1.1 Sdělovací technika a telekomunikace
Telekomunikace je vědní disciplína zabývající se dorozumíváním člověka (přenosem zpráv) v podmínkách, které není schopen překonat svými přirozenými smysly. Telekomunikace proto spadají do vědního oboru sdělovací technika nebo též komunikační technika a jejich moderní vývoj v podstatě započal v devatenáctém století vynálezem telegrafu a později i telefonu. V dnešní době tvoří neoddělitelnou součást oboru ICT (Information and Communication Technology).
Slovo telekomunikace vzniklo spojením dvou slov. Řeckého slova „tele“ (vzdálený) a slova komunikace (dorozumívání).
Zařízení pro dorozumívání na dálku, označujeme jako telekomunikační zařízení. Telekomunikační síť je pak tvořena vzájemně propojenými telekomunikačními zařízeními neboli uzly sítě.
Je zřejmé, že není možné vzájemně propojit přímými spoji všechna telekomunikační zařízení, respektive všechny účastníky komunikace. Z tohoto důvodu musí být telekomunikační síť určitým způsobem logicky strukturovaná tak, aby byla schopna plnit požadavky velkého počtu koncových účastníků v geograficky rozdílných územích. Telekomunikační síť dělíme na dvě základní části. Na část páteřní a přístupovou.
Pokud bychom chtěli vytvářet telekomunikační síť tak, že bychom vzájemně propojili všechny účastníky mezi sebou, znamenalo by to v případě pouhých 10 účastníků realizovat celkem 45 vedení.
1.2 Telekomunikační síť
Bylo již zmíněno, že telekomunikační síť musí být určitým způsobem strukturovaná. Obvykle se dělí na dvě hlavní části. Na část páteřní ačást přístupovou. Obě mají své úkoly a charakteristické vlastnosti.
Páteřní telekomunikační síť má za úkol vzájemně popojit jednotlivé síťové uzly telekomunikačního operátora. V těchto uzlech se koncentrují datové přenosy od koncových účastníků tak, aby se daly efektivně přenést společnými telekomunikačními cestami přes rozlehlá geografická území. Typické pro tuto síť je:
- přenosové medium je jednovidové optické vlákno,
- přenosové rychlosti se pohybují v desítkách Gbit/s,
- překlenované vzdálenosti jsou od desítek až po tisíce kilometrů,
- obvykle se vyskytující topologií sítě je topologie kruhu.
Přístupovou telekomunikační sítí rozumíme část telekomunikační sítě, která je mezi posledním bodem poskytovatele připojení (telekomunikačního operátora) a koncovým účastníkem. Za poslední bod poskytovatele připojení se obvykle považuje místní ústředna HOST nebo vzdálená účastnická jednotka (RSU, Remote Subscriber Unit). Kabelový svazek vycházející zhlavního rozvodu ústředny (respektive z RSU) se v síťových a uličních rozvaděčích postupně větví do jednotlivých směrů ke koncovým účastníkům. Typické pro tuto síť je:
- přenosové medium je symetrický metalický pár případně jednovidové optické vlákno,
- přenosové rychlosti se pohybují v jednotkách až desítkách Mbit/s,
- překlenované vzdálenosti jsou stovky metrů až jednotky kilometrů,
- obvykle se vyskytující topologií sítě je topologie stromu.
1.3 Metalická přístupová síť
Ve většině evropských států je přístupová telekomunikační síť tvořena symetrickými metalickými páry. Koncepce návrhu této sítě počítala především s poskytováním telefonních služeb prostřednictvím analogové telefonní přípojky (POTS, Plain Old Telephone Service) v kmitočtovém pásmu 300 Hz až 3400 Hz (tzv. telefonní kanál) nebo základní přípojky BRA-ISDN (Basic Rate Access Integrated Services Digital Network) v pásmu do 80 kHz.
V České Republice je přístupová síť největšího telekomunikačního operátora tvořena metalickými kabely, jejichž základním prvkem je křížová čtyřka a symetrický pár.
