Minulost, přítomnost a budoucnost telekomunikací

Když přišel Alexandr Graham Bell v roce 1876 nabídnout svůj nejznámější vynález společnosti Western Union, byl prý...


Když přišel Alexandr Graham Bell v roce 1876 nabídnout svůj nejznámější vynález
společnosti Western Union, byl prý i se svou "hračkou" striktně odmítnut. K
čemu jinému než ke hraní by asi tak mohlo být dobré nějaké přenášení hlasu po
drátech?
Jak se říká, po bitvě je každý generálem. Dnes, kdy i u nás má už telefon
(skoro) každý, kdo ho chce (závorka je ještě stále trochu hořká), se můžeme
představě telefonu jako hračky jenom pousmát. Možná že nás ale úsměv přejde,
uvědomíme-li si, že mnozí ještě dnes označují jako hračku například Internet.
Nebo videotelefon.
Co je tedy vlastně hračka a co užitečný nástroj mezilidské komunikace? Stačí
nám k předání zpráv poštovní holubi a nebo dáme přednost telefonu? Stačí nám
telefon na běžné lince nebo raději použijeme videotelefon na ISDN? Či je libo
linku ADSL? A nedáte ještě raději přednost mobilním zařízením?
Kde je vlastně hranice, kdy už budeme moci říci, že jsme spokojeni s možnostmi,
které nám nabízejí komunikační zařízení? Jakou cestu ušla tato zařízení od roku
1876? A jaká cesta je ještě před nimi? Na tyto a ještě řadu dalších otázek se
vám pokusí odpovědět následující Téma týdne. Tvoří jej převážně zápis z Kavárny
Computerworldu, která byla věnována právě telekomunikacím.
Potřeba komunikace na dálku je zřejmě jen o málo mladší než lidstvo samo. V
okamžiku, kdy byli první bojovníci vysláni dobývat vzdálená území, asi by dali
cokoli za to, aby mohli poslat zprávy o průběhu bojů a případně si vyžádat
posily. Zdokonalování předávání informací tedy bohužel, stejně jako řada
dalších technických řešení, úzce souvisí s vojenskými konflikty. Panovníci
potřebovali efektivně na dálku řídit svá vojska, případně spravovat vzdálené
državy. Později to potřebovaly i vlády.
Potřeba komunikace ovšem nesouvisí jenom s válkami. Možnost spojit se s domovem
by nepochybně přivítali i dávní cestovatelé a s vývojem obchodu také
nejrůznější obchodníci. Zrychlující se tep života pak z pohotově přenesené
informace dělá stále strategičtější nástroj.
Prehistorie
Zpočátku byl přenos zpráv úkolem živých nosičů zvířat nebo lidí. Často tuto
činnost zastávali běžci, jezdci na koních nebo poštovní holubi. Pokud bylo
nutno přenášet informace na krátké vzdálenosti, uplatnily se také takové
metody, jakými jsou světelné nebo kouřové signály, odrazy světla od zrcadel
nebo signalizační praporky. V případě potřeby přenášet informace na delší
vzdálenost se vybudovaly řetězce stanovišť na vrcholcích kopců a informace se
předávaly mezi nimi.
První takovou komplexní přenosovou trasu představoval zřejmě Napoleonův
"optický telegraf", který tomuto vojevůdci přinášel až do Paříže zprávy o
chování jeho vojáků za hranicemi Francie. Systém byl vyvinut v roce 1793 a
skládal se z mechanických paží a definice stovek pozic znamenajících
nejrůznější symboly. Síť těchto stanic byla vybudována na válečnou zakázku po
celé Francii, v polovině 19. století měla 556 stanovišť a přenosové trasy
měřily celkem více než 5 000 km.
Optickým řešením (alespoň v oné primitivní podobě) odzvonilo s příchodem
elektrického telegrafu, který umožňoval přenášet informace daleko rychleji a s
podstatně menším rizikem zkreslení zprávy. V roce 1844 předvedl Samuel Morse
takový přenos z Baltimoru do amerického Kapitolu.
Potřeba komunikovat s koloniemi znamenala v 19. století velké rozšíření
telegrafu. V roce 1858 byl položen první transatlantický kabel, který ale
přestal během několika měsíců fungovat. Podstatně spolehlivějším se ukázal
kabel zkonstruovaný lordem Kelvinem a položený na dno Atlantiku o 8 let později.
