Internet, fire, cabluri și Wi-Fi
Mă numesc Tess Winlock. Sunt inginer software la Google.
Iată o întrebare: Cum o imagine, mesaj text sau e-mail sunt trimise de la un dispozitiv la altul?
Nu este magie, este Internetul. Un sistem tangibil, fizic, făcut să mute informații.
Internetul se aseamăna cu serviciul poștal dar chestiile fizice care se trimit sunt
puțin diferite. În loc de cutii și plicuri, Internetul expediază informații binare.
Informația este făcută de biți. Un bit poate să fie descris ca orice pereche de opuse:
pornit sau oprit, da sau nu. De obicei, folosim 1-pornit sau 0-oprit.
Pentru că un bit are două posibile stări, îl numim cod binar.
8 biți împreună formează 1 byte.
1000 bytes împreună fac un kilobyte.
1000 kilobytes fac un megabyte.
O melodie este codată folosind, de obicei, 3-4MB.
Nu contează dacă este o poză, un video sau o melodie.
Totul pe Internet este reprezentat și trimis mai departe sub formă de biți.
Aceștia sunt atomii informației.
Dar nu este ca și cum am trimite fizic 1 și 0 dintr-un loc în altul
sau de la o persoană la alta.
Deci, ce ține de treaba fizică se trimite, de fapt, prin fire și căi aeriene?
Să ne uităm la acest mic exemplu de aici
cum oamenii pot fizic comunica pentru a trimite un singur bit de informație
dintr-un loc în altul.
Să vedem cum putem aprinde lumina cu 1 și o stinge cu 0
sau folosind beep-uri sau sunete similare
cu cele din codul Morse.
Aceste metode merg, dar sunt lente, predispuse la erori și total dependente de oameni.
Cu adevărat avem nevoie de o mașinărie. De-a lungul istoriei, am construit multe sisteme
care chiar pot să trimită aceste informații binare în diferite tipuri de medii fizice.
Astăzi, noi trimitem fizic biți de energie electrica, lumina și unde radio.
Pentru a trimite un bit prin electricitate, imaginează-ți 2 becuri conectate de un fir de cupru.
În cazul în care un operator al dispozitivului pornește electricitatea, becul se aprinde.
Fără electricitate, nu luminează.
Dacă operatorii de pe ambele capete sunt de acord că aprins înseamnă 1 și stins înseamnă 0
atunci avem un sistem pentru a trimite biți de informație de la o persoană la alta,
folosind electricitate, dar este o mică problemă.
Dacă vrei să trimiți un 0 de 5 ori la rând
cum poți face acest lucru încât fiecare persoană să poată contoriza numărul de 0-uri.
Soluția este să se introducă un ceas sau un cronometru.
Operatorii sunt de acord ca expeditorul să trimită 1 bit/sec
și receptorul să stea,să înregistreze fiecare secundă și să vadă ce este pe linie.
Pentru a trimite 5 0-uri, trebuie să stingi lumina
să aștepți 5 secunde, persoana de la capătul celălalt va scrie toate cele 5 secunde.
Pentru 5 de 1 consecutiv, aprinde, așteaptă 5 sec, scrie fiecare secundă.
Evident că ne-ar plăcea să trimitem lucruri un pic mai repede decat 1 bit/sec
deci trebuie să îmbunătățim lățimea de bandă, capacitatea max. de transmisie a unui dispozitiv.
Lățimea de bandă este măsurată in rată bit
care e numărul de biți pe care îi putem trimite într-o perioadă de timp
de obicei măsurată în secunde.
O măsură diferită a vitezei este latența
sau cât timp e necesar unui bit pentru a merge dintr-un loc în altul
de la sursă, la dispozitivul care solicită.
În analogia noastră umană, un bit/sec a fost rapid, dar cam greu pentru un om să țină pasul.
Să zicem că vrem cu adevărat să descărcăm 3MB de muzică în 3 sec
la 8 milioane de biți/megabyte ce înseamnă o rată de aproximativ 8 milioane de biți/sec.
Evident, oamenii nu pot trimite sau primi 8 milioane de biți/secundă
dar o mașină ar putea să facă asta.
Dar acum există întrebarea, ce fel de cablu trimite aceste mesaje
și cât de departe pot ajunge semnalele.
Cu un fir ethernet, acela pe care îl găsești în casa ta, la birou sau școală vezi
că semnalul se pierde la câteva sute de pași.
Pentru ca Internetul să meargă peste tot în lume
trebuie să avem o metodă alternativă să trimitem biți la distanțe cu adevărat lungi
cum ar fi distanța de peste oceane.
Deci ce mai putem folosi? Ce se mișcă mai repede decât electricitatea printr-un fir?
Lumina.
Putem trimite biți ca fascicule de lumină dintr-un loc în altul
folosind un cablu cu fibră optică.
Acesta este un fir de sticlă proiectat pentru a reflecta lumina.
Când se trimite o rază de lumină de-a lungul cablului, ricoșează în sus și în jos
pe lungimea cablului până este primit în altă parte.
În funcție de unghiul razei, putem, de fapt, trimite mai mulți biți simultan
toți călătorind cu viteza luminii.
Deci, fibra este foarte, foarte rapidă.
Dar mai important, semnalul nu se degradeaza pe distanțe lungi.
Astfel poți merge sute de mile fără a pierde semnalul.
Se folosesc cabluri cu fibră optică peste oceane pentru a conecta un continent de altul
În 2008, un cablu care a fost tăiat lângă Alexandria, Egipt a întrerupt internetul
pentru cea mai mare parte din Orientul Mijlociu și India.
Deci luăm acest sistem drept bun, dar este un sistem fragil.
Și fibra este grozavă, dar este scumpă și e greu de lucrat cu ea
De cele mai multe ori vei găsi cabluri de cupru.
Dar cum mișcăm lucruri fără cabluri? Cum putem trimite lucruri fără fir?
Mașinile wireless folosesc un semnal radio pentru a trimite biți.
Mașinăria trebuie sa traducă 1 și 0 în unde radio de frecvențe diferite.
Mașinile de primire inversează procesul și transformă înapoi în binar în computerul tău.
Deci wireless a făcut Internetul mobil.
Dar un semnal radio nu călătorește atât de departe fără deformare.
Din această cauză nu se poate prinde un post radio din Los Angeles în Chicago.
Chiar daca wireless este bun, azi încă se folosește internetul prin cablu.
Dacă ești într-o cafenea folosind wifi, atunci biții sunt trimiși la router-ul wireless
si apoi sunt transferați pe distanțe cu adevarat lungi.
Metoda fizică pentru a trimite biți se poate schimba în viitor,
fie vorba de lasere trimise între sateliți sau unde radio din baloane sau drone
dar reprezentarea binară care stă la baza informațiilor
precum și protocoalele pentru trimiterea acestor informații
și primirea acestor informații vor ramâne cel mai probabil aceleași.
Orice de pe internet, fie cuvinte, email-uri, imagini, video-uri cu pisici
cu căței toate vin de la aceste 1 si 0
fiind livrate prin pulsuri electrice
fascicule de lumină, unde radio și multă, multă dragoste.