WEBVTT

00:00:07.016 --> 00:00:08.476
В 2012 году

00:00:08.476 --> 00:00:13.136
группа японских и датских учёных
установила мировой рекорд,

00:00:13.136 --> 00:00:15.716
передав за одну секунду

00:00:15.716 --> 00:00:19.006
по пятидесятикилометровому кабелю
один петабит данных,

00:00:19.006 --> 00:00:22.526
что составляет 10 000 часов
видео высокого разрешения.

00:00:22.526 --> 00:00:24.426
Это был не обычный кабель,

00:00:24.426 --> 00:00:27.466
а усовершенствованная версия оптоволокна,

00:00:27.466 --> 00:00:29.766
скрытой сети, опутывающей земной шар,

00:00:29.766 --> 00:00:32.236
благодаря которой существует интернет.

NOTE Paragraph

00:00:32.236 --> 00:00:33.116
Много лет

00:00:33.116 --> 00:00:36.296
связь между городами и странами
на дальние расстояния

00:00:36.296 --> 00:00:38.546
осуществлялась посредством
электрического тока

00:00:38.546 --> 00:00:40.266
по медным проводам.

00:00:40.266 --> 00:00:42.236
Это было медленно и неэффективно

00:00:42.236 --> 00:00:44.796
из-за ограничений по скорости

00:00:44.796 --> 00:00:47.656
и потерь энергии в виде тепла 
в металлических проводах.

00:00:47.656 --> 00:00:49.596
Но в конце XX века

00:00:49.596 --> 00:00:53.596
инженеры значительно улучшили
способ передачи данных.

00:00:53.596 --> 00:00:55.056
Вместо металла стало возможно

00:00:55.056 --> 00:01:00.146
использовать тонко расплавленное стекло,
вытянутое в гибкие волокна

00:01:00.146 --> 00:01:04.535
длиной в сотни километров
и тоньше человеческого волоса.

00:01:04.535 --> 00:01:06.237
А вместо электричества

00:01:06.237 --> 00:01:11.267
эти волокна способны передавать
цифровые данные в виде импульсов света.

NOTE Paragraph

00:01:11.487 --> 00:01:16.227
Но как удержать свет внутри стекла,
чтобы он не выходил наружу?

00:01:16.227 --> 00:01:21.511
Хитрость заключается в использовании
полного внутреннего отражения.

00:01:21.511 --> 00:01:23.168
Со времён Исаака Ньютона

00:01:23.168 --> 00:01:26.798
изготовители линз и учёные знали,
что при прохождении из воздуха

00:01:26.798 --> 00:01:31.588
через такие материалы, как вода 
или стекло, свет меняет направление.

00:01:31.588 --> 00:01:36.239
Когда луч света внутри стекла падает 
на его поверхность под крутым углом,

00:01:36.239 --> 00:01:39.969
он меняет направление, 
или преломляется, на выходе в воздух.

00:01:39.969 --> 00:01:42.959
Но если луч падает полого,

00:01:42.959 --> 00:01:46.029
то преломляется настолько,

00:01:46.029 --> 00:01:48.949
что остаётся пойманным внутри стекла.

00:01:48.949 --> 00:01:52.029
При определённых условиях вещество,
обычно пропускающее свет,

00:01:52.029 --> 00:01:55.549
способно изолировать его
от окружающего мира.

NOTE Paragraph

00:01:55.549 --> 00:01:57.991
По сравнению с электричеством или радио

00:01:57.991 --> 00:02:01.781
оптоволоконные сигналы практически
не затухают на больших расстояниях

00:02:01.781 --> 00:02:04.051
в силу малых потерь энергии,

00:02:04.051 --> 00:02:06.581
и волокна нельзя слишком сильно согнуть,

00:02:06.581 --> 00:02:08.491
иначе свет просочится наружу.

00:02:08.491 --> 00:02:12.791
В наше время одно оптоволокно
несёт набор световых волн различной длины

00:02:12.791 --> 00:02:15.256
с отдельным каналом данных на каждой.

00:02:15.256 --> 00:02:19.466
И оптоволоконный кабель
состоит из сотен таких волокон.

00:02:19.466 --> 00:02:23.445
По дну океанов вдоль и поперёк проложено
более миллиона километров кабеля,

00:02:23.445 --> 00:02:25.045
связывающего континенты.

00:02:25.045 --> 00:02:29.435
Им можно почти тридцать раз
обмотать экватор.

NOTE Paragraph

00:02:29.435 --> 00:02:30.631
С оптоволокном

00:02:30.631 --> 00:02:33.141
расстояние мало влияет 
на время передачи данных,

00:02:33.141 --> 00:02:36.851
и интернет стал одним компьютером
поистине планетарного масштаба.

