Cesty videa mohou být nevyzpytatelné

Všichni jsme na stejné lodi: vývojáři videoaplikací, poskytovatelé informací, dodavatelé nejrůznějšího softwaru a...


Všichni jsme na stejné lodi: vývojáři videoaplikací, poskytovatelé informací,
dodavatelé nejrůznějšího softwaru a samozřejmě uživatelé všichni chceme mít k
dispozici metody pro kvalitnější komunikaci vč. digitálního videa. Na výrobcích
čipů a návrhářích síťových platforem pak je, aby vyvinuli levnější technologie
pro přenos těchto dat.
Podle řady odborníků je nejlepší volbou pro přenosy videa technologie ATM
(Asynchronous Transfer Mode). Jednou z jejích jasných výhod je schopnost
podporovat přenos videa, hlasu a dalších dat najednou. Společně s ATM tu však
budou ještě po mnoho let existovat také stávající technologie Ethernet, Token
Ring, přepínané sítě WAN nebo ISDN. Proto musí videoaplikace spolupracovat se
všemi typy síťových technologií a různé sítě musí být schopny spolupráce.
Paketové video a video s konstantním bitovým tokem
Videoadata jsou buď paketizována tedy přenášena v dávkách, nebo s proměnným
tokem bitů, nebo jsou přenášena s konstantním bitovým tokem (CBR, Constant Bit
Rate). Paketové typy videa byly navrženy tak, aby mohly být přenášeny přes
tradiční sítě LAN, a využívají některé typy kompresních algoritmů, jejichž
výstupem jsou tradiční pakety ať už se jedná o pakety IP (nebo nějaký
ekvivalent), nebo ethernetové rámce (opět s možností ekvivalentu).
Při přenosu paketového videa prostřednictvím infrastruktury sítí LAN lze
dosáhnout vyšší výkonnosti v případě, kdy má tato infrastruktura zvláštní prvky
podpory příslušných protokolů, které zaručují poskytování určité kvality
služeb. Jde např. o podporu vysílání nezávislého na protokolu (Protocol
Independent Multicast, PIM) nebo o protokol pro rezervaci zdrojů (Resource
Reservation Protocol, RSVP), které vyvinula firma Cisco.
Je-li video přenášeno po LAN prostřednictvím ATM, musí existovat nějaký překlad
z ATM do starších protokolů LAN, ať se již jedná o emulaci LAN, nebo o
multiprotokolový přenos po ATM. V této oblasti jsou vyvíjeny další snahy, aby
bylo možno provádět překlad mezi RSVP a zaručenými kvalitami služeb na ATM.
Technické požadavky
na přenosy videa
Videoaplikací je celá řada a mohou být klasifikovány z mnoha hledisek.
Nejjednodušším rozdělením může být rozdělení na signálové toky v reálném čase a
na toky z uložených dat. Uložená data mohou být vysílána v dávkách pak záleží
na koncovém uživateli, jak si znovu sestaví informace o správném časování při
přehrávání aplikace. Aplikace v reálném čase oproti tomu vyžadují, aby bylo
nízké dopravní zpoždění mezi zdrojem a místem určení a byla tak zajištěna
kontinuální a hladká konverzace mezi těmito dvěma body.
Videoaplikace lze rovněž rozdělit na přenosy mezi dvěma body (point-to-point),
na přenosy z jednoho do více bodů (multicast) a na vysílání (broadcast).
Vysílání point-to-point zahrnuje videotelefonii; do vysílání multicast může
spadat výuka na dálku, kde je činnost instruktora živě vysílána do několika
míst, LAN TV pro celofiremní vysílání, a videopřenosy kabelových společností.
Začlenění do sítě
Důležitým úkolem při přenesení videa na síť je začlenění informace v reálném
čase do stávající sítě. Někteří výrobci navrhují vytvoření paralelních sítí pro
přenosy videa, avšak kvůli přílišným uživatelským nákladům na zařízení a
celkovou správu se toto řešení jeví ve většině případů nepraktickým, snad s
výjimkou několika málo kritických míst, kde aplikace, jako například náročné
videokonference, mohou ospravedlňovat existenci separátních sítí. Tento scénář
lze dnes vidět ve velkých firmách, kde používají pro videokonference zařízení
H.320.
Výhodou přenášení videa po datových sítích je možnost využívat stávající datové
