Modelování a analýza provozu systémů digitálních účastnických vedení

Tento článek se zabývá modelováním a analýzou provozu systémů digitálních účastnických vedení. Využívá informace o různých technologiích a aspektech v oblasti informačních a komunikačních technologií (ICT) a telekomunikací.

Úvod do digitálních účastnických vedení

Digitální účastnická vedení (DSL) představují souhrnné označení pro digitální technologie, které umožňují vysokorychlostní datové přenosy na telefonních přípojkách. Využívají rozvodů klasických telefonních linek k připojení k internetu. Přenos dat probíhá prostřednictvím modemů mezi uživatelem a telefonní ústřednou.

Bezpečnost ICT v kontextu digitálních vedení

Bezpečnost ICT je klíčová pro zajištění spolehlivého provozu systémů digitálních účastnických vedení. Zahrnuje souhrn opatření, kontrol a postupů používaných v systémech informačních a komunikačních technologií s cílem zajistit integritu, pravost, dostupnost a důvěrnost dat a systémů. To zahrnuje například vývoj ochranného softwaru (antivir, antispam, firewall) a analyzování bezpečnostních narušení a rizik.

Big Data a analýza provozu DSL

V oblasti provozu digitálních účastnických vedení lze využít analýzu Big Data k optimalizaci a predikci. Big Data jsou soubory nestrukturovaných dat velkého rozsahu, zahrnující obrazová, textová, obchodní, bezpečnostní a multimodální data. Analýza Big Data získaných v rámci provozu DSL může zahrnovat údaje o aktuální spotřebě energie, materiálu, součástek, opotřebení, prostojích apod. Základní metodou zpracování těchto dat velkého rozsahu je jejich vytěžování prostřednictvím data miningu a vyhodnocování vyššími algoritmy, jako jsou korelační a prediktivní analýzy.

Technologické aspekty digitálních účastnických vedení

DSL (Digital Subscriber Line) a ADSL (Asymmetric DSL)

DSL je souhrnné označení pro digitální technologii umožňující realizovat vysokorychlostní datové přenosy na telefonních přípojkách (linkách). Technologie digitálních účastnických linek využívá k připojení k internetu rozvodů klasických telefonních linek. Přenos dat je prováděn prostřednictvím modemů mezi uživatelem a telefonní ústřednou. Patří sem i připojení realizované VDSL technologií v kombinaci s optickým vedením (tzv. FTTCab).

Čtěte také: Ekonomický cyklus a podpora rodin

xDSL technologie

Technologie xDSL (Digital Subscriber Line) jsou využívány k poskytování přístupu k síti Internet prostřednictvím veřejně dostupné telefonní sítě - metalického (kovového) vedení, které je uloženo v zemi. Prostřednictvím pevné telefonní linky je přístup uskutečněný těmito technologiemi dostupný pro 99 % obyvatel v České republice. Nejvíce užívanou variantou xDSL přístupu byla v předmětném období technologie ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), a to převážně ve standardu ADSL2+. Varianta VDSL (Very-high-bit-rate Digital Subscriber Line) umožňující vyšší přenosovou rychlost než ADSL byla v České republice nabízena od 9. května 2011, a to ve standardu VDSL2. ADSL i VDSL přístup poskytují asymetrický přenos digitálních dat, tzn. přenosová rychlost je vyšší směrem k zákazníkovi (tzv. download) než směrem od zákazníka (tzv. upload).

Maximální dosažitelná rychlost přenosu dat při užití technologie ADSL2+ je v případě downloadu 24 Mbit/s, rychlost uploadu je až 3,5 Mbit/s, nicméně skutečně dosažitelné rychlosti bývají výrazně nižší. Důvodem je jedno z omezení technologií xDSL, kdy při šíření signálu vedením dochází s rostoucí vzdáleností koncového zákazníka od ústředny k postupnému útlumu signálu, klesá tak kvalita nabízeného připojení, a tedy klesá skutečně dosahovaná rychlost přenosu dat. Technologie VDSL nabízí rychlost downloadu až 52 Mbit/s a uploadu až 6,5 Mbit/s, varianta VDSL2 umožňuje na vzdálenost do 500 metrů od ústředny dosáhnout přenosové rychlosti až 100 Mbit/s. Pro využití vyšších rychlostí než ADSL je nejzazší vzdálenost 1 200 metrů, od které klesá rychlost na úroveň 6,5 Mbit/s, respektive 1,6 Mbit/s ve směru od uživatele.

