Ji°φ Peterka

Jak u₧ jejφ nßzev napovφdß, kroucenß dvoulinka je tvo°ena dv∞ma vodiΦi (resp. pßrem) vodiΦ∙, a tyto vodiΦe jsou po svΘ dΘlce pravideln²m zp∙sobem zkrouceny (anglicky: twisted, odsud takΘ twisted pair, Φi zkrßcen∞ ätwist"). Oba vodiΦe jsou p°itom v zßsad∞ rovnocennΘ (i v tom smyslu, ₧e ₧ßdn² z nich nenφ spojovßn se zemφ Φi s kostrou), a kroucenß dvoulinka proto pat°φ mezi tzv. symetrickß vedenφ. Signßl, p°enßÜen² po kroucenΘ dvoulince, je vyjßd°en rozdφlem potencißl∙ obou vodiΦ∙.

SymetriΦnosti obou vodiΦ∙ pak zmenÜuje i efekt vn∞jÜφch vliv∙, kterΘ na kroucenou dvoulinku mohou p∙sobit. Pokud by toti₧ n∞jakΘ vn∞jÜφ elektromagnetickΘ pole tzv. naindukovalo ve vodiΦφch kroucenΘ dvoulinky n∞jakΘ el. proudy, pak v obou vodiΦφch by byly p°ibli₧n∞ stejn∞ velkΘ, a vzßjemn∞ by se vyruÜily (proto₧e äu₧iteΦn²" signßl je dßn rozdφlem potencißl∙ obou vodiΦ∙). VzßjemnΘ vyruÜenφ vn∞jÜφch vliv∙ samoz°ejm∞ nem∙₧e b²t ideßln∞ dokonalΘ, a proto jist² efekt tyto vn∞jÜφ vlivy p°eci jen mohou mφt. Proto se n∞kdy kroucenß dvoulinka vyrßbφ a pou₧φvß v tzv. stφn∞nΘm provedenφ (oznaΦovanΘm jako STP, neboli Shielded Twisted Pair), kdy jsou dva hlavnφ vodiΦe opat°eny jeÜt∞ vodiv²m obalem, kter² nep°enßÜφ ₧ßdnΘ "u₧iteΦnΘ" signßly, ale slou₧φ pot°ebßm dokonalejÜφho odstφn∞nφ ädatov²ch" vodiΦ∙ od vn∞jÜφho okolφ.

ProΦ je dvoulinka kroucenß?

Pot°eba minimalizovat vzßjemnou interakci mezi vodiΦi kroucenΘ dvoulinky a jejφm okolφm se ovÜem t²kß i opaΦnΘho sm∞ru - tedy vyza°ovßnφ z kroucenΘ dvoulinky sm∞rem ven, do jejφho vn∞jÜφho okolφ. Zde je nutnΘ si vzpomenout na jednu ze zßkladnφch pouΦek fyziky, kterß °φkß ₧e ka₧dΘ dva soub∞₧n∞ vedoucφ vodiΦe se chovajφ jako antΘna: pokud je jimi p°enßÜen n∞jak² st°φdav² signßl, vyza°ujφ do svΘho okolφ elektromagnetickΘ vlny. KonkrΘtnφ efekt takovΘhoto vyza°ovßnφ samoz°ejm∞ zßvisφ na mnoha faktorech (frekvenci signßlu, fyzickΘmu provedenφ soub∞₧n²ch vodiΦ∙ atd.), ale p°i p°enosov²ch rychlostech dneÜnφch poΦφtaΦov²ch sφtφ efekt vyza°ovßnφ ji₧ nenφ zdaleka zanedbateln².

Efekt ävyza°ujφcφ antΘny" lze ale v²razn∞ snφ₧it, a to tφm ₧e se oba vodiΦe pravideln∞ zkroutφ. Vyza°ovßnφ se tφm sice neodstranφ ·pln∞, ale snφ₧φ se na takovou mφru, kterß ji₧ m∙₧e b²t p°ijateln∞ nφzkß (v tom smyslu, ₧e ani neohro₧uje lidskΘ zdravφ, ani neovliv≥uje jinß za°φzenφ Φi jinΘ p°enosovΘ cesty). V praxi ovÜem m∙₧e zßle₧et na konkrΘtnφch fyzick²ch dispozicφch a dalÜφch po₧adavcφch, ale i na normßch Φi legislativnφch ·pravßch, a v²slednß mφra vyza°ovßnφ kroucenΘ dvoulinky bez dalÜφho stφn∞nφ m∙₧e stßle b²t jeÜt∞ p°φliÜ vysokß. Pak musφ b²t mφsto tzv. nestφn∞nΘ kroucenΘ dvoulinky (UTP, Unshielded Twisted Pair) pou₧ita dvoulinka stφn∞nß (STP), kterß dφky svΘmu stφn∞nφ vykazuje ni₧Üφ mφru vyza°ovßnφ.

