Připojte se jinak

Náklady na komutovaný přístup k internetu, prostřednictvím modemů a veřejné telefonní sítě, u nás v nedávné době výrazně vzrostly. Není proto divu, že do popředí zájmu se dostávají nejrůznější alternativní přístupové technologie. Jaké ale tyto alternativy jsou a co by mohly a měly přinést?

Získat přístup k internetu vyžaduje zvolit si některého z tzv. providerů (poskytovatelů připojení), domluvit s ním konkrétní smluvní podmínky a v neposlední řadě propojit vlastní počítačovou síť (či samostatný počítač) s nejbližším vstupním bodem do sítě providera. Právě toto propojení je v užším technickém slova smyslu “připojením k internetu”, protože skrz něj a následně skrz síť providera získává uživatel možnost přístupu ke všem uzlům, které dohromady tvoří to, co je považováno za celosvětový internet.

Pro takto chápané připojení k internetu (tedy propojení vlastní sítě se sítí providera) existuje již dnes celá řada různých technologií vůči sobě alternativních. Důležité ale je uvědomit si, že všechny tyto technologie se navzájem liší jak věcnou podstatou, tak i vlastnostmi (včetně ceny), dostupností a v neposlední řadě i podmínkami nasazení (legislativní omezení, kmitočtová omezení apod.). Praktické důsledky jsou pak takové, že konkrétní zájemci o připojení k internetu mají vždy jen relativně menší výběr, a nezřídka nemají výběr vůbec žádný. Například pro “malé” uživatele (zejména jednotlivce s jediným počítačem) je často jedinou možností komutované připojení k internetu, tzn. využití veřejné telefonní sítě a modemů. Naproti tomu pro “velké” uživatele (například firmy s celými lokálními sítěmi) takovéto komutované připojení nepřipadá v úvahu pro svou malou propustnost a spolehlivost.

Pod pojmem “alternativní přístupové technologie” se proto rozumí takové možnosti připojení k internetu, které jsou alternativou k těm, které v praxi připadají v úvahu již dnes, a to zejména s uvážením konkrétní cenové hladiny. Například pro “malého” uživatele internetu může být alternativní přístupovou technologií taková, která mu nabídne pokud možno lepší služby za srovnatelnou, či ještě lépe nižší cenu. Alternativou ke komutovanému přístupu, který přijde na několik stovek až několik tisíc měsíčně (podle intenzity využívání), asi není trvalé připojení pomocí pronajatého datového okruhu v ceně několika desítek tisíc.

Přitom právě segment “malých” uživatelů je pro rozvoj internetu velmi důležitý, protože je velmi velký a dosud nepříliš nasycený, a tudíž skýtá velký potenciál růstu. Většina alternativních přístupových technologií se proto celkem zákonitě soustřeďuje právě na tento segment.

Co se očekává od alternativních technologií?

Segment “malých” uživatelů je možné definovat jako segment tvořený domácími uživateli a drobnými firemními subjekty (malými firmami). Jejich typickým rysem zřejmě vždy bude malý počet připojených počítačů (jednoho či několika), ale asi nejvýznamnější charakteristikou tohoto segmentu bude omezená výše zdrojů, které jsou tito uživatelé schopni a ochotni vynaložit na svoje připojení k internetu. Právě to je výrazně odlišuje od “velkých” uživatelů, pro které již dnes připadají v úvahu úplně jiná řešení.

I “malí” uživatelé budou od alternativních přístupových technologií požadovat jak příznivější cenu, tak i příhodnější vlastnosti svého připojení. Zkusme si podrobněji rozebrat, jaké změny a odlišnosti vůbec připadají v úvahu, budeme-li srovnávat alternativní technologie s využitím klasické telefonní sítě a modemů ke komutovanému přístupu.

Velmi významná je celá povaha tarifikace, tedy to, za co se platí. U nás, stejně jako ve většině zemí Evropy (ale na rozdíl od USA a dalších zemí), se používá tzv. časově závislý tarif – uživatel tedy platí úměrně tomu, jak dlouho telefonuje. To přitom platí jak pro dálkové hovory, kde to má své věcné opodstatnění, tak i pro hovory místní, které u připojování k internetu zcela dominují. Časově závislá tarifikace však vůbec nekoresponduje s charakterem přenosů při typické práci v internetu. Jako příklad stačí uvést situaci uživatele, který si načte určitou WWW stránku do svého browseru, pak ji postupně pročítá a eventuálně klepne na nějaký odkaz, což způsobí načtení další stránky. Přenosové cesty jsou přitom vytíženy značně nerovnoměrně – nejprve jsou plně vytíženy při načítání jedné stránky, pak určitou dobu nejsou zatíženy vůbec, a posléze jsou zase na určitý časový interval znovu vytíženy pro načtení další stránky. Časově závislá tarifikace v telefonní síti však znamená, že uživatel bude platit jak za dobu, kdy přenosové schopnosti sítě využívá, tak i za dobu, kdy ji nevyužívá (kdy sám čte či jinak zpracovává nějaký obsah z internetu). To má velmi neblahé účinky na způsob práce uživatelů s internetem, protože je to nutí “málo přemýšlet a hodně konat”, tak aby maximálně efektivně využili dobu svého připojení, mohli se rychle odpojit a veškeré “myšlení” odsunuli na dobu, kdy budou odpojeni.

