پيش به سوي يک دنياي تماماً IP
از زمانيکه کلارک ماکسول حدود يک قرن و نيم پيش، براي اولين بار بطور رياضي امواج الکترومغناطيس را تشريح نمود، دنيا شاهد استفاده هر چه بيشتر از اين امواج در زندگي به روش هاي گوناگون بوده است. يکي از مهم ترين عوامل تحولات دهه ي اخير روي فناوري بي سيم، اينترنت بوده است.
اول ژانويه ي 2000، يک روز تاريخي به ياد ماندني است. شرکتهاي مخابراتي در سراسر جهان بايد بطور همزمان هزينه هاي تماس راه دور را فراموش کرده و هر تماسي را بعنوان يک تماس محلي در نظر مي گرفتند. درواقع، حداقل بر اساس آنچه که آرتور سي کلارک، نزديک به يک دهه پيش از آن نوشته بود، بايد چنين اتفاقي مي افتاد. در دنياي واقعي، هرگز چنين اتفاقي نيفتاد. شرکت هاي تلفن هنوز هزينه هاي متفاوتي را بر اساس فاصله ي شما از انتهاي ديگر تماس، دريافت مي کنند. با اين حال، وضعيت مذکور دقيقاً با آنچه که سِر آرتور پيش بيني کرده بود، مغايرت ندارد.
تماس هاي بين المللي که در طول چند سال اخير برقرار مي کنيم، تقريباً چيزي فراتر از نرخ ثابت ارتباط شبکه اي که براي يک اتصال باند پهن مي پردازيم، نيست. با اينحال، endpointهاي آنها ابزارهايي بوده اند که به اينترنت متصل هستند، نه شبکه ي تلفن قديمي. در عمل، بخش اعظم کابل هاي مابين دو endpoint يکسان خواهند بود، صرف نظر از اينکه کدام شبکه ي منطقي تماس را برقرار مي نمايد.
آنها بصورت داخلي از IP استفاده کرده و تماس هاي تلفني را بصورت (Voice over IP) VoIP برقرار مي نمايند.
تلفن فعلي من از UMTS پشتيباني مي کند و در هر جايي که از آن استفاده کنم داراي يک آدرس IP خصوصي 8/10 است. اين بدان معني است که اين تلفن در پشت يک (Network Address Translation) NAT قرار گرفته و به همين دليل نمي تواند ارتباطات ورودي را دريافت کند. شبکه ي فرعي (Subnet) 10/8، بزرگترين بخش فضاي آدرس خصوصي است. اين subnet داراي 2 به توان 24 (اندکي کمتر از 17 ميليون) آدرس منحصربفرد مي باشد. اين تعداد در مقايسه با تعداد ابزارهاي متصل به شبکه ي تلفن موبايل چندان بزرگ به نظر نمي رسد و به همين دليل است که اپراتورهاي موبايل احتمالاً در ميان اولين موج گسترش IPv6، يک شرکت (يا حتي يک شخص) به آساني مي تواند يک فضاي آدرس 64/0 را بدست آورد و اين بدان معني است که اولين 64 بيت براي شناسايي شبکه و آخرين 64 بيت براي شناسائي ابزار مورد استفاده قرار مي گيرد.
براي آنکه چشم اندازي از اين مقدار داشته باشيد، بايد بگوئيم که به اين ترتيب هر شرکت فضاي آدرس کافي براي تمام آدرس هاي IPv4 در شبکه اي به اندازه ي اينترنت را در اختيار خواهد داشت و يا هر فردي مي تواند سه ميليارد ابزار بر روي شبکه ي خودش داشته باشد.
علاوه بر آن، اين ترکيب عظيم به هر ابزار امکان مي دهد تا آدرس IP مخصوص به خودش را داشته باشد و جداول مسيريابي به اندازه ي کافي خلوت خواهند بود تا روتينگ به يک فرآيند بسيار ارزان تبديل گردد.
مزيت ديگري که IPv6 به همراه خواهد آورد (و خصوصاً به موضوع بحث ما مربوط مي شود)، Mobile IPv6 است که در آن يک ابزار مي تواند موقعيت خود را در شبکه تغيير داده و هنوز قابل مسيريابي باشد، بدون آنکه اتصالات فعلي خود را از دست بدهد. حرکت مابين برج ها عموماً توسط نيمه ي پائيني پشته ي پروتکل اداره مي شود، اما اين چيدمان جديد به يک تلفن امکان مي دهد تا مابين شبکه هايي که در حال حاضر مجزا از يکديگر هستند حرکت کند، در حاليکه ارتباطات خود را حفظ مي کند (البته به شرط آنکه endpointها داراي اتصال IPv6 باشند).
يک شبکه ي all-IP بر تمايز ميان فروش دسترسي و فروش سرويس ها تأکيد دارد، تمايزي که شرکت هاي تلفن موبايل در حال حاضر تلاش مي کنند آن را مبهم سازند. هنگامي که يک تماس تلفني برقرار مي کنيد، در حال استفاده از شبکه ي آنها هستيد. شما در عين حال از توافقنامه هاي متناظر آنها با ساير شبکه هاي تلفن استفاده مي کنيد، در حاليکه از بکارگيري سيستم روتينگ آنها لذت مي بريد.
