Internet | przewody, kable i wi-fi Nazywam się Tess Winlock. Jestem inżynierem oprogramowania w Google. Pytanie na dziś: w jaki sposób obraz, tekst lub e-mail przemieszcza się z miejsca na miejsce. To nie magia, to Internet. Materialny system służący do przesyłu informacji. Działa niczym poczta, ale przesyłany materiał fizyczny jest trochę inny. Bez skrzynek czy kopert. Internet przesyła informacje binarne. Informacje składają się z bitów. Bit można opisać jako parę przeciwieństw: włączone/wyłączone, tak/nie. Zwykle 1 oznacza "Tak", a 0 "Nie". Bit występuje w dwóch możliwych stanach, stąd kod binarny. 8 bitów daje 1 bajt. 1000 bajtów to kilobajt. 1000 kilobajtów to megabajt. Zaszyfrowana piosenka liczy zwykle około 3-4 MB. Nieważne, czy chodzi o obraz, wideo, czy piosenkę, wszystko w Internecie reprezentują przesyłane bity. To atomy informacji Nie rozsyłamy jednak fizycznie jedynek i zer z miejsca na miejsce, ani od osoby do osoby. Czym jest zatem fizyczna materia, którą rzeczywiście przesyłamy kablami i drogą powietrzną? Zastanówmy się jak ludzie komunikują się fizycznie w celu przesłania pojedynczej informacji z miejsca na miejsce. Powiedzmy, że 1 oznacza włączenie światła, 0 wyłączenie. Albo dźwięki czy coś takiego, aż po alfabet Morse'a. Niby wszystko działa, ale bardzo wolno, z błędami i zależy w pełni od ludzi. Potrzebne jest zatem urządzenie. Przez wieki wybudowano wiele systemów, które mogą przesyłać takie informacje binarne za pomocą mediów fizycznych. Obecnie wysyłamy bity drogą elektryczną, świetlną i przez fale radiowe. Weźmy elektryczność; mamy dwie żarówki połączone miedzianym kablem. Jeśli operator jednego włącza zasilanie, żarówka świeci. Nie ma prądu, nie ma światła. Jeśli operatorzy po obu stronach uzgodnią, że światło oznacza 1, a ciemność 0, uzyskujemy system przesyłu części informacji od osoby do osoby przy pomocy elektryczności. Jest jednak drobny problem. Jeśli pięciokrotnie trzeba wysłać zero raz za razem, jak to zrobić tak, aby każda osoba mogła policzyć ile zer przeszło? Rozwiązaniem jest zastosowanie zegara lub timera. Operatorzy mogą ustalić, że nadawca wyśle 1 bit na sekundę, a odbiorca usiądzie i zapisze każdą, pojedynczą sekundę i sprawdzi, co otrzymał. Aby wysłać pięć zer po kolei, wyłącza się światło, czeka 5 sekund, a osoba po drugiej stronie zapisze każdą z 5 sekund. Dla pięciu jedynek z rzędu, trzeba włączyć światło, zaczekać 5 sekund i każdą spisać. Chcemy oczywiście, by prędkość była wyższa niż bit na sekundę, więc musimy zwiększyć szerokość pasma - maksymalną przepustowość. Szerokość mierzy się szybkością przesyłu czyli liczbą bitów, które można przesłać w danym czasie zwykle w sekundach. Inną miarą tempa jest opóźnienie lub ilość czau potrzebna do przemieszczenia 1 bitu z miejsca na miejsce, ze źródła do danego urządzenia. Trzymając się ludzkiej analogii, bit na sekundę to tempo, którego człowiek już nie rejestruje. Powiedzmy że chcemy pobrać piosenkę 3MB w 3 sekundy. W tempie 8 milionów bitów na megabajt, czyli około 8 milionów bitów na sekundę. Oczywiście człowiek nie wyśle, ani nie odbierze 8 milionów bitów na sekundę, ale maszyna sobie poradzi. Kolejne pytanie - jaki kabel prześle takie wiadomości i na jakie odległości można przemieszczać sygnały. Dzięki przewodowi ethernet, który mamy w domach, w biurach, w szkołach, widać mierzalną utratę sygnału lub zakłócenie na kilkaset stóp. W przypadku Internetu działającego globalnie, potrzeba metody wysyłania bitów na wielkie dystanse. Mówimy o przekraczaniu oceanów. Czego zatem użyć? Co przemieszcza się kablem znacznie szybciej od elektryczności? Światło. Możemy przesyłać bity jako wiązki światła przy pomocy światłowodu. Jest to szklany przewód zaprojektowany by odbijał światło. Gdy przesyła się wiązkę światła kablem, światło odbija się na całej długości kabla i zostaje odebrane na drugim końcu. W zależności od kąta odbicia, możemy wysyłać wiele bitów jednocześnie, a wszystkie biegną z prędkością światła. Światłowód zapewnia szybkość. Co jednak ważniejsze, sygnał nie ulega pogorszeniu na długich dystansach. Może pokonywać setki mil bez żadnej szkody. Dlatego na dnach oceanów kładzie się światłowody, które łączą kontynenty ze sobą. W 2008 roku doszło do przecięcia kabla w pobliżu Aleksandrii w Egipcie, co zaburzyło działanie Internetu na Bliskim Wschodzi i w Indiach. My uważamy Internet za coś oczywistego, ale to tak naprawdę jest delikatny układ fizyczny. Światłowody są fantastyczne, ale niestety drogie i trudne w obsłudze. W większości stosuje się kable miedziane. Jak jednak przesyła się bez kabla? Bezprzewodowo? Przez radio. Urządzenia przesyłające bity bezprzewodowo zwykle wykorzystują do przesyłu sygnał radiowy. Urządzenia przetwarzają jedynki i zera na fale radiowe o różnych częstotliwościach. Odbiorniki prowadzą proces odwrotny - przetwarzają je na system binarny w komputerze. Ten rodzaj przesyłu zapewnia mobilność Internetu. Ale sygnały radiowe na takiej odległości zostałyby całkiem zniekształcone. Nie dałoby się odbierać stacji z Los Angeles w Chicago. Wymiar bezprzewodowy jest super, ale korzystamy głównie z przewodów. Gdy używamy wi-fi, bity wysyła się do bezprzewodowego routera, a tam są przetwarzane przez kabel, aby mogły się przemieszczać Internetem na duże dystanse. Wkrótce fizyczna metoda przesyłu bitów może ulec zmianie dzięki laserom pomiędzy satelitami, falom radiowym z balonów, dronów, ale binarna reprezentacja informacji i protokołów przesyłu oraz odbioru takich informacji pozostaje bez zmian. Wszystko, co "idzie" przez Internet - słowa, emaile, filmiki z kotkiem czy pieskiem, sprowadza się do przesyłu zer i jedynek za pomocą wiązek światła, impulsów elektronicznych i morza miłości.