INTERNET
trong
tương lai

Với hàng triệu người dùng mới sẽ nối mạng nay mai, Internet làm sao theo kịp? Chỉ có cách xây dựng các đường trục kỹ thuật số siêu tốc và triển khai những công nghệ cực nhanh để xử lý

"INTERNET sụp đổ tới nơi rồi".

Chắc hẳn bạn từng nghe người ta tiên tri như thế, và điều đó chẳng hề xảy ra. Nhưng chỉ vài năm nữa thôi, Net có thể sẽ thiếu băng thông (bandwidth) một cách trầm trọng. Mọi việc bắt đầu từ chỗ hàng triệu người dùng mới đang lũ lượt theo nhau vào Net. Theo cơ quan nghiên cứu Forrester Research, số lượng các tài khoản trực tuyến chỉ riêng tại Hoa Kỳ sẽ tăng từ 28,7 triệu hiện nay lên tới 77,6 triệu vào năm 2002. Một số đáng kể trong các tài khoản đó - theo Forrester là 16 triệu - sẽ truy cập Net bằng cáp hoặc kết nối DSL (Digital Subscriber Line) với triển vọng có thể nhanh hơn các modem 56 kbps hiện nay tới 50 lần. Đồng thời, nhiều người sẽ sử dụng Internet để tiến hành hội thảo qua video, điện thoại, viễn thông và chơi game trực tuyến - tất cả đều là những ứng dụng không chỉ ngốn băng thông một cách khủng khiếp mà còn đòi hỏi mức độ tin cậy mà Internet hiện tại không đáp ứng nổi.

Theo những gì vừa đề cập thì có nghĩa là trong ba năm nữa Net sẽ phải tải nhiều dữ liệu hơn hiện nay với độ tin cậy cao hơn. Sự khủng hoảng băng thông khiến cho tất cả những ai quản lý Internet đều bối rối, từ các ISP địa phương cho đến những công ty viễn thông khổng lồ như Sprint. Người dùng Net ở mọi cấp đang ráo riết tìm cách để làm sao cho mạng, bao gồm từ PC gia đình cho đến các ISP địa phương và backbone (trục xương sống) nối kết tất cả lại với nhau, ngày càng nhanh hơn và đa năng hơn. Việc này khá tốn kém nên nhiều ISP hiện nay chắc sẽ phải bỏ cuộc vì không kham nổi. Đó là lý do tại sao trong vòng ba năm tới kết nối Internet của bạn có thể sẽ nhanh hơn, hóa đơn Internet hàng tháng sẽ cao hơn và sẽ chẳng còn bao nhiêu nhà cung cấp dịch vụ để bạn chọn lựa.

Dặm cuối

Bạn cần băng thông để làm gì? Hãy hỏi các ISP, công ty điện thoại và các công ty dịch vụ Internet khác; họ sẽ vẽ cho bạn bức tranh về một buổi tối tiêu biểu trong một gia đình vào năm 2002. Bố ngồi trong phòng khách, thảo luận qua video bằng máy laptop với nhà môi giới chứng khoán; trong khi hai người bàn cãi về IPO Internet mới nhất, bố đồng thời duyệt trang Web đầy những ảnh đồ họa 3 chiều của công ty. Mẹ ngồi ở buồng trong, dùng mạng cá nhân và Centrex ảo của công ty để nói chuyện điện thoại. Còn trên lầu, con trai lớn đang chơi trò Quake XXII trên mạng, với âm thanh thời gian thực. Và cả khu phố, ai nấy đều làm những việc tương tự vào cùng lúc đó.

Hiện nay, trong số những việc kể trên, bạn chẳng làm được việc gì cho ra trò, chủ yếu do sự quá tải giữa bạn và ISP, cái người ta gọi là "dặm cuối". Trong khi người dùng ở các doanh nghiệp có nhiều băng thông khác nhau để chọn, kể cả các tuyến T1 và kết nối cao tốc chuyên dụng thì người dùng tại nhà chẳng được may mắn như thế: họ bị hạn chế bởi modem. Hiện nay chỉ một số ít người dùng tại nhà (300.000 người ở Hoa Kỳ theo thống kê của Forrester) đã chuyển sang ISDN (Integrated Services Digital Network - mạng dịch vụ kỹ thuật số tích hợp), trong khi đó đường dây điện thoại hiện nay cho phép chạy nhanh bao nhiêu thì các modem 56 kbps cũng chỉ nhanh được bấy nhiêu thôi.

