Сегодня практически любая фирма имеет в своем офисе телефонную станцию, компьютерную сеть и подключена к Internet. Однако постоянно растущая потребность в обмене информацией неизбежно приводит к увеличению затрат на оплату необходимых коммуникаций.

Речь как вид информации требует к себе особого отношения. Для ее передачи необходим канал с постоянной полосой пропускания, а весь процесс должен происходить в реальном времени. Иное дело -передача данных между компьютерами. Здесь поток данных разбивается на пакеты, которые могут задерживаться на различные промежутки времени и приходить в любой последовательности.

Многие компании используют телефонные каналы связи для передачи компьютерных данных. Здесь скрывается противоречие: с одной стороны, вы получаете линию связи с постоянной полосой пропускания, а с другой – поток компьютерных данных неравномерен. Поэтому для решения возникшей проблемы и снижения затрат на прокладку кабелей и установку нового оборудования была предложена новая технология передачи информации – Asynchronous

Transfer Mode (ATM). Основное достоинство этой технологии заключается в том, что она позволяет объединить все каналы передачи информации – речи, данных, телевизионного изображения – в один и использовать его более эффективно. Эта технология рассчитана на скорость передачи от 25 Мбит/с до 625 Мбит/с, а сегодня уже разрабатываются новые спецификации до 4,8 Гбит/с.

ATM предоставляет четыре класса обслуживания – "А", "В", "С" и "D". Как видно из таблицы, для передачи обычных данных предназначены классы "С" и "D", которые наименее критичны по качеству обслуживания канала.

При организации соединения передающий узел может выбрать класс обслуживания и затем в соответствии со своими потребностями установить значение его параметров (Quality of Service): скорость передачи данных, время задержки между кадрами и качество соединения. В частности, для передачи речи необходим класс "А" и постоянная скорость передачи 64 Кбит/с; для видеоконференции можно воспользоваться классом "В", но с более высокой скоростью передачи информации.

Стандарт предусматривает соединение (Virtual Circuit) двух типов: постоянное (PVC) и временное (SVC). Первое аналогично выделенной линии, характеристики (класс обслуживания) которой устанавливаются один раз при соединении. Для временного соединения класс обслуживания и его параметры каждый раз устанавливаются заново, как и при обычном звонке  по телефону. После окончания сессии связь между клиентами разрывается. При передаче поток данных делится на небольшие кадры, ячейки, длиной 53 байта. Пять из них представляют заголовок, а оставшиеся 48 – собственно полезные данные.

 GFC: используется для контроля работы конкретного пользователя.

VPI/VCI: определяют адрес назначения ячейки. Для того чтобы понять значение этих полей, представьте, что вам необходимо позвонить в другой город: сначала вы набираете его код, что в данном случае будет соответствовать VPI (Virtual Path Identifier), а затем номер абонента, или VCI (Virtual Channel Identifier).

РТ: означает тип данных, хранящихся в поле данных (например, пользовательская или управляющая информация)

CLP: битовый флаг. Если он установлен, то в случае переполнения ATM-устройство может эту ячейку отбросить.

НЕС: контрольная сумма.

Для класса "С" был предложен очень гибкий механизм управления скоростью передачи информации – Available Bit Rate. Здесь в поток обычных данных постоянно вставляются специальные управляющие ячейки. Если передающее ATM-устройство определяет, что оно перестает справляться с нагрузкой, то в такой ячейке устанавливается специальный бит. Когда данные доходят до приемника, то принимающая сторона посылает их обратно источнику. Таким образом, каждое ATM-устройство на всем протяжении виртуального пути оповещается о случившемся событии, и абонент-источник будет снижать скорость передачи данных до тех пор, пока не перестанет получать сообщения о переполнении.

ATM-сеть представляет собой набор связанных в сеть коммутаторов, которые обеспечивают необходимый класс обслуживания и передвигают ячейку по указанному пути. Коммутатор, первый раз подключенный к сети, регистрирует свой адрес с помощью специального протокола (Address Registration service).

ATM в работе

Наиболее ярко потребности в оперативном управлении и постоянном обмене информацией проявляются в корпорациях со множеством отделений. В качестве примера можно привести компанию McDonalds, которая стала внедрять ATM-технологии еще два года назад: фирма имеет около 11000 магазинов в США и 40000 в других странах, а только в одной ее штаб-квартире находится около 3000 рабочих станций. Эксперты компании признали, что без развития глобальной высокоскоростной сети, способной передавать любые виды данных – голос, видео, – невозможно достичь тех целей, которые McDonalds ставит перед собой.

Еще одно достоинство ATM-технологии: для передачи одинакового объема информации ATM-линий понадобится значительно меньше, нежели линий TJ. Это достигается за счет сочетания высокой скорости передачи данных (до 625 Мбит/с) с гибким управлением самим каналом.

