پيشگفتار:
عصر حاضر عصر انفجار اطلاعات است و پيشنياز ورود و دسترسي افراد به اطلاعات و شبكه جهاني اينترنت، زير ساخت مخابراتي مناسب است. در ايران سالهاست كه تنها راه ارتباطي مرسوم، استفاده از خدمات كُند و لاك پشتي Dial – up است.

احتمالاً شما همه از آن دسته از كاربران اينترنت هستيد كه از Dial-up يا همان سيستم شماره گيري استفاده مي كنيد، يك مودم معمولي بر روي سيستم خود داريد، زمان زيادي از وقت شما هر روز بايد صرف شماره گيري و اتصال به اينترنت و قطع و وصل هاي متوالي شود، در زمان استفاده از اينترنت خط تلفن شما مشغول است و هزينه تلفن را هم بايد پرداخت كنيد، مولتي مديا در اينترنت را هم بي خيال شده ايد و در آخر اين كه از سرعت كُند و حلزوني اينترنت هم كلافه هستيد.

اما راه هاي ديگري نيز براي دستيابي به اينترنت وجود دارد. از جمله خدمات «باند پهن» يا «Broad band» كه خودِ اين روش نيز داراي انواع مختلفي مانند: Satellite, Wireless xDSL و … مي باشد.
سالها ست كه با توجه به قوانين، مقررات و زير ساخت هاي مخابراتي موجود، در كشور ما تكنولوژي هاي مبتني بر DSL و بيسيم بعنوان روشهاي مقرون به صرفه و در دسترس معرفي و زمزمه مي شود. يكسال پيش بود كه «وزارت پست و تلگراف و تلفن» كه حالا ديگر به «وزارت فناوري ارتباطات و اطلاعات» تغيير نام داده است به چند شركت خصوصي به عنوان پيمانكار و مجري، مجوز راه اندازي و ارائه سرويس هاي اينترنت پرسرعت، با استفاده از بستر مخابراتي و بيسيم را ارائه كرد.
اما در اين پايان نامه- كه از چهار فصل تشكيل شده است- در مورد روش DSL كه پر مصرفترين و به نوعي كم هزينه ترين نوع روش هاي «باند پهن- broad band » است و همچنين در موردADSL كه متداول ترين و پركاربردترين نوعِDSL مي باشد صحبت خواهيم كرد و به نحوة ارائة آن در ايران، خواهيم پرداخت.

 و اما اشاره اي به محتواي هر فصل
 فصل اول : سرگذشت اينترنت
مطالب اين فصل اشاره دارد به « تاريخچة‌ اينترنت»، «گسترش و پيشرفت اينترنت» و همچنين مانعي كه بر سر راه پيشرفت هر چه بيشتر اينترنت قرار دارد، يعني مشكل «محدوديت پهناي باند».
البته شايان ذكر است كه، براي رهايي از اين مشكل مجبور هستيم كه به استفاده از روش هاي ارتباطي «باندپهن– broad band» روي آوريم. محبوب ترين تكنولوژي «باند پهن» در جهان، تكنولوژي DSL مي باشد. و از ميان انواع سرويس‌هاي DSL، ADSL پرمصرفترين و پرطرفدارترين نوع آن مي‎باشد در فصل چهار، به تعريف تك تك اين مفاهيم خواهيم پرداخت.

 فصل دوم: آشنايي با معماري اينترنت، شبكه تلفن عمومي و مودم
در اين فصل در مورد يكسري مطالب پايه و پيش نياز مانند« معماري اينترنت و چگونگي انتقال اطلاعات در اينترنت»، «شبكه تلفن عمومي»، «مودم» و «مدولاسيون» صحبت شده است.

 فصل سوم: روش هاي مختلف ارتباط با اينترنت
در اين فصل به روش هاي مختلف ارتباط با اينترنت از جمله DSL , Dailup و … و اينكه كدام يك مي تواند بهتر باشد اشاره شده است.
 فصل چهارم: ADSL
موضوعاتي كه در اين فصل آمده به طور خلاصه عبارتند از: تعريف سرويس xDSL بيان انواع DSL ، تعريف ADSL ، بيان اينكه ADSL چگونه كار مي كند؟، بيان تجهيزات ADSL ، … مزايا و معايب آن، ADSL2 ، وضعيت ADSL در ايران، وضعيت آن در جهان و … و آيندة ADSL .

چکیده
□ فناوري ADSL
Asymmetric-DSL يا‌ADSL،‌ ‌يكي از فناوري هاي رده‌ xDSL است.DSL ياخطوط اشتراك ديجيتالي‌با استفاده از كابلهاي تلفن معمولي،‌امكان بهره‌گيري از سرعت بالا را براي اتصال به اينترنت فراهم مي‌كند‌DSL .امكانات و روش‌هاي گوناگوني براي مصارف خانگي فراهم مي‌كند كه مناسب‌ترين آنها روش خطوط ديجيتال نامتقارن يا‌‌ADSLاست. در اين روش با بهره‌گيري از نوعي خاص مدولاسيون، پهناي باند قابل‌استفاده برروي كابل تلفن به باندهاي فركانسي متفاوتي تقسيم و هر سيگنال

فركانسي (صوت ، ارسال و دريافت داده‌هاي ديجيتالي) در يك باند صورت مي‌پذيرد. بدين‌صورت در هنگام اتصال به اينترنت ديگر خط تلفن براي مكالمات صوتي اشغال نخواهد بود و امكان تبادل صوت و تصويرنيز وجود خواهد داشت. در‌‌ADSL سرعت ارسال اطلاعات با سرعت دريافت اطلاعات مساوي نخواهد بود، در بالاترين سطح تئوري، امكان دريافت اطلاعات (DownStream) با سرعتي در‌حدود ‌‌

۸mbps و ارسال داده‌ (UpStream) با سرعتي معادل ‌۶۴۰‌mbps فراهم مي‌شود. دقيقا بدين‌خاطر از‌‌ADSL بانام نامتقارن ياد مي‌شود. بصورت عملي يك كاربرخطوط ADSL مي‌تواند با سرعتي در‌حدود ‌‌۲mbps دريافت و‌‌۲۵۶mbps ارسال اطلاعات برروي اينترنت داشته باشد. در استفاده از اينترنت با فناوري‌ ADSL از‌Dial up وشماره‌گيري و انتظار براي اتصال يا قطع ارتباط خبري نخواهد بود‌و شما

بصورت دائمي با مركز‌‌ISP و در نهايت شبكه اينترنت متصل خواهيد بود. با روشن كردن كامپيوتر خود اتصال شما به اينترنت برقرار مي‌شود.
□ مزاياي ADSL
اولين دستاورد‌ ADSL بهره‌گيري از خطوط تلفن معمولي و شبكه ارتباطي آماده خواهد بود و در نتيجه نيازي به سيم‌كشي و تجهيزات جديد مخابراتي نيست. عدم اشغال خط‌تلفن در هنگام اتصال به اينترنت، امكان استفاده از اينترنت پر‌سرعت به نسبت روشهايي مانند‌ Dial up برروي سيستم هاي خانگي و شركتهاي كوچك كه از امكانات پيشرفته‌اي برخوردار نيستند، اتصال دائمي به شبكه اينترنت بدون نياز به شماره‌گيري و اشغال بودن خط ، هزينه كم در نصب و راه‌اندازي و خريد

تجهيزات، كاهش هزينه و عدم نياز به تجهيزات اضافي براي كاربران خانگي در استفاده از اينترنت و راه اندازي آسان و سريع از ديگر مزاياي مهم ADSL است.
□ معايب خطوط‌ ADSL

در فناوري‌هاي DSL كيفيت‌و‌سرعت انتقال اطلاعات وابستگي زيادي به مسافت ميان كاربر مشترك با مركز تلفن ارائه خدماتDSL دارد. هرچقدر مشترك از مركز تلفن مسافت دورتري داشته باشد به همان نسبت از سرعت و كيفيت پايين‌تري برخوردار خواهد بود. در مسافت‌هاي بالاتر از ۵ ‌‌كيلومتر عملا ارائه سرويس اينترنت پر سرعت امكانپذير نيست. عدم تقارن سرعت ارسال و دريافت اطلاعات درADSL نيز براي شركت‌هاو سازمان‌هاي بزرگ مشكل ساز خواهد شد. ضعيف و فرسوده بودن

زيربناي ارتباطي مخابراتي و عمدتا عمر بالاي خطوط تلفن كه تاثير مستقيمي بركيفيت و سرعت خدمات‌ADSL خواهند داشت.
□ ADSL چگونه كار مي‌كند؟
زوج‌سيم مسي تلفن شهري از محدوده فركانسي ميان صفر‌ تا ‌‌۲ مگاهرتزپشتيباني مي كند كه از اين ميان فقط براي كاربردهاي شهري تلفن ثابت(PSTN) از پهناي باند ۴ ‌كيلوهرتز پشتيباني مي‌شود. بدين‌معني كه هنگام استفاده از تلفن معمولي حداكثر باند فركانسي‌۴‌كيلو هرتز مورد استفاده قرار گرفته و مابقي باند بلا‌استفاده مي‌ماند. ADSL با‌بكار‌گيري‌تكنولوژيهاي‌مدولاسيون‌‌تقسيم فركانسي و فشرده سازي اطلاعات‌‌‌‌ اين امكان را بوجود مي‌آورد كه سيستم شماره‌گيري تلفن بتواند از پهناي باند ‌‌۴ ‌كيلوهرتز خود استفاده كند و مابقيفركانسي آزاد براي اتصال به اينترنت و تبادل اطلاعات ميان كاربر و مركز خدمات‌ ADSL

استفاده شود. استفاده از محدوده فركانس‌‌۴‌كيلوهرتزي نمي‌تواند بيشتر از۵۶kbps سرعت در‌اختيار كاربران قرار دهد و بااستفاده از يك پهناي باندي معادل ‌‌۲ مگا هرتز ميتوان تصور كرده كه چه‌مقدار بر سرعت تبادل اطلاعات افزدوه مي‌شود (چيزي در حدود ‌‌۵۰۰‌‌ برابر) و در اين حالت است كه ميتوان به سرعت‌هاي ۸mbps و حتي خيلي بالاتر دست يافت (تكنولوژي هاي جديدتر‌ADSL قادر به ارائه سرعت‌هايي بيش از‌‌‌‌۲۰mbps مي‌باشند). در عمل ADSL از پهناي باند‌فركانسي‌ ۳۰KHz تا ‌‌

۱۳۸KHz براي ارسال اطلاعات و باند فركانسي ۱۳۸ KHz تا Mhz ‌‌۱٫۱ براي‌گرفتن اطلاعات استفاده مي‌كند. سازندگان تجهيزات‌‌ADSL معمولا از دو استاندارد تقسيم سيگنال فركانسي استفاده مي‌كنند‌:DTM وCAP،‌استاندارد قديمي‌ CAP با تقسيم كردن تمام پهناي‌باند به سه بخش مجزا، به مكالمات تلفني باند صفر تا ‌۴ كيلو هرتز را اختصاص مي‌دهد و براي ارسال‌داده (Upstream) محدوده ‌‌۲۵ تا ‌‌۱۶۰كيلوهرتز ودريافت اطلاعات از باند ‌‌۲۴۰ كيلوهرتز به بالا صورت خواهد گرفت.

