Πολ Μπάραν

Ο Πολ Μπάραν (αγγλικά: Paul Baran), γεννημένος ως Πέσαχ Μπάραν (Pesach Baran) (29 Απριλίου 1926 – 26 Μαρτίου 2011), ήταν Πολωνός-Αμερικανός μηχανικός που ήταν πρωτοπόρος στην ανάπτυξη δικτύων υπολογιστών. Ήταν ένας από τους δύο ανεξάρτητους εφευρέτες της μεταγωγής πακέτων, που είναι σήμερα η κυρίαρχη βάση για επικοινωνίες δεδομένων σε δίκτυα υπολογιστών παγκοσμίως, και συνέχισε να ιδρύει πολλές εταιρείες και να αναπτύσσει άλλες τεχνολογίες που αποτελούν ουσιαστικό μέρος της σύγχρονης ψηφιακής επικοινωνίας.

Νεότερα χρόνια 
Γεννήθηκε στο Γκρόντνο (τότε Δεύτερη Πολωνική Δημοκρατία, από το 1945 μέρος της Λευκορωσίας) στις 29 Απριλίου 1926. Ήταν το νεότερο από τα τρία παιδιά της λιθουανικής εβραϊκής οικογένειάς του, με το γίντις όνομα Πέσαχ (Pesach). Η οικογένειά του μετακόμισε στις Ηνωμένες Πολιτείες στις 11 Μαΐου 1928, όπου αρχικά εγκαταστάθηκαν στη Βοστώνη και αργότερα στη Φιλαδέλφεια, όπου ο πατέρας του, Μόρις «Μόσε» Μπάραν (1884–1979), άνοιξε ένα παντοπωλείο. Αποφοίτησε από Πανεπιστήμιο Ντρέξελ (τότε ονομαζόταν Ινστιτούτο Τεχνολογίας Ντρέξελ) το 1949, με πτυχίο ηλεκτρολόγου μηχανικού. Στη συνέχεια εντάχθηκε στην Eckert-Mauchly Computer Company, όπου έκανε τεχνικές εργασίες στα μοντέλα UNIVAC, την πρώτη μάρκα εμπορικών υπολογιστών στις Ηνωμένες Πολιτείες. Το 1955 παντρεύτηκε την Έβελιν Μέρφι, μετακόμισε στο Λος Άντζελες και εργάστηκε για την Hughes Aircraft σε συστήματα επεξεργασίας δεδομένων ραντάρ. Απέκτησε το μεταπτυχιακό του στη μηχανική από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια (UCLA) το 1959, με σύμβουλο τον Τζέραλντ Έστριν, ενώ παρακολουθούσε νυχτερινά μαθήματα. Η διατριβή του αφορούσε την αναγνώριση χαρακτήρων. Ενώ ο Μπάραν παρέμεινε αρχικά στο UCLA για να συνεχίσει το διδακτορικό του, ένα βαρύ πρόγραμμα ταξιδιών και εργασίας τον ανάγκασε να εγκαταλείψει τη διδακτορική του εργασία.

Σχεδιασμός δικτύου μεταγωγής πακέτων 

Μετά την ένταξή του στην RAND Corporation το 1959, ο Μπάραν ανέλαβε το έργο του σχεδιασμού ενός «επιβιώσιμου» συστήματος επικοινωνιών που θα μπορούσε να διατηρήσει την επικοινωνία μεταξύ των τελικών σημείων έναντι των ζημιών από τα πυρηνικά όπλα κατά τη διάρκεια του Ψυχρού Πολέμου. Στη συνέχεια, οι περισσότερες αμερικανικές στρατιωτικές επικοινωνίες χρησιμοποιούσαν συνδέσεις υψηλής συχνότητας, οι οποίες θα μπορούσαν να τεθούν εκτός δράσης για πολλές ώρες από μια πυρηνική επίθεση. Ο Μπάραν αποφάσισε να αυτοματοποιήσει την προηγούμενη δουλειά του Διευθυντή της RAND, Φράνκλιν Ρ. Κόλμπομ, με επικοινωνία έκτακτης ανάγκης μέσω συμβατικών ραδιοδικτύων AM και έδειξε ότι μια αρχιτεκτονική κατανεμημένου κόμβου αναμετάδοσης θα μπορούσε να επιβιώσει. Το Κέντρο Αεροπορικής Ανάπτυξης της Ρώμης έδειξε σύντομα ότι η ιδέα ήταν εφαρμόσιμη.