infrastruktury ať už se jedná o tradiční sítě LAN, nebo o sítě ATM a přenášet
po nich video společně s tradičními daty.
Budoucnost pak slibuje sbližování oddělených sítí do společné infrastruktury.
Není pravděpodobné, že by se sítě pro přenos hlasu integrovaly jako první,
protože dnes máme vysokou výkonnost sítí pro přenos hlasu a TDM (time-division
multiplexing). Naopak je pravděpodobné, že videoaplikace, z nichž je většina
paketizována, budou sdílet společnou infrastrukturu s daty s následnou
integrací hlasu v závislosti na vyzrávání standardů a technologií ATM.
Emulace LAN v ATM
Propojení stávajících sítí s ATM lze dosáhnout použitím stejných protokolů na
síťové vrstvě, např. IP a IPX, a to jak na současných sítích, tak na ATM. Je
totiž funkcí síťové vrstvy poskytovat jednotný pohled sítě na vyšší protokoly a
aplikace.
Existují dva základní způsoby pro provoz protokolů síťové vrstvy v rámci sítě
ATM. Jednou z metod, která je známa jako nativní režim práce, je použití
mechanismu rozlišení adres pro namapování adres síťové vrstvy přímo do adres
ATM, a pakety síťové vrstvy jsou pak přenášeny po síti ATM. Alternativní metoda
pro přenos paketů síťové vrstvy po ATM je známa jako emulace LAN (LANE).
Protokol LANE definuje mechanismus pro emulaci buď protokolů IEEE 802.3
Ethernet, nebo 802.5 Token Ring. A to tak, že definuje služební rozhraní pro
vyšší vrstvu protokolů (tj. síťovou vrstvu), která je totožná se stávající sítí
LAN, a že data, vyslaná přes síť ATM, jsou zabalena do vhodného formátu MAC
sítě LAN.
Důvodem pro tuto činnost je, že nevyžaduje žádné změny v protokolech vyšší
úrovně, aby byla umožněna jejich činnost v síti ATM. Jelikož služba LANE
představuje pro ovladače síťové vrstvy stejné služební rozhraní, které je dáno
stávajícími protokoly MAC například ovladače rozhraní NDIS nebo ODI nejsou pro
tyto ovladače opravdu třeba žádné změny.
Nasazení LANE
Je zřejmé, že protokol LANE bude nasazen ve dvou typech zařízení, svázaných s
ATM:
Síťové karty ATM koncové systémy budou pokračovat v komunikaci známé z LAN za
použití známých procedur; budou se však již těšit vyšší šířce pásma na sítích
ATM. Tento typ emulace je vhodný např. pro videoservery, které jsou připojeny
přes ATM.
Síťové propojení a zařízení pro přepínání LAN druhou třídou síťových zařízení,
která budou používat LANE, jsou přepínače a směrovače lokálních sítí. Ty pak
mohou být společně s přímo připojenými hostitelskými zařízeními ATM použity pro
poskytování VLAN (virtuální LAN), kde jsou porty na přepínači LAN přiřazeny
zvláštní síti LAN, nezávisle na jejich fyzickém umístění.
S emulací LAN získávají síťová zařízení v síti ATM výhody šířky pásma ATM, což
je užitečné pro vícenásobné proudy videa. U velkých aplikací, kde server nebo
více serverů najednou přenáší více toků videa např. 100 nezávislých toků, kdy
má každý z nich mohutnost 1,5 Mb/s, je už vyžadována páteřní síť ATM se šířkou
pásma 155 Mb/s.
Nevýhodou LANE je, že odstiňuje mechanismy zajištění kvality služeb od
protokolů vyšších sítových vrstev, které by je jinak mohly využívat (např. IPv6
a CO-IPX, connection-oriented IPX).
Závěr
Z výše uvedeného vyplývá snaha o využití nativního režimu protokolu oproti
LANE. Na druhou stranu je však třeba uvést, že většina současných síťových
aplikací ani neočekává, že by mohla od podpůrného síťového protokolu obdržet
jakoukoliv zaručenou kvalitu služby.
V dnešních sítích se pak může video např. o rychlosti 1,5 Mb/s přenášet po
vyhrazeném ethernetovém spoji a pokud koncová stanice nebude současně přenášet
soubory, nemělo by trpět degradací. V budoucnosti by však měly být sítě
univerzálnější a lze důvodně předpokládat, že s postupným rozšiřováním sítí ATM
budou růst i požadavky uživatelů.(pen)
8 2229 / pen









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.