بنابراين در نهايت اين شيوه از سه كانال مجزا استفاده مي‌كند. استاندارد DTM با تقسيم‌كردن پهناي‌باند به‌‌۲۴۷ ‌كانال مجزا و اختصاص كانال‌هايي براي دريافت و ارسال داده‌‌‌ انعطاف‌پذيري بيشتري را در كيفيت سرويس بوجود مي‌آورد. ولي درعوض پياده‌سازي به مراتب پيچيده‌تري دارد.
□ تجهيزات ADSL

فارغ از تجهيزات مخابراتي تكنولوژي‌هاي DSL بطور ساده در يك نگاه مي‌توان گفت‌ ADSL از دو دستگاه خاص استفاده مي‌كند: يك دستگاه معروف به مودمهاي‌ DSL در محل مشتركين و دستگاه DSL Access Multiplexer (DSLAM) در محل شركت ارائه دهنده خدمات. ADSL مودمهاي DSL كه با نام ATU-R نيز از آنها ياد‌مي‌شود، مسئوليت برقراري اتصال ميان كامپيوتر مشترك را با خط‌ DSL برعهده دارند. اين نوع از مودمها معمولا با‌ USB و يا پورت اترنت ‌‌۱۰base-T به كامپيوتر كاربر متصل مي‌شوند DSLAM . با جدا سازي باندهاي فركانسي ۴‌كيلوهرتزي از ديگر پهناي باند براي هر خط

اتصالي ADSL امكان ارتباطات كاربران و اتصال به تجهيزات مجتمع پر‌سرعت را براي اينترنت در

ارائه خدمات‌ADSL فراهم مي‌كند. فركانس باند ‌‌‌۴kbps نيز به سمت سوئيچ‌هاي مخابراتي هدايت مي‌شود. به هر DSLAM صدها زوج‌سيم متصل مي‌شود كه درنهايت بسوي يك اتصال اينترنت با پهناي باند خيلي‌زياد هدايت مي‌شوند و تا وقتي اين پهناي‌باند‌اشباع نشده است، مشترك مي‌تواند به ‌صورت يكنواخت و با سرعت‌بالا از اينترنت استفاده كند. در سمت مشترك، گاهي نياز است كه از يك‌دستگاه فيلتر جداكننده بنام Splitterنيزاستفاده شود تا ميان باند‌فركانسي صدا براي مكالمات تلفن با اطلاعات ‌ت ADSL داخل بوجود نيايد.

□ ۲ ADSL گامي فراسوي اينترنت پر سرعت
فناوري ADSL تحولي عظيم و يك نقطه‌عطف در صنعت ارتباطات راه‌دور و استفاده از شبكه جهاني اينترنت با استفاده از امكانات و زير ساختهاي موجود در كشورها و سازمانها است و امكان خدمات آنلايني همانند صوت و تصوير و ويدئو را فراهم مي‌كند. با اين‌وجود با نگاهي فناورانه‌تر به مزايا و

معايب ADSL، فاصله ميان سرعت عملي ارتباطات‌‌ADSL برروي كامپيوتر مشتركين و بحث محدوديت فاصله ميان مراكز‌ ADSL با مشترك دو مشكل پيش‌روي اين فناوري هستند. همچنين برخي پارامترهاي كيفيتي نيز هنوز در‌‌ADSL پوشش داده نشده بودند. به‌همين جهت در سال ‌‌۲۰۰۲‌ و ‌‌۲۰۰۳‌‌ استاندارهاي جديدي براي اين فناوري با نام ۲ ADSL و ‌‌+‌ADSL2 تعريف شد. در يك نگاهي

كلي ADSL2 امكان حركت بسمت سرعتهاي نجومي مانند ‌۲۴mbps را فراهم مي كند و‌‌+۲ ADSL بر مسافت موثر اين تكنولوژي تا مرز‌‌۶‌‌ كيلومتر مي‌افزايد. اين همه ماجرا نيست، امكان انتقال صوت و تصوير، افزايش بهره‌وري از پهناي‌باند و كاهش اتلاف باند‌فركانسي، تفكيك‌پذيري بهتر باند‌فركانسي مكالمات تلفني با باند ADSومديريت‌توان‌الكتريكي نيز از مهمترين دستاوردهاي فناوري‌هاي جديد ‌ADSL هستند. Reach ADSL2 ديگر استاندارد جديد ‌ADSL است كه باز برخي كمبودهاي استانداردهاي

قبلي را كامل نموده است. آنچه گفتني است تطبيق و سازگاري كامل اين نوع از استانداردها با مودمهاي از نوع ADSL است. لذا براي بهره‌گيري از اين فناوري‌ها نيازي به تعويض مودم و تجهيزات‌‌ADSL نيست.
□ نگاهي به اينترنت پر‌سرعت در ايران
از تابستان‌‌۸۳ ‌‌چندين شركت‌ PAP شروع به ارائه خدمات‌ ADSL در تهران و چند شهربزرگ ديگر نموده‌اند. براي استفاده از اينترنت پرسرعت يا همان خدمات‌‌ADSL ابتدا بايد ديد كدام شركت يا ISP خدمات‌‌ADSL را در منطقه مخابراتي‌شما ارائه مي‌دهد. همانطور كه بيان شد زماني مي‌توان از خدمات‌ ADSL استفاده كرد كه فاصله مركز مخابراتي با مشترك بيش از ‌‌۵ ‌‌كيلومتر نباشد . بسياري از شركت‌هاي‌خدمات‌‌ADSL با گرفتن مبلغي بصورت وديعه مودم DSL و ديگر تجهيزات موردنياز را بصورت اماني دراختيار مشترك قرارخواهند داد و نيازي به خريد مودم نخواهيد داشت. ديگر هزينه‌اي كه بايد پرداخت شود هزينه حق اشتراك و هزينه مخابراتي است كه براساس جدول انواع

سرويس‌هاي ارائه شده (با معيار سرعت ارسال و دريافت اطلاعات) توسط شركت خدمات‌ ADSL متفاوت خواهد بود. هزينه‌اينترنت پر‌سرعت براساس مقدار حجم مبادلات اطلاعاتي (download) توسط مشترك در ماه است. هر شركت خدمات‌ ADSL سقفي را براي حجم‌انتقالي ديتا درنظرخواهد گرفت (در محدوده چند گيگابايت) و در صورت استفاده بيشتر براساس هر گيگابايت، هزينه اضافه‌اي بايد پرداخت شود.

□ آينده ADSL
از تولد‌ADSL در كشورهاي توسعه يافته بيش از يك دهه مي‌گذرد و اكنون فناوري بي سيم (Wireless) در بسياري از كاربردها، جايگزين ADSL شده است. اماكماكان اين فناوري در بسياري از كشورها‌مانند‌ايران، اولين راهكار دستيابي به اينترنت پرسرعت است. بسياري‌ازمفاهيم‌‌IT مانند دولت‌الكترونيكي، بانكداري الكترونيكي، دانشگاه مجازي و آموزش الكترونيكي جز با دسترسي به

شاهراه‌هاي پرسرعت تبادل اطلاعات و شبكه اينترنت تحقق‌پذير نخواهند بود. اگر بخواهيم از گام بعدي در توسعه شبكه‌هاي ADSL نام ببريم، بايد به فناوري VDSL اشاره كنيم. VDSL) Very high bit-rate DSL) سرعت انتقال‌داده را تا مرز ۲۵ مگابيت پيش‌خواهد برد كه در مقايسه با سرعت كنوني (بصورت عملي ‌‌۲ ‌‌مگابيت بر ثانيه) بي‌شك، جهشي چشمگير خواهد بود .

فصل اول
سرگذشت اينترنت

مقدمه
براي مردمي كه تحت بمباران رسانه ها قرار گرفته‌اند، گويي اينترنت زادگاهي نداشته است. سالها، مودمهاي خفته كار كمي داشتند و فقط گاه باBBS ها، ارتباط برقرار مي‌كردند. سيستمهاي BBS در آن روزها سيستمهاي فقط- متني و بدون گرافيك بودند و كلمة online (روي خطي) و اينترنت كلمه هاي شناخته شده اي نبودند. اينترنت فقط براي دانشمندان علوم كامپيوتر، دانشگاهيان، و پژوهشگران تجهيزات جنگي- كه دربارة پژوهشهاي جديد بحث مي كردند- كلمه اي آشنا بود.

همة اينها در چند سال گذشته روي داد. اينترنت امروزه به كار بران اين امكان را مي دهد كه عقايد خود را براي ميليونها نفر از مردم جهان ابراز كنند. اينترنت با فراهم ساختن امكانات انتقال هر چيزي از نرم افزار و موسيقي گرفته تا تصاوير گرافيكي، چهرة دنياي كامپيوتر را تغيير داده است. اينترنت تقريبأ همه جا هست، و تقريبأ هر چيزي را در آن مي توان پيدا كرد.

فصل اول : سرگذشت اينترنت
۱-۱- اينترنت چيست؟
با آن كه همه روزه خبرهايي دربارة اينترنت از راديو، تلويزيون و روزنامه ها مي بينيم، تعداد كمي از مردم آن را واقعاً مي شناسند. اصطلاحاتي چون «ابر بزرگراه اطلاعاتي» و «وب جهان پهنا» اغلب معادل اينترنت به كار برده مي شوند. اما اينترنت در واقع هيچكدان از اينها نيست.
اينترنت يك مكان يك مقصد نيست. بلكه در واقع شبكه اي از شبكه ها و مكانيسمي براي انتقال داده ها از يك كامپيوتر به ساير كامپيوتر ها مي باشد. اينترنت از بعضي جهات، مانند شبكة

يك سازمان كوچك است اما در مقيايس جهاني. تنها چيز جادويي در مورد آن اندازة بسيار بزرگ آن است. به بيان ديگر بايد گفت كه، شبكه هاي متعددي با نرم افزارها و سخت افزارهاي بسيار بسيار مختلف در سراسر دنيا وجود دارد. و بسيار پيش مي آيد كه كاربري از يك شبكه بخواهد با كاربران شبكه هاي ديگر ارتباط برقرار كند. براي انجام اين خواسته بايستي شبكه هاي مختلف (كه بعضاً ناسازگار نيز هستند) با وسايلي بنام gateway يا دروازه – كه مي تواند سخت افزاري يا نرم افزاري باشد- به هم متصل شده، و داده ها از فرمتي به فرمت ديگر تبديل شود.

به مجموعه اي از اين شبكه هاي به هم پيوسته، شبكة شبكه ها يا «internet network» گفته مي شود.
كلمه internet وقتي با i نوشته مي شود، معناي عام مي دهد. ولي با I همان شبكه جهاني اينترنت از آن مستفاد مي شود.
اينترنت جهاني را مي توان مانند سيستم تلفن جهاني در نظر گرفت. اگر شخصي در تهران به كسي در پاريس تلفن بزند، سيگنال صوتي از طريق تعدادي از خطوط تلفن و ايستگاههاي مخابراتي شركتهاي مختلف (كه كامپيوترهاي سوئيچ كننده دارند) عبور مي‌كند.

همة شركتها از استانداردهاي خاصي پيروي ميكنند (كه پروتوكل ناميده مي شود) به گونه اي كه هر دستگاه موجود در مسير بتواند با يك نوع سيگنال سروكار داشته باشد. وقتي شخص واقع در تهران با تلفن صحبت مي كند صدايش با استفاده از كامپيوتر ها، خطوط تلفن، ماهواره ها، وساير وسايل الكترونيكي از مرزها و درياها عبور مي كند و به مقصد مي رسد.
اينترنت نيز شبكه اي از خطوط تلفن و ساير انواع رسانا ها، كامپيوتر هاي ويژه،

و وسايل سوئيچ كننده (راه گزين) است. اينترنت، به جاي انتقال مكالمات صوتي نقطه – به – نقطه، براي مبارلة داده هاي ديجيتالي كامپيوتري به كار مي رود.

بخشهايي از يك پيام پست الكترونيكي مي توانداز طريق كامپيوتر ها و خطوط متعلق به دهها فرد يا شركت عبور كند.از همين روست كه گفته مي شود اينترنت متعلق به «هيچ كس» نيست. در حقيقت، اينترنت متعلق به بسياري از افراد ناشناس است كه همگي مالك تكه هايي از آن هستند.
واما در نهايت اگر بخواهيم تعريف مجملي از اينترنت داشته باشيم بايد بگوئيم:
اينترنت در اصل شبكه اي بزرگ و در مقياس جهاني است و موجب مي شود كه شبكه هاي كوچكتر و كامپيوترها ي مستقل موجود (در سراسرجهان) بتوانندبا استفاده از مودمها، خطوط تلفن و ماهواره ها با يكديگر ارتباط ايجاد كنند.