Kategorie kroucenΘ dvoulinky

Kroucenß dvoulinka se tedy vyrßbφ ve dvou zßkladnφch provedenφch: jako stφn∞nß (STP) a jako nestφn∞nß (UTP). P°itom dvoulinka nestφn∞nß je samoz°ejm∞ lacin∞jÜφ, snßze se instaluje, a je takΘ zdaleka nejrozÜφ°en∞jÜφ. V b∞₧nΘm kancelß°skΘm prost°edφ se pou₧φvß tΘm∞° v²luΦn∞, zatφmco s dra₧Üφ stφn∞nou dvoulinkou se lze setkat tam, kde je velmi silnΘ Φi velmi citlivΘ äelektromagnetickΘ okolφ", velmi p°φsnΘ hygienickΘ p°edpisy apod.

Krom∞ rozdφlu v existenci Φi neexistenci stφn∞nφ se ale jednotlivΘ druhy kroucenΘ dvoulinky liÜφ i v tom, jak rychl² p°enos dat snesou. Ve skuteΦnosti jde sice o maximßlnφ frekvenci, kterou dvoulinka äzvlßdß", ale od tΘto frekvence je odvozena i maximßlnφ p°enosovß rychlost, a ta je pro koncovΘ u₧ivatele nejzajφmav∞jÜφ.

D°φve se pou₧φvalo takovΘ provedenφ kroucenΘ dvoulinky, kterΘ äsneslo" p°enosy dat rychlostφ 10 megabit∙ za sekundu - co₧ bylo prßv∞ tolik, kolik bylo zapot°ebφ pro sφ¥ovΘ rozvody klasickΘho Ethernetu. Dnes se tento druh kroucenΘ dvoulinky oznaΦuje jako äkategorie 3", ale v b∞₧nΘ praxi se ji₧ pou₧φvß tΘm∞° v²luΦn∞ dvoulinka kategorie 5. Tato kategorie toti₧ äsnßÜφ" p°enosy rychlostφ 100 Mbps, pot°ebnΘ pro soudobΘ vysokorychlostnφ p°enosovΘ technologie (jako je tzv. rychl² Ethernet), a dokonce takΘ p°enosy rychlostφ 155 Mbps (pro pot°eby ATM).

Kroucenß dvoulinka kategorie 5 se dnes b∞₧n∞ instaluje i tam, kde p°enosovß rychlost v °ßdu 100 Mbps nenφ v∙bec po₧adovßna (tedy nap°φklad i pro rozvody klasickΘho desetimegabitovΘho Ethernetu). D∙vodem je ji₧ relativn∞ mal² cenov² rozdφl mezi kategoriφ 3 a 5, a zejmΘna pak oΦekßvßnφ, ₧e dnes instalovanΘ rozvody by m∞ly vydr₧et pon∞kud delÜφ dobu, ne₧ dnes pou₧φvanΘ p°enosovΘ techniky a technologie. Na obzoru je vÜak i kroucenß dvoulinka kategorie 6, kterß by m∞la äsnßÜet" jeÜt∞ vyÜÜφ p°enosovΘ rychlosti.

Historie kroucenΘ dvoulinky

Kroucenß dvoulinka se prosadila do sv∞ta lokßlnφch poΦφtaΦov²ch sφtφ dφky jednomu ryze praktickΘmu d∙vodu: v USA se toti₧ novΘ budovy vybavovaly znaΦn∞ p°edimenzovan²mi telefonnφmi rozvody (v oΦekßvßnφ, ₧e p°i dodateΦnΘ pot°eb∞ zavΘst do n∞jakΘ mφstnosti telefon nebude nutnΘ znovu kopat do zdi). Kdy₧ potom p°iÜlo i na zavßd∞nφ poΦφtaΦov²ch sφtφ a jejich datov²ch rozvod∙, zcela zßkonit∞ muselo n∞koho napadnout: äa neÜlo by pro tyto datovΘ rozvody pou₧φt ji₧ existujφcφ, ale nevyu₧itou telefonnφ kabelß₧"? No a jeliko₧ v USA pou₧φvali i pro telefonnφ rozvody kvalitnφ kroucenou dvoulinku (v zßsad∞ takovou, jakß je dnes oznaΦovßna jako kategorie 3), zb²valo k realizaci bßjeΦnΘ myÜlenky jedinΘ: upravit nejpou₧φvan∞jÜφ p°enosovou technologii lokßlnφch sφtφ (tj. Ethernet) tak, aby mφsto po koaxißlnφm kabelu dokßzal äb∞hat" i po p∙vodn∞ telefonnφ kroucenΘ dvoulince. Po standardech 10Base5 a 10Base2, kterΘ °φkajφ jak provozovat Ethernet po koaxißlnφm kabelu, tak spat°il sv∞tlo sv∞ta dalÜφ standard, 10BaseT (kde T je od: Twist).