Technologie xDSL používá k přenosu dat vyšší frekvenční pásmo, než na jakém jsou poskytovány hlasové služby, pro něž bylo kovové vedení původně určené a pro které je vhodnější. Kvůli vyšším frekvencím xDSL signálu oproti hlasovému přenosu dochází k tzv. přeslechům. Dalším omezením technologie xDSL je tzv. agregace, která udává, kolik přípojek sdílí inzerovanou rychlost. V případě nabídky přístupu s inzerovanou rychlostí např. až 16 Mbit/s a s agregací 1:50 se může stát, že zákazník sdílí poskytovanou rychlost až se 49 dalšími zákazníky. Skutečná přenosová rychlost je pak reálně nižší než inzerovaná. Naopak v době, kdy je k síti Internet připojeno málo jiných zákazníků, může připadat až celá inzerovaná rychlost na jednoho koncového zákazníka. U technologie xDSL však na druhou stranu nevznikají díky umístění metalického vedení v zemi problémy s geografickým reliéfem krajiny či povětrnostními podmínkami.

Optické připojení k internetu (FTTx)

Optické připojení k internetu (FTTx; Fiber Optics Technology) je připojení v pevném místě prostřednictvím optické sítě až k účastníkovi (FTTH, Fiber To The House) nebo prostřednictvím kombinace optické sítě a sítě LAN (např. Ethernet). V tomto případě není koncový bod optické sítě umístěn u účastníka, ale v budově nebo je společný pro více budov (FTTB, Fiber To The Building). V takovém případě bývá optické vlákno zavedeno do budovy, v níž je dále rozváděno např. ethernetovými kabely. Technologie FTTx je schopna nabídnout širokopásmové přístupy k síti Internet s nejvyšší kvalitou a relativně neomezenou přenosovou kapacitou a rychlostí. Přenos dat směrem od uživatele a k uživateli je nabízen převážně jako symetrický a optické kabely jsou vedeny v zemi, tj. stejně jako technologie xDSL či CATV nepodléhají vlivům počasí.

Sítě kabelové televize (CATV)

Sítě kabelové televize slouží k přenosu televizního signálu a datového toku prostřednictvím koaxiálních kabelů, které jsou uloženy v zemi. Širokopásmový přístup k síti Internet prostřednictvím sítí kabelové televize je realizován datovým tokem mezi zařízením CMTS (Cable Modem Termination System) - tedy mezi datovou ústřednou umístěnou na hlavní stanici a kabelovými modemy u koncových zákazníků. V praxi zařízení CMTS obsluhuje až několik tisíc uživatelů a pro přenos datového toku využívá směrem k uživateli nebo od uživatele frekvenční multiplex, ve kterém se společně přenáší datový tok i televizní signál.

Čtěte také: Modelování interiéru svépomocí

Datový tok v přístupové síti, tedy mezi CMTS a kabelovým modemem u koncového zákazníka, je poskytován ve standardu DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification), který pro přenos v jednotlivých datových kanálech využívá časový multiplex. Přenosová rychlost jednoho downstreamového kanálu je v závislosti na jeho šířce a modulaci 39,912 Mbit/s nebo 55,616 Mbit/s a přenosová rychlost upstreamového kanálu je opět v závislosti na šířce a modulaci až 10,24 Mbit/s pro DOCSIS 1.1 a až 35,85 Mbit/s pro DOCSIS 2.0. Novější DOCSIS 3.0 umožňuje sloučení více kanálů a tím i navýšení rychlosti, která se v závislosti na počtu spojených kanálů pohybuje v násobcích 55,62 Mbit/s a 30,72 Mbit/s, tj. v případě použití 8 kanálů pro download a 4 kanálů pro upload je možné dosáhnout rychlostí downloadu až 444,96 Mbit/s a uploadu až 122,88 Mbit/s.

Koaxiální kabely jsou umístěny v zemi, tj. při použití technologie CATV nedochází k ovlivnění přístupu k síti Internet vnějšími vlivy, jako jsou např. povětrnostní podmínky či geografický reliéf krajiny. Díky použité technologii nedochází ani k problémům s přeslechy. Skutečná rychlost přenosu dat tak většinou odpovídá rychlosti inzerované.