۱-۲- استاندارد TCP/IP :
اكنون اجازه دهيد به مدل مرجع به كار رفته در پدربزرگ شبكه هاي كامپيوتري، آرپانت (ARPANET) و خلف آن اينترنت، بپردازيم. آرپانت يك شبكه تحقيقاتي بود كه توسط DOD ( وزارت دفاع ايالت متحدة آمريكا) پايه ريزي شد. بتدريج صدها دانشگاه و مركز دولتي بوسيلة خطوط اجاره اي تلفن (leased lind ) به اين شبكه ملحق شدند. با پيشرفت مخابرات راديويي و ماهواره، مشكلاتي در پروتكلهاي ارتباطي آرپانت بوجود آمد، كه انتخاب يك معماري مرجع را الزامي مي كرد. يكي از اولين هدف هاي آرپانت ارتباط يكپارچة شبكه هاي مختلف بود، كه بالاخره (بعد از بررسي چندين پروتكل) توسط مدل مرجع TCP/IP محقق شد.

در واقع در حال حاضر مي توان گفت: چسبي كه اينترنت را به هم متصل نگه مي دارد، و بينايي كه باعث شده سيستم اينترنت كار كند- علت اين كه بسياري از كامپيوتر هاي آن مي توانند با همديگر صحبت كنند- آن است كه همگي يك زبان را مي دانند و آن مدل TCP/IP و مجموعه پروتكلهاي آن مي باشد.مدل TCP/IP در اصل براي ارتباطات روي شبكه هاي مختلف و ناهمگن طراحي شده است و پذيرش آن باعث شده است تا سرويس هاي جهاني بتوانند جنبه عملي بخود بگيرند.
كامپيوترهاي مختلف، از لحاظ داخلي، از سيستم عاملهاي مختلفي بهره مي گيرند و پردازنده هايشان نيز متفاوت مي باشد. اما از لحاظ خارجي، همه آنها مي توانند آنچه را كه به TCP/IP مشهور است ترجمه كنند.
اين استاندارد ارتباطاتي به هر كامپيوتر متصل به اينترنت امكان مي دهد كه داده ها را با هر كامپيوتر ديگري مبادله كند.

در واقع اين مدل، نوعي زبان اسپرانتوي ديجيتال مي باشد. البته شايد اين زبان بهترين زبان يا قشنگترين زبان ممكن نباشد. اما استانداردي است كه اكثر كامپيوتر ها مي توانند با آن كاركرده و از نرم افزار مناسب آن ياري بطلبند.
۱-۳- سوئيچينگ بسته اي يا پاكتي (packet switching) در يك نگاه:
سوئيچينگ پاكتي اسم فني براي عمليات شكستن داده ها به تكه هاي كوچك پيش از ارسال آنهاست. بخشي از عمليات انتقال داده بر روي شبكه هاي TCP/IP مانند اينترنت، و شبكه هاي x.25 است.
(شبكه هاي x.25 انواعي از شبكه هاي وسيع يا WAN هستند كه در بين مؤسسات تجاري بزرگ طرفدار دارد).

سوئيچنيگ پاكتي در دهه هاي ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ ابداع شد. در اين هنگام كه بين آمريكا و شوروي جنگ سرد برقرار بود آمريكا ييها براي مقابله با تهديد حملات هسته اي شوروي تدابيري اتخاذ كردند. ارتش آمريكا مي خواست يك سيستم ارتباطي بسازد كه حتي پس از حملة هسته اي از كار نيفتد. تعدادي از دانشمندان آمريكا يي مانند «پل باران» و «دونالد واتس ديويس» راه حلهايي پيشنهاد كردند كه شامل شكستن داده ها به تكه هاي كوچكتر (به نام پاكت)، ارسال تكه ها از طريق شبكه هاي مختلف، و به هم وصل كردن اطلاعات در مقصد بود. نظرية پشت اين راه حلها اين بود كه اگر چند مسير در شبكة ارتباطي در حملة هسته اي از بين مي رفت، دست كم بخشي از داده ها از مسيري ديگر به مقصد مي رسيد.

 

شكل ۱-۱ : (a) ساختار شبكه تلفن (b) طرح بارن براي يك سيستم سوئيچينگ توزيع شده
نظرية سوئيچينگ پاكتي مورد توجه قرار گرفت و «لاري روبرتس» در «آژانس پروژه هاي تحقيقاتي پيشرفته» (ARPA) پيش نمونه اي از ARPA net را، كه بعدها به اينترنت تبديل شد، بر اين اساس ساخت و آن را شبكة سوئيچينگ پاكتي نام نهاد. بقيه ماجرا، آن چنان كه گفته شده است تاريخ است. در قسمت زير خواهيد كه اين سيستم چگونه عملاً، مورد استفاده قرار مي‎گيرد.

۱-۴- از ARPANET تا اينترنت:
ريشه هاي اينترنتي كه امروزه مي شناسيم به يك پروژة مربوط به سال ۱۹۶۹ در وزارت دفاع آمريكا بر ميگردد كه بر اساس آن چند مركز كامپيوتر در سراسر آمريكا بايد به هم وصل مي شدند.
چنانچه اشاره شد پنتاگون شبكه‌اي مي‌خواست كه در صورت تخريب بخشي از آن براثر بمباران يا حوادث طبيعي بتواند باز هم به كار خود ادامه دهد. اين شبكه كه به ARPANET شهرت يافت (ARPA علامت اختصاري «آژانس پروژه هاي پژوهشي پيشرفته » است). از ابتدا طوري طراحي شدكه يك بخش مركزي نداشته باشد.و در نتيجه در صورت حمله و تخريب هر بخش آن باز هم بتواند به كار خود ادامه دهد.

شبكه اي كه همچون يك تار عنكبوت شكل گرفت و هر كامپيوتر آن از مسير هاي مختلف مي توانست به همتايان خود داده هاي خود را بفرستد. حتي اگر يك يا دو كامپيوتر روي شبكه – يا پيوند بين آنها- كاملاً از كار مي افتاد بقيه باز هم مي توانستند از طريق مسيرهاي صدمه نديدة ديگر با هم ارتباط برقرار كنند. اين شبكه به «بسته هايي» (packet) از داده ها كه به وسيلة كامپيوتر هاي مختلف ارسال مي شدند اتكا داشت. اطلاعات در هر انتقال به وسيلة كامپيوتر ميزبان بر اساس استاندارد پروتوكل اينترنت (IP) به بسته هاي كوچك تقسيم مي شد.
بسته ها، كه هر كدامشان نشاني كامپيوتر مقصد را نيز با خود داشت، از طريق شبكه انتقال مي يافت. كامپيوترهاي واقع در مسير، نشاني موجود در بسته ها را مي خواندند و بسته ها را به نزديكترين كامپيوتر بعدي در مسير كامپيوتر مقصد هدايت مي كردند. بسته ها از كامپيوترها و خطوط ارتباطي مختلف مي گذشتند.

در نهايت، بسته‌ها به كامپيوتر مقصد مي رسيدند و در آنجا دوباره به هم وصل مي‌شدند تا فايل اوليه به وجود بيايد. پس از آن كه آزمايشها سودمندي آن را اثبات كردند ساير بخشهاي دولتي و دانشگاههاي پژوهشي تمايل خود را به وصل شدن به آن شبكه بيان كردند. ارتباطات الكترونيكي به صورت روشي مؤثر براي دانشمندان و ديگران به منظور استفادة مشترك از داده ها در آمد.

شكل ۱-۲ : مراحل رشد آرپانت. (a) دسامبر ۱۹۶۹ (b) ژوئيه ۱۹۷۰ (c) مارس ۱۹۷۱ (d) آوريل ۱۹۷۲ (e) سپتامبر ۱۹۷۲

در همان زمان كه ARPA NET در حال رشد بود، تعدادي شبكة پوشش – محلي (LAN) در نقاط مختلف آمريكا به وجود آمد. مديران LAN ها نيز به وصل كردن كامپيوتر هاي شبكه هاي خود به شبكه هاي بزرگتر اقدام كردند. پروتوكل اينترنت(IP) ARPANET زبان استاندارد حكمفرما براي برقراري ارتباط كامپيوتر هاي شبكه هاي مختلف به يكديگر شد.

در دهة ۱۹۸۰ ، وقتي بنياد ملي علوم (NSF) يك شبكة پاية‌ ارتباطاتي (backbone) جديد و سريعتر بر اساس IP ساخت تا دانشگاهها و مؤسسات پژوهشي را با پنج مركز ابر كامپيوتري در نقاط مختلف آمريكا ارتباط بدهد، اينترنت بزرگتر و بي در و پيكر تر شد.رشد روز افزون اينترنت در ابعاد بين المللي امروزهم ادامه دارد. همة كشورها به اينترنت وصل نشده اند، اما به هر كشوري كه بخواهد خوش آمد گفته مي‌شود.

تا اكتبر سال ۱۹۹۵، بخشهايي از NSFnet – كه تا آن موقع به وسيلة كمك مالي دولت اداره مي شد- فروخته شد يا به صورت شركتهاي خصوصي تجديد سازمان گرفت.
اينترنت كنوني مجموعه اي وسيع از شبكه هاي بزرگ است كه عمدتاً به وسيلة شركتهاي مخابرات معظم مانند MCI و Sprint اداره مي شود، و چند نقطه «اصلي» تعداد بسياري از شبكه هاي كوچكتر را به خود متصل كرده اند. جزئيات مربوط به آن براي كساني كه از پست الكترونيكي اينترنت بهره مي گيرند خيلي مهم نيست.

۱-۵- اينترنت گسترده تر مي‌شود:
از اوايل دهة ۱۹۹۰ رشد استفاده از اينترنت به صورت تصاعدي افزايش يافت. يكي از علل چنين استقبالي ابزار جستجويي مانند Gopher و Archie بوده است، اما اينها در سال ۱۹۹۱ تحت الشعاع «وب جهان پهنا » قرار گرفتند كه به وسيلة CERN ، «آزمايشگاه فيزيك هسته اي اروپايي» ساخته شد. با آن كه وب جهان پهنا از ابتدا طوري بود كه مبادلة اطلاعات براي تازه واردان آن بسيار ساده باشد، بزرگترين جهش در وب در سال ۱۹۹۳ با عرضة نرم افزار موزائيك (Mosaic) كه نخستين

برنامة مرورگر وب گرافيكي بود به وجود آمد.برنامة موزائيك محصول تلاش دانشجويان و استادان بخش «مركز ملي كاربردهاي ابر كامپيوتر» در دانشگاه ايلينويز آمريكا بود. براي نخستين بار، موزائيك امكانات اشاره – و – تقه (كليك به وسيلة‌ موش) را فراهم كرد. كاربران مي‌توانستند صفحات وب (Webpages)، يا مجموعه اي از متن و گرافيك را كنار هم بگذارند تا هر كسي كه مي خواست آنها را بتواند روي اينترنت ببيند. وقتي با موس روي كلمه ها يا تصاوير خاصي كه، فرا پيوند (hyperilink) ناميده مي شد، تقه اي زده مي شد برنامة موزائيك به طور خودكار يك صفحة ديگر را باز مي

كرد(كه به كلمه يا تصوير خاص و تقه زده شده اختصاص داشت.) بهترين بخش اين سيستم آنجا بود كه فرا پيوندها مي توانستندبه صفحاتي روي همان كامپيوتر يا هر كامپيوتر ديگر اينترنت با خدمات وب اشاره كنند.صفحات جديد وب همه روزه ظاهر مي شدند و مفهوم «موج سواري» (surfing) روي وب متولد شد.

اواسط سال ۱۹۹۴ بيش از سه ميليون كامپيوتر به اينترنت وصل شده بود، و در آن هنگام اجراي عمليات آهسته نشده بود. صفحات وب كه حاوي همه چيز بودند- از اسنادرسمي دولتي يا داده هاي با ارزش تحقيقاتي گرفته تا تصاوير مدلهاي جديد البسه- در سراسر دنيا چند برابر شد. موزائيك و جانشينان آن، مانند Navigator محصول شركت «نت اسكيپ» اينترنت را از قلمرو علمي و فني به ميان مردم آوردند.