Kabely používají vodiče směděnými jádry oprůměrech 0,4, 0,6 a0,8 mm s průměrem izolace max. 1,7 mm a mají vnější plášť převážně z polyetylénu. Kabely v úložném provedení jsou plněné vhodnou plnicí hmotou (gelem), která vytváří ochranu proti vodě. Vodiče mají polyetylénovou pěnovou izolaci. Kabely vsamonosném provedení (závěsné kabely) nejsou plněné apoužívají plnou polyetylenovou izolaci. Část přístupové sítě vČR však využívá ihistorické metalické kabely s měděnými jádry o průměrech 0,4, 0,6 a 0,8 mm s izolací vzduch-papír.
Přístupové sítě ostatních telekomunikačních operátorů jsou, ve srovnání se sítí největšího operátora, relativně malé a pokrývají malá geografická území. Z tohoto důvodu se v celém tomto modulu budeme zabývat parametry a podmínkami pro provoz síťových prvků pouze v přístupové síti největšího operátora.
1.4 Hybridní přístupová síť
V dnešní době je nutné poskytovat koncovým účastníkům i nové služby, než pouze telefonní službu. Především se jedná ovysokorychlostní přenos dat a přístup do celosvětové sítě Internet, přenos televizního a video signálu. Možnosti využití metalické přístupové sítě se však v dnešní době blíží svým limitům. Fyzikální parametry symetrického páru (útlum, skupinová rychlost šíření, přeslechové vazby, apod) výrazně omezují přenosové parametry jako je přenosová rychlost a brání jejímu dalšímu navyšování. Řešení této situace spočívá v nahrazení symetrických párů v přístupové síti za optická vlákna. S ohledem na obvyklou topologii přístupové sítě je však toto řešení příliš finančně náročné. Proto se se výměna metalických párů za optická vlákna uskutečňuje postupně od síťového uzlu poskytovatele připojení směrem ke koncovému účastníkovi. Takovéto přístupové sítě se označují zkratkou FTTx (Fiber to the x), kde písmeno x je zástupným znakem, který označuje místo zakončení optického vlákna. Hlavní typy sítí FTTx jsou:
- FTTH – Home (vlákno až do domu),
- FTTO – Office (do kanceláře, firemní prostory),
- FTTB – Building (do budovy),
- FTTC, FTTCab – Curb, Cabinet (do místního rozvaděče – chodník, sloupek) s délkou metalického vedení do 300 m,
- FTTN – Node (do lokálního přípojného bodu – uliční rozvaděč, sloupek) s délkou metalického vedení nad 300 m,
- FTTEx – Exchange (do místní digitální ústředny),
- FTTdb – Distribution Point (do distribučního uzlu).
Příklad metalické přístupové sítě, hybridní přístupové sítě FTTCab a plně optické přístupové sítě.
1.5 Digitální účastnické přípojky
Koncová zařízení digitálních účastnických přípojek (xDSL, Digital Subscriber Line) jsou speciálně zkonstruována tak, aby umožnila lépe využít potenciál metalické infrastruktury v přístupové síti. Společným znakem těchto systémů je relativně vysoká přenosová rychlost v řádech jednotek až desítek Mbit/s. Digitální účastnické přípojky lze dělit podle různých hledisek. Jedním z hlavních je dělení podle způsobu přenosu na digitální přípojky s přenosem:
- v základním pásmu (HDSL, SHDSL),
- v kmitočtově přeloženém pásmu (ADSL2+, VDSL2), které je možné provozovat na účastnickém vedení sjiž instalovanou jinou službou v základním kmitočtovém pásmu, např. POTS či BRA-ISDN.
V případě čistě metalického řešení přístupové sítě, kde jsou přípojky na straně poskytovatele zakončeny vblízkosti hlavního rozvodu ústředny, lze využít přípojky ADSL (Asymmetric DSL), SHDSL (Single pair High speed DSL) a na omezenou vzdálenost též druhé vylepšené generace ADSL2+ a VDSL (Very High Speed DSL). V případě hybridního opticko-metalického řešení přístupové sítě, kde jsou zařízení na straně poskytovatele vysunuta blíže k účastníkům, lze plně využít výhod přípojek ADSL2+ a VDSL2.