کافی نت دپ

اول ژانویه ی ۲۰۰۰، یک روز تاریخی به یاد ماندنی است. شرکتهای مخابراتی در سراسر جهان باید بطور همزمان هزینه های تماس راه دور را فراموش کرده و هر تماسی را بعنوان یک تماس محلی در نظر می گرفتند. درواقع، حداقل بر اساس آنچه که آرتور سی کلارک، نزدیک به یک دهه پیش از آن نوشته بود، باید چنین اتفاقی می افتاد. در دنیای واقعی، هرگز چنین اتفاقی نیفتاد. شرکت های تلفن هنوز هزینه های متفاوتی را بر اساس فاصله ی شما از انتهای دیگر تماس، دریافت می کنند. با این حال، وضعیت مذکور دقیقاً با آنچه که سِر آرتور پیش بینی کرده بود، مغایرت ندارد.
تماس های بین المللی که در طول چند سال اخیر برقرار می کنیم، تقریباً چیزی فراتر از نرخ ثابت ارتباط شبکه ای که برای یک اتصال باند پهن می پردازیم، نیست. با اینحال، endpointهای آنها ابزارهایی بوده اند که به اینترنت متصل هستند، نه شبکه ی تلفن قدیمی. در عمل، بخش اعظم کابل های مابین دو endpoint یکسان خواهند بود، صرف نظر از اینکه کدام شبکه ی منطقی تماس را برقرار می نماید.

یک دنیای تماماً IP
زیرساختار کابلی در انگلستان (که توسط BT اداره می شود) و شبکه های تلفن بی سیم نسل بعدی، همگی یک ویژگی مشترک دارند:
آنها بصورت داخلی از IP استفاده کرده و تماس های تلفنی را بصورت (Voice over IP) VoIP برقرار می نمایند.
تلفن فعلی من از UMTS پشتیبانی می کند و در هر جایی که از آن استفاده کنم دارای یک آدرس IP خصوصی ۸/۱۰ است. این بدان معنی است که این تلفن در پشت یک (Network Address Translation) NAT قرار گرفته و به همین دلیل نمی تواند ارتباطات ورودی را دریافت کند. شبکه ی فرعی (Subnet) 10/8، بزرگترین بخش فضای آدرس خصوصی است. این subnet دارای ۲ به توان ۲۴ (اندکی کمتر از ۱۷ میلیون) آدرس منحصربفرد می باشد. این تعداد در مقایسه با تعداد ابزارهای متصل به شبکه ی تلفن موبایل چندان بزرگ به نظر نمی رسد و به همین دلیل است که اپراتورهای موبایل احتمالاً در میان اولین موج گسترش IPv6، یک شرکت (یا حتی یک شخص) به آسانی می تواند یک فضای آدرس ۶۴/۰ را بدست آورد و این بدان معنی است که اولین ۶۴ بیت برای شناسایی شبکه و آخرین ۶۴ بیت برای شناسائی ابزار مورد استفاده قرار می گیرد.
برای آنکه چشم اندازی از این مقدار داشته باشید، باید بگوئیم که به این ترتیب هر شرکت فضای آدرس کافی برای تمام آدرس های IPv4 در شبکه ای به اندازه ی اینترنت را در اختیار خواهد داشت و یا هر فردی می تواند سه میلیارد ابزار بر روی شبکه ی خودش داشته باشد.
علاوه بر آن، این ترکیب عظیم به هر ابزار امکان می دهد تا آدرس IP مخصوص به خودش را داشته باشد و جداول مسیریابی به اندازه ی کافی خلوت خواهند بود تا روتینگ به یک فرآیند بسیار ارزان تبدیل گردد.
مزیت دیگری که IPv6 به همراه خواهد آورد (و خصوصاً به موضوع بحث ما مربوط می شود)، Mobile IPv6 است که در آن یک ابزار می تواند موقعیت خود را در شبکه تغییر داده و هنوز قابل مسیریابی باشد، بدون آنکه اتصالات فعلی خود را از دست بدهد. حرکت مابین برج ها عموماً توسط نیمه ی پائینی پشته ی پروتکل اداره می شود، اما این چیدمان جدید به یک تلفن امکان می دهد تا مابین شبکه هایی که در حال حاضر مجزا از یکدیگر هستند حرکت کند، در حالیکه ارتباطات خود را حفظ می کند (البته به شرط آنکه endpointها دارای اتصال IPv6 باشند).