امروزه، فقط در آمريكا بيش از ۱۰ ميليون نفر از اينترنت بهره مي گيرند. طبق بررسيها، بيش از ۵۱ در صد از كاربران اينترنت از سال ۱۹۹۵ به بعد وارد اين محيط شده اند.
ميليونها انساني كه از خدمات روي خطي اينترنت بهره مي گيرند نيازي ندارند كه نكات فني اينترنت مانند TCP/IP را بفهمند. دسترسي به اينترنت زماني به معناي اين بود كه استفاده كننده بخشي از يك مؤسسة بزرگ مانند دانشگاه يا يك مركز پژوهشي است. امروزه، مؤسسات مختلفي «فراهم كنندة خدمات اينترنت » (ISP) هستند.

دست كم بعضي از مبالغه ها دربارة اينترنت تعديل شده است، رشد روز افزون آن و ساده تر شدن استفادة آن همچنان ادامه دارد. هر چه مردم بيشتري به اينترنت رجوع مي‌كنند تعداد شركتهاي نرم افزاري سازندة برنامه هاي اينترنت نيز بيشتر مي‌شود.باآن كه بعضي از عاشقان اينترنت، آن را نوعي سبك زندگي مي دانند در نظر بيشتر استفاده كنندگان منبع سرگرمي، اطلاعات، و ارتباطات است. پراستفاده ترين خصوصيت اينترنت پست الكترونيكي آن است كه يكي از ابزارهاي ارتباطي كار آمد به شمار آمده است. پيامها به سرعت از يك كامپيوتر به ديگري پرواز مي‌كنند و در آنجا منتظر مي مانند تا دريافت كننده وقت براي خواندن آنها پيدا كند. وب امكانات خوبي نيز براي كپي كردن نرم افزارهاي مجاز از لحاظ كپي فراهم مي‌كند.

اينترنت براي پشتيباني فني شركتهاي كامپيوتر نيز مفيد است. اين شركتها مي توانند نرم افزارهاي رايگان خود به ويژه دستگاه رانها را از اين طريق به مشتريان خود برسانند. همة نرم افزارهاي مورد نياز براي استفاده از اينترنت را تقريباً به رايگان مي توان از خود اينترنت دريافت كرد. فقط آنها كه اولين بار از اينترنت مي خواهند استفاده كنند به نرم‌افزار مخصوص نياز دارند.
در جامعة اطلاعاتي امروز اينترنت خبرهاي روزانة‌ خوبي دارد: آخرين اخبار جهان، اخبار هواشناسي، عكسهاي ماهواره اي، نتايج مسابقات ورزشي، و تفسير دربارة همه چيز. علاوه بر مسائل جدي، اينترنت سرگرمي را نيز فراهم مي‌كند. گفتگو هاي همزمان با افراد مختلف، بازي، جلوه هاي صوتي و … دهها ميليون صفحه در وب وجود دارد.

براي هر كسي چيزي دارد.
طراحان اولية اينترنت اصلاً چنين وضعي را پيش بيني نمي كرده اند، اما انعطاف پذيري يكي از برجسته ترين مشخصات اينترنت است. همه روزه اصطلاحات جديد، امكانات جديد، و نسخه هاي جديدي از نرم‌افزارهاي اينترنت به وجود مي آيد. امروزه مي توانيد به صداي زندة راديوها از روي اينترنت گوش بدهيد، قطعات كوچك و آهستة بعضي از برنامه هاي تلويزيوني راببينيد، و يا با ديگر كاربران اينترنت در سراسر جهان كنفرانس برقرار كنيد. يك زبان برنامه سازي جديد به نام جاوا

(java) آينده اي را نويد مي دهد كه در آن برنامه هاي كاربردي به طور خودكار از اينترنت وارد كامپيوتر استفاده كننده شوند و خودشان را بر اساس كامپيوتر ميزبان پيكربندي كنند، و اجرا شوند،‌ و وقتي كارشان تمام شد ناپديد شوند.
۱-۶- پهناي باند (bandwith) بزرگترين مانع سر راه پيشرفتهاي بيشتر اينترنت.

پهناي باند به ظرفيت شبكه براي پمپ كردن اطلاعات بين مكانهاي مختلف اشاره دارد. باآن كه سيستم فعلي براي پست الكترونيكي متون يا مقداري تصوير خوب است، براي ارسال قطعات ويدئويي امكانات اينترنت كم است. بهترين مودمهاي موجود در بازار با سرعت ۵۶ كيلو بيت در ثانيه كار مي‌كنند كه براي ارتباطات ويدئويي كند است.

به اينترنت امروزي لقب «ابر بزرگراه اطلاعاتي» داده اند،‌ اما اينترنت بيشتر به يك جادة خاكي مي ماند كه براي اولين اتومبيلها ساخته شد. حتي زماني كه استفاده از اتومبيل رو به گسترش مي نهاد باز هم بسياري از مردم سواراسب مي شدند. اما در نهايت، اتومبيلهاي يك نسل بعد روش سفر را در كشور ها به كلي دگرگون كردند. در واقع در آينده استفاده از روش هاي پهن باند(broad band) (بخصوص روش DSL كه نوعي روش پهن باند مي باشد، به دليل نصب و پيكربندي آسان، و هزينة پايين و سرعت مناسب) جايگزين روش هاي كُند قبلي خواهد شد.

شكل ۱-۳ : سير تكاملي ارتباطات ديجيتال

فصل دوم:
آشنايي با معماري اينترنت،
شبكه تلفن عمومي و مودم

مقدمه
رفتن به روي خط (online) دشوار نيست. به اين شرط كه يك اتصال اينترنت و نرم افزار لازم را داشته با شيد،‌كافي است كامپيوتر را روشن كنيد و با موس خود چند تقه (click) بزنيد.در عرض چند دقيقه، مي توانيدآخرين خبرها را بخوانيد، قيمت بسياري از وسايل و دستگاهها را ببينيد، يا از بسياري ديگر از امكانات اينترنت بهره بگيريد. همة‌اين كارها را فقط با نوك انگشت خود انجام مي دهيد، گاهي انگشت چپ خود را روي دكمه موس فشار مي دهيد.

اما اين سهولت نبايد شما را فريب بدهد و به اين باور برساند كه دنياي كامپيوتر و اينترنت ساده است . اينترنت و كامپيوتر با استفاده از مفاهيم و فن آوريهاي بسيار پيچيده اي ساخته شده اند. فهميدن روش كار اين مفاهيم و فن آوريها به شما امكان مي‌دهد كه بهتر بتوانيد از دنياي كامپيوتر و اينترنت بهره بگيريد.

فصل دوم: آشنايي با معماري اينترنت، شبكه تلفن عمومي و مودم
۲-۱-در خواست
اولين عمل پيچيده درگامهاي شما بر روي خط در خواست اطلاعات است. اجراي هر در خواست به نظر مي رسد كه كار ساده اي باشد. زيرا تنها كاري كه براي هر در خواست بايد انجام دهيد تقه زدن بر روي يك فرا پيوند (hyperlink ؛ فرا پيوند به يك نماد يا icon ، تصوير، يا متن در يك سند الكترونيكي اشاره دارد كه شما را از روي آن سند به يك سند ديگر مي برد)، وارد كردن يك مكان ياب منبع عمومي يا URL (يك نشاني اينترنت)، يا تقه زدن بر روي يك دكمه براي بررسي پيامها يا نامه هاي پست الكترونيكي (E-mail) است، مانند در زدن خانه ها است، منتهي، در خانه هايي را به صدا در مي آوريد كه حاوي اطلاعات است، درست؟

نه، غلط است. در اين سيستم ارتباطات جهاني كه حاوي بيش از ۵۰۰ ميليون صفحه از داده‌ها مي‎باشد كارها به اين سادگي انجام نمي گيرد. در عمل، هر در خواستي شامل موارد مختلفي است: مكان داده هاي مورد در خواست؛ مكان كامپيوتري كه در خواست را مي دهد؛ اطلاعاتي چون اسم كاربري يا كلمة عبور كه معين مي‌كند چه كسي در خواست داده است؛ اطلاعات

امنيتي براي اطمينان از درستي داده‌ها؛ و موارد ديگري كه اينترنت براي اطمينان از انتقال درست داده‌ها نياز دارد. از همين روي، درخواست از اينترنت مانند در زدن يك خانه نيست.هر در خواست با نرم افزار ارتباطاتي مستقر در كامپيوتر شما آغاز مي‌شود. اين نرم افزار مي تواند يكي از انواع نرم افزارهاي مرورگر وب (web browser)، پست الكترونيكي، گروه خبري (newsgroup ؛ برنامه اي كه به شما امكان مي دهد كه پيامهاي گروه خبري را ببينيد يا ارسال كنيد)، يا برنامه اي كه به شما امكان مي دهد با يك نقطة حضور يا Point Of Presence (POP ؛ يك نقطة دسترسي به اينترنت) ارتباط برقرار كنيد است.
وقتي روي يك فراپيوند تقه بزنيد يا يك URL وارد كنيد نرم افزار ارتباطاتي بلا فاصله در خواست شما را پردازش مي‌كند و آن را براي انتقال به POP آماده مي سازد. نرم افزار ارتباطاتي با استفاده از يك مجموعه قواعد استاندارد كه به استاندارد TCP/IP شهرت يافته است در خواست شما را به تكه هاي كوچكتر مي شكند. (TCP/IP استانداردي است كه انتقال داده‌ها برروي اينترنت را هدايت

مي‌كند). اين تكه ها به اطلاعات ديگري كه مربوط به مسير انتقال است وصل مي‌شوند تا مقصد خود را بدانند.به هر تركيب تكه هاي داده‌ها واطلاعات مسير، يك پاكت (packet) مي گويند. اندازة پاكتها متفاوت است اما معمولاً حاوي ۱۲۸ كيلو بايت از داده‌ها هستند.

سپس نرم افزار ارتباطي، اين پاكتها را به وسيلة اتصالي كه آنها را به POP مي فرستد انتقال مي دهد. اين وسيلة‌ اتصال مي تواند يك مودم يا كارت شبكه باشد. مودم كه از طريق يك ارتباط تلفني به POP وصل مي‌شود وسيله اي است كه پاكتهاي ديجيتال را به امواج (يا صداهاي) آنالوگ تبديل مي‌كند. پس از آن، اين صداهاي آنالوگ مي توانند از طريق شبكة تلفن انتقال پيدا كنند. اكثر كامپيوترهايي كه امروزه به فروش مي رسند حاوي يك مودم هستند.

مودم پاكتها را به يك فرمت آنالوگ تبديل مي كند، و سپس از طريق كابل تلفن به پريز تلفن انتقال مي دهد. پريز ديواري تلفن به كابل ديگري وصل است كه از خانه يا دفتر كار شما به خطوط تلفن محلي شركت مخابرات وصل است. در دفتر محلي شركت مخابرات، اين پاكتها دوباره به فرمت ديجيتال تبديل مي شوند و به سوي POP حركت مي كنند، كه به وسيلة يك مؤسسة فراهم كنندة خدمات اينترنت (ISP؛ شركتي كه دسترسي به اينترنت را براي مشتركين خود فراهم مي كند) نگهداري مي شود.

۲-۲- فراهم كنندة خدمات اينترنتISP) (
پاكتها وقتي به POP مي رسند در شكل ديجيتالي هستند و كامپيوتر هاي مركزي ISP آنها را در يافت مي كنند. سپس اين كامپيوترها پاكتها را پهلوي هم مي گذارند و براي اطمينان يافتن از انتقال داده هاي شما با نرم افزار ارتباطاتي شما ارتباط برقرار مي كنندو اگر نرم افزار شما خطايي را كشف كند، به طور خودكار مجدداً در خواست شما را به ISP ارسال مي كند. سپس، كامپيوترهاي مركزي ISP مشخص مي كنند كه در خواست شما به كجا بايد برود. اگر داده هاي در خواستي شما بر روي يك كامپيوتر خدمات دهندة (server ؛ كامپيوتري حاوي داده ها يا برنامه هاي كاربردي مختلف كه كامپيوتر هاي راه دور مي‎توانند به آنها دسترسي داشته باشند) محلي قرار داشته باشد داده هاي در خواستي به آن محل ارسال مي‎شود.