Výsledkem "komunikačního boomu" ve druhé polovině 19. století byla situace, kdy
mohla Velká Británie v roce 1870 přímo komunikovat nejen se zbytkem Evropy, ale
také se Severní Amerikou, Středním východem a Indií. Vzhledem k nutnosti
ochránit důvěrné informace se o vybudování podobné sítě pokoušely i další země,
mj. např. Německo.
Na scénu se batolí telefony
Rok 1876 se všeobecně považuje za letopočet zrození telefonu. A tento vynález,
který vlastně poprvé zpřístupnil komunikaci na dálku širokým masám
obyvatelstva, je připisován Alexandru Grahamu Bellovi. Málokdo však zřejmě ví,
že vynález telefonu úzce souvisí s tehdy velmi populárním harmonickým
telegrafem, který používal k přenosu informace různé výšky tónů. Mohlo se tak v
jednom okamžiku přenést podstatně více informací než telegrafem klasickým.
Mimochodem, zpočátku se právě tomuto zařízení předpovídala podstatně lepší
budoucnost než oné "hračce" zvané telefon.
Bellovi při vývoji pomohla mj. i skutečnost, že se již delší dobu věnoval práci
se sluchově postiženými, pro které se snažil navrhnout přístroj, který by
převáděl řeč na křivky, z nichž by tito lidé mohli řeč odečítat. Při návrhu
přístroje vycházel z anatomie lidského ucha, kterou předtím důkladně studoval
na univerzitě.
Bell ovšem nebyl sám, kdo si dělal ambice stát se objevitelem telefonu. Podobný
přístroj navrhl také Elisha Gray, který ovšem zpočátku nevěřil na jeho velký
význam. Když se později ukázalo, že má telefon před sebou velkou budoucnost,
pustil se s Bellem do soudního sporu, který však nakonec prohrál.
V roce 1877 zakládá Bell spolu s Tomem Watsonem a Thomasem Sandersem Bell
Telephone Company, v roce 1885 vzniká společnost Western Electric, později AT&T
(American Telephone and Telegraph), která se posléze stala nejmocnější
telekomunikační společností všech dob. Tak mocnou, že musela být v roce 1983 z
rozhodnutí vlády USA rozdělena, aby se narušilo její monopolní postavení na
trhu telekomunikací. Společnost AT&T od té doby směla provozovat pouze dálkové
trasy, zatímco místní sítě byly přiděleny lokálním operátorům, tzv. Baby Bells
(Atlantic Bell, Pacific Bell atd.).
Mimochodem o 12 let později se společnost znovu dělí, tentokrát dobrovolně (i
když existují i spekulace, že tak úplně dobrovolné to nebylo), na 3
společnosti. Poskytování telekomunikačních služeb nadále zůstává v působnosti
společnosti s původním názvem AT&T, ale výrobou telekomunikačních zařízení se
od této chvíle zabývá firma Lucent Technologies a výrobou počítačové techniky
společnost NCR. Tu AT&T zakoupila rok předtím.
Ale nepředbíhejme událostem. Je konec 19. století a nový vynález si zprvu jen
pomalu razí cestu světem. Nicméně, jako perlička k pousmání nám dnes může
připadat postavení telefonů v tehdejší Anglii: protože představovaly takřka
neuvěřitelný průnik do lidského soukromí, byly vytlačovány do míst, kam podle
názoru svých majitelů patřily tedy často do místností pro služebnictvo. Vždyť
jejich prostřednictvím mohl vlastně kdokoli zazvonit a vstoupit přímo k vám do
bytu. Škoda, že na tehdejších Angličanech nemůžeme otestovat dnešní mobilní
telefony.
Ani ve Spojených státech neměly však telefony ještě ani zdaleka vyhráno.
Zpočátku tam totiž působila řada telefonních operátorů a jejich zákazníci se
často nemohli dovolat z jedné sítě do druhé. Až v roce 1913 pověřila americká
vláda společnost AT&T poskytováním univerzální telefonní služby po celém území
země. Na oplátku si tato firma musela nechat líbit vládní regulační zásahy.