یک شبکه ی all-IP بر تمایز میان فروش دسترسی و فروش سرویس ها تأکید دارد، تمایزی که شرکت های تلفن موبایل در حال حاضر تلاش می کنند آن را مبهم سازند. هنگامی که یک تماس تلفنی برقرار می کنید، در حال استفاده از شبکه ی آنها هستید. شما در عین حال از توافقنامه های متناظر آنها با سایر شبکه های تلفن استفاده می کنید، در حالیکه از بکارگیری سیستم روتینگ آنها لذت می برید.
نقشه برداری از شماره تلفن ها، اهمیت بسیار کمتری در مقایسه با وضعیت سابق خود پیدا خواهد کرد. ما به برقراری تماس های تلفنی با یک فرآیند پیچیده عادت داشتیم. ما ابتدا یک شماره در یک کتابچه ی راهنمای تلفن کاغذی یا یک حافظه ی محلی (یک کتابچه ی آدرس شخصی و یا حافظه ی خودمان) انتخاب نموده و سپس این شماره را بر روی صفحه کلید یک تلفن شماره گیری می کردیم. در مقابل، حالا من تنها نام فرد مورد نظر را از کتابچه ی آدرس خودم انتخاب کرده و سپس کلید “Call” را فشار می دهم. یک مطالعه که اخیراً انجام شده است، نشان می دهد که حافظه ی افراد بسیار ضعیف تر شده است، زیرا نمی توانند شماره تلفن دوستان خود را به خاطر بسپارند. برای من، موضوع این نیست که دیگر نمی توانم شماره تلفن دوستانم را به یاد بیاورم، در واقع من هرگز شماره تلفن آنها را نمی دانسته ام. در بسیاری از موارد، یک دوست، vCard خود را از طریق eMail یا Bluetooth برای من می فرستد و من هرگز به بخش شماره تلفن آن توجه نمی کنم. به هر حال، ایده ی تماس گرفتن با یک تلفن (بجای یک شخص) تا حدودی قدیمی به نظر می رسد.

پویایی شبکه های بی سیم
۸۰۲٫۱۱r یکی از اعضای خانواده ی استانداردهای ۸۰۲٫۱۱ به حساب می آید که تاکنون کمتر شناخته شده است. جنبه ی کلیدی استاندارد مذکور، افزایش سرعت سوئیچینگ مابین نقاط دسترسی بی سیم است. برد یک Access-Point 802.11 معمولاً تنها چند اتاق (در محیط های داخلی) و یا یکصد متر (در محیط های خارجی) است. ممکن است یک فرد در حین قدم زدن بخواهد در طول چند دقیقه مابین چندین Access Point جابجا شود. استاندارد ۸۰۲٫۱۱r مکانیزمی را برای انجام همین کار فراهم می کند. اگر تاکنون در فاصله ی یکسانی از دو Access Point نشسته باشید، احتمالاً متوجه شده اید که ارتباطات شما بطور متناوب با وقفه ی کوتاهی مواجه می شوند زیرا پشته ی شبکه سازی شما در حال تصمیم گیری برای سوئیچ مابین Access-Point است.
استاندارد ۸۰۲٫۱۱r این زمان وفقه را اصلاح می کند و زمان سوئیچینگ را به سطحی بسیار پایین تر از یک ثانیه می رساند. این تغییر، ۸۰۲٫۱۱ را به یک گزینه ی عملی برای استفاده در حوزه ی تلفن موبایل تبدیل می کند. در یک ناحیه با انبوهی از Access-Pointهای پشتیبانی کننده از ۸۰۲٫۱۱r، شما می توانید در حین صحبت با تلفن به اطراف حرکت کرده و اصلاً متوجه پرش تماس خود در بین این نقاط نشوید (درست همانطور که وقتی تماس تلفنی شما در بین برجهای سلولی پرش می کند، متوجه نمی شوید).