اگر داده هاي در خواستي بر روي كامپيوتر خدمات دهندة‌ محلي نباشد، در خواست به يك مسير ياب يا روتر(router ؛ كامپيوتري كه مسير جريان داده ها بر روي اينترنت را معين مي‌كند) ارسال مي‎شود. كار روتر تعيين محلي است كه در خواست شما بايد به آنجا برود. تعيين سريعترين مسير براي رسيدن درخواست شما به مقصد نيز يكي ديگر از وظايف روتر است. وقتي مسير انتقال معين شد، روتر با استفاده از مجموعه قواعد TCP/IP در خواست شمارا به تكه هاي داده اي كوچكتر تقسيم مي كند. اين تكه ها با اطلاعات مربوط به مسير تركيب مي شوند، و پاكتها در اينترنت به طرف مقصد خود انتقال مي يابند.
۲-۳ – ساختار اينترنت

 

شكل ۲-۱ : يك تصوير كلي از اينترنت

در اين قسمت سعي مي كنيم تصويري كلي از اينترنت بدست دهيم (شكل ۲-۱) را ببينيد. به دليل شباهتها و تداخل وظايف زيادي كه بين شركتهاي مخابرات و ISPها وجود دارد، امروزه اوضاع بسيار درهم و مغشوش است، و سختي مي‎توان گفت كي چكاره است- به همين دليل توضيحات ذيل ساده تر از آن چيزيست كه در واقعيت وجود دارد.

اينترنت پديده اي است كه وصل شدن كامپيوترهاي مختلف سراسر جهان به همديگر را ممكن ساخته است. و شامل انواع مختلفي از كامپيوترها، خطوط تلفن، ماهواره ها ، و وسايل ارتباطي است كه مبادلة اطلاعات جهاني را فراهم مي سازد. روتر ها يا مسير يابها، سيستم كامپيوتري ISP ، و خطوط تلفن محلي كه در بالا ذكر شد همگي بخشي از اينترنت هستند.

• شبكه هاي منطقه اي: وقتي پاكتها مسيرياب يا روتر ISP را ترك مي‌كنند، معمولاً بر روي يك شبكة منطقه اي حمل مي شوند. شبكة منطقه اي شامل خطوط مخابراتي است كه به وسيلة اداره كنندة شبكة محلي و منطقه اي نگهداري مي شود. اين اداره كنندگان ممكن است كارمندان ISP ها ، شركت مخابرات ، ياهر سازمان ديگر باشند.

اداره كنندة شبكة منطقه اي با اجاره دادن خطوط داده اي با سرعت كمتر از ۵۴۴/۱ مگابيت درثانيه به نواحي محلي و بر پا سازي POP هاي محلي خدمات مي دهد .يك شبكة منطقه اي با اتصال يافتن به يك back bone يا شايد به يك نقطة ميان – ارتباطي، اگر در ناحيه وجود داشته باشد، مي توان بخشي از اينترنت شود.
• بك بونها(back bone) : بك بونها سريعترين مسير براي داده هاي اينترنت هستند و معمولاً سرعت انتقال داده اي بيش از ۴۵ مگابيت در ثانيه را دارند. از همين روي، بك بونها اكثر ترافيك اينترنت راه دور راحمل ميكنند.

• نقطه هاي ميان – ارتباطي: نقطه هاي ميان – ارتباطي كه گاهي نقطه هاي مبادلة اينترنت ناميده مي شوند در اصل نقطه هايي هستند كه در آنها دو يا چند شبكه براي ارتباط و تبادل داده ها به وصل مي شوند.
۲-۴-مقصد و سفر بازگشت
پاكتها پس از سفر خود در اينترنت سرانجام به مقصد مي رسند، كه كامپيوتر خدمات دهنده اي است كه حاوي داده هاي در خواستي شماست. پاكتها پهلوي هم گذشته مي شوند و داده هاي در خواستي شما از پروتوكلي مناسب براي ارتباط با اين كامپيوتر خدمات دهنده بهره مي گيرد. به عنوان مثال، در خواست براي داده هاي وب از پروتوكل HTTP براي ارتباط با كامپيوتر خدمات دهندة وب استفاده مي كند. در خواست براي پست الكترونيكي از پروتوكل SMTP براي ارتباط با خدمات

دهندة امور پستي سود مي‎گيرد. وقتي خدمات دهندة مقصد پس از بررسي ISPيِ شما از انتقال درست داده ها مطمئن شد خود را براي ارائة داده هاي در خواستي شما و ارسال آن داده ها آماده مي‌كند.
نرم افزار ارتباطاتي اين خدمات دهنده، داده هايِ در خواستيِ شما را به تعدادي پاكت تبديل مي كند و آنها را به روتر تحويل مي دهد. روتر كوتاهترين مسير به كامپيوتر شما را تعيين مي كند و پاكتها از طريق اينترنت انتقال مي يابند. پاكتها از يك روتر به روتري ديگر مي روند تا به كامپيوتر شما برسند. وقتي پاكتها به كامپيوتر مركزي ISP شما برسندISP آنها را پهلوي هم مي گذارد تا داده

هاي شكسته شده دوباره به هم وصل شوند. سپس ، كامپيوتر ISP با كامپيوتري كه داده ها را فرستاده است ارتباط برقرار مي كند تا از درست بودن داده هاي ارسال شده مطمئن شود. سرانجام، داده ها دوباره به تعدادي پاكت تقسيم بندي و به كامپيوتر شما ارسال مي شوند.

پاكتها كامپيوتر مركزيِ ISP را در فرمت ديجيتال ترك مي كنند و از طريق سيستم تلفن محلي، كه در آنجا دوباره به فرمت آنالوگ تبديل مي شوند، به طرف خانه يا محل كار شما مي رسند. امواج آنالوگ از طريق سيم تلفن به مودم و كامپيوتر شما مي رسند. مودم اين امواج آنالوگ را به فرمت ديجيتال تبديل مي كند و پاكتهاي ديجيتال را به نرم افزار ارتباطاتي مي فرستد. نرم افزار ارتباطاتي شما با كامپيوتر مركزيِISP ارتباطي برقرار مي كند تا از درستي داده هاي دريافتي اطمينان پيدا كند. سرانجام ، پاكتها به هم مي چسبند و داده هاي درخواستي شما بر روي صفحه نمايش به صورت يك صفحة وب، يك نامة پست الكترونيكي، يك پيام گروه خبري، يا هر چه كه بناست باشد به نمايش در مي‌آيد.

۲-۵- يك چشم بر هم زدن
جالبترين مسئله دربارة اين عمليات آن است كه همة‌ اين كارها، بسته به سرعت ارتباط اينترنت شما،‌در يك يا دوبار چشم بر هم زدن روي مي دهند. هر بار كه روي يك فراپيوندكليك مي كنيد، يا يك URL وارد مي كنيد به زنجيره اي از كارها فرمان مي‌دهيد كه ممكن است كه در سراسر كره زمين بچرخد و معمولاً نتيجه را در كمتر از ۱۰ ثانيه ارائه دهد. در اكثر مواقع،‌ اين زنجيرة رويدادها مورد توجه قرار نمي گيرد، و البته كاربران، كاري با اين رويدادها ندارند. هر بار كه كليد يك لامپ را مي زنيد به فكر نحوة برق رساني فرو نمي رويد. و نيازي نيست كه هر بار كه روي خط مي رويد به فيزيك كارهايي كه در اينترنت روي مي دهد فكر كنيد. با همة اينها، اين كه با طرز كار اينترنت آشنا باشيد جالب است.

براي اينكه مطالبي كه در اين قسمت (در مورد انتقال اطلاعات) گفته شد، كاملتر شود لازم است در ادامة اين مبحث در مورد سيستم شبكه تلفن عمومي و كاركرد مودم نيز توضيحاتي داشته باشيم.
۲-۶- شبكة تلفن عمومي
اگر بخواهيم دو كامپيوتر را كه نزديك به هم و يا در يك ساختمان هستند، به يكديگر متصل كنيم، كار بسيار ساده است و فقط كافيست يك رشته كابل بين آنها بكشيم- اين همان شبكة محلي يا LAN است- اما اگر فاصلة كامپيوترها زياد باشد، كابل بايستي از املاك خصوصي يا شهري عبور داده شود، هزينة انجام كابل كشي معمولاً به مانعي بزرگ تبديل مي‎شود (البته اگر اين كار غيرقانوني نباشد، كه در اغلب كشورها هست). در نتيجه، طراحان شبكه به تأسيسات مخابراتي موجود روي مي آورند.

اين تأسيسات بويژه شبكة تلفن عمومي- (Public Switched Telephone Network) PSTN- سالها قبل و با هدفي ديگر طراحي شده اند: انتقال صداي انسان بگونه اي كمابيش قابل تشخيص. كارايي اين تجهيزات براي ارتباط كامپيوتر- كامپيوتر در بهترين حالت اغلب حاشيه‌اي است، اما با به بازارآمدن فيبر نوري و تكنولوژيهاي ديجيتال (مانند ADSL) اين وضعيت بسرعت درحال تغيير است. درهرحال، سيستم تلفن عمومي چنان با شبكه‌هاي (گستردة) كامپيوتري عجين است، كه جادارد وقت بيشتري به بررسي‌آن اختصاص دهيم.
براي بهتر شكافتن صورت مسئله، اجازه دهيد مقايسه اي كلي (ولي روشن كننده) بين ارتباط دو كامپيوتر از طريق خطوط ADSL و از طريق خطوط تلفن داشته باشيم. تفاوت اين دو مانند تفاوت سرعت يك مرغابي كه سلانه سلانه در علفزار راه مي رود، با موشكي است كه به طرف ماه پرواز مي‌كند. اگر به جاي خط تلفن از اتصال ADSL استفاده كنيم، تفاوت سرعت به ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰ برابر خواهد رسيد.

۲-۶-۱- ساختار سيستم تلفن
بلافاصله بعد از آن كه آلكساندر گراهام بل در سال ۱۸۷۶ (و درست چند ساعت زودتر از رقيبش، اليشاگري) اختراع خود را به ثبت رساند، سيل تقاضا براي آن سرازير شد.

شكل ۲-۲ : (a) شبكه اي با اتصالات داخلي كامل (b) سوئيچ مركزي (c) سلسله مراتب دو سطحي

تلفنهاي اوليه به صورت جفتي كار مي كردند، و مشتريان مجبور بودند بين خودشان يك رشته سيم بكشند (مسير برگشت الكترونها از زمين بود). خيلي زود معلوم شد كه مدل اتصال هرتلفن به تمام تلفنهاي ديگرمدلي عملي نيست. شكل ۲-۲ (الف) خوشبختانه بل خيلي زود متوجه اين مشكل شد، و با تأسيس شركتي به نام شركت تلفن بل، اولين مركز سوئيچينگ را در سال ۱۸۷۸ (در نيوهيون، كانتيكات) راه اندازي كرد. اين شركت يك رشته كابل به خانه يا دفتر هر مشتري مي كشيد. اين مدل را در شكل ۲-۲ (ب) ملاحظه مي‎كنيد. بزودي در هر شهر و دهكده اي

مراكزسوئيچينگ بل داير شد، و بل مجبور شد براي برقراري تماسهاي راه دور اين مراكز را نيز به يكديگر متصل كند. اما در اينجا هم همان مشكل قبلي خود را نشان داد: ارتباط مستقيم هر مركز سوئيچينگ با تمام مراكز ديگر غيرممكن بود، بنابراين مراكز سوئيچينگ سطح- دوم اختراع شد. پس از مدتي كوتاه تعداد مراكز سطح- دوم نيز به شدت افزايش يافت- شكل ۲-۲ (ج) را ببينيد. بعدها اين سلسله مراتب تا پنج سطح بالا رفت. تا سال ۱۸۹۰ اين سيستم تلفن سه بخش عمده

داشت: مراكز سوئيچينگ، سيمهايي كه بين مراكز سوئيچينگ و مشتركان كشيده مي شد (اين سيمها ديگر سيمهاي لخت با برگشت زمين نبود، بلكه تبديل به سيمهاي زوج تابيدة عايق دار شده بود)، و اتصالات راه دور بين مراكز سوئيچينگ. با آن كه پيشرفتهايي در هر يك از اين سه بخش صورت گرفته، اما مدل اولية بل در ۱۰۰ سال گذشته تقريباً بدون تغيير باقي مانده است. تا قبل از دو پاره شدن AT&T در سال ۱۹۸۴، سيستم تلفن سيستمي با سلسله مراتب چند سطحي (و با پراكندگي زياد) بود. در بحث زير اين ساختار تا حد زيادي ساده شده، ولي عصارة اصلي آن همچنان حفظ شده است. هر تلفن با دو رشته سيم مسي به نزديكترين ايستگاه پاياني end office) يا

local central office وصل مي‎شود. فاصلة اين دو معمولاً بين ۱ تا ۱۰ كيلومتر است (و در شهرها كمتر از مناطق روستائيست). فقط در ايالات متحدة آمريكا نزديك به ۲۲۰۰۰ ايستگاه پاياني وجود دارد. به اتصال دو- سيمة بين ايستگاه پاياني و مشترك تلفن اصطلاحاً مدار پاياني (local loop) گفته مي‎شود. اگر مدارهاي پاياني موجود در سراسر دنيا را بدنبال هم رديف كنند، مي‎تواند هزار بار فاصلة زمين تا ماه را بپيمايد.

