Úvod

Nezbytným předpokladem pro jakoukoli počítačovou (i nepočítačovou) komunikaci je existence vhodné přenosové cesty, schopné přenášet signály reprezentující data. Každá přenosová cesta však má vždy určité specifické vlastnosti, které předurčují jak míru její schopnosti přenášet data, tak i možnost nasazení různých technik, metod a postupů přenosů. Tento modul bude věnován právě tomu, jaké přenosové cesty existují, jaké mají hlavní vlastnosti, a jaké důsledky z nich vyplývají pro možné nasazení různých technik přenos dat.

V předchozím modulu, nazvaném „Základy datových komunikací", jsme se seznámili s velmi důležitým faktem: s tím, že přenosové cesty nikdy nejsou ideální, ale vždy mají určité „reálné obvodové vlastnosti", které negativně působí na jejich schopnost přenášet data - zmenšují ji. Praktickým důsledkem těchto reálných obvodových vlastností je pak omezení šířky přenosového pásma, a za přispění dalších negativních vlivů (jako například šumu) pak i omezená přenosová rychlost, kterou lze na dané přenosové cestě dosáhnout. V tomto modulu nám půjde jednak o vymezení konkrétních přenosových cest, které se v běžné praxi počítačových sítí a komunikací používají, o poznání jejich nejdůležitějších vlastností, i o možné konkrétní způsoby jejich využití. Nejprve ale trochu terminologie.

Kanály, okruhy, linky

Pojem „přenosová cesta", který stojí v názvu dnes začínajícího modulu, je značně obecným pojmem a pochází ze „světa spojů". V tomto světě, který má přeci jen delší tradici než „svět počítačů", již existuje dosti ustálená terminologie, týkající se i oblasti přenosových cest. Ta říká, že základním prvkem přenosové cesty je tzv. kanál (angl.: channel). Tím je v zásadě cokoli, co je schopné zajistit jednosměrný přenos (a co tudíž nepamatuje na přenos v opačném směru). Každý kanál je přitom charakterizován určitou šířkou přenosovou pásma, a je na něm možné dosahovat určité modulační a přenosové rychlosti.

Pro praktické využití však takovéto jednosměrné okruhy nejsou moc šikovné, protože samy o sobě neumožňují zavést žádnou zpětnou vazbu (například pro potřeby zajištění spolehlivého přenosu či regulace toku dat). Proto se místo jednotlivých jednosměrných kanálů budují spíše obousměrné přenosové cesty, kterým se v terminologii „světa spojů" říká okruhy (circuits). Lze si je představit jako dvojice jednosměrných kanálů orientovaných svou propustností proti sobě.

Ve „světě počítačů", který nemá tak striktní a ustálenou terminologii jako „svět spojů", se však místo pojmů okruh a kanál častěji používá spíše neformální pojem „linka" - uživatelé se dovolávají do Internetu po komutovaných linkách (správně: komutovaných okruzích) veřejné telefonní sítě, nebo si pronajímají od Telecomu pevné linky (ve skutečnosti pronajaté okruhy) atd.

Přenosové cesty vs. přenosové techniky

Představa o tom, že okruh je tvořen dvěma kanály, orientovanými svou propustností proti sobě, není úplně korektní. Mohla by totiž svádět k domněnce, že po každém okruhu je vždy možné přenášet data „proti sobě" oběma směry současně. Takovýto způsob přenosu, označovaný jako plně duplexní (full duplex) je u některých okruhů možný, ale u jiných nikoli. Představme si to na příkladu z poněkud jiné oblasti, ale zato hodně názorném: po jednokolejné trati mohou jistě jezdit vlaky oběma směry, ale běda kdyby to chtěly udělat současně! Po dvoukolejné trati mohou jezdit vlaky oběma směry současně, a tato situace odpovídá plně duplexnímu provozu po „datových tratích". Naproti tomu střídavý provoz vlaků po jednokolejné trati odpovídá tzv. poloduplexním režimu, kdy je možné přenášet data v každém okamžiku buď jedním směrem, nebo druhým směrem, ale nikdy ne současně. Pro úplnost ještě dodejme, že existuje tzv. simplexní provoz, umožňující provoz výhradně v jednom jediném směru (což odpovídá povaze samostatného kanálu).

Hlavně je ale třeba si uvědomit, že simplexní, poloduplexní či plně duplexní provoz je technika, resp. způsob využití existující přenosové cesty. Konkrétní přenosová cesta může vzhledem ke svým vlastnostem dovolovat plně duplexní provoz, zatímco jiná může dovolovat jen provoz poloduplexní. Principiální rozdíl mezi přenosovou technikou a přenosovou cestou markantně vyplývá i z faktu, že přenosovou cestu umožňující plně duplexní provoz můžeme využívat i poloduplexně: i po dvoukolejné trati mohou vlaky jezdit oběma směry jen střídavě, a nikoli současně.

Problematice přenosových technik, mezi které patří například asynchronní, synchronní a arytmický způsob přenosu, různé druhy multiplexů, modulací, přepojování, přepínání atd., budeme věnovat samostatný modul tohoto seriálu.

Linkové a rádiové přenosové cesty

V prvním přiblížení si můžeme všechny přenosové cesty rozdělit do dvou hlavních skupin: na přenosové cesty linkové (někdy též: drátové), mezi které patří například kroucená dvoulinka, koaxiální kabely či optická vlákna, a na přenosové cesty rádiové (též: bezdrátové), mezi které patří například družicové spoje, spoje mikrovlnné, radioreléové apod. Charakteristickým rysem první skupiny je existence hmotného vodiče resp. média, které vede přenášený signál po konkrétní dráze, zatímco ve druhém případě žádný hmotný přenosový vodič neexistuje, a signál se volně šíří prostorem.