اسمي تيس وينلوك، و أنا مهندسة برامج في شركة جوجل
إليك هذه السؤال، كيف يتم إرسال صورة أو رسالة نصية أو إيميل من جهاز لآخر؟
هذا ليس سحر، إنه الإنترنت
نظام حقيقي صُنِع لنقل المعلومات
الإنترنت يشبه كثيراً خدمة البريد ، لكن المواد التي يتم إرسالها مختلفة قليلاً
بدلاً من الصناديق و المغلّفات، ينقل الإنترنت معلومات ثنائية
تتكون المعلومات من مجموعة بت، و يتم وصف البت بأنه أي زوج من المتضادات
تشغيل أو إيقاف
نعم أو لا
عادة نستخدم 1 لتعني تشغيل و 0 تعني إيقاف
لأن البت لديها احتمالان فقط نسميها كود ثنائي
ثمانية بت ملتصقة ببعضها تساوي 1 بايت
ألف بايت معاً تساوي 1 كيلو بايت
ألف كيلو بايت يساوي 1 ميغا بايت
يتم حفظ الأغنية في العادة باستخدام حوالي 3-4 ميغا بايت
الأمر لا يهم إن كانت صورة أو فيديو أو أغنية
يمكن عرض و ارسال كل شيء على الأنترنت بواسطة البت
هذه البت هي نواة المعلومات
لكنها لا تبدو كأننا نرسل أصفار و آحاد من مكان لآخر أو من شخص لأخر بشكل ملموس
لذا، ما هي الأشياء المادية التي يتم إرسالها عبر الأسلاك و الهواء؟
حسناً، دعنا ننظر لمثال بسيط حول كيف يستطيع البشر
التواصل و إرسال بت من المعلومات من مكان لآخر بشكل ملموس
لنقل إننا نستطيع تشغيل الضوء 1 و إيقاف تشغيله 0
أو نستخدم توجه أي شيء يشبه ذلك
هذا الطرق تعمل لكنها بطيئة و معرضة للأخطاء و تعتمد على الإنسان بشكل كامل
الذي نحتاجه حقاً هو جهاز
عبر التاريخ، قمنا ببناء الكثير من الأنظمة تستطيع إرسال
هذه المعلومات الثنائية عبر أنواع مختلفة من الوسائط المادية
اليوم، و بشكل ملموس نرسل المعلومات الثنائية عبر ضوء الكهرباء و أمواج الراديو
لإرسال بت عبر الكهرباء، تخيل أن لديك مصباحان متصلان بواسطة سلك نحاس
إذا قام مشغل أحد الأجهزة بتشغيل الكهرباء، فإن المصباح سيضيئ
إن لم يتواجد كهرباء لن يكون هناك ضوء
إذا اتفق المشغلون على أن تشغيل الضوء هو 1 و إيقاف تشغيله هو 0
سيكون لدينا نظام إرسال بت المعلومات من شخص لآخر باستخدام الكهرباء
لكن لدينا مشكلة، إذا أردت ارسال 0 خمس مرات على التوالي
كيف يمكنك القيام بذلك بهذه الطريقة بحيث يمكن لأي شخص بالفعل حساب عدد الأصفار؟
الحل هو تقديم ساعة أو مؤقت
يتفق المشغلون على أن المرسل سيرسل 1 بت في الثانية
المستلم سيجلس و يستقبل إشارة في كل ثانية و رؤية ماذا يتواجد على الخط
لإرسال خمسة أصفار على التوالي، فقط عليك إيقاف تشغيل الضوء و انتظر 5 ثوانٍ
الشخص الموجود على الناحية الأخرى سوف يكتب خمسة ثواني
لخمسة آحاد على التوالي قائلاً 000 و للواحد يفعل العكس
قم بتشغيل الضوء
من الواضح أننا نود إرسال الأشياء بسرعة أكبر من 1 بت في الثانية
و بالتالي نحتاج لزيادة سعة الحزمة – سعة النقل القصوى للجهاز
تُقاس سعة الحزمة بمعدل البت و هو عدد البت الذي يمكننا
إرساله خلال فترة زمنية معينة و يُقاس عادة بالثواني
وحدة قياس أخرى للسرعة هي وقت الاستجابة، أو كمية
الوقت التي يستغرها 1 بت للتنقل من مكان لآخر
من الجهاز المصدر للجهاز الذي أرسل الطلب
في قياسنا البشري، 1 بت في الثانية أسرع لكن أصعب على الإنسان للتأقلم معها