وقتي يك مشترك به مشترك ديگري كه به همان ايستگاه پاياني وصل است تلفن مي زند، دستگاههاي سوئيچينگ بين اين دو مدار پاياني يك ارتباط الكتريكي مستقيم برقرار مي‌كنند- اين ارتباط مستقيم در تمام طول تماس برقرار مي ماند.
اما اگر مشترك موردنظر متعلق به ايستگاه پاياني ديگري باشد، روش كار فرق مي‌كند. هر ايستگاه پاياني داراي چند خط ارتباطي با يك يا چند مركز سوئيچينگ، كه اصطلاحاً ايستگاه بين شهري (toll office) ناميده مي شوند، است- اگر اين ايستگاه ها در يك منطقه باشند، به آنها ايستگاه شريك (tandem office) نيز گفته مي‎شود- اين خطوط ارتباطي را ترانك هاي مرتبط كنندة بين شهري (toll connecting trunks) مي‎نامند. اگر ايستگاه هاي پاياني تلفن كننده و تلفن شونده به يك ترانك وصل باشند (كه در صورت نزديكي آنها بسيار محتمل است)، امكان دارد ارتباط در همان ايستگاه بين شهري برقرار شود. در شكل ۲-۲ (ج) يك شبكة تلفن ساده را مي بينيد، كه در آن تلفنها با نقاط سياه كوچك، ايستگاههاي پاياني با نقاط سياه بزرگ، و ايستگاه هاي بين شهري با مربع نشان داده شده اند.

اگر تلفن كننده و تلفن شونده داراي ايستگاه بين شهري مشترك نباشند، مسير ارتباطي بايستي در سطح بالاتري برقرار شود. ايستگاه هاي بين شهري از طريق ايستگاه هاي اوليه (primary office)، ناحيه اي (sectional office) و منطقه اي (regional office) به هم متصل مي‎شوند. اتصال اين ايستگاه ها از طريق ترانك بين شهري (intertoll trunk يا (interoffice trunk برقرار مي‎شود. نوع مراكز سوئيچينگ و توپولوژي آنها از كشوري به كشور ديگر فرق مي‌كند، و به تراكم تلفن در آن كشور بستگي دارد. در شكل ۲-۳ نحوة هدايت يك تماس راه دور را ملاحظه مي‎كنيد.

شكل ۲-۳ : مدار هدايت يك تماس راه دور
در گذشته انتقال سيگنالهاي تلفن بصورت آنالوگ بود: ابتدا صدا به ولتاژ الكتريكي تبديل شده، و سپس همين سيگنال روي خط تلفن ارسال مي شد. با اختراع فيبر نوري، الكترونيك ديجيتال و كامپيوتر، امروزه ديگر تمام ترانك ها و سوئيچها ديجيتال هستند، و تنها قسمتي كه هنوز از تكنولوژي آنالوگ استفاده مي كند، همان مدار پاياني است. مزيت انتقال ديجيتال در اينست كه ديگر مشكل اعوجاج سيگنال در تقويت كننده هاي مختلف وجود ندارد، و فقط كافيست بتوانيم ۰ را از ۱ تشخيص دهيم. انتقال ديجيتال مطمئنتر، ارزانتر، و نگهداري آن ساده تر است و اين يعني آنچه كه در خطوط ADSL اتفاق مي‌افتد.

بطور خلاصه، سيستم تلفن از سه قسمت عمده تشكيل شده است:
۱- مدارهاي پاياني (زوجهاي تابيدة آنالوگ – عموماً cat3 – كه به خانه ها و دفاتر كشيده مي‎شوند)
۲- ترانك ها (فيبرهاي نوري ديجيتال كه مراكز سوئيچينگ را به يكديگر متصل مي‌كنند)
۳- مراكز سوئيچينگ (مراكزي كه تماسهاي تلفني را از يك خط اصلي به خط ديگر هدايت مي‌كنند)
۲-۶-۲- مدارهاي پاياني: مودم، ADSL
اكنون زمان آن است كه تا به بررسي نحوة كار سيستم تلفن بپردازيم. بخشهاي اصلي اين سيستم در شكل ۲-۴ نشان داده شده است. در اين شكل مدارهاي پاياني، ترانك ها، ايستگاه هاي بين شهري و ايستگاههاي پاياني را مي بينيد.

اجازه دهيد با بخشي كه بيشتر مردم با آن آشنايند، شروع كنيم: دو رشته سيمي كه از ايستگاه پاياني شركت تلفن به محل مشترك (خانه يا محل كار) كشيده مي‎شود. به اين دو رشته سيم اغلب «كيلومتر آخر» گفته مي شود، اگرچه طول آن ممكنست به چندين كيلومتر هم برسد. در طول يكصد سال گذشته در اين بخش از سيگنالهاي آنالوگ استفاده شده است، و (بدليل هزينة زياد تجهيزات ديجيتال) احتمالاً در چند سال آينده نيز وضع بهمين منوال خواهد بود. با اين حال، در اين آخرين سنگر آنالوگ نيز تغييرات شروع شده است. در اين قسمت از ميان مدارهاي پاياني مودم و در فصل چهارم ADSL و آخرين تحولات آنرا (با تأكيد بر مخابرات داده بين كامپيوترها) بتفصيل بررسي خواهيم كرد.

شكل ۲-۴ : تركيبي از انتقال ديجيتال و آنالوگ براي تماس كامپيوتر با كامپيوتر. تبديل سيگنال بوسيلة مودمها و كودكها انجام مي‎شود.
وقتي يك كامپيوتر مي‌خواهد داده هاي ديجيتال را روي يك خط تلفن آنالوگ ارسال كند، ابتدا بايد آنها را به سيگنالهاي آنالوگ تبديل كند- كاري كه با دستگاهي به نام مودم (modem) انجام مي‎شود. در ايستگاه پاياني اين اطلاعات مجدداً به سيگنالهاي ديجيتال تبديل شده، و براي ارسال روي ترانك راه دور (trunk) آماده مي‎شود.اگر مقصد اطلاعات يك كامپيوتر باشد، سيگنال مجدداً بهتبديل مي‎شود تا بتوان آنرا روي مدار پاياني آن ارسال كرد؛ و در مقصد يك مودم ديگر اطلاعات را از آنالوگ به ديجيتال تبديل مي‌كند. در شكل ۲-۴، ISP 1 (ارائه دهندة سرويسهاي اينترنتي) يك بانك مودم دارد، كه هر كدام از آنها به يك خط تلفن (مدار پاياني) مستقل متصلند. اين ISP مي‎تواند در آن واحد به تعداد مودمهاي خود به افراد مختلف سرويس بدهد (البته با اين فرض كه كامپيوترهايش به اندازة كافي قوي باشند). اين آرايش تا وقتي كه مودمهاي ۵۶-kbps وارد بازار شدند، آرايش

متداولي بود.در مخابرات آنالوگ براي انتقال اطلاعات از ولتاژي كه با زمان تغيير مي كند، استفاده مي‎شود. اگر رسانة انتقال كامل و بدون نقص باشد، گيرنده دقيقاً همان سيگنالي را دريافت خواهد كرد كه فرستنده ارسال كرده است. اما متأسفانه چنين نيست، و گيرنده همان سيگنال ارسالي را دريافت نمي كند- و در مخابرات ديجيتال اين يعني خطا.
انتقال سيگنالهاي الكتريكي روي خطوط انتقال با سه مشكل عمده روبروست: تضعيف سيگنال، اعوجاج تأخيري، و نويز. وقتي يك سيگنال در رسانه انتقال منتشر مي شود، انرژي خود را از دست مي‎دهد كه به آن تضعيف (attenuation) مي گويند، و بر حسب دسي بل بر كيلومتر اندازه گيري مي‎شود. ميزان تضعيف يك سيگنال به فركانس آن بستگي دارد. شايد فكر كنيد كه اين وابستگي به فركانس اشكال زيادي ايجاد نمي كند، ولي وقتي يك موج را به صورت مجموعه اي از مولفه هاي فوريه در نظر بگيريد، تأثير وابستگي به فركانس خود را نشان خواهد داد. در واقع هر يك از مولفه

فوريه بگونه‌اي متفاوت تضعيف مي شوند، و تركيب مجدد آنها در گيرنده موج كاملاً متفاوتي ايجاد مي‌كند.
اما وضع از اين هم بدتر است، چون مولفه هاي فوريه با سرعتهاي متفاوتي در رسانة انتقال (سيم) منتشر مي‎شوند. اين تفاوت سرعتها باعث اعوجاج تاخيري (delay distortion) سيگنال در گيرنده مي‎شود.
مشكل ديگر نويز (noise)- انرژي ناخواسته از منابعي غير از فرستنده- است.
• مودم و مدولاسيون

بدليل مشكلاتي كه در بالا گفته شد (بويژه وابستگي تضعيف سيگنال و سرعت انتشار آن به فركانس)، سعي مي‎شود از سيگنالهايي با محدودة فركانسي پائين استفاده شود. متأسفانه، شكل موج مربعي سيگنالهاي ديجيتال داراي طيف فركانسي وسيعي است، و به شدت در معرض تضعيف و اعوجاج تأخيري قرار دارد. اين تاثيرات باعث شده تا سيگنالهاي بيس باند (DC) فقط براي سرعتهاي پائين و مسافتهاي كوتاه مناسب باشد.
براي حل مشكل سيگنالهاي DC بويژه در خطوط تلفن، از سيگنال AC استفاده مي‎شود. در اين جا يك تون ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰ هرتزي بعنوان موج حامل سينوسي (sine wave carrier) بكار برده مي‎شود. براي انتقال اطلاعات مي‎توان دامنه، فركانس يا فاز اين موج حامل را مدوله كرد.
دستگاهي كه جريان بيت ها را بعنوان ورودي گرفته، و با ايجاد يك موج حامل و اعمال يكي از انواع مدولاسيون (يا تركيبي از آنها) يك خروجي آنالوگ توليد مي‌كند (و يا برعكس، با گرفتن موج آنالوگ اطلاعات ديجيتال را از آن استخراج مي‌كند)، مودم (modulator- demodulator) ناميده مي‎ش

ود. مودم بين كامپيوتر (ديجيتال) و سيستم تلفن (آنالوگ) قرار مي‎گيرد.
بالا بردن سرعت بسادگي وفقط با زياد كردن نرخ نمونه برداري (sampling rate) ممكن نيست، قضية نايكوئيست مي‌گويد كه براي يك خط كامل ۳۰۰۰ Hz (كه خطوط تلفن مسلماً چنين نيستند)، حداكثر نرخ نمونه برداري ۶۰۰۰ Hz است. در عمل، اكثر مودمها با نرخ ۲۴۰۰ times/sec نمونه برداري مي كنند، ولي سعي مي‌كنند در هر نمونه برداري بيت هاي بيشتر را بخوانند.
به تعداد نمونه ها در ثانيه باد (baud) گفته مي‎شود و در هر باد يك سمبل (symbol) فرستاده مي‎شود.
نرخ بيت (bit rate) مقدار اطلاعاتيست كه روي يك كانال فرستاده مي شود، و برابر است با نرخ سمبل (symbol/sec) * تعداد بيت در هر سمبل (bits/ symbol).
تمام مودمهاي پيشرفته براي ارسال بيشترين بيتهاي ممكن در هر باد، از مدولاسيون هاي تركيبي (چند دامنه اي و چند فازي) استفاده مي‌كنند.
در شكل ۲-۵ (الف) مدولاسيوني را مي بينيد، كه در آن از چهار دامنه و چهار فاز مختلف استفاده شده و (مدولاسيون دامنة چهارگانه- Quadrature Amplitude Modulation) گفته مي‎شود (گاهي نيز QAM-16 خوانده مي‎شود). با مدولاسيون QAM-16 مي‎توان روي يك خط ۲۴۰۰-baud تا سرعت ۹۶۰۰ bps داده ارسال كرد.

