TSPIKS är ett forskningsprojekt för att skapa teknologier och produkter för dator nätverk ny generation i Ryssland. Vi utvecklar och implementerar det senaste och lovande teknologier inom området datornätverk och Internet demonstrerar och testar vi effektiviteten hos dessa teknologier i industrins och näringslivets uppgifter. Bosatt i IT-klustret i Skolkovo Innovation Foundation.
Materialet förbereddes speciellt för tidningenSkolkovo recension
Idag är det omöjligt att föreställa sig vårt liv utan internet och informationsteknik. De har kommit in i våra liv och förenklat det avsevärt. Med utvecklingen av informationsteknologi blir nya verktyg tillgängliga för oss som gör de processer vi är vana vid snabbare, bekvämare och billigare. Men de förändringar vi ser nu är bara toppen av isberget. Nätverk är bara i början av sin tillväxtresa, och de riktigt stora innovationerna ligger framför oss. Så vilken utveckling för de kommande decennierna kan förutsägas redan idag, med tanke på vilken riktning utvecklingen av datornätverk och Internet går?
1. Publikens räckvidd kommer att växa, Internet kommer att dyka upp på de mest avlägsna platserna på planeten. I slutet av 2012 nådde antalet internetanvändare över hela världen 2,4 miljarder användare över hela världen. Enligt US National Science Foundations prognoser kommer antalet internetanvändare att öka till 5 miljarder år 2020. Internet kommer att bli mer geografiskt fördelat. Den största användartillväxten under de kommande 10 åren kommer från utvecklingsländer i Afrika (som nu inte använder mer än 7 %), Asien (cirka 19 %) och Mellanöstern (cirka 28 %). Som jämförelse använder över 72 % av nordamerikanerna för närvarande Internet. Denna trend innebär att 2020 kommer Internet inte bara att nå avlägsna platser runt om i världen, utan kommer att stödja många fler språk och inte bara ASCII-kodningssystemet vi är vana vid. Ryska internetanvändare, enligt Ryska federationens kommunikationsministerium, var i början av 2012 70 miljoner människor. Enligt denna indikator kom Ryssland bäst i Europa och sjätte i världen. Enligt resultaten av en studie från RBC.research-byrån kommer nivån på internetpenetration i Ryssland 2018 att överstiga 80%.
2. In informationsteknologi en era börjar programvara.
Vi är nu i ett skede av intellektualisering av "järn", när mjukvaran blir viktigare än själva hårdvaran. Programvaruindustrin kommer att växa i snabb takt: 2010. den årliga tillväxttakten för mjukvara var minst 6 %, 2015 kommer marknadsvolymen att nå 365 miljarder dollar, varav en fjärdedel faller på marknaden för affärsapplikationer. Hårdvarumarknaden kommer att krympa: marknadsstorleken 2013 var 608 miljarder dollar, tillväxttakten från 2008 till 2013 är negativ -0,7%. Fram till 2018 förutspås en tillväxt på 2,1 %, främst på grund av tillväxten på PC-marknaden (den kommer att växa med 7,5 %) och kringutrustning (skrivare, skannrar, etc.). XXI århundradet är århundradet trådlösa tekniker. Bara under 2009 ökade antalet mobila bredbandsabonnenter (3G, WiMAX och andra höghastighetsteknologier för dataöverföring) med 85 %. År 2014 förutspås det att 2,5 miljarder människor världen över kommer att använda mobilt bredband.
3. Ökad dataöverföringshastighet och bandbredd. Hittills har dataöverföringshastigheten in bra datorer- 40 Gbps Till exempel är 4 volymer av romanen "Krig och fred" av L. Tolstoj cirka 40 Mbps, d.v.s. 1000 gånger mindre! Dessa 4 volymer kan överföras på mindre än 1 mikrosekund. Men inom en snar framtid kommer det att vara möjligt att överföra data med ljusets hastighet. Redan idag finns WiGik-teknik, som låter dig överföra information med en hastighet av 7 Gbit/s över ett avstånd på flera kilometer. informationskodningsmetod fysisk nivå. Detsamma gäller för bandbredd. Enligt Cisco har Skype idag över 35 miljoner samtidiga användare, Facebook har över 200 miljoner och 72 timmars video laddas upp till YouTube varje minut. Experter förutspår att 2015 kommer antalet enheter i nätverket att vara dubbelt så högt som världens befolkning. År 2014 kommer cirka 80 % av denna trafik att vara videotrafik. Bilder och videofiler som ständigt utbyts på World Wide Web kräver en högre bandbredd. Och teknik kommer att utvecklas i denna riktning. Användare kommer att kommunicera och dela information via video och röst i realtid. Fler och fler nätverksapplikationer dyker upp som kräver interaktion mellan roller och tider.
4. Semantisk WEB. Vi går med rätta mot en "semantisk webb" där information ges en exakt definierad betydelse, vilket gör att datorer kan "förstå" och bearbeta den på en semantisk nivå. Idag arbetar datorer på syntaktisk nivå, på teckennivå läser de och bearbetar information efter yttre tecken. Termen Semantic Web myntades först av Sir Tim Berners-Lee (en av uppfinnarna av World Wide Web) i Scientific American. Den semantiska WEB låter dig hitta information genom att söka: "Hitta information om djur som använder ljudlokalisering, men som varken är en fladdermus eller en delfin", till exempel.
5. Nya överföringsobjekt. Tack vare utvecklingen av ny teknik kommer det att vara möjligt att överföra via datornätverk vad som tidigare verkade omöjligt. Till exempel lukt. Maskinen analyserar luftens molekylära sammansättning vid ett tillfälle och överför dessa data över nätverket. Vid en annan punkt i nätverket har denna molekylära sammansättning, dvs. lukt syntetiseras. En prototyp av en sådan enhet har redan släppts av det amerikanska företaget Mint Foundry, den heter Olly, tills den började säljas. Men snart kommer vi att kunna se förkroppsligandet av dessa möjligheter i vardagen.
