Internet | Žice, kablovi i Wi-Fi.
Zovem se Tes Vinlok, i ja sam softverski inženjer i radim za Google.
Imam pitanje: Kako slika, tekstualna por- uka ili e-pošta stigne sa jednog uređaja
na drugi? Nije magija, već INTRENET. Opipljiv, fizički sistem napravljen za razmenu informacija.
Internet je kao neka pošta, samo što su stvari koje se šalju
malo drugačije. Umesto kutija i koverata internetom se prenose BINARNE informacije.
Informacije su sastavljene od bitova. Bit možemo opisati kao neki par suprotnosti:
uključeno ili isključeno, da ili ne. Obično koristimo 1 za uključeno a 0 za isključeno. Pošto bit ima dva
moguća stanja zovemo ga binarni kod. 8 bitova čine 1 bajt. 1000 bajtova
čine kilobajt. 1000 kilobajta je megabajt. Za kod jedne pesme obično je potrebno
ok 3-4MB. Nebitno da li se radi o slici, videu ili pesmi, sve na Internetu
se predstavlja i šalje u bitovima. Od njih se grade informacije.
Ali ne šaljemo bukvalno jedinice i nule sa jednog na grugo mesto,
ili od jedne osobe do druge. Šta je onda to što se zapravo šalje kroz žice
ili kroz vazduh? Pogledajmo mali primer kako ljudi mogu fizički da pošalju
jedan bit informacije sa jednog mesta na drugo. Recimo da
upalimo svetlo za 1 i gasimo ga za 0. Ili koristimo neki zvuk ili nešto
drugo slično Morzeovom kodu. Ove metode rade ali su spore, sklone greškama,
i potpuno zavisne od ljudi. Nama zapravo treba mašina. Vremenom smo napravili
razne načine za slanje binarne informacije putem raznih uređaja.
Danas, šaljemo bitove kao električne signale, svetlo i radio talase. Da pošaljemo
električni signal zamislimo dve sijalice povezane bakarnim kablom. Ako neko
pusti struju sijalica se pali. Bez struje nema svetla. Ako se
obe osobe dogovore da upaljeno svetlo znači 1 a ugašeno 0, onda dobijamo
sistem za slanje bitova od jedne osobe do druge pomoću struje. Ali, javlja se
mali problem, ako treba da pošaljemo nulu pet puta za redom, kako
to da uradimo tako da obe osobe mogu da prebroje broj nula?
Pa, rešenje je da uvedemo sat ili tajmer. Ljudi se mogu dogovoriti da pošiljalac
šalje 1 bit u sekundi, a primalac će sesti i zapisati dešavanja u
svakoj sekundi. Da bi poslali 5 nula za redom, samo ugasimo svetlo,
sačekamo 5 sekundi, a osoba na drugoj strani će zapisati svih 5 sekundi.
Za 5 jedinica, upalimo svetlo, čekamo 5 sekundi, i zapišemo svaku sekundu.
Naravno, mi bi voleli da šaljemo signale brže od jednog bita u sekundi, pa moramo
povećati bandwidth - maksimalan protok uređaja. Bandwidth se meri bitrate-om,
što je broj bitova koji se mogu poslati u nekom vremenskom intervalu, obično
merenom u sekundama. Druga mera brzine je vreme potrebno jednom bitu da stigne
sa jednog mesta na drugo, sa izvora do ciljnog uređaja (latency).
Za ljude, jedan bit u sekundi je dosta brzo ali teško izvodljivo.
Recimo da želimo da preuzmemo sa pesmu od 3MB za 3 sekunde, pri brzini
od 8 miliona bitova po megabajtu, što čini bitrate od oko 8 miliona bitova u sekundi.
Naravno, čovek ne može da pošalje ili primi 8 miliona bitova u sekundi
ali mašina može bez problema. Postoji i pitanje koje kablove koristiti za slanje
ovakvih poruka i koliko daleko signal može stići. Sa eternet kablom, kakvog imate po
zgradama, firmama ili školama dolazi do značajnog gubitka ili ometanja signala
na samo 30 metara. Da bi internet radio na celom svetu moramo imati neke
bolje metode za prenos bitova na veoma velike udaljenosti. Znači, preko celog
okeana. Šta još možemo da upotrebimo? Šta znamo da se kreće mnogo brže od struje
kroz žicu? Svetlo! Možemo preneti bitove kao svetlosne signale sa jednog mesta na
drugo koristeći optički kabl. Optička vlakna su niti stakla napravljene tako
da reflektuju svetlost. Pri slanju zraka svetla ovim kabelom zrak se odbija
gore - dole dužinom kabla dok ne stigne na drugi kraj. Zavisno od ugla odbijanja
možemo zapravo slati više bitova odjednom, i da se svi kreću brzinom svetlosti.
Tako da vlakna su jako jako brza. A još važnije, signal se ne ošteti na većim
udaljenostima. Tako može signal da putuje stotinama kilometara bez gubitaka. Zato
se koriste optički kablovi po okeanskom dnu za povezivanje kontinenata.
2008. godine došlo je prekida kabla blizu Aleksandrije u Egiptu, što je prekinulo
internet na celom Bliskom istoku i Indiji. Internet je nešto podrazumevano, ne
shvatamo koliko je to zapravo osetljiv fizički sistem. A optička vlakna su sjajna
ali i veoma skupa i teška za rad. Uglavnom se koriste bakarni kablovi.
A kako šaljemo stvari bez žice? Kako radi bežični internet? Pomoću radio talasa
Uređaji za bežično slanje obično koriste radio signale da šalju bitove sa mesta
na mesto. Ovi uređaji zapravo prevode jedinice i nule u radio talase različitih
frekvencija. Uređaji koji primaju signal obrću proces i konvertuju ih nazad u
binarni zapis na računaru. Bežičnost je omogućila mobilnost interneta.
Ali radio signal se deformiše povećanjem udaljenosti. Ne možemo baš da uhvatimo
radio stanicu Los Anđelese skroz u Čikagu. Iako je bežični internet sjajan, još uvek
se oslanja na kablove. Ukoliko u kafiću koristite wi-fi, onda se bitovi šalju do
rutera koji ih dalje prenosi kablovima na velike udaljenosti interneta.
Metode slanja bitova će se možda menjati u budućnosti,
bilo da će se slati laserom među satelitima, ili radio talasima među
balonima, ili dronovima, ali binarno predstavljanje informacije i protokoli za
slanje i primanje te informacije se ne menjaju. Sve na internetu,
bilo da se radi o reči, e-poruci, slici, snimku mačke ili malih kučića, sve se
svodi na nule i jedinice primljene u vidu elektronskog pulsa, zraka svetla, radio talasa
i puno, puno ljubavi.