Vliv kroucenΘ dvoulinky na topologii lokßlnφch sφtφ

Jednou ze zßkladnφch odliÜnostφ kroucenΘ dvoulinky od kaoxißlnφho kabelu je skuteΦnost, ₧e na kroucenΘ dvoulince nenφ mo₧nΘ d∞lat odboΦky. Kroucenß dvoulinka je proto pou₧itelnß jen pro vytvß°enφ dvoubodov²ch spoj∙, a dφky sv²m obvodov²m vlastnostem navφc omezen²ch jen na maximßlnφ vzdßlenost 100 metr∙.

Nemo₧nost vytvß°et odboΦky pak ale nutn∞ znamenß, ₧e prost°ednictvφm kroucenΘ dvoulinky nelze vytvo°it sb∞rnicovou topologii sφt∞, se kterou klasick² Ethernet poΦφtß a bez kterΘ se pro svΘ fungovßnφ neobejde. Jak z toho ven?

ProblΘm s odboΦkami lze vy°eÜit elektronicky - kdy₧ nejde ud∞lat odboΦka p°φmo na kabelu, p°ivede se jeden konec dvoubodovΘho spoje ke koncovΘmu uzlu, a druh² na vstup elektronickΘho obvodu, kter² zajistφ pot°ebnΘ ärozboΦenφ" elektronickou cestou. NejlΘpe je si to p°edstavit na obrßzku: z p∙vodnφ sb∞rnicovΘ tolopogie, vyu₧φvajφcφ mo₧nosti odboΦek na koaxißlnφm kabelu, se nßhle stßvß topologie hv∞zdicovitß. V jejφm st°edu je za°φzenφ, kterΘ zajiÜ¥uje pot°ebnΘ ärozboΦenφ", a tak se mu takΘ podle toho °φkß ärozboΦovaΦ" (anglicky: hub).

Zajφmavou otßzkou ovÜem je, jak mß fungovat ono ärozboΦenφ" po logickΘ strßnce. Zde je d∙le₧itΘ si uv∞domit, ₧e p°i zavßd∞nφ kroucenΘ dvoulinky do Ethernetu bylo zßkladnφm po₧adavkem nem∞nit samotnou podstatu Ethernetu - mimo jinΘ i jeho p°edstavu o tom, ₧e pracuje se sdφlen²m p°enosov²m mΘdiem, o kterΘ se vÜechny komunikujφcφ uzly musφ d∞lit. Hv∞zdicovß topologie, kterou majφ rozvody na kroucenΘ dvoulince, vÜak tento sdφlen² charakter nevykazuje - zde mß ka₧d² koncov² uzel svou p°φpojku k nejbli₧Üφmu rozboΦovaΦi jen a jen pro sebe, a nemusφ se o ni d∞lit s nik²m jin²m!

Aby se vyhov∞lo p°edstav∞ Ethernetu o tom, ₧e pracuje se sdφlen²m p°enosov²m mΘdiem, musely se rozboΦovaΦe uzp∙sobit tak, aby se chovaly jako opakovaΦe. Tedy aby veÜker² provoz z kterΘhokoli dvoubodovΘho spoje na kroucenΘ dvoulince souΦasn∞ Üφ°ily i do vÜech ostatnφch dvoubodov²ch spoj∙, ·stφcφch do rozboΦovaΦe. Tφm sice fyzickß topologie z∙stala stßle hv∞zdicovß, ale logicky se stala znovu topologiφ sb∞rnicovou - a to bylo prßv∞ to, co klasick² Ethernet pot°eboval k tomu, aby mohl b∞hat po rozvodech na bßzi kroucenΘ dvoulinky.

Teprve mnohem pozd∞ji se Ethernet dokßzal vysvobodit ze zajetφ svΘ p°edstavy o sdφlenΘm mΘdiu a pln∞ vyu₧φt mo₧nostφ, kterΘ mu kroucenß dvoulinka a jejφ skuteΦnß topologie dßvajφ. Ale o tom si zase budeme povφdat a₧ v dalÜφch modulech, a₧ bude °eΦ o tzv. p°epφnanΘm Φi pln∞ duplexnφm Ethernetu, technologii 100 VG-AnyLAN a dalÜφch.