6. Internet kommer att bli ett nätverk av saker, inte bara datorer. Idag finns det över 700 miljoner datorer på Internet (enligt CIA World Factbook 2012). Varje år ökar antalet enheter som går online för användaren: datorer, telefoner, surfplattor osv. Redan idag överstiger antalet IP-adresser jordens befolkning (IP-adresser behövs för driften av hushållsapparater). Med den nya arkitekturen för datornätverk kommer eran av "sakernas internet". Saker och föremål kommer att interagera genom nätverk, detta kommer att öppna upp stora möjligheter för alla sfärer av mänskligt liv. En av de närmaste utvecklingarna är "smart dust" - sensorer utspridda över ett stort område som samlar in information. US National Science Foundation förutspår att nästan en miljard sensorer på byggnader, broar och vägar kommer att vara anslutna till Internet för ändamål som övervakning av elanvändning, säkerhet och så vidare. Generellt förväntas antalet internetanslutna sensorer år 2020 vara en storleksordning större än antalet användare. I fortsättningen av denna tanke kan man citera reflektionerna från Vinton Gray Cerf (en amerikansk matematiker, ansedd som en av uppfinnarna av TCP/IP-protokollet, vice president Google): ”Anta att alla produkter som du lägger i kylen är utrustade med en speciell streckkod eller mikrochip så att kylskåpet registrerar allt du stoppar i det. I det här fallet, när du är på universitetet eller på jobbet, kan du se denna information från din telefon, titta olika varianter recept, och kylskåpet skulle föreslå dig vad du ska laga idag. Om vi utökar denna idé får vi ungefär följande bild. Du går till affären, och medan du är där, ringer din mobiltelefon - det här är kylskåpet som ringer, som ger råd om vad som är värt att köpa. Smart Internet kommer att förvandla sociala nätverk (som vi har dem idag) till sociala mediesystem. Kameror kommer att installeras i lokalerna olika sensorer. Genom ditt eget konto kan du mata husdjur och springa tvättmaskin, Till exempel.
7. Robotisering av samhället. Redan idag känner vi till exempel på obemannade flygfordon, automatiska dammsugare, polisrobotar "fungerar" i Japan - alla dessa tekniker utför sina funktioner utan mänsklig inblandning. Och varje år kommer penetrationen av sådana maskiner bara att öka. Ett av de olösliga problemen inom datorteknik är problemet med att återskapa tänkande med en dator. Det är dock möjligt att koppla ihop den mänskliga hjärnan med det cybernetiska, datorsystem. Tänk på filmen Robocop. Redan idag finns det liknande experiment, när ett ben- eller armprotes av en person är fäst vid ryggmärgen. Låt oss komma ihåg exemplet med den sydafrikanske löparen Oscar Pistorius, som har blivit berövad båda benen sedan barndomen, men vid tävlingar som omkörde absolut friska konkurrenter, tack vare kolproteser. Enligt experter, den första sådana "superman", cyberorganism kommer att visas före 2030. Han kommer f fysiskt perfekt, resistent mot sjukdomar, strålning och extrema temperaturer. Och ändå kommer den att ha en mänsklig hjärna.
8. Den nya statusen för en person på Internet. Internet förändrar livet för en person. " World Wide Web» blir inte bara en plattform för att få information och kommunikation, utan också ett verktyg för att implementera hushållens behov: som att göra inköp, betala elräkningar, etc. Internet har förändrat förhållandet mellan en person och staten. Personlig kommunikation, personliga vädjanden till specialtjänster kommer att minimeras. Skicka in dokument till universitetet, ring en ambulans, skriv ett uttalande till polisen, utfärda ett pass - allt detta kan redan göras elektroniskt idag. Staten kommer även fortsättningsvis att tvingas generera tjänster via internet. Redan idag är elektronisk dokumenthantering i hela landet den viktigaste prioriteringen för Ryska federationens ministerium för telekom och masskommunikation. Det är nödvändigt att prata om den nya statusen för en person i världen av internetteknik. Tillgång till nätverket kommer att bli en medborgerlig rättighet för varje person, kommer att vara heligt skyddad och kontrollerad av lag tillsammans med andra medborgerliga friheter. Detta är den närmaste framtiden. Därmed håller begreppet demokrati i samhället på att förändras. För medborgarnas vilja behövs inte längre särskilda plattformar, tribuner och media. I detta avseende kommer det att finnas ett minimum av anonymitet. Lyxen att byta lösenord och skapa konton under obefintliga namn, lämna frätande kommentarer under en osynlighetshatt - kommer troligen inte att göra det. Inloggningen / lösenordet för att komma in i nätverket kan bli ett sätt att identifiera en person, och hans riktiga passdata kommer att kopplas till det. Dessutom kommer det troligen inte att planteras "uppifrån", som ett försök till censur och kontroll. Och själva samhällets önskan, behovet "underifrån". Därför att Ju mer livet på Internet är verkligt, desto mer transparens vill dess användare ha. En persons rykte i livet kommer att avgöra hans rykte i det globala nätverket, det kommer inte att finnas några påhittade biografier. Efter att ha fastställt uppgifterna för en person, kommer nätverket självt att skapa filter och pass för att komma åt information om åldersbegränsningar, till privat information, till olika tjänster i enlighet med solvens och till och med social tillförlitlighet.
9. Förändringar på arbetsmarknad och utbildning. Aktiv penetration nätverkstekniker och Internet kommer att leda till förändringar på arbetsmarknaden och i utbildningen. Internet har redan blivit ett globalt och viktigt kommunikationsverktyg, det förvandlas alltmer från en underhållningsplattform till en arbetsplattform. Sociala media, E-post Skype, informationsresurser, företagswebbplatser och program inbyggda i datorn binder människor inte så mycket till ett specifikt kontor som till själva datorn. Och här spelar det ingen roll var du använder det från: från jobbet, hemifrån, från ett kafé eller från Indiska oceanens kust. Det kommer att bli fler och fler anställda som sköter sitt arbete på distans. Och det blir fler och fler kontor i "fickan", d.v.s. virtuella företag som bara finns på Internet. Människor som får utbildning på distans genom nya format som tillhandahålls av Internet - också. Till exempel, idag vid Stanford University lyssnar 25 000 människor på en föreläsning av två professorer samtidigt!
