Integracja technologii przekazu

Kluczową pozycję w przekazach telekomunikacyjnych nadal zajmują dwa sposoby komunikacji: komutacja kanałów i przełączanie pakietów. Komutacja kanałów, powszechnie używana w przekazach głosowych przez łącza analogowe i centrale telefoniczne, przez kilkadziesiąt lat była jedynym sposobem łączenia rozproszonych użytkowników telefonii stacjonarnej.

Kluczową pozycję w przekazach telekomunikacyjnych nadal zajmują dwa sposoby komunikacji: komutacja kanałów i przełączanie pakietów. Komutacja kanałów, powszechnie używana w przekazach głosowych przez łącza analogowe i centrale telefoniczne, przez kilkadziesiąt lat była jedynym sposobem łączenia rozproszonych użytkowników telefonii stacjonarnej.

Główną przyczyną stopniowego zamierania rozwoju komutowanych sieci telefonicznych - chociaż konkretne instalacje będą z pewnością jeszcze nadal długo funkcjonować - jest mała efektywność transmisji w łączach komutowanych (lub inaczej z komutacją obwodów w przekazach analogowych) w porównaniu z transportem informacji przez sieci z przełączaniem pakietów cyfrowych.

Binarna prezentacja wszelkiej informacji i jej wszechobecność w mediach i środkach przekazu były bodźcem do rozwijania transportu cyfrowego, opartego na bardziej efektywnych pakietowych przekazach danych. Transport cyfrowy z możliwością regeneracji treści użytkowej sygnału bez wzmacniania szumów własnych kanału i jego otoczenia oraz z możliwościami kompensacji echa i kompresji sygnału - daje istotną przewagę transmisji cyfrowych nad analogowymi. Inaczej niż w łączach komutowanych scenariusz połączeń pakietowych opiera się na jednostkach informacji (o stałej lub zmiennej długości), które są praktycznie niezależne od nośników fizycznych, co jest olbrzymią zaletą takiego sposobu transmisji. Jednostkami informacji mogą być pakiety, ramki lub komórki (ATM), a wybór należy do protokołu używanego w transporcie informacji przez konkretne medium.

Zasada komutowania kanałów i przełączania pakietów

Zasada komutowania kanałów i przełączania pakietów

Rola współczesnych produktów sieciowych zaczęła gwałtownie rosnąć od czasu, gdy okazało się, że tanie sieci pakietowe do transmisji danych cyfrowych wyśmienicie nadają się również do transmisji głosowych prowadzonych w czasie rzeczywistym. Telekomunikacyjna era "głosu w pakietach", stanowiąca podstawę procesu integracji pierwszego etapu konwergencji, zmieni wkrótce (i to na dużą skalę) dotychczasowe wymagania wobec transmisji multimedialnych w czasie rzeczywistym, a także głosowych. Już teraz wyodrębniły się trzy kierunki transmisji głosu w pakietach o zbliżonych walorach użytkowych, określane ogólnie jako przekazy głosowe VoDATA (Voice mer DATA) przez kanały sieci danych, czyli: VoFR (Voice over FR), VoATM (Voicc over ATM) oraz VoIP (Voice over IP).

Pakietowe przekazy głosu stały się możliwe dzięki znacznemu postępowi w technikach kompresji głosu: od powszechnie stosowanej konwersji PCM 64 kb/s (G.711) do kompresji głosu do strumienia o przepływności kanałowej - najpierw zgodnie z algorytmem różnicowym AD-PCM 32 kb/s (G.721), potem do szybkości 16 kb/s ADPCM 16 (G.726). Ponieważ taka procedura obniża jakość rozmowy do poziomu nie akceptowanego przez większość użytkowników komunikacji publicznej, to niedawno opracowano drugą grupę standardów efektywnej kompresji głosu opartą na algorytmach LPC (Linear Predidive Code), optymalizującą ilość przesyłanych informacji bitowych przez adaptację powtarzających się elementów w mowie konkretnej osoby. Należą do niej algorytmy kompresji LD-CELP16 (G.728) o przepływności 16 kb/s oraz najnowsze sposoby kodowania głosu o przepływności kanałowej 8 kb/s, według algorytmu CS-ACELP (G.729), a także z szybkością 6,3 kb/s (G.723.1) i 5,3 kb/s (G.723.1).