Od alternativních technologií budou uživatelé internetu právem očekávat, že výše naznačené je tlaku zbaví (pokud to nedokáže provozovatel telefonní sítě, který není ochoten nabídnout paušální tarif za místní hovory). Toto očekávání přitom může převážit i nad očekáváním celkově nižší cenové hladiny u alternativních přístupových technologií, protože uživatel tím získává mnohem vyšší užitnou hodnotu, pokud jde o jeho připojení. Je ale samozřejmě velmi individuální, kdo dá přednost vyšší užitné hodnotě a kdo se zaměří jen na nižší cenovou hladinu.

Dalším významným požadavkem je otázka dostupnosti internetu pro koncové uživatele. Při komutovaném připojení se spojení zřizuje na popud uživatele, a tedy tehdy, kdy to on potřebuje, resp. uzná za vhodné. Pokud by časová i finanční režie na zřízení spojení byla dostatečně malá, nejlépe nulová, pak by z pohledu uživatele mohlo být jedno, zda má jeho připojení trvalý charakter, nebo pouze charakter dočasný a spojení je zřizováno až na základě konkrétní potřeby. Pokud by ale mělo dojít k významnějšímu rozvoji internetu jako prostředku masové komunikace mezi lidmi, pak je nutné i to, aby spojení mohlo být iniciováno i na popud zvenčí – například tehdy, když někdo bude někomu telefonovat na jeho počítač (nebo jej volat pomocí služby ICQ či jiným interaktivním způsobem). Pro alternativní technologie bude tedy výraznou předností, pokud něco takového dokážou (nebo budou poskytovat spojení trvalého charakteru, u kterého je požadavek na možnost “dovolání” také splněn).

Velmi důležitá je samozřejmě také velikost přenosové kapacity, kterou alternativní přístupová technologie poskytuje. Neméně významný je i charakter této přenosové kapacity. Je vyhrazena (tzv. dedikována) pro konkrétní připojení, a má tedy vždy stejnou a garantovanou velikost? Nebo je sdílena více uživateli s jejich individuálními přípojkami? První případ je téměř vždy dražší, ale na druhé straně může poskytovat záruku (garanci) kvality přenosových služeb, včetně přenosové rychlosti, zpoždění atd. Druhý případ je zpravidla lacinější, ale naopak neposkytuje žádné záruky (protože vždy závisí na momentálním souběhu aktivit všech uživatelů, kteří sdílí společnou přenosovou kapacitu). Existují ale i kombinace obou možností, které se snaží poskytnout to nejvýhodnější z obou variant: garantují určitou minimální propustnost, ale v případě momentální dostupnosti nabízí i více.

Jaké jsou alternativní přístupové technologie?

Dalším zajímavým rysem všech alternativních technologií je jejich snaha o maximální efektivnost, tzn. o “vytěžení maxima” s minimem nákladů. Přitom těžiště nákladů se postupem času stále více přesouvá z oblasti nákladů na technologie do oblasti nákladů na lidskou práci. Lze to dokumentovat na banálním příkladu pokládky nového kabelu (ať již metalického, či optického) – cena tohoto kabelu ve srovnání s náklady na jeho pokládku rychle klesá. Pro alternativní přístupové technologie proto nejsou typické snahy o pokládku vlastních kabelů, jako spíše snahy o maximálně efektivní využití takových kabelů, které již položeny jsou. Nebo snahy o takové řešení, které žádné kabely nevyžaduje. Pokud již opravdu je nutná nějaká pokládka kabelů, pak jsou voleny takové kabely, které mají obrovský přenosový potenciál (což jsou především optické kabely).