اگر تمام Access-Pointها بر روی یک سگمنت شبکه ی واحد قرار داشته باشند، این نوع “Handoff” بخوبی کار می کند. با اینحال، تصور کنید مشغول قدم زدن در یک خیابان پر از Access-Pointهای باز پیکربندی شده در یک Mesh (802.11s) هستید. هنگامیکه در یک انتهای خیابان شروع به حرکت می کنید، تماس تلفنی خود را برقرار می کنید و این تماس از طریق ارتباط شبکه ی اولین منزل هدایت می شود. همچنان که در امتداد خیابان به پیش می روید، تماس شما ظاهراً مابین Access-Pointها “دست به دست” (Handoff) می شود تا زمانیکه به انتهای مسیر خود برسید.
در این نقطه، بسته های تماس شما از طریق تعداد زیادی از Access-Pointها به انتهای دیگر رله شده اند که روش چندان کارآمدی به حساب نمی آید. بطور ایده آل، پیش از این نقطه شما باید از Uplink یک Access Point جدید استفاده می کردید. متأسفانه، هر Access-Point دارای یک آدرس Subnet قابل هدایت متفاوت است، بنابراین اگر شما به Uplink یک Access-Point جدید سوئیچ نمائید، بطور ناگهانی مابین آدرس های IP سوئیچ خواهید کرد که باعث قطع ارتباط شما می گردد.
در اینجا است که Mobile IPv6 وارد میدان می شود. IPv4 نیز دارای یک گونه موبایل است که بر مسیریابی مثلثی تکیه دارد (بعبارت ساده، شبکه ی قدیمی بصورت یک رله برای بسته ها عمل می کرد که با هر بار جابجا شدن شما تأخیر را افزایش می داد). با IPv6, IPSec به جداول مسیریابی (روتینگ) امکان می دهد تا بصورت امنی بروزرسانی شوند. در حال حاضر، زمان سوئیچینگ در حدود یک ثانیه است که به اندازه ی کافی برای ترافیک VoIP سریع نیست اما پیش بینی می شود که این زمان بهبود یابد.
با Mobile IPv6، مرزهای مابین شبکه ها بسیار سیال تر می شوند. اگر در یک کافی شاپ با Wi-Fi رایگان نشسته اید، ممکن است بخواهید بجای استفاده از شبکه ی تأمین کننده ی سلولی خود از شبکه ی آن محل استفاده کنید. اگر در حالی که مشغول برقراری تماس هستید وارد چنین محلی شوید، احتمالا، می خواهید بجای شبکه ی سلولی (که یک منبع کمیاب تر و در عین حال احتمالاً گرانتر به حساب می آید) بطور خودکار به استفاده از Wi-Fi رایگان آنجا سوئیچ نمائید.
شرکت های تلفن موبایل در زمینه ی دریافت مقادیر متفاوتی از هزینه ها برای انواع مختلف داده ها بسیار زیرک هستند. تمام مدل تجاری آنها بر اساس چنین چیدمانی بنا شده است. اگر ۱۰ سنت را برای هر پیام متنی می پردازید، این ترکیب با حدود ۷۵۰ دلار برای هر مگابایت کار خواهد کرد. تعداد زیادی از مردم حاضر به پرداخت مبلغ ۱۰ سنت برای پیام های متنی هستند، اما با چنین نرخی بارگذاری صفحه ی ابتدائی یک سایت معمولی می تواند تا ۵۰۰ دلار هزینه داشته باشد و من تردید دارم که تعداد زیادی از مردم حاضر به پرداخت چنین مبلغی برای گردش در وب باشند. شما می توانید یک کلاینت پیام رسانی فوری را بر روی تلفن خود اجرا کنید و حتی یک پروتکل در حجم و اندازه های XMPP نیز می تواند کسری از هزینه ی هر پیام SMS را داشته باشد.
متأسفانه شما نمی توانید از آن برای برقراری ارتباط با مردمی که یک کلاینت IM را برروی تلفن خود ندارند استفاده کنید (که ارزش آن را کاهش می دهد). شما نه تنها برای پهنای باند یک IM، بلکه در عین حال برای استفاده از سرورهای شبکه هزینه پرداخت می کنید.