نقشه برداري از شماره تلفن ها، اهميت بسيار کمتري در مقايسه با وضعيت سابق خود پيدا خواهد کرد. ما به برقراري تماس هاي تلفني با يک فرآيند پيچيده عادت داشتيم. ما ابتدا يک شماره در يک کتابچه ي راهنماي تلفن کاغذي يا يک حافظه ي محلي (يک کتابچه ي آدرس شخصي و يا حافظه ي خودمان) انتخاب نموده و سپس اين شماره را بر روي صفحه کليد يک تلفن شماره گيري مي کرديم. در مقابل، حالا من تنها نام فرد مورد نظر را از کتابچه ي آدرس خودم انتخاب کرده و سپس کليد "Call" را فشار مي دهم. يک مطالعه که اخيراً انجام شده است، نشان مي دهد که حافظه ي افراد بسيار ضعيف تر شده است، زيرا نمي توانند شماره تلفن دوستان خود را به خاطر بسپارند. براي من، موضوع اين نيست که ديگر نمي توانم شماره تلفن دوستانم را به ياد بياورم، در واقع من هرگز شماره تلفن آنها را نمي دانسته ام. در بسياري از موارد، يک دوست، vCard خود را از طريق eMail يا Bluetooth براي من مي فرستد و من هرگز به بخش شماره تلفن آن توجه نمي کنم. به هر حال، ايده ي تماس گرفتن با يک تلفن (بجاي يک شخص) تا حدودي قديمي به نظر مي رسد.
استاندارد 802.11r اين زمان وفقه را اصلاح مي کند و زمان سوئيچينگ را به سطحي بسيار پايين تر از يک ثانيه مي رساند. اين تغيير، 802.11 را به يک گزينه ي عملي براي استفاده در حوزه ي تلفن موبايل تبديل مي کند. در يک ناحيه با انبوهي از Access-Pointهاي پشتيباني کننده از 802.11r، شما مي توانيد در حين صحبت با تلفن به اطراف حرکت کرده و اصلاً متوجه پرش تماس خود در بين اين نقاط نشويد (درست همانطور که وقتي تماس تلفني شما در بين برجهاي سلولي پرش مي کند، متوجه نمي شويد).
اگر تمام Access-Pointها بر روي يک سگمنت شبکه ي واحد قرار داشته باشند، اين نوع "Handoff" بخوبي کار مي کند. با اينحال، تصور کنيد مشغول قدم زدن در يک خيابان پر از Access-Pointهاي باز پيکربندي شده در يک Mesh (802.11s) هستيد. هنگاميکه در يک انتهاي خيابان شروع به حرکت مي کنيد، تماس تلفني خود را برقرار مي کنيد و اين تماس از طريق ارتباط شبکه ي اولين منزل هدايت مي شود. همچنان که در امتداد خيابان به پيش مي رويد، تماس شما ظاهراً مابين Access-Pointها "دست به دست" (Handoff) مي شود تا زمانيکه به انتهاي مسير خود برسيد.
در اين نقطه، بسته هاي تماس شما از طريق تعداد زيادي از Access-Pointها به انتهاي ديگر رله شده اند که روش چندان کارآمدي به حساب نمي آيد. بطور ايده آل، پيش از اين نقطه شما بايد از Uplink يک Access Point جديد استفاده مي کرديد. متأسفانه، هر Access-Point داراي يک آدرس Subnet قابل هدايت متفاوت است، بنابراين اگر شما به Uplink يک Access-Point جديد سوئيچ نمائيد، بطور ناگهاني مابين آدرس هاي IP سوئيچ خواهيد کرد که باعث قطع ارتباط شما مي گردد.
در اينجا است که Mobile IPv6 وارد ميدان مي شود. IPv4 نيز داراي يک گونه موبايل است که بر مسيريابي مثلثي تکيه دارد (بعبارت ساده، شبکه ي قديمي بصورت يک رله براي بسته ها عمل مي کرد که با هر بار جابجا شدن شما تأخير را افزايش مي داد). با IPv6, IPSec به جداول مسيريابي (روتينگ) امکان مي دهد تا بصورت امني بروزرساني شوند. در حال حاضر، زمان سوئيچينگ در حدود يک ثانيه است که به اندازه ي کافي براي ترافيک VoIP سريع نيست اما پيش بيني مي شود که اين زمان بهبود يابد.
با Mobile IPv6، مرزهاي مابين شبکه ها بسيار سيال تر مي شوند. اگر در يک کافي شاپ با Wi-Fi رايگان نشسته ايد، ممکن است بخواهيد بجاي استفاده از شبکه ي تأمين کننده ي سلولي خود از شبکه ي آن محل استفاده کنيد. اگر در حالي که مشغول برقراري تماس هستيد وارد چنين محلي شويد، احتمالا، مي خواهيد بجاي شبکه ي سلولي (که يک منبع کمياب تر و در عين حال احتمالاً گرانتر به حساب مي آيد) بطور خودکار به استفاده از Wi-Fi رايگان آنجا سوئيچ نمائيد.
شرکت هاي تلفن موبايل در زمينه ي دريافت مقادير متفاوتي از هزينه ها براي انواع مختلف داده ها بسيار زيرک هستند. تمام مدل تجاري آنها بر اساس چنين چيدماني بنا شده است. اگر 10 سنت را براي هر پيام متني مي پردازيد، اين ترکيب با حدود 750 دلار براي هر مگابايت کار خواهد کرد. تعداد زيادي از مردم حاضر به پرداخت مبلغ 10 سنت براي پيام هاي متني هستند، اما با چنين نرخي بارگذاري صفحه ي ابتدائي يک سايت معمولي مي تواند تا 500 دلار هزينه داشته باشد و من ترديد دارم که تعداد زيادي از مردم حاضر به پرداخت چنين مبلغي براي گردش در وب باشند. شما مي توانيد يک کلاينت پيام رساني فوري را بر روي تلفن خود اجرا کنيد و حتي يک پروتکل در حجم و اندازه هاي XMPP نيز مي تواند کسري از هزينه ي هر پيام SMS را داشته باشد.
متأسفانه شما نمي توانيد از آن براي برقراري ارتباط با مردمي که يک کلاينت IM را برروي تلفن خود ندارند استفاده کنيد (که ارزش آن را کاهش مي دهد). شما نه تنها براي پهناي باند يک IM، بلکه در عين حال براي استفاده از سرورهاي شبکه هزينه پرداخت مي کنيد.
