Kroucená dvoulinka

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Kroucená dvoulinka - konektor RJ-45
Kroucená dvoulinka - konektor RJ-45

Kroucená dvoulinka je druh kabelu, který je používán v počítačových sítích. Kroucená dvoulinka je tvořena dvěma vodiči (párem vodičů), které jsou po své délce pravidelným způsobem zkrouceny (anglicky: twisted, odsud také twisted pair, či zkráceně „twist"). Oba vodiče jsou v zásadě rovnocenné (i v tom smyslu, že žádný z nich není spojován se zemí či s kostrou), a kroucená dvoulinka proto patří mezi tzv. symetrická vedení. Signál, přenášený po kroucené dvoulince, je vyjádřen rozdílem potenciálů obou vodičů.

[editovat] Proč je dvoulinka kroucená

Nákres, který zobrazuje, jak vypadá kroucená dvoulinka uvnitř kabelu.
Nákres, který zobrazuje, jak vypadá kroucená dvoulinka uvnitř kabelu.

Potřeba minimalizovat vzájemnou interakci mezi vodiči kroucené dvoulinky a jejím okolím se ovšem týká i opačného směru - tedy vyzařování z kroucené dvoulinky směrem ven, do jejího vnějšího okolí. Zde je nutné si vzpomenout na jednu ze základních pouček fyziky, která říká že každé dva souběžně vedoucí vodiče se chovají jako anténa: pokud je jimi přenášen nějaký střídavý signál, vyzařují do svého okolí elektromagnetické vlny. Konkrétní efekt takovéhoto vyzařování samozřejmě závisí na mnoha faktorech (frekvenci signálu, fyzickému provedení souběžných vodičů atd.), ale při přenosových rychlostech dnešních počítačových sítí efekt vyzařování již není zdaleka zanedbatelný.

Efekt „vyzařující antény" lze ale výrazně snížit, a to tím že se oba vodiče pravidelně zkroutí. Vyzařování se tím sice neodstraní úplně, ale sníží se na takovou míru, která již může být přijatelně nízká (v tom smyslu, že ani neohrožuje lidské zdraví, ani neovlivňuje jiná zařízení či jiné přenosové cesty). V praxi ovšem může záležet na konkrétních fyzických dispozicích a dalších požadavcích, ale i na normách či legislativních úpravách, a výsledná míra vyzařování kroucené dvoulinky bez dalšího stínění může stále být ještě příliš vysoká. Pak musí být místo tzv. nestíněné kroucené dvoulinky (UTP, Unshielded Twisted Pair) použita dvoulinka stíněná (STP), která díky svému stínění vykazuje nižší míru vyzařování.

[editovat] Kategorie

Kroucená dvoulinka se prosadila do světa lokálních počítačových sítí díky jednomu ryze praktickému důvodu: v USA se totiž nové budovy vybavovaly značně předimenzovanými telefonními rozvody (v očekávání, že při dodatečné potřebě zavést do nějaké místnosti telefon nebude nutné znovu kopat do zdi). Když potom přišlo i na zavádění počítačových sítí a jejich datových rozvodů, zcela zákonitě muselo někoho napadnout: „a nešlo by pro tyto datové rozvody použít již existující, ale nevyužitou telefonní kabeláž"? No a jelikož v USA používali i pro telefonní rozvody kvalitní kroucenou dvoulinku (v zásadě takovou, jaká je dnes označována jako kategorie 3), zbývalo k realizaci báječné myšlenky jediné: upravit nejpoužívanější přenosovou technologii lokálních sítí (tj. Ethernet) tak, aby místo po koaxiálním kabelu dokázal „běhat" i po původně telefonní kroucené dvoulince. Po standardech 10Base5 a 10Base2, které říkají jak provozovat Ethernet po koaxiálním kabelu, tak spatřil světlo světa další standard, 10BaseT (kde T je od: Twist).

[editovat] Vliv na topologii sítí

Jednou ze základních odlišností kroucené dvoulinky od koaxiálního kabelu je skutečnost, že na kroucené dvoulince není možné dělat odbočky. Kroucená dvoulinka je proto použitelná jen pro vytváření dvoubodových spojů, a díky svým obvodovým vlastnostem navíc omezených jen na maximální vzdálenost 100 metrů.

Nemožnost vytvářet odbočky pak ale nutně znamená, že prostřednictvím kroucené dvoulinky nelze vytvořit sběrnicovou topologii sítě, se kterou klasický Ethernet počítá a bez které se pro své fungování neobejde.

Problém s odbočkami lze vyřešit elektronicky - když nejde udělat odbočka přímo na kabelu, přivede se jeden konec dvoubodového spoje ke koncovému uzlu, a druhý na vstup elektronického obvodu, který zajistí potřebné „rozbočení" elektronickou cestou. Z původní sběrnicové topologie, využívající možnosti odboček na koaxiálním kabelu, se náhle stává topologie hvězdicovitá. V jejím středu je zařízení, které zajišťuje potřebné „rozbočení", a tak se mu také podle toho říká „rozbočovač" (anglicky: hub).

Zajímavou otázkou ovšem je, jak má fungovat ono „rozbočení" po logické stránce. Zde je důležité si uvědomit, že při zavádění kroucené dvoulinky do Ethernetu bylo základním požadavkem neměnit samotnou podstatu Ethernetu - mimo jiné i jeho představu o tom, že pracuje se sdíleným přenosovým médiem, o které se všechny komunikující uzly musí dělit. Hvězdicová topologie, kterou mají rozvody na kroucené dvoulince, však tento sdílený charakter nevykazuje - zde má každý koncový uzel svou přípojku k nejbližšímu rozbočovači jen a jen pro sebe, a nemusí se o ni dělit s nikým jiným!

Aby se vyhovělo představě Ethernetu o tom, že pracuje se sdíleným přenosovým médiem, musely se rozbočovače uzpůsobit tak, aby se chovaly jako opakovače (anglicky: repeater). Tedy aby veškerý provoz z kteréhokoli dvoubodového spoje na kroucené dvoulince současně šířily i do všech ostatních dvoubodových spojů, ústících do rozbočovače. Tím sice fyzická topologie zůstala stále hvězdicová, ale logicky se stala znovu topologií sběrnicovou - a to bylo právě to, co klasický Ethernet potřeboval k tomu, aby mohl běhat po rozvodech na bázi kroucené dvoulinky.

Teprve mnohem později se Ethernet dokázal vysvobodit ze zajetí své představy o sdíleném médiu a plně využít možností, které mu kroucená dvoulinka a její skutečná topologie dávají.