Multiplexování s časovým dělením

VII Nejnovější vývoj v telekomunikacích

V roce 1974 podalo americké ministerstvo spravedlnosti antimonopolní žalobu na společnost AT&T. Tato žaloba byla v roce 1982 urovnána a v roce 1984 zůstalo v USA roztříštěné telekomunikační podnikání. Mezitím bylo od poloviny 70. let vyřešeno mnoho zásadních problémů, které stály v cestě zavádění optických komunikačních systémů, a do roku 1984 došlo k významnému pokroku v oblasti optických technologií. Tyto pokroky umožnily většímu počtu společností nasadit optické systémy za rozumnou cenu, a tudíž z technologického hlediska otevřely cestu k větší konkurenci na trhu dálkových komunikací.

Další inovace 80. let zahrnují širokou dostupnost komunitní anténní televize (CATV) neboli kabelové televize, větší využívání komunikačních satelitů a nástup mobilní telefonie. Kabelová televize, která byla koncem 40. let 20. století zahájena jako výklenek pro poskytování televizních služeb v odlehlých nebo horských oblastech, se vyvinula do nové role, kdy svým předplatitelům usnadnila poskytování širokého výběru televizních programů. Zavádění kabelové televize pokračovalo v 80. a 90. letech 20. století a kromě toho byla široce rozšířena satelitní televize. Ve druhé polovině 90. let byla nasazena satelitní digitální televize s 18palcovými přijímacími anténami.

Jak v 70. letech prudce klesaly náklady na elektroniku a elektronické systémy, rostla poptávka po mobilní komunikaci, zejména po telefonu. Protože další kmitočtové spektrum pro pokrytí zvýšené poptávky nebylo k dispozici, začaly se agresivně hledat techniky pro efektivnější využití stávajícího spektra. Se zdokonalením síťových technologií a elektronického přepínání se brzy vyvinula koncepce celulární mobilní telefonie.

V celulární telefonii je metropolitní oblast rozdělena na síť menších oblastí zvaných buňky. Ve středu každé buňky se nachází buňka, která se skládá z antén, vysílačů a přijímačů a různých řídicích systémů. Každé buňce je přidělena podmnožina dostupných frekvenčních kanálů, přičemž více buněk v rámci jedné metropolitní oblasti má stejné sady frekvencí. Systém je navržen tak, aby se vysílání z buněk se stejným souborem frekvencí vzájemně nerušilo; buňky se stejnými frekvencemi jsou od sebe vzdáleny více než buňky s různými soubory frekvencí a navíc jsou pečlivě kontrolovány úrovně výkonu vysílačů.

Popsaný systém využívá analogový přenos a multiplexování s kmitočtovým dělením. Další systémy využívající digitální přenos byly vyvinuty v 90. letech 20. století. Jeden z těchto digitálních systémů používá kombinaci multiplexu s frekvenčním a časovým dělením a druhý používá kombinaci multiplexu s frekvenčním dělením a vícenásobného přístupu s rozprostřeným spektrem. Tyto nové technologické inovace zvýšily kvalitu i kapacitu přenosu hlasových hovorů v mobilní telefonii. Kromě toho tyto inovace vedly k serióznímu výzkumu v oblasti bezdrátového přístupu k datům.

Výhodou bezdrátového celulárního přístupu oproti tradičnímu kabelovému místnímu přístupu je, že jej lze rychle nasadit v dané oblasti. Konkrétně, jakmile je v místní oblasti zřízena telefonní ústředna, lze nasadit systém celulární telefonie a poskytovat telefonní služby v místní oblasti bez instalace místních smyček. Po zavedení meziměstské infrastruktury lze téměř přes noc realizovat celosvětovou telefonní službu. Díky těmto vlastnostem nachází celulární telefonie uplatnění v zemích, kde dnes existuje jen velmi malá tradiční telefonní infrastruktura.

Koncem 80. a začátkem 90. let 20. století také pokračoval pokrok v oblasti optických vláken. S rychlým rozvojem systémů založených na optických vláknech byla vyvinuta třetí hierarchie multiplexování, synchronní digitální hierarchie neboli SDH. Nejnižší úrovní SDH je OC-1, která má kapacitu přibližně 50 megabitů za sekundu a přenáší ekvivalent 672 hlasových hovorů. Mezi oblíbené úrovně SDH patří OC-3 s kapacitou přibližně 150 megabitů za sekundu, OC-12 s kapacitou přibližně 600 megabitů za sekundu, OC-48 s kapacitou přibližně 2300 megabitů za sekundu a OC-192 s kapacitou přibližně 9600 megabitů za sekundu. V současné době existuje nejméně jeden komerční paketový přepínač, který zvládá linky OC-192, a ve výzkumných kruzích se často diskutuje o možnosti vyvinout paketové přepínače, které by zvládly linky o rychlosti OC-768, což odpovídá 500 000 hlasových hovorů. Dnes je možné zakoupit volně prodejné zařízení pro demultiplexování toku OC-192 na 16 toků OC-12.

