Ji°φ Peterka

Technologii ATM (Asynchronous Transfer Mode) je v dneÜnφ dob∞ v∞novßna obrovskß pozornost, a to jak ve äsv∞t∞ poΦφtaΦ∙", tak i ve äsv∞t∞ spoj∙". Oba tßbory, kterΘ a₧ dosud nem∞ly p°φliÜ mnoho styΦn²ch bod∙, ji shodn∞ pova₧ujφ za sv∙j perspektivnφ cφl, ke kterΘmu cht∞jφ sm∞°ovat. Jak je to mo₧nΘ, a co je vlastn∞ ATM zaΦ?

Jeden z mo₧n²ch p°φstup∙ k vysv∞tlenφ podstaty technologie ATM je jejφ zasazenφ do kontextu sφtφ ISDN, o kter²ch jsme si povφdali minule. Zde jsme si takΘ °ekli, ₧e äklasickΘ" ISDN, kterΘ jsme si popisovali, je se sv²mi kanßly o rychlosti 64 kbps pro mnoho ·Φel∙ p°φliÜ pomalΘ. Zcela zßkonit∞ se proto objevily snahy po zrychlenφ sφtφ ISDN tak, aby tyto vyhov∞ly i znaΦn∞ vyÜÜφm po₧adavk∙m na p°enosovΘ rychlosti. OvÜem v²razn∞jÜφ zrychlenφ ISDN znamenalo opustit dosavadnφ ätelefonnφ" platformu, p°edpoklßdajφcφ vyu₧itφ stßvajφcφch ·Φastnick²ch p°φpojek (a tzv. spoj∙ T1 o rychlosti 1,54 Mbps, pou₧φvan²ch taktΘ₧ v telefonii), proto₧e zde ji₧ nebyl dostateΦn² potencißl pro v²znamn∞jÜφ zvyÜovßnφ rychlostφ. Vzhledem k fyzikßlnφm zßkon∙m to znamenalo p°ejφt na jinΘ druhy p°enosov²ch mΘdiφ (p°enosov²ch cest), s v∞tÜφ Üφ°kou p°enosovΘho pßsma (angl. bandwidth) - na kterΘ zßvisφ i nejvyÜÜφ dosa₧itelnß p°enosovß rychlost. Proto se takΘ v tΘto souvislosti hovo°φ o äp∙vodnφ" variant∞ ISDN jako o tzv. ·zkopßsmovΘ variant∞ ISDN (narrowband ISDN), zatφmco änovß" varianta je oznaΦovßna jako ÜirokopßsmovΘ ISDN (broadband ISDN). P°φkladem p°enosov²ch cest, kterΘ nabφzφ dostateΦnou Üφ°ku p°enosovΘho pßsma a umo₧≥ujφ tudφ₧ dosahovat velmi vysok²ch p°enosov²ch rychlostφ, jsou optickß vlßkna.

P°echod na änetelefonnφ" p°enosovΘ cesty vÜak znamenal pou₧φt i jinΘ techniky p°enosu dat po t∞chto p°enosov²ch cestßch - a¥ ji₧ na fyzickΘ ·rovni, bezprost°edn∞ vßzanΘ na danΘ p°enosovΘ mΘdium a zajiÜ¥ujφcφch p°enos jednotliv²ch bit∙, tak i na ·rovni pon∞kud vyÜÜφ, zajiÜ¥ujφcφ p°enos cel²ch blok∙ dat (rßmc∙). Jeliko₧ pro pot°eby ÜirokopßsmovΘho ISDN nebylo nic dostateΦn∞ vhodnΘho k dispozici, byly takovΘto techniky nov∞ vyvinuty. No a technologie ATM je prßv∞ takovouto technologiφ, vyvinutou pro pot°eby ÜirokopßsmovΘho ISDN.

ATM nep°enßÜφ data

MalΘ bu≥ky, nebo velkΘ bu≥ky?

Ve äsv∞t∞ spoj∙" platφ, ₧e Φφm menÜφ tento celek bude, tφm lΘpe. D∙vodem je skuteΦnost, ₧e pro slu₧by typu p°enosu hlasu Φi obrazu je velmi d∙le₧itß pravidelnost doruΦovßnφ dat - no a budou-li data p°enßÜena po velmi mal²ch blocφch (nap°. 16 nebo 32 byt∙), bude takov²chto blok∙ äcirkulovat" vφce a bude v∞tÜφ Üance, ₧e se v p°φpad∞ pot°eby poda°φ data odeslat (i doruΦit) skuteΦn∞ vΦas.

Naproti tomu ve äsv∞t∞ poΦφtaΦ∙" platφ opaΦnß ·m∞rnost: äΦφm v∞tÜφ celek, tφm lΘpe". D∙vodem je p°edevÜφm re₧ie spojenß s p°enosem, kterß je relativn∞ nejmenÜφ (tj. vzta₧eno na jednotku objemu dat) p°i nejv∞tÜφm mo₧nΘm bloku.

