Většina sdělovacích sítí obsahuje uzly, sloužící ke směrování zprávy, vyslané koncovým zařízením zdroje informací ke koncovému zařízení spotřebiče informací. Zdrojem a spotřebičem je převážně člověk, druh koncového zařízení souvisí s využitím některého z jeho pěti smyslů. Zatím jde hlavně o hlas, sluch a hmat. Na straně vysílací je to hlavně hlas a hmat, na straně přijímací sluch a zrak. S trochou nepřesnosti můžeme hovořit o hlasových a obrazových službách. Všimněme si u jednotlivých druhů těchto služeb hlavně požadavků na přenosovou rychlost a na dobu přenosu zprávy.
Hlasové služby jsou z hlediska maximální přenosové rychlosti limitovány možnostmi sluchového orgánu člověka. Proto nemá smysl přenášet pásmo nad 20 kHz. Pro hovor přenášený sdělovací sítí bylo stanoveno pásmo 300 – 3400 Hz. Po digitalizaci PCM je pro přenos hovoru používaná přenosová rychlost 64 kbit/s, i když informační tok (odpovídající rychlosti čtení) je jen několik desítek bit/s. Ten rozdíl platíme za to, že se chceme také kromě obsahu zprávy dozvědět např. i intonaci hlasu. Hi-Fi fajnšmekři potřebují na přenos kvalitní nahrávky necelý 1 Mbit/s. Příslušná přenosová rychlost by měla být přibližně konstantní po celou, vždy poměrně dlouhou dobu přenosu. Je jasné, že např. tento článek o rozsahu asi 130 kByte je možné přenést za krátkou dobu, ale ucho a náš mozek by informace nebyl schopen zpracovat.
Obrazové služby jsou u příjemce realizovány hlavně prostřednictvím obrazovky (pomineme dálnopis a faximile). Pro přenos pohyblivého obrazu je potřebná trvalá, přibližně konstantní přenosová rychlost. Pro méně kvalitní obraz se vystačí i s rychlostí hovorového kanálu, v případě vysoké kvality je potřebných několik desítek až stovek Mbit/s. U statických obrazů jde hlavně o dávkové přenosy, a to podle přání uživatele, který určitou dobu sleduje tento statický obraz a po této době požaduje další zobrazení. Přenosová rychlost je tedy značně proměnná. Po dobu přenosu je požadována co největší, mimo tuto dobu může být nulová.
Uvedené přenosové rychlosti jsou pouze orientační, bez uvažování různých metod umožňujících provozovat stejnou kvalitu služeb i někdy podstatně nižšími rychlostmi.
Pro způsob směrování zpráv v uzlech sítě je příznačný požadavek na to, zda zpráva vyžaduje trvalý, nepřerušovaný, nebo dávkový přenos. Důležité je také to, zda je potřebné komunikovat v reálném čase, či s možností odkladu. S tím souvisí i požadavky na obousměrnost přenosu (dialogové služby), či jednosměrnost (distribuční služby).
Okruhy a pakety
Ke směrování zprávy v uzlu sdělovací sítě slouží dva základní principy, a to spojování (komutace) okruhů a spojování (komutace) paketů (zpráv).
Historicky starší je komutace okruhů, jelikož první přenášené zprávy elektrickou cestou byly textové (telegraf) a hovorové (telefon). V obou případech jde o pomalé a dlouhotrvající přenosy. Signalizací je nejdříve vytvořen okruh (případně pouze kanál při jednosměrném přenosu), po němž pak komunikují koncová zařízení mezi sebou. Po skončení přenosu je okruh uvolněn. Tento okruh je plně časově k dispozici po celou dobu přenosu zprávy. To je mnohdy nevýhodné z hlediska využití přenosových médií a zařízení. Jestliže si představíme telefonní provoz, realizovaný čtyřdrátovým přenosem v komutované síti, je jeden směr přenosu (jeden kanál) vždy nevyužit (pokud si účastnící neskáčou do řeči). Dokonce i ve směru, ve kterém se hovoří, jsou v mezerách mezi slovy také značné časové rezervy. Z časového hlediska je u hovoru vyžadován přenos v reálném čase.
Historicky mladší je komutace paketů. Vznikla jako potřeba přenosu dat mezi jednotlivými počítači elektrickou cestou. Přenos má dávkový charakter, bez potřeby realizace v reálném čase, tj. zpoždění není až tak na závadu. Paketová komunikace je založena na střadačovém spojování, kdy se v přepojovacím uzlu každý paket zaznamená, přečte jeho záhlaví s adresou cíle, a případně se zařadí do fronty. Přenos jednotlivých paketů jedné zprávy může být v tomto případě obecně prováděn po různých cestách, a proto se pakety mohou dostat k adresátovi i v přeházeném pořadí, kde je nutné jejich seřazení ve stejném pořadí, v jakém byly vyslány.
Možná řešení
Integrace služeb je prospěšná hlavně tím, že především v přístupové síti umožní lépe využít přenosová média a prostředky, které by bez této integrace vyžadovaly samostatné sítě pro jednotlivé služby. V současné době jde hlavně o telefonní a počítačovou síť. V přepravních sítích, kde je provoz již sloučen z velkého počtu koncových zařízení, tato naléhavost taková není.
V rámci integrace služeb, založených na výše uvedených dvou základních způsobech komutace, dochází k situaci, kterou by bylo zjednodušeně možné označit jako souboj dvou koncepcí: buď hlas po počítačové síti, nebo datový provoz po telefonní síti. Konkrétními řešeními jsou v prvním případě VoIP (Voice over Internet Protocol) a ve druhém ATM (Asynchronous Transfer Mode).
V popředí většiny současných snah po integraci služeb je využití principu spojování paketů i pro přenos hlasu. Hlavním problémem je zpoždění při přenosu v případě značného zatížení sítě, které vadí zejména interaktivním službám. Pro hlasovou službu je zpoždění 300 milisekund považováno za horní hranici. Těžiště prací se proto věnuje kategorizacím služeb tak, aby bylo možné upřednostňovat při přenosu určité pakety. Že to je cesta nelehká a mnohosměrná, dosvědčuje protokolová džungle v této oblasti. V ní se vyřádí mnoho institucí a výsledek nemusí být adekvátní vynaloženému úsilí. Nebezpečím je také snadnější zranitelnost a případný kolaps celé sítě.
Asynchronní transportní mód ATM je založen na spojování okruhů. Tato již dávno navrhnutá technologie je v současné době v pozadí zájmu, i když má vyřešen problém kvality ve smyslu garance přenosové rychlosti a zpoždění. Jako důvod nezájmu se uvádí vysoké náklady (všechny současné ústředny by musely být vyměněny) a problémy s všesměrovým šířením u distribučních služeb. Možné je i to, že počítačová lobby je silnější. ATM však již původně byla navržena pro integraci služeb, které je nutné realizovat v reálném čase, mají určitou nadbytečnost a připouští větší chybovost (hlasová služba) se sítěmi datovými, u kterých je možný odklad přenosu, nadbytečnost však není žádná a přenos musí být bez chyb.
Čas ukáže, která cesta bude nakonec použita. Zda zmizí současné telefonní ústředny, nebo zda se objeví ústředny ATM.
