1. Концептуальные основы АТМ

На рис.1 представлен спектр технологий коммутации. Из него видно, что режимы передачи, располагающиеся в центре оси, являются наиболее оптимальными в смысле сложности реализации и возможности работы с переменными скоростями, т.е. представляют "золотую середину". Системы быстрой коммутации пакетов охватывают несколько альтернатив, все они представляют пакетную коммутацию с минимальным набором функций, реализуемых сетью. Наиболее известной сегодня разновидностью является АТМ - асинхронный режим передачи, которому и будет посвящен данный материал. Акроним "асинхронный" означает, что реализуется асинхронное взаимодействие между тактовой частотой передатчика и приемника. Разница между этими частотами сглаживается за счет вставки\удаления пустых\неассоциированных пакетов в информационный поток, т.е. пакетов, не содержащих полезной информации.

Главное достоинство режимов, расположенных в середине оси, в том, что они предоставляют возможность передачи любых видов служб независимо от того, какую скорость они требуют, требований качества и импульсивности трафика.

Действительно, режим коммутации каналов приспособлен для работы на постоянной скорости передачи (имеется в виду, конечно, цифровая передача), и не допускается никаких всплесков нагрузки. Если же пользователь все же генерирует в какой-то момент более интенсивный поток данных, то он все равно при входе в систему будет ограничен скоростью работы системы, естественно, с потерей качества. С другой стороны, система пакетной коммутации очень хорошо может работать с переменной скоростью передачи, не ограничивая в принципе абонента по скорости (за исключением того, что поток от абонента физически не может пройти по имеющимся каналам из-за ограниченной пропускной способности линий связи), однако, механизмы реализации этого режима слишком сложны и технология коммутации такова, что не все виды сервиса можно с ее помощью обслужить, поскольку задержка передачи данных произвольная, чего нельзя допускать при передаче некоторых типов сигналов, например, видеосигнала. Как можно заключить из рис.1 технология АТМ вобрала в себя достоинства систем, расположенных на обоих краях оси, правда, не избежала и некоторых присущих им обоим недостатков. Например, статистическое уплотнение соединений в линии выполняется менее эффективно, чем в системе классической пакетной коммутации. Это выражается в том, что если абонент заказал пропускную способность для своего соединения, но фактически ею не пользуется, то она не может быть предоставлена под вновь устанавливаемое соединение - система считает, что абонент может начать ее использовать в любой момент, и, поэтому, не может установить еще одно соединение под уже заказанные, но неиспользуемые ресурсы. В этом есть нечто от системы коммутации каналов. Правда, в отличие от последней, неиспользуемые в описываемом случае ресурсы системы могут отводиться под уже установленные соединения, чего нет в коммутации каналов. Однако преимущества системы АТМ, выражающиеся в способности передавать трафик любого типа с гарантированным качеством, перевешивают некоторые недостатки. Эти преимущества были главными для МККТТ, чтобы определить АТМ как режим передачи будущих широкополосных сетей. Внедрение технологии АТМ позволит добиться следующих преимуществ.

• Гибкость. Развитие систем кодирования и сжатия данных приводит к уменьшению требований по скорости передачи. В будущем, возможно, возникнут новые службы с новыми требованиями. Все эти изменения не потребуют модификации сети АТМ и не приведут к ухудшению использования каналов.
• Эффективное распределение ресурсов. Все доступные ресурсы сети могут использоваться всеми службами с оптимальным статистическим разделением. Не предусматривается никаких специализаций ресурсов по видам служб. Здесь имеется в виду более эффективное распределение по сравнению с наиболее распространенными сегодня системами коммутации каналов. Конечно, система Х.25 или TCP/IP распределяют ресурсы более эффективно, но в ущерб качеству.
• Единая универсальная сеть. Поскольку требуется разработать и поддерживать только одну сеть, то полная стоимость системы может быть меньше, чем суммарная стоимость всех существующих сетей.

Итак, перечислив главные достоинства универсальной сети, перейдем непосредственно к рассмотрению основ построения АТМ.