Χρησιμοποιώντας την τεχνολογία μικροϋπολογιστών της εποχής, ο Μπάραν και η ομάδα του ανέπτυξαν μια ακολουθία προσομοίωσης για να δοκιμάσουν τη βασική συνδεσιμότητα μιας σειράς κόμβων με διάφορους βαθμούς σύνδεσης. Δηλαδή, ένα δίκτυο n-ary βαθμού συνδεσιμότητας θα είχε n συνδέσμους ανά κόμβο. Η προσομοίωση «σκότωσε» τυχαία κόμβους και στη συνέχεια δοκίμασε το ποσοστό των κόμβων που παρέμειναν συνδεδεμένοι. Το αποτέλεσμα της προσομοίωσης αποκάλυψε ότι τα δίκτυα στα οποία n ≥ 3 είχαν σημαντική αύξηση της ανθεκτικότητας έναντι ακόμη και 50% απώλειας κόμβων. Η γνώση του Μπάραν που αποκτήθηκε από την προσομοίωση ήταν ότι το κλειδί ήταν ο πλεονασμός. Η πρώτη του εργασία δημοσιεύτηκε ως έκθεση RAND το 1960, με περισσότερες εργασίες που γενικεύουν τις τεχνικές τα επόμενα δύο χρόνια.

Αφού απέδειξαν τη δυνατότητα επιβίωσης, ο Μπάραν και η ομάδα του έπρεπε να δείξουν την απόδειξη της ιδέας για αυτό το σχέδιο, ώστε να μπορέσει να κατασκευαστεί. Αυτό περιλάμβανε σχηματικά σχήματα υψηλού επιπέδου που περιγράφουν λεπτομερώς τη λειτουργία, την κατασκευή και το κόστος όλων των στοιχείων που απαιτούνται για την κατασκευή ενός δικτύου που αξιοποιεί τη νέα γνώση των περιττών συνδέσεων. Το αποτέλεσμα ήταν ένα από τα πρώτα πρωτόκολλα μεταγωγής επιπέδου δεδομένων αποθήκευσης και προώθησης, ένα πρωτόκολλο δρομολόγησης διανύσματος κατάστασης σύνδεσης/απόστασης και ένα πρωτόκολλο μεταφοράς που δεν έχει αποδειχθεί προσανατολισμένο στη σύνδεση. Σαφείς λεπτομέρειες των σχεδίων μπορούν να βρεθούν στην πλήρη σειρά αναφορών On Distributed Communications, που δημοσιεύτηκε από τη RAND το 1964.

Η σχεδίαση τέθηκε με τον σχεδιασμό τηλεφωνίας της εποχής, τοποθετώντας φθηνούς και αναξιόπιστους κόμβους στο κέντρο του δικτύου και πιο έξυπνες συσκευές τερματισμού «πολυπλέκτη» στα τελικά σημεία. Σύμφωνα με τα λόγια του Μπάραν, σε αντίθεση με τον εξοπλισμό της τηλεφωνικής εταιρείας, ο σχεδιασμός του δεν απαιτούσε ακριβά «επιχρυσωμένα» εξαρτήματα για να είναι αξιόπιστα. Το Κατανεμημένο Δίκτυο που εισήγαγε ο Μπάραν είχε σκοπό να δρομολογήσει τις ζημιές. Παρείχε σύνδεση σε άλλους μέσω πολλών σημείων, όχι μιας κεντρικής σύνδεσης. Θεμελιώδης για το σχέδιο ήταν η διαίρεση των πληροφοριών σε «μπλοκ» πριν αποσταλούν σε όλο το δίκτυο. Αυτό επέτρεψε στα δεδομένα να ταξιδεύουν πιο γρήγορα και τις γραμμές επικοινωνίας να χρησιμοποιούνται πιο αποτελεσματικά. Κάθε μπλοκ στάλθηκε χωριστά, διανύοντας διαφορετικά μονοπάτια και επανενώνονταν σε ένα σύνολο όταν ελήφθησαν στον προορισμό τους.