Alternativní přístupové technologie, tak jak jsme si je v předchozích odstavcích zavedli, můžeme podle jejich vztahu k využití přenosových cest (kabelů) rozdělit do následujících skupin:

“telefonní” technologie, využívající metalické vodiče, původně určené pro klasickou telefonii (tzv. účastnické přípojky);
bezdrátové technologie, které nevyžadují žádné “hmotné” přenosové cesty (kabely);
“kabelové” technologie, využívající kombinace optických a metalických kabelů, nejčastěji v rámci rozvodů kabelových televizí;
optické technologie, využívající výhradně optických vláken, resp. kabelů;
“silové” technologie, využívající existujících energetických rozvodů (napájení 220 V)

Jiným zajímavým kritériem pro dělení přístupových technologií je jejich symetrický či asymetrický charakter. Symetrické technologie používají stejný způsob přenosu pro oba směry, zatímco asymetrické nikoli (například data se jedním směrem přenáší bezdrátovým způsobem a druhým směrem po metalickém vedení). To může, ale nemusí souviset s asymetričností ve velikosti přenosové kapacity v obou směrech – i takové technologie, které přenáší data oběma směry stejným způsobem, mohou nabízet v každém směru jinou propustnost (nominální přenosovou rychlost).

Se symetrií, resp. asymetrií souvisí i sdílený nebo vyhrazený charakter přístupové technologie – také zde je možné, aby jeden směr přenosu měl povahu vyhrazené přenosové kapacity, zatímco druhý směr měl naopak sdílený charakter.

“Telefonní” technologie

Obrovský potenciál je ukryt v metalických vodičích, které byly v průběhu mnoha desetiletí existence telefonní sítě položeny mezi telefonními ústřednami a nejrůznějšími objekty charakteru kanceláří či bytů apod. Pro potřeby telefonování je jejich přenosový potenciál využit jen minimálně, a v rámci analogové sítě je tento jejich potenciál dokonce ještě uměle omezován (omezením šířky přenosového pásma na 3,1 kHz). V důsledku toho je pak výrazně omezena i možnost jejich využití pro potřeby datových přenosů: na přípojce vedoucí k analogové telefonní ústředně (a tedy s umělým omezením šířky pásma) je dosažitelné maximum 33,6 kb/s (na jednu linku). Na přípojce vedoucí k digitální ústředně je možné dosáhnout až rychlosti 56 kb/s, ovšem nesymetricky, pouze ve směru ke koncovému uživateli (a ve směru od něj je maximem 33,6 kb/s). Další cesta ke zvyšování přenosové kapacity zde již vede jen přes současné použití více telefonních linek, a to paralelním způsobem.

První alternativní technologií usilující o využití telefonních účastnických přípojek je technologie ISDN. Tu si lze představit jako “prodloužení” digitálního způsobu telefonní sítě až ke koncovým účastníkům, tak aby telefonní hovor byl již od koncového účastníka přenášen v digitální podobě, tedy jako číslicová data. Přenosové cesty tudíž budou fungovat plně digitálně a pak je možné je využít i pro přenos “počítačových” dat. Technologie ISDN nabízí ve své nejjednodušší podobě (v rámci tzv. BRI přípojky, určené pro domácnosti a malé kanceláře) dva datové kanály o 64 bitech každý plus jeden služební kanál o 16 kb/s.

I technologie ISDN je ale poměrně stará a její schopnost využít přenosový potenciál metalických vodičů, tvořících účastnické telefonní přípojky, je žalostně malá – alespoň ve srovnání s moderními technologiemi, které jsou zahrnovány pod společné označení xDSL (od: Digital Subscriber Loop). Tyto technologie dosahují na stejných metalických vodičích přenosových rychlostí až v řádu megabitů za sekundu, tedy o tři řády vyšších než ISDN. Konkrétní přenosové rychlosti, kterých tyto technologie dosahují, samozřejmě závisí i na kvalitě použitých “drátů”. Obecně také platí, že mají jen omezený dosah a že jejich rychlost klesá se vzdáleností, na kterou jsou použity.

Termín “xDSL” je přitom společné označení pro celou řadu technologií, které kromě svého celkového záměru (maximálního využití “již existujících drátů”) nemusí mít zas tak moc společného:

ADSL (asymmetric DSL) má dnes dva standardy: ADSL-1 poskytuje ve směru k uživateli (tzv. downstream) přenosovou rychlost 1,5 nebo 2 Mb/s a v opačném směru (tzv. upstream) 16 až 64 kb/s; standard ADSL-3 dosahuje ve směru k uživateli (downstream) až 6,144 Mb/s a v opačném směru až 640 kb/s. Na kvalitních metalických vodičích (tzv. kroucené dvoulince) může ADSL-1 fungovat až do vzdálenosti 18 000 stop a ADSL-3 na vzdálenost 12 000 stop.
VDSL (Very high-speed DSL) nabízí ještě vyšší přenosové rychlosti než ADSL, avšak na kratší vzdálenosti.
RADSL (Rate-adaptive DSL) upravuje svou přenosovou rychlost podle kvality metalických vodičů.
HDSL (High data-rate DSL ) přenáší data rychlostí 1,5 Mb/s v obou směrech, a jde tedy o symetrickou technologii. Vyžaduje však dva páry kroucené dvoulinky. Existuje i možnost přenosu rychlostí 2 Mb/s, a to při použití 3 párů vodičů. Dosažitelná vzdálenost je 12 000 stop, resp. 9000 stop.
SDSL (“single-pair DSL” nebo “symmetric DSL”) je technologie obdobná HDSL, avšak vystačí jen s jedním párem vodičů. Přenosovou rychlost lze měnit v krocích po 64 kb/s, a to až do 2 Mb/s v obou směrech.

Technologie xDSL lze samozřejmě použít všude tam, kde jsou k dispozici vhodné páry metalických vodičů (kroucená dvoulinka). U technologií ADSL, VDSL a RADSL se však předpokládá hlavně nasazení na telefonních účastnických přípojkách, zatímco technologie HDSL a SDSL jsou zamýšleny spíše jako cenově výhodnější alternativy k pronajatým okruhům T1 či E1 (a jejich částem, tzv. fractional T1 či E1).

Kromě omezeného dosahu je zejména u ADSL, VDSL a RADSL problém také v tom, zda je vůbec možné je nasadit na existující metalická vedení, původně sloužící jako účastnické telefonní přípojky. Záleží totiž na tom, komu tyto “dráty” patří. Pokud patří telefonním společnostem, což je nejčastější případ, pak uživatel potřebuje jejich souhlas k nasazení technologií xDSL. Dalším problémem je místo zakončení okruhu, který vzniká nasazením xDSL modemů na existující účastnickou přípojku. Tyto přípojky byly vždy kladeny tak, aby směřovaly od uživatele do nejbližší telefonní ústředny – a tak i okruh xDSL vede k telefonní ústředně, a nikoli k internetovému providerovi, ke kterému se uživatel chce připojit (pokud zrovna oba subjekty nesplývají v jeden).

Bezdrátové technologie

Bezdrátové technologie, jak již jejich název napovídá, nevyžadují žádné “drátové” přenosové cesty – nevyžadují tudíž žádnou pokládku kabelů (ale pouze možnost využít určitou část frekvenčního spektra). Díky tomu mohou podporovat i mobilitu svých uživatelů. Navíc mohou úspěšně využívat i všesměrový charakter vysílání, kdy jsou data z jednoho zdroje přenášena k více příjemcům současně. Všesměrový charakter vysílání je ale výhodný jen při jednosměrném přenosu, zatímco při potřebě opačného směru je zapotřebí určitá forma koordinace zájemců o vysílání v příslušném směru.

Systematická klasifikace bezdrátových přístupových technologií je dosti obtížná, proto následuje spíše jen výčet existujících možností dle způsobu jejich fungování:

Buňkové “hlasové” technologie: jde o systémy určené primárně pro přenos hlasu, ale využitelné i pro přenos dat. Přenos probíhá po vyhrazených kanálech (definovaných určitým úzkým frekvenčním pásmem) a kvůli jejich omezenému počtu je nutný buňkový (celulární) princip – konkrétní kanály, použité v rámci jedné buňky, nejsou použity v žádné z přímo sousedících buněk (a mohou být znovu použity až v nesousedních buňkách, kde nebezpečí interference nehrozí). Příkladem buňkového systému určeného pro telefonování a podporujícího mobilitu svých uživatelů je systém GSM (Global System Mobile). Jelikož jde o úzkopásmový systém, je schopen zprostředkovat přenos dat pouze rychlostí 9,6 kb/s. Na druhé straně umožňuje při této rychlosti přístup k internetu odkudkoli v dosahu GSM sítě, a to dokonce i za pohybu. Z hlediska přístupu k internetu však jde spíše o nouzové řešení, především kvůli rychlosti.

Buňkové “datové” technologie: jde o takové systémy, které také fungují na buňkovém principu, ale z jiné příčiny – nejčastěji kvůli omezenému dosahu signálu ze své základnové stanice, která stojí ve středu buňky. Vysílání má pak sdílený charakter, což znamená, že jde v zásadě o sdílenou přenosovou kapacitu. V rámci buňky pak mohou být zajištěny určité minimální garantované kapacity pro jednotlivé účastníky buňky. Mobilita koncových účastníků (uvnitř buňky i mezi buňkami) je sice v principu možná, ale obvykle se s ní nepočítá.