Bezdrátové připojení (WiFi)

Míra využití rádiových sítí v bezlicenčních pásmech (WiFi sítí) v České republice je v kontextu poskytování služeb širokopásmového přístupu k síti Internet v ostatních zemích Evropské unie nezvykle vysoká. Tyto sítě si získaly svoji pozici na trhu na začátku roku 2000, a to především díky relativně pozdnímu zavedení technologie xDSL, kdy byl WiFi přístup v řadě míst jedinou alternativou širokopásmového přístupu. K významnějšímu rozšíření služeb ADSL začalo docházet až v roce 2003, kdy již existovala dostatečná poptávka po službách širokopásmového přístupu k síti Internet, kterou tehdejší služby na základě vytáčeného připojení nemohly uspokojit. Pro uspokojení poptávky v té době začaly vznikat první komunitní a lokální WiFi sítě. Obecně však primárním účelem této technologie, pro který je také její využití nejvhodnější, bylo šíření signálu uvnitř budov a objektů, nebo např. využití tzv. hotspotů.

Technologie WiFi je bezdrátová technologie umožňující výměnu dat či přístup k síti Internet ve standardu IEEE 802.11 využívající bezlicenční frekvenční pásma 2,4 GHz a 5 GHz. Většina poskytovatelů užívá technologii v pásmu 5 GHz také pro budování svých páteřních spojů, pásmo 2,4 GHz je užíváno především pro připojování uživatelů k přístupovému bodu. Jedním ze zásadních omezení této technologie je vzájemné rušení, které je významné v pásmu 2,4 GHz. Toto pásmo disponuje pouze třemi nepřekryvnými frekvenčními kanály a dochází často k vzájemnému rušení jednotlivých sítí, ačkoliv se v praxi využívá směrových antén. Pásmo 5 GHz již disponuje dvaceti nepřekryvnými kanály, a tudíž nižší možností vzájemného rušení. Dosah technologií v obou frekvenčních pásmech je prakticky totožný, tj. 4-6 km. Technologie WiFi může dosáhnout přenosové rychlosti vyšší než 100 Mbit/s v závislosti na použité variantě standardu.

Užívání WiFi technologie jako prostředku pro poskytování služeb širokopásmového přístupu k síti Internet může být problematické vzhledem k nestabilní kvalitě WiFi signálu. Tu ovlivňují povětrnostní podmínky, vzdálenost přípojky od vysílače, přítomnost zástavby či geografický reliéf krajiny, kterou se signál šíří.

Čtěte také: Environmentální modelování: hlubší analýza

Mobilní sítě

Přístup k síti Internet prostřednictvím mobilních sítí je využíván zejména z důvodu jeho mobility, neboť s růstem internetové vzdělanosti rostla zároveň i potřeba uživatelů mít k dispozici kdykoliv a kdekoli přístup k síti Internet v mobilním koncovém zařízení. Pro přístup se využívá sdílení datových toků jednotlivých koncových uživatelů, kteří se připojují k jednotlivým základnovým stanicím (BTS, Base Transceiver Station) na různých místech vždy dle své aktuální polohy. V České republice působili v předmětném období čtyři mobilní síťoví operátoři; společnosti O2, T-Mobile Czech Republic a.s., a Vodafone Czech Republic a.s., nabízely služby přístupu k síti Internet prostřednictvím sítě UMTS a LTE a služby prostřednictvím sítě CDMA nabízely společnosti O2 a Nordic Telecom s.r.o.

Technologie CDMA je využívána ve frekvenčním pásmu 450 MHz. Sítě UMTS jsou provozovány v pásmech 1885-2200 MHz. Teoretická maximální přenosová rychlost je 3,6 Mbit/s, resp. s vylepšením technologií HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access) až 21 Mbit/s. V návaznosti na vylepšení technologie HSDPA+ DC (Dual-Carrier/Cell), bylo díky schopnosti připojení koncového zařízení na dva přístupové body mobilní sítě zároveň možné dosahovat rychlosti až 42 Mbit/s.