Πώληση της ιδέας 
Μετά τη δημοσίευση του On Distributed Communications, ο Μπάραν παρουσίασε τα ευρήματα της ομάδας του σε πολλά ακροατήρια, συμπεριλαμβανομένων των μηχανικών της AT&T (δεν πρέπει να συγχέεται με τους μηχανικούς της Bell Labs, που εκείνη την εποχή παρείχαν στον Πολ Μπάραν τις προδιαγραφές για την πρώτη γενιά του T1 κυκλώματος που χρησιμοποίησε ως συνδέσμους στην πρόταση σχεδιασμού δικτύου του). Σε επόμενες συνεντεύξεις, ο Μπάραν ανέφερε πώς οι μηχανικοί της AT&T χλεύασαν την ιδέα του για μη αποκλειστικά φυσικά κυκλώματα για φωνητικές επικοινωνίες, υποστηρίζοντας μερικές φορές ότι ο Μπάραν απλά δεν καταλάβαινε πώς λειτουργούσε η φωνητική τηλεπικοινωνία.

Ο Ντόναλντ Ντέιβις, στο Εθνικό Εργαστήριο Φυσικής στο Ηνωμένο Βασίλειο, σκέφτηκε επίσης την ίδια ιδέα και υλοποίησε ένα δοκιμαστικό δίκτυο. Ενώ ο Μπάραν χρησιμοποιούσε τον όρο «μπλοκ μηνυμάτων» για τις μονάδες επικοινωνίας του, ο Ντέιβις χρησιμοποίησε τον όρο «πακέτα», καθώς μπορούσε να μεταφραστεί σε άλλες γλώσσες εκτός από τα αγγλικά χωρίς συμβιβασμούς. Εφάρμοσε την ιδέα σε ένα δίκτυο υπολογιστών γενικής χρήσης. Η βασική επίγνωση του Ντέιβις ήρθε στη συνειδητοποίηση ότι η κίνηση του δικτύου υπολογιστών ήταν εγγενώς «γεμάτη» με περιόδους σιωπής, σε σύγκριση με τη σχετικά σταθερή τηλεφωνική κίνηση. Ήταν στην πραγματικότητα η εργασία του Ντέιβις για την μεταγωγή πακέτων, όχι του Μπάραν, που τράβηξε αρχικά την προσοχή των προγραμματιστών του ARPANET στο Συμπόσιο για τις Αρχές Λειτουργικών Συστημάτων τον Οκτώβριο του 1967. Ο Μπάραν χάρηκε που αναγνώρισε ότι ο Ντέιβις είχε την ίδια ιδέα με αυτόν ανεξάρτητα. Σε ένα e-mail στον Ντέιβις, έγραψε:

Ο Λέοναρντ Κλάινροκ, ένας σύγχρονος που εργάζεται στην ανάλυση της ροής μηνυμάτων χρησιμοποιώντας τη θεωρία ουρών αναμονής, ανέπτυξε μια θεωρητική βάση για τη λειτουργία των δικτύων μεταγωγής μηνυμάτων στην πρότασή του για τη διδακτορική διατριβή του το 1961-2, που εκδόθηκε ως βιβλίο το 1964. Στις αρχές της δεκαετίας του 1970, εφάρμοσε αυτή τη θεωρία για να μοντελοποιήσει την απόδοση των δικτύων μεταγωγής πακέτων. Ωστόσο, η αναπαράσταση του πρώιμου έργου του Κλάινροκ ως πηγή της έννοιας της μεταγωγής πακέτων αμφισβητείται από άλλους πρωτοπόρους του Διαδικτύου, συμπεριλαμβανομένων των Ρόμπερτ Τέιλορ, Μπάραν και Ντέιβις. Οι Μπάραν και Ντέιβις αναγνωρίζονται από τους ιστορικούς και το National Inventors Hall of Fame των ΗΠΑ για την ανεξάρτητη εφεύρεση της έννοιας της ψηφιακής μεταγωγής πακέτων που χρησιμοποιείται στη σύγχρονη δικτύωση υπολογιστών, συμπεριλαμβανομένου του Διαδικτύου.

Το 1969, όταν η Υπηρεσία Προηγμένων Ερευνητικών Έργων των ΗΠΑ (ARPA) άρχισε να αναπτύσσει την ιδέα ενός διαδικτυακού συνόλου τερματικών για την κοινή χρήση υπολογιστικών πόρων, τα υλικά αναφοράς περιελάμβαναν τους τόμους «On Distributed Communications» του Μπάραν και της RAND Corporation. Η ανθεκτικότητα ενός δικτύου μεταγωγής πακέτων που χρησιμοποιεί πρωτόκολλα δρομολόγησης κατάστασης σύνδεσης, τα οποία χρησιμοποιούνται στο Διαδίκτυο, πηγάζει εν μέρει από την έρευνα για την ανάπτυξη ενός δικτύου που θα μπορούσε να επιβιώσει από μια πυρηνική επίθεση.

Μετέπειτα έργο 
Το 1968, ο Μπάραν ήταν ιδρυτής του Ινστιτούτου για το Μέλλον και στη συνέχεια συμμετείχε σε άλλες τεχνολογίες δικτύωσης που αναπτύχθηκαν στη Σίλικον Βάλεϊ. Έγραψε σχετικά με το θέμα των συστημάτων υπολογιστών και της ιδιωτικότητας. Ο Μπάραν συμμετείχε σε μια ανασκόπηση της πρότασης του Εθνικού Ινστιτούτου Προτύπων και Τεχνολογίας για ένα πρότυπο κρυπτογράφησης δεδομένων το 1976, μαζί με τους Μάρτιν Χέλμαν και Γουίτφιλντ Ντίφι του Πανεπιστημίου Στάνφορντ. Στις αρχές της δεκαετίας του 1980, ο Μπάραν ίδρυσε την PacketCable, Inc, «για να υποστηρίξει τηλεοπτικά κανάλια με ώθηση, τοπικά παραγόμενα videotex και πακετοποιημένη μετάδοση φωνής». Η PacketCable, γνωστή και ως Packet Technologies, ξεπέρασε την StrataCom για να εμπορευματοποιήσει την τεχνολογία πακέτων φωνής του για την αγορά τηλεφωνίας. Αυτή η τεχνολογία οδήγησε στο πρώτο εμπορικό προτυποποιημένο προϊόν Asynchronous Transfer Mode. Ίδρυσε την Telebit μετά τη σύλληψη της διακριτής πολυτονικής τεχνολογίας μόντεμ της στα μέσα της δεκαετίας του 1980. Ήταν ένα από τα πρώτα εμπορικά προϊόντα που χρησιμοποίησαν ορθογώνια πολυπλεξία διαίρεσης συχνότητας, η οποία αργότερα αναπτύχθηκε ευρέως σε μόντεμ DSL και ασύρματα μόντεμ Wi-Fi. Το 1985, ο Μπάραν ίδρυσε τη Metricom, την πρώτη εταιρεία ασύρματου Διαδικτύου, η οποία ανέπτυξε το Ricochet, το πρώτο δημόσιο σύστημα ασύρματης δικτύωσης. Το 1992, ίδρυσε επίσης την Com21, μια πρώιμη εταιρεία καλωδιακών μόντεμ. Μετά την Com21, ο Μπάραν ίδρυσε και ήταν πρόεδρος της GoBackTV, η οποία ειδικεύεται στον εξοπλισμό υποδομής προσωπικής τηλεόρασης και καλωδιακής IPTV για τηλεοπτικούς φορείς. Πιο πρόσφατα, ίδρυσε την Plaster Networks, παρέχοντας μια προηγμένη λύση για τη σύνδεση δικτυωμένων συσκευών στο σπίτι ή στο μικρό γραφείο μέσω της υπάρχουσας καλωδίωσης.