V průběhu 90. let 20. století byla zavedena řada technologických zdokonalení a rozšíření základních možností práce s internetem. Mezi ně patřil 100megabitový Ethernet, bezdrátové sítě LAN, ethernetové rozbočovače a přepínače a gigabitový Ethernet.

Velkou novinkou 90. let však bylo rozsáhlé nasazení a komercializace internetu. Jednou z hnacích sil byl nástup World Wide Webu, nebo jen webu. Web se skládá ze souboru serverů nazývaných webové stránky, ke kterým se přistupuje prostřednictvím spojení TCP/IP pomocí webového prohlížeče, z nichž dva nejpopulárnější jsou Navigator od společnosti Netscape a Internet Explorer od společnosti Microsoft. K formátování webových stránek se používá hypertextový značkovací jazyk (HTML) a k interakci mezi klienty a servery, respektive mezi webovými stránkami a webovými prohlížeči, se používá hypertextový přenosový protokol (HTTP).

Protože rozhraní webového prohlížeče je grafické a intuitivní, může se web rychle naučit používat každý. To vedlo ke vzniku mnoha nových společností, vývoji mnoha webových stránek a rozšíření síťových služeb do mnoha milionů domácností po celém světě. V devadesátých letech se tak síťové služby založené na paketech rozšířily z akademického a výzkumného prostředí do podniků a domácností po celém světě a staly se běžným vybavením domácností na stejné úrovni jako telefon a televize.

S širokou dostupností služeb založených na paketech se začal objevovat nový vývoj, který umožnil vyšší rychlost přístupu k datům z domácností. Část tohoto rozšíření proběhla se službou ISDN (Integrated Services Digital Network), která poskytuje integrované hlasové a digitální služby rychlostí přibližně 144 kilobitů za sekundu. Tato technologie se vyvinula v 80. letech 20. století, ale nedočkala se širokého přijetí na trhu, dokud nevznikla potřeba vyšší rychlosti datového přístupu.

Používání SS7 při řízení a správě sítí s přepojováním okruhů vyžaduje, aby si telefonní společnosti udržovaly špičkovou způsobilost jak v technologii přepojování okruhů, tak v technologii přepojování paketů. Jedním z důsledků těchto odborných znalostí byl návrh asynchronního přenosového režimu (ATM) jako řešení pro integraci multimediálních komunikací pomocí paketové technologie.

Původně se předpokládalo, že sada protokolů ATM bude pokrývat celou škálu služeb od aplikace k aplikaci. To znamená, že ATM by byl nasazen v koncových systémech, v mezisystémech a všude mezi nimi. Na vývoji standardů ATM na všech úrovních pracovaly stovky společností a z těchto snah vzešlo mnoho dobrých nápadů. Avšak pravděpodobně kvůli širokému nasazení aplikací založených na TCP/IP a pokračujícímu pokroku v technologiích Ethernetu v místní oblasti bylo ATM úspěšnější jako přenosová technologie než jako technologie pro koncové služby. Ve skutečnosti se většina světového přenosu datagramů IP uskutečňuje prostřednictvím systémů frame relay implementovaných nad ATM.

Další vysokorychlostní přístup z domova byl nabízen prostřednictvím služby kabelového modemu vybudované nad zařízeními kabelové televize. Ještě větší digitální kapacitu do domácností nabídla asymetrická digitální účastnická služba (ADSL), která využívá běžný kroucený telefonní kabel a která se stala široce dostupnou koncem 90. let. V roce 2001 pokračuje snaha o zvýšení rychlosti přenosu dat do domácností, zejména pomocí technologií, které lze realizovat buď po stávajících telefonních rozvodech, nebo po zařízeních kabelové televize.

Při zavádění, zdokonalování nebo nahrazování již zmíněných technologií se měnily i firmy založené za účelem jejich vývoje a prodeje. Než se budeme zabývat budoucími trendy, uvedeme stručný přehled vývoje telegrafního a telefonního průmyslu ve Spojených státech od roku 1837 do poloviny února 2001.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.