Připojení k Internetu

Obsah 1 Parametry připojení 1.1 Rychlost linky 1.2 Jednotky, převody 2 Technologie 2.1 xDSL 2.2 Wi-Fi (Wireless Fidelity) 2.3 Sítě mobilních operátorů 2.4 Kabelová televize (CATV) 2.5 Pro firmy 2.6 Další 3 Poskytovatelé 4 Účtování 5 Otázky k tématu 6 Praktické úlohy 7 Zdroje

Parametry připojení

• Přenosová rychlost
  • maximální × reálná (bandwidth × goodput × throughput — viz Rychlost linky)
  • download × upload
• Odezva (latence)
  • Jak dlouho trvá, než po odeslání požadavku obdržíme odpověď (za předpokladu, že server odpoví okamžitě).
• Jitter
  • Jak se mění odezva mezi jednotlivými datagramy (důležité pro IP telefonii)
• Agregace
  • Kolik lidí sdílí linku?
  • 1:20, 1:50
• FUP
  • Omezení množství stažených dat za nějaké období (například 3 GB/měsíc).
  • Po vyčerpání obvykle dojde ke snížení přenosové rychlosti do konce období.
  • Vhodné při vysoké agregaci. Běžní uživatelé stahují spíše nárazově, požadavky se málokdy sejdou naráz. Pokud by některý uživatel stahoval trvale velké množství dat, zpomalil by linku i pro ostatní.
• Symetrie
  • Liší se rychlost pro upload a download?
• Stabilita
  • Dochází k výrazným rozdílům v reálné přenosové rychlosti a latenci?

Rychlost linky

• Bandwidth
  • Celkový počet bitů, které lze přenést za jednotku času.
• Goodput
  • Množství uživatelských dat, které lze v ideálním případě přenést.
• Throughput
  • Množství reálně přenesených dat (po odečtení vlivu kolizí, rušení atd.)

Jednotky, převody

Přenosová rychlost

• základní jednotka 1 bit za sekundu (1 b/s)
  • v anglicky mluvících zemích zkratka bps (bits per second)
• odvozená jednotka byte (značka B/s)
  • 1 B/s = 8 b/s
• Násobné jednotky
  • 1 kB/s = 1000 B/s
  • 1 KB/s = 1 KiB/s = 2¹⁰ B/s = 1024 B/s
  • 1 MB/s = 1 MiB/s = 2²⁰ B/s = 2¹⁰ KB/s ~ 1 mil. B/s
  • 1 GB/s = 1 GiB/s = 2³⁰ B/s = 2¹⁰ MB/s ~ 10⁹ B/s
  • 1 TB/s = 1 TiB/s = 2⁴⁰ B/s = 2¹⁰ GB/s ~ 10¹² B/s (čti „terabajt za sekundu“)
  • 1 PB/s = 1 PiB/s = 2⁵⁰ B/s = 2¹⁰ TB/s ~ 10¹⁵ B/s (čti „petabajt za sekundu“)
  • 1 EB/s = 1 EiB/s = 2⁶⁰ B/s = 2¹⁰ PB/s ~ 10¹⁸ B/s (čti „exabajt za sekundu“)

Viz také Jednotky množství informace.

Odezva

• milisekundy (1 ms = 0,001 s)

Technologie

xDSL

Princip

• Připojení k nejbližší digitální telefonní ústředně prostřednictvím místní smyčky telefonní sítě (PSTN).
  • Maximálně využívá frekvenční rozsah místní smyčky.
  • Nutná kvalitní místní smyčka.
• Od ústředny dál již nezávisle na telefonní síti (optické spoje atd.).
• S rostoucí vzdáleností od ústředny klesá dosažitelná rychlost.

Výhody a nevýhody

• relativně stabilní rychlost připojení (ve srovnání s dalšími technologiemi, zejména bezdrátovými)
• obvykle vyšší agregace
• obvykle výrazně asymetrické (odlišná rychlost pro upload a download)
• obvykle bez FUP

Potřebujete

• modem, splitter
• omezená vzdálenost od digitální telefonní ústředny (max. cca 2 km).
• Připojení pevné linky — obvykle není nutno mít povolen telefon (a tedy platit paušál)

Konkrétní technologie

• ADSL
• ADSL 2+
  • rychlost až 16 Mbps
• SHDSL, G.SHDSL.bis
• VDSL
  • až 25 Mb/s
  • na metalických spojích do 1,3 km od digtální ústředny
  • max. rychlost podle vzdálenosti
• VDSL2
  • až 50 Mb/s teoreticky