 

شكل ۲-۵ : (a) مدولاسيون QPSK. (b) مدولاسيون QAM-16. (c) مدولاسيون QAM-64
درشكل ۲-۵ (ب) مدولاسيون ديگري را مي بينيد كه شامل دامنه هاي بيشتري است. در اين طرح ۶۴ تركيب ممكنه وجود دارد، كه بدين ترتيب مي‎توان به ازاي هر سمبل ۶ بيت را ارسال كرد. اين مدولاسيون QAM-64 نام دارد (از مدولاسيون QAM با مراتب بالاتر نيز استفاده مي‎شود).
دياگرامهايي مانند شكل ۲-۵ كه تركيبات ممكنة دامنه و فاز را نشان مي دهند، به دياگرام فلكي (constellation diagram) معروفند.

شكل ۲-۶ : (a) استاندارد V.32 براي ۹۶۰۰bps (b) استاندارد V.32 bis براي ۱۴,۴۰۰ bps
با بالا رفتن تعداد نقاط در دياگرام فلكي حتي نويزهاي كوچك نيز مي‎توانند باعث بروز خطا در

 

آشكارسازي دامنه يا فاز سيگنال شوند، كه بدنبال آن بيتهاي زيادي از دست مي رود. براي كاهش احتمال خطا، در مودمهاي سرعت- بالا با اضافه كردن بيت هاي اضافي نوعي تصحيح خطا (error correction) انجام مي‎شود. به اين روش TCM (مدولاسيون كدگذاري تار و پودي- Trellis Coded Modulation) مي گويند. براي مثال،‌ استاندارد V.32 از ۳۲ نقطة فلكي براي ارسال ۴ بيت داده و يك بيت برابري (parity) در هر سمبل استفاده كرده، و با نرخ ۲۴۰۰-baud به سرعت ۹۶۰۰ bps (با تصحيح خطا) دست مي يابد. دياگرام فلكي اين استاندارد را در شكل ۲-۶ (الف) مشاهده مي‎كنيد.

فصل سوم
راههاي مختلف ارتباط با اينترنت

مقدمه
وقتي مي بينيد كه همسايه يا همكارتان با تفاخر دربارة ارتباط باند پهن (broad band) اينترنت صحبت مي‎كند. احساس مي‎كنيد زمان تغيير روش دستيابي اينترنت فرارسيده است. با آن كه هنوز قيمت ارتباط باند پهن بالاست و تجهيزات استفاده از آن هنوز در بسياري از نقاط نصب نشده است بعضي از كاربران به استفاده از آن روي آورده اند.
با آن كه در دنياي اينترنت سريعتر به معني بهتر است، يك ارتباط باند پهن سريع لزوماً بهترين گزينه براي همة كاربران نيست. پس، پيش از آن كه روش ارتباط را انتخاب كنيد بهتر است اطلاعاتي دربارة طرز كار آنها به دست آوريد.

فصل سوم: روش هاي مختلف ارتباط با اينترنت
۲-۱- ارتباط تلفني (dail- up) :
با آن كه فناوريهاي باند پهن ارزانتر از گذشته شده اند هنوز ارتباط شماره گيري تلفني (dial- up) پرطرفدارترين روش ارتباط اينترنت است. براي دستيابي تلفني، به يك كامپيوتر، يك مودم شماره گير،‌ يك خط تلفن، و يك ISP نياز داريد. وقتي اين وسايل را فراهم كرديد، كامپيوتر شما مي‎تواند به مودم خود دستور بدهد كه شمارة تلفن كامپيوتر ISP را بگيرد، كه پس از شماره گيري و برقراري ارتباط، به اينترنت وصل خواهيد شد.

همه پي سي ها مي‎توانند مودمها را در خود جاي بدهند، اما در بازار انواعي از مودمها را خواهيد يافت كه از لحاظ اندازه، سرعت، و قيمت با هم تفاوت دارند. اكثر كساني كه از ارتباط تلفني بهره مي گيرند از مودمهاي اينترنال (يا دروني) استفاده مي‌كنند كه در يك شكاف خالي PCI بر روي تخته مدار مادر (mother bord) نصب مي‎شوند. با وجود اين مي توانيد مودمهاي اكسترنال (يا بيروني) را نيز به كار بگيريد كه بيرون از كامپيوتر جاي مي گيرند و از طريق يك كابل به كامپيوتر وصل مي‎شوند. براي كامپيوترهاي دفترچه اي نيز مي‎توان از مودمهاي PC card استفاده كرد.

به همه اينها مودمهاي سخت افزاري گفته مي‎شود. مودمهايي در بازار نيز وجود دارند كه به نرم افزار كامپيوتر اتكاي زيادي دارند و به وين مودم (winModem) مشهورند. وين مودمها شبيه به مودمهاي سخت افزاري هستند اما براي اجراي وظايف شبكه به ويندوز وابسته اند. مودمهاي مبتني بر نرم افزار معمولاً كارآمدي مودمهاي سخت افزاري را ندارند زيرا تكاليف خود را با بكارگيري ساير قطعات كامپيوتر انجام مي دهند، در نتيجه، منابع مهم سيستمي كه مي‎تواند براي تكاليف ديگر به كار رود مصرف مي‎شود.

بسياري از مودمهاي تلفني امروزي سرعتهاي ۵۶ كيلوبيت در ثانيه را تبليغ مي كنند، اما حداكثر سرعت ارتباطي كه مي توانيد در شرايط عالي به دست آوريد معمولاً ۵۳ كيلو بيت در ثانيه است. سرعت ارتباط واقعي به شرايط خطوط تلفن منزل نيز كاملاً وابسته است، به احتمال زياد سرعتهايي نزديك ۵۳ كيلوبيت در ثانيه را نخواهيد ديد.
با بالاترين سرعتهاي ارتباط تلفني، بايد مرور وب نسبتاً راحتي را تجربه كنيد كه براي بار كردن كل صفحات به چند لحظه اي نياز دارد. با وجود اين، بار شدن صفحات با گرافيك سنگين ممكن است به چند دقيقه اي وقت نياز داشته باشد. اگر بخواهيد فايلهاي بزرگ، مانند فايلهاي MP3 يا نرم افزاري را دريافت كنيد، با سرعت دريافت ۶٫۶ كيلوبيت در ثانيه در يك ارتباط عالي،‌ دريافت يك فايل ۳

مگابايتي مي‎تواند ۱۰ دقيقه يا بيشتر طول بكشد. سرعتهاي ارسال (upload) به مراتب كمتر است، اكثر مودمها حداكثر سرعت ارسال ۳۳ كيلوبيت در ثانيه را ممكن مي سازند. حتي وقتي با يك سرعت ارتباطي خوب وصل باشيد، تضميني وجود ندارد كه آن سرعت، در سرتاسر جلسة اينترنتي شما حفظ شود، زيرا نوسانات در عمليات انتقال داده اي مي‎تواند سرعت كلي ارتباط را آهسته كند يا حتي ارتباط اينترنت شما را قطع كند.

 

نظر به اين كه استفاده از ارتباط تلفني به يك خط تلفن نياز دارد، لازم است يك ISP پيدا كنيد كه دست كم يك شمارة تلفن محلي (يا بيشتر، بهتر) داشته باشد.
۳-۲- DSL : همان خط تلفن، سرعت بيشتر
تا چندي پيش، خدمات DSL در كشور ما وجود نداشت و اگر بود قيمت آن فراتر از توان بسياري از كاربران بود. اما امروزه بعضي از شركتها خدمات DSL را در برخي از مناطق با قيمتي نسبتاً منطقي فراهم ساخته اند. DSL كه به عنوان ارتباط اينترنت باند پهن در نظر گرفته مي‎شود سرعتهايي بسيار بالاتر از ارتباط تلفني فراهم مي سازد، ضمن آن كه مشكلات ارتباط تلفني، مانند ارتباط لرزان و تداخل با استفاده صوتي را هم ندارد.
DSL همچون ارتباط تلفني به يك مودم براي ارتباط با اينترنت نياز دارد، اما مودم DSL تقريباً هميشه يك جعبة اكسترنال (بيروني) است كه به يك كارت شبكه نصب شده در داخل كامپيوتر از طريق يك كابل و جك Ethernet وصل مي‎شود.

يك شباهت ديگر بين دستيابي تلفني و دستيابي DSL آن است كه هر دو از خطوط تلفن براي نقل و انتقال داده ها بهره مي گيرند. اما DSL از اين خطوط به همان شيوه اي كه مودم تلفني استفاده مي‌كند بهره نمي گيرد. DSL به جاي ارسال داده ها در شكل آنالوگ، از يك فرمت ديجيتال براي ارسال اطلاعات بيشتر از طريق خط تلفن استفاده مي كند، و همة اين كارها را بدون ايجاد تداخل با انتقال هاي صوتي انجام مي‎دهد

(البته فقط زماني كه يك فيلتر بين مودم DSL و جك تلفن نصب كنيد).
وقتي قرارداد ارتباط DSL را با يك ISP ببنديد، شركت فراهم كنندة DSL معمولاً مودم DSL را يا به شما مي فروشد يا اجاره مي‎دهد. چون برخلاف ارتباطات تلفني كه با اكثر مدلهاي مودمهاي آنالوگ سازگار است، ارتباطات DSL فراهم شده از سوي هر شركت به مدلهاي مودم مخصوص نياز دارند.
علاوه بر مودم، چند فيلتر نيز به شما ارئه مي‎شود تا به هر يك از پريزهاي خانة خود نصب كنيد. فراهم كنندة DSL معمولاً دستورالعمل هاي نصب مودم و پيكربندي كامپيوتر را به شما مي‎دهد. اگر نخواهيد كه خودتان تجهيزات DSL را نصب كنيد، ISPها معمولاً با گرفتن هزينة اضافي، نصاب خود را به منزل شما مي فرستند.

اين كه آيا بتوانيد DSL را در خانه يا آپارتمان خود دريافت كنيد به چند عامل بستگي دارد.
اول اينكه لازم است يك فراهم كننده محلي (يك ISP محلي) پيدا كنيد كه خدمات DSL ارائه مي‌كند. دوم اين كه فاصلة خانة شما با نزديكترين دفتر ارتباطاتي ISP نبايد بيشتر از مقداري معين باشد. كيفيت ارتباطات DSL برخلاف ارتباط تلفني، هر چه از دفتر مخابرات دورتر باشد كاهش مي يابد. اكثر فراهم كنندگان DSL به ساختمانهايي كه بيش از ۵ كيلومتر با دفتر مركزي مخابرات فاصله داشته خدمات نمي دهند. به هر روي، هر چه خانة شما به دفتر مركزي نزديكتر باشد ارتباط بهتري خواهيد داشت.
اكثر شركتهاي فراهم كنندة DSL از فناوري ADSL بهره مي گيرند. ADSL فركانسهاي داده اي را به طريقي تقسيم مي‌كند كه اطلاعاتي كه وارد كامپيوتر شما مي‎شود پهناي باند (band with) بيشتري نسبت به اطلاعاتي كه از آن خارج مي‎شود داشته باشد.

