VoATM, Voice over ATM

Technologie ATM (Asynchronous Transfer Mode) je řešením, které vzniklo v prostředí světa spojů, ovšem se záměrem stát se společnou přenosovou technologií jak pro potřeby světa spojů a telekomunikací, tak i pro potřeby světa počítačových přenosů a datových sítí. Dnes je tato technologie rutinně používána jak pro přenos hlasu, například při propojení telefonních ústředen, tak i pro potřeby přenosu dat, v rámci páteřních sítí. Důležité je, že dokáže vyhovět oběma potřebám současně, tj. přenášet současně jak hlasová data, tak i "obecná" data. Současně s tím je ale technologie ATM dosti náročná (jak finančně tak i svou složitostí, nároky na správu atd.), a proto se s ní lze setkat hlavně v páteřních částech přenosových sítí, a podstatně méně u koncových uživatelů. Technologie přenosu hlasu po sítích ATM, označovaná jako VoATM, je tak využívána spíše samotnými operátory pro jejich interní potřeby, než koncovými zákazníky.

ATM vychází vstříc potřebám přenosu hlasu tím, že pracuje s velmi malými pakety fixní velikosti - označovanými jako buňky (ATM buňky). V porovnání s tradičními datovými pakety jsou buňky skutečně miniaturní, neboť mají jen 53 bytů (z čehož 5 bytů představuje hlavička a 48 bytů tvoří prostor pro užitečný náklad). Takto velmi malých buněk je ale velké množství, a tudíž při potřebě rychle přenést nějaká hlasová data je obecně vysoká pravděpodobnost, že bude možné nalézt vhodnou prázdnou buňku a do ní data vložit. V zásadě si lze představit, jako kdyby byla v technologii ATM standardně implementována technika fragmentace (viz výše), která rozděluje větší celky na menší části (fragmenty).

Technologie ATM standardně podporuje také prioritizaci (viz výše), tím že sama zavádí několik tříd, resp. režimů přenosu:

• První z těchto tříd je třída CBR (od: Constant Bit Rate), která dokáže zajistit vyhrazenou přenosovou kapacity s garantovanou konstantní přenosovou rychlostí. Jde vlastně o ekvivalent spoje v síti s přepojováním okruhů, se všemi důsledky které z toho vyplývají - kapacita ATM sítě, která je takto vyhrazena, nemůže být využita pro potřeby jiného přenosu. Třída CBR je určena pro takové přenosy, které požadují co nejmenší přenosové zpoždění, pravidelnost v doručování, a generují vždy stejný objem dat - tedy například hlasové přenosy nepoužívající žádnou kompresi (například přenosy hlasu digitalizovaného pomocí techniky PCM).
• Další třídou je VBR (od: Variable Bit Rate). Také tato třída garantuje určitou konkrétní přenosovou kapacitu, stanovenou při navazování příslušného spojení. Pokud ale tato kapacita není aktuálně využita, může ji ATM síť využít pro potřeby jiných přenosů.vzhledem k tomu je tato varianta vhodná i pro takové přenosy, které generují různé objemy dat v čase - například v závislosti na účinnosti komprese a průběhu hovoru. V rámci třídy VBR jsou přitom definovány ještě dvě varianty: RT-VBR (Real-Time VBR), garantující minimální zpoždění a vysokou pravidelnost v doručování, a NRT-VBR (non-real-time VBR), která toto negarantuje. Pro potřeby hlasových přenosů s komprimací (s různými kodeky kromě základního PCM) je vhodná varianta RT-VBR.
• Třetí třídou je ABR (Available Bit Rate). Tato třída garantuje určitou minimální přenosovou kapacitu resp. rychlost, s tím že příslušný přenos může v konkrétním okamžiku požadovat i vyšší přenosovou kapacitu než je toto garantované minimum. ATM síť mu může (ale také nemusí) vyhovět, podle toho zda právě má k dispozici dostatek volné kapacity (vniklé například tím, že v rámci přenosů v třídě VBR nebyla určitá kapacita skutečně využita).
• Čtvrtou třídou je UBR (Unspecified Bit Rate). Lze si ji představit jako třídu ABR s nulovým garantovaným minimem. Zde tedy ATM síť negarantuje žádnou přenosovou kapacitu, ale má-li ji k dispozici, poskytne ji. Přednost ovšem mají požadavky v rámci třídy ABR, takže ve třídě UBR je využívána skutečně jen "zbytková" kapacita, zbylá po uspokojení všech požadavků ve třídě ABR (a předtím samozřejmě i ve třídách CBR a VBR). Třída UBR je obvykle využívána pro standardní datové přenosy, které nepočítají s žádnou garantovanou přenosovou kapacitou (a nejsou citlivé na přenosové zpoždění ani na pravidelnost doručování).

Kromě výše uvedených tříd, souvisejících s celkovou prioritizací přenosů, počítá ATM síť také s možností individuálního nastavení celé řady různých parametrů pro jednotlivá spojení, jejichž dodržení pak garantuje. Jde například o:

• Cell Transfer Delay (zpoždění při přenosu buňky)
• Cell Delay Variation (rozptyl zpoždění, fakticky míru nerovnoměrnosti při doručování jednotlivých buněk)
• Cell Loss Ratio (max. četnost ztracených buněk)
• Peak Cell Rate (maximální nárazová přenosová rychlost)
• Minimum Cell Rate (minimální přenosová rychlost)

Technologie ATM je tedy velmi dobře připravena na přenos hlasu (se kterým její koncepce od začátku počítá). Implementace hlasových přenosů v prostředí ATM je vcelku přímočará a nevyžaduje žádná významnější dodatečná opatření. Zopakujme si jen, že nekomprimovaný hlas (například PCM) se přenáší po spojeních ve třídě CBR, úspornější a efektivnější je ale přenos různě komprimovaných hlasových dat ve třídě RT-VBR. Jednotlivá spojení si přitom mohou (při svém navazování) domluvit s ATM sítí i dodržení konkrétních hodnot těch parametrů, které jsou pro daný přenos významné (a ATM síť vyhoví, pokud je to v jejích možnostech včetně kapacitních).

Technologie ATM sice nabízí mnoho možností, ale platí za ně tím, že je sama opravdu velmi složitá a také hodně drahá - což nutně přispělo k tomu, že se rozšířila podstatně méně, než si její autoři původně představovali. Jak jsme si již uvedli, lze se s ní setkat hlavně v páteřních sítí operátorů, ale u koncových uživatelů spíše výjimečně.