هزينه ي تماس هاي تلفني در عين حال با نرخ متفاوتي نسبت به ساير داده ها محاسبه مي شود. با اينحال، اين طراحي ظاهراً منطقي تر به نظر مي رسد زيرا تماس هاي تلفني داراي ملزومات متفاوتي در مقايسه با مرور وب يا eMail هستند. GSM و پروتکل هاي مربوطه تقريباً از 12 کيلوبيت بر ثانيه براي تماس هاي صوتي استفاده مي کنند. در اين سرعت، شما براي يک تماس يک ساعته تنها از 5 مگابايت استفاده مي کنيد (که بر روي يک شبکه ي مدرن به سختي قابل ملاحظه است).
پهناي باند براي يک تماس تلفني به معناي همه چيز نيست. اگر تأخير بيش از نزديک به 200 ميلي ثانيه باشد، شما احتمالاً متوجه آن خواهيد شد. بي ثباتي (Jitter) حتي از تأخير نيز مهم تر است. اگر تأخير اندکي افزايش پيدا کند، فاصله اي مابين مکالمه ها وجود خواهد داشت. اگر تأخير کاهش يابد، شما متوجه پرش هايي بخاطر حذف بسته ها مي شويد، زيرا نمي توانيد بدون آنکه متوجه شويد صدا را در سرعتي بالاتر از زمان واقعي پخش کنيد (شما مي توانيد سرعت آن را اندکي افزايش دهيد، اما نه بيشتر). شما مي توانيد jitter را با بهره گيري از يک بافر دريافت در هر انتهاي تماس جبران نمائيد، اما اين روش باعث افزايش تأخير مي گردد و تأخير همان چيزي است که تلاش مي کرديد به هر صورت ممکن بطور کامل از آن اجتناب کنيد. در نتيجه، شما براي سه چيز در دسترسي شبکه هزينه پرداخت مي کنيد: پهناي باند، تأخير و Jitter. با پهناي باند، شما وقتي بيشتر پرداخت مي کنيد که مقدار بيشتري بخواهيد. در مورد Latency و Jitter، شما وقتي بيشتر پرداخت خواهيد کرد که کمتر بخواهيد. حتي زمانيکه شبکه هاي موبايل تنها در حال فروش اتصال IP هستند، هنوز مي توانند رديف هاي قيمت گذاري متفاوتي را براي سطوح مختلف (quality of service) QoS ارائه نمايند. اگر بخواهيد يک تماس تلفني برقرار کنيد، احتمالاً يک اتصال گرانتر با سطوح Jitter و تأخير پائين تر را انتخاب کرده و مبلغ بيشتري را براي پهناي باند مي پردازيد.
در گذشته، اجراي التزام قانوني براي ابزارهاي راديوئي بسيار آسان بود. شما بررسي مي کرديد که سخت افزار مورد نظر به عملکرد در فرکانس ها و سطوح قدرت معيني محدود شده است. اگر اين ويژگي ها صادق بودند، شما اجازه ي توليد انبوه آن را صادر مي کرديد.
براي يک راديوي نرم افزاري، سطوح قدرت و فرکانس در نرم افزار کنترل مي شوند. اين موضوع براي قانونگذاران و نهادهاي تنظيمي مشکل ساز خواهد بود،خصوصاً وقتي با درايورهاي Open Source ترکيب شود بدان معني است که کاربر نهايي به آساني مي تواند يک ابزار قانوني را به يک ابزار غيرقانوني تبديل کند. البته اينکار هميشه با اضافه نمودن تقويت کننده ها و آنتن هاي بزرگتر امکانپذير بوده است، اما اگر صرفاً به بارگذاري يک Firmware وصله کاري شده (Patched) نياز داشته باشيد بسيار آسانتر خواهد شد.
در حاليکه اين وضعيت باعث خوشحالي نهادهاي نظارتي نخواهد بود، راديوي نرم افزاري فرصت هاي جالب توجهي را براي ارتباطات به همراه مي آورد. هنگاميکه شما از يک سخت افزار يکسان براي سيگنال هاي HDTV و Wi-Fi استفاده مي کنيد (بطور همزمان، با پردازنده اي که به اندازه ي کافي سريع باشد)، فرصتهاي فراواني وجود خواهند داشت. راديوي نزم افزاري خالص شديداً بر پردازنده ي سيستم متمرکز خواهد بود و در نتيجه براي ابزارهاي موبايل چندان مناسب به نظر نمي رسد (در حاليکه سيليکون اختصاصي مي تواند برق بسيار کمتري را مصرف کند)، اما تا حدودي الهام بخش است. عناصر پردازش سيگنال که بطور ديناميک قابل پيکربندي باشند، مي توانند در بسته بندي واحدي ادغام شوند و شما مي توانيد تراشه هاي کم مصرفي را تهيه کنيد که قادر به اجراي تعدادي از پروتکل هاي مختلف بي سيم باشند.
ابزارها در يکي دو سال آينده احتمالاً از همه ي استانداردهاي، Wi-Fi, GSM, HSDPA, WiMAX و هر پروتکل ديگري که بخاطر مصرف برق اندک و توانائي سوئيچ سريع مابين آنها محبوبيت يافته باشد، پشتيباني مي کنند. در حاليکه اين تغيير به خودي خود کاملاً مفيد نيست، وقتي بسيار هيجان انگيزتر مي شود که با Mobile IPv6 ترکيب گردد. به اين ترتيب، قابليت Hopping مابين تنوع گسترده اي از پروتکل ها و انتخاب ارزانترين نمونه براي هر کاري که در حال انجام آن هستيد، در اختيار ابزارهاي شما قرار مي گيرند.