Chính vì vậy người ta vồ vập đến với cáp và DSL, hai công nghệ đang cạnh tranh để thay thế các kết nối modem truyền thống cho người dùng tại nhà. Kết nối cáp hiện tại có thể nâng tốc độ lên 3 mbps, nhưng có lẽ đó là chuyện của 3 năm tới. Đa số kết nối DSL có thể truyền dữ liệu với tốc độ từ 256 kbps đến 1,5 mbps, nhưng giới phân tích cho rằng người dùng nên chịu khó chờ thêm 3 năm nữa.

Những công nghệ mới

Những lựa chọn mới đang sắp ra đời. Giữa năm 1999, Sprint sẽ đưa ra mạng tích hợp theo yêu cầu (Integrated On-demand Network - ION) có khả năng truyền âm thanh, hình ảnh và dữ liệu với tốc độ tới 620 mbps. Đến cuối năm, các doanh nghiệp và người tiêu thụ sẽ có thể mua hub dịch vụ ION tích hợp (ION Integrated Service Hub) tại cửa hàng bán lẻ với giá từ 200 USD đến 300 USD, xấp xỉ bằng giá một modem DSL hay modem cáp hiện nay. Hộp này sẽ được nối với điện thoại và gắn vào card mạng trong máy tính. Khi đó, với giá khoảng 100 USD/tháng, bạn sẽ có kết nối Internet cực nhanh, điện thoại video, điện thoại nội hạt qua mã định danh người gọi (Caller ID), điện thoại đường dài bao lâu tùy ý, chưa kể các dịch vụ và hỗ trợ từ Sprint. Nói thế không có nghĩa là lúc nào bạn cũng có thể thoải mái sử dụng băng thông với giá đã trả. Bất cứ lúc nào thoát khỏi mạng ION, nghĩa là bất cứ lúc nào bạn yêu cầu dữ liệu từ một server khác không ở trên mạng Sprint, thì Net của bạn vẫn chậm như thường.

Hai công ty khác là Teligent ở bang Virginia và Winstar ở bang New York đang có kế hoạch vượt qua dặm cuối bằng các tần số vô tuyến thay vì cáp đồng hiện đã nghẹt cứng. Ấm thanh hay dữ liệu được truyền từ một đĩa (cỡ bằng cái đĩa ăn) đặt trên mái nhà bạn tới văn phòng trung tâm, văn phòng này sẽ truyền thông tin đến ISP của bạn. Được thiết kế chủ yếu cho các vùng nông thôn, phương pháp này có thể rẻ hơn nhiều so với phải đào đường đặt cáp, lại có thể giúp doanh nghiệp tận dụng các kết nối Internet với tốc độ tới 622 mbps.

Winstar vừa công bố kế hoạch mở rộng từ 30 lên 60 thị trường tại Hoa Kỳ từ nay đến cuối năm 2000. Còn Teligent, vốn nhắm đến các doanh nghiệp vừa và nhỏ ở nông thôn và ngoại ô, vừa thâm nhập 15 thị trường đầu tiên trong năm 1998 trong đó có Chicago, Denver, Los Angeles và Washington D.C. Công ty này dự kiến tăng thêm 25 thị trường hay hơn nữa trước cuối năm nay.

Tương lai của các ISP

Trong khi người dùng cuối và doanh nghiệp nghiễm nhiên sẽ được dùng những kết nối nhanh hơn, thì sự nghẽn "cổ chai" (bottleneck) lại chuyển từ máy của bạn sang các nhà cung cấp dịch vụ Internet.

Vấn đề đầu tiên là kỹ thuật. Theo các chuyên gia thì nếu mọi người đều có truy cập DSL tốc độ 1 mbps khi đăng ký dịch vụ thì cơ sở hạ tầng hiện nay của Internet vẫn xử lý được. Nhưng không ai trong chúng ta hiện nay có khả năng duy trì hay hỗ trợ kết nối DSL 7 megabit đến từng gia đình. Thế mà chỉ dăm ba năm nữa sẽ xuất hiện những DSL từ 20 50 megabit. Chừng đó mạng sẽ chết ngắc, không tài nào kham nổi.