Wi-Fi (Wireless Fidelity)

• Bezdrátové připojení

Potřebujete

• Anténu poskytovatele (společná)
  • přístupový bod
  • dosažitelná vzdálenost se liší podle technologie
• Anténu vaši + modem + síťovou kartu

Výhody a nevýhody

• místní operátoři
  • konkurence
  • výhodné ceny
• nebývá tak asymetrické jako xDSL
  • někdy asymetrie zavedena vůbec
• problémy se stabilitou
  • závislost na povětrnostních vlivech
  • pokles výkonu sítě při vyšším zatížení
• časté rušení
  • zvláště u některých technologií
• obvykle bez FUP

Technologie

• IEEE 802.11 g, n, ac, ax
  • Původně určena pro sítě LAN (vnitřní použití, krátký dosah)
  • Lze rozšířit při použití směrových antén.
  • Technologie není mobilní!
• WiMAX (IEEE 802.16)
  • standard vznikal především v letech 2000 -- 2003
  • od počátku zaměřena na venkovní sítě
  • Příklad: IEEE 802.16a
    • až 70 Mb/s
    • dosah 40 — 70 km
    • nevyžaduje přímou viditelnost mezi poskytovatelem a příjemcem
  • Provoz v různých pásmech, i licencovaných (bez rušení)

Sítě mobilních operátorů

Princip

• Využívá pokrytí mobilního operátora.
• V rámci tohoto pokrytí se může koncové zařízení libovolně pohybovat.

Potřebujete

• mobil s podporou datových přenosů resp. datový modem k notebooku
• dostupný přípojný bod (dosah jednotky (až desítky — LTE) km)

Výhody a nevýhody

• Jste připojeni kdekoli (kde je pokrytí — viz dále).
• Má smysl u notebooků a chytrých mobilních telefonů.

• Obvykle přísné FUP
• Obvykle vyšší cena.
• Rychlé připojení obvykle jen ve městech.

Technologie

• GPRS
  • pomalé (~ 32 – 48 kb/s)
• CDMA
• EDGE (~ 200/100 kb/s)
• UMTS, HSDPA, HSPA+
  • obchodní označení 3G, 4G, 3.5 G
  • High Speed Download Packet Access
  • dostupné obvykle jen ve městech
    • Někdy operátor nabízí testovací modemy k zapůjčení a vyzkoušení kvality připojení.
• LTE (v některých verzích splňuje 4G)
  • první experimenty ve světě: 2009 (TeliaSonera)
  • poprvé v ČR: 2012 (O2 Telefonica)
  • reálné rychlosti 35/20 Mb/s, odezva ~ 25 ms
  • zařízení podporují jen vybrané frekvence, ne vždy odpovídají národním
• 5G
  • Celosvětově větší rozvoj zhruba od roku 2019, v ČR aukce kmitočtů v roce 2020, operátoři (abecedně) Nordic Telecom, O2, T-Mobile a Vodafone.
  • Přenosové rychlosti teoreticky až 20 Gb/s s odezvou pod 1 ms.
  • Využívá vysoké frekvence (pásma 450-6000 MHz a 24250-52600 MHz). Je tedy potřeba velké množství menších přístupových bodů s malým pokrytým územím.

Pokrytí

• Český telekomunikační úřad — pokrytí ČR sítěmi
  • Vyberte operátora a technologii.
  • Červená barva ~ nepokryto, modrá pokryto (viz legenda vlevo dole)

Kabelová televize (CATV)

Potřebujete

• dostupnost rozvodů kabelové televize (ve městech, v místech, kde je problém s jiným připojením)
• modem

Výhody a nevýhody

• někdy výhodná cena, zvláště v kombinaci s kabelovou TV
• stabilní připojení
• často vysoká rychlost i přes 100 Mbps (rok 2016)
• často optické kabely
• nemusí být agregace

Pro firmy

Charakteristíka

• vysoké přenosové rychlosti (100 Mb/s a více, ale také jednotky Gb/s)
• vyšší pořizovací náklady
  • dvoubodové spoje (zařízení pro konkrétního zákazníka)
  • náročné na montáž
• dosah v řádu jednotek km

Technologie

• Optické systémy
  • Vysoká rychlost (155 Mb/s, 622 Mb/s až 1Gb/s).
  • Používá světlo (laser) k přenosu informací.
  • Závislost na atmosférických vlivech.
• Mikrovlnné spoje
  • elektromagnetické vlnění (bezdrátová technologie)
  • pásma: 2,4 GHz, 5 GHz, 10,5 GHz
  • nutná přímá viditelnost mezi anténami
• Vlastní optická linka
  • Využití metropolitních sítí
  • Pronajaté linky od telekomunikačních společností
  • Vlastní infrastruktura (vlastní optický kabel,...)

