Základní problém přenosu živého hlasu po paketových sítích

Způsob přenosu dat na principu přepojování paketů, tak jak je popsán v předchozím odstavci, sice dokáže velmi efektivně hospodařit s dostupnou přenosovou kapacitu (a tím dosahovat i výrazné ekonomické výhodnosti), ale má i jeden významný potenciální nedostatek. Je jím problém, ke kterému dochází v okamžiku kdy součet souběžných požadavků na přenesení datových bloků překročí celkovou dostupnou přenosovou kapacitu. Než se tak stane, může být uspokojena žádost každé komunikující dvojice, která potřebuje přenést mezi sebou nějaký datový blok. Jakmile však součet takovýchto požadavků překročí zmíněnou mez dostupné kapacitu, musí být požadavky nějakým způsobem kráceny. Jednou z možností krácení je okamžité zahození "přebývajícího" datového bloku, ale častější je spíše dočasné odložení (či spíše: "pozdržení") těch požadavků, které není možné okamžitě uspokojit. Zdůrazněme si přitom, že u mechanismu přepojování okruhů, kde je trvale vyhrazena konstantní přenosová kapacita, k takovéto situaci nemůže dojít.

V souvislosti s možností pozdržet přenos určitého datového bloku (paketu, rámce či buňky) je dobré si zdůraznit ještě jeden významný rozdíl mezi přepojováním okruhů a přepojováním paketů: jestliže jsme přepojování okruhů přirovnali k pomyslné rouře, vedoucí od zdroje dat až k jejich cíli, pak mechanismus přepojování paketů nutně musíme přirovnat k soustavě překladišť, které jsou mezi sebou propojeny obdobnými pomyslnými rourami. Datové bloky pak cestují od svého zdroje ke svému cíli přes tato překladiště (přestupní uzly, v praxi jde o směrovače, mosty či switche), a vzhledem k bytostné podstatě celého mechanismu přepojování paketů není předem známo, jak dlouho se ten který datový blok v tom kterém přestupním uzlu zdrží. Pokud konkrétní přestupní uzel zjistí, že dotyčný datový paket by měl být odeslán dál konkrétním směrem, přes konkrétní "odchozí" spoj, ale tento je momentálně využit, resp,. zaneprázdněn přenosem jiného bloku, pak musí být nový blok zařazen do fronty a čekat, až na něj dojde řada a bude moci být odeslán. Stav takovéto fronty, na kterém především závisí to jak dlouho se datový blok v přestupním uzlu zdrží, přitom není dost dobře možné předem predikovat, protože závisí na souběhu mnoha okolností. Je proto nutné jej považovat spíše za statistickou veličinu, která může vykazovat značný rozptyl.

Představa fungování přepojovacího uzlu v síti na principu přepojování paketů

Nyní se ale vraťme zpět k tomu, o co nám vlastně jde - k přenosu "živého hlasu" v digitální podobě. Lidský hlas je nejprve pomocí mikrofonu převeden na analogový signál, který je posléze digitalizován, čímž vzniká souvislý proud digitálních dat. Pokud není použita žádná "šetřící" technika typu komprese, je tento proud dat v každém okamžiku stejně velký, zatímco při použití nějaké šetřící techniky se může jeho velikost měnit v čase. Zde ale ještě není problém, ten je v jiné věci, a to v pravidelnosti doručování jednotlivých částí tohoto stálého proudu. Jednotlivé "kusy" dat totiž musí být doručovány na místo svého určení pravidelně, tak aby zde bylo možné zpětně rekonstruovat původní analogový signál, resp. generovat nasnímaný lidský hlas. Případné zdržení bude způsobovat výpadky, nebo musí být řešeno nějak jinak, například extrapolací - vztaženo na průběh telefonního hovoru by to v praxi znamenalo, že hovor bude přerušován úseky kdy bude úplně ticho, nebo úseky kdy bude znít nějaký uměle vygenerovaný zvuk, například souvislý tón (díky extrapolaci). Obojí je samozřejmě velmi nežádoucí, protože to výrazně snižuje možnost dorozumění se vzájemně komunikujících účastníků. Pravdou je, že při použití různých šetřících technik včetně komprese lze poněkud snížit citlivost celého mechanismu přenosu hlasu na časové nerovnoměrnosti doručování jednotlivých částí dat, ale rozhodně je nelze úplně odstranit. A právě zde je největší kámen úrazu, neboť klasické přenosové mechanismy světa počítačů, fungující na principu přepojování paketů, skutečně nedokáží garantovat pravidelnost v doručování jednotlivých částí dat, přičemž pro všechny "živé" přenosy (nejen hlasu, resp. zvuku, ale i obrazu) je tato pravidelnost nesmírně důležitá.