10. Internet kommer att bli grönare. Nätverksteknik förbrukar för mycket energi, volymen av den växer, och experter är överens om att den framtida arkitekturen för datornätverk bör vara mer energieffektiv. Enligt Lawrence National Laboratory vid University of Berkeley fördubblades mängden energi som förbrukades av det globala nätverket (!) mellan 2000 och 2006 (!). Internet upptar 2 % av världens elförbrukning, vilket motsvarar kapaciteten hos 30 kärnkraftverk – 30 miljarder watt. Trenden mot att "gröna" eller "gröna" Internet kommer att accelerera när energipriserna stiger.
11. Cybervapen och cyberkrig. Utvecklingen av internetteknik och datornätverkens möjligheter har en annan sida av myntet. Allt från cyberbrott i samband med ökningen av e-handel på Internet, till cyberkrig. Cyberrymden är redan officiellt erkänd som det femte "slagfältet" (samma som land, hav, luftrum och rymd). Den amerikanska flottan skapade till och med CYBERFORs cybertrupper 2010, som är direkt underordnade den amerikanska flottans befäl. Idag faller inte bara vanliga användares datorer utan även industriella system som styr automatiserade produktionsprocesser under virusattacker från hackare. Den illvilliga masken kan användas som spionage, såväl som sabotage av kraftverk, flygplatser och andra livsuppehållande företag. Till exempel, 2010, träffade datormasken Stuxnet Irans kärnkraftsanläggningar, vilket satte landets kärnkraftsprogram två år tillbaka. Ansökan skadlig programvara Det visade sig vara jämförbart i effektivitet med en fullfjädrad militär operation, men i frånvaro av offer bland människor. Det unika med detta program var att viruset för första gången i cyberattackernas historia fysiskt förstörde infrastrukturen. Senast, den 27 mars i år, skedde historiens största hackerattack, vilket till och med minskade dataöverföringshastigheten på hela Internet. Målet för attacken var Spamhaus, ett europeiskt anti-spamföretag. Kraften i DDoS-attacker var 300 Gb/s, trots att kraften på 50 Gb/s räcker för att inaktivera infrastrukturen i en stor finansiell organisation. Problemet med nationell säkerhet är en av de viktigaste frågorna på dagordningen i utvecklade länder. Den nuvarande arkitekturen för datornätverk kan inte ge sådan säkerhet. Därför kommer antivirus/webbskyddsindustrin och utvecklingen av nya säkerhetstekniker att växa varje år.
12. Frisläppandet av Internet och nätverksteknik i rymden. Idag är Internet på en planetarisk skala. På agendan står det interplanetära rymden, det yttre rymden Internet.
Den internationella rymdstationen är ansluten till Internet, vilket avsevärt påskyndar stationens arbete och interaktion med jorden. Men den vanliga etableringen av kommunikation med fiberoptisk eller enkel kabel, vilket är mycket effektivt under markförhållanden, är inte möjligt i rymden. I synnerhet på grund av det faktum att det är omöjligt att använda det vanliga TCP / IP-protokollet i interplanetärt utrymme (protokollet är ett speciellt "språk" för datornätverk för att "kommunicera" med varandra).
Forskningsarbete för att skapa ett nytt protokoll, tack vare vilket internet skulle kunna fungera både på månstationer och på Mars, pågår. Så ett av dessa protokoll kallas Disruption Tolerant Networking (DTN). Datornätverk med detta protokoll har redan använts för att ansluta ISS med jorden, i synnerhet skickades fotografier av salter via kommunikationskanaler, som erhölls i ett tillstånd av viktlöshet. Men experiment på detta område fortsätter.
Internet under mer än två decennier av dess utveckling har praktiskt taget inte förändrats konceptuellt och arkitektoniskt. Å ena sidan introducerades nya dataöverföringsteknologier, å andra sidan skapades nya tjänster, men nätverkets grundläggande koncept, datornätverkens arkitektur förblir på nivån på 80-talet av förra seklet. Förändringar är inte bara efterlängtade, utan viktiga. Därför att ingen innovation är möjlig på grundval av den gamla arkitekturen. Datornätverk fungerar redan idag på gränsen för sina möjligheter, och de kanske helt enkelt inte kan stå emot den belastning som nätverk kommer att uppleva med en sådan aktiv tillväxt. Utvecklingen och implementeringen av alla dessa trender är möjlig först efter införandet av en ny, mer flexibel arkitektur för datornätverk. I hela den vetenskapliga IT-världen är detta den första frågan.
Den mest lovande tekniken/arkitekturen för datanätverk idag, som kan ta sig ur krisen, är mjukvarudefinierad nätverksteknik (programvaradefinieradnätverk). 2007 utvecklade personalen vid Stanford och Berkeley University ett nytt "språk" för att kommunicera datornätverk - openflo protokollw och en ny algoritm för drift av datornätverk - PCS-teknik . Dess främsta värde är att det låter dig komma bort från "manuell" nätverkshantering. I moderna nätverk kombineras funktionerna kontroll och dataöverföring, vilket gör kontroll och hantering mycket svår. PCS-arkitekturen separerar styrprocessen och dataöverföringsprocessen. Detta öppnar upp för enorma möjligheter för utveckling av internetteknologier, eftersom PCS inte begränsar oss i någonting, vilket för mjukvaran i förgrunden. I Ryssland är Center for Applied Research of Computer Networks engagerad i studien av PCN.
