مقدمه:

اگر روزی قصد نقل‌مکان داشته باشید و بخواهید لیستی از ضروری‌ترین وسایل موردنیاز برای زندگی را تهیه کنید، کدام موارد را در ابتدای لیست قرار می‌دهید؟ احتمالاً یخچال، گاز، بخاری و مودم؛ بله، مودم! امروزه دسترسی به اینترنت، در کنار اساسی‌ترین نیازهای انسان قرار دارد و در نبود آن، نه‌تنها زندگی روزمره ما؛ بلکه همه صنایع متأثر خواهند شد. شاهد این مدعا، تعداد روزافزون کاربران اینترنت در سطح جهان است که از 3.9 میلیارد نفر در سال 2018 به حدود 5 میلیارد نفر در سال 2022 رسیده است[i]. به گزارش سیسکو، 74% از کل دستگاه‌های متصل به شبکه‌های IP در سال 2023 متعلق به بخش مصرف‌کننده (و 26% متعلق به بخش تجاری) است. ازآنجایی‌که هم‌اکنون در بیشتر خانه‌ها از دستگاه مودم برای دسترسی به اینترنت استفاده می‌شود[ii]، این نوشتار را به بررسی دستگاه مودم و فناوری‌های مرتبط با آن اختصاص داده‌ایم.

آشنایی با دستگاه مودم

مودم یک ابزار شبکه است که کامپیوترها و دستگاه‌های موجود در شبکه محلی را به شبکه ارائه‌دهنده خدمات اینترنتی وصل می‌کند. کار اصلی مودم تبدیل سیگنال‌های آنالوگ به دیجیتال برای استفاده در داخل شبکه است. مودم‌هایی که ما می‌شناسیم معمولاً دارای یک سوئیچ برای داشتن رابط فیزیکی (پورت‌های پشت مودم) و ایجاد شبکه، یک access point وایرلس برای ایجاد شبکه بی‌سیم، یک روتر یا مسیریاب برای وصل کردن شبکه محلی به شبکه ارائه‌دهنده خدمات اینترنتی و البته یک مودم برای تبادل داده میان کاربر و شبکه ارائه‌دهنده خدمات اینترنتی هستند؛ بااین‌حال ما به کل این مجموعه، صرفاً “مودم” یا “مودم – روتر” می‌گوییم. قبل از ورود به سایر مباحث، لازم است که نگاهی به یک سوتفاهم رایج بیاندازیم:

مودم با روتر تفاوت دارد!

بسیاری از افراد، مودم و روتر را به‌جای یکدیگر به کار می‌برند؛ درصورتی‌که از اساس، متفاوت هستند. مودم دستگاهی است که وظیفه آن ایجاد ارتباط بین ISP یا همان اپراتور ارائه‌دهنده اینترنت و دستگاه‌ها است. یک مودم، در واقع، سیگنال‌ها را از حالت‌‌های رادیویی، الکتریکی، ماهواره‌ای و فیبر نوری به قالب دیجیتال همخوان با دستگاه‌ها تبدیل و ترجمه می‌کند که این فرایند تبدیل، شامل modulation و demodulation سیگنال‌هاست؛ ازاین‌رو نام این دستگاه، ترکیبی از حروف ابتدایی این دوکلمه یعنی MOdulator-DEModulator است. از طرف دیگر، روتر، دستگاهی برای ایجاد یک شبکه محلی از طریق مسیریابی و انتقال اطلاعات درون شبکه است. اگر فقط یک دستگاه برای اتصال به اینترنت داشته باشید نیازی به روتر ندارید؛ اما در صورت داشتن چندین دستگاه مانند موبایل، لپ‌تاپ و غیره، علاوه بر مودم، به روتر هم نیاز خواهید داشت. خوشبختانه امروزه، بیشتر تولیدکننده‌ها مودم و روتر را در قالب یک دستگاه ادغام کرده و دستگاه‌هایی که در بازار با نام مودم فروخته می‌شوند در واقع، مودم – روتر هستند^[iii]^.