В одном из тестовых вариантов установки одна компания, имеющая 42 офиса в различных точках континента, платила $40000 в месяц за 40 Т1 -линий для передачи данных и $30000 в месяц – за обычные телефонные. При переходе на новую технологию сетевые расходы фирмы сократились на 10%, а ежегодные затраты на управление сетью снизились на $500000.

Высокоскоростная передача данных

Значение скорости передачи данных растет день ото дня. Задержки при посылке и приеме информации, с которыми раньше мирились, сегодня уже становятся нетерпимыми. Однако высокая стоимость скоростных выделенных линий заставляет многие организации либо строго ограничивать их использование, либо покупать менее быстрые каналы связи. В итоге они зачастую дублируют данные в разных местах и вынуждены постоянно следить за состоянием информации и обновлять ее, что заметно усложняет согласование и управление данными.

По прогнозам компании СМ, представленным в отчете "The СИ 500: ATM Edition", "... ATM-устройства будут применяться для создания магистральных линий связи корпораций. Многие фирмы не захотят отказываться от имеющихся у них топологий ЛВС и продолжат работать с менее дорогостоящими широкополосными сетями, такими как Ethernet, с быстродействием 100 Мбит/с. Для реализации скоростного трафика (155 Мбит/с) по сети, связывающей между собой несколько ????? в штаб-квартирах корпораций, вероятно, будет применяться ATM-коммутатор".

 {НАЧАЛО ВРЕЗКИ}

Важнейшую роль в создании стандарта ATM сыграла всемирная некоммерческая организация "ATM-форум". Она была основана в 1991 году и сейчас насчитывает более 750 членов, начиная от производителей микросхем и основных коммуникационных компаний и заканчивая непосредственно пользователями. "ATM-форум" создал технический комитет, отвечающий за разработку единого мирового стандарта, гарантирующего совместимость устройств производства различных фирм. Для учета всех местных условий комитет принимает дополнительные спецификации.

Сочетая в себе возможности передачи речи, изображения и данных, ATM позволяет интегрировать все услуги в одном месте. Это повышает надежность и управляемость системы в целом и снижает затраты на ее обслуживание. Поддержка различных классов обслуживания и предоставление необходимой скорости передачи данных по запросу позволяет легко строить масштабируемые сети и обеспечивать оптимальное соотношение стоимости оборудования и пропускной способности.

Решения на основе ATM уже предлагают все основные фирмы-производители аппаратного обеспечения. Это и телекоммуникационные компании: AT&T, Ericsson, Alcatel, – и поставщики комплексных решений: IBM, Hewlett-Packard, Digital, – и крупные производители сетевого оборудования: 3Com, Lannet, Cabletron.

ATM-сеть в Северной Каролине

Три телефонных компании: Bell South, CTE и Sprint Mid-Atalntic – вместе с Fujitsi Network Switching воплотили в жизнь проект North Carolina Information Highway (NCIH).

Эта сеть в состоянии передать за 1,2 секунды 33-томную энциклопедию. ATM – это фундамент NCIH, первой сети такого рода в мире.

NCIH, в частности, предоставляет жителям Северной Каролины возможность дистанционного обучения и каждый день затрагивает жизни тысячи детей, связывая сельские и городские школы. События, люди и ландшафты, которые раньше существовали только в воображении детей, теперь оказываются с ними в одной классной комнате.

Хороший пример дистанционного обучения с помощью NCIH – Guilf ord County School (CCS). Проект CCS – "Соединим сегодня и завтра", –  демонстрируя мощь ATM-технологии, объединяет 57ООО студентов, учителей и нетрадиционных информационных ресурсов с 27 классами, расположенными в 15 различных местах.

Вне зависимости от своего местонахождения студенты в CCS могут обучаться на курсах и общаться с ранее недосягаемыми для них преподавателями, например, с куратором "Музея Смита" или учителем, исследующим африкано-американскую историю в Африке, или изучать иностранные языки, причем в прежде недоступной им обстановке. А недавно студенты-биологи в течение трех дней наблюдали за жизнью обитателей кенийской фауны.

Исследовательское сообщество давно признало важность проведения удаленных исследований, которые позволяют человеку и вычислительным средствам находиться в совершенно разных местах. Поэтому NASA и DDE, федеральные агентства США, включающие в себя множество лабораторий, нуждающихся в связи между собой, стали применять ATM одними из первых.

Практическая проблема, вставшая перед NASA и DDE, – необходимость создания такого окружения, которое позволяло бы проводить совместные исследования в реальном времени. С помощью ATM NASA объединила около 5О лабораторий и создала виртуальный мир, "обитатели" которого получили необычайно широкие возможности для исследований. Многие задачи и проблемы, которые решает для себя NASA, актуальны и для крупных предприятий.

Сеть DDE – Energy Sciences Network (ESnet), являющаяся частью национальной научно-исследовательской и образовательной сети и Internet, была оборудована ATM-аппаратурой. Кроме того, переход на ATM-технологию позволил министерству энергетики сократить расходы на содержание большого количества выделенных линий.

{КОНЕЦ ВРЕЗКИ}