Vấn đề thứ hai là kinh tế. Giả sử bạn mua một trong các dịch vụ DSL siêu tốc đó và muốn xem phim trên Net; chuyện đó ngốn khoảng 6 mbps. Bây giờ giả sử cả sáu người hàng xóm của bạn cũng làm như thế. Vậy thì ngay bây giờ, ISP sẽ phải chi từ 35.000 USD đến 40.000 USD mỗi tháng để duy trì một đường cáp đủ to, có thể truyền ngần ấy dữ liệu. Kinh doanh như thế thì lãi ở chỗ nào? DSL sẽ giết chết các ISP nhỏ nếu nó vẫn tiếp tục hoạt động theo cách hiện nay.

Kết quả là có thể chúng ta sắp sửa chứng kiến một hệ thống các ISP. Các ISP được mệnh danh là "cấp một" (tier-one) như Sprint, AT&T và các ISP có thể truy cập trực tiếp vào backbone của chính mình, sẽ cung cấp cho khách hàng dịch vụ tốt hơn hẳn. "Nếu bạn nối mạng thông qua ISP cấp một để đến server cấp một, thì tốc độ phản hồi sẽ nhanh đến kỳ diệu," phó chủ tịch về các dịch vụ Internet của IBM nói.

Cũng chính các ISP cấp một này sẽ có thể đặt mình vào địa vị người cung cấp dịch vụ truyền thông "từ A tới Z", cung cấp trọn gói mọi dịch vụ truyền âm thanh và dữ liệu. Đối với người mua, điều đó thật là tiện bởi hàng tháng họ chỉ phải trả một hóa đơn duy nhất và khi có gì trục trặc cũng chỉ cần gọi một số điện thoại duy nhất. Nhưng không phải là không có mặt trái: nếu một trong các công ty đó gặp trục trặc thì người mua chẳng khác gì bị giam cầm, hoàn toàn mất liên lạc với bên ngoài.

Những ISP nhỏ hơn, không có backbone riêng mà phải thuê quyền truy cập backbone từ các công ty cấp một, rồi sẽ phải trầy vi tróc vảy mới tồn tại nổi. Giới chuyên môn cho rằng ISP nào không có backbone riêng chắc chắn sẽ bị sàng lọc. Hiện có chừng 5.000 ISP ở Hoa Kỳ. Trong vòng 18 tháng tới, con số này có thể chỉ còn phân nửa. Theo viên chức của IBM, nếu muốn tồn tại, các ISP nhỏ sẽ phải tập trung bán các dịch vụ giá trị gia tăng như hỗ trợ các khách hàng cao cấp và nối mạng chủ cho các doanh nghiệp.

Hội chứng đau "cột sống"

Vậy điều gì sẽ xảy ra khi hàng triệu người dùng nối kết với hàng ngàn ISP để trao đổi những dòng dữ liệu mỗi ngày một phình to? Viễn cảnh ấy khiến cho những người sở hữu "trục xương sống" (backbone) Internet phải lo âu không ít.

Thực ra hiện nay không chỉ có một "backbone" Internet. Đầu tiên quả là chỉ có một backbone do Cơ Quan Khoa Học Quốc Gia Hoa Kỳ (National Science Foundation) quản lý, có chức năng kết nối các trung tâm nghiên cứu chính trong toàn quốc với tốc độ 56 kbps. Nhưng từ năm 1995, mô hình đơn giản này đã mở đường cho nhiều backbone riêng biệt; đó chính là hàng ngàn dặm cáp quang với băng thông cực cao thuộc quyền sở hữu của các công ty đại loại như Sprint, GTE, IBM và MCI WorldCom, kết nối các vùng đô thị chính trong toàn Hoa Kỳ. Sau đó các ISP tầng một bán quyền truy cập backbone cho các ISP nhỏ hơn, các ISP này lại bán cho những ISP nhỏ hơn nữa, cứ thế trong toàn bộ dây chuyền Internet.