... a staví se na nohy
V roce 1881 spatřila světlo světa první telefonní dvojlinka (UTP Unshielded
Twisted Pair), o 14 let později předvedl Guglielmo Marconi, jak mohou být na
dálku detekovány elektromagnetické vlny a vojenské námořnictvo bylo prvním
zapáleným zákazníkem společnosti, kterou tento muž založil za účelem vývoje
zařízení pro rádiovou komunikaci. V roce 1901 se této společnosti podařilo
přenést rádiovou zprávu přes Atlantský oceán a v roce 1907 začala poskytovat
komerční služby.
Význam nových technologií se projevil v průběhu první světové války, kdy
Angličané přerušili německé transatlantické vedení a zničili nepřátelské
rádiové stanice. Němci jim na oplátku odřízli spojení do Indie a Ruska. V tom
okamžiku byl Marconi pověřen vytvořením sítě rádiových stanic, aby mohlo být
obnoveno spojení se vzdálenými lokacemi.
Roku 1921 začala detroitská policie experimentovat s bezdrátovým spojením svých
vozidel. Problémy s výkonnými vysílači vhodnými k umístění do jejích automobilů
však způsobily, že byl první podobný skutečně efektivní komunikační systém
zprovozněn až o 9 let později v Bayonne. V roce 1925 vznikla transatlantická
radiotelefonní služba, ale dalších 12 let, tedy do roku 1937, si museli zájemci
počkat na transatlantickou telefonní službu. První skutečně mobilní telefonní
služba byla uvedena do provozu v roce 1946 v americkém St Louis.
Rádiová komunikace se posunula na vyšší frekvence, takže se vlny mohly odrážet
od ionosféry a pokrývat podstatně větší území. Vynález frekvenční modulace v
roce 1935 umožnil zmenšování zařízení, a to pak umožnilo jejich použití za
druhé světové války i v běžných vojenských vozidlech.
Rok po konci druhé světové války existovala ve Spojených státech již ve 25
městech veřejná mobilní telefonní služba. Použité systémy disponovaly pouze
jedním vysílačem pro celé město, takže měly omezenou šířku pásma a tím velmi
nízkou kapacitu.
Řešení tohoto problému se objevilo v roce 1970, kdy byl v Bellových
laboratořích vyvinut koncept buňkového systému, který umožnil rozdělit určité
území do jednotlivých vzájemně se nepřekrývajících buněk. Každá z buněk má svůj
vysílač i přijímač, který komunikuje s telefony v příslušné buňce. Až v roce
1983, po přidělení volných frekvencí celulárním telefonům, byl v Chicagu
zprovozněn první celulární telefonní systém.
... a komunikují přes satelit
V roce 1945 popsal známý autor vědeckofantastické literatury Arthur C. Clarke
komunikační satelit, o 9 let později rozvedl tuto ideu v Bellových laboratořích
do podrobností J. R. Pierce. Za 3 roky poté začal z oběžné dráhy pípat sovětský
Sputnik a v roce 1960 byl konečně vypuštěn první komunikační satelit. Na
projektu se společně podílely NASA (National Aeronautics and Space
Administration) a již zmíněné Bellovy laboratoře. Satelit nesl název Echo-1 a
pohyboval se na nízké oběžné dráze.
Na zmíněných úspěších měl pochopitelně lví podíl také vynález tranzistoru, ke
kterému došlo v roce 1947. O 6 let později, tedy v roce 1953, se začala o
telefonní hovory starat první počítačem řízená telefonní ústředna. První
digitální ústředna se objevila o 6 let později, ale už o rok dříve sestrojili
technici AT&T zařízení, které zažívá svůj boom právě v posledních letech totiž
modem.
Ale vraťme se ještě k družicím. V roce 1962 se zrodil první komunikační
satelitní systém Telstar, který se hned v tomto roce podílel i na prvním
televizním přenosu přes Atlantik. Protože se však pohyboval po eliptické dráze,
byl na obou stranách Atlantiku viditelný současně pouze 30 minut, takže se
nehodil pro zabezpečení trvalého spojení těchto kontinentů. A tak byl o rok
pozdě-ji vypuštěn geostacionární satelit Syncom, který, jak už ostatně jeho
název napovídá, zůstával stabilně nad jedním určitým místem Země.
V roce 1965 byl vypuštěn Intelsat-II, který podporoval 240 telefonních hovorů
nebo 1 televizní kanál. Jenom pro srovnání: Intelsat-VI, vypuštěný v roce 1987,
je schopen přenést až 80 tisíc telefonních hovorů.