Vart kommer de vetenskapliga framstegen att röra sig, vad kommer att hända med den globala telekommunikationsmarknaden i framtiden, vilka tekniker kommer att bli tillgängliga för vanliga internetanvändare, hur mycket kan internetåtkomsthastigheten öka under de kommande 5-10 åren? Vi kommer att försöka svara på dessa och andra frågor om framtidens internetteknik. Vi presenterar vårt betyg av de 3 mest ovanliga sätten att överföra information. Hittills är dessa experimentella utvecklingar, men om några år kan de komma in i vårt dagliga liv.
3. På tredje plats världens snabbaste trådlösa dataöverföringsteknik - med hjälp av ljusvirvlar . Den uppfanns och användes första gången 2011-2012. forskare från University of Southern California, Tel Aviv University och NASA Jet Propulsion Laboratory. Denna teknik gör att du kan accelerera den trådlösa överföringen av information upp till 2,5 Tbps (ungefär 320 GB/s).
Kärnan i tekniken:
elektromagnetiska vågor fungerar som en dataöverföringskanal, som vrider sig till virvlar av en strikt definierad form. Samtidigt, inom en våg, kan det finnas hur många som helst informationsflöden. Således är det möjligt att överföra enorma mängder data med ultrahöga hastigheter. Sådana "ljusvirvlar" använder vinkelomloppsrörelsemängden (Orbital Angular Momentum, OAM), som är en storleksordning allvarligare och mer tekniskt avancerad än vinkelspinmomentet (spin angular momentum, SAM) som används i moderna dataöverföringsprotokoll för Wi -Fi och LTE-nätverk. Forskare i färd med att testa tekniken använde en enda ljusstråle, bestående av 8 separata strålar med olika värden på OAM-momentet.
Ansökan:än så länge kan denna teknik inte användas för att bygga trådlösa nätverk, men den är utmärkt för fiberoptiska nätverk. De senare närmar sig bara sina fysiska begränsningar - det finns helt enkelt ingenstans att avsevärt öka hastigheten och volymen för dataöverföring - därför kan tekniken för ljusvirvlar bli ett nytt steg i utvecklingen av en fiberoptisk internetanslutning.
Brister: denna teknikär fortfarande i det inledande utvecklingsstadiet, därför är det möjligt att överföra data genom ljusvirvlar endast över en mycket kort sträcka. Forskare kunde stabilt överföra information endast på ett avstånd av 1 meter.
2. Vann andraplatsen den mest kraftfulla trådlösa tekniken i världen - neutrinostrålar kan användas för att överföra en signal genom alla objekt. Neutrinopartiklar kan passera genom alla hinder utan att interagera med materialet. Så, forskare från University of Rochester lyckades sända ett meddelande genom ett 240 meter långt stenblock, vilket ingen av de för närvarande tillgängliga trådlösa teknikerna kan. Om neutrinostrålar börjar användas i praktiken behöver signalen inte gå runt jorden, utan kan helt enkelt passera genom den. Detta skulle avsevärt förenkla internetanslutningen mellan kontinenterna och andra avlägsna punkter från varandra.
Kärnan i tekniken:
data överförs trådlöst med neutrinostrålar. Samtidigt partiklarna 
Neutrinos accelereras till ljusets hastighet (eller något liknande), och de passerar genom vilket material som helst utan att interagera med det.
Ansökan: i framtiden, om tekniken utvecklas, kan neutrinostrålar användas för att överföra information över extremt långa avstånd och till svåråtkomliga platser. Idag kräver all trådlös teknik siktlinje mellan sändare och mottagare, och det är inte alltid möjligt. Det är därför neutrinotekniken är så intressant och användbar för telekommarknaden.
Brister: för närvarande är utrustning för att överföra data genom neutrinostrålar mycket dyr och skrymmande (men vi sa detsamma om mobiltelefoner och datorer för 10-15 år sedan). Denna informationsöverföringsteknik kräver en kraftfull partikelaccelerator, som det bara finns ett fåtal av i världen. Forskare som studerar dataöverföring via neutrinostrålar använder Fermilab-partikelacceleratorn (4 km i diameter) och MINERvA-partikeldetektorn (5 ton).
1. Ledare i rankingen var RedTacton-teknik , som använder den mest biologiska dataöverföringskanalen är den mänskliga huden . Har du någon gång sett en film om spioner med deras högteknologiska grejer och även velat få information på din telefon med en enda knapptryckning, utbyta elektroniska visitkort och annan data med ett handslag eller skriva ut dokument genom att helt enkelt svepa din hand över skrivaren? Allt detta och mycket mer kan bli verklighet om RedTacton-tekniken utvecklas.
Kärnan i tekniken:
Tekniken bygger på att varje person har ett elektromagnetiskt fält, och hans hud kan fungera som en signalöverföringskanal mellan flera elektroniska apparater. Tekniken är baserad på användningen av elektrooptiska kristaller, vars egenskaper förändras under påverkan av ett mänskligt elektromagnetiskt fält. Och redan med hjälp av en laser läses förändringarna från kristallerna och omvandlas till ett smältbart format.
Dessutom kan RedTacton-systemet fungera inte bara under normala förhållanden, utan också under vatten, i vakuum, i rymden.
Ansökan: idag måste vi ofta använda olika kablar, adaptrar och så vidare. för att till exempel koppla en telefon till en bärbar dator eller en skrivare till en PC. Om RedTacton-teknologin utvecklas, kommer snart alla dessa kablar att bli onödiga. Det räcker med att ta en gadget i ena handen och röra den andra enheten med den andra handen. Och kopplingen mellan dem kommer att ske genom vår hud. Redan idag är de flesta smartphones utrustade med skärmar som drivs av elektromagnetiska pulser till hands.
