Голос по ATM

ATM разрабатывался в том числе и для передачи голоса, но лишь немногие компании доверили ему осуществление телефонных вызовов. Сегодня для многих передача голоса по ATM становится жизнеспособным вариантом.

Даже самые лучшие сети передачи данных сталкиваются порой с заторами и выходят из строя без предупреждения. Многие могут припомнить по крайней мере один случай, когда они оставались на мели без электронной почты и доступа к сетевым ресурсам. Но припомнит ли кто-нибудь, когда последний раз его офис оставался без телефонной связи? Разве только какой-нибудь природный катаклизм или бульдозер повредил телефонные линии. Телефонной связи более 100 лет, и за прошедшее столетие технология эта практически достигла совершенства.

Несмотря на то что различие между телефонными сетями и сетями передачи данных было примерно такое же, как между партией и государством, в настоящее время все больше компаний начинают объединять эти сети.

Проведенный Infonetics Research в 1997 г. опрос 107 администраторов локальных сетей, ответственных за управление или планирование высокоскоростных сетей, показал, что почти половина респондентов либо собирается заняться, либо уже осуществляет планы интеграции голосового трафика с локально-сетевым трафиком (см. Рисунок 1). То же исследование показало, что 16% респондентов планирует внедрить магистраль ATM до 1999 года и что около 40% из тех, кто собирается поддерживать качество услуг (Quality of Service, QoS) вплоть до настольных систем, будет использовать для этих целей ATM.

Несмотря на то что системы УАТС, доказавшие свою надежность за многие годы, вряд ли когда-нибудь сойдут со сцены, согласование их функций с сетями передачи данных на базе ATM имеет смысл. В конце концов, технология ATM создавалась специально для поддержки мультимедийного трафика, такого как голос и видео в реальном масштабе времени.

ПОБУДИТЕЛЬНЫЕ МОТИВЫ

ATM никак не удается избавиться от репутации трудной для понимания и чрезвычайно дорогой технологии, и скорее всего поэтому реальные темпы его внедрения отстают от прогнозируемых. И, кроме того, как, например, в случае голосового трафика, основные операторы связи не торопятся предоставлять такие услуги своим клиентам. Но сегодня администраторы сетей имеют несколько вариантов использования технологии ATM для маршрутизации голоса в зависимости от размеров сети, а также от уровня ее сложности.

Феноменальный рост сетей передачи данных привел к широкому распространению высокоскоростных сетей. И так как они способны передавать заодно с данными и голос, это обстоятельство подвигает ответственных за планирование сетей обратить свое внимание на такие скоростные сетевые технологии, как ATM.

Для передачи голосового трафика через глобальную сеть многие компании используют главным образом линии T-1 и технологию временного уплотнения (или мультиплексирования), при котором каждому пользователю выделяется временный слот (канал) на время соединения. Но при таком сценарии динамическое распределение и разделение пропускной способности невозможны. С другой стороны, распространение коммутируемых локальных сетей, для которых характерен неравномерный пакетный трафик и разделение пропускной способности между многими пользователями, не способствует передаче голосового трафика.

ATM способен стать всеобъемлющей сетью для передачи речи, видео и данных, но не всякая компания, где используется эта высокоскоростная технология, осуществила на деле интеграцию всего сетевого трафика. ATM в качестве магистрали корпоративной сети или сети оператора связи в наши дни не такая уж редкость, но ATM к каждому объекту на предприятии вряд ли будет подведен в ближайшее время.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Во многих компаниях, если магистраль передачи данных выйдет из строя на пару часов, сотрудники выразят свое недовольство, но не более того. А вот если они не смогут сделать или получить звонок в течение двух часов, то такое начнется...

По мере развития сетевых технологий увеличивается и их надежность. А с уменьшением цен на ATM компании начинают присматриваться к возможным вариантам передачи голосового трафика по стандартной технологии, одновременно поддерживающей голос и данные. Побудительным мотивом к этому является повышение конкурентоспособности компании за счет сокращения накладных расходов и предоставления дополнительных возможностей и ресурсов конечным пользователям.

