Az internet | Vezetékek, kábelek és Wi-fi Tess Winlock vagyok, szoftvermérnök a Google-nál. A kérdésem: hogy kerül elküldésre egy kép, SMS, vagy e-mail egyik eszközről a másikra? Az interneten, egy megfogható, információ szállító rendszeren Az internet hasonlít a postaszolgálatra, de az elküldött fizikai dolog egy kicsit más. Doboz és boríték helyett az internet bináris információt szállít. Az információ bitekből áll. A bit úgy írható le, mint valamely ellentétpár: be vagy ki, igen vagy nem. Jellemzően az 1 jelenti a be, és a 0 a ki állapotot. Mivel két állapot van, bináris kódnak nevezzük. 8 kapcsolt bit 1 bájt, 1000 bájt 1 KB. 1000 kilobájt 1 megabájt. Egy dal kódolás jellemzően 3-4 MB. Nem számít képről, videóról dalról vagy miről van szó, az interneten minden bitekben jelenik meg és utazik. A bitek az információ atomjai. Mégsem olyan, mintha fizikailag küldenénk 1-est és 0-t egyik helyről a másikra, egy embertől a másikhoz. Mi az a fizikai dolog ami elküldésre kerül a vezetékeken és a levegőn át? Nézzünk egy példát, hogyan tud kommunikálni fizikailag az ember, ha egy bit információt egy helyről a másikra akar küldeni. Mondjuk felkapcsolhatjuk a lámpát, ez 1 és le, ez 0. Vagy legyen sípolás vagy valami morze-kódhoz hasonló. Ezek a módszerek működnek, de tényleg lassúak, sok a hibalehetőség, és teljesen az embertől függnek. Amire igazán szükség van, az egy gép. A történelem során sok rendszert építettünk, amely képes bináris ifót küldeni fizikai közegen keresztül. Ma a biteket fizikailag a villamossággal, fénnyel és rádióhullámmal küldjük. A bit villamos küldése olyan, mintha lenne két rézdróttal összekapcsolt villanykörténk. Ha az egyik kezelő felkapcsolja az áramot, az égő világít. Ha nincs áram, nincs fény. Ha a kezelők megegyeznek, hogy a be 1-et jelent, a ki pedig 0-t, van rendszerünk az információbitek egyik embertől másikhoz küldésére villamossággal. De van egy kis probléma, ha 5-ször egymás után 0-t kell küldenünk, hogy tehetjük meg, hogy mindkét személy meg tudja számolni a nullákat. Nos, a megoldás óra vagy időzítő bevezetése. A kezelők megegyeznek, hogy a küldő másodpercenként egy bitet küld, a fogadó pedig röhzít minden másodpercet, és látja mi van a sorban. Ha öt 0-t kell küldeni egymás után, kikapcsolod a lámpát, vársz 5 másodpercet, a vonal másik végén pedig rigzítik mind az öt másodpercet. Öt egymás utáni 1-esnél bekapcsolod, vársz 5 másodpercet, és rögzíted mindet. Nyilván a dolgokat kicsit gyorsabban szeretnénk küldeni, mint 1 bit másodpercenként, ezért növelnünk kell a sávszélességet, az eszköz átviteli kapacitását. A sávszélességet bitrátában mérjük, ez az adott idő alatt küldhető bitek száma, általában másodpercben. A sebesség másik mértéke a látencia, vagyis hogy mennyi ideig tart, amíg a bit eljut egyik helyről a másikra, a forrástól a lekérő eszközig. Az emberi analógiánkban az egy bit másodpercenként egy embernek már nehezen tartható. Ha mondjuk egy 3 MB méretű dalt akarunk letölteni 3 másodperc alatt, megabájtonként 8 millió bittel, az kb. 8 millió bit per másodperces bitráta. Az ember nyilván nem tus küldeni vagy fogadni 8 millió bitet másodpercenként, de a gép könnyen megteszi. Marad a kérdés, milyen vezetéken küldjük át ezeket az üzeneteket, és milyen messzire jut a jel. Az ethernet kábellel, amit otthon, az irodában vagy iskolában találunk, mérhető jelveszteséget vagy zavarást látunk már száz méteren is. Ahhoz, hogy az internet az egész világon működjön, alternatív módszer kell a bitek igazán nagy távra küldéséhez. Például az óceánok alatt. Mi mást használhatnánk? Mi az, amiről tudjuk, hogy sokkal gyorsabb, mint az elektromosság vezetéken keresztül? A fény. Küldhetjük a biteket fénysugárként egyik helyről a másikra száloptikai kábelen. A száloptikai kábel fényt tükröző üvegszál. Ha fénysugarat küldünk a kábelen, a fény fel-le ugrál a kábel mentén, amíg el nem ér a másik végre. Az ugrálás szögétől függően, valójában több bitet küldhetünk egyidejűleg, és mind fénysebességgel fog haladni. Szóval a száloptika tényleg gyors. S ami ennél is fontosabb a jel nem igazán csökken nagy távon sem. Így mehetünk több száz mérföldet jelveszteség nélkül. Ezért használunk száloptikai kábelt az óceán fenekén a kontinensek összekötéséhez 2008-ban elvágtak egy kábelt az egyiptomi Alexandria közelében, ami megszakította az internetet a Közel-Keleten és Indiában. Szóval készpénznek vesszük az internetet, de valójában sérülékeny fizikai rendszer. És a száloptika fantasztikus, de nagyon drága, és nehéz vele dolgozni. Legtöbb célra rézkábelt használnak. De hogy mozgatunk dolgokat vezeték nélkül? Hogy küldünk vezeték nélkül? Rádióval. A vezeték nélküli bitküldő gépek tipikusan rádiójellel küldik a biteket egyik helyről a másikra. Ezek a gépek valójában az 1-est és 0-tkülönböző frekvenciájú rádióhullámra fordítják. a fogadó gépek megfordítják a műveletet és visszaalakítják a számítógép bináris kódjává. A rádió tehát mobillá tette az internetünket. De a rádiójel nem jut el messzire, és máris összezavarodik. Ezért nemigen lehet Los Angeles-i állomást fogni Chicagóban. Bármilyen nagyszerű is a rádió ma még a vezetékes internetre támaszkodik. Ha egy kávézóban wifit használsz, a bitek először a vezeték nélküli routerhez jutnak, és azután utaznak nagy távolságokat az interneten. A bitküldés fizikai módszere változhat a jövőben, lehet lézersugár a műholdak között vagy rádióhullám léggömbről vagy drónról, de az információ bináris leírása a háttérben, és ennek az információnak a küldési és fogadási protokolljai ugyanazok maradtak. Az interneten minden információ, a szavak, az e-mail a cica videó vagy kutyus videó alapja az 1-es és a 0, amelyet elektromos impulzus, fénysugár, rádióhullám és sok szeretet juttat célba.