Och detta är bara de första stegen i populariseringen av denna teknik. Det kan användas inom medicin (alla dina medicinska data kan registreras på ett speciellt chip som kommer att varna läkaren om allergier och intolerans mot en viss drog efter att ha rört dig), militären (du kan tillverka ett vapen som bara reagerar på ägarens händer), och dina barn kommer aldrig att kunna skada sig själva om de hittar din pistol eller ditt jaktgevär hemma), i vardagen (nycklarna till ytterdörren behövs inte längre, du kan bara röra vid låset och det kommer att fungera från en elektromagnetisk puls), i produktion (sensorer kan installeras i fabriker, som varnar dig för farliga områden och haverier, du kan snabbt åtgärda problemet genom att helt enkelt röra enheten) och mycket mer. andra
Brister: Tekniken har ännu inte studerats tillräckligt för att med säkerhet säga att den är absolut ofarlig för människokroppen. Det kommer att vara möjligt att introducera RedTacton till massorna först efter att många experiment och studier har utförts. Personer med överkänslighet och vissa medicinska problem (särskilt de med hjärtsjukdom) kan vara i riskzonen i första hand. Dessutom kommer allestädes närvarande hackare så småningom hitta ett sätt att stjäla människors data eller springa datorvirus vidrör dem i transport eller på gatan. Men huvudproblemet med denna teknik kan vara människors psykologi - många är idag rädda för datorer, Wi-Fi-nätverk och mikrovågsugnar, men kan du föreställa dig vad som kommer att hända med dem om deras egen kropp blir en sändare av information?
Vetenskap och teknik går framåt. Och internettekniken utvecklas nästan snabbare än alla andra. Varje år uppfinner forskare nya sätt att utbyta information, kommunicera på distans, samla in, lagra och överföra olika data. Det kommer att ta ytterligare tio år, och vi kommer att använda varje dag de enheter och möjligheter som vi idag bara kan drömma om. Och vår rankning av de 3 mest ovanliga sätten att överföra information kan ha öppnat framtidens slöja något för dig.
Nyligen talade den amerikanske investeraren Mike Maples om nätverk som framtidens verksamhet, enligt Fortune. Maples började investera för över 10 år sedan. Dessförinnan var han privat företagare, så investeringar var en ny utmaning för honom.
Redan då insåg han att framtiden tillhör nätverksteknologier, och inte företag i deras vanliga mening. Det är därför de första investeringarna gjordes i de nyfödda projekten Twitter och Twitch. Lite senare, tillsammans med partnern AnnMiura-Ko, genomfördes Lyft, Okta och många andra projekt.
Hittills är Mike Maples övertygad om följande:
– Mjukvarubaserade nätverk kommer att bli den dyraste verksamheten och kommer så småningom att ersätta traditionella företag
– Nätverk kan avsevärt förbättra välbefinnandet för befolkningen i alla regioner i världen
– Nätföretag kommer att möta hårt motstånd från regeringar och traditionella företag
För att bekräfta sina ord vänder sig Maples till historien. Han säger att skapandet av ångmaskinen och järnväg Samtidigt med tillkomsten av aktiemarknaden tillät det företag att ta ett steg framåt, vilket i sin tur ledde till ett hopp i befolkningens välbefinnande. Mellan 1800 och 2000, hävdar Maples, ökade befolkningens realinkomst med i genomsnitt 14 gånger, vilket aldrig har hänt tidigare under en så relativt kort period av historien.
Tidigare hade stora företag betydande fördelar på grund av produktionsvolymen och en betydande arbetsfördelning. Idag förlorar dock även de största traditionella företagen mot nätverk, eftersom de senare har ett stort antal användare som själva skapar de så kallade nätverkseffekterna, inklusive omedelbar marknadsföring av olika idéer, åsikter, varor och tjänster.
Du behöver inte leta långt efter exempel. Uber och Lyft är ledande på den amerikanska privata transportmarknaden; Airbnb är den ledande fastighetsuthyrningstjänsten och Apple företag För 10 år sedan vände hon upp och ner på idén om en mobiltelefon.
Nu kan vi alla redan observera den intensifierade kampen mellan traditionella företagssystem med nätverk. Uber och Airbnb är under press från lokala myndigheter över skatter och påstås använda "okonkurrenskraftiga" konkurrensmetoder. Maples anser att utvecklingen av nätverksteknologier så småningom bör leda till välstånd för människor, även om i mellanstadierna av bildandet reagerar vissa industrier på framsteg med nedskärningar.
Elektronik ligger bakom nästan all kommunikation. Allt började med uppfinningen av telegrafen 1845, följt av telefonen 1876. Kommunikationen har ständigt förbättrats, och framstegen inom elektronik, som har skett ganska nyligen, har lagt ett nytt steg i utvecklingen av kommunikation. Trådlöst kom ut idag ny nivå och med tillförsikt ockuperade den dominerande delen av kommunikationsmarknaden. Och ny tillväxt förväntas inom den trådlösa kommunikationssektorn tack vare den växande cellulära infrastrukturen, såväl som modern teknik som . I den här artikeln kommer vi att överväga de mest lovande teknikerna för den närmaste framtiden.
4G på engelska betyder Long Term Evolution (LTE). LTE är en OFDM-teknik som är den dominerande strukturen i det cellulära kommunikationssystemet idag. 2G- och 3G-system finns fortfarande, även om introduktionen av 4G började 2011 - 2012 "Idag är LTE huvudsakligen implementerat av stora operatörer i USA, Asien och Europa. Dess utrullning är ännu inte slutförd. LTE har vunnit enorm popularitet bland smartphoneägare eftersom höga datahastigheter har öppnat möjligheter som videoströmning för effektiv filmvisning. Men, allt är inte så perfekt.
Även om LTE lovade nedladdningshastigheter på upp till 100 Mbps, uppnåddes inte detta i praktiken. Hastigheter upp till 40 eller 50 Mbps kan uppnås, men endast under speciella förhållanden. Med ett minimalt antal anslutningar och minimal trafik kan sådana hastigheter mycket sällan uppnås. De mest sannolika datahastigheterna ligger i intervallen 10 – 15 Mbps. Under rusningstid sjunker hastigheten till några Mbps. Naturligtvis gör detta inte implementeringen av 4G till ett misslyckande, det betyder att dess potential hittills inte har realiserats fullt ut.
