DSL

ميانه‌ی ماه ميلادی قبل سرويس اينترنت‌ام از tiscali به bulldog تغيير کرد. در نتيجه از امروز که اول مارچ باشد، دست‌رسی به فضای مجانی که روی tiscali داشتم قطع شد و ايميل‌ام در آن‌جا بسته شد، و تمام عکس‌ها و چند فايل موسيقی که از اين وبلاگ با لينک به آن فضا فعال می‌شد ناپديد شدند! خوش‌بختانه يک نسخه‌ی بک‌آپ از فايل‌ها داشتم و بعد از صرف ساعتی برای اصلاح لينک‌ها حالا دوباره عکس‌ها ديده و موسيقی‌ها شنيده می‌شوند. در ضمن از همه‌ی دوستانی که آدرس ايميل قبلی را در فهرست آدرس‌هايشان دارند خواهش می‌کنم که آن را به آدرس جديد تغيير دهند: spider.amin روی gmail.com.
اما چون اين اطلاع‌رسانی بهانه‌ی چندان خوبی برای ارسال يک پست نيست و من هم در اثر جو آلوده و ذهن خالی چيزی از خودم نمی‌توانم بنويسم، تصميم گرفتم به اين بهانه يک مقاله‌ی مختصر به زبان ساده درباره‌ی اينترنت با پهنای باند بالا (broadband) بنويسم.

broadband چيست؟
اصطلاح «پهنای باند»^[1] از اصطلاحات تئوری اطلاعات^[2] است. در انتقال اطلاعات هميشه مشکلی به نام نويز^[3] (اخلال) وجود دارد. مشخص است که هر چقدر نويز بيشتر باشد مقدار اطلاعات از دست رفته بيشتر است. سوآل اين است که حداکثر مقدار اطلاعاتی که می‌توان در يک کانال دارای نويز فرستاد، بدون آن که با خطر از دست دادن اطلاعات روبرو شويم، چقدر است؟ کلود شانون^[4] رياضی‌دان امريکايی در اواسط قرن بيستم قضيه‌ای را در مورد انتقال اطلاعات بيان کرد که اين حد را بر حسب ميزان نويز بيان می‌کرد. البته اين حد (که به نام حد شانون^[5] معروف است) يک ايده‌آل نظری است و بهترين روش‌های کد کردن و رديابی خطا توانسته‌اند تا نود درصد به آن دست بيابند. به حدی از اطلاعات که يک کانال دارای نويز می‌تواند منتقل کند «پهنای باند» آن کانال می‌گويند.
«برودبند» از لحاظ فنی به معنای کانال انتقال اطلاعات با پهنای بالا است. اين پهنا اغلب در مقايسه با پهنای باند کانال‌های معمولی انتقال اطلاعات، مثل خطوط تلفن سنجيده می‌شود.
خطوط تلفن قديمی، برای انتقال صدا، آن هم فقط صدای مکالمه طراحی شده‌اند. در حالی که گوش آدم می‌تواند صداهای از بازه‌ی 100 هرتز تا 20 هزار هرتز را بشنود، خط‌های تلفن تنها فرکانس‌های بين 300 هرتز تا 3400 هرتز را انتقال می‌دهند. شايد کيفيت افتضاح پخش موسيقی از پشت تلفن را تجربه کرده باشيد، که دقيقاً به دليل کمبود پهنای باند برای انتقال فرکانس‌های بالاتر است.
مودم‌های دايال‌آپ از همين قسمت مطمئن پهنای باند خطوط تلفن برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کنند، و بنا به قضيه‌ی شانون حداکثر اطلاعاتی که با اين روش قابل انتقال است چيزی است حدود همان 60 کيلو بيت بر ثانيه.