Další

Satelit

• Signál je pomocí satelitu vyslán k družici na oběžné dráze, ta data předává k poskytovateli.
• dlouhá odezva
• dostupné prakticky kdekoli, vhodné pro odlehlé oblasti (ropné plošiny v oceánech, oblasti mimo civilizaci)

Budoucí technologie

• Aktuálně (rok 2022) probíhá budování sítí družic obíhajících po nižších oběžných drahách tak, aby se snížila odezva.
• Cenou za nižší oběžnou dráhu je, že družice se pohybují rychleji než otáčení země a musí tedy probíhat předávání spojení mezi jednotlivými družicemi a potřebujeme velké množství družic (řádově stovky až tisíce družic).
• Příkladem takových sítí jsou sítě Starlink (společnost SpaceX) či projekt Kuiper (společnost Amazon).
• Tyto sítě by do budoucna měly nabídnout připojení kdekoli na povrchu Země s vysokými rychlostmi a rozumnou odezvou.

Historické

• ISDN
  • Digitální telefonní linka, lze volat a zároveň pracovat na internetu. Rychlost: 64kb/s (128 kb/s).
• Klasické analogové vytáčené spojení
  • dial-up (modem, telefonní zásuvka)
  • Rychlost: max. 56 kb/s.

Poskytovatelé

• Tier 3: poskytují připojení koncovým zákazníkům
  • infrastrukturu si pronajímají od Tier 2, nebo vlastní infrastrukturu pro pokrytí menších částí obcí
  • pro připojení ke zbytku sítě používají výhradně linky, které si pronajímají od Tier 2 poskytovatelů
• Tier 2: prodávají přenosové kapacity poskytovatelům Tier 3
  • vlastní infrastrukturu pro pokrytí větších ploch měst
  • část svých sítí propojují vlastní infrastrukturou (propojení měst, států)
  • pro připojení do vzdálených sítí si pronajímají kapacitu od jiných poskytovatelů
  • Příklad: Télefonica O2,...
• Tier 1: propojení států a kontinentů
  • vlastní infrastrukturou pokrývají většinu kontinentů
  • pronajímají linky Tier 2 poskytovatelům
  • nepotřebují platit pronájem linek jiným poskytovatelům
  • Příklad: TeliaSonera,...

Účtování

• slevy v balíčcích služeb
  • mobilní tarif + internet + televize apod.
• slevy při podpisu smlouvy na delší dobu
• slevy pro nové zákazníky
  • lze zrušit a zavést znovu, ale...
• výhody pro udržení stávajících zákazníků
  • když se budete tvářit, že jdete jinam
• tarif × cena přenesených dat
  • mobilní operátoři nabízí často i krátkodobé tarify (1 den, 1 týden)
• slevy pro firmy
  • v souvislosti s voláním

Otázky k tématu

• Uveďte typické parametry pro připojení dnes pro jednotlivé technologie (rychlost, cena, latence).
• Zjistěte si, jací poskytovatelé a jaké technologie jsou k dispozici v místě vašeho bydliště.

Praktické úlohy

• Ověřte dostupnost připojení ADSL na vaší domácí adrese alespoň pro dva operátory
  • Použijte například: InternetProVšechny.cz
• Změřte si rychlost připojení:
  • Lupa.cz-> Nástroje-> Měření rychlosti

Cvičení

Zdroje

• Router-switch.com > What is 5G
• http://www.internetprovsechny.cz <http://www.internetprovsechny.cz%20>
• http://www.dsl.cz <http://www.dsl.cz>
• http://www.wifishop.cz <http://www.wifishop.cz>
• LTE: PETERKA, Jiří. Lupa.cz > LTE v ČR — jedno promile na opojení nestačí <http://www.lupa.cz/clanky/lte-v-cr-jedno-promile-na-opojeni-nestaci/>