V roce 1982 zahájil činnost satelitní systém INMARSAT, o 14 let později pak
INMARSAT-M, který dovoluje použít telefony o velikosti přenosného počítače.
Důležité však je, že se jím dá dovolat prakticky z libovolného místa na Zemi,
kromě velmi malého území okolo obou pólů. V České republice nabízí jeho služby
společnost RadioMobil.
K datové komunikaci slouží řada družic, s nimiž se uživatelé spojují pomocí
terminálů VSAT (Very Small Aperture Terminal). Tyto systémy se používají pro
nejrůznější aplikace, mj. také např. pro ověřování platebních karet, rezervace
letenek nebo běžné přenosy souborů. A nelze nezmínit ani satelity typu LEO (Low
Earth Orbit), které umožňují zmenšit velikost přijímače (vysílače). Bude je
používat např. systém celosvětové mobilní telefonní sítě Iridium, který má být
spuštěn letos na podzim.
Nezapomeňme ale na v úvodu zmíněné vojenské účely nových technologií a
připomeňme ještě dvě data z historie: v roce 1966 vypustilo U.S. Air Force
první vojenské satelity skupiny DSCS-I. Ty podporovaly přenos digitálního hlasu
i datové přenosy. V roce 1970 je nahradily satelity skupiny DSCS-II.
A pokud se vrátíme ještě k historii telefonů, pak stojí za zmínku, že v roce
1964 spatřil světlo světa telefon s tónovou volbou, o 5 let později byla
vyvinuta technologie CCD umožňující podstatně zmenšit snímače obrazu, v roce
1988 byl mezi Evropou a Amerikou natažen optický kabel a také byla postavena
první dálková síť ISDN.
Mobilní telefony 1. generace
Komunikačním fenoménem poslední doby jsou jednoznačně mobilní telefony. Podle
některých analytiků se jejich počet v roce 2010 dokonce vyrovná běžným
telefonům. Vývoj mobilních telefonů lze rozdělit do 3 generací. První z nich se
prosazovala v 80. a počátkem 90. let a používala analogovou technologii.
V roce 1983 FCC rozdělila Spojené státy na 734 celulárních trhů, z nichž v
každém působili 2 provideři celulárních služeb. Tzv. provider A a provider B.
Provideři ze skupiny A se rekrutovali ze společností, které dosud neprovozovaly
pevné telefonní linky, zatímco provideři B se již před mobilními systémy
zabývali zajištěním běžných telefonních služeb.
Každý mobilní operátor dostal k dispozici určité pásmo v oblasti 800 MHz, byl
také stanoven standard pro použití v celých Spojených státech AMPS (Advanced
Mobile Phone Systems). Tím se docílila kompatibilita telefonních přístrojů po
celém území USA. Systém AMPS se používá např. také v Austrálii. Ještě v roce
1996 používalo telefony tohoto systému 88 % všech uživatelů mobilních telefonů
ve Spojených státech.
V Evropě se začalo používat několik systémů. Byly tu vyvinuty např. systémy
TACS (Total Access Communication System), Radiocom 2000 nebo NMT (Nordic Mobile
Telephone). K jejich provozu se používala 2 frekvenční pásma okolo 450 a 900
MHz. Systém NMT 450 se používá ta-ké v České republice (nabízí ho EuroTel).
2. generace
Druhá generace mobilních telefonů vsadila na digitální formát hlasových dat a
umožnila tak mj. i velký rozmach mobilní datové komunikace. Zdokonalena byla
také autentizace uživatelů v síti (jakkoli se v poslední době objevily
pochybnosti o dokonalosti jejího zabezpečení) a přibyla řada nových služeb.
Ve Spojených státech bylo novým systémům přiděleno kromě původního frekvenčního
pásma okolo 800 MHz také pásmo 1 900 MHz a používají se tu standardy IS-136 a
IS-95. V Evropě a ve většině ostatních částí světa se používá 900MHz a 1 800MHz
pásmo a standard GSM, v Japonsku pak pásma mezi 800 a 1 500 MHz.
Standard GSM byl přijat ve více než stovce zemí a představuje komplexní
komunikační systém, zatímco zmíněné americké standardy definují pouze způsob
komunikace mezi mobilním telefonem a sítí.
Velká popularita systémů 2. generace s sebou přinesla snahu o jejich další
zdokonalení, mezi něž patří mj. i zvýšení rychlosti z původních 9,6 kb/s až na
64 kb/s. Z principů standardu GSM pak vychází i dále zmíněný systém UMTS.
