Bezdrátové přenosy
Zásadní nevýhodou všech linkových (drátových) přenosových cest je jejich stacionární povaha a neschopnost vyjít vstříc uživateli, který se potřebuje se svým počítačem pohybovat - ať již v rámci jedné místnosti, jedné budovy, jednoho města, jedné země či celé planety. Řešením pak jsou nejrůznější bezdrátové přenosové technologie, které se v současné době stávají velmi populární. Na jakých principech ale jsou založeny, a jaké mají nejdůležitější vlastnosti?
Řekněme si hned na úvod jednu velmi důležitou věc: současná popularita bezdrátových přenosů není zdaleka dána jen potřebami mobilních uživatelů. Bezdrátové technologie se dnes uplatňují i tam, kde prakticky k žádným pohybům nedochází, a to právě díky své „bez-drátovosti", neboli díky absenci jakýchkoli hmotných vodičů resp. drátů, které by bylo třeba někde pokládat, natahovat, zakopávat apod. Leckdy se totiž ukazuje, že právě tento moment hraje klíčovou roli: například v historických budovách chráněných památkovými úřady není možné rozkopat zeď a natahovat kabely, a tak se zde musí zvolit bezdrátové řešení. Nebo při potřebě překlenout veřejné prostranství může být použití vhodné bezdrátové technologie jediným schůdným řešení, nebo třeba řešením ekonomicky či jinak nejvýhodnějším.
Využití elektromagnetického spektra
Bylo by jistě zbytečné podrobněji rozvádět, že se při bezdrátových přenosech využívá šíření elektromagnetických vln, charakteristických zejména svou frekvencí a od ní odvozenou vlnovou délkou. Zajímavé je spíše podívat se na to, které frekvence či celá frekvenční pásma se dají k přenosům využívat, a jaké vlastnosti z použitých frekvenčních pásem bezprostředně vyplývají.
 |
Rádiové přenosy
Elektromagnetické vlny v rádiové části spektra lze poměrně snadno generovat i přijímat, jejich dosah může být relativně velký, a mohou dokonce i prostupovat budovami - a tak se s úspěchem používají jak uvnitř budov, tak i na otevřeném prostranství. Šíření rádiových vln je všesměrové, což znamená že antény příjemce ani odesilatele nemusí být nějak speciálně směrovány.
Další vlastnosti rádiových vln pak již jsou více závislé na konkrétní frekvenci - na nižších frekvencích vlny snáze prochází skrz překážky, ale jejich „síla" s narůstajícími vzdálenostmi velmi rychle slábne. Naopak rádiové vlny vyšších frekvencí mají tendenci šířit se více přímočaře, a odrážet se od nejrůznějších překážek. Mnohem více jsou také závislé na povětrnostních vlivech, například na dešti a mlze.
Vzhledem k relativně velkému dosahu rádiových vln je velmi důležitá koordinace konkrétních frekvencí a dílčích frekvenčních pásem, tak aby nedocházelo k nežádoucímu vzájemnému ovlivňování či „prolínání" jednotlivých přenosů. Proto také musí být v oblasti rádiových vln relativně nejsilnější a nejpřísnější centrální „dohled" nad přidělováním jednotlivých frekvencí a jejich využitím. Pro potřeby datových přenosů jsou rádiové vlny poněkud handicapovány svou nepříliš velkou šířkou přenosového pásma.
Mikrovlnné přenosy
V pásmu nad 100 MHz se elektromagnetické vlny mohou šířit již velmi přímočaře, a tak je již možné soustředit veškerou jejich energii do poměrně úzce směrovaného paprsku - vyžaduje to použít na obou stranách vhodnou směrovou (parabolickou) anténu, a navíc je nutné tyto dvojice antény dosti pečlivě zaměřit proti sobě. To může být i dosti nepříjemným problémem, například při různých povětrnostních vlivech (např. větru) , které dokáží pozměnit nasměrování antén. Na druhé straně úzce směrové šíření v mikrovlnném pásmu snižuje problémy s vzájemným ovlivňováním a přeslechem jednotlivých přenosů, a znesnadňuje také případný odposlech.