هزینه ی تماس های تلفنی در عین حال با نرخ متفاوتی نسبت به سایر داده ها محاسبه می شود. با اینحال، این طراحی ظاهراً منطقی تر به نظر می رسد زیرا تماس های تلفنی دارای ملزومات متفاوتی در مقایسه با مرور وب یا eMail هستند. GSM و پروتکل های مربوطه تقریباً از ۱۲ کیلوبیت بر ثانیه برای تماس های صوتی استفاده می کنند. در این سرعت، شما برای یک تماس یک ساعته تنها از ۵ مگابایت استفاده می کنید (که بر روی یک شبکه ی مدرن به سختی قابل ملاحظه است).
پهنای باند برای یک تماس تلفنی به معنای همه چیز نیست. اگر تأخیر بیش از نزدیک به ۲۰۰ میلی ثانیه باشد، شما احتمالاً متوجه آن خواهید شد. بی ثباتی (Jitter) حتی از تأخیر نیز مهم تر است. اگر تأخیر اندکی افزایش پیدا کند، فاصله ای مابین مکالمه ها وجود خواهد داشت. اگر تأخیر کاهش یابد، شما متوجه پرش هایی بخاطر حذف بسته ها می شوید، زیرا نمی توانید بدون آنکه متوجه شوید صدا را در سرعتی بالاتر از زمان واقعی پخش کنید (شما می توانید سرعت آن را اندکی افزایش دهید، اما نه بیشتر). شما می توانید jitter را با بهره گیری از یک بافر دریافت در هر انتهای تماس جبران نمائید، اما این روش باعث افزایش تأخیر می گردد و تأخیر همان چیزی است که تلاش می کردید به هر صورت ممکن بطور کامل از آن اجتناب کنید. در نتیجه، شما برای سه چیز در دسترسی شبکه هزینه پرداخت می کنید: پهنای باند، تأخیر و Jitter. با پهنای باند، شما وقتی بیشتر پرداخت می کنید که مقدار بیشتری بخواهید. در مورد Latency و Jitter، شما وقتی بیشتر پرداخت خواهید کرد که کمتر بخواهید. حتی زمانیکه شبکه های موبایل تنها در حال فروش اتصال IP هستند، هنوز می توانند ردیف های قیمت گذاری متفاوتی را برای سطوح مختلف (quality of service) QoS ارائه نمایند. اگر بخواهید یک تماس تلفنی برقرار کنید، احتمالاً یک اتصال گرانتر با سطوح Jitter و تأخیر پائین تر را انتخاب کرده و مبلغ بیشتری را برای پهنای باند می پردازید.

رادیوی نرم افزاری
رادیوی نرم افزاری، یک پیشرفت جالب توجه در سالهای اخیر به حساب می آید و پروژهایی نظیر GNU Radio پیاده سازی های Open Source آن را تهیه کرده اند. البته یک رادیو نمی تواند کاملاً نرم افزاری باشد اما سخت افزار مورد نیاز آن نسبتاً ساده خواهد بود، اندکی بیشتر از یک آنتن و یک پردازش DAC/ADC.
در گذشته، اجرای التزام قانونی برای ابزارهای رادیوئی بسیار آسان بود. شما بررسی می کردید که سخت افزار مورد نظر به عملکرد در فرکانس ها و سطوح قدرت معینی محدود شده است. اگر این ویژگی ها صادق بودند، شما اجازه ی تولید انبوه آن را صادر می کردید.
برای یک رادیوی نرم افزاری، سطوح قدرت و فرکانس در نرم افزار کنترل می شوند. این موضوع برای قانونگذاران و نهادهای تنظیمی مشکل ساز خواهد بود،خصوصاً وقتی با درایورهای Open Source ترکیب شود بدان معنی است که کاربر نهایی به آسانی می تواند یک ابزار قانونی را به یک ابزار غیرقانونی تبدیل کند. البته اینکار همیشه با اضافه نمودن تقویت کننده ها و آنتن های بزرگتر امکانپذیر بوده است، اما اگر صرفاً به بارگذاری یک Firmware وصله کاری شده (Patched) نیاز داشته باشید بسیار آسانتر خواهد شد.