Ο Μπάραν επέκτεινε το έργο του στη μεταγωγή πακέτων στη θεωρία ασύρματου φάσματος, αναπτύσσοντας αυτό που ονόμασε «κανόνες νηπιαγωγείου» για τη χρήση του ασύρματου φάσματος.

Εκτός από την καινοτομία του στα προϊόντα δικτύωσης, του πιστώνεται επίσης η εφεύρεση του πρώτου ανιχνευτή όπλων πόρτας.

Έλαβε επίτιμο διδάκτορα όταν έκανε την εναρκτήρια ομιλία στο Ντρέξελ το 1997.

Θάνατος 
Ο Μπάραν πέθανε στο Πάλο Άλτο της Καλιφόρνια στις 26 Μαρτίου 2011, σε ηλικία 84 ετών από επιπλοκές που προκλήθηκαν από καρκίνο του πνεύμονα. Μετά το θάνατό του, ο Πρόεδρος της RAND, Τζέιμς Τόμσον, δήλωσε: «Ο κόσμος μας είναι ένα καλύτερο μέρος λόγω των τεχνολογιών που εφηύρε και ανέπτυξε ο Πολ Μπάραν, καθώς και λόγω της συνεχούς ανησυχίας του για τις κατάλληλες δημόσιες πολιτικές για τη χρήση τους».

Ένας από τους πατέρες του Διαδικτύου, ο Βιντ Σερφ, δήλωσε: «Ο Πολ δεν φοβόταν να πάει σε κατευθύνσεις αντίθετες με αυτό που όλοι οι άλλοι πίστευαν ότι ήταν το σωστό ή το μοναδικό πράγμα που έπρεπε να κάνει». Σύμφωνα με τον Πολ Σάφο, ο Μπάραν πίστευε επίσης ότι η καινοτομία ήταν μια «ομαδική διαδικασία» και απέφευγε να αναζητήσει εύσημα για τον εαυτό του. Στο άκουσμα της είδησης του θανάτου του, ο Ρόμπερτ Καν, συν-εφευρέτης του Διαδικτύου, είπε: «Ο Πολ ήταν ένας από τους καλύτερους κυρίους που γνώρισα ποτέ και δημιουργικός μέχρι το τέλος».

Παραπομπές

Εξωτερικοί σύνδεσμοι 
 
  A 44-page transcript in which Baran describes his working environment at RAND, his initial interest in survivable communications, the evolution of his plan for distributed networks, the objections he received, and the writing and distribution of his eleven-volume work, On Distributed Communications. Baran discusses his interaction with the group at ARPA who were responsible for the later development of the ARPANET.
 
  This describes Paul Baran's development of packet switching and its application to wireless computing.
  A transcript of Baran's keynote address at the Countdown to Technology 2000 Winter Conference that includes a photo.
 
 
 
 Paul Baran named 1991 Marconi Fellow
 Publications by Paul Baran RAND Corporation

Αμερικανοί εφευρέτες
Πολωνοί εφευρέτες
Πολωνοί εβραϊκής καταγωγής
Πρωτοπόροι του Διαδικτύου
Πολωνοί μετανάστες στις Ηνωμένες Πολιτείες
Αμερικανοί πολωνοεβραϊκής καταγωγής
Απόφοιτοι του Πανεπιστημίου Ντρέξελ