همه چیز در باره اینترنت پرسرعت

 شیرجه در استخر اطلاعات

روزانه 20 هزار نفر به علاقه مندان ارتباط از طریق DSL در سطح جهان افزوده می شود و در حالی که در سال 2003، کمتر از یک میلیون کاربر از اینترنت پرسرعت استفاده می کردند و امروز فقط در ایران رقمی در حدود یک میلیون از این فناوری برای اتصال به اینترنت استفاده کرده اند.
    حالا دیگر ایرانی ها هم علیرغم تمام مشکلات استفاده از ADSL می توانند رویای کارکردن با اینترنت، آن هم بدون دغدغه دیسکانکت شدن، سرعت پایین و هزینه های بالای تلفن را تجربه کنند.
    هرجا هم صحبت از اینترنت پرسرعت است نام فناوری DSL هم به گوش می رسد و غیر از حرفه ای های دنیای شبکه بقیه به DSL به عنوان غول چراغ نگاه می کنند که می تواند آنها را به آرزوی شان برساند.
    
    اما DSL واقعاً چیست؟
    
    اینترنت: روش های دسترسی
    دور نیست زمانی که حجم صفحات اینترنتی به دلیل استفاده از متون بدون عکس آنقدر پایین بود که یک اتصال تلفنی از طریق مودم موسوم به Dialup برای آن لاین شدن کافی بود اما امروزه علاوه بر متون، عکس، صدا و تصویر نیز به جزیی جدانشدنی از وب تبدیل شده اند.
    کارکردن با یک اتصال 200/19 کیلوبیت در ثانیه قریب به نظر می رسد اما با این حال هنوز در تمام دنیا پرمصرف ترین نحوه دسترسی به اینترنت، روش Dialup است که در آن مودم ها سیگنال دیجیتال را به سیگنال آنالوگ و قابل فهم برای خطوط مسی تلفن تبدیل می کنند.
    از لحاظ تئوریک سیم مسی با این روش توانایی ارسال و دریافت داده ها را با سرعت 64 کیلوبیت در ثانیه دارد و با یک مودم 56K می توان انتظار سرعت دان لودی درحدود 7 کیلوبایت در ثانیه را داشت. در عمل البته هیچگاه امکان دستیابی به این ارقام ایده آل وجود ندارد، چون بین سوئیچ های مخابراتی نویزهایی به مسیر اضافه می شود که سرعت را پایین می آورد.
    اتصال از طریق مودم برای انجام بیشتر استفاده های کاربران از قبیل e-mail چت و وبگردی کافی است اما در این روش اشکال بزرگی نهفته است به نام اشغالی خطوط تلفن.
    همان طور که قبلاً ذکر آن رفت، کاربردهای نوین دنیای وب باعث شد متخصصان به فکر راه های جدیدی باشند تا از خطوط (narrow band) یا ظرفیت پایین به سمت خطوط (Broad band) یا ظرفیت بالا و باند پهن حرکت کنیم.
    اینترنت کابلی اختراع فیبر نوری و کاربردهای آن در صنعت مخابرات یکی از اتفاقات مهم در عرصه اینترنت بود.
    در اتصال با این روش کابلی مجزا (همانند سیم تلفن با برق) از سرویس دهنده اینترنتی تا محل سکونت کاربران کشیده می شود و از طریق مودم های مخصوصی با نام cable modem دسترسی 24 ساعته به اینترنت فراهم می شود.
    مسیر شرکت ارایه دهنده تا محله کاربر با فیبر نوری متصل می شود و بعد انشعاب آنها به منازل از طریق کابل کواکسیال (کابل هایی که در آنتن تلویزیون به کار می روند) سیم کشی می شوند.
    در این شیوه که استفاده از آن در آمریکا و کانادا به شدت رایج است سرعت بالایی در اختیار کاربران قرار می گیرد.
    ارتباط wireless در بسیاری از نقاط امکان سیم کشی مجزا و مجدد وجود ندارد و به همین دلیل فناوری نوینی در دنیا باب شده است که با استفاده از دکل های رادیویی می توان به انتقال سیگنال های دیجیتالی پرداخت و دسترسی پرسرعت را برای کاربران فراهم کرد.
    نکته مهم در این روش تاثیرگذاری مسایل نویز و تداخل امواج است و این که با توجه به وضعیت آب و هوا سرعت متغیری در اختیار کاربر خواهد بود.
    و بالاخره DSL اما هزینه بالای کابل کشی مجدد برای تک تک کاربران و قیمت بالای تجهیزات اینترنت بی سیم، بسیاری از کارشناسان را بر آن داشت که به دنبال فناوری جدید باشند که از طریق زیرساخت های موجود امکانات اینترنت پرسرعت را فراهم کند.
    DSL یکی از محبوب ترین روش هایی است که در پاسخ به چنین نیازی تعبیه شده و امروز به پرمصرف ترین شیوه دسترسی در اروپا بدل گشته است.
    از مهم ترین دلایل این محبوبیت می توان به عناوین زیر اشاره کرد: شما می توانید ضمن ارتباط با اینترنت، از خط تلفن خود برای مکالمات صوتی استفاده کنید.
    سرعت این ارتباط خیلی بالاتر از یک مودم معمولی است (mbps/15) در مقایسه با 56kbps مودم های کنونی. در این شیوه لزوماً نیازی به کابل کشی جدید ندارید بلکه می توانید از خط تلفن معمولی خود برای ارتباط استفاده کنید.
    از جمله مزایای این روش دسترسی مدرن می توان به ارتباط دایمی با شبکه اینترنت و عدم قطعی، هزینه شارژ ماهیانه پایین تر، مدیریت ساده تجهیزات آن و پشتیبانی از کلیه پروتکل ها و بهره وری از آخرین امکانات سوئیچ ها چون: IP PACKET FILTERING، TRAFFIC SHAPING، VLAN اشاره کرد.
    