بعضي از پيشرفت هاي نسبتاً جديد احتمالاً برخي از موانع اين وضعيت را برطرف خواهند نمود، هر چند که آنها (مثل هميشه) بسيار متمرکز بر پردازنده هستند. اگر در يک منطقه ي پر از ساختمان يا در يک ناحيه ي ناهموار به تماشاي تلويزيون آنالوگ پرداخته باشيد، احتمالاً متوجه سايه هايي (Ghosting) در تصوير شده ايد. دليل ايجاد پديده ي مذکور اين است که يک سيگنال ديگر از يک تپه يا ساختمان منعکس گرديده و اندکي ديرتر به گيرنده ي شما مي رسد.
در يک منطقه ي پر از ساختمان، سيگنال ها از ساختمان ها، درخت ها و در بعضي از فرکانس ها حتي از افراد منعکس خواهند شد. براي اکثر پروتکل هاي موجود، شما براي تلاش جهت يافتن سيگنالي که واقعاً مي خواهيد بايد ميانگين اين انعکاس ها را بدست آوريد. با تجهيزات دقيق تر، شما گزينه ي ديگري را در اختيار خواهيد داشت. شما مي توانيد از اطلاعات مربوط به مسيرهاي مختلف براي شناسايي يک endpoint منحصربفرد استفاده کنيد. ابزارهاي متعدد مي توانند بطور همزمان بر روي يک فرکانس واحد و در يک ناحيه ي واحد به نقل و انتقال ديتا بپردازند و به اين ترتيب طيف بسيار بيشتري در دسترسي قرار مي گيرد.
در حاليکه اين موضوع کاملاً به بحث ما مربوط نمي شود، اما انحراف مسير مذکور نشان مي دهد که يک مقدار ثابت از طيف به معناي يک مقدار ثابت از پهناي باند ديجيتال نخواهد بود. پيشرفت هاي بدست آمده در فناوري به شما امکان مي دهند تا سمبل هاي بيشتري را در همان مقدار از فضاي سيگنال قبلي مخابره نمائيد. اما برتري مذکور باعث تغيير اين واقعيت نخواهد شد که طيف در حال حاضر نسبتاً کمياب است.
ما در حال حاضر دو کرانه براي طيف اختصاص يافته به دسترسي اينترنت داريم: سلولي و بدون کنترل (Unregulated) که توسط Wi-Fi و دوستانش مورد استفاده قرار مي گيرد. کرانه ي اول بطور مرکزي کنترل گرديده و نواحي گسترده اي را پوشش مي دهد. کرانه ي دوم فاقد کنترل مي باشد و هر شخصي مي تواند از آن استفاده نمايد، اما صرفاً داراي برد کوتاهي مي باشد. بعضي از فناوري هايي که قبلاً به آنها اشاره کرديم، اين خطوط را تا حدود محو مي کنند.
يک شرکت کابلي مي تواند يک شبکه ي (metropolitan area network) MAN را بطور کارآمدي با ارائه ي Access-Pointهاي Wi-Fi به مشتريان خود و بکارگيري ترکيبي از مسيريابي Mesh و Mobile IPv6 براي Hopping مابين آنها، پياده سازي نمايد. در ايالات متحده اخيراً اين تصميم گيري انجام شده است که بخشي از طيفي که قبلاً براي تلويزيون مورد استفاده قرار مي گرفت (و تحت عنوان فضاي سفيد مابين کانالها شناخته مي شد) براي شبکه هاي ديتا نيز بکار گرفته شود. اين فرصت، يک برد چشمگير را براي شبکه سازي ناحيه ي کلان شهري در بر گرفته و جايگزين ديگري را فراهم مي نمايد.
دامنه هاي فرکانس قابل دسترسي در اينجا حتي پائين تر از دامنه هاي فرکانس مورد استفاده براي سرويسهاي سلولي هستند و به همين دليل سيگنال مي تواند اطلاعات مسافت بسيار بيشتري را طي کند (وقتي فاصله ي مابين دکلهاي موبايل با انتقال دهنده هاي تلويزيوني را مقايسه کنيد، اين موضوع چندان غافلگير کننده به نظر نخواهد رسيد). اين ويژگي باعث مي شود که دامنه ي فرکانس مذکور براي تأمين پوشش گسترده از جذابيت بسيار بالائي برخوردار باشد. از آنجائيکه FCC تصميم گرفته بود تا امکان دسترسي به اين دامنه را براي استفاده ي بدون مجوز فراهم نمايد، هر شخصي مي تواند اين نوع پوشش را راه اندازي کند. يک شهر مي تواند داراي تعداد زيادي از hotspotها (که دسترسي کوتاه برد سريع را فراهم مي کنند) به همراه يک ايستگاها مبناي بزرگتر (که تمام ناحيه را با يک اتصال کندتر بعنوان Fallback پوشش مي دهد) باشد. هنگاميکه شما در بين دو hotspot حرکت مي کنيد، تلفن شما با استفاده از سيستم فضاي سفيد تغيير موضع خواهد داد (Fallback)، بدون آنکه در پوشش شما وقفه اي ايجاد گردد (هرچند که ممکن است پهناي باند قابل دسترسي براي شما کاهش يابد). در آينده، مي توانيد انتظار داشته باشيد که شاهد جهش نامرئي و نامحسوس ابزارهاي دستي خود در بين شبکه هاي کنترل شونده توسط تأمين کننده هاي متفاوت و ارائه ي تضمينهاي کيفيتي مختلف باشيد. فروش دسترسي فراگير، سطوح مختلفي از حداقل کيفيت ارتباط و تنوعي از ساير گزينه ها نيز حوزه هاي گوناگوني را در اختيار شرکت هاي مبتکر قرار خواهد داد تا مدل هاي تجاري تازه اي را در آنها پياده سازي نمايند.
