Špičkové sítě – zpět do 19. století

Že je analogový záznam mnohem lepší než nějaké prašivé digitální CD, vám potvrdí každý pravověrný hifista. Na druhé straně je potřeba si uvědomit, že mluvíme o lidech, kteří vám s vážnou tváří budou tvrdit, že CD hraje lépe, když ho předtím strčíte do mrazáku, nebo když jeho hrany pomalujete zeleným fixem.

Ovšem pro počítačové sítě má analogový přepravní systém skutečně některé zajímavé přednosti. Abychom se k nim dostali, podívejme se nejprve, proč před lety vyhrál digitální přenos na celé čáře.

Jeho hlavní devizou je, že signál lze dokonale rekonstruovat (a potažmo zesilovat). Dokud dokážete na příjmu poznat jedničku od nuly, vypořádáte se s libovolným zkreslením, k němuž po trase došlo. Dokud byl telefonní systém analogový, představovalo zkreslení vážný problém, zejména na dlouhých trasách. Při digitálním transportu jednoduše do trasy vložíte pár zařízení, která na jedné straně přijmou zkreslený signál a na druhé jej odvysílají opět v perfektním tvaru.

Aby ale takto mohla fungovat, musí přenášenému signálu rozumět. Musí znát jeho kódování a přenosové parametry, vědět, jak vypadá jednička a jak nula (resp. jejich shluky, protože bity se dnes už většinou přenášejí po skupinách). A tady je zakopán pes. Digitální technologie počítačových sítí se střídají jako figury na orloji, přenosové rychlosti stoupají famózní rychlostí. Jenže to znamená, že provozovatel sítě musí pokaždé vyměnit veškeré aktivní prvky na trase, což mimořádně „leze do peněz“.

Bude-li přenosový systém používat analogové zesilovače, bude neutrální vůči přenášeným protokolům. Dokud dodržíte základní parametry, na něž je vyladěn (např. vlnové délky), je mu srdečně jedno, jaká je struktura přenášeného signálu. Navíc si může dovolit i nezanedbatelné zkreslení, protože přenášený signál je digitální, a na konci proto stačí zachovat takovou jeho kvalitu, aby se daly rozpoznat hodnoty bitů.

Důsledkem je, že ve světě špičkových sítí se dnes věnuje obrovská pozornost čistě optickým technologiím pracujícím nezávisle na přenášených protokolech. Morální životnost takového zařízení je podstatně větší, protože může posloužit několika po sobě jdoucím digitálním generacím, jež je použijí jako prostý nosič.

Navíc jsou čistě optická zařízení i jednodušší, takže mohou být levnější. Tady se ovšem uplatňuje známá poučka, že cena zboží je taková, jakou jsou zákazníci ochotni zaplatit. A jelikož výrobci dobře vědí, že analogové optické přenosové systémy šetří svým uživatelům náklady, občas bývají tato levná zařízení nechutně drahá.

Přepínání okruhů

Ještě jednou se vraťme k počátkům telefonní sítě. Ta používá přepojování okruhů. Chtějí-li spolu mluvit dva účastníci, sestaví se fyzické či virtuální vedení propojující oba přístroje. Tento přístup je zjevně neefektivní – pokud se zrovna nemluví, leží navázané vedení ladem. To nijak nevadí u telefonních služeb, účtovaných podle délky hovoru.

Počítačové sítě přišly s principem přepínání paketů, kdy se po jednom spoji přenáší libovolná směs paketů náležejících nejrůznějším komunikujícím dvojicím. Díky tomu dochází k efektivnímu využití vzácné a drahé přenosové trasy. Jenže…

Přepínání paketů vyžaduje, aby dotyčné zařízení paketům rozumělo. A jsme opět u problému časté inovace technologií a s ní spojených nákladů. Čistě optické zařízení žádným paketům nerozumí, a tudíž je nemůže přepínat. Navíc se stále nedaří vymyslet výlučně optickou vyrovnávací paměť, kam by se paket odložil, dokud se nerozhodne, co s ním.

Hroutí se i jedno z ekonomických východisek přepínání paketů – přenosové trasy přestávají být vzácné a drahé. Spousta společností položila své optické kabely. Jejich kapacita se ještě zmnohonásobila díky nasazení (D)WDM, jež umožňuje po jednom vlákně přenášet několik navzájem nezávislých signálů. Najednou je přenosových kanálů habaděj a drahá začíná být logika zajišťující přepínání paketů velmi vysokými rychlostmi.

A do třetice se objevuje nový typ aplikací, kdy komunikující partneři jsou relativně stálí a vyměňují si značné objemy dat.

Pokročilé sítě reagují na tyto změny příklonem k přepínání okruhů. Pro některé komunikační úlohy je zkrátka efektivnější sestavit jim (časově omezený) samostatný okruh, než zahrnout jejich data k ostatním a odpovídajícím způsobem navýšit výkon prvků přepínajících pakety.

Rozhodně nehrozí, že by sítě přešly výlučně na přepínání okruhů. Sestavení okruhu je zdlouhavá procedura a navíc jich pravděpodobně nikdy nebude k dispozici tolik, aby pokryly veškerou potřebu.

Plnou parou ale spějeme k sítím hybridním po všech stránkách. Přenášejí digitální signál po analogových optických systémech a používají kombinaci přepínání okruhů a paketů. Zatímco běžný provoz dopraví dnes obvyklým způsobem, pro vybrané přenosy (velké objemy dat) vytvoří samostatné okruhy. Řada potřebných technologií se teprve vyvíjí, nicméně do této oblasti dnes směřuje značné výzkumné úsilí, protože je vnímána jako perspektiva následujících let.