Vyšlo v měsíčníku Telefon, č. 9/2001

Bohatství místních smyček

Lidská historie je charakteristická neustálou snahou o efektivnost - o účelnější chování, o intenzivnější využití existujících zdrojů apod. Platí to ostatně i pro tak obyčejnou věc, jakou jsou obyčejné dráty (metalické, nejčastěji měděné vodiče), budované pro potřeby telefonní sítě - jako spojnice mezi telefonními ústřednami a nejrůznějšími objekty charakteru bytů, kanceláří, studií, skladů apod., odkud lidé chtějí telefonovat. Vzhledem k povaze telefonní sítě mají tyto dráty charakter dvoubodových spojů - z každé lokality, přesněji z každé telefonní zásuvky, ke které lze připojit telefonní přístroj, vede samostatný drát až k telefonní ústředně, kde je připojen na jeden z jejích velmi mnoha vstupních bodů (viz obrázek 1). Jejich původním posláním byl právě a pouze přenos lidského hlasu v rámci telefonování (v podobě analogového signálu). Časem ale lidé zatoužili i po možnosti přenášet po telefonní síti také svá digitální data. Proto se začali zajímat také o to, kolik tyto dráty "snesou" a jak využít jejich přenosový potenciál co možná nejlépe. Časem proto vznikly telefonní modemy, které umožnily přenášet po analogových telefonních linkách digitální data, rychlostí až 33,6 kbps, resp. 56 kbps. Později, v souvislosti s postupující digitalizací telefonní sítě, se objevila technologie ISDN, která nabídla svým uživatelům o něco větší rychlost (až 2x 64 kbps) a plně digitální fungování. Stále však to není nic proti megabitům za sekundu, které nabízí technologie xDSL po těch samých drátech - ale již jen po těchto drátech a dále jinou cestou, nikoli skrze telefonní síť.

Tento článek je první částí krátkého seriálu, koncipovaného podle právě naznačeného vývoje - v tomto prvním dílu si uděláme určitý přehled a úvod do problematiky V dalších dílech se pak zaměříme na telefonní modemy a využití telefonní sítě pro datové přenosy, a posléze i na technologie ISDN a xDSL.

K čemu je modem?

Pokud chceme přenášet data po telefonní síti určené primárně k přenosu hlasu, musíme pamatovat na některá významná principiální omezení, která jsou spojena se samotnou podstatou telefonní sítě a s jejím fungováním.

První, co si musíme uvědomit, je to že telefonní síť začínala jako čistě analogová. To fakticky znamená, že přenáší lidský hlas převedený do podoby analogového signálu a nikoli v podobě nul a jedniček, neboli digitálních (číslicových) dat. Aniž bychom museli zabíhat do technických detailů a popisovat si podstatu analogových přenosů, můžeme konstatovat že přenos analogového signálu a přenos číslicových dat jsou dvě různé věci, která ale je možné "napasovat na sebe". Použít se k tomu musí technické řešení v podobě zařízení zvaného modem (resp. telefonní modem). Jeho funkci si lze představit tak, že převádí digitální data (nuly a jedničky), která by neprošla skrze analogovou telefonní síť, do podoby analogového signálu, které již telefonní sítí projde (a zajišťuje také opačný převod, z analogového signálu na digitální data).

Pokud tedy budeme chtít přenášet data mezi dvěma počítači skrze telefonní síť, musíme ke každému počítači připojit jeden modem, a dále zařídit to, aby se oba modemy propojily skrze telefonní síť a komunikovaly spolu. Tato jejich vzájemná komunikace bude probíhat analogově, zatímco komunikace mezi modemy a počítači bude plně digitální (viz obrázek 2). Konkrétně to tedy znamená, že na straně obou komunikujících účastníků je místní smyčka využívána analogovým způsobem, a stejně tak je analogový i přenos uvnitř samotné telefonní sítě, konkrétně mezi ústřednami. Za chvíli si řekneme, že s postupným vývojem telefonní sítě došlo ke změně způsobu přenosu mezi ústřednami, který se z analogového změnil na digitální. V dalším pokračování, při popisu ISDN, si popíšeme jak se na digitální změnil i přenos po místních smyčkách. Tím vlastně vznikla plně digitální přenosová cesta mezi oběma komunikujícími účastníky a současně odpadla potřeba použití telefonních modemů. Ale nepředbíhejme.