實現網際網路的隱藏網路
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0:07 - 0:082012 年,
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0:08 - 0:13一支由日本和丹麥研究者
組成的團隊創造了世界記錄, -
0:13 - 0:16傳送了 1 千兆位元的資料——
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0:16 - 0:19等同於一萬小時的高解析度影片——
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0:19 - 0:23用一條五十公里的纜線,
只花了一秒鐘。 -
0:23 - 0:24那可不是一般的纜線。
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0:24 - 0:27那是加速版本的光纖——
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0:27 - 0:30就是將世界各地連結起來,
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0:30 - 0:32讓網際網路成為可能的隱藏網路。
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0:32 - 0:33數十年來,
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0:33 - 0:37城市與國家間這種長距離的通訊,
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0:37 - 0:40都是透過銅線所傳輸的電子訊號。
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0:40 - 0:42這種方式既慢又沒效率,
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0:42 - 0:47金屬線會限制資料速率,
也會發熱而造成能量的損失。 -
0:48 - 0:50到了二十世紀末,
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0:50 - 0:54工程師掌握了一種更優異的傳輸方法。
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0:54 - 0:55不用金屬材料,
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0:55 - 1:00而是小心地熔化玻璃
並拉長為具彈性的纖維線絲, -
1:00 - 1:05其長度可達數百公里之長
且比人類頭髮還要細。 -
1:05 - 1:07這類纜線傳輸的不是電,
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1:07 - 1:11而是代表數位資料的光波脈衝。
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1:11 - 1:16但,光是怎麼在玻璃中行進的?
為什麼不會穿過玻璃? -
1:16 - 1:22秘訣在於一種叫做
「全內反射」 的現象。 -
1:22 - 1:23從艾薩‧克牛頓的時代起,
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1:23 - 1:26鏡片製造者及科學家就已經知道
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1:26 - 1:32當光傳過空氣和水或玻璃
這類材料時,會產生轉向。 -
1:32 - 1:36當玻璃內的一道光線
以很大的角度碰撞到它的表面, -
1:36 - 1:40在它進入空氣時會發生折射或轉向。
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1:40 - 1:43但,如果光線行進的角度較淺,
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1:43 - 1:46它轉彎的方向會讓它
一直被困在玻璃中, -
1:46 - 1:49延著玻璃內部不斷反彈。
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1:49 - 1:50只要條件對了,
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1:50 - 1:53通常光線可穿透的東西,
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1:53 - 1:56反而可以將光線隱藏起來
讓外界看不見。 -
1:56 - 1:58和電或無線電相比,
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1:58 - 2:02光纖訊號即使傳送了很長的距離,
也幾乎不會減弱—— -
2:02 - 2:04的確會有一點點能量會散失掉,
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2:04 - 2:07且纖維的彎曲角度不能太大,
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2:07 - 2:08否則光就會外洩出去。
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2:08 - 2:13現今,一條光纖就能傳送
許多不同波長的光, -
2:13 - 2:15分別代表不同的資料通道。
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2:15 - 2:19一條光纜內含數百條這類的纖維線絲。
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2:19 - 2:23超過一百萬公里的纜線
在我們的海底交錯, -
2:23 - 2:25將各大陸連結起來——
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2:25 - 2:29這總長度足以繞赤道近三十圈。
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2:29 - 2:33有了光纖,資料的傳輸
幾乎不受距離限制, -
2:33 - 2:37讓網際網路得以演化
成為一台行星級的電腦。 -
2:37 - 2:40我們行動裝置的工作和娛樂,
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2:40 - 2:43越來越仰賴過度操勞的
電腦伺服器大軍, -
2:43 - 2:47這些伺服器被存放在世界各地
巨型資料中心的倉庫中。 -
2:47 - 2:49這叫做「雲端運算」,
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2:49 - 2:51它會導致兩個問題:
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2:51 - 2:54熱能浪費以及頻寬需求。
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2:54 - 2:59網際網路的流量,絕大部分
是在資料中心內穿梭, -
2:59 - 3:04在資料中心內,數千台伺服器
用傳統電纜線連結在一起。 -
3:04 - 3:07半數的運作能量
以熱能的形式浪費掉了。 -
3:07 - 3:10同時,對於無線頻寬的
需求穩定地上升, -
3:10 - 3:14而我們在行動裝置中使用的
千兆赫(gigahertz)訊號 -
3:14 - 3:16即將達到傳遞數據的極限。
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3:16 - 3:20似乎,光纖太好了,
這對它自己並沒有好處, -
3:20 - 3:25激發出野心過大的雲端
和行動計算期望。 -
3:25 - 3:30但,有一項整合了光子學的
相關技術來救援了。 -
3:30 - 3:33不僅光纖能引導光,
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3:33 - 3:36超細的矽線也能。
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3:36 - 3:40矽線引導光的能力沒有纖維好。
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3:40 - 3:42但矽線讓工程師可以
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3:42 - 3:46把一百公里內光纖網路中的所有裝置
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3:46 - 3:49縮減成能插入伺服器的
小型光子晶片, -
3:49 - 3:53並將電訊號轉成光訊號,
再反轉回來。 -
3:53 - 3:59這些電轉光的晶片,
讓資料中心裡不經濟的電纜線 -
3:59 - 4:03被換成高能源效率的光纖。
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4:03 - 4:07光子晶片能協助打破無限頻寬的限制。
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4:07 - 4:11研究者致力於把
行動裝置的千兆赫訊號 -
4:11 - 4:13換成兆赫(terahertz )頻率,
( 註:別名「太赫茲」) -
4:13 - 4:15讓資料傳輸的速度加快數千倍。
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4:16 - 4:18但,這些是段距離的訊號:
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4:18 - 4:20它們會被空氣中的濕氣給吸收,
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4:20 - 4:22或被高樓給阻擋。
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4:22 - 4:25若能將小型的無線轉光纖
光子傳輸晶片 -
4:25 - 4:27放置在城市各處,
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4:27 - 4:31兆赫訊號就能被分程傳遞
到大範圍的距離。 -
4:31 - 4:35透過穩定的中間人,即光纖,
就可以做到這一點, -
4:35 - 4:39實現超快速無線連線。
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4:39 - 4:41在人類歷史上,
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4:41 - 4:44光帶給我們的禮物是視覺和熱能,
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4:44 - 4:49當我們在實體世界中探索、
安頓下來時,光是個穩定的夥伴。 -
4:49 - 4:53現在,我們在光上加載了資訊
並將它重新導向, -
4:53 - 4:56讓它延著光纖
超級高速公路奔馳—— -
4:56 - 4:59整合了許多個不同的光子出口——
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4:59 - 5:03來建造一個更廣闊的虛擬世界。
- Title:
- 實現網際網路的隱藏網路
- Speaker:
- 賽真 ‧ 薩伊尼
- Description:
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2012 年,一支研究者組成的團隊創造了世界記錄,傳送了 1 千兆位元的資料——等同於 1 萬小時的高解析度影片——用 50 公里的纜線,只花了 1 秒鐘。那不是普通的纜線,而是加速版本的光纖——將地球連結起來,實現網際網路的隱藏網路。光纖是什麼?它怎麼運作?賽真‧ 薩伊尼帶大家來探索這項重要的技術。
完整課程:https://ed.ted.com/lessons/the-hidden-network-that-makes-the-internet-possible-sajan-saini
課程:賽真‧ 薩伊尼
導演:Artrake Studio - Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 05:03
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