Internet: drôty, káble a Wi-Fi

Internet |Drôty, káble a wifi

Som Tess Winlock, softvérová inžinierka
v Google.

Dnešná otázka: Ako sa posielajú obrázky,
textové správy alebo e-maily z jedného

na druhé zariadenie? Nie sú to kúzla, je
to internet. Hmatateľný systém určený

na prenos informácií. Internet sa podobá
na klasickú poštu, posielaný materiál je o

niečo odlišný. Namiesto balíkov a listov
internet posiela binárne údaje.

Informácia je zapísaná v bitoch. Bit môže
obsahovať jeden z dvojice protikladov:

zapnuté/vypnuté, áno/nie. Štandardne
sa používa 1 (zap.) a 0 (vyp.). Bit má dva

možné stavy, hovoríme o binárnom
kóde. 8 bitov tvorí 1 bajt. 1000 bajtov

tvorí kilobajt. 1000 kilobajtov-megabajt.
Pesnička sa najčastejšie zakóduje

použitím 3-4 MB. Nezáleží, či je to
obrázok, video alebo pesnička, všetko

na internete sa posiela vo forme bitov.
Sú to akési atómy informácií.

Ale fyzicky sa z jedného miesta na
druhé alebo od osoby k osobe

neposielajú nuly a jednotky. Aký je to
materiál, ktorý posielame cez káble

alebo vzdušnou cestou? Poďme sa
pozrieť na malý príklad toho, ako môžu

ľudia reálne komunikovať posielaním
jednotlivých bitov informácií z jedného

miesta na druhé. Zapnuté svetlo bude
1 a vypnuté 0, pípnutie alebo niečo na

spôsob Morseovky. Tieto metódy fungujú,
sú však veľmi pomalé, chybové a úplne

závislé na ľuďoch. To, čo potrebujeme, je
stroj. V minulosti ľudia vytvorili veľa

systémov, ktoré dokážu posielať binárne
informácie pomocou rôznych fyzických

nosičov. Dnes bity posielame pomocou
elektriny, svetla a rádiových vĺn. Poslať

bit pomocou elektriny znamená, ako keby
sme mali dve žiarovky spojené medeným

drôtom. Ak sa zapne elektrina, žiarovka
sa rozsvieti. Bez elektriny nesvieti.Ak sa

operátori na oboch koncoch dohodnú,
že zap. žiarovka predstavuje 1, vyp. 0,

tak tu máme systém posielania bitov
informácií od jednej osoby k druhej

použitím elektriny. Máme tu však malý
problém: ak chcete poslať päť 0 za

sebou, ako to urobiť, aby obaja určili
počet núl.

Riešením sú hodiny alebo časovač.
Účastníci sa môžu dohodnúť, že

odosielateľ pošle 1 bit za sekundu a
príjemca si sadne a každú sekundu

zaznamená, čo je "na drôte". Na
poslanie 5 núl po sebe stačí vypnúť

svetlo a počkať 5 sekúnd, osoba na
druhom konci si zapíše celých 5 sekúnd.

Na poslanie 5 jednotiek za sebou svetlo
zapnite, počkajte 5 sekúnd, zapíšte každú

sekundu.Samozrejme,chceli by sme posielať
rýchlejšie ako 1 bit/s,preto musíme zvýšiť

šírku pásma - maximálnu prenosovú kapacitu
zariadenia. Šírka pásma sa určuje bitovou

rýchlosťou, čo je počet bitov, ktoré
posielame za určitý čas, najčastejšie za

sekundu. Iným meradlom rýchlosti je
latencia alebo čas, ktorý zaberá prenos

jedného bitu z jedného miesta na druhé,
zo zdroja do prijímača.

V porovnaní s rýchlosťou človeka by bol
bit za sekundu pomerne vysoká rýchlosť,

ktorej by len ťažko stíhal. Povedzme, že
si chcete stiahnuť 3MB skladbu za 3 sek.,

pri rýchlosti 8 mil. bitov/megabajt
potrebujeme prenosovú rýchlosť 8 mil.

bitov za sekundu. Je zrejmé, že ľudia
nedokážu prijímať ani posielať 8 mil.bitov

za sekundu, ale stroj to zvládne v
pohode. Aký kábel sa dá použiť na

posielanie týchto správ a ako ďaleko sa
signály dajú dopraviť. Bežné eternetové

káble, aké poznáte z domu, zo školy alebo
kancelárie, zaznamenávajú zmenu signálu

už po desiatkach metrov. Na internetový
prenos okolo celého sveta potrebujeme

iný spôsob posielania bitov na extrémne
veľké vzdialenosti. Ide o prenos

cez oceány. Čo iné by sme mohli použiť?
Čo sa pohybuje rýchlejšie ako elektrina

po drôte? Svetlo. Môžeme teda posielať
bity ako svetelné lúče z miesta na miesto

pomocou kábla z optických vlákien. Sú to
vlákna zo skla skonštruované, aby odrážali

svetlo. Keď pošleš cez kábel zväzok lúčov,
svetlo poskakuje hore a dole po celej

dĺžke káble, kým sa nedostane na druhý
koniec. V závislosti od uhla odrazu môžeme

posielať viac bitov súčasne, pričom všetky
sa budú pohybovať rýchlosťou svetla.

Takže vlákno je naozaj rýchle. Čo je však
ešte dôležitejšie je, že signál sa

neznižuje ani pri veľkých vzdialenostiach.
Môžete prejsť stovky kilometrov bez

straty signálu. Na prepojenie kontinentov
používame optické káble na dne oceánov.

V roku 2008 došlo k prerezaniu kábla
neďaleko Alexandrie v Egypte, kedy došlo

k odstávke internetu vo väčšine štátov
Stredného východu a v Indii. Takže aj keď

vnímame internet ako samozrejmosť,
v skutočnosti je krehký a hmotný. Optické

vlákno je ozaj úžasné, ale je drahé a
ťažko sa s ním pracuje. Preto sa väčšinou

používa medený kábel. Ak môžeme vykonať
prenos bez drôtov? Posielať bezdrôtovo?

Rádiom. Bezdrôtové vysielacie zariadenia
spravidla na posielanie bitov z miesta na

miesto používajú rádiový signál. Stroje
prepisujú jednotky a nuly do rádiových vĺn

s rôznymi frekvenciami. Prijímače tento
proces otočia a konvertujú vlny späť na

binárny kód pre počítače. Bezdrôtový
systém urobil náš internet mobilný.

Rádiový signál však nedokáže cestovať
tak ďaleko bez skomolenia. Takto sa dá

prijímať rozhlasové vysielanie z LA
v Chicagu. Akokoľvek úžasný je

bezdrôtový internet, stále sa spolieha
na káblový. Ak v kaviarni používate wifi,

bity sa posielajú do bezdrôtového routera,
odkiaľ sú prenášané káblom, aby

precestovali vzdialenosti internetu.
Fyzický spôsob posielania bitov sa možno

v budúcnosti zmení, možno sa bude
posielať laserom medzi satelitmi, alebo

rádiovými vlnami z balónov alebo dronmi,
princíp binárnych informácií a protokolov

na ich posielanie a prijímanie by mal
zostať rovnaký. Všetko na internete,

či sú to texty, emaily, obrázky, videá
mačičiek a šteniatok, všetko sa vracia k 1

a 0, prenášaných elektrickými impulzmi,
svetelnými lúčmi, a s láskou.