Ji°φ Peterka

╪ekn∞me si hned na ·vod jednu velmi d∙le₧itou v∞c: souΦasnß popularita bezdrßtov²ch p°enos∙ nenφ zdaleka dßna jen pot°ebami mobilnφch u₧ivatel∙. BezdrßtovΘ technologie se dnes uplat≥ujφ i tam, kde prakticky k ₧ßdn²m pohyb∙m nedochßzφ, a to prßv∞ dφky svΘ äbez-drßtovosti", neboli dφky absenci jak²chkoli hmotn²ch vodiΦ∙ resp. drßt∙, kterΘ by bylo t°eba n∞kde poklßdat, natahovat, zakopßvat apod. Leckdy se toti₧ ukazuje, ₧e prßv∞ tento moment hraje klφΦovou roli: nap°φklad v historick²ch budovßch chrßn∞n²ch pamßtkov²mi ·°ady nenφ mo₧nΘ rozkopat ze∩ a natahovat kabely, a tak se zde musφ zvolit bezdrßtovΘ °eÜenφ. Nebo p°i pot°eb∞ p°eklenout ve°ejnΘ prostranstvφ m∙₧e b²t pou₧itφ vhodnΘ bezdrßtovΘ technologie jedin²m sch∙dn²m °eÜenφ, nebo t°eba °eÜenφm ekonomicky Φi jinak nejv²hodn∞jÜφm.

Vyu₧itφ elektromagnetickΘho spektra

Bylo by jist∞ zbyteΦnΘ podrobn∞ji rozvßd∞t, ₧e se p°i bezdrßtov²ch p°enosech vyu₧φvß Üφ°enφ elektromagnetick²ch vln, charakteristick²ch zejmΘna svou frekvencφ a od nφ odvozenou vlnovou dΘlkou. ZajφmavΘ je spφÜe podφvat se na to, kterΘ frekvence Φi celß frekvenΦnφ pßsma se dajφ k p°enos∙m vyu₧φvat, a jakΘ vlastnosti z pou₧it²ch frekvenΦnφch pßsem bezprost°edn∞ vypl²vajφ.

Zßkladnφ p°edstavu o vyu₧itφ celΘho elektromagnetickΘho spektra pro bezdrßtovΘ p°enosy dßvß dneÜnφ obrßzek - nßs dnes budou zajφmat p°edevÜφm ty Φßsti spektra, kterΘ lze vyu₧φt pro p°enosy dat (neboli rßdiovou, mikrovlnnou, infraΦervenou a viditelnou Φßst spektra). VyÜÜφ Φßsti spektra (UV, rentgenovΘ zß°enφ Φi gama zß°enφ) by sice teoreticky m∞ly b²t k p°enos∙m dat nejv²hodn∞jÜφ (proto₧e majφ nejv∞tÜφ Üφ°ku p°enosovΘho pßsma, a m∞ly by tudφ₧ dosahovat nejvyÜÜφch p°enosov²ch rychlostφ), ale z praktick²ch d∙vod∙ nejsou pro datovΘ p°enosy pou₧itelnΘ. Nejen ₧e je lze jen velmi obtφ₧n∞ modulovat (tj. änaklßdat" na n∞ pot°ebn² informaΦnφ obsah), ale hlavn∞ jsou lidskΘmu zdravφ ÜkodlivΘ.

RßdiovΘ p°enosy

ElektromagnetickΘ vlny v rßdiovΘ Φßsti spektra lze pom∞rn∞ snadno generovat i p°ijφmat, jejich dosah m∙₧e b²t relativn∞ velk², a mohou dokonce i prostupovat budovami - a tak se s ·sp∞chem pou₧φvajφ jak uvnit° budov, tak i na otev°enΘm prostranstvφ. èφ°enφ rßdiov²ch vln je vÜesm∞rovΘ, co₧ znamenß ₧e antΘny p°φjemce ani odesilatele nemusφ b²t n∞jak specißln∞ sm∞rovßny.