DSL چيست؟
برای افزايش پهنای باند، راه‌های مختلفی هست: اولين راه اين است که واسطه‌ی انتقال اطلاعات را از خطوط تلفن تغيير دهيم و مثلاً امواج ماهواره‌ای يا فيبر نوری را جايگزين آن کنيم. در واقع کاری که تا بيست سال پيش در چشم‌انداز صنعت مخابرات ديده می‌شد وصل کردن تمام خانه‌ها به فيبر نوری بود.
اما در سال 1988 در آزمايشگاه‌های يکی از شرکت‌های زيرمجموعه‌ی شرکت بل، طرحی مورد آزمايش قرار گرفت که با اين چشم‌انداز کلی هماهنگ نبود: طرحی برای استفاده از فرکانس‌های استفاده نشده در طيف فرکانسی موجود در پهنای باند دو سيم به هم تابيده، يا همان سيم‌های معمولی تلفن. اساس اين طرح بر استفاده از يک مايل يا يک کيلومتر آخر خط تلفن بود، که اصطلاحاً به سيم‌کشی در فاصله‌ی بين مرکز توزيع خطوط تلفن تا محل استفاده‌ی مشترکان گفته می‌شود. در کيلومتر آخر نويز بسيار کم‌تر از آن مقداری است که بعداً از مرکز تلفن به آن اضافه می‌شود، بنابراين اگر از فرکانس‌های بالا برای انتقال اطلاعات استفاده شود و در مراکز تلفن محلی، فرکانس‌های بالا از فرکانس‌های صوتی جدا شود، می‌توان پهنای باند خطوط تلفن را برای استفاده‌ی اينترنتی بسيار افزايش داد. اين طرح امروزه به نام «خط ديجيتال برای مشترک»^[6] (DSL) شناخته می‌شود، و دو نوع نامتقارن^[7] (ADSL) و متقارن^[8] (SDSL) از آن موجود است.
شرکت‌های تلفن چندان نظر مثبتی به اين طرح نشان ندادند؛ چون درآمدی که از فروش خط دوم به مشترکان اينترنتی و هزينه‌ی تماس آن کسب می‌کردند بيشتر بود. به علاوه چشم‌انداز فناوری ISDN که تازه رو به رشد بود با اين طرح از بين می‌رفت و بدتر از آن، چشم‌انداز بلندمدت‌تر فيبر نوری بود که می‌توانست حجم عظيمی از سرمايه و سود را برای شرکت‌های مخابرات به ارمغان بياورد، و با اين طرح نابود می‌شد!
در همان سال‌های ابتدای دهه‌ی نود، دولت بيل کلينتون در امريکا فراخوانی برای ايجاد «بزرگ‌راه‌های اطلاعاتی» داده بود. اين فراخوان همانند فراخوانی بود که در دهه‌ی پنجاه برای ساخت بزرگ‌راههای اتومبيل‌رو در سراسر امريکا داده شده بود و حمايت جدی دولت از آن باعث شده بود اقتصاد و فرهنگ متکی به اتوموبيل، و رؤيای امريکايی که اتوموبيل بخش جدانشدنی آن بود در نيمه‌ی دوم قرن بيستم تحقق پيدا کند.
شرکت‌های مخابرات خود را در مرکز چنين سرمايه‌گذاری انبوه و حمايت دولتی می‌ديدند اما طرحی که در آزمايشگاههای بل آزموده شده بود طرحی متواضعانه در استفاده‌ی بهينه از ظرفيت‌های موجود بود که با آن «انقلاب مخابرات» مورد نظر جور در نمی‌آمد. به علاوه به نظر می‌آمد تکنولوژی لازم برای کد کردن اطلاعات و بازيابی آن از خطوط DSL گران‌تر از هزينه‌ی نصب کابل‌های فيبر نوری است.
اما وقتی تلويزيون‌های کابلی وارد بازار اينترنت شدند اوضاع برای شرکت‌های مخابرات عوض شد. تلويزيون‌های کابلی روی کابل خودشان اينترنت ارزان‌تر و با پهنای باند بالا عرضه می‌کردند، و بازار ISDN و مودم‌های دايال‌آپ را به مرور می‌گرفتند. رقيبی جدی وارد بازار مخابرات شده بود و وقت آن بود که طرح‌هايی مثل DSL از بايگانی‌های پژوهشی بيرون بيايند و عملياتی شوند. در ضمن رشد روزافزون صنايع الکترونيک باعث شده بود که هزينه‌ی دستگاههای کد کردن و بازيابی اطلاعات بسيار پايين‌تر بيايد. DSL در بازاری پر از رقابت به موفقيت تجاری رسيد و کم کم به شکل بهترين گزينه‌ی موجود برای اتصال خانه‌ها و دفاتر کار کوچک به اينترنت در آمد.