منبع: ماهنامه ي کامپيوتري بزرگراه رايانه، شماره ي 136.
اول ژانويه ي 2000، يک روز تاريخي به ياد ماندني است. شرکتهاي مخابراتي در سراسر جهان بايد بطور همزمان هزينه هاي تماس راه دور را فراموش کرده و هر تماسي را بعنوان يک تماس محلي در نظر مي گرفتند. درواقع، حداقل بر اساس آنچه که آرتور سي کلارک، نزديک به يک دهه پيش از آن نوشته بود، بايد چنين اتفاقي مي افتاد. در دنياي واقعي، هرگز چنين اتفاقي نيفتاد. شرکت هاي تلفن هنوز هزينه هاي متفاوتي را بر اساس فاصله ي شما از انتهاي ديگر تماس، دريافت مي کنند. با اين حال، وضعيت مذکور دقيقاً با آنچه که سِر آرتور پيش بيني کرده بود، مغايرت ندارد.
تماس هاي بين المللي که در طول چند سال اخير برقرار مي کنيم، تقريباً چيزي فراتر از نرخ ثابت ارتباط شبکه اي که براي يک اتصال باند پهن مي پردازيم، نيست. با اينحال، endpointهاي آنها ابزارهايي بوده اند که به اينترنت متصل هستند، نه شبکه ي تلفن قديمي. در عمل، بخش اعظم کابل هاي مابين دو endpoint يکسان خواهند بود، صرف نظر از اينکه کدام شبکه ي منطقي تماس را برقرار مي نمايد.
يک دنياي تماماً IP
آنها بصورت داخلي از IP استفاده کرده و تماس هاي تلفني را بصورت (Voice over IP) VoIP برقرار مي نمايند.
تلفن فعلي من از UMTS پشتيباني مي کند و در هر جايي که از آن استفاده کنم داراي يک آدرس IP خصوصي 8/10 است. اين بدان معني است که اين تلفن در پشت يک (Network Address Translation) NAT قرار گرفته و به همين دليل نمي تواند ارتباطات ورودي را دريافت کند. شبکه ي فرعي (Subnet) 10/8، بزرگترين بخش فضاي آدرس خصوصي است. اين subnet داراي 2 به توان 24 (اندکي کمتر از 17 ميليون) آدرس منحصربفرد مي باشد. اين تعداد در مقايسه با تعداد ابزارهاي متصل به شبکه ي تلفن موبايل چندان بزرگ به نظر نمي رسد و به همين دليل است که اپراتورهاي موبايل احتمالاً در ميان اولين موج گسترش IPv6، يک شرکت (يا حتي يک شخص) به آساني مي تواند يک فضاي آدرس 64/0 را بدست آورد و اين بدان معني است که اولين 64 بيت براي شناسايي شبکه و آخرين 64 بيت براي شناسائي ابزار مورد استفاده قرار مي گيرد.
براي آنکه چشم اندازي از اين مقدار داشته باشيد، بايد بگوئيم که به اين ترتيب هر شرکت فضاي آدرس کافي براي تمام آدرس هاي IPv4 در شبکه اي به اندازه ي اينترنت را در اختيار خواهد داشت و يا هر فردي مي تواند سه ميليارد ابزار بر روي شبکه ي خودش داشته باشد.
علاوه بر آن، اين ترکيب عظيم به هر ابزار امکان مي دهد تا آدرس IP مخصوص به خودش را داشته باشد و جداول مسيريابي به اندازه ي کافي خلوت خواهند بود تا روتينگ به يک فرآيند بسيار ارزان تبديل گردد.
مزيت ديگري که IPv6 به همراه خواهد آورد (و خصوصاً به موضوع بحث ما مربوط مي شود)، Mobile IPv6 است که در آن يک ابزار مي تواند موقعيت خود را در شبکه تغيير داده و هنوز قابل مسيريابي باشد، بدون آنکه اتصالات فعلي خود را از دست بدهد. حرکت مابين برج ها عموماً توسط نيمه ي پائيني پشته ي پروتکل اداره مي شود، اما اين چيدمان جديد به يک تلفن امکان مي دهد تا مابين شبکه هايي که در حال حاضر مجزا از يکديگر هستند حرکت کند، در حاليکه ارتباطات خود را حفظ مي کند (البته به شرط آنکه endpointها داراي اتصال IPv6 باشند).
يک شبکه ي all-IP بر تمايز ميان فروش دسترسي و فروش سرويس ها تأکيد دارد، تمايزي که شرکت هاي تلفن موبايل در حال حاضر تلاش مي کنند آن را مبهم سازند. هنگامي که يک تماس تلفني برقرار مي کنيد، در حال استفاده از شبکه ي آنها هستيد. شما در عين حال از توافقنامه هاي متناظر آنها با ساير شبکه هاي تلفن استفاده مي کنيد، در حاليکه از بکارگيري سيستم روتينگ آنها لذت مي بريد.
نقشه برداري از شماره تلفن ها، اهميت بسيار کمتري در مقايسه با وضعيت سابق خود پيدا خواهد کرد. ما به برقراري تماس هاي تلفني با يک فرآيند پيچيده عادت داشتيم. ما ابتدا يک شماره در يک کتابچه ي راهنماي تلفن کاغذي يا يک حافظه ي محلي (يک کتابچه ي آدرس شخصي و يا حافظه ي خودمان) انتخاب نموده و سپس اين شماره را بر روي صفحه کليد يک تلفن شماره گيري مي کرديم. در مقابل، حالا من تنها نام فرد مورد نظر را از کتابچه ي آدرس خودم انتخاب کرده و سپس کليد "Call" را فشار مي دهم. يک مطالعه که اخيراً انجام شده است، نشان مي دهد که حافظه ي افراد بسيار ضعيف تر شده است، زيرا نمي توانند شماره تلفن دوستان خود را به خاطر بسپارند. براي من، موضوع اين نيست که ديگر نمي توانم شماره تلفن دوستانم را به ياد بياورم، در واقع من هرگز شماره تلفن آنها را نمي دانسته ام. در بسياري از موارد، يک دوست، vCard خود را از طريق eMail يا Bluetooth براي من مي فرستد و من هرگز به بخش شماره تلفن آن توجه نمي کنم. به هر حال، ايده ي تماس گرفتن با يک تلفن (بجاي يک شخص) تا حدودي قديمي به نظر مي رسد.
