Table of Contents
Zpracoval Jaroslav Čurda (A01119), e-mail: jaroslav.curda@centrum.cz
Komutované připojení k internetu typicky využívá pro spojení uživatele a jeho providera telefonní linky. Toto spojení nemá trvalý charakter, čili je jen dočasné a vzniká až na základě momentální potřeby, když se uživatel dovolá na telefonní číslo svého providera. Název "komutované připojení" získalo proto, že u starších telefonních ústředen vznikalo požadované dočasné spojení tzv. komutací, čili fyzickým přepojováním mechanických kontaktů na soustavě krokových voličů. Na dnešních telefonních ústřednách probíhá přepojování jinou (nemechanickou) cestou, ale původní přívlastek "komutovaný" zůstal dodnes. Někdy se používá i z angličtiny převzaté označení "dial-up", které doslova znamená "vytáčení".
Pevnou účastnickou přípojku k veřejné telefonní síti lze samozřejmě využít i pro připojení k Internetu, přesněji pro propojení uživatelova počítače se vstupním bodem sítě jeho providera. Potřebné spojení je zde vedeno přes místní smyčku na straně uživatele, a dále skrz veřejnou telefonní síť - přes jednu nebo několik telefonních ústředen - až k místní smyčce, na kterou je napojen provider. Toto spojení je z pohledu koncových účastníků analogové a fungující na principu přepojování okruhů. Proto musí každý z účastníků na svém konci používat vhodný modem. Princip vidíme na následujícím obrázku.
Komutovaný způsob připojení k Internetu má významná kapacitní omezení, která vyplývají z vlastností analogové telefonní sítě. Jde zejména o to, že na účastnické přípojce je uměle omezena šířka přenosového pásma, a to na interval 300 až 3400 Hz, což podle empirických zkušeností stačí pro srozumitelnost telefonického hovoru. Toto omezení dosahováno pomocí pásmové propustě, která silně tlumí frekvence mimo uvedené rozmezí. Toto pásmovou propusť charakterizuje vanová křivka na obrázku.
Toto frekvenční omezení má závažné důsledky na možnost přenosu dat po telefonní lince. Podle Shannonova teorému je totiž maximální dosažitelná přenosová rychlost na lince s šiřkou pásma 3,1 KHz přibližně 30 Kb/s. Toto je navíc výsledek pro dokonalou linku. Jsou ovšem modemy, které dosahují na telefonních linkách rychlosti 33,6 Kb/s. Tyto modemy nepopírají Shannonův teorém, ale pouze využívají nedokonalosti pásmových propustí omezujících šířku pásma a "ždímají" z linky maximum tím, že používají i část pásma mimo uvedené rozmezí 300 až 3400 Hz.
Běžně se ovšem používají modemy, které nabízí rychlost 56 Kb/s. Jak je to tedy možné? Tyto modemy totiž lze použít pouze proti digitálním ústřednám a fungují tak, že efektivně odstraňují umělé omezení šířky pásma (pásmovou propust) na vstupu do telefonní ústředny. Této rychlosti lze ovšem dosáhnout pouze směrem od ústředny k uživateli a pro zpětný kanál beze změny platí rychlost maximálně 33,6 Kb/s.
Komutované telefonické připojení má tedy výrazná omezení co do rychlosti, kterou se lze připojit. Možnosti, jak tuto rychlost zvyšovat, se mohou ubírat také směrem, který používá k přenosu více telefonních linek současně.
Hlavním předpokladem pro ISDN připojení je existence digitální linky až k uživateli, což je finální krok v digitalizaci telefonní sítě. Připomeňme, že v minulosti byly všechny telefonní linky analogové včetně všech ústředen a spojení mezi nimi. Jak již název ISDN (Integrated Services Digital Network - digitální síť s integrovanými službami) napovídá, plně digitální síť nabízí mnohem širší možnosti než síť analogová.
Z pohledu připojení k Internetu je hlavní rozdíl mezi použitím sítě ISDN a běžné telefonní sítě v tom, že kanál který je na základě momentální potřeby zřízen mezi uživatelem a jeho providerem, má z pohledu obou komunikujících stran plně digitální charakter a garantovanou přenosovou rychlost, zatímco v telefonní síti má charakter analogový a garantovaná je šířka přenosového pásma měřená v jednotkách frekvence, nikoli přenosová rychlost měřená v počtu bitů přenesených za časovou jednotku. Uživatel zde nepotřebuje běžný telefonní (tj. analogový) modem, ale pouze vhodnou kartu či adaptér pro připojení k ISDN rozhraní.