ATM имеет все характеристики, чтобы стать единой магистралью для всего сетевого трафика. ATM позволяет гибко использовать пропускную способность. Одним приложениям может быть дан более высокий приоритет по сравнению с другими. С помощью ATM имеющаяся пропускная способность может динамически распределяться между различными приложениями, причем пользователи даже не будут знать, как они обмениваются телефонными звонками или как данные добираются из одного места в другое. Кроме того, если голос передается по имеющейся инфраструктуре глобальной сети, стоимость телефонного разговора резко снижается. Последнее обстоятельство способно подвигнуть компании на выделение средств для внедрения ATM.

АЛЛО, ВАС СЛУШАЮТ

Sphere Communications, чья УАТС Sphericall на базе локальной сети продается с мая 1997 года, - одна из компаний, предложивших новаторский способ доставки голоса по ATM. Отличительной чертой Sphericall является то, что она не нуждается в магистрали ATM для реализации всех своих преимуществ.

В базовой системе Sphericall телефонный сервер на базе Windows NT подключается с одной стороны к общедоступной телефонной сети, а с другой - к телефонному концентратору PhoneHub. Телефонный сервер работает с программным обеспечением УАТС Sphericall и содержит CoHub (интерфейс в телефонную сеть, плату PCI и кабели).

Сервер конвертирует аналоговый голосовой трафик в ячейки ATM и затем доставляет их по ATM на 25 Мбит/с концентратору PhoneHub, к которому подключены обычные телефоны (см. Рисунок 2). В базовой конфигурации ATM служит только для подключения PhoneHub к телефонному серверу. Если компания имеет коммутаторы ATM и, следовательно, обеспечивает качество услуг в своей сети, то она может использовать Sphericall для маршрутизации голоса и данных по одной и той же проводке через коммутаторы в настольные системы.

(1x1)

"Заказчики хотели бы, чтобы их оборудование выполняло те же функции, что и крупные коммутаторы, но они не могут себе позволить приобрести последние, - говорит Байрон Брукс, вице-президент по продажам и маркетингу в Sphere. - Предлагаемая УАТС является приложением для сети, и даже в небольшой сети она полнофункциональна. Лишь немногих пользователей интересует, что собой представляет их сеть - Ethernet, Token Ring или ATM, и они не заботятся, каким образом передается голос, по крайней мере до тех пор, пока у них не возникает проблем". Одна из привлекательных черт Sphericall - это то, что настольные системы можно модернизировать по очереди без приобретения дорогостоящего коммутатора ATM или прокладки магистрали ATM, а сам процесс прозрачен для пользователя.

В мае 1997 года Sphere подписала маркетинговое соглашение с производителем оборудования ATM FORE Systems, условия которого предполагают взаимное обучение сотрудников обеих компаний. "У FORE множество заказчиков, использующих ATM, так что возможность привнести голос в эти сети ATM представляет большой интерес", - говорит Брукс. Он подчеркивает, что Sphere, в отличие от той же FORE, не является компанией-производителем ATM. Скорее, она занимается эффективной реализацией голосовых функций.

Mariposa Technology - другая компания, нашедшая альтернативу крупным дорогостоящим коммутаторам. Ее продукт Turbo Exchange сочетает функциональные возможности устройств доступа ATM, магистрального оборудования, преобразования сигналов установления голосовой связи, сжатия данных и инверсного мультиплексирования для ATM (Inverse Multiplexing for ATM, IMA). Среди них ATX-100, имеющий интерфейс ATM Т-1/Е-1 и интерфейс Ethernet, а также ATX-800, обеспечивающий, помимо этого, сжатие данных и функции IMA. Поставки начнутся в начале 1998 года.

Продукты Mariposa преобразуют традиционные телефонные сигналы в ячейки ATM и помещают их в сеть для передачи по наилучшему возможному пути до конечного ATM-адреса, объясняет Джон Осанич, вице-президент по стратегическим программам и технологии в Mariposa. "Это не коммутатор, но мы используем коммутаторы других компаний для передачи ячеек по сети", - говорит он.

Функции IMA продуктов Mariposa позволяют компаниям объединить до шести каналов Т-1 или Е-1 в целях создания одного высокоскоростного канала. (Дополнительную информацию об IMA смотри в статье "ATM для всех остальных" в декабрьском номере журнала LAN за 1997 год.) Они могут использоваться компаниями, не имеющими ATM, или компаниями, обладающими такими технологиями, как frame relay или IP, для передачи голосового трафика.