Úzce směrované mikrovlny dokáží cestovat na relativně dlouhé vzdálenosti, ale pouze na přímou viditelnost. Ta je v praxi limitována jak terénními překážkami, které mikrovlny nedokáží obejít, tak i zakřivením země - pokud je pak nutné překlenout pomocí mikrovlnných přenosových tras delší vzdálenosti, je nutné budovat „retranslační stanice" ve vhodných vzdálenostech od sebe, a po dvojicích na přímou viditelnost od sebe. V praxi to bývají maximálně desítky kilometrů mezi jednotlivými stanicemi. Díky retranslačním stanicím je pak ale možné budovat relativně výkonné, laciné a rychlé přenosové trasy i na poměrně velké vzdálenosti.
Přenosy v mikrovlnné části spektra ovšem nemusí být řešeny jen jako úzce směrované, a tudíž použitelné jen mezi vysloveně statickými přijímači a vysílači, které mohou být na sebe přesně nasměrovány. Antény základnových stanic mohou být řešeny například i tak, aby pokrývaly celé své okolí či jen jeho určitou část, a umožňovaly druhým komunikujícím stranám pohyb v rámci tohoto území a svého dosahu - právě na tomto principu jsou řešeny dnešní mobilní komunikace typu GSM. Ty se musí mj. vyrovnat i s tím, že mají k dispozici pouze určitý omezený počet přenosových kanálů (úzkých dílčích částí spektra), které mohou svým uživatelům dynamicky přidělovat, aby se jejich přenosy vzájemně nerušily. Zde proto byly vyvinuty různé techniky hospodaření s dostupnými (resp. přidělenými) částmi spektra, z nichž asi nejznámější je tzv. buňkový (celulární) princip fungování. Ale o něm, i o samotných mobilních komunikacích, si budeme povídat v samostatném modulu.
Bezdrátové přenosy
Přenosy v infračervené části spektra jsou s oblibou používány na velmi krátké vzdálenosti - kdo by například neznal běžná dálková ovládání televizních přijímačů a podobná zařízení. Také u počítačů se tento způsob komunikace stále více prosazuje například pro komunikaci mezi přenosnými počítači a periferiemi (kupř.tiskárnami). Výhodou je totiž relativní nenáročnost implementace a tudíž i nízká cena (většina novějších notebooků například již má zabudovaný infračervený sériový port). Vzhledem k velmi omezenému dosahu také není zapotřebí žádná licence či povolení od spojů. Velkou nevýhodou je naopak skutečnost, že vlny v infračerveném pásmu neprostupují překážkami (ale mohou se odrážet, například od stropu, čehož se v některých systémech záměrně využívá). Další nevýhodou je nemožnost používat tento způsob komunikace mimo budovy, na denním světle - naše sluníčko totiž samo dosti silně září i v infračervené části spektra.
Optické spoje
Optický princip přenosu, používaný u optických vláken, počítá s tím že vlákno se chová jako světlovod a světelný paprsek vede. Optický přenos je ovšem možný i tehdy, kdy světelný paprsek není veden optickým vláknem, ale šíří se volně vzduchem. V praxi se za tímto účelem používají nejčastěji spoje laserové, protože tenký laserový paprsek lze dosti přesně nasměrovat. Přenosová cesta, která takovýmto způsobem vzniká, je svou bytostnou podstatou jednosměrná. Proto se pro vytvoření obousměrné, plně duplexního přenosové cesty musí používat dva proti sobě orientované kanály.
Výhodou laserových spojů je relativně velká šířka přenosového pásma, ale velkou nevýhodou je silná závislost na povětrnostních vlivech. Nedokáží například proniknout skrz déšť či silnější mlhu, a přesnému zaměření laserového paprsku vadí i teplý vzduch, který se ohřívá působením sluníčka a stoupá vzhůru.