پويايي شبکه هاي بي سيم
استاندارد 802.11r اين زمان وفقه را اصلاح مي کند و زمان سوئيچينگ را به سطحي بسيار پايين تر از يک ثانيه مي رساند. اين تغيير، 802.11 را به يک گزينه ي عملي براي استفاده در حوزه ي تلفن موبايل تبديل مي کند. در يک ناحيه با انبوهي از Access-Pointهاي پشتيباني کننده از 802.11r، شما مي توانيد در حين صحبت با تلفن به اطراف حرکت کرده و اصلاً متوجه پرش تماس خود در بين اين نقاط نشويد (درست همانطور که وقتي تماس تلفني شما در بين برجهاي سلولي پرش مي کند، متوجه نمي شويد).
اگر تمام Access-Pointها بر روي يک سگمنت شبکه ي واحد قرار داشته باشند، اين نوع "Handoff" بخوبي کار مي کند. با اينحال، تصور کنيد مشغول قدم زدن در يک خيابان پر از Access-Pointهاي باز پيکربندي شده در يک Mesh (802.11s) هستيد. هنگاميکه در يک انتهاي خيابان شروع به حرکت مي کنيد، تماس تلفني خود را برقرار مي کنيد و اين تماس از طريق ارتباط شبکه ي اولين منزل هدايت مي شود. همچنان که در امتداد خيابان به پيش مي رويد، تماس شما ظاهراً مابين Access-Pointها "دست به دست" (Handoff) مي شود تا زمانيکه به انتهاي مسير خود برسيد.
در اين نقطه، بسته هاي تماس شما از طريق تعداد زيادي از Access-Pointها به انتهاي ديگر رله شده اند که روش چندان کارآمدي به حساب نمي آيد. بطور ايده آل، پيش از اين نقطه شما بايد از Uplink يک Access Point جديد استفاده مي کرديد. متأسفانه، هر Access-Point داراي يک آدرس Subnet قابل هدايت متفاوت است، بنابراين اگر شما به Uplink يک Access-Point جديد سوئيچ نمائيد، بطور ناگهاني مابين آدرس هاي IP سوئيچ خواهيد کرد که باعث قطع ارتباط شما مي گردد.
در اينجا است که Mobile IPv6 وارد ميدان مي شود. IPv4 نيز داراي يک گونه موبايل است که بر مسيريابي مثلثي تکيه دارد (بعبارت ساده، شبکه ي قديمي بصورت يک رله براي بسته ها عمل مي کرد که با هر بار جابجا شدن شما تأخير را افزايش مي داد). با IPv6, IPSec به جداول مسيريابي (روتينگ) امکان مي دهد تا بصورت امني بروزرساني شوند. در حال حاضر، زمان سوئيچينگ در حدود يک ثانيه است که به اندازه ي کافي براي ترافيک VoIP سريع نيست اما پيش بيني مي شود که اين زمان بهبود يابد.
با Mobile IPv6، مرزهاي مابين شبکه ها بسيار سيال تر مي شوند. اگر در يک کافي شاپ با Wi-Fi رايگان نشسته ايد، ممکن است بخواهيد بجاي استفاده از شبکه ي تأمين کننده ي سلولي خود از شبکه ي آن محل استفاده کنيد. اگر در حالي که مشغول برقراري تماس هستيد وارد چنين محلي شويد، احتمالا، مي خواهيد بجاي شبکه ي سلولي (که يک منبع کمياب تر و در عين حال احتمالاً گرانتر به حساب مي آيد) بطور خودکار به استفاده از Wi-Fi رايگان آنجا سوئيچ نمائيد.
شرکت هاي تلفن موبايل در زمينه ي دريافت مقادير متفاوتي از هزينه ها براي انواع مختلف داده ها بسيار زيرک هستند. تمام مدل تجاري آنها بر اساس چنين چيدماني بنا شده است. اگر 10 سنت را براي هر پيام متني مي پردازيد، اين ترکيب با حدود 750 دلار براي هر مگابايت کار خواهد کرد. تعداد زيادي از مردم حاضر به پرداخت مبلغ 10 سنت براي پيام هاي متني هستند، اما با چنين نرخي بارگذاري صفحه ي ابتدائي يک سايت معمولي مي تواند تا 500 دلار هزينه داشته باشد و من ترديد دارم که تعداد زيادي از مردم حاضر به پرداخت چنين مبلغي براي گردش در وب باشند. شما مي توانيد يک کلاينت پيام رساني فوري را بر روي تلفن خود اجرا کنيد و حتي يک پروتکل در حجم و اندازه هاي XMPP نيز مي تواند کسري از هزينه ي هر پيام SMS را داشته باشد.
متأسفانه شما نمي توانيد از آن براي برقراري ارتباط با مردمي که يک کلاينت IM را برروي تلفن خود ندارند استفاده کنيد (که ارزش آن را کاهش مي دهد). شما نه تنها براي پهناي باند يک IM، بلکه در عين حال براي استفاده از سرورهاي شبکه هزينه پرداخت مي کنيد.
