Jak funguje počítač - díl 5. - komunikace: síťová karta, modem, bezdrátové připojení

V dnešním seriálu o funkci počítače se budeme věnovat možnosti propojení počítačů. Vedle klasických možností propojení pomocí síťové karty nebo modemu vystupuje do popředí stále více bezdrátové připojení. Proto se také podíváme na různé standardy normy 802.11 (WiFi) a mobilní technologie rychlého připojení k internetu.

Síťová karta

Z hlediska hardware je síťová karta zařízení, které umí vysílat a přijímat sériová data a slouží tak k propojení počítačů a dalších zařízení do počítačové sítě. Přenos dat probíhá po měděném vodiči. Nejčastěji se dnes používá kroucená dvoulinka s konektorem RJ-45. Dříve se využíval hojně koaxiální kabel. Síťové karty se dělí dále podle rychlosti přenosu. V dnešní době se nejčastěji používá síťová karta s rychlostí 10/100. Údaj 10/100 znamená, že přenos dat probíhá rychlostí 10Mbitů za sekundu (až 1,25MBytu za sekundu) nebo 100MBitů za sekundu (až 12,5MBytů za sekundu). K přenosu dat rychlostí 100MBitů se využívá vyšší modulační frekvencí. U síťové karty 10/100 jsou využitý pouze 4 z osmi vodičů, kterými je vybaven konektor RJ-45. V současné době se stále častěji setkáváme s gigabitovými síťovými kartami (10/100/1000). U těchto karet je stejná modulační frekvence jako u 100 MBitového přenosu. Vyššího přenosu je dosaženo jednak využitím všech osmi vodičů v kabelu a také tím, že karta pracuje se čtyřmi úrovněmi signálu, které odpovídají dvěma bitům 00, 01, 10 nebo 11.

Síťové kabely jsou dále podle zapojení drátů přímé nebo křížené (tzv crosswired). Přímý kabel používáme například pro připojení počítače do HUBu nebo k jiným síťovým prvkům. Křížený kabel využijeme například k přímému mezi dvěma počítači nebo mezi dvěma HUBy. Některé síťové prvky umí samy rozpoznat, zda jsou připojeny pomocí křížené nebo přímé linky a přizpůsobit tomu přenos dat.

Propojení dvou počítačů pomocí síťové karty je poměrně rychlé, ale je omezeno vzdáleností. Podle typu vodiče je možné komunikovat pomocí síťových karet na vzdálenost stovek metrů. Na delší vzdálenosti je nutné použít jiných zařízení.

Modem

Modem je zařízení pro modulaci a demodulaci signálu (proto mod dem). Pomocí modemu je možné komunikovat na velkou vzdálenost, ale dosahuje se zpravidla nižších přenosových rychlostí. Modem se používá především pro připojení jednotlivých počítačů nebo menších sítí k internetu.

Velmi rozšířený je modem pro telefonní linku. Klasická telefonní linka má šířku pásma, která odpovídá rychlosti 64kbitů. V praxi se této rychlosti dosahuje jen u digitálních linek ISDN. U analogových linek se používají modemy s rychlostí přenosu do 56kbitů. Výhodou tohoto připojení je to, že se můžete připojit k internetu všude, kde je telefonní linka. Nevýhodou je nízká přenosová rychlost. Další nevýhodou je to, že během připojení k telefonní lince je blokována celá její kapacita a tím pádem není možné využívat linku k hovorům. Řešením je linka ISDN, kde máte k dispozici dvě linky a můžete být připojen k internetu a zároveň po druhé lince telefonovat. Přesto je toto připojení vhodné jen pro krátkodobé připojení k internetu. Pro stálé připojení k internetu jsou vhodnější jiné technologie.

ADSL modem

ADSL opět využívá k připojení k internetu telefonní linku. Tentokrát je ale využíváno vyšších frekvencí než u běžného hovoru. Tím pádem odpadá problém s blokováním hovoru během připojení a jsou zde k dispozici daleko vyšší přenosové rychlosti. Díky ADSL je možné se době připojit k internetu rychlostmi od cca 512kbitů do cca 8Mbitů (teoreticky jsou možné i vyšší přenosové rychlosti). ADSL je účtováno paušálně a k internetu můžete být tedy připojení stále. U ADSL jsou kladeny vyšší nároky na kvalitu telefonní linky a proto není ADSL dostupné všude, kde je telefonní linka. ADSL modem je navíc vázaný k jednomu telefonnímu číslu a není možné se s modemem připojovat kdekoliv.