تفاوت مودم و روتر در عملکرد؛ منبع: source-computer.com

انواع مودم (از نظر اتصال کاربران)

مودم‌ها بسته به نوع اتصال کاربران به آن‌ها در دو دسته اصلی قرار می‌گیرند؛ سیمی (کابلی) و بی‌سیم که در ادامه هرکدام را بررسی می‌کنیم:

مودم سیمی، مودمی است که از طریق کابلEthernet (یا همان LAN) یا USB به کامپیوتر یا لپ‌تاپ وصل می‌شود. از جمله مزایای مودم سیمی می‌توان به‌سرعت تبادل اطلاعات، قیمت کمتر و امنیت بیشتر نسبت به مودم‌های بی‌سیم اشاره کرد. البته این مودم‌ها معایبی نیز دارند که موجب کم‌رنگ‌شدنشان در بین کاربران خانگی شده است؛ از جمله اینکه صرفاً دستگاه‌های دارای کابل، امکان اتصال به شبکه و اینترنت را دارند؛ استفاده از پورت USB اغلب نیازمند نصب درایور USB مودم است؛ کابل‌های طولانی، معمولاً باعث افت سرعت و کیفیت می‌شوند؛ کابل‌کشی از اتاقی به اتاق دیگر به مزاج کاربران خوش نمی‌آید و بدون وجود هاب و گسترش‌دهنده، فقط به تعداد پورت‌ها امکان اتصال به شبکه وجود دارد [iv] :
مودم بی‌سیم یا وایرلس، امکان اتصال به اینترنت را برای دستگاه‌های مجهز به وای‌فای فراهم می‌کند که باتوجه‌به رشد روزافزون گجت‌ها و دستگاه‌های هوشمند، استفاده از آن افزایش پیدا کرده است. معروف‌ترین مودم بی‌سیم، مودم وای‌فای (Wi-Fi) است که اینترنت دریافتی توسط کابل را به‌صورت بی‌سیم به اشتراک می‌گذارد. مزیت اصلی مودم‌های بی‌سیم، تعدد دستگاه‌هایی است که می‌توانند به آن‌ها وصل شوند؛ البته نباید فراموش کرد که خطر هک‌شدن Wi-Fi نیز همیشه در کمین آن‌ها است (در ادامه این مقاله، به طور مجزا به فناوری Wi-Fi پرداخته‌ایم).

خوشبختانه بیشتر مودم‌های امروزی، از هر دو نوع ارتباط (سیمی و بی‌سیم) پشتیبانی می‌کنند؛ به این معنی که با داشتن یک مودم – روتر جدید، می‌توانید به‌صورت هم‌زمان، کامپیوتر شخصی خود را از طریق کابل LAN به شبکه متصل کرده و از اینترنت پایدار و پرسرعت آن لذت ببرید و هم گوشی هوشمند خود را از طریق وای‌فای به شبکه متصل کنید[v]. از آنجایی که معروف‌ترین مودم بی‌سیم، مودم وای‌فای (Wi-Fi) است. در ادامه با فناوری Wi-Fi و روندهای آن آشنا می‌شوید.

فناوری Wi-Fi

Wi-Fi یک اصطلاح عمومی برای چندین فناوری است که از استانداردهای ارتباطی IEEE 802.11 برای ایجاد شبکه‌های محلی یا LAN استفاده می‌کنند. محصولات دارای Wi-Fi از طریق امواج رادیویی، به انتقال داده می‌پردازند. در ابتدا این فناوری از فرکانس 2.4 گیگاهرتز استفاده می‌کرد، اما تا کنون، به باندهای فرکانسی 5 گیگاهرتز، 60 گیگاهرتز و 6 گیگاهرتز گسترش‌یافته است. گرچه Wi-Fi (Wireless Fidelity) تنها فناوری LAN بی‌سیم موجود نیست؛ اما قطعاً محبوب‌ترین آن‌ها است .در حوزه مصرف خانگی، فناوری Wi-Fi نسبت به فناوری سلولی (مورداستفاده در شبکه تلفن همراه)، سریع‌تر، مطمئن‌تر و ارزان‌تر است و امکان اتصال بی‌سیم تا فاصله 20 متری را فراهم می‌کند . در سطح کلان، می‌توان Wi-Fi را دستاوردی بزرگ در زمینه اجتماعی و اقتصادی دانست؛ چرا که این فناوری، ارتباط کاربران را در مواقع بحرانی حفظ کرده، موجب تغییر سبک آموزش شده، قابلیت‌های خدمات بهداشتی را گسترش داده و به ایجاد فناوری‌ها، صنایع و مشاغل جدید در سراسر جهان (و حتی در فضا) کمک کرده است. بر اساس مطالعه Wi-Fi Alliance® در سال 2021، ارزش اقتصادی جهانی Wi-Fi بیش از 3.3 تریلیون دلار برآورد شده که انتظار می‌رود تا سال 2025 این رقم به حدود 5 تریلیون دلار برسد؛ همچنین گسترش Wi-Fi 6 و دسترسی به باند 6 گیگاهرتز، خبر از افزایش ارزش این فناوری در سال‌های آتی می‌دهد. بعلاوه، این فناوری باتوجه‌به نقاط قوت ذاتی خود، محرک اصلی انعطاف‌پذیری و نوآوری دیجیتال بوده و مزایایی را برای اقتصادهای توسعه‌یافته و درحال‌توسعه فراهم می‌کند؛ چرا که هم فعال‌ساز برنامه‌های پیشرفته است و هم موجب کاهش شکاف دیجیتال (Digitsl gap) در مناطق دورافتاده می‌شود .