دعنا نقل أنك تريد تحميل أغنية بسعة 3 ميغا بايت في 3 ثوانٍ
مع وجود 8 مليون بت في الميغا بايت فإن هذا يعني معدل البت ل 8 ملايين بت في الثانية
واضح أن البشر لا يستطيعون إرسال او استقبال 8
مليون بت في الثانية لكن الآلة تستطيع فعل ذلك
يوجد هنا سؤال آخر، ما نوع الكابل المستخدم لإرسال
هذه الرسائل و إلى أي مدى يمكن أن تذهب الإشارات؟
مع وجود سلك إيثرنت و هو النوع الموجود في منزلك أو المكتب أو المدرسة
ترى فقدان إشارة أو تدخل يمكن قياسه على مسافة بضع مئات من الأقدام فقط
لكي يعمل الإنترنت حول العالم، نحتاج طريقة أخرى
لإرسال هذه المعلومات لمسافة طويلة عبر المحيطات
و بالتالي ماذا يمكننا أن نستخدم؟ يتحرك بسرعة مثل الكهرباء خلال الأسلاك؟
الضوء
في الحقيقة، نستطيع إرسال البت كأشعة ضوء من مكان لآخر باستخدام كابل الألياف البصرية
كابل الألياف البصرية هو سلسلة من الزجاج تم تصميمه ليعكس الضوء
عندما ترسل أشعة الضوء عبر الكابل، يرتد الضوء
لأعلى ولأسفل طول الكابل حتى يصل للطرف الآخر
بالاعتماد على زاوية الارتداد، يمكن ارسال العديد من وحدات بت في الوقت نفسه
و جميعها تنتقل بسرعة الضوء
و بالتالي، الألياف حقاً سريعة، الأهم من ذلك أن الإشارة لا تتأثر بالمسافات طويلة
هذه هي الطريقة التي تقوم بها بالتنقل مئات الأميال دون فقدان الإشارة
لهذا السبب نستخدم كابل الألياف البصرية عبر المحيطات لايصال قارة بأخرى
في 2008، كان هناك كابل تم قطعه بجانب الإسكندرية- مصر
و تم قطع الانترنت عن معظم دول الشرق الأوسط و الهند
لذا نعتبر الانترنت مفروغ منه لكنه نظام مادي ضعيف
الألياف البصرية جيدة لكنها مكلفة و صعبة الاستخدام
للعديد من الأهداف، ستجد الأسلاك النحاسية
لكن كيف يمكننا نقل الأشياء بدون اسلاك؟
كيف نرسل الشيء لاسلكيًا؟
آلات إرسال البت اللاسلكية عادةً تستخدم إشارات الراديو لإرسال البت من مكان لآخر
يجب على الآلات ترجمة إشارات الآحاد و الأصفار إلى أمواج راديو بترددات مختلفة
يقوم جهاز الاستقبال بعكس العملية وتحويلها
مرة أخرى إلى ثنائي في جهاز الكمبيوتر الخاص بك
إذن الوايرلس/اللاسلكي هو سبب وجود هاتف الإنترنت
لكن إشارة الراديو لا يمكنها الانتقال طول هذه المسافة دون أن تتشوش بالكامل
بهذه الإشارة لن تستطيع التقاط محطة راديو لوس انجلوس في شيكاغو
بقدر ما يعد اللاسلكي أمر هام، اليوم لا زلنا نعتمد على الإنترنت السلكي
إن كنت موجوداً في مقهى و تستخدم الواي فاي، سيتم ارسال البت عبر الراوتر
اللاسلكي ثم تحويلها عبر السلك المادي لتنتقل مسافات طويلة جداً من الانترنت.
ربما تتغير الطريقة الملموسة لإرسال البت في المستقبل
سواء كان ليزر يرسل بين الأقمار الصناعية أو
أمواج راديو من البالونات أو الطائرات بدون طيار
لكن ظل التمثيل الثنائي المسطر للمعلومات وبروتوكولات
إرسال تلك المعلومات وتلقيها كما هي إلى حد كبير.
كل شيء على الانترنت سواء كلام، صور، ايميلات فيديوهات لقطط، فيديوهات كلاب
جميع هذه الآحاد و الأصفار يتم تسليمها عبر نبضات الكترونية
أو أشعة ضوء أو أمواج راديو و الكثير الكثير من المحبة