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00:00:02,760 --> 00:00:08,500
Das Internet | Drähte, Kabel und Wi-Fi

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00:00:08,500 --> 00:00:12,780
Mein Name ist Tess Winlock.
Ich bin Programmiererin bei Google.

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00:00:12,780 --> 00:00:17,740
Eine Frage: Wie gelangt ein Bild, eine SMS oder eine E-Mail
von einem Gerät zum anderen?

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00:00:17,740 --> 00:00:25,050
Das ist keine Magie! Es ist das Internet!
Ein reales physisches System gemacht um Informationen zu versenden.

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00:00:25,050 --> 00:00:29,660
Das Internet ist ähnlich wie die Post. Es werden aber andere Dinge versendet.

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00:00:29,660 --> 00:00:36,910
Statt Paketen und Briefen werden über das Internet binäre Informationen versendet.

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00:00:36,910 --> 00:00:41,360
Informationen bestehen aus Bits. Ein Bit kann man sich als Paar von Gegenteilen vorstellen:

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00:00:41,360 --> 00:00:49,330
"an" oder "aus", "ja" oder "nein". Üblicherweise verwendet man eine 
1 für "an" und eine 0 für "aus".

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00:00:49,330 --> 00:00:56,150
Weil ein Bit zwei Zustände hat, nennt man es Binärer Code. 8 Bits hintereinander ergeben ein Byte (B).

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00:00:56,150 --> 00:01:01,700
1000 Bytes sind ein Kilobyte (kb) und 1000 Kilobyte sind ein Megabyte (MB). Ein Song besteht

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00:01:01,700 --> 00:01:07,940
aus circa 3 bis 4 Megabyte. Es spielt keine Rolle, ob es sich um ein Bild, ein Video oder einen Song handelt,

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00:01:07,940 --> 00:01:12,860
alles im Internet wird als Bits kodiert und versendet. Bits sind quasi die Atome von Information.

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00:01:12,860 --> 00:01:16,820
Aber es nicht so, als würden wir physische Einsen und Nullen von einem Ort zum anderen bzw. einer Person

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00:01:16,820 --> 00:01:22,200
zur nächsten schicken. Also was wird wirklich über die Kabel und die Funkwellen versendet?

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00:01:22,200 --> 00:01:25,920
Schauen wir uns ein Beispiel an, wie Menschen tatsächlich miteinander kommunizieren

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00:01:25,920 --> 00:01:30,750
und ein einzelnes Bit Information von einem Ort zum anderen senden. Nehmen wir an,

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00:01:30,750 --> 00:01:36,590
wir schalten eine Lampe ein für eine 1 oder aus für eine 0. Oder wir verwenden Töne oder ähnliche Dinge

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00:01:36,590 --> 00:01:42,000
vergleichbar mit Morsezeichen. Diese Methoden funktionieren, sind aber wirklich langsam, fehleranfällig und abhängig von

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00:01:42,000 --> 00:01:46,610
Menschen. Was wir wirklich brauchen, ist eine Maschine. Über die Geschichte hinweg haben wir viele Systeme gebaut

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00:01:46,610 --> 00:01:51,210
die tatsächlich binäre Informationen über verschiedene physikalische Medien versenden können.

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00:01:51,210 --> 00:02:00,250
Heute versenden wir Bits über Elektrizität, Licht oder Radiowellen. Um Bits über Strom zu versenden,

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00:02:00,250 --> 00:02:04,799
hast du zwei Lampen, die über ein Kupferkabel verbunden sind. Wenn einer den Strom anschaltet,

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00:02:04,799 --> 00:02:09,280
leuchtet die Lampe. Kein Strom, dann auch kein Licht. Wenn die

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00:02:09,280 --> 00:02:14,139
Operatoren sich einigen, dass "Licht an" 1 und "Licht aus" 0 bedeutet, dann haben wir

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00:02:14,139 --> 00:02:19,599
ein System, um Bits elektronisch von einer Person an eine andere zu verschicken. Aber

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00:02:19,599 --> 00:02:24,999
wir haben ein Problem. Wie kannst du eine "0" fünf mal hintereinander senden musst, sodass

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00:02:24,999 --> 00:02:29,989
die Person die Anzahl an Nullen zählen kann?

28
00:02:29,989 --> 00:02:34,599
Nun, die Lösung ist die Einführung einer Uhr oder eines Timers. Der Operator kann zustimmen, dass der

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00:02:34,600 --> 00:02:38,769
Sender einen Bit pro Sekunde sendet. Der Empfänger setzt sich, nimmt

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00:02:38,769 --> 00:02:43,980
jede Sekunde auf und schaut, was auf der Linie steht. Um fünf Nullen hintereinander zu schicken, schaltest du das Licht aus,

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00:02:43,980 --> 00:02:48,200
wartest fünf Sekunden und die Person am anderen Ende der Zeile schreibt alle fünf Sekunden auf.

32
00:02:48,200 --> 00:02:53,909
Für fünf "1er" hintereinander, schalte es an, warte fünf Sekunden und schreibe jede Sekunde auf. Natürlich möchten wir

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00:02:53,909 --> 00:02:57,629
Sachen schneller als einen Bit pro Sekunde verschicken, also müssen wir unsere

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00:02:57,629 --> 00:03:04,260
Bandbreite erhöhen - die maximale Übertragungsgeschwindigkeit eines Gerätes. Die Bandbreite wird anhand der Bitrate gemessen.

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00:03:04,260 --> 00:03:08,840
Das ist die Anzahl von Bits, die wir tatsächlich über einen Zeitraum senden können,

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00:03:08,840 --> 00:03:13,980
ist in Sekunden gemessen. Ein anderes Maß für die Geschwindigkeit ist die Verzögerung oder die Zeit, die es braucht

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00:03:13,980 --> 00:03:21,739
für ein Bit, um von einem Ort zum anderen zu reisen, von der Quelle bis zum anfordernden Gerät.

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00:03:21,739 --> 00:03:26,559
In unserer menschlichen Analogie war ein Bit pro Sekunde ziemlich schnell aber für einen Menschen irgendwie schwer

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00:03:26,559 --> 00:03:31,419
mitzuhalten. Sagen wir, du willst ein 3 MB großes Lied in 3 Sekunden herunterladen -

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00:03:31,419 --> 00:03:37,079
bei 8 Millionen Bits pro Megabyte bedeutet dies eine Bitrate von 8 Millionen Bits pro Sekunde.

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00:03:37,079 --> 00:03:40,949
Natürlich können Menschen keine 8 Millionen Bits senden oder empfangen, aber eine Maschine könnte

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00:03:40,949 --> 00:03:45,370
das gut tun. Aber jetzt gibt es auch die Frage, über welche Art von Kabel diese

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00:03:45,370 --> 00:03:50,059
Nachrichten gesendet werden sollen und wie weit die Signale übertragen werden können. Mit einem Ethernet-Kabel, wie du es

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00:03:50,059 --> 00:03:55,939
in deinem Zuhause, Büro oder in der Schule findest,
siehst du messbaren Signalverlust oder Störung

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00:03:55,939 --> 00:04:01,059
über nur wenige hundert Fuß. Damit das Internet auf der ganzen Welt funktioniert, brauchen wir

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00:04:01,059 --> 00:04:06,139
eine Alternative, um Bits über sehr lange Wege zu übertragen. Ich meine z. B über

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00:04:06,139 --> 00:04:11,400
Ozeane hinweg. Was können wir sonst noch verwenden? Was kennen wir, was sich sehr viel schneller durch eine

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00:04:11,400 --> 00:04:17,720
Leitung bewegt als Elektrizität? Licht. Wir können Bits als Lichtstrahlen von einem zum anderen Ort

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00:04:17,720 --> 00:04:22,550
in Glasfaserkabel senden. Ein Glasfaserkabel ist ein Glasfaden, der Licht reflektiert.