در حالیکه این وضعیت باعث خوشحالی نهادهای نظارتی نخواهد بود، رادیوی نرم افزاری فرصت های جالب توجهی را برای ارتباطات به همراه می آورد. هنگامیکه شما از یک سخت افزار یکسان برای سیگنال های HDTV و Wi-Fi استفاده می کنید (بطور همزمان، با پردازنده ای که به اندازه ی کافی سریع باشد)، فرصتهای فراوانی وجود خواهند داشت. رادیوی نزم افزاری خالص شدیداً بر پردازنده ی سیستم متمرکز خواهد بود و در نتیجه برای ابزارهای موبایل چندان مناسب به نظر نمی رسد (در حالیکه سیلیکون اختصاصی می تواند برق بسیار کمتری را مصرف کند)، اما تا حدودی الهام بخش است. عناصر پردازش سیگنال که بطور دینامیک قابل پیکربندی باشند، می توانند در بسته بندی واحدی ادغام شوند و شما می توانید تراشه های کم مصرفی را تهیه کنید که قادر به اجرای تعدادی از پروتکل های مختلف بی سیم باشند.
ابزارها در یکی دو سال آینده احتمالاً از همه ی استانداردهای، Wi-Fi, GSM, HSDPA, WiMAX و هر پروتکل دیگری که بخاطر مصرف برق اندک و توانائی سوئیچ سریع مابین آنها محبوبیت یافته باشد، پشتیبانی می کنند. در حالیکه این تغییر به خودی خود کاملاً مفید نیست، وقتی بسیار هیجان انگیزتر می شود که با Mobile IPv6 ترکیب گردد. به این ترتیب، قابلیت Hopping مابین تنوع گسترده ای از پروتکل ها و انتخاب ارزانترین نمونه برای هر کاری که در حال انجام آن هستید، در اختیار ابزارهای شما قرار می گیرند.

نوع سیگنال
متأسفانه، طیف یک منبع بسیار کمیاب است. فرکانس های پائین بخوبی جابجا می شوند اما نمی توانند اطلاعات چندانی را حمل کنند. فرکانس های بالا نیز قادر به طی مسافت های طولانی نمی باشند. این یکی از دلایلی است که باعث شده Wi-Fi بسیار سریع تر از سرویس های سلولی باشد. هر چه سیگنال شما مسافت بیشتر را طی کند، شما به Access-Pointهای کمتری نیاز خواهید داشت (که خبر خوبی است) و افراد بیشتری یک سیگنال واحد را به اشتراک می گذارند (که خبر بدی است).
بعضی از پیشرفت های نسبتاً جدید احتمالاً برخی از موانع این وضعیت را برطرف خواهند نمود، هر چند که آنها (مثل همیشه) بسیار متمرکز بر پردازنده هستند. اگر در یک منطقه ی پر از ساختمان یا در یک ناحیه ی ناهموار به تماشای تلویزیون آنالوگ پرداخته باشید، احتمالاً متوجه سایه هایی (Ghosting) در تصویر شده اید. دلیل ایجاد پدیده ی مذکور این است که یک سیگنال دیگر از یک تپه یا ساختمان منعکس گردیده و اندکی دیرتر به گیرنده ی شما می رسد.
در یک منطقه ی پر از ساختمان، سیگنال ها از ساختمان ها، درخت ها و در بعضی از فرکانس ها حتی از افراد منعکس خواهند شد. برای اکثر پروتکل های موجود، شما برای تلاش جهت یافتن سیگنالی که واقعاً می خواهید باید میانگین این انعکاس ها را بدست آورید. با تجهیزات دقیق تر، شما گزینه ی دیگری را در اختیار خواهید داشت. شما می توانید از اطلاعات مربوط به مسیرهای مختلف برای شناسایی یک endpoint منحصربفرد استفاده کنید. ابزارهای متعدد می توانند بطور همزمان بر روی یک فرکانس واحد و در یک ناحیه ی واحد به نقل و انتقال دیتا بپردازند و به این ترتیب طیف بسیار بیشتری در دسترسی قرار می گیرد.
