßvy spoj∙ pou₧φvat.
Spojovß organizace (sprßva spoj∙) u₧ivateli poskytuje telekomunikaΦnφ kanßl Φi okruh s urΦit²mi technick²mi parametry, kterΘ definujφ, jakΘ signßly je schopen p°enßÜet. U₧ivatel ovÜem m∙₧e mφt jinΘ po₧adavky na p°enosovΘ schopnosti okruhu, po kterΘm pot°ebuje p°enßÜet signßly jin²ch parametr∙. Proto se na oba konce okruhu p°ipojuje za°φzenφ, kterΘ pot°ebnΘ ·pravy signßlu zajiÜ¥uje. Toto za°φzenφ, fungujφcφ jako m∞niΦ signßlu, se v odbornΘ terminologii naz²vß ukonΦujφcφm za°φzenφm datovΘho okruhu (UZD) - data circuit terminating equipment (DCE).
Uva₧ujme nßsledujφcφ typick² p°φklad: p°enosov² okruh nech¥ je b∞₧n²m komutovan²m telefonnφm okruhem, tedy okruhem analogov²m, schopn²m p°enßÜet analogovΘ signßly v rozmezφ 300 a₧ 3400 Hz. My ho ovÜem pot°ebujeme vyu₧φvat pro p°enos Φφslicov²ch dat, tedy jako okruh Φφslicov². Ji₧ d°φve jsme si ukßzali, ₧e takov²to postup je mo₧n² - pomocφ modulace. Mφsto diskrΘtnφho ΦφslicovΘho signßlu tedy budeme p°enßÜet vhodn² analogov² signßl, kter² je telefonnφ okruh schopen p°enΘst, a kter² budeme modulovat (tj. m∞nit jeho pr∙b∞h) podle toho, jakß data (resp. Φφslicov² signßl, kter² je vyjad°uje) chceme p°enΘst. Pot°ebujeme k tomu ale takovΘ za°φzenφ, kterΘ je schopno zajistit jednak pot°ebnou modulaci analogovΘho signßlu, jednak i opaΦn² proces, tzv. demodulaci, tedy zp∞tnΘ zφskßnφ ΦφslicovΘho signßlu ze signßlu analogovΘho. Toto za°φzenφ se naz²vß modem, co₧ je zkratka od MOdulßtor/DEModulßtor.
UkonΦujφcφm za°φzenφm datovΘho okruhu (za°φzenφm UZD) b²vß nejΦast∞ji prßv∞ modem, v naÜem konkrΘtnφm p°φpad∞ modem telefonnφ, urΦen² pro komutovanΘ telefonnφ okruhy.
Zapojφme-li na oba konce analogovΘho okruhu (obecn∞ telekomunikaΦnφho okruhu) vhodnΘ modemy, vznikne tφm okruh umo₧≥ujφcφ p°enos (Φφslicov²ch) dat, a tudφ₧ oznaΦovan² jako tzv. datov² okruh - data circuit,
SpojovΘ organizace, kterΘ jsou vlastnφky telekomunikaΦnφch okruh∙, kladou p°φsnΘ po₧adavky na za°φzenφ UZD, kterß je mo₧no k jejich okruh∙m p°ipojit. V ka₧dΘm p°φpad∞ musφ b²t toto za°φzenφ spojovou organizacφ po technickΘ strßnce schvßleno, tzv. homologovßno. N∞kterΘ spojovΘ organizace dokonce na zßklad∞ svΘho monopolu vy₧adujφ, aby i za°φzenφ UZD bylo jejich majetkem, a u₧ivateli bylo pouze pronajφmßno.
K datovΘmu okruhu (p°esn∞ji na jeho ukonΦujφcφ za°φzenφ) se pak ji₧ p°ipojujφ takovß za°φzenφ, kterß jsou zdrojem Φi p°φjemcem (Φφslicov²ch) dat. Tedy nejr∙zn∞jÜφ terminßly a poΦφtaΦe. V nep°φliÜ intuitivnφ odbornΘ terminologii se tato za°φzenφ souhrn∞ oznaΦujφ jako koncovß za°φzenφ p°enosu dat (KZD) - data terminal equipment (DTE). Datov² okruh, osazen² na obou koncφch za°φzenφmi KZD, pak vytvß°φ datov² spoj - data link.
Nejr∙zn∞jÜφ terminßly Φi poΦφtaΦe se vÜak nemusφ p°ipojovat p°φmo na ukonΦujφcφ za°φzenφ datovΘho okruhu (za°φzenφ UZD). M∙₧e zde existovat jeÜt∞ mezistupe≥ - nap°. koncentrßtor terminßl∙, kter² dovoluje vφce jednotliv²m terminßl∙m sdφlet jedin² datov² okruh. Jin² p°φkladem mohou b²t r∙znΘ druhy komunikaΦnφch °adiΦ∙, kterΘ se zapojujφ mezi poΦφtaΦ a za°φzenφ UZD, a p°ebφrajφ na sebe v∞tÜinu Φinnostφ spojen²ch s pou₧φvßnφm datovΘho okruhu, kterΘ by jinak musel vykonßvat poΦφtaΦ.