ADSL چيست؟
چون اغلب حجم اطلاعاتی که کاربران خانگی از اينترنت دريافت می‌کنند (downstream) از حجم اطلاعاتی که ارسال می‌کنند (upstream) بسيار بيشتر است، بنابراين برای استفاده‌ی بهينه از پهنای باند، پهنای باند بيشتری به downstream اختصاص داده می‌شود. به اين نوع از پياده‌سازی DSL، DSL نامتقارن يا ADSL گفته می‌شود.
برای استفاده از فناوری DSL احتياج به يک «مودم» مخصوص هست که در طيف فرکانس استفاده نشده کار می‌کند. مودم DSL بر خلاف مودم معمولی نياز به شماره‌گيری ندارد، چون مرکز تلفن خودش سرويس‌دهنده‌ی اينترنت است و هم‌چنين به دليل استفاده از طيف فرکانس غيرصوتی، DSL تداخلی با خط تلفن صوتی ندارد. البته علاوه بر مودم، احتياج به يک فيلتر فرکانس هم هست تا تداخل صدا و فرکانس‌های اينترنت کاملاً از بين برود، در اين صورت می‌توان روی يک خط تلفن هم‌زمان هم مکالمه داشت و هم از اينترنت استفاده کرد؛ و خط با اينترنت اشغال نمی‌شود. معمولاً هزينه‌ی DSL ماهيانه پرداخت می‌شود بنابراين چون هيچ هزينه‌ی ساعتی برای وصل شدن به اينترنت وجود ندارد، مشکل اشغال خط تلفن هم در کار نيست، کاربران DSL گاهی ترجيح می‌دهند هميشه به اينترنت وصل باشند!
در نوع رايج ADSL، اگر فاصله‌ی مشترک تا مرکز تلفن کم‌تر از 2 کيلومتر باشد می‌توان به پهنای باند 8 مگابيت بر ثانيه دست پيدا کرد. از اين پهنای باند معمولاً 500 کيلوبيت بر ثانيه به upstream و 7.5 مگابيت بر ثانيه به downstream اختصاص داده می‌شود. اين پهنای باند آن‌قدر هست که می‌توان به راحتی يک فيلم با کيفيت دی‌وی‌دی را به صورت آن‌لاين تماشا کرد! در واقع چنين فناوری اينترنتی باعث شده شرکت‌هايی ايده‌ی تلويزيون کابلی يا ماهواره‌ای را با تلويزيون اينترنتی جايگزين کنند؛ و اينترنت، تلفن و تلويزيون ديجيتال را تنها با يک جفت سيم به خانه‌ها بياورند. در حد آگهی‌هايی که ديده‌ام، در بريتانيا دو شرکت Homechoice و Telewest را می‌شناسم که در اين زمينه فعال هستند.
از مزايای تلويزيون اينترنتی يکی آن است که دو جانبه است و مشترک می‌تواند هر برنامه يا فيلم سينمايی را به وقت دلخواه خود ببيند (TV on demand). هم‌چنين بر خلاف تلويزيون ماهواره‌ای، هزينه‌ی تلويزيون مستقيماً از مشترکان دريافت می‌شود، و ابزار گران‌قيمت برای دريافت امواج و رمزگشايی آن مورد نياز نيست.
در مدل جديدتر فناوری که +ADSL2 نام دارد، پهنای باند با استفاده از بهينه‌سازی در کدکردن اطلاعات به 24 مگابيت بر ثانيه رسيده‌است. چنين سرعت‌هايی که با قيمت‌هايی در حدود 20 پاوند در ماه (در لندن) و برای يک ارتباط معمولی خانگی استفاده می‌شود چندی پيش برای يک ISP کوچک کافی بود! در واقع يک ISP با چنين پهنای باندی می‌تواند هم‌زمان به حدود 400 مشتری دايال‌آپ سرويس عالی ارائه کند. به نظر می‌رسد هنوز روی اينترنت کاربردی برای مشترکان خانگی وجود ندارد که نياز به چنين پهنای باندی داشته باشد. حتی اگر کاربران خانگی چنين پهنای باند بالايی داشته باشند اغلب سرورها (servers) سرعت دانلود را محدود می‌کنند.
تنها ايده‌ای که برای استفاده از اين پهنای باند به ذهن من می‌رسد اين است که کم کم اغلب کامپيوترهای خانگی هم به سرورهای وب تبديل شوند، و پخش زنده‌ی تلويزيون‌ها و راديوهای خانگی روی اينترنت آغاز شود! در اين صورت شکل متقارن DSL، يعنی SDSL هم محبوبيت بيشتری پيدا خواهد کرد.

نقش انحصار در بريتانيا
شرکت بريتيش تله‌کام (BT) که شرکت دولتی مخابرات بريتانيا محسوب می‌شود بعد از خصوصی‌سازی دوره‌ی تاچر مجبور شد تا حد زيادی از مزايای انحصاری خودش چشم بپوشد. با اين حال هم‌چنان BT مثل همه‌ی شرکت‌های غول‌پيکر و انحصارگرای ديگر در دنيا مورد نفرت متخصصان مخابرات بريتانيا قرار دارد و لقب Big Thief (دزد بزرگ) را از آنها دريافت کرده‌است! بسياری از اين متخصصان اعتقاد دارند که عقب‌ماندگی بريتانيا از امريکا در صنايع مخابرات به دليل انحصارگرايی BT است، اين در حالی است که بريتانيا هم‌چنان از بسياری از کشورهای اروپايی در اين زمينه جلوتر است.
امريکايی‌ها بر مبنای قوانين «ضد انحصار» (antitrust) خود شرکت AT&T را در سال 1984 با وجود مخالفت وزارت دفاع تجزيه کردند و راه تا حدود زيادی برای رقابت در صنعت مخابرات امريکا باز شد.
نکته‌ی مهم آن‌جاست که مردم در استفاده از فناوری بيشتر محافظه‌کار هستند و نام‌های قديمی و بزرگ و تجربه‌شده را به نام‌های جديد و نا‌آشنا ترجيح می‌دهند. اين ماجرا به خصوص در بين افرادی که سن بالاتری دارند بيشتر ديده می‌شود، و از قضا همين افراد هستند که معمولاً تصميم‌های مهم را می‌گيرند (تصور کنيد در بريتانيا هنوز نخست‌وزير اين کشور «سعی می‌کند» استفاده از کامپيوتر دکوراسيون اتاق‌اش را ياد بگيرد و مشاور رسانه‌ای او هيچ‌گاه ايميل نفرستاده است!) با اين وضعيت مشخص است که انحصارگران هميشه پيروز هستند.
رابطه‌ی متناقض عشق و نفرت نسبت به شرکت‌های بزرگ و انحصارگرا چيزی است جالب توجه و شايسته‌ی تحقيق. شايد در بين متخصصان کامپيوتر اين حس در مورد مايکروسافت شناخته‌شده‌تر باشد. اين نظر قابل توجه را از فردی آشنا به بازار نرم‌افزار شنيده‌ام که «جنبش open source بيشتر از آن که بر پايه‌ی عشق به خدمت مجانی بر قرار مانده باشد، از نفرت نسبت به مايکروسافت نيرو می‌گيرد!»

---

1. bandwidth
2. Information Theory
3. Noise
4. Claude Elwood Shannon
5. Shannon limit (capacity)
6. Digital Subscriber Line (DSL)
7. Asymmetric DSL (ADSL)
8. Symmetric DSL (SDSL)

اين مقاله از منابعی مثل ويکی‌پديا و اطلاعات شخصی نوشته شده و دقت کامل آن تضمين نمی‌شود.