Internettet: Tråde, kabler og WiFi

Denne undervisningsvideo introducerer måden, hvorved internettets fysisks infrastruktur flytter information.

Lær mere på Code.org/educate/csp

Præsenteret af Tess Winlock / Software-ingeniør hos Google

Særlig tak til:
Tess Winlock,
Abby Huang
Bemnet Assefa
Saloni Parikh
archive.org
wikimedia
submarinecablemap.com
Google Earth
Wikipedia

Begynd at lære på http://code.org/

Hold kontakt med os!
• på Twitter https://twitter.com/codeorg
• på Facebook https://www.facebook.com/Code.org
• på Instagram https://instagram.com/codeorg
• på Tumblr https://blog.code.org
• på LinkedIn https://www.linkedin.com/company/code-org
• på Google+ https://google.com/+codeorg

Internettet | Ledninger, Kabler og Wi-Fi

Mit navn er Tess Winlock,
jeg er en software-ingeniør hos Google.

Spørgsmål: Hvordan kan et billede, en SMS
eller en e-mail blive sendt fra en enhed

til en anden. Det er ikke magi, det er
internettet. Et håndgribeligt, fysisk

system beregnet til at flytte information.

Internettet ligner meget posttjenesten,
men det, der faktisk sendes er en lille

smule anderledes. I stedet for kasser og
konvolutter, fragter internettet binær

information.

Information består af bits. Et bit kan
beskrives som ethvert par modsætninger:

til eller fra, ja eller nej. Vi bruger
typisk 1 til til, 0 til fra.

Fordi et bit har to mulige tilstande,
kalder vi det binær kode.

8 bit på række er 1 byte. 1000 byte
sammen er en kilobyte.

1000 kilobytes er en megabyte. En sang
kodes normalt med ca. 3-4 MB.

Uanset om det er et billede, en video
eller en sang, repræsenteres og sendes alt

på internettet som bit. Disse er
informationens bestanddele.

Men det er ikke fordi, vi fysisk sender
1'er og 0'er fra et sted til en anden

eller fra én person til en anden. Hvad er
det, der fysisk sendes gennem ledningerne

og igennem luften? Lad os se på et lille
eksempel her, om hvordan folk kommunikerer

fysisk for at sende et enkelt bit
information fra ét sted til en anden.

Lad os sige at vi kan tænde et lys for et
1 og slukke for et 0, eller bruge bip

eller lignende til Morse kode. Disse
metoder virker, men er rigtig langsomme,

fejlbehæftede og helt afhængige af
mennesker.

Det, vi virkelig skal bruge,
er en maskine.

Historisk set, har vi bygget mange
systemer, der faktisk kan sende denne

binære information gennem mange slags
fysiske medier.

I dag sender vi bit fysisk gennem
elektricitet, lys og radiobølger.

For at sende et bit via elektricitet
skal du forestille dig, at du har to lys

forbundet med et kobbertråd. Hvis en
operatør tænder for strømmen, lyser lyset.

Ingen elektricitet, intet lys.

Hvis operatørerne på begge ender aftaler,
at et tændt lys betyder 1 og et slukket

lys er 0, så har vi et system til at
sende informationsbits fra én person til

en anden ved hjælp af elektricitet.

Men vi har et lille problem. Hvis du skal
sende fem 0'er i træk, hvordan kan du så

gøre det på en måde, hvor hver person rent
faktisk kan tælle antallet af 0'er?

Løsningen er at introducere et ur eller
en timer. Operatørerne kan aftale at

senderen sender 1 bit pr. sekund og
modtageren vil sidde og notere hvert

enkelte sekundt og se, hvad der er på
linjen.

For at sende fem 0'er i træk, skal du bare
slukke lyset og vente fem sekunder.

Personen på den anden ende af linjen vil
skrive alle 5 sekunder ned. 00000

For 1'ere, gøre det modsatte. Tænde lyset.

Vi vil naturligvis gerne sende ting
hurtigere end ét bit pr. sekund, så vi

skal øge vores båndbredde - en enheds
maksimale transmissionskapacitet.