Bezdrátové připojení

S rozvojem mobilní výpočetní techniky se stále častěji setkáváme s požadavkem na bezdrátové připojení k síti. Podle druhu přenosu rozdělit na rádiové, radioreléové a družicové, do této kategorie se řadí i sítě využívající optický přenos na přímou viditelnost s využitím IR světelného paprsku (optické směrové spoje).

Prakticky se setkáváme s bezdrátovým připojením prostřednictvím WiFi (norma 802.11), bluetoothu, různých technologií od mobilních operátorů (EDGE, CDMA, UMTS, …), satelitního připojení. Optické připojení IR ani bluetooth se pro přímé připojení k internetu nevyužívá. Pracuje totiž na příliš krátkou vzdálenost.

WiFi

O síti WiFi slýcháme v poslední době velmi často. Jde v podstatě o propojení počítačů do lokální sítě LAN. Velmi často se ale realizuje pomocí WiFi připojení k internetu. K internetu je připojen jen nějaký přístupový bod (access point) a ten ve svém okolí šíří signál. Díky tomu se mohou prostřednictvím tohoto přístupového bodu připojit k internetu i počítače, které jsou v dosahu access pointu. Aby se nemohl k síti připojit kdokoliv s kartou WiFi, používá komerční přístupový bod šifrování. K připojení je potom nutný šifrovací klíč. Často má poskytovatel připojení také seznam povolených MAC adres síťových karet klientů. Nikomu dalšímu se připojit nedovolí.

Kromě komerčních poskytovatelů bezdrátového připojení jsou i volně dostupné access pointy, ke kterým se může připojit kdokoliv, ale které jsou omezeny rychlostí.

Výhodou sítě WiFi je to, že se můžete připojit kdekoliv v dosahu přístupového bodu. Připojení k internetu vám tedy může fungovat na více místech v bytě a třeba na návštěvě u souseda. Mimo dosah přístupového bodu jste ale opět bez internetu. Plné mobility tedy opět pomocí WiFi nedosáhnete.

Největší možnosti mobilního připojení nabízí až sítě mobilních operátorů.

Připojení pomocí mobilních operátorů

V souvislosti s mobilními sítěmi můžeme nejčastěji slýchat tyto pojmy: GPRS, EDGE, CDMA a UMTS. Popišme si tedy krátce jejich výhody a nevýhody.

GPRS – využívá k přenosu standardní síť GSM. K přijmutí signálu GPRS potřebujete buď mobilní telefon s podporou GPRS nebo speciální kartu. Připojení GPRS dosahuje rychlostí okolo 40kbitů za sekundu. Výhodou je velké pokrytí signálem.

EDGE – připojení, které využívá také síť GSM. Vyšších rychlostí přenosu (cca 200-300kbitů) dosahuje především díky kompresi dat. Signál má o něco menší dostupnost než GPRS. Tam kde není k dispozici signál EDGE, přijímač přijímá pomalejší GPRS. Pro příjem EDGE je potřeba buď telefon s podporou EDGE nebo speciální kartu.

CDMA – technologie, kterou poskytuje v české republice pouze operátor O2. K jejímu šíření využívá starší analogovou síť NMT, kterou dřív používal pro první mobilní telefony. Pokrytí signálem je o něco nižší než pokrytí GSM, ale přesto je na velmi dobré úrovni. Přenosová rychlost je až 800kbitů a k příjmu CDMA je potřeba speciální modem, který prodává O2.

UMTS – nejnovější technologie založená na 4G sítích. Pokryty jsou zatím jen některé větší města. Rychlost přenosu je do 1 Mbitu. Pro příjem signálu je potřeba zařízení s podporou 4G. V současné době prodává T-mobile PCMCIA karty s 4G modemem do notebooků.