En av anledningarna till att 4G inte ger den deklarerade hastigheten är att det finns för många konsumenter. Om den används för intensivt minskar dataöverföringshastigheten avsevärt.
Det finns dock hopp om att detta kan rättas till. De flesta operatörer som tillhandahåller 4G-tjänster har ännu inte implementerat LTE-Advanced, en förbättring som lovar att förbättra dataöverföringshastigheterna. LTE-Advanced använder carrier aggregation (CA) för att öka hastigheten. "Carrier bundling" syftar på att kombinera standard LTE-bandbredd upp till 20 MHz till 40 MHz, 80 MHz eller 100 MHz delar för att öka genomströmningen. LTE-Advanced har också en 8 x 8 MIMO-konfiguration. Stöd för den här funktionen öppnar för möjligheten att öka datahastigheterna upp till 1 Gbps.
LTE-CA är även känd som LTE-Advanced Pro eller 4.5G LTE. Dessa kombinationer av teknologier definieras av utvecklingsgruppen för 3GPP-standarder i version 13. Den inkluderar operatörsaggregation såväl som LAA (licenced assisted access), en teknik som använder LTE i det olicensierade 5GHz Wi-Fi-spektrumet. Den distribuerar också LTE-Wi-Fi (LWA) länkaggregation och dubbla anslutningar, vilket gör att smarttelefonen kan "prata" med både en liten åtkomstpunktsnod och en WiFi. Det finns för många detaljer i den här implementeringen som vi inte kommer att gå in på, men det övergripande målet är att förlänga livslängden för LTE genom att sänka latensen och öka datahastigheterna till 1 Gbps.
Men det är inte allt. LTE kommer att kunna leverera högre prestanda när operatörerna börjar förenkla sin strategi med små celler, vilket möjliggör högre datahastigheter för Mer abonnenter. Små celler är bara miniatyrceller basstationer, som kan ställas in var som helst för att fylla luckor i makrocellstäckningen, vilket ger prestanda där det behövs.
Ett annat sätt att förbättra prestandan är Wi-Fi-användning. Denna metod säkerställer snabba nedladdningar till närmaste Wi-Fi-hotspot när det är tillgängligt. Endast ett fåtal operatörer har gjort det tillgängligt, men de flesta tittar på en förbättring av LTE som kallas LTE-U (U för olicensierad). Detta är en liknande metod som LAA som använder det olicensierade 5GHz-bandet för snabba nedladdningar när nätverket inte kan hantera belastningen. Detta skapar en spektrumkonflikt med den senare, som använder 5 GHz-bandet. Vissa avvägningar har utarbetats för att genomföra detta.
Som vi kan se är potentialen för 4G fortfarande inte helt avslöjad. Alla eller de flesta av dessa förbättringar kommer att implementeras under de kommande åren. Det är värt att notera att smartphonetillverkare också kommer att göra ändringar i hårdvara eller mjukvara för att förbättra LTE-prestandan. Dessa förbättringar kommer sannolikt att inträffa när massantagandet av 5G-standarden börjar.
Det finns inget som heter 5G ännu. Så, det högljudda uttalandet om "en helt ny standard som kan förändra inställningen till trådlös överföring information" är för tidigt. Även om vissa internetleverantörer redan bråkar om vem som blir den första att implementera 5G-standarden. Men det är värt att komma ihåg de senaste årens tvist om 4G. Det finns trots allt inget riktigt 4G (LTE-A) ännu. Arbetet med 5G är dock i full gång.
3rd Generation Partnership Project (3GPP) arbetar med 5G-standarden, som förväntas rullas ut under de kommande åren. International Telecommunication Union (ITU), som kommer att "välsigna" och administrera standarden, säger att 5G äntligen borde vara tillgängligt 2020. Dock några tidiga versioner 5G-standarder kommer fortfarande att dyka upp i konkurrensen från leverantörer. Vissa 5G-krav kommer att dyka upp så tidigt som 2017-2018 i en eller annan form. Full implementering av 5G kommer inte att vara en lätt uppgift. Ett sådant system skulle vara ett av de mest komplexa, om inte det mest komplexa, av trådlösa nätverk. Dess fullständiga utbyggnad förväntas senast 2022.
Grunden bakom 5G är att övervinna begränsningarna med 4G och lägga till möjligheter för nya applikationer. Begränsningarna för 4G är främst abonnentbandbredd och begränsade datahastigheter. Cellulära nätverk har redan flyttat från röstteknik till datacenter, men ytterligare prestandaförbättringar behövs i framtiden.
Dessutom förväntas en boom av nya applikationer. Dessa inkluderar HD 4K-video, virtuell verklighet, Internet of things (IoT), samt användningen av maskin-till-maskin-strukturen (M2M). Många förutspår fortfarande mellan 20 och 50 miljarder enheter online, varav många kommer att ansluta till internet via mobilnätet. Medan de flesta IoT- och M2M-enheter fungerar med låga datahastigheter, kräver strömmande data (video) höga internethastigheter. Andra potentiella applikationer som kommer att använda 5G-standarden är smarta städer och kommunikationer för vägtransportsäkerhet.
5G kommer sannolikt att vara mer revolutionerande än evolutionärt. Detta kommer att involvera skapandet av en ny nätverksarkitektur som kommer att överlappa 4G-nätverket. Det nya nätverket kommer att använda distribuerade små celler med fiber eller mmWave omvänd kanal, och kommer också att vara ekonomiskt, icke-flyktigt och lätt skalbart. Dessutom kommer 5G-nätverk att ha mer mjukvara än hårdvara. Kommer också att användas program nätverk(SDN), nätverksfunktionsvirtualisering (NFV), ad hoc-nätverksmetoder (SON).
Det finns också några andra nyckelfunktioner:
En av de största utmaningarna i 5G-antagande förväntas vara standardens integration i Mobiltelefoner. I moderna smartphones och så fulla av olika sändare och mottagare, och med 5G kommer de att bli ännu svårare. Är en sådan integration nödvändig?
