Multimediální aplikace jsou náročné v požadavcích na výkony použitých počítačů a komunikačních sítí. Soubor minimálních požadavků na konfiguraci počítačů kategorie PC definuje např. doporučení MPC a MPC II, které je podrobně rozebráno v [1]. Vyčerpávající informaci o výkonech a možnostech pracovních stanic poskytne každý zainteresovaný výrobce (SGI, DEC, HP, IBM).
Poněkud odlišná je situace v oblasti počítačových sítí. V současné době dochází k určité stabilizaci v oblasti kabelážních systémů a aktivních prvků podporujících protokol Ethernet s přenosovou rychlostí 10 Mb/s nebo Token Ring 4/16 Mb/s.
Zatímco moderní strukturovaná kabeláž umožňuje postupné zvyšování přenosové rychlosti na 100 Mb/s (rozvody kategorie 5), situace v oblasti aktivních prvků tak jednoduchá není.
Při posuzování vhodné síťové technologie je potřeba uvažovat nejenom objem přenášených dat, ale rovněž zpoždění přenosu a stabilitu tohoto zpoždění. Pro multimediální systémy je nejvhodnější počítačová síť s největší propustností a nejmenším konstantním zpožděním.
Pokud vycházíme ze stávajících počítačových sítí typu Ethernet s přenosovou rychlostí 10 Mb/s, nabízí se následující řešení (posloupnost je dána cenovou náročností):
Samostatná síť pro multimediální aplikace je celkem snadno řešitelná v síti budované podle zásad strukturované kabeláže. K vyčlenění sítě většinou stačí změna zapojení na distribučním panelu kabelů. Samozřejmě za předpokladu, že návrh sítě počítal s možností dalšího rozšiřování. K napojení na stávající informační systém je vhodné použít most nebo směrovač, a to ať ve formě jednoúčelového síťového prvku nebo jako implicitní funkci serveru, který je pomocí síťových karet napojen do více sítí.
Význam použití mostu nebo směrovače spočívá v tom, že na rozdíl od opakovačů (Hub), které každou informaci automaticky šíří do všech připojených větví sítě, "inteligentnější" síťové prvky (most nebo směrovač) omezují šíření dat, která jsou v určitém segmentu sítě lokální. Nevýhodou tohoto řešení je nízká propustnost sítě typu Ethernet a tomu odpovídající velká doba zpoždění (pro obrazovou informaci sekundy až minuty), která je navíc s ohledem na stochastickou podstatu protokolu CSMA/CD proměnlivá.
Zvýšení výkonu pomocí aktivních prvků s přepínací technologií je zajímavou možností z hlediska cenového a z hlediska minimalizace zásahů do stávající sítě. V tomto případě dojde pouze k záměně opakovačů (Hub) za Ethernet přepínače. Na napojení stanic sítě a dalších síťových prvků není potřeba nic měnit. Aktivní prvky s přepínačovou technologií dovedou rozpoznat cílovou adresu paketu, který do přepínače přichází. Na rozdíl od jednoduchého opakovače, který informaci rozešle do všech připojených větví sítě, je v případě přepínače vytvářeno pouze spojení mezi větvemi s vysílající a cílovou stanicí. Pokud vznikne požadavek na přenos mezi dalšími stanicemi, mohou vznikat další spojení, a to až do kapacity přepínače. Tato kapacita se pohybuje běžně ve stovkách Mb/s, což odpovídá desítkám komunikujících dvojic rychlostí 10 Mb/s.
Při hodnocení nových "stomegabitových" technologií se omezíme pouze na FDDI, AnyLAN a ATM, což samozřejmě není vyčerpávající výčet, ale do jisté míry postihuje hlavní směry jak dostupnosti, tak dalšího rozvoje.
FDDI je v současné době již stabilizovaná technologie. Její standardizací se zabývá skupina ANSI X3. Technologie FDDI byla původně určena k vytváření rozlehlých metropolitních počítačových sítí. Proto všechny připojené stanice se dělí o jeden komunikační kanál s rychlostí 100 Mb/s, kterým bylo optické vlákno (nyní již existuje verze pro svinutý dvojdrát zvaná CDDI). Typické zpoždění se pohybuje od 10 do 200 ms. Existuje speciální verze protokolu FDDI pro multimediální aplikace, standardizovaná jako FDDI II. V rámci tohoto protokolu je definován tzv. isochronní přenos, který zjednodušeně řečeno zajišťuje přenos stanoveného objemu dat v určených časových intervalech, což je režim, který multimediálním aplikacím nejlépe vyhovuje. Problémem je dostupnost síťových prvků, které tento protokol podporují. Perspektivně lze očekávat pokles cen komponent FDDI. Zatím cena napojení stanice typu PC představuje asi desetinásobek cen běžného Ethernetu.
AnyLAN je standardizován (IEEE 802.12) a podporován firmami IBM a HP. Zpoždění je minimálně 121 mikrosekund a každou další komunikující stanicí roste o dalších 120 mikrosekund. Opět se jedná o sdílení jednoho komunikačního kanálu s kapacitou 100 Mb/s. Provoz je možný pouze na strukturovaných rozvodech, protože při podrobnějším rozboru zjistíte, že se informace přenáší paralelně rychlostí 30 Mb/s na čtyřech svinutých dvojdrátech v rámci jednoho kabelu strukturované kabeláže (4x5 Mb/s připadá na režii). Cena připojení stanice PC představuje víc než dvojnásobek ceny běžného Ethernetu.
ATM je perspektivní technologie, na jejíž standardizaci se zatím pracuje. Jedná se o přepínačovou techniku, což znamená, že ATM s rychlostí 155 Mb/s vytváří jednotky až desítky simultánních spojů podle kapacity přepínače ATM (obvykle Gb/s). Zpoždění přenášených dat se pohybuje od 20 mikrosekund do 30 mikrosekund. V současné době vedoucí firmy pracují na vývoji prvků pro přenosovou rychlost 655 Mb/s s využitím optického vlákna typu single-mode. Cena připojení stanice na 155 Mb/s ATM se pohybuje nad desetinásobkem ceny běžného Ethernetu. Navíc nesmíme zapomenout na nutnost řízení sítě (vytváření a rušení virtuálních spojů, diagnostika), což představuje další počítač nejméně kategorie SUN IPC.
Uvedený výčet možností naznačuje směr daného vývoje v oblasti počítačových sítí pro multimediální aplikace. Rozvoj těchto technologií je možná blíže, než by se na první pohled s ohledem na finanční náročnost zdálo.
| [1] | P. Sokolowsky.
Multimedia.
Praha, Grada 1994.
... zpět do textu |
| [2] | firemní literatura Hughes LAN Systems, NetEdge Systems, DEC a SynOptics |
předchozí článek
