Domácí datová síť, jak ji vybudovat efektivně

Pro výstavbu domácí datové sítě v bytě či menším rodinném domě ne každý bude potřebovat návrh od slaboproudého projektanta. Předkládám pár základních pravidel jak postavit domácí datovou síť efektivně.

Kdo staví domácí datovou síť svépomocí, většinou úzkostlivě řeší „datovou rychlost“ na jednotlivých segmentech sítě. Funkčnost a efektivitu sítě však určuje její topologie, tedy „tvar“ sítě mezi jednotlivými datovými zařízeními a jejich nadřazenými prvky. I když tomu možné nebudete věřit, tak rychlost na koncových trasách sítě je až podružný parametr. Zásadní je propustnost sítě.

Uvedu takový příklad

Potřebuji vybudovat silniční síť mezi městem Brnem a obcemi Blučina (jižně) od Brna, Slavkov (východně od Brna), Kuřim (severně od Brna) a Rosice (západně od Brna).
Předpokládejme, že Brno je jakési centrum, kam lidé autem cestují za prací, studiem a zábavou.

Varianta 1:

Silnici povedu z města Brna do Blučiny, poté z Blučiny přímo do Slavkova, odtud do Kuřimi a odtud bude dále pokračovat až do Rosic. Všechny silnice postavím moderně čtyřproudově ať to sviští.
Co se stane. V nočním provoze asi pohoda, ale při ranní a odpolední špičce i při čtyřproudové silnici provoz bude zoufalý a může dojít k dopravnímu kolapsu.
Jak to? Vždyť silnice je moderní, neměli jsme postavit raději šestiproudovou.
Ne, stavěli jsme neefektivně, „vyplácali“ spoustu asfaltu zbytečně a i když po té šestiproudové už ke kolapsu zřejmě nedojde, cestování bude zdlouhavé, nepohodlné a projezdí se zbytečně moc pohonných hmot.
Chybí propustnost.

Varianta 2:

Z města Brna povedu samostatné přímé silnice do všech obcí, tedy přímé spojení vždy mezi Brnem a danou obcí. Provoz bude plynulý a zda silnice bude dvouproudová či čtyřproudová se sice projeví, ale nebude to již tak zásadní parametr.
V této variantě máme dobrou propustnost. Dále např. provoz mezi Brnem a Rosicemi se vůbec nedotkne ostatních citovaných obcí. Tedy pokud se dočasně přetíží silnice mezi Brnem a Rosicemi, provoz do jiných obcí to nezpomalí.

Jak probíhá přenos v datové síti

Datový přenos probíhá po tzv. paketech, to je balík logických stavů nul a jedniček nesoucí část určité informace a k tomuto je přidána určitá adresa (zase nuly a jedničky), kam má paket docestovat. Tyto pakety jsou pak přenášeny v datové sítí a to jako:

  • elektrické signály v kabelových metalických sítích
  • elektromagnetické signály v bezdrátových vysokofrekvenčních sítích
  • světelné signály v kabelových optických sítích

Přenášení paketů v datové síti si můžeme představit jako balíky doručované poštou. Každý má v sobě zabalený určitý obsah a nalepenou adresu cílového příjemce. Cestuje vlakem, kamionem, dodávkou, ale vždy blíže a blíže k cíli, až nakonec dorazí k cílovému příjemci, jehož adresa je něm nalepena.

Co budu potřebovat ke stavbě domácí datové sítě

  • Router neboli směrovač, který přesměruje datové pakety ze sítě poskytovatele „Internetu“ do naší malé domácí sítě. Je to něco jako, logistické centrum, kde balíky z kamionu překládají do malých dodávek.
  • Switch, tedy přepínač. Zařízení, které pošle datový paket do správného segmentu sítě. Tedy určí, kterou dodávkou a po jaké silnici balík pojede.
  • Přístupový bod (access point) bezdrátové sítě (WLAN). Něco jako řízení letového provozu pro doručování balíků drony.
  • Instalační materiál, kabely, datové zásuvky, propojovací panely atp. Tím postavíme silnice pro dodávky, které nám doručují balíky.

„Wifi“ nebo WLAN ?

Omlouvám se, ale pro bezdrátovou datovou síť nebudu používat zkratku „WiFi“.
„WiFi“ je původně zkratka pro malou množinu bezdrátových datových sítí v určitém pásmu. Zcela nepatřičným způsobem se vžil jako obecný termín pro jakoukoli bezdrátovou (odborně radiovou) datovou síť. Správná zkratka pro bezdrátovou datovou síť různých standardů a pásem je WLAN (Wireless Local Area Network).

„Router“

Router, switch a přístupový bod bezdrátové sítě může být integrován do jedné „krabičky“ s anténou (anténami).
U obchodníků se toto zařízení nabízí jako „router“ a většinou obsahuje router pro vstup vnější sítě, na výstupu pro vnitřní síť switch se čtyřmi porty a přístupový bod WLAN. Toto zařízení si pojmenujeme „router“ v uvozovkách.

Domácí datová síť - příklad jak vypadá router
Router

Switch

My však budeme potřebovat minimálně ještě jeden switch. Čtyři porty vnitřní sítě jsou dostačující tak pro jednopokojový byt.

Domácí datová síť - příklad jak vypadá switch
Switch

„Pravidlo č.0“ – nejhorší varianta domácí datové sítě

„Router“ zapojíme tam, kde končí kabel od poskytovatele připojení k Internetu. A všechny datové zařízení propojíme bezdrátově. Když už tu „WiFi“ máme.
To je ta úplně nejhorší varianta, i když v cca 85 procentech domácností využívaná. Zde nestavíme žádné silnice, to je jako bychom všechny balíky ve velkém městě doručovali drony.
Čím více balíků, tím mám narůstá zahlcení a zpomalování sítě a to pro provoz úplně celé sítě.
Pokud zahltíme dopravními dodávkami jen určitou silnici (např. z Brna do Rosic), pak na ostatních trasách silnice (do Slavkova, Blučiny a Rosic) se toto neprojeví. Proto je lepší vystavět i kabelovou síť.

Pravidlo č. 1 – pevná zařízení kabelově, mobilní a přenosná zařízení bezdrátově

Pevná datová zařízení připojíme vždy kabelově (postavíme jim přímou silnici), bezdrátovou síť ponecháme jen pro přenosná a mobilní zařízení.

Pevná datová zařízení

  • Pevným datovým zařízením není jen stolní počítač, je to každý „pevný“ spotřebič, tedy spotřebič se stálým stanovištěm, který je připojen do datové sítě, zejména televize, domácí kino, HiFi věž atp.
Domácí datová síť - příklad jak vypadá dvojzásuvka RJ45
Zásuvka 2RJ45

Přenosná a mobilní datová zařízení

  • Přenosné zařízení je to, které postavíme na stůl, pracujeme (či sledujeme), ale můžeme ho zavřít a přenést a pokračovat jinde. Typickým příkladem je notebook.
  • Mobilní zařízení je to, které používáme, i když jsme v pohybu. Typicky mobilní telefon či tablet.

Zapojení

Ne nadarmo výrobci do všech pevných datových zařízení osazují port RJ45 („ten hranatý“) pro napojení na pevnou kabelovou síť. No a do mobilních je neosazují. Do přenosných jak kdy.

Typickým příkladem je televize, která má velké nároky na objem přenášených dat (pořád jí chodí strašně moc balíků). Je to logické, v televizi se sledují filmy ve vysokém rozlišení, čím větší rozlišení tím je potřeba přenést větší počet datových paketů.
Pokud si televizi připojíme na bezdrátovou síť, úplně zbytečně bezdrátovou síť zahltíme. Tuto kapacitu je však lépe přenechat pro mobilní a přenosná zařízení.

Pravidlo č. 2 – vždy jen jeden centrální uzel

Volba vhodného místa

Vyhledejme dostatečně prostorné místo, kde se nepáří, nepráší a není tam příliš teplo. Také by to mělo být místo, odkud lze snadno „natáhnout“ i dodatečně kabely pro pevná datová zařízení. Místo by mělo být někde situačně v centru bytu či domu, aby bezdrátová síť pokryla celý požadovaný prostor.

Toto místo nazvěme centrálním uzlem.

Odtud je nutné vést veškerou kabeláž tak, že kabelovou síť vytvoříme jak velikou hvězdu. Všechny kabely vycházejí jako samostatné paprsky z centrálního uzlu a končí až na zásuvce u pevného datového zařízení (PC, televize, domácí kino atp.)

Všechny aktivní prvky datové sítě jako router, switch, ale i domácí datové úložiště (NAS) či domácí miniserver (na fotky, filmy, hudbu) instalujeme výhradně do tohoto centrálního uzlu.

Konstrukce rozvaděče

Ideální je instalace systémového rozvaděče 10“ nebo 19“ palců, tyto již z výroby mají prvky pro uchycení zařízení a ukončení kabeláže.

Domácí datová síť - příklad jak vypadá centrální uzel, například 10" rozvaděč
10″ rozvaděč

Domácí miniserver a NAS

Zejména domácí miniserver a datové úložiště (NAS) je nutné osadit přímo do centrálního uzlu. Pokud je osadíme na jiné místo (např. „pod televizi“), to je jako kdybychom v naší silniční síti zaměnili Brno za Rousínov.

Domácí datová síť - příklad jak vypadá domácí úložiště
NAS

Pravidlo č.3 – zákaz kaskádování switchů v koncových bodech kabelové sítě

Pokud máme v některé místnosti již vyčerpány všechny kabelové připojení, je nejhorší variantou kaskádové zapojení dalšího switche přímo v této místnosti. To je jako bychom zapomněli v našem příkladu postavit silnici z Brna do Slavkova, tak jsme Slavkov propojili s Rousínovem.

Kaskádovat switche je vždy efektivní pouze v centrálním uzlu.

Abychom se tomuto vyhnuli, je dobré plánovat pro každou obytnou místnost vedení minimálně 3 samostatných kabelů.

Schematický nákres při dodržení vypsaných pravidel

Domácí datová síť - schematický nákres  sítě s dobrou propustností
Schema datové sítě s dobrou propustností

Co když mám byt či dům rozlehlejší a jeden centrální uzel jej nepokryje

Pokud máte byt či dům větší je vždy vhodná alespoň konzultace s odborníkem, či si nechat připravit odborný návrh.