Tillsammans med cellulär kommunikation ett av de mest populära trådlösa nätverken är Wi-Fi. Som , Wi-Fi är en av våra favorit "verktyg". Vi ser fram emot att få kontakt med WiFi-nätverk nästan var som helst, och i de flesta fall får vi tillgång. Liksom de flesta populära trådlösa teknikerna är den ständigt under utveckling. Den senaste släppta versionen heter 802.11ac och ger hastigheter upp till 1,3 Gbps i det olicensierade 5GHz-bandet. Applikationer söks också för 802.11ad ultrahögfrekvent 60 GHz (57-64 GHz) standard. Det är en beprövad och kostnadseffektiv teknik, men vem behöver hastigheter på 3 till 7 Gbps på avstånd upp till 10 meter?
På det här ögonblicket Det finns flera utvecklingsprojekt för 802.11-standarden. Här är några av de viktigaste:
Trådlöst är definitivt framtiden för Internet of Things (IoT) och Machine-to-Machine (M2M). Även trådbundna lösningar är inte heller uteslutna, men önskan om trådlös kommunikationär fortfarande att föredra.
Typiskt för IoT-enheter är kort räckvidd, låg strömförbrukning, låg dataöverföringshastighet, batteridriven eller batteridriven med en sensor, som visas i bilden nedan:
Ett alternativ kan vara någon form av fjärrmanöverdon, som visas i figuren nedan:
Eller en kombination av de två är möjlig. Båda ansluter vanligtvis till internet via en trådlös gateway, men kan också ansluta via en smartphone. Anslutningen till gatewayen är också trådlös. Frågan är vad trådlös standard kommer att användas?
Wi-Fi blir det självklara valet, eftersom det är svårt att föreställa sig en plats utan det. Men för vissa applikationer kommer det att vara överflödigt, och för vissa blir det för energikrävande. Bluetooth är ett annat bra alternativ, speciellt versionen med låg energiförbrukning(BLE). Nya tillägg till Bluetooth-nätverket och gatewayen gör det ännu mer attraktivt. ZigBee är ett annat redo och väntande alternativ, och låt oss inte glömma Z-Wave. Det finns också flera varianter av 802.15.4, såsom 6LoWPAN.
Lägg till dem senaste alternativen, som ingår i energieffektiva långdistansnätverk (Low Power Wide Area Networks (LPWAN)). Dessa nya trådlösa alternativ erbjuder nätverkskopplingar längre räckvidd, vilket vanligtvis inte är möjligt med de traditionella teknikerna som nämns ovan. De flesta av dem arbetar i det olicensierade spektrumet under 1 GHz. Några av de senaste konkurrenterna för IoT-applikationer är:
Cellular är definitivt ett alternativ till IoT, eftersom det har varit ryggraden i maskin-till-maskin-kommunikation (M2M) i över 10 år. Maskin-till-maskin-kommunikation använder huvudsakligen 2G och 3G trådlösa moduler för att övervaka fjärranslutna maskiner. Medan 2G (GSM) så småningom kommer att fasas ut, kommer 3G fortfarande att vara vid liv.
En ny standard är nu tillgänglig: LTE. Specifikt kallas det LTE-M och använder en förkortad version av LTE i en 1,4 MHz bandbredd. En annan version av NB-LTE-M använder 200 kHz bandbredd för att arbeta med lägre hastighet. Alla dessa alternativ kan användas befintliga nätverk LTE med uppdaterad mjukvara. Moduler och chips för LTE-M är redan tillgängliga, eftersom de finns på Sequans Communications-enheter.
Ett av de största problemen med Internet of Things är avsaknaden av en enda standard. Och inom en snar framtid, troligen, kommer han inte att dyka upp. Kanske kommer det att finnas flera standarder i framtiden, bara hur snart?
nätverksteknik - detta är en överenskommen uppsättning standardprotokoll och mjukvara och hårdvara som implementerar dem (till exempel nätverksadaptrar, drivrutiner, kablar och kontakter), tillräckligt för att bygga ett datornätverk. Epitetet "tillräckligt" understryker det faktum att denna uppsättning är den minsta uppsättningen verktyg som du kan bygga ett fungerande nätverk med. Kanske kan detta nätverk förbättras, till exempel genom att allokera subnät i det, vilket omedelbart kommer att kräva, förutom Ethernet-standardprotokollen, användningen av IP-protokollet, såväl som speciella kommunikationsenheter - routrar. Det förbättrade nätverket kommer sannolikt att bli mer pålitligt och snabbare, men till priset av att bygga vidare på Ethernet-tekniken som låg till grund för nätverket.
Termen "nätverksteknik" används oftast i den snäva betydelsen som beskrivs ovan, men ibland används dess utökade tolkning som vilken uppsättning verktyg och regler som helst för att bygga ett nätverk, till exempel "end-to-end routing-teknik", " säker kanalteknik", "IP-teknik". nätverk."
Protokollen på grundval av vilka ett nätverk av en viss teknik byggs (i snäv mening) utvecklades speciellt för gemensamt arbete, därför kräver nätverksutvecklaren inte ytterligare ansträngningar för att organisera sin interaktion. Nätverksteknik kallas ibland för grundläggande teknologier, med tanke på att grunden för alla nätverk byggs på deras bas. Tillsammans med Ethernet kan välkända lokala nätverkstekniker som Token Ring och FDDI, eller X.25 områdesnätverkstekniker och ramrelä, fungera som exempel på grundläggande nätverkstekniker. För att få ett fungerande nätverk i det här fallet räcker det att köpa mjukvara och hårdvara relaterad till en grundläggande teknik - nätverkskort med drivrutiner, nav, switchar, kablar etc. - och anslut dem i enlighet med kraven i standarden för denna teknik.