    هم تلفن هم اینترنت؟
    بی شک اولین سؤالی که در مورد DSL مطرح می شود این است که چگونه از خط تلفن می توان به طور همزمان برای مکالمات تلفنی و ارتباط on line با اینترنت استفاده کنید؟
    همان طوری که همگی می دانید سیستم تلفن استاندارد مبتنی بر یک زوج سیم مسی است که مخابرات منطقه آن را در خانه شما نصب می کند. سیم های مسی دارای مقدار زیادی فضا برای حمل اطلاعات بیش از مکالمات تلفنی هستند. استفاده از بخش بسیار کوچکی از کل عرض باند سیم مسی جنبه تاریخی دارد.
    همچنین محدود شدن فرکانس ها از طرف دیگر به سوئیچ ها، تلفن ها و سایر تجهیزات ارتباط دارد که مسئولیت انتقال صوت را بر عهده دارند، اما در سیستم DSL مبنای کارکد براساس انتقال دیجیتال اطلاعات و صوت پایه گذاری شده به همین دلیل بر محدودیت های موجود در سیستم آنالوگ کنونی غلبه کرده است.
    پس تا این جا سه مزیت عمده DSL را برشمردیم که دلیل اصلی محبوبیت آن در دنیا (از جمله اروپا و در آسیای دور از جمله کره) است.
    اول : A DSL از همان زوج سیم های تلفن معمولی استفاده می کند، یعنی نیاز به سیم کشی جدید از مرکز مخابرات یا ISP به خانه ها نیست و لذا از این جهت هیچ هزینه ای صرف نمی شود.
    دوم: در A DSL شما همواره به اینترنت متصل هستید و در عین حال می توانید از تلفن یا فاکس خود هم استفاده کنید، یعنی خط تلفن شما هیچ وقت به دلیل استفاده از اینترنت اشغال نمی شود.
    سوم: تجهیزات سخت افزاری استفاده از DSL برخلاف سیستم های ماهواره ای بسیار ارزان قیمت هستند.
    و علاوه بر اینها شما مزایای دیگری در اختیار خواهید داشت مثل داشتن یک IP ثابت یا استاتیک که در استفاده حرفه ای وب به شدت سودمند است.
    
    کمی فنی تر
    اما هر جا از DSL صحبت می شود، پیشوند A نیز با آن وجود دارد، مفهوم A DSL دقیقاً چیست؟
    A DSL در واقع یکی از گونه های DSL است که مخفف کلمات Asymmetric Digital line Subscribe است و عموماً برای مصارف خانگی از آن استفاده می شود، ADSL در شرایط ایده آل امکان دریافت اطلاعات با سرعتی معادل دو مگابایت در ثانیه و ارسال اطلاعات با سرعتی در حدود 256 کیلوبیت در ثانیه را فراهم می کند.
    در روش DSL علاوه بر مودم هایی که کاربر و سرویس دهنده برای ارتباط با هم نیاز دارند دو وسیله دیگر لازم است.
    اولی splitter به منظور جدا کردن صوت و Data که به طور همزمان روی خط مسی در تکنولوژی X DSL فرستاده می شوند، کاربرد دارد و دومی DSLAM که خطوط ارتباطی جهت یافته از سوی مشترکان را دریافت می کند و آنها را روی یک خط ارتباطی واحد با ظرفیت بالا به اینترنت منتقل می کند.
    
