ATM i Gigabit Ethernet - alternatywne standardy sieci do przesyłu cyfrowego obrazu wideo

Spis treści:
Przesył wideo przez sieci komputerowe - nie taki łatwy, jak by się wydawało
Transmisja wideo a sieci komputerowe
Główne parametry jakościowe wplwające na jakość strumienia danych wideo
ATM - obietnice i rzeczywistość
Przyszłość ATM
Gigabit Ethernet - standard dla sieci metropolitalnych (MAN)
Zwycięzca bierze wszystko

Przesył wideo przez sieci komputerowe - nie taki łatwy, jak by się wydawało
Przesył ruchomego obrazu wideo generuje bardzo duże ilości danych. Dane te wywierają bardzo dużą "presję" na sieć, przez którą przepływają, a dokładniej na jej jakość i przepustowość. Wynika to z tego, że nawet najmniejsze opóźnienia lub uszkodzenia transmitowanych obrazów skutkują zakłóceniami widocznymi dla obserwatora.
Jak na razie jest raczej mało instalacji przesyłu cyfrowego wideo pracujących w dużej skali, zarówno jeśli chodzi o ilość nadajników i odbiorników, jak i zasięg geograficzny sieci. Dlatego też doświadczenie w tej dziedzinie jest ograniczone, tak samo jak dostępna wiedza na ten temat.
Dostawcom sprzętu sieciowego, poprzez działania marketungowe, łatwo jest sprawić wrażenie, że ich produkty i rozwiązania będą obsługiwały transmisję wideo "bez problemu". Jednak rzeczywistość często nie jest taka, jak byśmy chcieli. W warunkach rzeczywistej eksploatacji rozwiązania "bez problemu" pokazują swoją jakość - i nie zawsze jest ona do zaakceptowania. Niniejszy artykuł może pomóc czytelnikowi przy wyborze najlepszego rozwiązania obejmującego przesył cyfrowych danych wideo.

Transmisja wideo a sieci komputerowe
Współczesne produkty sieciowe są zaprojektowane i zoptymalizowane pod kątem ich najpopularniejszych zastosowań, a mianowicie transmisji danych w rodzaju plików czy komunikatów. Przesył strumienia danych wideo jest ciągle rzadkim przypadkiem użycia. Nic dziwnego więc, że nie wszystkie sieci, jak i osprzęt są przydatne do tego zastosowania.

Główne parametry jakościowe wplwające na jakość strumienia danych wideo
Szybkość przepływu danych
Każdy strumień cyfrowego wideo zabiera pewną część przepustowości sieci do przesyłu obrazów:

OpóĽnienia i buforowanie
Wpływają negatywnie na percepcję obrazu przez użytkownika - odtwarzany obraz może się zatrzymywać na krótsze lub dłuższe chwile.

Częstotliwość błędów transmisji
Zbyt duże przekłamania w transmisji wideo skutkują widocznymi zakłóceniami na obrazie, szczególnie widocznymi w przypadku użycia algorytmów o dużym stopniu kompresji.

Nominalna a rzeczywista przepustowość sieci
W zależności od użytych technologii sieciowych rzeczywista przepustowość sieci może znacznie różnić sie od nominalnej. Na zdolność przesyłu wideo ma także wpływ fakt transmisji danych innego typu w tym samym czasie.

ATM - obietnice i rzeczywistość
Swojego czasu standard ATM był uważany za najlepszy w zastosowaniach transmisji wideo. Wynikało to z dużej przepustowości sieci opartych na nim (155 lub 622 Mbit/s) oraz możliwości implementacji QoS (Quality of Service). Przez QoS rozumie się usługi pozwalające na zarządzanie i rezerwację pasma przesyłowego pozwalające na gwarantowaną jakość strumienia danych.

Jednak dzisiaj sytuacja się zmieniła. Przepustowość oferowana przes ATM nie jest już czymś wyjątkowym - sieci oparte na Gigabit Ethernet (GE) oferują przepustowości do 1000 Mbit/s. Standard GE gwałtownie zyskuje na popularności; wiele uznanych firm oferuje oferuje sprzęt i ma doświadczenie w tej technologii. W roku 2002 na rynku pojawi się we większych ilościach następca: 10 Gigabit Ethernet oferujący przepustowość daleko wyższą od ATM.

Cechy, które do tej pory dawały przewagę sieciom ATM są teraz dostępne w GE. Mowa tu o CoS (Class of Service), który pozwala realizować usługi QoS i efektywnej implementacji transmisji typu multicast.

Przyszłość ATM
Obserwując rynek usług sieciowych i sprzętu można zauważyć postępującą marginalizację standardu ATM. Z roku na rok ilość dostawców i asortyment komponentów wyraˇnie maleje; wielu znaczących producentów porzuciło dalsze plany związane z tą technologią i rezygnuje z produkcji istniejących urządzeń. ATM traci rynek i nie zapowiada się, żeby ten tend miał się odwrócić.

Gigabit Ethernet - standard dla sieci metropolitalnych (MAN)
Ethernet jest w dzisiejszych czasach zdecydowanie dominującym standardem sieci komputerowych. Wielu ludzi go dobrze zna i używa. Na rynku jest wiele konkurencyjnych firm oferujących bardzo szeroki wachlarz produktów, przy czym ilość rozwiązań ciągle rośnie. Producenci inwestują coraz większe pieniądze w różne typy Ethernetu oraz produktów i rozwiązań z nim związanych. Zdecydowawszy się na Ethernet, a w szczególności na GE, można mieć pewność, że zainwestowało się w technologię ciągle rozwijającą sie, mającą wspomaganie we wielkiej ilości specjalistów i serwisantów.

Pisząc o GE nie można pominąć sprawy kosztu implementacji tego standardu. Dzięki dużej konkurencji na rynku i szerokiej ofercie jest on zdecydowanie niższy niż przy ATM, dając równocześnie bardzo wysoką przepustowość.

Powyższe cechy wpłynęły znacznie na popularyzację GE nie tylko w sieciach lokalnych, ale także w sieciach bardziej rozległych, jak MAN. Standard 10GE jeszcze bardziej przyspieszy ten proces.

Weˇmy następującą sytuacje: należy stworzyć rozwiązanie oparte na istniejącym okablowaniu światłowodowym. Jednak wymagania co do przepustowości sieci ciągle rosną - nie jest to nietypowa sytuacja. Jaką technologie w takim razie wybrać? Czy ATM, czy może GE z perspektywą przejścia w przyszłości na 10GE? Fakt przewidywanego wzrostu zapotrzebowania na przepustowość nie może być pominięty przy wyborze technologii sieciowej.

Zwycięzca bierze wszystko
W niektórych segmentach rynku IT występują pewne schematy, które trzeba zawsze brać pod uwagę przewidując dalszy rozwój technologii. Jak tylko popularność jakiegoś rozwiązania osiąga masę krytyczną, przez co rozumie się pewien udział w rynku, staje się ono faktycznym standardem. Wtedy inne, konkurencyjne technologie lub produkty zostają spychane na margines i, jako niezgodne z tym "standardem", nie brane pod uwage w decyzjach biznesowych. W/w schemat zadziałął między innymi w następujących przypadkach:

procesory: Intel i układy x86
systemy operacyjne: Microsoft i Windows
oprogramowanie CAD: Autodesk i AutoCAD

W takim razie gdzie będzie standard ATM za 5 lat w porównaniu do Ethernetu? Prawdopodobnie podzieli los "dinozaurów", takich jak system operacyjny OS/2 wyparty całkowicie przez MS Windows.

Wrocław, 8.05.2001