I mitten av 80-talet började situationen i lokala nätverk att förändras dramatiskt. Standardtekniker för att ansluta datorer till ett nätverk har etablerats - Ethernet, Arcnet, Token Ring. Persondatorer fungerade som en kraftfull stimulans för deras utveckling. Dessa massproducerade produkter var idealiska element för att bygga nätverk - å ena sidan var de tillräckligt kraftfulla för att köra nätverksprogramvara, och å andra sidan behövde de helt klart slå samman sin processorkraft för att lösa komplexa problem, samt separera dyr kringutrustning och diskarrayer. Därför började persondatorer att dominera i lokala nätverk, inte bara som klientdatorer, utan också som datalagrings- och bearbetningscenter, det vill säga nätverksservrar, som förskjuter minidatorer och stordatorer från dessa välbekanta roller.
Standardnätverksteknik har förvandlat processen att bygga ett lokalt nätverk från en konst till en syssla. För att skapa ett nätverk räckte det med att köpa nätverksadaptrar av lämplig standard, som Ethernet, en standardkabel, ansluta adaptrarna till kabeln med standardkontakter och installera ett av de populära nätverksoperativsystemen, som NetWare, på datorn. Efter det började nätverket fungera och anslutningen av varje ny dator orsakade inga problem - naturligtvis om en nätverksadapter med samma teknik installerades på den.
Lokala nätverk i jämförelse med globala nätverk har tillfört många nya saker i sättet att organisera användarnas arbete. Tillgång till delade resurser har blivit mycket bekvämare - användaren kunde helt enkelt se listorna över tillgängliga resurser och inte komma ihåg deras identifierare eller namn. Efter anslutning till en fjärrresurs var det möjligt att arbeta med den med de kommandon som användaren redan känner till för att arbeta med lokala resurser. Konsekvensen och samtidigt drivkraften för dessa framsteg var uppkomsten av ett stort antal icke-professionella användare som inte behövde lära sig speciella (och ganska komplexa) kommandon för nätverk. Och utvecklarna av lokala nätverk fick möjligheten att inse alla dessa bekvämligheter som ett resultat av utseendet på högkvalitativa kabelkommunikationslinjer, på vilka även nätverksadaptrar av den första generationen gav dataöverföringshastigheter på upp till 10 Mbps.
Naturligtvis kunde utvecklarna av globala nätverk inte ens drömma om sådana hastigheter - de var tvungna att använda de kommunikationskanaler som fanns tillgängliga, eftersom läggningen av nya kabelsystem för datanätverk tusentals kilometer långa skulle kräva enorma kapitalinvesteringar. Och "till hands" var bara telefonkommunikationskanaler, dåligt anpassade för höghastighetsöverföring av diskret data - en hastighet på 1200 bps var en bra prestation för dem. Därför har den ekonomiska användningen av kommunikationskanalernas bandbredd ofta varit huvudkriteriet för effektiviteten av dataöverföringsmetoder i globala nätverk. Under dessa förhållanden har olika procedurer för transparent åtkomst till fjärrresurser, som är standard för lokala nätverk, länge varit en oöverkomlig lyx för globala nätverk.
Idag fortsätter datornätverk att utvecklas, och det ganska snabbt. Klyftan mellan lokala och globala nätverk krymper ständigt, till stor del på grund av uppkomsten av höghastighets territoriella kommunikationskanaler som inte är sämre i kvalitet än kabelsystem i lokala nätverk. I globala nätverk uppstår resursåtkomsttjänster som är lika bekväma och transparenta som lokala nätverkstjänster. Liknande exempel i i stort antal visar det mest populära globala nätverket - Internet.
Lokala nätverk förändras också. Istället för en passiv kabel som ansluter datorer dök en mängd olika kommunikationsutrustning upp i dem i stora mängder - switchar, routrar, gateways. Tack vare sådan utrustning blev det möjligt att bygga stora företagsnätverk med tusentals datorer och en komplex struktur. Intresset för stora datorer har återuppstått, till stor del på grund av att efter att euforin över persondatorers användarvänlighet lagt sig, stod det klart att system med hundratals servrar var svårare att underhålla än några få stora datorer. Därför började stordatorer i en ny omgång av den evolutionära spiralen att återvända till företagens datorsystem, men redan som fullfjädrade nätverksnoder som stöder Ethernet eller Token Ring, såväl som TCP/IP-protokollstacken, som blev tack vare Internet nätverksstandard de facto.
En annan mycket viktig trend har dykt upp som påverkar både lokala och globala nätverk. De började bearbeta information som tidigare var ovanlig för datornätverk - röst, videobilder, ritningar. Detta krävde ändringar av protokoll, nätverksoperativsystem och kommunikationsutrustning. Komplexiteten i att överföra sådan multimediainformation över ett nätverk är relaterad till dess känslighet för förseningar i överföringen av datapaket - förseningar leder vanligtvis till förvrängning av sådan information i nätverkets slutnoder. Eftersom traditionella datornätverkstjänster som filöverföring eller e-post genererar latens-okänslig trafik och alla nätverkselement är designade med det i åtanke, har tillkomsten av realtidstrafik lett till stora problem.
Idag löses dessa problem på olika sätt, bland annat med hjälp av ATM-teknik speciellt utformad för överföring av olika typer av trafik, men trots de betydande ansträngningar som gjorts i denna riktning är det fortfarande långt ifrån en acceptabel lösning på problemet , och mycket återstår att göra på detta område för att uppnå det omhuldade målet - sammansmältning av teknologier, inte bara av lokala och globala nätverk, utan också av teknologier i alla informationsnätverk - dator, telefon, tv, etc. Även om idag denna idé verkar för många vara en utopi, seriösa experter tror att förutsättningarna för en sådan syntes redan finns, och deras åsikter skiljer sig bara åt i uppskattningen av de ungefärliga villkoren för en sådan förening - termer kallas från 10 till 25 år. Dessutom tror man att grunden för enandet kommer att vara den paketväxlingsteknik som används idag dator nätverk snarare än kretskopplingstekniken som används inom telefoni, vilket förmodligen borde öka intresset för nät av denna typ.
