Leistungscharakteristika von ATM-Netzen für ... - Torsten E. Neck

9 Zusammenfassung und Ausblick
Die moderne Medizin benötigt für die Durchführung sensibler, minimal invasiver Eingriffe
mehr und mehr unterstützende Techniken. Die Informatik kann dafür unter anderem im
Bereich der Robotik und der Telematik Beiträge leisten.
Im Rahmen dieser Arbeit konnten vorhandene Konzepte studiert werden, die aus dem
reichen Erfahrungsschatz der Fernhantierung in großtechnischen Anlagen heraus entwickelt
wurden. Kennzeichnend für sie ist die Verbindung von Konzepten aus der Robotik und
Echtzeitprogrammierung mit Konzepten aus der Telematik.
Telepräsenzsysteme, die für den medizinischen Einsatz entwickelt werden, unterliegen
besonders strengen Echtzeitbedingungen. Sie sind darüber hinaus echte multimediale
Anwendungen.
Im Rahmen der präzisen Analyse der vorhandenen Konzepte konnte ermittelt werden, daß
die strengen Randbedingungen des medizinischen Einsatzfeldes sich nicht in Höchstanforderungen
auswirken. Insbesondere konnte gezeigt werden, daß ein auf unabhängigen
Kanälen beruhendes Konzept voll genügt. Durch die geschickte Struktur des Gesamtsystemes
sind die Kanäle fast ausschließlich unidirektional. Die beiden Phänomene „Unabhängigkeit“
und „Unidirektionalität“ erleichtern das Einhalten der strengen Echtzeitbedingungen,
indem sie erhöhte Parallelität ermöglichen.
ATM-Netze stellen eine hohe Übertragungskapazität bei geringer Verzögerung zur
Verfügung. Theoretische Berechnungen mit den ermittelten Anforderungen führen zu dem
Schluß, daß die heute mit ATM erhältliche Übertragungskapazität von 155 Mbit/s bis zum
Endgerät durchaus in der Lage ist, sowohl das kontinuierliche Medium „Video“ (ca.
82 Mbit/s bis zu 103 Mbit/s und 108 Mbit/s) als auch das diskrete Medium „Regelung“ (ca.
0,5 Mbit/s) in einem Anschluß zu befriedigen. Damit wird das Konzept von ARTEMIS mit
einem zentralen „MMI-Server“ durchführbar.
Die theoretisch ermittelten und praktisch gemessenen Verzögerungen von 25 µs bis
ca. 83 ms für die verschiedenen Ebenen und Medien liegen im Bereich des tolerierbaren. Es
konnte gezeigt werden, daß nicht die Netztechnik an sich der entscheidende Einflußfaktor
für die Verzögerungen ist, sondern die Weiterverarbeitung vor allem der kontinuierlichen
A/V-Daten auf der Anwendungsebene.
Die Untersuchungen in dieser Arbeit gingen von einem sehr lokalen System aus, in dem ein
oder zwei ATM-Switches für nicht mehr als eine „Operation“ gleichzeitig zur Verfügung
stehen. Unter diesen Voraussetzungen konnte „großzügig“ mit den Ressourcen umgegangen
werden.
An dieser Stelle können, an die vorliegende Arbeit anschließend, Anpassungen im Hinblick
auf ein größeres Netz und mehrere Operationssitzungen gleichzeitig vorgenommen werden.
Schlagworte wie „garantierte Dienstgüte“, „Traffic Shaping“ und „Ressourcenmanagement“
spielen dann eine wichtige Rolle.
Weitergehende Untersuchungen sind sicher auch im Hinblick auf die Systemsicherheit
notwendig. Zum einen muß die Betriebssicherheit bei einer wirklichen Operation durch
Redundanz garantiert werden können, zum anderen ist auch die Datensicherheit zu
untersuchen, da reale Anwendungen im Bereich sehr sensibler Daten angesiedelt sein
werden.
Stand: 18.02.2008, 13:44:17