Menu Zavrieť

6.4. Prenos elektromagnetickým vlnením

V súčasnosti je elektromagnetické vlnenie v podstate jediným komunikačným kanálom na prenos informácií. Elektromagnetické vlnenie môže prenášať prostredníctvom vodiča/drôtu alebo vzduchom. V prípade vodiča môžeme využiť buď medený, alebo optický drôt (aj svetlo je elektromagnetické vlnenie).

6.4.1  Vedený prenos (vodičom)

V súčasnosti sa najčastejšie na prepájanie koncových počítačových sietí používa krútená dvojlinka. Oproti telefónnym drôtom má skrútenosť tú výhodu, že minimalizuje efekt antény (vysielanie a prijímanie signálov z/do okolia) a teda aj vplyv možných interferencií. V rámci jednej skrútenej dvojice drôtov prenášajú oba drôty rovnaký signál, až na polaritu (v jednom vodiči sa prenáša akoby zrkadlový obraz signálu v druhom vodiči). Sčítaním hodnôt týchto signálov sa tieto hodnoty navzájom eliminujú, čo sa dá využiť na detekciu prípadnej interferencie. Najčastejšie sa v krútených dvojdrôtoch, ktoré využívame v Ethernete s koncovkou RJ45, používajú 4 skrútené dvojice drôtov. V Ethernete s rýchlosťou 100 Mbit/s jedna dvojica slúži na prenos jedným smerom, druhá na prenos druhým smerom a ostatné na prenos elektrickej energie, prípadne majú iné využite.

Krútené dvojdrôty sa podľa toho, aké široké pásmo dokážu preniesť, zaraďujú do kategórií. Čím vyššia kategória, tým väčšia šírka prenosového pásma a tým aj vyššie možné prenosové rýchlosti. Najčastejšie sa v súčasnosti používajú kategória 5 pre 100 Mb/s, kategória 5e pre 1 Gb/s na menšie vzdialenosti a kategória 6 pre 1 Gb/s. Dajú sa už kúpiť aj kategórie 6a a 7 deklarujúce prenosové rýchlosti do 10 Gb/s. Tieto kategórie sú dané konštrukciou vodiča, ktorá pri vyšších kategóriách už obsahuje rôzne formy tienenia – vodivej fólie okolo všetkých 4 dvojíc drôtov spolu (chránený drôt – ScTP – screened twisted pair), alebo aj okolo každej dvojice drôtov zvlášť (tienený drôt – STP – shielded twisted pair). Tieto krútené dvojdrôty sa dajú použiť do vzdialenosti cca 100 metrov.

Ďalší typ kovového vodiča je koaxiálny kábel. Ten má takú konštrukciu, že jeden vodič je vo vnútri a druhý je okolo neho oddelený nevodivou vrstvou. Tento drôt zvláda vyššie frekvencie aj širšie frekvenčné rozsahy. Používal sa v minulosti v LAN sieťach. Dnes ho bežne využívajú spoločnosti poskytujúce káblovú televíziu. Dosah odosielania signálu týmto drôtom je až niekoľko kilometrov.

Optické vlákno prenášajú už veľké elektromagnetické frekvencie rádovo v THz, ako už názov napovedá, z viditeľného spektra. Šírka pásma, ktoré sa dá v optických drôtoch využiť, je obrovská. Svetlo sa v optickom drôte prenáša v tenučkom optickom vlákne, ktoré je obalené nepriehľadným obalom, od ktorého sa odráža. Tento odraz je úplný, pokiaľ nedopadá pod príliš ostrým uhlom (tieto drôty sa nemôžu príliš ohýbať, aby sa úplný odraz zachoval).

Optické drôty poznáme mnohovidové a jednovidové. V mnohovidových drôtoch má optické jadro priemer zhruba 50-62,5 µm a svetlo sa v ňom šíri vo viacerých lúčoch, z ktorých môže dôjsť k prijímaču každý v inom čase a dochádza tak k deformácii signálu. Z toho dôvodu sa mnohovidové vlákna nepoužívajú na veľké vzdialenosti. Sú však lacnejšie a jednoduchšie sa s nimi manipuluje. Svetlo môže generovať aj LED dióda.

V jednovidových drôtoch má jadro priemer iba 4-10 µm a umožňuje tak prenos iba jedného lúča a preto nedochádza k deformácii signálu. Jednovidové vlákna sú drahšie, náročnejšie na spájanie a svetlo musí byť generované laserom. Dajú sa použiť na veľmi veľké vzdialenosti (niekoľko stovák km).

V súčasnosti dokážeme využiť iba veľmi malý zlomok prenosového potenciálu tohto prenosového pásma z dôvodu pomalých koncových zariadení, ktoré konvertujú signál pre kovové spoje. Konverzia je nutná, keďže zatiaľ neexistujú čisto optické koncové zariadenia – počítače, smerovače, a podobne.

6.4.2  Bezdrôtový prenos

Vzduchom dokážeme prenášať prakticky všetky frekvencie elektromagnetického vlnenia. Na prenos dát je možné využiť nízke frekvencie niekoľkých hertzov až po viditeľné svetlo dosahujúce niekoľko stovák THz. Vyššie frekvencie by boli aj teoreticky využiteľné, ale sú škodlivé (ultrafialové, röntgenové až γ žiarenie).

Nakoľko sa žiarenie šíri všetkými smermi, žiarenia blízkych frekvencií spolu interferujú a škodlivo môže pôsobiť aj veľmi silné žiarenie nižších frekvencií , je nutné regulovať využívanie frekvencií. Na Slovensku je takýmto regulátorom Telekomunikačný úrad SR, u ktorého je možné si za presne daných podmienok kúpiť možnosť vysielania v niektorom frekvenčnom rozsahu. Niektoré malé frekvenčné rozsahy sú takzvané bezlicenčné pásma, v ktorých je možné vysielať s vopred danou maximálnou intenzitou zadarmo. Práve bezlicenčné pásma blízke 2,4 GHz a 5GHz sa používajú napríklad ako komunikačný kanál v technológiách Wireless LAN (WiFi). Keďže v týchto kanáloch vysielajú viaceré sieťové adaptéry, je potrebné riešiť problémy komunikácie na zdieľanom spoji, ktoré rieši prístupová metóda na spojovej vrstve (napr. CSMA/CA).