Hiện nay có quá nhiều cáp. Người ta nói đùa là nếu có một vì sao băng vào xứ này thì cũng sẽ bật ngay trở ra vì dưới đất có nhiều cáp. Và những backbone đó có nhiều băng thông đến nỗi trong đó hiện vẫn còn nhiều dải "tối", nghĩa là chưa dùng tới. Nhưng chuyện gì sẽ xảy ra nếu 16 triệu người dùng cáp và DSL sắp tới kia bắt đầu trao đổi khối lượng dữ liệu tối đa mà những cáp này có thể tải được? Dây cáp có thể sẽ bất thần sáng rực lên như cây thông Noel.

Đó là lý do tại sao chủ sở hữu các backbone hiện nay đang không ngừng nâng cấp và nỗ lực khai thác nhiều băng thông hơn từ những cáp hiện có. Backbone nhanh nhất đang sử dụng là OC-12 tuyến, truyền dữ liệu ở tốc độ 622 mbps, nhưng Sprint vừa công bố kế hoạch nâng cấp lên OC-48, nghĩa là 2,5 gbps. "Muốn là chủ nhân một backbone Internet trong vài năm tới, bạn phải chạy OC-48," một nhà phân tích của Dataquest nói.

Hàng loạt đối thủ đầy tham vọng đang muốn nhảy vào kinh doanh backbone. Qwest Communications chẳng hạn. Công ty truyền thông ở Denver này đang đặt khoảng 18.500 dặm (khoảng 29.799 Km) cáp cho mạng cáp siêu năng (Macro Capacity Fiber Network), một backbone hoàn toàn bằng kỹ thuật số sẽ kết nối hơn 130 thành phố trước tháng ba năm nay. Qwest dự định bán trực tiếp quyền truy cập mạng này cho các doanh nghiệp, giúp họ truy cập Internet nhanh hơn, cung cấp dịch vụ âm thanh và dữ liệu tích hợp, mà chi phí lại rẻ hơn.

Nhưng còn những vùng khác xa xôi hơn ở Hoa Kỳ - cũng như phần còn lại của thế giới - không thể dễ dàng truy cập mạng cáp cực nhanh này thì sao? Các backbone nối kết các thành phố lớn nhưng lại bỏ qua vùng nông thôn. Và những cáp xuyên đại dương kết nối các châu lục với nhau thì không theo kịp nổi tốc độ mạng hiện nay.

Một lần nữa, câu trả lời có thể là ở "trên không". Teledesic, một công ty ở Washington D.C, đang xây dựng mạng 288 vệ tinh để kết nối những ISP xa xôi không có khả năng (về địa lý)

Hình vẽ (hoặc tài chính) để kết nối với backbone bằng cáp. Khi mạng vệ tinh được hoàn tất vào năm 2003, thì một ISP ở một vùng hẻo lánh nào đó, nếu có k hợp đồng với Teledesic, sẽ có thể gắn ăng ten bên ngoài vào server của mình. Đĩa này gửi dữ liệu của ISP đó lên một trong các vệ tinh (trên những quỹ đạo thấp sao cho tín hiệu ít bị chậm trễ nhất), vệ tinh này sẽ truyền dữ liệu về một điểm truy cập backbone. Sự nối kết hai chiều sẽ đưa tốc độ lên tới 64 mbps đối với tải xuống, 2 mbps đối với nạp lên. Có thể những con số này chẳng có gì ghê gớm so với tốc độ của backbone quốc gia ở Hoa Kỳ, nhưng đó là bước tiến lớn đối với một ISP ở New Delhi chẳng hạn, nơi mà tốc độ tối đa hiện nay chỉ là 8 mbps.

Dịch vụ từ A đến Z

Có thể bạn đã nhận thấy một sợi chỉ xuyên suốt: tất cả các công ty, từ ISP cho đến chủ nhân các backbone, đều cho rằng trong ba năm tới Net sẽ chuyên chở không chỉ e-mail và trang Web, nó sẽ còn thường xuyên truyền tải âm thanh và hình ảnh. Nhưng muốn vậy, người ta phải làm nhiều việc khác nữa chứ không chỉ tăng thêm băng thông.

