М. М. Мусаев компьютер тизимлари ва тармоқлари

6.12. АТМ технологияси

Бу технология виртуал каналларни ўрнатишга асосланган ва интеграллашган хизмат кўрсатувчи тармоқларнинг янги авлоди учун ягона универсал транспорт сифатида фойдаланиш учун мўлжалланган. Технология узатишнинг асинхрон иш тартибидан (Asynchronous Transfer Mode, ATM) фойдаланади.

Интеграллашган хизмат кўрсатиш деганда, тармоқнинг турли хил трафикни узатиш хусусияти: кечикишга сезгир трафик (масалан, овозли) ва эластик, яъни кечикишни кенг чегарада йўл қўядиган трафик (масалан, электрон почта трафики ёки веб-саҳифани кўриб чиқиш) тушунилади. Бу билан АТМ технологияси фақат эластик компьютер трафикини узатиш учун мўлжалланган Frame Relay технологиясидан катта фарқ қилади.
АТМ технологияси тезликнинг кенг иерархиясини ва АТМ коммутаторларни улаш учун SDH бирламчи тармоғидан фойдаланиш имкониятини таъминлайди. Натижада АТМ жиҳози SDH тезлик иерархиясининг биринчи иккита поғонасини қамраб олади, яъни SТМ-1 (155 Мбит/с) ва SТМ-4 (622Мбит/с).
АТМ технологиясида маълумотларни кўчириш учун ячейкадан фойдаланилади. Ячейка кадрдан қайд қилинган ва унча катта бўлмаган ўлчами билан фарқ қилади. Ячейканинг узунлиги 53 байтдан, маълумотлар майдони эса 48 байтдан ташкил топган. Бу АТМ га керакли бўлган сифат даражасида кечикишга сезгир бўлган овозли ва видеотрафикни узатишга имкон беради.
АТМ технологиясидаги пакетларни узатишда бўлиши мумкин бўлган кечикишлар пакетли коммутация тамойилининг оқибатидир, чунки тармоқ коммутаторида ёки маршрутизаторида навбат бўлгани учун ҳар бир пакет буферлаштирилиб шахсан узатилади. Овозли ва видеотрафик учун алоҳида пакетларни узатишнинг кечикиши бузилишга олиб келади, бундан қабул қилаётган тарафдаги қайта ишланган товуш ёки тасвирнинг сифати бузилади.
Товуш ёки тасвир узлуксиз ахборот бўлгани учун, уни узатиш узлуксиз (аналог) сигналларни амплитуда бўйича ҳам, вақт бўйича ҳам дискретлаш йўли билан амалга оширилади.
Мисол тариқасида овозни узатиш жараёнини кўриб чиқамиз. Овозни сифатли узатиш учун 8000 Гц товуш сигналларининг амплитудасини квантлаш частотаси ишлатилади, яъни вақт бўйича дискретлаш 125мкс интервалда амалга оширилади. Битта ўлчамнинг амплитудасини намойиш қилиш учун кўпроқ коднинг 8 коди ишлатилади, бу товуш сигналининг 256 та шкалага бўлинишни беради. Бу ҳолда битта овозли канални узатиш учун 64 Кбит/с ўтказиш хусусияти керак: 8000х8=64000 бит/с ёки 64 Кбит/с. Бундай овозли канал рақамли телефон тармоғининг элементар канали деб номланади.
Бундай узлуксиз сигнални дискрет кўринишда узатиш тармоқдан қўшни ўлчашлар орасида 125 мкс вақт интервалига қатъий риоя қилишни талаб қилади, акс ҳолда бошланғич сигнал нотўғри тикланади. Бу эса ўз ўрнида рақамли тармоқ орқали узатилаётган овоз, тасвир ёки бошқа мультимедиали ахборотнинг бузилишига олиб келади. Шундай ўлчашлар орасидаги 200 мс га сурилиш талаффуз қилинаётган сўзларни таниб бўлмасликка олиб келади.
Шу билан бирга қолган ўлчашлар орасида синхронлашга риоя қилинса, битта ўлчашни йўқотиш қайта ишланаётган товушда акс этмайди. Бу узатилган товушли сигналларни қайта ишлов бериш вақтида рақамли сигналларни узлуксиз кўринишга ўзгартириш қурилмаларининг текислаш хусусияти ҳисобига содир бўлади. Умуман пакетларни етказишни вақт бўйича аниқлигига тармоқдаги навбатни таъсир қилишини тавсифловчи кўрсаткичлар хизмат кўрсатиш сифатининг кўрсаткичи деб аталади (Quality of Service, QoS).
Бу кўрсаткичларга, одатда, қуйидагилар киради:
- пакетларни етказишни кечикиши (овоз учун 150 мс дан ошмагани маъқул);
- пакетларни етказишни кечикишини вариациялаш (овоз учун 80-100 мс дан ошмагани маъқул);
- пакетларнинг навбатлардаги йўқотиш улуши (1%дан кам бўлгани маъқул).
Талаб қилинган QoS кўрсаткични таъминлаш усулларидан бири трафик кечикишига таъсирчан бўлмаган пакетларга (кадрларга, ячейкага) муҳимлик даражасини ҳисобга олган ҳолда хизмат кўрсатишдир. Бугунги кунда навбатларни муҳимлик даражасини ҳисобга олган ҳолда ташкил қилиш IP – маршрутизатор билан ҳам, Ethernet коммутаторлари билан қўлланади.
АТМ технологиясида ячейкаларнинг унча катта бўлмаган ва қайд қилинган ўлчами танланганлигининг сабабларидан бири муҳимлик даражасига эга бўлган ячейкаларнинг навбатда кутиш кечикишини камайтиришга интилишдир. Гап шундаки, маълумотларни узатиш вақтида тармоқларда нисбий муҳимлик даражали хизмат кўрсатиш алгоритми амалга оширилади. Бунга мувофиқ жорий ячейкага ишлов беришни тўхтатмайди, балки уни узатишни тугатишини кутади. Шундай қилиб, узун қуйи муҳимлик даражасига эга бўлган ячейкаларнинг борлиги ҳаттоки юқори муҳимлик даражасига эга бўлган ячейкаларнинг навбатда кўп туриб қолишига олиб келади.