Část IV.- ADSL přenosy

Technologie ADSL dosahuje přenosových rychlostí až 7 či dokonce 9 Mbps, byť jen v jednom směru (a v opačném pouze desetinu této rychlosti). Je to možné díky tomu, že využívá podstatně větší šířku přenosového pásma na místní smyčče. V praxi ale velmi záleží i na délce a celkové kvalitě místní smyčky.

Celé naše dosavadní povídání o vývoji veřejné telefonní sítě se opíralo primárně o pohled "ze světa spojů". Byli jsme svědky toho, jak se služby dostupné koncovým uživatelům měnily v závislosti na tom, k jakým změnám docházelo v samotné telefonní síti, s jejími ústřednami a vzájemným propojením těchto ústředen. Z tohoto pohledu lze říci, že technologie ISDN je určitým vyvrcholením vývoje, opírajícího se právě o možnosti a vlastnosti telefonní sítě jako takové. Pokud bychom chtěli jít dále, zejména ve zvyšování přenosové rychlosti dostupné koncovým uživatelům, a z celistvých násobků 64 kbps u ISDN se chtěli dostat k rychlostem v řádu megabitů, narazili bychom. Nepřekonatelným problémem by bylo to, že ony nesmírně drahé a údajně velmi výkonné a vysoce inteligentní telefonní ústředny nejsou na takovéto rychlosti dimenzovány (a při podrobnějším pohledu na věc bychom zjistili, že se důsledně drží principu přepojování okruhů a nejsou stavěny s ohledem na potřeby přenosu dat, tradičně probíhající na bázi přepojování paketů).

Představa využití telefonní sítě v rámci ISDN

ADSL jako nadstavba

Další vývoj se tedy již musel ubírat jinou cestou - takovou, která se již dokáže zbavit omezujícího vlivu telefonní sítě. Právě tak to činí technologie ADSL. Přesněji: rodina technologií xDSL (Digital Subscriber Line), zahrnující vedle ADSL celou řadu dalších technologií. Jejich společným a velmi charakteristickým znakem je snaha využít na maximum přenosový potenciál existujících metalických rozvodů, především pak místních smyček. Jak uvidíme příště, problém s "nepostačující" telefonní sítí řeší ADSL tak, že těsně před vstupem do první telefonní ústředny (viděno z pohledu připojeného uživatele) zajistí odbočení dat (datového proudu) a jejich vedení jinou cestou, která je již vhodněji navržena a adekvátně dimenzována.

Představa nasazení technologie ADSL na místní smyčku

Vše se tedy děje s ohledem na maximální možné využití toho nejvzácnějšího: místních smyček, položených do země mezi místem výskytu telefonních ústředen a místy, kde se vyskytují zákazníci. Cílem je poskytování toho, co je dnes zřejmě nejžádanější: datových služeb. Cílem naopak není rozvíjet pevnou telefonní síť a zdokonalovat její možnosti. Konkrétně v případě ADSL si lze představit, že tato nová technologie koexistuje vedle "staré dobré telefonní sítě" a nijak jí nepřekáží v jejím dosavadním fungování ani jej neomezuje. Nasazení ADSL má tedy charakter jakéhosi doplňku, nadstavby či přídavku, nikoli charakter výměny či náhrady.

V praxi to znamená, že pokud máte pevnou telefonní linku (tj. vede-li k vám místní smyčka od telefonní ústředny) a pořídíte si na ni ADSL, můžete telefonovat tak jako doposud a datové přenosy k tomu využívat navíc, bez omezení telefonního provozu. Dokonce je možné i to, aby ona pevná telefonní linka (resp. místní smyčka) patřila někomu jinému, například vašemu sousedovi, a vy si po ní pouze necháte přenášet data prostřednictvím ADSL.

Vliv frekvenčního omezení

Chceme-li pochopit, jak ADSL funguje a jak může po jedné místní smyčce nabízet tradiční hlasové hovory a současně s tím i vysokorychlostní datové přenosy, musíme se vrátit k jedné důležité skutečnosti, kterou jsme si uvedli již v prvním dílu. Tehdy jsme si naznačili, že schopnost místních smyček přenášet signály různých frekvencí byla na počátku vývoje telefonní sítě uměle omezena - na rozsah 300 až 3400 Hz.

Tzv. vanová křivka

Důvodem bylo tehdejší propojení mezi analogovými ústřednami, realizované pomocí frekvenčního multiplexu (čím užší byl rozsah frekvencí připadající na jeden hovor, tím více jednotlivých hovorů se dařilo vměstnat do širokopásmového propojení mezi ústřednami). Pro připomenutí si ukažme znovu obrázek tzv. vanové křivky a vzájemného propojení ústředen, s naznačením frekvenčního multiplexu.

Představa propojení ústředen a umístění umělého frekvenčního omezení

Jak jsme si také již řekli dříve, omezení rozsahu přenášených frekvencí zásadně ovlivňuje i dosažitelnou přenosovou rychlost, neboli schopnost přenášet digitální data - z rozsahu 300 až 3400 Hz lze "vytřískat" maximálně něco kolem 30 kbps. Dokonce jsme si řekli i to, že vztah mezi rozsahem využitelných frekvencí (tzv. šířkou přenosového pásma, jak se říká v odborné terminologii) a maximální dosažitelnou přenosovou rychlostí je zcela nezávislý na konkrétním způsobu modulace (neboli: na dokonalosti technologií, používaných v modemech). Z tohoto pohledu stávající telefonní modemy pro 33,6 kbps jdou doslova "nadoraz" (dokonce využívají i okrajových částí vanové křivky, viz obrázek, kde již je přenášený signál hodně utlumen), a modemy 56 kbps umělé omezení přenášených frekvencí specifickým trikem obchází. Technologie ISDN pak je řešením, které předpokládá úplné odstranění onoho umělého omezení (buď při přeměně stávající pevné linky na ISDN linku, nebo jeho nezavedením při zřizování zcela nové linky).