Hệ thống điện thoại thông thường lâu nay vẫn cho phép bạn tán gẫu với người yêu tận đầu kia trái đất vốn dựa trên một quy trình gọi là chuyển mạch (circuit switch). Khi quay số, công ty điện thoại sẽ thiết lập một mạch riêng giữa bạn và người yêu trong suốt thời gian gọi, bảo đảm cho mọi dữ liệu - tức là âm thanh đã chuyển thành sóng điện từ - đều đến đích một cách nguyên vẹn và đúng trật tự, để người yêu có thể nghe những câu nói đúng như bạn đã thốt ra. Thế nhưng chuyển mạch là một cách sử dụng đường dây rất phí phạm, bởi vì mạch liên tục được mở trong suốt thời gian cuộc gọi dù bạn có nói chuyện hay không.

Ngược lại, các mạng như Internet dùng quy trình gọi là chuyển gói (packet switch), nghĩa là chia nhỏ dữ liệu thành nhiều "gói" có kích cỡ khác nhau rồi gửi đi theo bất cứ đường nào hiện có băng thông trống. Sau đó các gói này được lắp ghép lại ở đích đến. Cách này kinh tế hơn chuyển mạch, bởi nếu không có dữ liệu nào truyền theo tuyến thì chẳng có mạch nào được mở. Vì các gói được truyền trên Net theo bất cứ đường nào tiện nhất, nên một e-mail bạn gửi tới đâu đó trong nước có thể lại chu du vòng quanh thế giới rồi mới đến đích. Các gói dữ liệu không cần phải đi cùng một đường, cũng chẳng phải đến đích theo đúng đội hình. Miễn sao tất cả đều đến nơi thì ai nấy cùng vui vẻ.

Thế điều gì xảy ra nếu bạn thử gửi âm thanh và hình ảnh qua Net? Bạn không thể xem phim thoải mái hoặc trò chuyện cho "ra đầu ra đũa" trên Net nếu như các gói không đi đi về về nhanh chóng và đúng trật tự. Các chuyên gia nhấn mạnh, theo kiểu Internet cổ điển, các gói có thể nhảy từ server này sang server nọ mà chẳng ai lo lắng gì. Các ứng dụng thời gian thực như hình ảnh và âm thanh thì không thích hợp với nhiều chặng như vậy.

Đó là l

Hình vẽ

Tương lai của tương lai

Cáp mới, vô tuyến, vệ tinh, các công nghệ đường dẫn, chừng đó chỉ mới là bắt đầu của tương lai Internet.

Chẳng hạn, một số ít trường đại học và cơ quan chính phủ, với sự giúp đỡ của 13 công ty đối tác (trong đó có Cisco, MCI, Nortel và Qwest) đang xây dựng một Internet mới mệnh danh là Internet 2. Mạng quốc tế thứ hai này sẽ chạy trên hai backbone: một của Qwest, một là Very High Speed Backbone Network Service (dịch vụ mạng backbone siêu tốc - VBNS); đây là backbone phi thương mại được điều hành bởi MCI WorldCom và Cơ Quan Khoa Học Quốc Gia Hoa Kỳ, nối kết với các trường đại học và cơ quan chính phủ ở mức "gigapop", nghĩa là qua những điểm trên mạng có khả năng truyền dữ liệu với tốc độ 1 gbps.

Chỉ có điều Internet2 sẽ chỉ kết nối với người dùng trong các trường đại học và cơ quan chính phủ. Tuy nhiên, số đông còn lại vẫn được lợi một cách gián tiếp, bởi vì các ứng dụng với băng thông cao của Internet2 vẫn sẽ "rò rỉ" ra ngoài. "Các bạn sẽ thấy truyền thông đại chúng và thảo luận qua truyền hình được cải thiện rất nhiều," Vab Goel, giám đốc về kỹ thuật mạng IP của Qwest nói. Chẳng hạn, các kỹ sư của Internet2 đang phát triển những kỹ thuật "dán nhãn" các gói dữ liệu âm thanh để chúng được ưu tiên khi truyền tải trên mạng.