    استانداردهای جدیدتر
    در ژانویه 2003 سازمان ITU (سازمان بین المللی استانداردهای مخابراتی) پس از فروش حدود پانزده میلیون مودم ADSL در سطح جهان، مشخصات جدیدی را برای این استاندارد منتشر نمود. سری مودم های ADSL را در جهان به خود اختصاص می دهند و ITU سعی فراوانی جهت توسعه آن دارد. استانداردهای جدید با نام های ADSL2 و ADSL2+به بازار معرفی شده اند. ADSL 2+ برای اولین بار موفق شد نرخ گذر دهی در جهت دریافت (downstream ) را به 24 مگابیت در ثانیه برساند و گونه ای از ADSL2 که در اکتبر 2003 معرفی شد،حداکثر مسافت قابل دسترسی را به بیش از 6 کیلو متر رساند. افزایش کارآیی در استانداردهای فوق در واقع انعکاسی از نیاز استفاده کنندگان و فراهم کنندگان خدمات ADSL در ارتباط با افزایش نرخ گذردهی و مسافت قابل استفاده است.
    سرعت بالای این گروه از مودم های DSL ، به فراهم کنندگان خدمات، امکان ارائه خدماتی همچون ویدئوی on-line را می دهد. با وجود ارتقاء صورت گرفته مودم های جدید به طور کامل با مودم های نسل پیشین خود سازگار هستند. به این ترتیب فراهم کنندگان خدمات نیازی به جایگزینی سیستم های موجود خودندارند و امکان توسعه تدریجی را می یابند.
    
    بهبود کارآیی:
    ADSL2 به شکلی طراحی شده که در خطوط مخابراتی و با وجود تداخلات ناشی از مکالمات تلفنی به نرخ گذردهی و مسافت بیشتری دست یابد. بهبود در تکنیک مدولاسیون، کاهش سرباره، بهره وری بیشتر در مکانیسم کدینگ، بهبود فرآیند آماده سازی مودم، ارتقاء الگوریتم های پردازش سیگنال و کاهش در نسبت لازم برای سیگنال به نویز(SNR ) برخی از تغییرات انجام گرفته جهت دستیابی به اهداف فوق هستند.
    
    کاهش اتلاف در پهنای باند:
    در مودم های معمولی ADSL ، سرباره های ارتباطی از یک مقدار ثابت دارند و در مجموع 32Mbps از ظرفیت گذردهی را به خود اختصاص می دهند. این مقدار سرباره در مسافت های طولانی که ظرفیت گذردهی تا 128Kbps کاهش می یابد، بدین معنی اتلاف 25 درصدی خواهد بود. در مقابل در مودم های جدید، مقدار سرباره متناسب با نوع کاربرد و شرایط خط ارتباطی از 4Kbps تا 32Kbps انتخاب می گردد که تا 8 برابر کاهش اتلاف را نشان می دهد.
    به طور همزمان به کارگیری تکنیک کدینگ Reed-Solomon در مودم های جدید، بهره وری کدینگ را افزایش داده و به کاهش پدیده تداخل ناشی از امواج رادیویی AM کمک می کند.
    افزایش کارآیی کدینگ و کاهش اتلاف به افزایش نرخ گذردهی در مودم های ADSL2 نسبت به انواع پیشین منجر گردیده است.افزایش نرخ گذردهی در مسافت های بالای 5 کیلومتر در حد 50Kbps و افزایش مسافت در حد 180 متر است که در مجموع فضای قابل پوشش را تا 6 درصد افزایش می دهد.
    
    سایر ویژگی ها:
    • تشخیص خودکار: تشخیص خودکار کار آیی در مودم ADSL2 به مراتب بهتر از سلف خود انجام می گیرد، به این ترتیب که مودم های هر دو طرف ارتباط قادر به اندازه گیری میزان نویز، شدت تضعیف و نسبت سینگال به نویز هستند. اطلاعات فوق در اختیار نرم افزار مدیریت شبکه قرار می گیرد تا در انجام فرایند نصب و خدمات پس از نصب شرکت های فراهم کننده خدمات به کار گرفته شود.
    • شروع سریع: آغاز به کار در ADSL2 بسیار سریعتر از گونه های پیشین و در مدت 3 ثانیه انجام می گیرد، در صورتی که همین زمان در مورد مودم های ADSL در حدود 10 ثانیه است.
    • دیتای اختصاصی: یک گزینه اختیاری در ADSL2 وجود دارد که استفاده از پهنای باند تلفنی (POTS ) را برای ارسال دیتا در جهت ارسال (Upstream ) امکان پذیر می کند. این گزینه برای مکان هایی که دارای دو یا چند خط تلفن هستند و نیازی به استفاده از قابلیت تلفنی ADSL2 ندارند، مفید خواهد بود.
    