DalÜφ vlastnosti rßdiov²ch vln pak ji₧ jsou vφce zßvislΘ na konkrΘtnφ frekvenci - na ni₧Üφch frekvencφch vlny snßze prochßzφ skrz p°ekß₧ky, ale jejich äsφla" s nar∙stajφcφmi vzdßlenostmi velmi rychle slßbne. Naopak rßdiovΘ vlny vyÜÜφch frekvencφ majφ tendenci Üφ°it se vφce p°φmoΦa°e, a odrß₧et se od nejr∙zn∞jÜφch p°ekß₧ek. Mnohem vφce jsou takΘ zßvislΘ na pov∞trnostnφch vlivech, nap°φklad na deÜti a mlze.

Vzhledem k relativn∞ velkΘmu dosahu rßdiov²ch vln je velmi d∙le₧itß koordinace konkrΘtnφch frekvencφ a dφlΦφch frekvenΦnφch pßsem, tak aby nedochßzelo k ne₧ßdoucφmu vzßjemnΘmu ovliv≥ovßnφ Φi äprolφnßnφ" jednotliv²ch p°enos∙. Proto takΘ musφ b²t v oblasti rßdiov²ch vln relativn∞ nejsiln∞jÜφ a nejp°φsn∞jÜφ centrßlnφ ädohled" nad p°id∞lovßnφm jednotliv²ch frekvencφ a jejich vyu₧itφm. Pro pot°eby datov²ch p°enos∙ jsou rßdiovΘ vlny pon∞kud handicapovßny svou nep°φliÜ velkou Üφ°kou p°enosovΘho pßsma.

MikrovlnnΘ p°enosy

V pßsmu nad 100 MHz se elektromagnetickΘ vlny mohou Üφ°it ji₧ velmi p°φmoΦa°e, a tak je ji₧ mo₧nΘ soust°edit veÜkerou jejich energii do pom∞rn∞ ·zce sm∞rovanΘho paprsku - vy₧aduje to pou₧φt na obou stranßch vhodnou sm∞rovou (parabolickou) antΘnu, a navφc je nutnΘ tyto dvojice antΘny dosti peΦliv∞ zam∞°it proti sob∞. To m∙₧e b²t i dosti nep°φjemn²m problΘmem, nap°φklad p°i r∙zn²ch pov∞trnostnφch vlivech (nap°. v∞tru) , kterΘ dokß₧φ pozm∞nit nasm∞rovßnφ antΘn. Na druhΘ stran∞ ·zce sm∞rovΘ Üφ°enφ v mikrovlnnΘm pßsmu sni₧uje problΘmy s vzßjemn²m ovliv≥ovßnφm a p°eslechem jednotliv²ch p°enos∙, a znesnad≥uje takΘ p°φpadn² odposlech.

┌zce sm∞rovanΘ mikrovlny dokß₧φ cestovat na relativn∞ dlouhΘ vzdßlenosti, ale pouze na p°φmou viditelnost. Ta je v praxi limitovßna jak terΘnnφmi p°ekß₧kami, kterΘ mikrovlny nedokß₧φ obejφt, tak i zak°ivenφm zem∞ - pokud je pak nutnΘ p°eklenout pomocφ mikrovlnn²ch p°enosov²ch tras delÜφ vzdßlenosti, je nutnΘ budovat äretranslaΦnφ stanice" ve vhodn²ch vzdßlenostech od sebe, a po dvojicφch na p°φmou viditelnost od sebe. V praxi to b²vajφ maximßln∞ desφtky kilometr∙ mezi jednotliv²mi stanicemi. Dφky retranslaΦnφm stanicφm je pak ale mo₧nΘ budovat relativn∞ v²konnΘ, lacinΘ a rychlΘ p°enosovΘ trasy i na pom∞rn∞ velkΘ vzdßlenosti.