Một hướng phát triển đầy hứa hẹn khác đến từ phía một ngành vật lý gọi là quang tử ứng dụng (photonics ngành nghiên cứu việc ứng dụng quang tử (photon) trong công nghệ truyền thông ND). Hiện nay, thông tin được truyền theo cáp quang dưới dạng ánh sáng tạo bởi tia laser. Ngành quang tử ứng dụng nghiên cứu những phương pháp xử lý sóng ánh sáng nhằm nâng cao khả năng truyền dẫn của cáp quang. Một dự án quang tử ứng dụng là Dense Wave Division Multiplexing (DWDM đa phức hóa vùng sóng dày), sẽ gửi nhiều tần số ánh sáng theo cùng một cáp tại cùng một thời điểm. Sprint dự tính rằng DWDM đã nâng cao khả năng truyền dẫn cáp của công ty với thừa số 32. "Chỉ vài năm nữa đại diện công ty nói chúng tôi hy vọng sẽ nâng cao lên 100 lần hoặc hơn nữa." ISP@Home vừa rồi đã ký một hợp đồng để sử dụng backbone dựa trên DWDM của AT&T trong việc truyền tải lượng dữ liệu hiện đã quá tải của họ.

SilkRoad, công ty truyền thông và tư vấn ở San Diego vừa được cấp giấy phép công nghệ quang tử ứng dụng khác gọi là Refractive Synchronization Communication (RSC - truyền thông khúc xạ đồng bộ), đã chứng minh có thể truyền dữ liệu với tốc độ 200 gbps trên khoảng cách 200 dặm (không cần dùng bộ khuếch đại tín hiệu) chỉ trên một bước sóng ánh sáng duy nhất; trong khi cáp nhanh nhất đang dùng hiện nay chỉ truyền tới 40 gbps. SilkRoad tuyên bố họ đang đàm phán với các công ty điện thoại địa phương và nhiều công ty truyền thông lớn có khả năng vận hành RSC trước hè năm nay. Vào mùa thu, họ dự định sẽ giới thiệu các hub và bộ chuyển (switch) mạng cục bộ dựa trên RSC dành cho các doanh nghiệp và người dùng cá nhân hiện đã có kết nối cáp. Một số nhà phân tích dự đoán trong vòng năm năm tới toàn bộ backbone của Internet sẽ sử dụng quang tử ứng dụng.

Hình vẽ

Vượt qua điểm "thắt cổ chai"

Tới khi đó, bạn sẽ có một trò chơi kiểu như ban nhạc hòa tấu (musical bottleneck - bottleneck cũng có nghĩa là một kiểu chơi đàn ghita bằng cách gắn một ống nhỏ (xưa gọi là "cổ chai") vào ngón tay để vuốt dây - ND). Trong khi một phân khúc (segment) của Net tăng tốc thì các segment khác phải cố bò theo cho kịp. Hiện nay, chỗ thường bị nguy cơ tắc nghẽn trên mạng (hay cái "cổ chai") là ở máy vi tính. Trong khi cáp quang và DSL đang được giăng khắp nơi, các ISP và nhà cung cấp backbone phải tăng tốc các segment của mình cho thích ứng với tốc độ truyền mới. Nói theo Larry Vanston, nhà phân tích ở Technology Futures, "chúng ta sẽ phải đuổi theo các "cổ chai" đến chừng nào chết thì thôi."

Vấn đề là ai sẽ chi tiền cho cuộc rượt đuổi đó? Cũng không lạ, toàn bộ giới quan sát trong ngành đều nhất trí rằng sẽ không là ai khác ngoài chính bạn, người dùng cuối, tuy nhiên chẳng ai chịu nói bạn phải trả bao nhiêu. Có lẽ các nhà cung cấp sẽ thử đưa ra nhiều mức giá khác nhau chừng nào thị trường chưa có mức giá thống nhất. Nhưng hẳn có thể nói mà không sợ sai rằng bạn sẽ không thể mua kết nối Internet siêu tốc đó (hàng triệu megabit/giây) với giá 19,95 USD/tháng.

Nếu tất cả người dùng đều tiến hành mua mọi dịch vụ nối mạng từ một công ty duy nhất thì sẽ có thể gây ra cơn sốc trên toàn quốc. Theo phó chủ tịch kiêm giám đốc nghiên cứu của Gartner Group thì "hầu hết thiên hạ không biết họ sẽ phải trả bao nhiêu cho từng dịch vụ một chừng nào họ chưa thấy tất cả gộp chung lại một chỗ."

Bạn chẳng phải lo lắng gì về chuyện giá cả chừng nào Internet còn chăm sóc mọi nhu cầu truyền thông của bạn. Chỉ cần cầu nguyện cho nó đừng trục trặc gì mà thôi.

(trích theo VASC)

Close