Båndbredde måles med bithastigheden, som
er antallet af bit, som vi faktisk kan

sende i en given tidsperiode, der normalt
måles i sekunder.

En anden hastighedsmåling er latensen,
eller den tid det tager for én bit at

komme fra ét sted til en anden, fra kilden
til den anmodende enhed.

I vores menneskelige analogi var ét bit
pr. sekund ret hurtigt, men lidt svært for

et menneske at holde trit med.

Sig for eksempel, at du faktisk ønsker at
downloade en 3MB sang på 3 sekunder.

Med 8 millioner bit pr megabyte, betyder
det en bithastighed på

ca. 8 millioner bit pr. sekund.

Tydeligvis kan mennesker ikke sende eller
modtage 8 millioner bit pr. sekund,

men det kan en maskine snilt gøre.

Men nu er der også spørgsmålet, om hvilken
slags kabel disse beskeder

skal sendes over, og hvor langt signalerne
kan nå.

Med en ethernettråd, den slags du kan
finde i dit hjem, kontor eller skole,

opleves der målbar signaltab eller
-forstyrrelse efter nogle få hundred fod.

For at internettet kan virke verden over,
skal vi bruge en alternativ metode til at

sende bit over meget lange afstande.
Her snakker vi om at krydse have.

Så hvad kan vi ellers bruge? Hvad kender
vi, der bevæger sig meget hurtigere end

strøm i en ledning? Lys. Vi kan faktisk
sende bit som lysstråler fra ét sted til

en anden vha. et fiberoptisk kabel. Et
fiberoptisk kabel er en glastråd, der er

bygget til at genspejle lys.

Når du sender en lysstråle ned ad kablet
reflekteres lyset op og ned ad kablets

længde til den modtages
ved den anden ende.

Afhængigt af reflektionsvinklen kan vi

faktisk sende flere bit på samme tid, hvor
alle sendes med lysets hast.

Så fiber er virkelig, virkelig hurtig. Men
mere vigtigt er det at signalet ikke

degraderes over lange afstande.

Det er på denne måde, at man kan nå
hundredvis af kilometer ud uden signaltab.

Dette er grunden til at vi bruger
fiberoptiske kabler på havbunden til at

forbinde kontinenter til hinanden.

I 2008 blev et kabel faktisk klippet nær
Alexandria i Egypten, hvilket virkelig

afbrød internettet for størstedelen af
Mellemøsten og Indien.

Så vi tager internettet for givet,
men det er faktisk

et ret skrøbeligt, fysisk system.

Fiber er fantastisk, men det er også ret
dyrt og svært at arbejde med.

Til de fleste formål, vil kobberkabler
blive brugt.

Men hvordan kan vi flytte ting uden tråde?
Hvordan sendes ting trådløst?

Radio

Trådløse maskiner til bitsending bruger
typisk et radiosignal til at sende bit fra

et sted til et andet. Maskinerne skal
faktisk omdanne 1'erne og 0'erne til

radiobølger i forskellige frekvenser.

De modtagende maskiner omvender processen
for at konvertere dem tilbage til

binær kode på din computer.

Så trådløs internet har gjort vores
internet mobilt, men et radiosignal

når ikke langt, før den bliver helt
forvransket.

Dette er grunden til, at du ikke kan få
Los Angeles radio i Chicago.

På trods af, hvor god trådløs er, støtter
den sig stadig til det trådede internet.

Hvis du er i en kaffeforretning og bruger
Wi-Fi'en, bliver bittene sendt til denne

trådløse router og derefter sendt via
de fysiske ledninger for at overkomme

de virkelige lange distancer over
internettet.

Den fysiske metode, hvorved bitter sendes,
kan skifte i fremtiden, om det så er

lasere, der sendes mellem satellitter
eller radiobølger fra balloner eller

droner, men den underliggende binære
repræsentation af information

og protokollerne for afsendelsen af den
information og dets modtagelse

er stort set forbleven de samme.

Alt på internettet, uanset om det er ord,
e-mails, billeder, kattevideoer eller

hundevideoer, så er det altid disse 1'er
og 0'er, der sendes med elektroniske

pulser, lysstråler, radiobølger og
en hel del kærlighed.