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00:04:22,550 --> 00:04:27,090
Wenn du einen Lichtstrahl im Kabel sendest, springt das Licht die Länge des Kabels

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00:04:27,090 --> 00:04:31,240
hoch und runter, bis es das andere Ende erreicht hat. Abhängig vom Sprungwinkel, können wir

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00:04:31,240 --> 00:04:36,090
tatsächlich mehrere Bits gleichzeitig senden - alle reisen mit Lichtgeschwindigkeit.

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00:04:36,090 --> 00:04:41,030
Glasfaser ist also wirklich sehr schnell. Aber viel wichtiger ist, dass das Signal nicht über größere Entfernung

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00:04:41,030 --> 00:04:45,479
abnimmt. So kannst du ohne Signalverlust hunderte von Meilen überwinden. Deswegen

55
00:04:45,479 --> 00:04:50,259
verwenden wir Glasfaserkabel am Meeresgrund, um einen Kontinent mit dem anderen zu verbinden.

56
00:04:50,259 --> 00:04:56,360
Im Jahr 2008 gab es in der Nähe von Alexandria, Ägypten ein Kabel, das zerschnitten wurde, was die Internetverbindung

57
00:04:56,360 --> 00:05:00,550
für den größten Teil des nahen Ostens und Indien unterbrach. Wir halten also das Internet-Ding für

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00:05:00,550 --> 00:05:05,210
selbstverständlich, aber dennoch ist es ein ziemlich zerbrechliches, physisches System. Glasfaser ist wundervoll,

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00:05:05,210 --> 00:05:09,110
aber auch sehr teuer und schwer zu verarbeiten. Für die meisten Zwecke wirst du

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00:05:09,110 --> 00:05:16,970
Kupfer-Kabel verwenden. Doch wie bewegen wir Dinge ohne Leitungen? Wie senden wir drahtlos Sachen? Radio.

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00:05:16,970 --> 00:05:21,129
Drahtlose Bit-Sendemaschinen benutzen typischerweise Radiosignale, um Bits von einem Ort zum

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00:05:21,129 --> 00:05:27,930
anderen zu senden. Die Maschinen müssen eigentlich die "1er" und "0er" in Radiowellen von

63
00:05:27,930 --> 00:05:32,370
unterschiedlichen Frequenzen übersetzen. Die Empfänger-Maschinen kehren den Prozess um und konvertieren ihn ins

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00:05:32,370 --> 00:05:37,520
Binäre auf deinem Computer um. Also hat das WLAN unser Internet mobil gemacht. Aber ein Radiosignal

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00:05:37,520 --> 00:05:41,780
wandert nicht weit, ohne völlig verzerrt zu werden. So kannst du keinen

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00:05:41,780 --> 00:05:48,080
Los Angeles-Radiosender in Chicago empfangen. So gut wie WLAN auch sein mag, verlässt es sich

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00:05:48,080 --> 00:05:52,189
auf das kabel-basierte Internet. Wenn du in einem Café WLAN benutzt, werden die Bits

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00:05:52,189 --> 00:05:56,169
zum WLAN-Router gesendet und dann durch den physischen Draht übertragen, um die

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00:05:56,169 --> 00:06:01,050
wirklich langen Wege des Internets zu durchlaufen. Die physische Methode zum Versenden von Bits kann sich

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00:06:01,050 --> 00:06:06,099
in Zukunft ändern, ob seine Laserstrahlen zwischen Satelliten gesendet werden, Radiowellen von Ballons oder Drohnen,

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00:06:06,099 --> 00:06:10,969
aber die zugrunde liegende binäre Darstellung von Informationen und die Protokolle zum Senden dieser Informationen

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00:06:10,969 --> 00:06:15,129
und das Empfangen dieser Informationen sind ziemlich gleich geblieben. Alles im Internet,

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00:06:15,129 --> 00:06:20,580
ob es Worte, Emails, Bilder, Katzen-Videos oder Hunde-Videos sind, läuft letztlich auf 1er und 0er hinaus,

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00:06:20,580 --> 00:06:25,849
die über elektrische Impulse, Lichtstrahlen, Radiowellen und eine große Menge Liebe übertragen werden.

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00:06:26,130 --> 00:06:30,130
[END]