    بهبود در مدیریت توان الکتریکی :
    نسل اول مودم های ADSL در تمام مدت با حداکثر توان مصرفی کار می کنند که اتلاف انرژی و افزایش حرارت از نتایج آن است. در مقابل ADSL2 مانند یک کامپیوتر شخصی قادر است به حالت آماده باش (Stand by ) در آید و مصرف توان را به حداقل برساند. در این حالت، مودم علاوه بر صرفه جویی در مصرف انرژی، حرارت کمتری نیز تولید می کند که به کارگیری آن را در ایستگاه ها ی مرکزی آسانتر می سازد. انتخاب اینکه مودم در کدام حالت ( عادی یا آماده باش) کار کند، با توجه به نرخ ترافیک عبوری یا بدون فعالیت ماندن مودم برا ی یک مدت مشخص تعیین می شود.
    برای مثال زمانی که فایلی بزرگ از روی اینترنت بارگذاری می شود، ADSL2 در حالت توان کامل قرار می گیرد تا گذردهی را به حداکثر برساند. اما با کاهش ترافیک (برای مثال در زمانی که یک صفحه وب معمولی مطالعه می شود) مودم به حالت L2 فرو می رود و توان مصرفی را کاهش می دهد. البته مودم همواره آماده است تا به سرعت به حالت عادی بر گردد و تمام این تغییرات بدون درگیر شدن برنامه های کاربردی و بدون از دست رفتن حتی یک بیت از اطلاعات انجام می گیرد. در صورتی که مودمی برای مدتی خاص بدون هر گونه ترافیکی باقی بماند، می تواند به پایین ترین حالت مصرف انرژی یعنی L3 برود. در این حالت 3 ثانیه برای بازگشت مجدد به وضعیت عادی زمان لازم است.
    
    تطبیق نرخ انتقال:
    خطوط تلفن معمولا” در قالب کابل های چند رشته ای (با حداقل 25 رشته سیم) به کار گرفته می شوند. یکی از آثار فیزیکی به کار گیری کابل های چند رشته ای، امکان القای الکترو مغناطیسی علائم الکتریکی یک رشته سیم دیگری است که به همشنوایی (crosstalk ) موسوم است. همشنوایی به همراه رطوبت، تغییر درجه حرارت و تداخلات ناشی از رادیوهای AM، از مهمترین عوامل کاهش کارآیی در خطوط ADSL محسوب می شوند.
    ADSL2 به کمک یکی از قابلیت های خود موسوم به «تطبیق پیوسته نرخ انتقال » بدون ایجاد تداخل در فرایند ارائه خدمات، شرایط کانال ارتباطی را تشخیص داده و نرخ انتقال را با شرایط فوق هماهنگ می کند. برای مثال شروع به کار فرستنده یک ایستگاه رادیویی محلی می تواند شرایط جدیدی را برای خطوط مخابراتی آن منطقه ایجاد کند که در این صورت ADSL2 بدون آنکه کاربر را متوجه سازد، نرخ انتقال خود را با شرایط فوق تطبیق می دهد.
    
    ADSL2 چندتایی(Bounded ADSL2 ):
    فراهم کنندگان خدمات طیف گسترده ای از مشتریان را پوشش می دهند و بدیهی است که با نیازها و خواسته های متفاوتی روبرو باشند، مشتریان تجاری معمولا خواستار نرخ گذردهی بالاتر از مقادیر استاندارد هستند. خوشبختانه ADSL2 این قابلیت را دارد که با به کارگیری همزمان چند رشته سیم به نرخ بالاتری دست یابد. تکنیک به کار گرفته شده اقتباسی از تکنیک مالتی پلکس وارونه در شبکه های ATM است. در این تکنیک اطلاعات در مبدا به قطعاتی تقسیم می شوند که هر یک بر روی یکی از کانال های موجود ارسال می شود، در گیرنده فرایند عکس انجام می پذیرد و با سر هم کردن قطعات فوق، اطلاعات اولیه بازسازی می شود.
    