در حالیکه این موضوع کاملاً به بحث ما مربوط نمی شود، اما انحراف مسیر مذکور نشان می دهد که یک مقدار ثابت از طیف به معنای یک مقدار ثابت از پهنای باند دیجیتال نخواهد بود. پیشرفت های بدست آمده در فناوری به شما امکان می دهند تا سمبل های بیشتری را در همان مقدار از فضای سیگنال قبلی مخابره نمائید. اما برتری مذکور باعث تغییر این واقعیت نخواهد شد که طیف در حال حاضر نسبتاً کمیاب است.
ما در حال حاضر دو کرانه برای طیف اختصاص یافته به دسترسی اینترنت داریم: سلولی و بدون کنترل (Unregulated) که توسط Wi-Fi و دوستانش مورد استفاده قرار می گیرد. کرانه ی اول بطور مرکزی کنترل گردیده و نواحی گسترده ای را پوشش می دهد. کرانه ی دوم فاقد کنترل می باشد و هر شخصی می تواند از آن استفاده نماید، اما صرفاً دارای برد کوتاهی می باشد. بعضی از فناوری هایی که قبلاً به آنها اشاره کردیم، این خطوط را تا حدود محو می کنند.
یک شرکت کابلی می تواند یک شبکه ی (metropolitan area network) MAN را بطور کارآمدی با ارائه ی Access-Pointهای Wi-Fi به مشتریان خود و بکارگیری ترکیبی از مسیریابی Mesh و Mobile IPv6 برای Hopping مابین آنها، پیاده سازی نماید. در ایالات متحده اخیراً این تصمیم گیری انجام شده است که بخشی از طیفی که قبلاً برای تلویزیون مورد استفاده قرار می گرفت (و تحت عنوان فضای سفید مابین کانالها شناخته می شد) برای شبکه های دیتا نیز بکار گرفته شود. این فرصت، یک برد چشمگیر را برای شبکه سازی ناحیه ی کلان شهری در بر گرفته و جایگزین دیگری را فراهم می نماید.
دامنه های فرکانس قابل دسترسی در اینجا حتی پائین تر از دامنه های فرکانس مورد استفاده برای سرویسهای سلولی هستند و به همین دلیل سیگنال می تواند اطلاعات مسافت بسیار بیشتری را طی کند (وقتی فاصله ی مابین دکلهای موبایل با انتقال دهنده های تلویزیونی را مقایسه کنید، این موضوع چندان غافلگیر کننده به نظر نخواهد رسید). این ویژگی باعث می شود که دامنه ی فرکانس مذکور برای تأمین پوشش گسترده از جذابیت بسیار بالائی برخوردار باشد. از آنجائیکه FCC تصمیم گرفته بود تا امکان دسترسی به این دامنه را برای استفاده ی بدون مجوز فراهم نماید، هر شخصی می تواند این نوع پوشش را راه اندازی کند. یک شهر می تواند دارای تعداد زیادی از hotspotها (که دسترسی کوتاه برد سریع را فراهم می کنند) به همراه یک ایستگاها مبنای بزرگتر (که تمام ناحیه را با یک اتصال کندتر بعنوان Fallback پوشش می دهد) باشد. هنگامیکه شما در بین دو hotspot حرکت می کنید، تلفن شما با استفاده از سیستم فضای سفید تغییر موضع خواهد داد (Fallback)، بدون آنکه در پوشش شما وقفه ای ایجاد گردد (هرچند که ممکن است پهنای باند قابل دسترسی برای شما کاهش یابد). در آینده، می توانید انتظار داشته باشید که شاهد جهش نامرئی و نامحسوس ابزارهای دستی خود در بین شبکه های کنترل شونده توسط تأمین کننده های متفاوت و ارائه ی تضمینهای کیفیتی مختلف باشید. فروش دسترسی فراگیر، سطوح مختلفی از حداقل کیفیت ارتباط و تنوعی از سایر گزینه ها نیز حوزه های گوناگونی را در اختیار شرکت های مبتکر قرار خواهد داد تا مدل های تجاری تازه ای را در آنها پیاده سازی نمایند.

منبع: راسخون