Оборудование Mariposa не отменяет традиционные УАТС. Наоборот, ATX подключаются к УАТС и получают от них важную информацию, передавая ее дальше получателю в сети ATM. Однако последний рубеж маршрута голосового вызова к настольной системе проходит через УАТС. Если сеть передачи данных станет недоступна, то УАТС будет перенаправлять вызовы, как она это делала раньше.

Другими словами, ATX получают голосовой трафик от УАТС и трафик данных от локальной сети и маршрутизируют тот и другой по каналам ATM. Делают они это с помощью виртуальных коммутируемых соединений (Switched Virtual Circuit, SVC). Соединение устанавливается посредством сигнализации, причем пользователи могут определить конечные точки при инициации вызова.

Как правило, технология ATM реализуется сегодня с помощью постоянных виртуальных соединений (Permanent Virtual Circuit, PVC), статичных по природе, как и выделенные линии, так что компании должны поддерживать канал в состоянии готовности и выделять пропускную способность, даже когда он не используется. "Те, кто уже внедрил ATM, используют для передачи речи эмуляцию каналов, т. е. PVC, - поясняет Осанич. - PVC аналогичны арендуемым линиям в том, что пропускная способность выделена постоянно, а это не дает вам каких-либо заметных преимуществ".

Пока большая часть тех из операторов связи, кто предлагает сервисы ATM, используют PVC, но некоторые из них, в том числе AT&T и MCI, объявили, что они собираются поддерживать SVC. После того как это произойдет, Mariposa окажется в выигрышном положении, так как ее оборудование умеет устанавливать SVC, а это заведомо менее дорогой способ задействовать технологию ATM для передачи речи.

БЛЕСК И НИЩЕТА КОМУТАТОРОВ

Хотя Sphere и Mariposa и нашли способы использовать ATM для передачи голоса без помощи коммутаторов ATM, это все-таки скорее паллиатив, чем полноценная замена, так что маршрутизация звонков по глобальной сети осуществляется с помощью коммутаторов, - если средства позволяют. Неудивительно, что компании, занимающие ведущие позиции в мире телефонии, оказались в первых рядах тех, кто предлагает многосервисные продукты ATM.

Lucent Technologies, хорошо известная своими коммуникационными серверами Definity, представила гигабитный пограничный коммутатор Multiservice Switch 1000 в сентябре 1997 года. Коммутатор предназначен для обслуживания трафика данных, голоса и видео, причем он соответствует спецификациям ATM Forum. (Дополнительную информацию о стандарте VTOA читайте во врезке "Новые стандарты ATM Forum".)

Продукт располагается в помещении заказчика и выполняет роль магистрального коммутатора территориальной сети и оборудования доступа в глобальную сеть. Компания представила также территориальный коммутатор Lucent ATM Switch 500 на 5 Гбит/с с интеграцией голоса, видео и данных по территориальной магистрали.

Помимо выпуска новых коммутаторов Lucent собирается добавить функции ATM к своим коммуникационным серверам Definity. Definity ATM интегрирует коммуникационный сервер Definity с инфраструктурой ATM.

Northern Telecom - другая хорошо известная в мире телефонии компания. Осознавая неизбежность слияния телефонных сетей и сетей передачи данных, компания вышла на рынок корпоративных коммутаторов со своими Magellan Passport ATM. Появление в мае 1997 года Magellan Passport 30 снизило для компаний планку затрат на переход к ATM.

Magellan 30 предназначен для офисов, нуждающихся в интеграции локально-сетевого трафика с голосом и видео. Крупным компаниям, где уже имеется другое оборудование ATM, компания предлагает Magellan Passport 160, интегрируемый с Magellan 30.

Mitel - еще одна заметная фигура на рынке телекоммуникационного оборудования. В 1996 году компания представила архитектуру Nevada (это сокращение расшифровывается в переводе с английского как "голос и данные и по сети" от первых букв Networked Voice and Data) для доставки трафика данных, голоса и видео по одной широкополосной магистральной сети.

Mitel тесно сотрудничает с Madge Networks в деле разработки интегрированной сетевой инфраструктуры. Одним из компонентов Nevada является модуль LBT-155 компании Mitel для коммутатора LANSwitch компании Madge. Модуль конвертирует пакеты Ethernet в ячейки ATM, мультиплексируемые затем с голосовыми потоками от платформы SX-2000 PBX производства Mitel. Вся эта информация передается затем в оптическую магистраль SONET OC-3 (155 Мбит/с).