3. generace
Původní koncept 3. generace mobilních systémů pochází z iniciativy ITU
(International Telecommunications Union) známé jako FPLMTS (future public land
mobile telecommunication system). Během posledních let byl zdokonalen a nyní se
pro něj ujalo označení IMT-2000 (International Mobile Telecommunications-2000).
Třetí generace mobilních systémů by měla zajišťovat kompatibilitu všech
mobilních telefonů kdekoli na světě. Kromě toho by mělo dojít k postupné
konvergenci pevných a mobilních sítí tak, aby měl každý uživatel své vlastní
telefonní číslo a mohl být na něm k zastižení prakticky kdykoli; ať na pevné
lince nebo na mobilním telefonu.
Zvýšena je také maximální přenosová rychlost, která by směrem od uživatele měla
dosahovat až 384 kb/s, směrem k němu pak až 2 Mb/s. To by mělo stačit i těm
nejnáročnějším uživatelům, například k videokonferencím na cestách.
Mezitím vznikla z evropské iniciativy definice UMTS (Universal Mobile Telephone
Systém), která vychází z požadavků na IMT-2000. Předpokládá se, že v ní použité
technologie najdou uplatnění i v systému IMT-2000. Plné nasazení systému UMTS
se plánuje na rok 2005, spuštění jeho minimální varianty již na rok 2002.
A další
Mezi komunikačními systémy by neměly zůstat opominuty ani počítačové sítě, a to
jak LAN (Local Area Network), tak WAN (Wide Area Network) a v nich používané
technologie. Ale to je téma na samostatný článek (anebo spíše knihu či řadu
knih), stejně jako další z fenoménů dneška a doufejme, že v ještě větším
měřítku budoucnosti Internet.
Opominuty zůstaly i jednosměrné komunikační systémy, s nimiž se zřejmě většina
populace setkává úplně nejčastěji, totiž rozhlas a televize. I tady je
samozřejmě o čem mluvit (neodpustím si krátký zážitek z nedávné návštěvy San
Francisca taxikář, který nás vezl, najednou přibrzdil a ukázal prstem z okénka:
"Vidíte tu anténu? Ta slouží pro zkušební provoz digitální televize." Upozornil
vás někdy český taxikář na některou technickou zajímavost?).
Faktory rozvoje
O tom, že trh telekomunikací patří k nejbouřlivěji se rozvíjejícím oblastem
lidské činnosti, není pochyb. Důvodem je samozřejmě hlavně stále vzrůstající
poptávka po nejmodernějších komunikačních službách. V případě běžných uživatelů
pak v poslední době především po mobilních telefonech a také Internetu, které
jsou schopny z velké části nahradit např. i klasické poštovní služby.
Přístup k informacím je jistě jedním z nejdůležitějších faktorů, podílejícím se
na dalším vývoji světa. Každý, kdo má zájem, je schopen získat relevantní
informace a lépe tak ovlivňovat dění kolem sebe. Může např. dobře sledovat, co
kdy jaký politik slíbil a jak se shodují jeho předvolební hesla s tím, co
prosazuje a s kým spolupracuje po volbách (nemusíme ani chodit daleko). A to
nejen díky televizi, ale také např. z archivů na Internetu. Zde si může také
kdokoli ověřit, který politik je přímo angažován v jakých společnostech a
udělat si jasný názor na účel jeho jednotlivých prohlášení, a tedy i jeho
morálku.
V budoucnosti bude třeba dosáhnout technických standardů tak, aby se opravdu
dalo komunikovat odkudkoli kamkoli. S tím pochopitelně souvisí požadavek na
rozšíření příslušných technologií i do těch částí světa, kde zatím nejsou k
dispozici. Což ovšem nesouvisí ani tak s technologií, jako s politikou.
Závěr
V předcházejícím textu jsme se pokusili alespoň stručně popsat vývoj a stav
telekomunikačních technologií. O tom, že má právě tato oblast před sebou takřka
neomezené perspektivy, asi nelze pochybovat. Jak se na její současnost i
budoucnost dívají lidé nejpovolanější, si můžete přečíst na následujících
stránkách, na kterých jsou zaznamenány jejich názory tak, jak zazněly v Kavárně
Computerworldu.
8 1612 / pen









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.