Další relevantní pojmy

  • 3D tisk (aditivní výroba): Proces tvorby trojrozměrných hmotných objektů na 3D tiskárně, zpravidla vrstvu po vrstvě, z termoplastů, kovů či pryskyřic podle digitální předlohy.
  • 3D tiskárna: Zařízení, které dokáže podle digitálního 3D modelu "vytisknout" trojrozměrný objekt, nejčastěji tavením plastové struny a jejím nanášením ve vrstvách.
  • Blog (firemní blog, mikroblog): Internetové stránky, na nichž uživatelé zveřejňují chronologicky uspořádané příspěvky v deníkové formě, často s multimediálním obsahem.
  • Cloud computing: Používání placených služeb (softwaru) nebo informačních technologií (hardwaru) prostřednictvím internetu, kdy firmy platí jen za skutečně využívané zdroje.
  • Customer Relationship Management (CRM): Informační systém a software zaměřený na vztah firmy se zákazníky, umožňující odhadnout a vyhovět jejich potřebám.
  • Digitální (datový) okruh (leased line): Digitálně fungující datový okruh pronajatý od telekomunikačních operátorů s garantovanou přenosovou rychlostí.
  • Elektronická fakturace: Elektronické předávání účetních dokladů ve formě e-faktur (standardizované faktury) nebo nestrukturovaných faktur (např. v PDF formátu).
  • Elektronická objednávka: Objednávka zboží nebo služby, která obsahuje náležitosti nezbytné k realizaci obchodu a splňuje podmínky pro elektronické obchodování.
  • Elektronické obchodování: Nákup nebo prodej přes internet nebo počítačovou síť, přičemž rozhodující je elektronické uskutečnění objednávky.
  • Elektronické sdílení informací s dodavateli či odběrateli: Výměna elektronických informací v rámci řízení dodavatelského řetězce pro plánování, koordinaci a řízení.
  • Enterprise Resource Planning (ERP): Informační systém pro řízení a sdílení informací mezi firemními činnostmi (výroba, logistika, nákup, skladování, prodej, distribuce, správa majetku, fakturace a účetnictví).
  • Extranet: Uzavřená firemní síť používaná pro bezpečné sdílení informací s dodavateli, prodejci, partnery a zákazníky.
  • Firemní informační systémy: Aplikace podporující agendy a procesy v oblastech finančního řízení, řízení lidských zdrojů, výroby, skladového hospodářství, obsluhy a vyhledávání zákazníků nebo dodavatelského řetězce.
  • ICT odborníci: Zaměstnanci, kteří jsou experty na hardware, software a služby v oblasti ICT a podílejí se na vývoji nových technologií a umožňují využívání ICT jiným osobám.
  • Integrace vnitrofiremních procesů: Propojení informačního systému pro zadávání/přijímání objednávek s ostatními vnitřními procesy firmy.
  • Internet: Globální celosvětová počítačová síť propojující regionální a rozsáhlé počítačové sítě, které používají TCP/IP jako síťový protokol a pomocí které je možno zpřístupňovat zdroje (technické prostředky, software, data) k ní připojené.
  • Internet věcí (IoT): Přístroje vybavené elektronikou, softwarem, senzory a síťovou konektivitou, které umožňují těmto zařízením se propojit a vyměňovat si data a být ovladatelná i na dálku.
  • Interní počítačová síť (LAN): Lokální firemní síť, která propojuje alespoň dva počítače či jiná IT zařízení a nejčastěji slouží k přenosu nebo sdílení dat.
  • Kancelářský software: Programy jako textový procesor, tabulkový procesor, nástroj na tvorbu prezentací či databázový systém.
  • Konfigurace produktu/služby: Možnost pro zákazníky navolit či přizpůsobit si standardně nabízené zboží či služby na míru podle jejich přání či požadavků.
  • Mobilní aplikace: Softwarová aplikace, která je vytvořená speciálně pro chytré telefony/smartphony, tablety a další přenosná zařízení.
  • Mobilní připojení (připojení přes mobilní sítě; internet v mobilu): Připojení k internetu prostřednictvím datového tarifu od mobilních operátorů.
  • On-line tržiště (elektronické tržiště; marketplace; e-marketplace): Virtuální obchodní místa, jejichž provozovatelem je obvykle společnost nezávislá na účastnících obchodování.
  • Pevné bezdrátové připojení: Externí připojení k internetu bezdrátovými technologiemi (např. Wi-Fi).

Regulační aspekty

Úřad pro ochranu hospodářské soutěže (ÚOHS) se zabýval možným porušením zákona o ochraně hospodářské soutěže ze strany společnosti O2 Czech Republic a.s. ve věci zneužití dominantního postavení na trhu velkoobchodního širokopásmového přístupu v sítích elektronických komunikací v pevném místě pomocí kovového vedení a na trhu velkoobchodního přístupu k účastnickému kovovému vedení v pevném místě na území České republiky. ÚOHS ve správním řízení nezjistil porušení zákona.

tags: #modelovani #a #analyza #provozu #systemu #digitalnich

Oblíbené příspěvky: