Перед современными телефонными компаниями стоит фундаментальная проблема — объединение различных сетей связи. Службы POTS (Plain Old Telephone Service — обычная телефонная сеть; простая старая телефонная система) и Telex используют старые сети с коммутацией каналов. Каждая из новых служб, таких как SMDS и служба ретрансляции кадров, использует свою собственную сеть с коммутацией каналов. DQDB отличается от них, а внутренняя сеть телефонных компаний, управляющая звонками SSN 7, представляет собой еще один тип сетей. Управление всеми этими сетями составляет главную головную боль, а ведь существуют еще такие сети, как кабельное телевидение, которыми телефонные компании не управляют, но хотели бы управлять.
Решением проблемы могло бы стать создание единой новой сети, которая заменила бы собой всю телефонную систему и все остальные специализированные сети. В результате получилась бы одна интегрированная сеть для передачи по ней всех видов данных. Эта новая сеть должна обладать огромной пропускной способностью, по сравнению с имеющимися сетями и службами, и должна предоставлять широкий спектр новых услуг. Это довольно сложный проект, решение которого займет не один день, но его разработка уже началась.
Новая универсальная служба называется B-ISDN (Broadband Integrated Services Digital Network — широкополосная цифровая сеть с комплексными услугами). Помимо обычной телефонной связи она будет предоставлять видео по заказу, телевизионные передачи из различных источников, мультимедийную электронную почту, музыку качества компакт-диска, соединение локальных сетей, высокоскоростной транспорт данных для науки и промышленности и другие услуги, многие из которых еще не придуманы.
Технология, на которой базируется B-ISDN, называется ATM (Asynchronous Transfer Mode — асинхронный режим передачи), поскольку она не является синхронной, как и большинство международных телефонных линий. Не следует путать сокращение ATM с Automatic Teller Machine (банкомат), хотя такой автомат может использовать сеть ATM для общения с банком.
В основе технологии ATM лежит идея передачи информации небольшими пакетами фиксированной длины, называемых ячейками. Ячейки имеют размер 53 байта, из которых 5 байт составляют заголовок, а 48 несут полезную нагрузку, как показано на рис. 1. ATM одновременно является технологией (скрытой от пользователя) и службой (видимой пользователями). Иногда эту службу называют ретрансляцией ячеек но аналогии с ретрансляцией кадров.
Рис. 1. Ячейка ATM
Использование технологии коммутируемых ячеек является знаменательным отходом от 100-летней традиции переключения каналов (образующих путь медного провода) в телефонной системе. Технология коммутируемых ячеек была выбрана по ряду причин, среди которых следует отметить следующие.
Во-первых, коммутирование ячеек обладает большой гибкостью и позволяет обеспечивать обмен информацией как с постоянной (аудио, видео), так и с переменной (данные) скоростью.
Во-вторых, на сверхбольших скоростях, которые предполагается использовать (гигабиты в секунду уже достижимы), цифровое коммутирование ячеек осуществляется проще, нежели использование традиционной техники переключения каналов, особенно при применении волоконной оптики.
В-третьих, для передач телевидения необходимым является широковещание, которое коммутирование ячеек может обеспечить, тогда как традиционное коммутирование каналов — нет.
Сети ATM являются ориентированными на соединение. Чтобы переслать данные, следует сначала переслать сообщение для установления соединения. Когда соединение установлено, ячейки следуют по одному и тому же пути к пункту назначения. Доставка ячеек производится без гарантии, но с соблюдением их порядка.
Сети ATM организуются аналогично традиционным региональным сетям, с линиями и коммутаторами (маршрутизаторами). Предполагается, что сети ATM будут работать на скоростях 155 Мбит/с и 622 Мбит/с с возможностью использования позднее гигабитных скоростей. Скорость 155 Мбит/с была выбрана потому, что примерно такая скорость нужна для передачи телевидения высокого разрешения. Выбор скорости в 155,52 Мбит/с был сделан для совместимости с передающей системой фирмы SONET AT&IT. Скорость 622 Мбит/с была выбрана для одновременной передачи 155-мегабитных каналов. Теперь становится ясно, почему некоторые из гигабитных экспериментальных установок работали на скорости 622 Мбит/с: они использовали ATM.
Когда задумывалась технология ATM, практически все обсуждение (то есть реклама) касалось вопроса видео по заказу в каждом доме и замены телефонной системы, о чем уже говорилось выше. С тех пор более важными стали другие разработки. Многим организациям стало не хватать пропускной способности их локальных сетей. Кроме того, некоторым клиент-серверным приложениям требуется возможность обмена информацией с определенными серверами на высокой скорости. ATM, безусловно, является главным кандидатом для применения в обеих сферах. Тем не менее, это является некоторым отступлением от цели заменить всю низкоскоростную аналоговую телефонную систему высокоскоростной цифровой системой.
Также следует отметить, что различные организации, вовлеченные в проект ATM, преследуют различные (финансовые) интересы. Междугородные телефонные станции и отделения почтово-телеграфной и телефонной связи (РТТ, Postal Telegraph and Telephone) больше всего заинтересованы в использовании ATM для обновления телефонных систем и соперничестве с телевизионными компаниями в области распространения цифрового видео. Организации, занимающиеся компьютерной сферой, рассматривают локальные сети организаций, объединенные с помощью ATM, как наибольший сектор рынка (для них). Наличие различных интересов не делает процесс стандартизации легче, быстрее или логичнее. Кроме того, значительное влияние на проходящие в этой сфере процессы оказывают политики и администрация организации, занимающейся вопросами стандартизации ATM (ATM Forum).