Chcete rychlý internet? - Co je dobré vědět o vysokorychlostních internetových sítích / 1. část

Při pracovních schůzkách s lidmi z veřejné správy, které často míváme, se nás tito lidé ptají na rozdíly v technologiích připojení k internetu. Dotazy jsou logické, někdy i překvapivě do hloubky, na druhou stranu někteří mají pevný názor, že cokoliv kromě optického vlákna až do domů je nemožně zastaralé a v budoucnu nepoužitelné řešení. Jenomže u nich v obci žádný operátor nikdy optickou síť nepostaví, protože taková investice se mu nikdy nevyplatí.

Pojďme se podívat na jednotlivé technologie trochu blíže a řekněme si, jaké výhody a nevýhody mají. Pokusím se shrnutí zjednodušit, protože všechny technologie se bouřlivě vyvíjejí, bez ohledu na přenosové médium, ať jde o optiku, metalický kabel nebo vzduch.

Na páteři je optika

Úplný základ každé sítě je její páteřní a z ní vyvedená přípojná část, ta do obce přivádí internetovou konektivitu. I o páteřních sítích by se dalo napsat mnoho, ale pro nás je v tuto chvíli důležitá jenom jedna informace: je to optická infrastruktura. Jde o takovou dálnici, která vede do propojovacích bodů internetové infrastruktury.

Z páteřní sítě směrem k účastníkovi jde síť přípojná. Ta je nejlépe optická, ale velké procento obcí je připojené pomocí pojítek. Jedná se o bezdrátový přenos dat, jehož vnějším znakem jsou velké antény u telekomunikačních věží. Tato pojítka si nesmíme plést s wi-fi, jde o něco úplně jiného. Radiová pojítka přenášejí data z bodu do bodu, u profi spojů jde výhradně o plně duplexní komunikaci se stejnou kapacitou oběma směry a s vysokou spolehlivostí bez ohledu na počasí. Jsou všude, i nejlepší mobilní síť má přípojnou část sítě založenou na optice jenom asi z 20%.

Vývoj technologie přináší dříve netušené přenosové kapacity, není problém dosáhnout řádu několika gigabitů za sekundu. Jenomže… Háček je ve vysokých poplatcích, které provozovatel odvádí státu, a v ceně samotného provozu. Nejlepší a dlouhodobě nejvýhodnější řešení přístupové sítě do obcí je bezesporu optická infrastruktura.

Internet po kabelu

Přípojná síť v samotné obci napájí přístupový bod sítě, a zde začínají doslova technologické orgie. Pro orientaci si rozdělíme základní technologie podle přenosového media.

Stále nejrozšířenějším kabelovým médiem je měděný drát. Kroucená dvoulinka je hodně využívaná, a vzhledem k tomu, že souvisí s telefonováním přes starou dobrou pevnou linku, najdeme ji opravdu skoro všude. Nevýhoda je zřejmá, využíváme něco, co nebylo konstruováno pro přenos dat, a hledáme, jak nebohý tenký kabel k telefonu donutit vyhovět potřebám dnešních domácností. A musíme uznat, že se to vývojářům docela podařilo. Dnešní teoretické kapacity v síti xDSL kolem 250 Mbps na jednu dvoulinku jsou docela reálné, ale vyžadují délku metalického vedení mezi ústřednou a zařízením v domácnosti v řádech maximálně desítek metrů. I při využití elektronického potlačení šumu pozadí a moderních standardů, rychlost přípojky se vzdáleností od ústředny rychle klesá. A silnou nevýhodou jsou i zanedbané rozvody telefonních linek v některých obcích. Snahou provozovatele xDSL sítě je proto posouvat blíže k uživatelům optiku, a zkracovat tak vzdálenost od předsunuté ústředny na minimum. Věčnou nevýhodou telefonní sítě je také nesymetričnost provozu, směr od uživatele na servery v internetu na tom bude vždycky hůř než tok dat opačným směrem.