Traduje se (mo₧nß i s trochou dodateΦnΘ nadsßzky), ₧e kdy₧ ATM p°ichßzelo na sv∞t, stßli u jeho kolΘbky jak älidΘ od spoj∙", tak i älidΘ od poΦφtaΦ∙". Jedni vehementn∞ prosazovali extrΘmn∞ malΘ bloky a byli ochotni p°istoupit nejv²Üe na 32 byt∙. Druzφ naopak cht∞li co nejv∞tÜφ bloky, a byli ochotni ustoupit (klesnout) a₧ na 64 bytovΘ bloky. Nakonec p°eci jen zvφt∞zil kompromis, spoΦφvajφcφ v ΦistΘm aritmetickΘm pr∙m∞ru 48 byt∙ äu₧iteΦnΘho nßkladu". K tomu sudiΦky p°ipoΦφtaly jeÜt∞ 5 dalÜφch byt∙ na hlaviΦku - a sv∞tlo sv∞ta tak spat°ila 53-bytovß bu≥ka ATM (ATM cell).

Jedna cesta, dv∞ vyu₧itφ

Existujφ ovÜem i n∞kterΘ dalÜφ mo₧nΘ pohledy na technologii ATM, kterΘ jsou velmi inspirativnφ. Jednou z nich je chßpßnφ ATM jako dalÜφho v²vojovΘho stßdia technologie X.25 (viz p°edminul² dφl). Kdy₧ jsme si o tΘto technologii na bßzi p°epojovßnφ paket∙ povφdali podrobn∞ji, °ekli jsme si ₧e mß zabudovanΘ velmi silnΘ opravnΘ mechanismy, kterΘ p°i spolehlivosti dneÜnφch p°enosov²ch cest ji₧ jsou zbyteΦnΘ a jsou dokonce p°ekß₧kou vyÜÜφ efektivnosti p°enos∙. Odstran∞nφm t∞chto zabezpeΦovacφch mechanism∙ pak vznikla technologie Frame Relay, kterß ale stßle jeÜt∞ poΦφtala s prom∞nnou velikostφ p°enßÜen²ch blok∙ dat (nynφ ji₧ oznaΦovan²ch jako rßmc∙, proto takΘ äFrame" Relay). I tato prom∞nnß velikost se ale ukßzala jako p°ekß₧ka p∙sobφcφ proti zvyÜovßnφ p°enosovΘ rychlosti, proto₧e manipulace s r∙zn∞ velk²mi bloky je v₧dy nßroΦn∞jÜφ ne₧ manipulaci s bloky pevnΘ velikosti. No a prßv∞ zde p°iÜlo ATM se svou pevn∞ danou velikostφ p°enßÜen²ch blok∙ (nynφ oznaΦovan²ch jako bu≥ky) - navφc velikostφ tak malou, ₧e veÜkerΘ zpracovßnφ bun∞k m∙₧e b²t äzadrßtovßno" v hardwaru a tudφ₧ realizovßno i velmi rychle. Z tohoto pohledu je tedy mo₧nΘ chßpat ATM jako dalÜφ v²vojovΘ stßdium technologie Frame Relay (a tφm i X.25), kterΘ krom∞ odstran∞nφ zabezpeΦovacφch mechanism∙ pro zajiÜt∞nφ spolehlivosti v²razn∞ zmenÜilo velikost p°enßÜen²ch blok∙ a fixovalo ji.

ATM jako statistick² multiplex

Zßkladnφ technikou, kterß se ve äsv∞t∞ spoj∙" pou₧φvß pro rozd∞lenφ jednoho p°enosovΘho kanßlu (pracujφcφho na principu p°epojovßnφ okruh∙) na vφce samostatn²ch Φßstφ, je tzv. Φasov² multiplex (TDM, Time-Division Multiplex). SpoΦφvß v tom, ₧e cel² dostupn² kanßl je pravideln∞ (cyklicky) p°i°azovßn jednotliv²m podkanßl∙m, cel² a v₧dy na urΦitΘ pevn∞ danΘ ΦasovΘ ·seky. P°edstavφme-li si totΘ₧ v äpoΦφtaΦovΘ" terminologii, pak to znamenß ₧e existujφcφm kanßlem je neustßle p°enßÜen souvisl² proud bit∙, jednotlivΘ bity pat°φ r∙zn²m dφlΦφm kanßl∙m (podkanßl∙m), a je v₧dy p°edem znßmo, komu pat°φ ten kter² bit. Nap°φklad p°i dvou podkanßlech ka₧d² sud² bit pat°φ jednomu podkanßlu, a ka₧d² lich² druhΘmu. Nev²hodou ΦasovΘho multiplexu je skuteΦnost, ₧e kdy₧ n∞jak² podkanßl prßv∞ nepot°ebuje jemu vyhrazenou Φßst p°enosovΘ kapacity, nem∙₧e ji jednoduch²m zp∙sobem p°epustit jinΘmu podkanßlu, kter² by ji naopak velmi pot°eboval. To dokß₧e a₧ tzv. statistick² multiplex, kter² ji₧ umo₧≥uje nepravidelnΘ st°φdßnφ bit∙ od jednotliv²ch podkanßl∙. Platφ za to ale tφm, ₧e ji₧ nem∙₧e b²t p°edem znßmo, komu ka₧d² jednotliv² bit pat°φ - proto je p°i statistickΘm multiplexu nutnΘ opat°it p°enßÜenß data vhodnou änßlepkou", kterß by je identifikovala. To ale nenφ mo₧nΘ d∞lat samostatn∞ pro jednotlivΘ bity - mφsto toho dochßzφ k jejich sdru₧ovßnφ do vhodn∞ velk²ch (a relativn∞ mal²ch) blok∙, kterΘ se opat°φ malou hlaviΦkou. Nep°ipomφnß vßm to bu≥ky ATM?