Prof. Jajszczyk o przyszłości internetu

Ruch w sieci stale wzrasta, dlatego konieczne są udoskonalenia internetu, które dostosują go do potrzeb współczesnych użytkowników. O tym, jaka przyszłość czeka internet i nad jakimi rozwiązaniami pracują polscy naukowcy mówi prof. Andrzej Jajszczyk z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, specjalista w dziedzinie sieci telekomunikacyjnych.

Zdaniem profesora, główne kierunki badań nad internetem to: wzrost przepustowości (przesyłanie większej ilości danych w określonym czasie), poprawa jakości, a także zwiększenie odporności sieci na uszkodzenia. Zespoły naukowców na AGH skupiają się na dwóch ostatnich zagadnieniach.

"Na początku swojego istnienia internet miał służyć tylko celom badawczym i naukowym. Nikt nie zakładał, że sieć ta tak bardzo się rozwinie. Rozwiązania, które wtedy przyjęto, nie są teraz wystarczające. Wynikały one z jednej strony z niedoszacowania sukcesu jaki odniósł internet, a z drugiej strony z poziomu ówczesnej techniki" - tłumaczy prof. Jajszczyk z Katedry Telekomunikacji Wydziału Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki AGH.

"W czasie projektowania internetu zakładano, że ma być w nim używana nieskomplikowana technika. Kosztem tego była jednak jakość przesyłania danych. Póki internet był stosowany do przesyłania poczty elektronicznej, czy plików tekstowych, to wystarczało. Ale teraz korzystamy z bardzo wielu usług, które wymagają operacji w czasie rzeczywistym: np. przesłania głosu czy obrazu, często wysokiej jakości. W tych wypadkach wymagania jakościowe są większe. Użytkownik jest bardziej wrażliwy na to, że sygnał się opóźni, zaniknie, czy połączenie ulegnie przerwaniu. A oryginalny internet tego nie zapewnia. Jakość przesyłania nie jest w nim do końca przewidywalna" - dodaje naukowiec.

Jak wyjaśnia, niekiedy lepszą jakość można uzyskać dzięki przewymiarowaniu. Buduje się kable światłowodowe, których pojemność jest dużo większa niż pojemność konieczna do spodziewanego transportu sygnałów. To na jakiś czas rozwiązuje problem jakości. Ale coraz większy ruch generowany przez użytkowników sprawi, że w przyszłości nawet te za duże na współczesne potrzeby kable nie wystarczą do przesłania sygnału z żądaną jakością.

Jak zauważa Jajszczyk, żeby zapewnić wysoką jakość, można stosować istniejące już rozwiązania, zwane "usługami zintegrowanymi" czy "usługami zróżnicowanymi." Mechanizmy te gwarantują jakość, ale jednocześnie bardzo komplikują przesyłanie danych w sieci. W ten sposób traci się cechę, która była źródłem sukcesu internetu. W dodatku standardy te nie najlepiej sprawdzają się w warunkach przeciążeń sieci. Stąd potrzeba znajdowania nowych rozwiązań.

"W Katedrze Telekomunikacji AGH opracowujemy mechanizmy, które nie skomplikują procedur przesyłania danych, ale zapewnią jakość. Uzyskaliśmy już sporo ciekawych wyników w tej dziedzinie. Współpracujemy m.in. z firmą France Telecom, dla której robiliśmy część badań" - opowiada.

Naukowcy z AGH specjalizują się również w węzłach, czyli "skrzyżowaniach" internetowych. "Jeżeli mamy bezkolizyjne skrzyżowanie dwóch autostrad, to wiemy, jak je zbudować. Jeśli mamy trzy autostrady, to rozwiązanie staje się bardziej skomplikowane. A teraz wyobraźmy sobie bezkolizyjne skrzyżowania kilkuset czy kilku tysięcy autostrad internetowych. W dodatku to wszystko ma być zmieszczone na kilkudziesięciu milimetrach kwadratowych krzemowej struktury układu scalonego. To pokazuje skalę złożoności. Część moich prac dotyczyła tego, jak te skrzyżowania budować" - opisuje Jajszczyk.

Wyniki badań naukowca znalazły już zastosowanie w jednej z wielkich międzynarodowych firm telekomunikacyjnych.

By uświadomić, jak trudny i kosztowny jest problem węzłów, Jajszczyk zauważa, że w amerykańskiej firmie CISCO, koszt opracowania i wdrożenia do produkcji węzła typu CRS-1 wyniósł 0,5 mld dolarów.

Na razie w węzłach internetowych stosuje się elektronikę, ale wyzwaniem dla naukowców jest przygotowanie węzłów optycznych, dzięki którym zwiększy się szybkość i wyeliminuje zakłócenia. Eksperymentalna sieć z użyciem węzłów optycznych powstała już we Włoszech w ramach projektu NOBEL (Next generation Optical network for Broadband European Leadership), w którym uczestniczyli również polscy badacze z AGH.

Kolejnym aspektem rozwoju sieci, którym zajmują się naukowcy na AGH jest zwiększanie odporności internetu na uszkodzenia.

"Jeden kabel światłowodowy teoretycznie może przenosić kilkadziesiąt milionów połączeń telefonicznych i internetowych. Co jeśli dojdzie do przerwania takiego kabla, np. podczas prac drogowych czy trzęsień ziemi? Nie możemy powiedzieć, że zamykamy w jakimś kraju internet na kilka tygodni, bo naprawiamy kabel. Trzeba w bardzo krótkim czasie dokonać przełączenia ruchu internetowego na inne drogi" - wyjaśnia Jajszczyk.

Przełączenie sygnału dokonuje się w węzłach. Węzły w bardzo krótkim czasie muszą wykryć uszkodzenie, zdecydować o znalezieniu zapasowej drogi i ją przełączyć. "Jeśli zdążymy przełączyć połączenie w czasie 50 milisekund (50 tysięcznych sekundy), użytkownicy tego nawet nie zauważą - tłumaczy Jajszczyk. - W Katedrze Telekomunikacji badaliśmy techniki dokonywania takich przełączeń i opracowaliśmy sposoby oceny metod przełączania. Operator sieci telefonicznej może mieć dylemat, jaką metodę dokonywania przełączeń wybrać. Tu chodzi o bardzo duże pieniądze. Metody opracowane na AGH są używane na całym świecie."

Badacz stwierdza, że w Polsce sieć łączności projektuje się inaczej niż np. w Japonii. U nas uszkodzenia są na ogół pojedyncze, np. przy pracach budowlanych koparka przerwie kabel telekomunikacyjny. Ale np. w Japonii, gdzie zdarzają się trzęsienia ziemi, może mieć miejsce kilkaset przerwań w jednej chwili. Dlatego poza siecią kablową musi być jeszcze droga radiowa, która na trzęsienie ziemi jest bardziej odporna. W Krakowie, jeśli przerwanych zostałoby zaledwie 10 połączeń - zdaniem naukowca - byłby już duży kłopot.

Za jedną z kwestii, która blokować może rozwój internetu, prof. Jajszczyk uważa problem standaryzacji i współpracy wielu podmiotów. W grę wchodzą różnice interesów między wieloma firmami czy nawet państwami. A bez ustalenia wspólnych standardów trudno jest cokolwiek wprowadzać - uważa.

PAP - Nauka w Polsce, Ludwika Tomala