هزينه ي تماس هاي تلفني در عين حال با نرخ متفاوتي نسبت به ساير داده ها محاسبه مي شود. با اينحال، اين طراحي ظاهراً منطقي تر به نظر مي رسد زيرا تماس هاي تلفني داراي ملزومات متفاوتي در مقايسه با مرور وب يا eMail هستند. GSM و پروتکل هاي مربوطه تقريباً از 12 کيلوبيت بر ثانيه براي تماس هاي صوتي استفاده مي کنند. در اين سرعت، شما براي يک تماس يک ساعته تنها از 5 مگابايت استفاده مي کنيد (که بر روي يک شبکه ي مدرن به سختي قابل ملاحظه است).
پهناي باند براي يک تماس تلفني به معناي همه چيز نيست. اگر تأخير بيش از نزديک به 200 ميلي ثانيه باشد، شما احتمالاً متوجه آن خواهيد شد. بي ثباتي (Jitter) حتي از تأخير نيز مهم تر است. اگر تأخير اندکي افزايش پيدا کند، فاصله اي مابين مکالمه ها وجود خواهد داشت. اگر تأخير کاهش يابد، شما متوجه پرش هايي بخاطر حذف بسته ها مي شويد، زيرا نمي توانيد بدون آنکه متوجه شويد صدا را در سرعتي بالاتر از زمان واقعي پخش کنيد (شما مي توانيد سرعت آن را اندکي افزايش دهيد، اما نه بيشتر). شما مي توانيد jitter را با بهره گيري از يک بافر دريافت در هر انتهاي تماس جبران نمائيد، اما اين روش باعث افزايش تأخير مي گردد و تأخير همان چيزي است که تلاش مي کرديد به هر صورت ممکن بطور کامل از آن اجتناب کنيد. در نتيجه، شما براي سه چيز در دسترسي شبکه هزينه پرداخت مي کنيد: پهناي باند، تأخير و Jitter. با پهناي باند، شما وقتي بيشتر پرداخت مي کنيد که مقدار بيشتري بخواهيد. در مورد Latency و Jitter، شما وقتي بيشتر پرداخت خواهيد کرد که کمتر بخواهيد. حتي زمانيکه شبکه هاي موبايل تنها در حال فروش اتصال IP هستند، هنوز مي توانند رديف هاي قيمت گذاري متفاوتي را براي سطوح مختلف (quality of service) QoS ارائه نمايند. اگر بخواهيد يک تماس تلفني برقرار کنيد، احتمالاً يک اتصال گرانتر با سطوح Jitter و تأخير پائين تر را انتخاب کرده و مبلغ بيشتري را براي پهناي باند مي پردازيد.
راديوي نرم افزاري
در گذشته، اجراي التزام قانوني براي ابزارهاي راديوئي بسيار آسان بود. شما بررسي مي کرديد که سخت افزار مورد نظر به عملکرد در فرکانس ها و سطوح قدرت معيني محدود شده است. اگر اين ويژگي ها صادق بودند، شما اجازه ي توليد انبوه آن را صادر مي کرديد.
براي يک راديوي نرم افزاري، سطوح قدرت و فرکانس در نرم افزار کنترل مي شوند. اين موضوع براي قانونگذاران و نهادهاي تنظيمي مشکل ساز خواهد بود،خصوصاً وقتي با درايورهاي Open Source ترکيب شود بدان معني است که کاربر نهايي به آساني مي تواند يک ابزار قانوني را به يک ابزار غيرقانوني تبديل کند. البته اينکار هميشه با اضافه نمودن تقويت کننده ها و آنتن هاي بزرگتر امکانپذير بوده است، اما اگر صرفاً به بارگذاري يک Firmware وصله کاري شده (Patched) نياز داشته باشيد بسيار آسانتر خواهد شد.
در حاليکه اين وضعيت باعث خوشحالي نهادهاي نظارتي نخواهد بود، راديوي نرم افزاري فرصت هاي جالب توجهي را براي ارتباطات به همراه مي آورد. هنگاميکه شما از يک سخت افزار يکسان براي سيگنال هاي HDTV و Wi-Fi استفاده مي کنيد (بطور همزمان، با پردازنده اي که به اندازه ي کافي سريع باشد)، فرصتهاي فراواني وجود خواهند داشت. راديوي نزم افزاري خالص شديداً بر پردازنده ي سيستم متمرکز خواهد بود و در نتيجه براي ابزارهاي موبايل چندان مناسب به نظر نمي رسد (در حاليکه سيليکون اختصاصي مي تواند برق بسيار کمتري را مصرف کند)، اما تا حدودي الهام بخش است. عناصر پردازش سيگنال که بطور ديناميک قابل پيکربندي باشند، مي توانند در بسته بندي واحدي ادغام شوند و شما مي توانيد تراشه هاي کم مصرفي را تهيه کنيد که قادر به اجراي تعدادي از پروتکل هاي مختلف بي سيم باشند.
ابزارها در يکي دو سال آينده احتمالاً از همه ي استانداردهاي، Wi-Fi, GSM, HSDPA, WiMAX و هر پروتکل ديگري که بخاطر مصرف برق اندک و توانائي سوئيچ سريع مابين آنها محبوبيت يافته باشد، پشتيباني مي کنند. در حاليکه اين تغيير به خودي خود کاملاً مفيد نيست، وقتي بسيار هيجان انگيزتر مي شود که با Mobile IPv6 ترکيب گردد. به اين ترتيب، قابليت Hopping مابين تنوع گسترده اي از پروتکل ها و انتخاب ارزانترين نمونه براي هر کاري که در حال انجام آن هستيد، در اختيار ابزارهاي شما قرار مي گيرند.