P°enosy v mikrovlnnΘ Φßsti spektra ovÜem nemusφ b²t °eÜeny jen jako ·zce sm∞rovanΘ, a tudφ₧ pou₧itelnΘ jen mezi vysloven∞ statick²mi p°ijφmaΦi a vysφlaΦi, kterΘ mohou b²t na sebe p°esn∞ nasm∞rovßny. AntΘny zßkladnov²ch stanic mohou b²t °eÜeny nap°φklad i tak, aby pokr²valy celΘ svΘ okolφ Φi jen jeho urΦitou Φßst, a umo₧≥ovaly druh²m komunikujφcφm stranßm pohyb v rßmci tohoto ·zemφ a svΘho dosahu - prßv∞ na tomto principu jsou °eÜeny dneÜnφ mobilnφ komunikace typu GSM. Ty se musφ mj. vyrovnat i s tφm, ₧e majφ k dispozici pouze urΦit² omezen² poΦet p°enosov²ch kanßl∙ (·zk²ch dφlΦφch Φßstφ spektra), kterΘ mohou sv²m u₧ivatel∙m dynamicky p°id∞lovat, aby se jejich p°enosy vzßjemn∞ neruÜily. Zde proto byly vyvinuty r∙znΘ techniky hospoda°enφ s dostupn²mi (resp. p°id∞len²mi) Φßstmi spektra, z nich₧ asi nejznßm∞jÜφ je tzv. bu≥kov² (celulßrnφ) princip fungovßnφ. Ale o n∞m, i o samotn²ch mobilnφch komunikacφch, si budeme povφdat v samostatnΘm modulu.

BezdrßtovΘ p°enosy

P°enosy v infraΦervenΘ Φßsti spektra jsou s oblibou pou₧φvßny na velmi krßtkΘ vzdßlenosti - kdo by nap°φklad neznal b∞₧nß dßlkovß ovlßdßnφ televiznφch p°ijφmaΦ∙ a podobnß za°φzenφ. TakΘ u poΦφtaΦ∙ se tento zp∙sob komunikace stßle vφce prosazuje nap°φklad pro komunikaci mezi p°enosn²mi poΦφtaΦi a periferiemi (kup°.tiskßrnami). V²hodou je toti₧ relativnφ nenßroΦnost implementace a tudφ₧ i nφzkß cena (v∞tÜina nov∞jÜφch notebook∙ nap°φklad ji₧ mß zabudovan² infraΦerven² sΘriov² port). Vzhledem k velmi omezenΘmu dosahu takΘ nenφ zapot°ebφ ₧ßdnß licence Φi povolenφ od spoj∙. Velkou nev²hodou je naopak skuteΦnost, ₧e vlny v infraΦervenΘm pßsmu neprostupujφ p°ekß₧kami (ale mohou se odrß₧et, nap°φklad od stropu, Φeho₧ se v n∞kter²ch systΘmech zßm∞rn∞ vyu₧φvß). DalÜφ nev²hodou je nemo₧nost pou₧φvat tento zp∙sob komunikace mimo budovy, na dennφm sv∞tle - naÜe slunφΦko toti₧ samo dosti siln∞ zß°φ i v infraΦervenΘ Φßsti spektra.

OptickΘ spoje

Optick² princip p°enosu, pou₧φvan² u optick²ch vlßken, poΦφtß s tφm ₧e vlßkno se chovß jako sv∞tlovod a sv∞teln² paprsek vede. Optick² p°enos je ovÜem mo₧n² i tehdy, kdy sv∞teln² paprsek nenφ veden optick²m vlßknem, ale Üφ°φ se voln∞ vzduchem. V praxi se za tφmto ·Φelem pou₧φvajφ nejΦast∞ji spoje laserovΘ, proto₧e tenk² laserov² paprsek lze dosti p°esn∞ nasm∞rovat. P°enosovß cesta, kterß takov²mto zp∙sobem vznikß, je svou bytostnou podstatou jednosm∞rnß. Proto se pro vytvo°enφ obousm∞rnΘ, pln∞ duplexnφho p°enosovΘ cesty musφ pou₧φvat dva proti sob∞ orientovanΘ kanßly.

V²hodou laserov²ch spoj∙ je relativn∞ velkß Üφ°ka p°enosovΘho pßsma, ale velkou nev²hodou je silnß zßvislost na pov∞trnostnφch vlivech. Nedokß₧φ nap°φklad proniknout skrz dΘÜ¥ Φi siln∞jÜφ mlhu, a p°esnΘmu zam∞°enφ laserovΘho paprsku vadφ i tepl² vzduch, kter² se oh°φvß p∙sobenφm slunφΦka a stoupß vzh∙ru.