Współczesne osiągnięcia techniki kompresji, z wykorzystaniem szybkich procesorów sygnałowych DSP (Digital Signal Processor), jeszcze nie są w pełni powszechne w rozwiązaniach komercyjnych. Znaczące osiągnięcia we wdrażaniu nowych technologii kompresji strumieni głosowych, z zachowaniem wysokiej jakości mowy po ich dekompresji, ma Motorola - specjalizująca się jak dotąd w bezprzewodowych przekazach radiowych, gdzie zawężanie pasma w kanale radiowym przynosi wymierne korzyści finansowe.

Realizacje transportu optycznego (WDM) z siecią Internetu

Realizacje transportu optycznego (WDM) z siecią Internetu

Drugim elementem przyspieszającym wdrażanie konwergencji stała się miniaturyzacja elementów stosowanych w urządzeniach telekomunikacyjnych, a tym samym wzrost szybkości przetwarzania i przekazywania danych. Odnotowuje się znaczący postęp w technologiach wytwarzania mikroprocesorów, których produkcja w seriach przemysłowych została opanowana na poziomie warstwy 0,25 um (zegary 600 MHz, moc ponad 800 MIPS), więc technologia 0,35 um jest stopniowo wypierana. Układy w technologiach o rozdzielczości 0,18 um zostały opracowane w laboratoriach na początku ubiegłego roku, a firmy AMD i Intel zaczęły je seryjnie wytwarzać pod koniec 1999 r. Pojawiają się pierwsze wzmianki o uzyskiwaniu układów scalonych w rastrze 0,10 um, a układy według tych rozwiązań prawdopodobnie pojawią się już w 2000 r.

Trzecim czynnikiem wpływającym na zwiększone zainteresowanie procesami konwergencji w sieciach LAN i WAN jest rewolucja w szybkościach transmisji danych w sieciach długodystansowych. Szacowane do niedawna proporcje mocy przesyłowych sieci LAN w stosunku do możliwości rozległych sieci WAN, kształtujące się dotychczas na poziomie 5:1, uległy teraz odwróceniu. Okazuje się, że dzięki intensywnie rozwijającym się w ostatnich latach optycznym technologiom transmisji wielofalowych typu DWDM (Dense Wave Dwision Multiplexing) typowe przepływności uzyskiwane w sieciach rozległych WAN są już kilkudziesięciokrotnie większe niż w korporacyjnych sieciach LAN, a niekiedy przewyższają je tysiące razy (kilka Tb/s).

Podczas gdy pierwsze z przepływnością 1 Gb/s (Gigabit Ethernet) dopiero powstają, a o czwartej generacji Ethernetu (10 Gb/s) tylko się mówi, instalacje optycznych sieci teletransmisyjnych o szybkościach 10 Gb/s czy 100 Gb/s od roku nie są wielką nowością w telekomunikacji. Komercyjnie dostępna od ubiegłego roku podstawowa przepływność optycznej sieci transportowej ATM - wynosząca 10 Gb/s została zwielokrotniona dzięki technice multipleksacji z podziałem długości fal DWDM nawet powyżej przepływności 1 Tb/s (1000 Gb/s). Taka sytuacja nakazuje zmienić dotychczasowe podejście do sieci komputerowych LAN/WAN i sieci telekomunikacyjnych: bardziej efektywnie wykorzystać przekazy przez optyczne sieci rozległe i przerzucić w miarę możliwości ciężar łączności globalnej na inteligentne węzły długodystansowych sieci szkieletowych.