Čeho dosahuje ADSL?

Jak jsme si uvedli minule, ISDN dosahuje na místní smyčce přenosové rychlosti 160 kbps (u přípojky BRI, alias euroISDN2). Důležité ale je, že to rozhodně není žádné maximum. Přenosový potenciál místních smyček je totiž podstatně vyšší a zdaleka nekončí na 160 kbps!! Pokud totiž jsou zcela zbaveny umělého frekvenčního omezení, a mohou tedy přenášet i signály podstatně vyšších frekvencí, začíná znovu záležet na dokonalosti modulačních technik - dokonalejší modulační technika může dosáhnout vyšších přenosových rychlostí. A přesně o tom je ADSL.

Díky dokonalejší modulační technice je ADSL schopné dosáhnout na dostatečně kvalitní a nepříliš dlouhé místní smyčce rychlosti až 7 či dokonce 9 Mbps (megabitů za sekundu)!

Již ve svém názvu však má ADSL (od: Asymmetric Digital Subscriber Line) zakotveno, že je technologií tzv. asymetrickou. Tomu je třeba rozumět tak, že neusiluje o stejnou přenosovou rychlost v obou směrech, ale snaží se maximalizovat rychlost v jednom směru, byť za cenu výraznějšího zpomalení ve směru opačném. Proto také oněch báječných 7 až 9 Mbps je u ADSL dosahováno jen v jednom směru, zatímco v opačném směru je rychlost často jen desetinová!!

V praxi pak bývá ADSL nasazováno zejména pro potřeby připojování k Internetu tak, aby vyšší rychlost byla ve směru ze sítě k uživateli, a nižší rychlost v opačném směru, tedy od uživatele směrem do sítě. To má závažné důsledky i pro celkové směrování ADSL: je to technologie pro uživatele internetových služeb (kteří více "konzumují" než "produkují"), nikoli pro poskytovatele služeb.

Zajímavé je také, že konkrétní hodnoty, uváděné jako maximum rychlostí které je ADSL schopné dosáhnout, jsou často dosti odlišné (norma ITU G.992.1 např. uvádí 7 Mbps pro downstream a 640 kbps pro upstream). Zde je třeba vzít v úvahu, že dosažitelné přenosové rychlosti jsou závislé na délce a kvalitě místní smyčky. Obecně samozřejmě platí, že na kratších smyčkách lze dosahovat vyšších rychlostí a na delších smyčkách naopak jen nižších rychlostí. Obvykle uváděných 7 až 9 Mbps se většinou týká ideální situace a délky místní smyčky do cca 5 km.

Jinou záležitostí ale je způsob, jakým může být ADSL v praxi využíváno. Konkrétní operátoři totiž nemusí využívat možností ADSL naplno, ale mohou v rámci různých cenových programů nabízet specificky omezené kombinace rychlostí. Činí tak i Český Telecom, když v rámci svého "Regionálně omezeného testovacího provozu" nabízí kombinace:

• 256 kbps/64 kbps (downstream/upstream)
• 512 kbps/128 kbps
• 1024 kbps / 256 kbps

Jak moduluje ADSL?

Jak jsme si již naznačili, ADSL může dosahovat na místních smyčkách vyšších přenosových rychlostí díky tomu, že využívá širší rozsah frekvencí (větší šířku přenosového pásma). Jak ukazuje následující obrázek, jde konkrétně o frekvence až do 1,1 MHz.

Využití šířky přenosového pásma technologií ADSL

Z obrázku je také patrné, že nižší frekvence (od 0 do 4000 kHz) jsou stále využívány pro potřeby tradičních hlasových přenosů (což je vysvětlením toho, že ADSL může fungovat jako nadstavba nad klasickou pevnou linkou a nebránit jejímu fungování). Další část nižších frekvencí je pak využívána pro přenos směrem do sítě (na tzv. upstream, od cca 26 po 138 kHz), a nejvyšší frekvence pro přenos ze sítě (na tzv. downstream, od 138 kHz výše).

ADSL dokonce dokáže koexistovat "na stejném drátě" i s ISDN linkou (která využívá frekvence v rozsahu 0 až cca 50 kHz). V takovém případě se patřičným způsobem posouvají frekvence využívané pro ADSL směrem nahoru.

Představa DMT

Pro dokreslení podstaty fungování technologie ADSL je vhodné se alespoň orientačně zmínit i o používané technice modulace. Tou je dnes technika DMT (Discrete MultiTone). Její princip je takový, že celé dostupné přenosové pásmo rozdělí na 255 částí (frekvenčních kanálů o šířce cca 4 kHz, na principu frekvenčního multiplexu), které se snaží používat samostatně a nezávisle na sobě (kanály 7 až 32 pro downstream, 33 a výše pro upstream, s odstupem od klasických hlasových přenosů v podobě nevyužívaných kanálů do 6 včetně). ADSL přitom průběžně monitoruje kvalitu přenosu v každém dílčím kanálu (jaký je zde útlum, jak se zde projevuje rušením, chybovost atd.), a podle toto se snaží adaptivně rozkládat celkový datový tok do těch kanálů, které má k dispozici a které jsou momentálně vhodné pro přenos. Tímto způsobem se ADSL dokáže vcelku elegantně vyrovnat s tím, že v některých částech frekvenčního spektra se mohou projevovat negativní vlivy více, zatímco jiné části spektra jsou pro přenos vhodnější).

Příště se již dostaneme k tomu, jak konkrétně se ADSL nasazuje na místní smyčku, co jsou zařízení zvaná DSLAM, co jsou tzv. splittery atd.

---