    روش های انتقال همزمان صدا بر روی ADSL2 :
    یکی از ویژگی های مودم های ADSL، تقسیم طیف فرکانسی یک خط تلفن به دو بخش مستقل با مشخصات متمایز است که این دو بخش به مکالمات تلفنی (POTS ) و تبادل دیتا اختصاصی دارند. به این ترتیب دارندگان مودم های ADSL قادر به استفاده همزمان از خط تلفن خود خواهند بود، بدون آنکه اختلالی در فرایند ارسال و دریافت دیتا ایجاد کنند.
    مودم های ADSL2 ، علاوه بر این، امکان برقراری ارتباطات صوتی از طریق تکنیکی موسوم به «صدای کانالیزه شده بر روی(CVODSL DSL ) » را فراهم می کند.
    CVODSL یک کانال به پهنای 64 کیلو هرتز را از داخل پهنای باند مربوط به ADSL2 می باشد و به طور کلی با تکنیک های معمول انتقال صوت بر روی مودم های DSL (مانند VOLP یا VOATM )که مبتنی بر تبدیل صوت به ترافیک بسته ای دیتا می باشند، متمایز است.
    با استفاده از تکنیک CVODSL صوت به صورت دست نخورده و بدون تبدیل باقی می ماند و سرویس دهنده قادر خواهد بود تا 4 خط تلفنی را بر روی یک خط ADSL2 ایجاد کند.
    
    ADSL2+ :
    سیر پیشرفت مودم های ADSL با معرفی (G.299.5 ) ADSL2+ باز هم کامل تر گردید. در ADSL2+ افزایش دو برابری پهنای باند از 1.1 مگاهرتز به 2.2 مگاهرتز ، در مسافت های کمتر از 1500 متر، نرخ دریافت را تا دو برابر افزایش می دهد. طیف فرکانسی بزرگتر،همچنین ADSL2+ را نسبت به معضل همشنوایی مقاومتر می کند.
    
    ضمائم استاندارد:
    کاربردها و شرایط خاص،مشخصات ویژه ای را طلب می کند که در استانداردهای اصلی ADSL وجود ندارد. ضمائم به منظور پوشش دادن به این شرایط خاص ایجاد گردیده اند.به طور کلی هر ضمیمه از بخشی از پهنای باند ADSL برای کاربردی خاص استفاده می کند و بسیاری از ضمائم اولیه ADSL برای استانداردهای نسل جدید ADSL2+ و ADSL2+ نیز کاربرد دارند.
    
    ضمیمهA :
    متداولترین گونه ADSL می باشد که در آمریکای شمالی،اروپا و آسیا کاربرد دارد. در این ضمیمه،بخش پایین پهنای باند برای ارتباطات عادی تلفنی و بخش های بعدی به ترتیب برای ارسال و دریافت دیتا مورد استفاده قرار می گیرد.
    
    ضمیمهB :
    شبیه به گونه A می باشد ،با این تفاوت که برای خطوط تلفن LSDN کاربرد دارد. تلفن LSDN نسبت به تلفن عادی از پهنای باند بیشتری استفاده می کند . ضمیمه B به طور گسترده ای در کشور آلمان به کار گرفته شده است.
    
    ضمیمهC :
    خاص سیستم مخابراتی تلفن ژاپن طرح شده است که در واقع گونه خاصی از استاندارد LSDN می باشد.
    
    ضمیمهI:
    نسخه جدیدی از ضمیمه c می باشد که نرخ گذردهی را در سمت دریافت تا دو برابر افزایش می دهد.
    
    ضمیمهj :
    این گونه به صورت کاملا”دیجیتالی کار می کند و فضای اختصاص یافته به ارتباطات تلفنی را برای افزایش نرخ گذردهی دیتا به کار می گیرد .
    
    ضمیمهL :
    یکی از جدیدترین ضمائم استاندارد ADSL2 می باشد که در بازار با نام ADSL2 «گسترش یافته (RE-ADSL2 )»شناخته می شود. RE-ADSL2 با افزایش توان ارسال علائم بر تضعیف حاصل از خطوط طولانی غلبه می کند. نتیجه حاصل افزایش 37 درصدی در فضای قابل پوشش می باشد. البته توان اضافی RE-ADSL2 در فواصل کوتاه تر نیز به افزایش نرخ گذردهی نسبت به استاندارد پایه ADSL کمک می کند.
    
    پیش بینی ها:
    از آنجایی که ارتقاء استاندارد ADSL به سطح ADSL2 و ADSL2+ در ITU ناشی از خواست فراهم کنندگان خدمات و استفاده کنندگان این فناوری بوده است، بدیهی است که کلیه پیش بینی ها انتظار تکرار موفقیت ADSL را در انواع جدید آن نیز دارند.
    
نویسنده: سوگل امیری (ماهنامه تحلیلگران عصر اطلاعات)