به اين ترتيب، يك حساب DSL نمونه امكان ورود داده ها با سرعت ۷۶۸ كيلو بيت در ثانيه و خروج داده ها با سرعت ۱۲۸ كيلوبيت در ثانيه را فراهم مي سازد. و حتي وقتي سرعت ورود داده ها بسيار بيشتر باشد (مثلاً ۵/۱ مگابيت در ثانيه) باز هم سرعت خروج داده ها در همان محدودة ۱۲۸ كيلوبيت در ثانيه باقي مي ماند. اين وضعيت معمولاً براي اكثر كاربران مسئله اي به پا نمي كند چون آنها وقت بسيار بيشتري را صرف دريافت داده ها مي‌كنند تا ارسال فايل.
با وجود اين، سرعت واقعي ارتباط شما به طور نمونه كمتر از سرعتي است كه تبليغ مي‎شود، ولي اين سرعت نزديك به سرعت تبليغ شده است كه اگربه يك ارتباط سريع و پايدار در همة اوقات نياز داريد بسيار عالي است.

فراهم كننده هاي DSL معمولاً خدمات خود را در بسته هاي سرعتي متفاوت، از ۱۲۸ كيلوبيت در ثانيه براي ورود داده اي ۱۲۸ كيلو بيت در ثانيه براي خروج داده اي تا ۵/۱ مگابيت در ثانيه براي ورود داده اي ۱۲۸ كيلوبيت در ثانيه براي خروج داده اي ارائه مي‌كنند. به طور متوسط، هزينة خدمات ADSL در ايران، حدود ۴۰ هزار تومان مي‎باشد كه البته در اين مورد، در فصل ۴، بيشتر صحبت خواهيم كرد.

۳-۳- كدام بهتر است؟
تصميم گيري در مورد انتخاب روش ارتباط دشوار نيست. پيش از تصميم گيري چند پرسش از خود بپرسيد. چند ساعت در ماه از اينترنت استفاده مي‎كنيد؟ بودجة ماهيانه اي كه مي توانيد اختصاص دهيد چقدر است؟ چند نفر ديگر در خانه از ارتباط اينترنت بهره مي گيرند؟ آيا به يك ارتباط سريع نياز داريد؟
اگر هفته اي يك ساعت يا كمتر با اينترنت كار مي‎كنيد، هيچ دليلي براي تحمل مخارج اينترنت پهن باند نداريد. اگر بودجة شما محدود است ارتباط تلفني بهترين انتخاب است.
اگر در منطقة شما ارتباط DSL ارائه نمي‎شود راهي به جز ارتباط تلفني نداريد (مگر اينكه بتوانيد از دستيابي ماهواره يا بي سيم بهره بگيريد؛ (بخش «روشهاي ديگر» را ببينيد).

۳-۴- روش هاي ديگر
اگر در جايي زندگي مي‎كنيد كه دسترسي به DSL، و حتي يك ارتباط تلفني فراهم نيست، گزينه هاي ديگري نيز وجود دارد.

يك راه حل، استفاده از دستيابي اينترنت ماهواره اي است، كه در آن لازم است يك ديش ماهواره در خانة خود نصب كنيد تا بتوانيد سيگنالهاي اينترنتي را دريافت كنيد كه از ماهواره پخش مي‎شود. فراهم كنندگان ارتباط ماهواره اي معمولاً يا خدمات يك طرفه را ارائه مي دهند كه ورود داده ها از طرف ماهواره را فراهم مي سازد، يا خدمات دو طرفه را ارائه مي دهند كه هم ورود داده ها و هم خروج داده ها (دريافت و ارسال) را فراهم مي سازد علاوه بر مبلغ اشتراك (كه در آمريكا حدود ۵۰ تا ۱۰۰ دلار در ماه است) لازم است چند صد هزار تومان، بسته به نوع سخت افزار و روش ارتباط، نيز بابت خريد سخت افزار لازم خرج كنيد. متأسفانه اكثر كاربران ماهواره نمي توانند از سرعتهاي حداكثر تبليغي به دليل تداخل ها و غيره بهره بگيرند.

گزينة ديگري كه در مناطقي محدود فراهم است خدمات اينترنت بي سيم است، كه بسيار شبيه به يك شبكة بي سيم خانگي (WLAN) كار مي‌كند. يك شركت فراهم كنندة بي سيم يك آنتن در خانة شما نصب خواهد كرد كه با دستگاه نقطة دسترسي (accesspoint) فراهم كننده ارتباط برقرار مي‌كند. همچون ارتباطات ماهواره اي، لازم است مبلغي ماهيانه بابت اشتراك و مبلغي براي تجهيزات موردنياز بپردازيد. اين آنتن ها گاهي چند صدهزار تومان هزينه به پا مي‌كنند.

اينترنت بي سيم به طور معمول از فناوري مشابهي كه در شبكه هاي خانگي (مانند پروتكل

۸۰۲٫۱۱ b) يافت مي‎شود بهره مي گيرند، و همچون DSL، كيفيت خدمات اينترنت بي سيم به فاصلة خانة شما با نزديكترين دستگاه نقطة دسترسي فراهم كننده بستگي دارد.

فصل چهارم:

مقدمه
اصطلاح «باند عريض» يا broad band اغلب براي توصيف ارتباطات اينترنت بسيار سريع به كار برده مي‎شود، منظور از «بسيار سريع» نيز ارتباطاتي است كه سريعتر از مودم ۵۶ كيلو بيت در ثانيه عمل كند. چهار نوع ارتباطات broad band در دنيا براي كاربران خانگي فراهم است: كابل، ماهواره، بي سيم و DSL . رشد DSL به دليل نصب و پيكربندي آسان، و هزينة پايين سريعتر است.

ارتباط DSL معمولاً به پيكربندي هاي پيچيده يا نيازهاي سخت افزاري سنگين نياز ندارند. ارتباط معمولي آن براي خانه ها و ادارات از طريق خط تلفن انجام مي‎گيرد. در صفحات آينده به طرز كار DSL نگاه خواهيم انداخت و يك پيكربندي نمونه را شرح خواهيم داد. همچنين آنچه را DSLفراهم مي‌كند خواهيم گفت.

فصل چهارم: ADSL
4-1- چرا DSL ؟
اگر تا به حال فقط با يك مودم آنالوگ با اينترنت ارتباط برقرار كرده باشيد،‌ به خوبي از مشكل انتظار براي دريافت صفحات وب آگاه هستيد. در دنيا چند راه براي ارتقا وجود دارد:
DSL، مودمهاي كابلي، خطوط اختصاصي، ISDN , T1 . پيش از آنكه امكانات DSLرا برشماريم، به اختصار آن را با گزينه هاي ديگر مقايسه مي كنيم. مودمهاي كابلي كه از كابل تلويزيون بهره مي گيرند و در بعضي از كشورها ارائه مي‎شود سرعتهاي دريافت تا ۵/۱ مگابيت در ثانيه و سرعتهاي ارسال تا ۳۰۰ كيلوبيت در ثانيه را فراهم مي سازند.

 ISDN يك سرويس آهسته تر است كه از نوعي خط تلفن ويژه بهره مي‎گيرد. ISDN سرعتهاي انتقال تا ۱۲۸ كيلوبيت در ثانيه را فراهم مي سازد. كه وقتي ISDN معرفي شد سرعتي بالا به حساب مي آمد.
 يك خط تلفن اختصاصي نيز مي‎تواند ارتباطات سرعت بالا فراهم كند. اما بسيار پرهزينه است. يك ارتباط T1 سرعت انتقال حدود ۵/۱ مگابيت در ثانيه را فراهم مي سازد.
 DSL همان سرعتهاي انتقال داده اي كابل يا خط T1 را فراهم مي‌كند اما به تجهيزات كمتري نياز دارد. با اين حال، همه نمي توانند به DSLدسترسي پيدا كنند.

۴-۲- xDSL خط مشترك ديجيتال
وقتي شركتهاي تلفن بالاخره موفق شدند سرويس ۵۶-kbps ارائه كنند، خيلي به خود غره شدند، اما در همان حال، شركتهاي تلويزيون كابلي ارتباطاتي با سرعت ۱۰ Mbps (و ماهواره ها سرعت ارسال ۵۰ Mbps) عرضه مي كردند. با داغ شدن بازار اينترنت، شركتهاي تلفن (LEC) دريافتند كه براي رقابت به محصول جديدي نياز دارند. پاسخ آنها به اين وضعيت ارائه سرويسهاي ديجيتال روي مدارهاي پاياني بود. اين سرويسها پهناي باند بيشتري داشتند و به آنها سرويس باند- وسيع (broad band) گفته مي شد (اگرچه اين نامگذاري بيشتر جنبة تبليغاتي داشت، تا فني).

در ابتدا اين سرويسها بسيار متنوع بودند، و تحت نام xDSL (خط مشترك ديجيتال: Digital Subscriber Line- كه در آن X نوع سرويس را مشخص مي‌كند) دسته بندي مي‎شوند. شايان ذكر است كه مهمترين اين سرويسها- كه عامل اصلي موفقيت آن هم بود- سرويس ADSL (DSL نامتقارن- Asymmetric DSL) نام دارد.

علت آن كه مودمها اينقدر كند هستند اينست كه شبكه تلفن اساساً براي انتقال صداي انسان طراحي و توسعه داده شده، و سرويسهاي داده، فرزند خواندة آن محسوب مي‎شود. در نقطه اي كه مدار پاياني وارد ايستگاه پاياني تلفن مي‎شود، فيلترهايي قرار داده شده كه تمام فركانس هاي زير ۳۰۰ Hz و بالاي ۳۴۰۰Hz را تضعيف مي‌كنند.
البته قطع فركانس به يكباره صورت نمي گيرد- از لحاظ فني ۳۴۰۰ Hz , 300 Hz نقاط ۳db هستند- به همين دليل پهناي باند را معمولاً ۴۰۰۰ Hz فرض مي‌كنند، اگرچه فاصلة نقاط ۳dB فقط ۳۱۰۰ Hz است. داده نيز به همين باند باريك محدود است.

 

سرويس xDSL ، بيش از ۳۰ ميليون مشترك تا پايان بهار ۲۰۰۴ به كاربران اينترنت افزوده و تعداد بهره مندان جهاني را به ۷۸ ميليون در كل رسانده كه اين رشد بيش از دو برابر ديگر روش هاي متكي بر پهناي باند بوده است. و در حال حاضر روزانه بيش از ۲۰۰۰۰ نفر به مشتركين اين نوع ارتباط در دنيا افزوده مي‎شود.
۴-۳- اهداف طراحي سرويس xDSL :
اول اينكه، اين سرويسها بايد بتوانند با خطوط زوج تابيدة cat3 كار كنند.
دوم اينكه، اين سرويسها نبايد هيچ اختلالي در دستگاههاي تلفن و فكس معمولي بوجود آورند.
سوم اينكه، بايد از ۵۶-kbps سريعتر باشند.
چهارم اينكه، اين سرويسها بايد دائماً برقرار باشند، و هزينة آنها هم ثابت (و مثلاً ماهيانه) باشد- نه مانند تلفن هاي معمولي، به صورت دقيقه اي.
۴-۴- انواع DSL :
xDSL در واقع يك اصطلاح ژنريك براي انواع مختلفي از DSLاست. اصطلاح xDSL معمولاً براي همة اين انواع به كار برده مي‎شود.

در حال حاضر در آمريكاي شمالي شش نوع DSLوجود دارد: ADSL ، HDSL ، IDSL ، RDSL ، SDSL و VDSL . اكثر فراهم كننده ها از ADSL يا SDSL بهره مي گيرند چون پياده سازي آنها آسانتر است. با اين حال، انواع جديدي از DSL باز هم در راه است.