DTM: Så fungerar svenska teknikuppstickaren
DTM är en svenskutvecklad teknik som ska göra det billigare att bygga bredbandsnät. Liksom ATM tillåter DTM en blandning av data och telefoni i samma nät. I praktiken utför DTM utför samma transporttjänster som ATM, men till en lägre kostnad tack vare enklare maskinvara och effektivare utnyttjande av tillgänglig bandbredd.
DTM (dynamic synchronous transfer mode) är utvecklat för att kräva minsta möjliga bearbetning i såväl växlar som i anslutna datorer. Kostnadseffektiviteten uppnås genom enklare och billigare maskinvara, och genom att varje kanal normalt inte tilldelas mer bandbredd än den för tillfället behöver. Det leder till maximalt utnyttjande av befintlig infrastruktur och minskad manuell nätverksadministration.
DTM är en kretskopplad teknik. Det innebär att en förbindelse mellan sändare och mottagare måste etableras innan kommunikation påbörjas, precis som vid ett vanligt telefonsamtal. Med en obruten förbindelse hela vägen mellan sändare och mottagare behöver de enskilda datapaketen (kallade celler) inte bära med sig någon adressinformation, vilket minskar nätverkets overhead. Jämför detta med paketförmedlande teknik där meddelanden skickas som ett "paket". Paketen bär med sig adressinformation så att det självständigt kan söka sig till mottagaren utan att följa någon på förhand uppgjord väg.
Synkron överföring
för realtidstrafik
Jämfört med paketförmedlande teknik innebär kretskopplingen att
individuella kretsar är separerade från varandra, så att trafiken i en krets
inte påverkas av trafiken i en annan. Det gör det möjligt att garantera ostörd
överföring, exempelvis vid konfidentiell trafik i publika nätverk. Vidare har
kretskoppling låg overhead, eftersom i stort sett all kapacitet i nätverket
används för dataöverföring. DTM-cellen innehåller nämligen endast
nyttodata, och ingen adress. Utbyte av kontrollinformation sker endast vid upp-
och nedkoppling av förbindelser. Själva dataöverföringen sker utan att
cellerna behöver buffras och analyseras av mjukvaruintensiva routrar på vägen.
Istället kan de små cellerna (8 bytes) omedelbart vidarebefordras med hjälp
av enkel hårdvaruteknik.
Ej heller behövs den paketförmedlande teknikens komplicerade mekanismer för att undvika trafikstockningar. Därmed kan större datamängder överföras effektivt, vilket möjliggör kapacitetsmässig skalbarhet.
De nackdelar man förknippar med kretskopplad teknik är vanligtvis långa uppkopplingstider och dåligt stöd för multicast. Dessa begräsningar har eliminerats i DTM genom en adresseringsmekanism som fungerar som ett lokalnät. Signaleringen ryms i vanliga dataluckor som alla noder tar emot men kastar om de inte berörs (om alla berörs har man en multicast). Den träffade noden svarar att den är beredd och sätter samtidigt upp en svarssignal. En uppsättning algoritmer minimerar uppkopplingstiden, så att man aldrig behöver fråga en databas för uppkopplingen.
DTM bygger på tidsmultiplexning, vilket gör det till ett synkront protokoll. Synkronisering sker vid 8 kHz, vilket innebär att länkkapaciteten delas in i cykler om 125 mikrosekunder. Varje cykel är sedan i sin tur indelad i ett antal tidsluckor, var och en med utrymme för 64-bitars (8 byte) cell där data kan placeras. En eller flera celler (beroende på bandbreddskraven) bildar sedan en kanal.
Värddatorer i ett DTM-nät kommunicerar med varandra via simplex-kanaler, vilket gör det möjlig att uppnå högt bandbreddsutnyttjande vid asymmetrisk trafik. Bandbredden hos DTM-kanalerna kan varieras dynamiskt i multiplar av 512 kbit/s ända upp till länkens fulla kapacitet. Det sker genom att associera en uppsättning tidsluckor för en given kanal, vilka sedan kan sedan förändras under kanalens livstid. Dessa täta steg gör att man aldrig låser upp mer bandbredd än vad som behövs, vilket ger ett mycket effektivt utnyttjande av tillgänglig kapacitet.
Multicast
DTM stöder multicast, det vill säga sändning från en avsändare till många
mottagare samtidigt. Det bygger på att kanaler kan etableras mellan en sändare
och ett valfritt antal mottagare, vilket är av vikt vid distribution av video
och andra multicast-tjänster.
Fördröjningen i samband med upp- och nedkoppling av kanaler är avgörande för prestanda hos ett kretskopplat system. DTM skapar kanaler mycket snabbt, på mindre än en millisekund. Den sändande noden äger ett antal slott som den kan använda omedelbart bara den hinner meddela mottagaren att data är på väg. DTM tvingas därför vänta en vis tid efter att signalen har sänts innan den börjar sända data, så att mottagaren hinner förbereda sig på mottagning. Normalt är inte kraven så stora på snabb uppkoppling, utan man väljer en säkrare och något långsammare väg där mottagaren först verifierar att den uppfattat att sändaren kommer med data. Samtidigt sätter den upp en returkanal.
Ett trafikflöde tilldelas en bestämd bandbredd som efterhand kan ökas eller minskas. Det kan ske automatiskt utifrån trafiksituationen i varje givet ögonblick. Den förenklar administrationen i hög grad, men ger framför allt ett mycket effektivt utnyttjande av befintliga resurser.
Nätverkadministratören kan också reservera kapacitet. Sådan statiskt tilldelad kapacitet kan användas för prioriterad trafik eller för att separera trafiken vid virtuella privatnät etcetera.
Användningsområden
DTM kan med fördel implementeras i ett fiberbaserat nät, men den fungerar
även på koppar. Det kan användas direkt för kommunikation mellan tillämpningar,
eller som bärare för andra protokoll som ATM eller IP. Eftersom DTM arbetar
synkront blir fördröjningen konstant. Det tillsammans med möjligheten att
garantera bandbredd gör protokollet lämpligt för multimediala tillämpningar.
Exempelvis kan DTM hantera interaktiv video med 25–30 Mbit/s bandbredd per användare.
En av de viktigaste marknaderna för DTM tros dock bli stads- och campusnät.
DTM-standard före sekelskiftet
DTM är resultatet av ett forskningsprojekt på KTH, finansierat av Telia och
Ericsson. Vidareutvecklingen drivs av två svenska företag - Dynarc och Net
Insight – som också har tagit fram erforderlig hårdvara. Före årsskiftet
ska det förhoppningsvis finnas en framtagen DTM-standard inom ramen för det
europeiska standardiseringsorganet ETSI.
Framtiden utlovar att DTM skall kunna skalas upp till kapaciteter på flera
terabit per sekund, jämfört med ATM vars övre gräns ligger vid 2,48 gigabits
per sekund. Ökning av kapaciteten i DTM sker genom att använda flera
(hundratals) våglängder över en fiber, samt genom att fördela lasten över
flera fiberkanaler. En begränsning är att ingen logisk kanal kan överstiga
den fysiska kanalhastigheten.