00:02:36.851 --> 00:02:40.011
Всё больше и больше постоянная
доступность нашей работы и отдыха

00:02:40.011 --> 00:02:43.221
зависит от множества
перегруженных компьютерных серверов

00:02:43.221 --> 00:02:47.161
в разбросанных по всему миру гигантских
центрах хранения и обработки данных.

00:02:47.161 --> 00:02:49.081
Это называется облачными вычислениями

00:02:49.081 --> 00:02:51.361
и создаёт две большие проблемы:

00:02:51.361 --> 00:02:54.144
тепловые отходы 
и гонку за пропускной способностью.

00:02:54.144 --> 00:02:58.844
Сетевой трафик в основном идёт внутри
центров обработки и хранения данных,

00:02:58.844 --> 00:03:03.544
где тысячи серверов соединены
обычными электрическими кабелями.

00:03:03.544 --> 00:03:06.286
Половина их рабочей мощности
теряется на выбросы тепла.

00:03:06.286 --> 00:03:10.536
При этом спрос на пропускную способность
беспроводной связи постоянно растёт,

00:03:10.536 --> 00:03:13.536
и гигагерцовые сигналы,
генерируемые в мобильных устройствах,

00:03:13.536 --> 00:03:16.336
приближаются к пределам
скорости передачи данных.

NOTE Paragraph

00:03:16.336 --> 00:03:20.106
Может показаться, что оптоволокно
оказалось слишком хорошим себе же во вред,

00:03:20.106 --> 00:03:24.576
породив завышенные ожидания
в области облачных и мобильных вычислений.

00:03:24.576 --> 00:03:29.826
Но на выручку пришла
смежная технология интегральной фотоники.

NOTE Paragraph

00:03:29.827 --> 00:03:32.857
Свет может направляться
не только по оптоволокну,

00:03:32.857 --> 00:03:36.217
но и по ультратонким кремниевым проводам.

00:03:36.217 --> 00:03:39.547
Кремниевые провода проводят свет 
не так хорошо, как оптоволокно.

00:03:39.547 --> 00:03:42.117
Но зато они позволяют инженерам ужать

00:03:42.117 --> 00:03:45.597
все устройства в стакилометровой
оптоволоконной сети

00:03:45.597 --> 00:03:49.237
до крошечных фотонных микросхем,
которые подключаются к серверам

00:03:49.237 --> 00:03:53.327
и преобразуют электрические сигналы 
в оптические и наоборот.

00:03:53.327 --> 00:03:59.429
Электросветовые трансформаторы заменяют
неэкономные электрические кабели

00:03:59.429 --> 00:04:02.809
в центрах хранения и обработки данных
на энергосберегающее волокно.

NOTE Paragraph

00:04:02.809 --> 00:04:07.379
Фотонные микросхемы могут ещё и улучшить
пропускную способность беспроводной сети.

00:04:07.379 --> 00:04:10.861
Учёные работают
над переводом мобильных сигналов

00:04:10.861 --> 00:04:12.651
с гига- на терагерцовые частоты,

00:04:12.651 --> 00:04:15.581
что позволит ускорить
передачу данных в тысячи раз.

00:04:15.581 --> 00:04:17.621
Но это сигналы короткого радиуса действия:

00:04:17.621 --> 00:04:19.721
они поглощаются влагой в воздухе,

00:04:19.721 --> 00:04:21.961
или же блокируются высокими зданиями.

00:04:21.961 --> 00:04:25.331
Микросхемы беспроводных
фотонных передатчиков,

00:04:25.331 --> 00:04:27.001
распределённые по городам,

00:04:27.001 --> 00:04:31.431
позволят транслировать терагерцовые
сигналы на большие расстояния.

00:04:31.431 --> 00:04:34.639
Это станет возможным благодаря 
надёжному посреднику — оптоволокну,

00:04:34.639 --> 00:04:39.429
и тогда сверхбыстрая беспроводная связь
станет реальностью.

NOTE Paragraph

00:04:39.429 --> 00:04:41.303
На протяжении всей истории человечества

00:04:41.303 --> 00:04:43.893
свет нёс нам способность видеть
и дарил нам тепло

00:04:43.893 --> 00:04:49.183
и был верным партнёром в исследовании
и освоении физического мира.

00:04:49.183 --> 00:04:52.692
Теперь мы снабдили 
свет информацией и запустили его

00:04:52.692 --> 00:04:55.822
по сверхскоростному 
оптоволоконному «шоссе»

00:04:55.822 --> 00:04:59.102
со множеством ответвлений 
на интегральной фотонике,

00:04:59.102 --> 00:05:02.882
чтобы ещё больше раздвинуть
границы виртуального мира.