چهار روند مهم در فناوری بی‌سیم

الف) Wi-Fi 6

Wi-Fi 6 پهنای باند بی‌سیم پایدارتری دارد؛ اما از نظر سرعت، جهش بزرگی نداشته (تنها 50% افزایش)؛ درحالی‌که فناوری‌های قبلی نسبت به نسخه‌های قدیمی‌تر خود، تا 1000 درصد افزایش (10 برابر) در سرعت آپلود و دانلود داشتند. این فناوری، تعداد بیشتری از دستگاه‌ها را در طیف 2.4 گیگاهرتز (ناحیه‌ای از طیف بی‌سیم که بسیاری از دستگاه‌های جدید IOT در آن عمل می‌کنند)، فعال می‌سازد که نقطه قوت بزرگی است. نمود این قابلیت‌ها در افزایش ظرفیت (اتصال دستگاه‌های بیشتر به طور هم‌زمان)، نرخ داده بالاتر (سرعت بیشتر) و بهبود عمر باتری در دستگاه‌های متصل قابل‌مشاهده است[vi].

ب) ظهور Li-Fi

Li-Fi به‌جای استفاده از RF از نور برای انتقال اطلاعات استفاده می‌کند. این فناوری به دلیل فرکانس بالاتر می‌تواند اطلاعات بسیار بیشتری را با سرعت بالاتری نسبت به RF حمل کند و پهنای باند بسیار بالایی دارد؛ اما باتوجه‌به اینکه وابسته به نور است نمی‌تواند از دیوار عبور کند و به‌جای آن، از طریق پنجره متصل می‌شود؛ البته به شرطی که نور غیرمستقیم یا منعکس شده، سیگنال کافی برای استخراج اطلاعات از آن را داشته باشد. می‌توان از این فناوری در مناطق وسیعی که قابلیت “روشن‌شدن” دارند استفاده کرد. شاید جالب باشد بدانید که فناوری Li-Fi، قابلیت تجاری‌سازی بر روی لپ‌تاپ و دستگاه‌های مشابه را نیز دارد! به این صورت که به‌جای نصب کارت وای‌فای یا استیک در لپ‌تاپ خود، دستگاه مشابهی خواهید داشت که در آن آنتن RF با یک سنسور نور جایگزین شده و حاوی مدارهای الکترونیکی خاصی برای حذف اطلاعات مفید از سیگنال نور دریافتی خواهد بود[vii].

ج) توجه بیشتر به امنیت شبکه‌های بی‌سیم

نقطه‌ضعف اصلی فناوری بی‌سیم، نفوذپذیری شبکه‌های آن است؛ ازآنجایی‌که سیگنال‌های رادیویی از دیوار عبور می‌کنند، هکرها می‌توانند از طریق هر RF نشت شده به شبکه دسترسی پیدا کند. اگر این نکته را در کنار افزایش محبوبیت ابزارهای خانه هوشمند در بین کاربران قرار دهیم (که هک‌کردن آن‌ها برای مجرمان سایبری، ساده‌تر از شبکه‌های شرکتی است)، لزوم توجه فزاینده نسبت به امنیت شبکه را درک خواهیم کرد[viii]. برای مثال، در حال حاضر شاهد جایگزینی استاندارد WEP با استاندارد WAP هستیم که امنیت بیشتری را ارائه می‌کند[ix].