В апреле 1997 года Mitel представила также платформу управления Ops Manager, интегрируемую с HP OpenView и обеспечивающую управление приложениями для голоса и данных с одной консоли. Доступ к общему графическому интерфейсу можно получить из любой точки локальной или глобальной сети по Ethernet. Продукт поддерживает SNMP, централизованные предупреждения и извещения, удаленную модернизацию и удаленное резервное копирование базы данных.

Помимо традиционных производителей телефонного оборудования, вторгающихся на рынок ATM, продукты для объединения трафика данных и голоса предлагают и несколько известных производителей оборудования для компьютерных сетей.

Так, компания Cisco имеет несколько предложений в этой области, в том числе маршрутизаторы и коммутаторы со встроенными функциями ATM.

В марте 1997 года Cisco выпустила модули эмуляции каналов T-1/E-1 для семейства маршрутизаторов 7200 и коммутаторов LightStream 1010 ATM, благодаря которым заказчики могут объединить магистральные линии связи УАТС с трафиком данных. Это означает, что им потребуется меньше выделенных линий Т-1, потому что голос передается по сети ATM.

Кроме оснащения функциями ATM коммутаторов LightStream 1010 и маршрутизаторов из серии 7200 Cisco производит также коммутаторы StrataCom BPX и IGX ATM, имеющие более широкие возможности, такие как сжатие и коммутация голосового трафика, а также поддерживающие приложения, которым необходимо большее число каналов Т-1/Е-1.

Наряду с этими продуктами компания поставляет корпоративный коммутатор LightStream 2000, предназначенный для работы на территориальных и корпоративных магистралях, а также в общедоступных сетях. Этот продукт является одним из предложений компании по обеспечению миграции от сетей TDM к ATM. Он поддерживает технологии TDM и УАТС.

3Com также вышла на этот рынок со своим AccessBuilder 9600 - многосервисным пограничным коммутатором ATM для глобальных сетей. Продукт предназначен для работы в глобальной сети, так что его можно использовать для доступа к сервисам ATM, предоставляемым оператором связи, или для создания своей собственной частной глобальной сети по выделенным линиям, как утверждает Дэвид Йейтс, исполнительный директор по маркетингу в отделении широкополосного доступа компании 3Com.

"Этот продукт предназначен для следующего поколения корпоративных сетей, использующих общедоступные сети для передачи данных, а также голоса и видео в противовес низкоскоростным выделенным линиям", - говорит он.

Некоторые другие производители коммутаторов ATM также уделяют внимание передаче голоса по имеющимся сетям. Линия продуктов CellPath компании FORE Systems обеспечивает мультиплексирование каналов глобальной сети T-1/E-1 для передачи всех типов информации по сети ATM. Vivid компании Newbridge и MainStreetXpress компании Siemens служат тем же целям.

ВАРИАНТ ВАРИАНТУ РОЗНЬ

Если в Sphere утверждают, что они могут развернуть свое решение поверх любой используемой сетевой технологии, то почему многие ATM предпочитают IP? Брукс замечает, что одна из причин этого - очень малая задержка (порядка 20 мс) в случае передачи голоса по ATM. При передаче голоса по IP задержка возрастает до 300 мс, в результате голос на выходе звучит иначе, чем при обычной телефонной связи. (Дополнительную информацию о передаче голоса по IP смотри в статье "IP-телефония находит свой голос" в февральском номере LAN за этот год.)

"В настоящее время ATM - это единственный способ передачи голоса по сети с гарантированным качеством услуг, - продолжает Брукс. - Я не берусь судить, какая судьба ожидает IP, но многие люди активно работают над тем, чтобы сделать его приемлемым с этой точки зрения". Он добавляет, что передача голоса по IP может иметь смысл для тех, кто хочет сократить расходы на дорогостоящие трансатлантические телефонные звонки, но при относительной незрелости таких протоколов, как RSVP, ATM является наилучшим выбором для осуществления серьезных коммерческих звонков.

Йейтс из 3Com считает, что шумиха вокруг голоса по IP - следствие общей шумихи вокруг IP. "Все началось с дешевых междугородних звонков, но вы получаете то, за что платите (в том, что касается качества услуг)", - говорит он. Йейтс не думает, что передача голоса по IP будет играть важную роль в электронной коммерции. При интеграции традиционных центров телефонного обслуживания с технологией Internet заказчики могут одним щелчком мыши на соответствующей ссылке на домашней странице компании тут же связаться с агентом по работе с клиентами.