نوع سيگنال
بعضي از پيشرفت هاي نسبتاً جديد احتمالاً برخي از موانع اين وضعيت را برطرف خواهند نمود، هر چند که آنها (مثل هميشه) بسيار متمرکز بر پردازنده هستند. اگر در يک منطقه ي پر از ساختمان يا در يک ناحيه ي ناهموار به تماشاي تلويزيون آنالوگ پرداخته باشيد، احتمالاً متوجه سايه هايي (Ghosting) در تصوير شده ايد. دليل ايجاد پديده ي مذکور اين است که يک سيگنال ديگر از يک تپه يا ساختمان منعکس گرديده و اندکي ديرتر به گيرنده ي شما مي رسد.
در يک منطقه ي پر از ساختمان، سيگنال ها از ساختمان ها، درخت ها و در بعضي از فرکانس ها حتي از افراد منعکس خواهند شد. براي اکثر پروتکل هاي موجود، شما براي تلاش جهت يافتن سيگنالي که واقعاً مي خواهيد بايد ميانگين اين انعکاس ها را بدست آوريد. با تجهيزات دقيق تر، شما گزينه ي ديگري را در اختيار خواهيد داشت. شما مي توانيد از اطلاعات مربوط به مسيرهاي مختلف براي شناسايي يک endpoint منحصربفرد استفاده کنيد. ابزارهاي متعدد مي توانند بطور همزمان بر روي يک فرکانس واحد و در يک ناحيه ي واحد به نقل و انتقال ديتا بپردازند و به اين ترتيب طيف بسيار بيشتري در دسترسي قرار مي گيرد.
در حاليکه اين موضوع کاملاً به بحث ما مربوط نمي شود، اما انحراف مسير مذکور نشان مي دهد که يک مقدار ثابت از طيف به معناي يک مقدار ثابت از پهناي باند ديجيتال نخواهد بود. پيشرفت هاي بدست آمده در فناوري به شما امکان مي دهند تا سمبل هاي بيشتري را در همان مقدار از فضاي سيگنال قبلي مخابره نمائيد. اما برتري مذکور باعث تغيير اين واقعيت نخواهد شد که طيف در حال حاضر نسبتاً کمياب است.
ما در حال حاضر دو کرانه براي طيف اختصاص يافته به دسترسي اينترنت داريم: سلولي و بدون کنترل (Unregulated) که توسط Wi-Fi و دوستانش مورد استفاده قرار مي گيرد. کرانه ي اول بطور مرکزي کنترل گرديده و نواحي گسترده اي را پوشش مي دهد. کرانه ي دوم فاقد کنترل مي باشد و هر شخصي مي تواند از آن استفاده نمايد، اما صرفاً داراي برد کوتاهي مي باشد. بعضي از فناوري هايي که قبلاً به آنها اشاره کرديم، اين خطوط را تا حدود محو مي کنند.
يک شرکت کابلي مي تواند يک شبکه ي (metropolitan area network) MAN را بطور کارآمدي با ارائه ي Access-Pointهاي Wi-Fi به مشتريان خود و بکارگيري ترکيبي از مسيريابي Mesh و Mobile IPv6 براي Hopping مابين آنها، پياده سازي نمايد. در ايالات متحده اخيراً اين تصميم گيري انجام شده است که بخشي از طيفي که قبلاً براي تلويزيون مورد استفاده قرار مي گرفت (و تحت عنوان فضاي سفيد مابين کانالها شناخته مي شد) براي شبکه هاي ديتا نيز بکار گرفته شود. اين فرصت، يک برد چشمگير را براي شبکه سازي ناحيه ي کلان شهري در بر گرفته و جايگزين ديگري را فراهم مي نمايد.
دامنه هاي فرکانس قابل دسترسي در اينجا حتي پائين تر از دامنه هاي فرکانس مورد استفاده براي سرويسهاي سلولي هستند و به همين دليل سيگنال مي تواند اطلاعات مسافت بسيار بيشتري را طي کند (وقتي فاصله ي مابين دکلهاي موبايل با انتقال دهنده هاي تلويزيوني را مقايسه کنيد، اين موضوع چندان غافلگير کننده به نظر نخواهد رسيد). اين ويژگي باعث مي شود که دامنه ي فرکانس مذکور براي تأمين پوشش گسترده از جذابيت بسيار بالائي برخوردار باشد. از آنجائيکه FCC تصميم گرفته بود تا امکان دسترسي به اين دامنه را براي استفاده ي بدون مجوز فراهم نمايد، هر شخصي مي تواند اين نوع پوشش را راه اندازي کند. يک شهر مي تواند داراي تعداد زيادي از hotspotها (که دسترسي کوتاه برد سريع را فراهم مي کنند) به همراه يک ايستگاها مبناي بزرگتر (که تمام ناحيه را با يک اتصال کندتر بعنوان Fallback پوشش مي دهد) باشد. هنگاميکه شما در بين دو hotspot حرکت مي کنيد، تلفن شما با استفاده از سيستم فضاي سفيد تغيير موضع خواهد داد (Fallback)، بدون آنکه در پوشش شما وقفه اي ايجاد گردد (هرچند که ممکن است پهناي باند قابل دسترسي براي شما کاهش يابد). در آينده، مي توانيد انتظار داشته باشيد که شاهد جهش نامرئي و نامحسوس ابزارهاي دستي خود در بين شبکه هاي کنترل شونده توسط تأمين کننده هاي متفاوت و ارائه ي تضمينهاي کيفيتي مختلف باشيد. فروش دسترسي فراگير، سطوح مختلفي از حداقل کيفيت ارتباط و تنوعي از ساير گزينه ها نيز حوزه هاي گوناگوني را در اختيار شرکت هاي مبتکر قرار خواهد داد تا مدل هاي تجاري تازه اي را در آنها پياده سازي نمايند.
منبع: ماهنامه ي کامپيوتري بزرگراه رايانه، شماره ي 136.