Bezdrátové dvoubodové spoje: do této kategorie spadají nejrůznější bezdrátová řešení, která se chovají analogicky jako “drátové” vedení mezi dvěma body. Nejčastěji jde o různé druhy směrových bezdrátových spojů (např. mikrovlnných pojítek). Někdy se v této souvislosti používá i výstižné označení Wireless Local Loop (bezdrátová místní smyčka, resp. účastnická přípojka). Přenosová kapacita má v tomto případě vyhrazený charakter.

Satelitní technologie: využívají k šíření signálu buď stacionární satelity, nebo soustavu satelitů pohybujících se vůči povrchu Země. Nejefektivnější jsou přenosy směrem k uživateli, které mohou mít všesměrový charakter (tj. směřovat k více příjemcům současně). Jakmile má být realizován i přenos opačným směrem, musí být použita nějaká forma řízení přístupu k přenosovým kanálům, které satelity vytváří. Dobře zavedenou satelitní technologií, určenou primárně pro přenos dat, je technologie VSAT. Novějším řešením jsou asymetrická řešení, jako např. řešení DirecPC společnosti Hughes, které využívá satelitní spojení pro přenos dat směrem k uživateli, zatímco pro opačný směr jsou využívány pozemní přenosové trasy, zejména telefonní síť. Toto řešení však již připadá v úvahu spíše pro “větší” uživatele.

Kabelové a “ostatní” technologie

Zajímavou možnost přístupu k internetu nabízí i televizní kabelové rozvody. Ty jsou nejčastěji budovány pomocí kombinace optických a metalických (nejčastěji koaxiálních) kabelů a mohou se vyskytovat ve dvou základních podobách – buď jako jednosměrné distribuční systémy, nebo jako systémy obousměrné, pamatující i na opačný směr přenosu, než je distribuce směrem k divákům. I jednosměrné systémy s čistě distribučním charakterem přitom mohou být využity pro přístup k internetu, pokud se přenos opačným směrem realizuje jinou cestou, například pomocí telefonu. Nejjednodušší je situace u obousměrných kabelových rozvodů, kde je poměrně velký prostor pro realizaci nejrůznějších kombinací a strategií datových přenosů, pokud jde o propustnost a chování sítě. Téměř vždy však jde o asymetrické řešení, které má větší přenosovou kapacitu směrem ke koncovým uživatelům a menší kapacitu v opačném směru.

Jako další vývojové stadium kabelových rozvodů (původně “čistě televizních”) si lze představit i ryze optické rozvody, tzn. dotažení optických vláken až ke koncovým účastníkům. Takovéto systémy mají jistě největší přenosový potenciál a umožňují splnit téměř jakékoli požadavky uživatelů a poskytovatelů. Na druhé straně jsou ale nejvíce nákladné.

Velkým hitem jsou v současné době pokusy využít pro přístup k internetu i energetické rozvody (u nás rozvody 220 V), které existují snad ve všech obydlených objektech. Proč tedy nepřenášet data i po těchto “drátech”? Myšlenka to není nijak nová, ale její realizace je stále ve stadiu různých pilotních projektů. Příčinou jsou četné komplikace, vyplývající z vlastností silových rozvodů i z odlišností energetických distribučních sítí v různých zemích. U nás je například problém v tom, že se místo ochrany proudovým chráničem používá ochrana nulováním, někde posílená i tzv. pospojováním. To všechno jsou faktory, které využití těchto energetických rozvodů i pro datové přenosy dosti komplikují.

Základní problém alternativních přístupových technologií

Alternativních technologií použitelných pro přístup k internetu existuje celá řada; mnohé další jistě ještě vzniknou, či dokonce právě vznikají. Důležité je ale uvědomit si, že jedna věc je experimentální odzkoušení “technické způsobilosti” určité technologie, například na vhodném pilotním projektu, a něco jiného je praktické nasazení takovýchto technologií do života, na běžné komerční bázi, tedy tak, aby si alespoň “na sebe vydělaly”. Většina těchto technologií je přitom využitelná jak pro poskytování datových služeb, konkrétně spočívajících v přístupu k internetu, tak i pro poskytování služeb hlasových, spočívajících v klasickém telefonování. Právě zde, v kombinaci hlasových a datových služeb, je šance na potřebné ekonomické prosazení. Dokud totiž půjde jen o přístup k internetu, potřebného “hybného momentu” se jen těžko dosáhne. Poskytování hlasových služeb v ČR však bude ještě skoro dva roky (do konce roku 2000) bránit existující monopol SPT Telecom. Do té doby se masovějšího nástupu alternativních technologií i pro přístup k internetu asi stěží dočkáme.