Podstatně výhodnější pro přenos dat jsou koaxiální kabely, které využívají kabelové televize. Jsou to v podstatě anténní rozvody, s velkou využitelnou šířkou pásma. Kromě televizních stanic zbývá ještě dost prostoru pro data, a zde mluvíme o stovkách megabitů. Takže i starší koaxiální rozvody, při osazení novou aktivní technologií DOCSIS 3.1, mohou přenášet s kapacitou stovek Mbps, pro download i upload na stovky metrů. Samozřejmě i kabelové společnosti přisouvají optickou infrastrukturu blíže k uživatelům, z mnoha dobrých technických důvodů. Jenomže takovou kabelou televizi těžko někdo budoval v malých obcích, kterých je v České republice většina.

Pro pořádek uvedeme technologii ethernetové strukturované kabeláže. Čtyřpárový kroucený kabel je určený pro rozvody v budovách, pro dlouhá vedení infrastrukturální části sítě se nepoužívá. Pokud však máte rozvody v budově pomocí takového kabelu natažené, není problém přenášet 1 Gbps oběma směry na vzdálenost kolem 100 m. Takovým sítím se říká FTTB, a jsou rozšířené, jejich instalace byla v minulosti mnohem dostupnější nežli optické rozvody v domě. Ethernetové sítě nemají nevýhodu poklesu datové průchodnosti v závislosti na délce vedení, jsou technicky jasně definované. Předpokládá se napojení aktivního prvku datové sítě optickým kabelem. Používá se i připojení radiovým pojítkem, typické jsou odskoky na panelové domy z optického kabelu v sousedství.

Technologie budoucnosti jsou bezesporu přístupové optické sítě. Jejich výhody jsou značné, světlo dokáže měnit stavy s velkou šířkou pásma a šíří se na velké vzdálenosti, takže při vhodně zvolené topologii sítě může mít každý zákazník své vlákno, a tím i v podstatě libovolnou datovou propustnost domácí linky. Takové sítě označujeme jako FTTH, fiber to the home. Každá, i když v tomto případě úžasná technologie, má svůj háček. Operátoři používají pasivní technologii GPON, jejíž hlavní výhoda spočívá v minimálních provozních nákladech, nepotřebuje totiž napájení. GPON umí pomocí součástky zvané dělicí rozbočovač – splitter, pomocí lomu světla vydělit signál z jednoho vlákna na další desítky vláken (až 1:128), které vedou k zákazníkovi. Z logiky věci se velký potenciál datové propustnosti vlákna rozdělí podle počtu domácností, a zákazník na síti GPON může mít ve skutečnosti nižší datovou propustnost nežli zákazník připojený metalickým médiem. Nevýhoda se dá ošetřit vhodným návrhem sítě, kde se položí vlákno z centrálního bodu až k zákazníkovi, a samotné splittery se osazují v jednom bodě u operátora. Vždy se takto postupovat nedá, GPON je také řešení pro zavěšené optické sítě, například na telefonní sloupy. Zde se skutečně zavěšuje malý počet vláken umístěný v odolných kabelech a jednotlivé odbočky k domům jsou řešené rozbočovačem. V malých obcích to nevadí, není zde tolik zákazníků, aby se nevýhoda dělení kapacity mohla projevit. V rozsáhlých sítích je to nevýhoda.

Alternativní technologie k GPON se nazývá AON, Active optical network. V případě tohoto řešení má každý uživatel své vlastní optické vlákno a vlastní aktivní port v centrálním bodě sítě v obci. Díky tomu je kapacita přenosu teoreticky neomezená. Celou propustnost přístupové sítě, bez ohledu na použitou technologii, limituje kapacita vyšších vrstev sítě. Když do obce přiteče například maximálně gigabit, musí se rozdělit mezi všechny uživatele. Musíme akceptovat situaci, kdy 1 Gbps teoretické kapacity přípojky v domácnosti je úplně něco jiného, nežli 1 Gbps kapacity na páteřní trase.

V příštím pokračování se seznámíme s technologiemi bezdrátového přenosu.