ه) استانداردسازی نسل هفتم وای‌فای

نسل هفتم وای‌فای (Wi-Fi 7) با پهنای باند کانال 320 مگاهرتز خواهد بود و سرعت 5 گیگابیت بر ثانیه را برای تلفن‌ها فعال می‌کند که بیش از دوبرابر سرعت فعلی است. با وجود چنین سرعتی، تجربه بازی و استریم در محیط‌های هوشمند، متحول شده و دیگر شاهد تأخیرهای آزاردهنده نخواهیم بود. از همه مهم‌تر، فرصت‌هایی است که این فناوری در حوزه پخش ویدئو؛ به‌ویژه در رویدادهای پخش زنده ایجاد می‌کند. از همین رو در سال آینده، شاهد رویدادهای فرهنگی و سرگرمی بیشتری به‌صورت زنده خواهیم بود. البته برای بهره‌مندی از آن نیاز به ارتقای تجهیزات شبکه و Wi-Fi است که احتمالاً فراتر از قابلیت مودم‌ها و روترهای استاندارد فعلی خواهد بود. بعلاوه، در سال 2023 انتظار داریم که شاهد پشتیبانی گوشی‌های هوشمند جدید از Wi-Fi 7 باشیم.

یکی دیگر از صنایعی که وابستگی شدیدی به تجهیزات شبکه دارد صنعت بازی است؛ چرا که در آن، حتی میلی‌ثانیه‌ها هم مهم هستند. بر اساس گزارش اخیر Bain & Company، تمایل گیمرهای نوجوان به بازی‌های ویدئویی، به‌اندازه‌ای است که 40 درصد بیشتر از سایر رسانه‌ها زمان خود را صرف آن می‌کنند. در همین راستا Wi-Fi 7 با ارائه سرعت بالا و تأخیر تقریباً صفر، فرصت‌های شگرفی را در اختیار توسعه‌دهندگان قرار می‌دهد[x].

آینده مودم

طبق پیش‌بینی finance yahoo، بازار مودم‌های دیجیتال تا سال 2028، در اختیار مودم‌های DSL، ISDN و کابلی است[xi]. یکی دیگر از روندهای مشاهده‌شده، مودم‌های با قابلیت پشتیبانی صوتی است که از فناوری E-MTA بهره می‌برند[xii]. بعلاوه، با وجود روندهای مهمی همچون اینترنت 5G ([xiii]) و Wi-Fi 7 ([xiv]) تولیدکنندگان مودم باید منتظر تغییرات مهمی در این صنعت بوده و خود را برای انطباق با فناوری‌های جدید آماده سازند.

جمع‌بندی و سخن پایانی:

در این مقاله به بررسی دستگاه مودم (در واقع، مودم – روتر) پرداختیم که کاربران خانگی و تجاری را به اینترنت متصل می‌کند. همچنین اشاره کردیم که مودم‌ها دارای انواع مختلفی از نظر دسترسی کاربران به مودم (با سیم و بی‌سیم) هستند که کاربران می‌توانند بسته به نیاز خود، از بین آن‌ها انتخاب نمایند. ازآنجایی‌که وای‌فای، محبوب‌ترین فناوری بی‌سیم در بین کاربران مودم است، در ادامه به معرفی و روندهای این فناوری پرداختیم؛ چرا که از زمان همه‌گیری کرونا، جهان به طور غیرقابل‌برگشتی، به Wi-fi متکی شده است؛ از تغییر روش‌های کاری به سمت دورکاری و کار هیبرید (ترکیب کار حضوری و دورکاری) گرفته تا گسترش بی‌سابقه بازی، استریم، واقعیت مجازی و خانه هوشمند[xv]. در پایان، لازم به تذکر است که بهره‌مندی از روندهای جدید فناورانه مانند 5G و Wi-Fi 7، نیازمند فراهم بودن زیرساخت‌های مناسب و به‌روزرسانی تجهیزات مرتبط است.

این مقاله با حمایت شرکت فناپ‌تک گردآوری و تدوین شده که تولیدکننده مودم‌های VDSL و TD-LTE در ایران است.