Многие компании, не желающие рисковать, переводя всю свою коммерческую телефонную сеть на IP, предпочитают frame relay. В отличие от ATM, frame relay - это протокол коммутации пакетов, а не ячеек. А в отличие от TDM, frame relay позволяет динамически выделять пропускную способность до 2 Мбит/с.

Компаниям, уже использующим frame relay для передачи голоса, ATM предложит несколько преимуществ, но этого может оказаться недостаточно, чтобы убедить их в необходимости перехода на новую технологию. По словам Йейтса, тарифы на frame relay и ATM практически идентичны. Так что если оператор связи, с которым компания работает, не предлагает пока глобальные сервисы ATM, то frame relay будет продолжать служить им верой и правдой.

Кроме того, как сервис-провайдеры frame relay, так и сервис-провайдеры ATM собираются уже в ближайшее время начать предлагать сервисы SVC, что приведет к дальнейшему снижению затрат на эти технологии для глобальных сетей. SVC позволяет динамически создать канал между двумя абонентами, а не поддерживать между ними выделенный канал. После разрыва канала занимаемая им пропускная способность может быть отдана другим приложениям. И если ATM уже используется, голос будет передаваться практически бесплатно. В случае frame relay, как только трафик попадает в сеть общего пользования, он передается зачастую по ATM, потому что многие провайдеры frame relay имеют магистраль ATM.

Компании, где уже есть территориальная магистраль ATM или только собирающиеся ей обзавестись, должны понимать, что применение технологии ATM для передачи голоса не приведет к отказу от УАТС. УАТС будут по-прежнему использоваться на последней мили передачи телефонных звонков до настольных устройств. Кроме того, УАТС поддерживают такие важные функции, как организация телефонных конференций, не реализуемые сетевыми протоколами.

ATM позволяет компаниям снизить общие расходы на сетевые технологии за счет сокращения числа арендуемых линий Т-1 и объединения трафика голоса и данных в одной сетевой структуре, обеспечивающей гарантированное качество услуг. А при наличии достаточно большого числа уже предлагаемых вариантов ATM способен в конечном итоге выполнить свое обещание стать единой технологией, способной сделать все это.

СТАНДАРТИЗАЦИЯ ГОЛОСА ПО ATM

Новые стандарты ATM Forum

В июле 1997 года ATM Forum ратифицировал шесть новых спецификаций, призванных помочь обеспечить интероперабельность продуктов и упростить переход к ATM для конечных пользователей. Среди них - Multiprotocol over ATM (MPOA), LAN Emulation (LANE) 2.0, инверсное мультиплексирование для ATM, динамическое использование пропускной способности, интерфейс "пользователь-сеть" на базе кадров FUNI 2.0.

Одной из наиболее ожидаемых была спецификация "Голос и телефония по ATM до настольных систем" (Voice and Telephone over ATM, VTOA, to the Desktop Specification), описывающая коммутируемые голосовые сервисы по сети ATM для обычных телефонов. Аналогично тому, как MPOA и LANE задействуют имеющиеся протоколы и сервисы, VTOA поддерживает передачу традиционного голосового трафика с помощью протоколов ATM.

VTOA открывает доступ к общедоступным и частным сетевым голосовым сервисам и имеет функции поддержки широкополосных терминалов. Эти терминалы могут быть подключены к любому телефону в сети, использующему импульсно-кодовую модуляцию G.711 для кодирования голосовых каналов на 64 Кбит/с. G.711 определен ITU-T и является в настоящее время наиболее распространенным настольным голосовым сервисом.

Для поддержки таких функций, как предупреждение и сообщение о продвижении вызова, VTOA to the Desktop Specification предусматривает использование интерфейса "пользователь-сеть" версии 4.0 (User-Network Interface, UNI), определяющего связь между конечным пользователем или конечной станцией и локальным коммутатором, либо интерфейса "сеть-сеть" (Private Network-to-Network Interface, PNNI) 1.0, определяющего взаимодействие между двумя коммутаторами.

ATM Forum еще предстоит проработать такие детали, как сжатие голоса и создание пакетов, но это не должно отнять много времени. Узнать о VTOA подробнее и прочитать детальный отчет о спецификации можно на Web-узле ATM Forum по адресу: www.atmforum.com.