Spojení ISDN vytváří různé kanály. Pro připojení k internetu jsou důležité kanály B a D. Kanál B je digitální přenosový kanál s přenosovou rychlostí 64 Kb/s používaný jako nosný (Bearer) pro přenos dat. Kanál D je služební kanál využívaný pro tzv. signalizaci, čili pro přenos například požadavků na navázání spojení, údajů o příchozím volání apod. Připojení ISDN se standardně poskytuje ve dvou variantách.
BRI (Basic Rate Interface)
Toto připojení je vhodné především pro domácnosti a malé kanceláře. Přípojka BRI obsahuje dva kanály B o rychlosti 64 Kb/s a jeden služební kanál D o rychlosti 16 Kb/s. Důležité je, že tento druh přípojky je provozován po stejné drátové smyčce jako účastnické přípojky běžné telefonní sítě. Podmínkou je úprava na obou koncích linky, jako např. odstranění umělého omezení šířky přenosového pásma na straně ústředny. Tento druh přípojky umožňuje připojit celkem 8 zařízení, ale současně lze provozovat jen dvě z nich po jednom skrz každý z kanálů B. Standardně se využívá jeden kanál B pro telefonování a druhý pro připojení k internetu, je však i možné v případě momentální potřeby využít oba kanály B pro internet, čímž získáme připojení s garantovanou přenosovou rychlostí 128 Kb/s.
PRI (Primary Rate Interface)
Přípojka PRI je určená především pro firmy, a v souvislosti s Internetem pro providery. Jde o takovou kombinaci B kanálů a jednoho kanálu D, která je dimenzovaná podle standardní propustnosti přenosových okruhů telefonního typu, které nabízí telekomunikační operátoři. V USA a Japonsku to jsou okruhy označované jako T1, o celkové přenosové rychlost cca 1,54 Mb/s. Na takovýto spoj T1 je možné "naskládat" 23 kanálů B a jeden kanál typu D rovněž o rychlosti 64 kb/s. Proto ISDN přípojka v USA obsahuje 23 B kanálů, a 1 kanál D. V Evropě se místo okruhů T používají okruhy E, přičemž okruh E1 nabízí přenosovou rychlost 2,048 Mbps. Na něj se pak vejde 30 kanálů B a jeden 64-bitový kanál D. Proto v Evropě, v rámci varianty označované jako EuroISDN, má přípojka PRI celkem 30 kanálů B a jeden kanál D.
Jinak jsou principy ISDN spojení shodné s klasickým telefonním připojením. Jde o připojení fungující na principu přepojování okruhů a spojení má pouze dočasný charakter.
Předností ISDN oproti běžnému telefonnímu připojení je jednak samotná rychlost kanálů B a pak hlavně garantovaný charakter této rychlosti. Zatímco u běžného komutovaného spojení je skutečná přenosová rychlost závislá na kvalitě spojení a leckdy nedosuje nominálních hodnot 56 Kb/s, resp. 33,6 Kb/s pro zpětný kanál (či ještě nižších, podle použitých modemů), v případě ISDN jde o skutečných 64 Kb/s resp. 128 Kb/s při použití obou kanálů B.
Další předností ISDN oproti běžnému komutovanému spojení je rychlost jeho připojování. Jestliže přes klasickou telefonní linku trvá navázání spojení s providerem a přihlášení do jeho sítě nějakých 20 - 30 sekund, ISDN je schopné tuto dobu zkrátit na cca 1 až 2 sekundy. Díky této vlastnosti ISDN by bylo možné navázat spojení s providerem pouze v případě potřeby jako je například kliknutí uživatelem na odkaz a poté spojení opět ukončit a další navázat až při dalším podobném podnětu. To by v případě běžného telefonického připojení znamenalo vždy zdržení cca půl minuty, což by bylo pro jakéhokoliv uživatele neúnosné. Druhá věc ovšem je, že při tarifikaci ISDN vždy za započatý časový úsek by se tato výhoda ISDN vyplatila pouze uživateli, který vysílá požadavky na webové stránky a podobně (tedy kliká na odkazy atd.) s frekvencí například jednou za 3 minuty, což asi uspokojí málo koho. Nicméně i tak běžný uživatel navazuje spojení s providerem i několikrát denně a když pokaždé ušetří půlminutové chrčení v běžném modemu a místo toho je prakticky okamžitě on-line, je to velice příjemné.