The Internet: Wires, Cables, & Wifi

Internet | Johdot, Kaapelit ja Wifi

Nimeni on Tess Winlock,
olen ohjelmistoinsinööri Googlella.

Kysymys: Miten kuva, tekstiviesti tai
sähköposti liikkuu laitteesta toiseen?

Se ei ole taikaa, vaan Internet.
Käsin kosketeltava, fyysinen systeemi,

joka kuljettaa informaatiota.

Internet on kuin Posti.
Fyysinen posti lähetetään hieman

eri tavalla. Pakettien ja kirjekuorien
sijasta Internet lähettää binaaritietoja.

Tieto koostuu biteistä. Bitti voidaan
kuvata vastakohtien parina:

päällä ta pois päältä, kyllä tai ei.

Numero 1 tarkoittaa yleensä päällä ja
0 tarkoittaa pois päältä.

Koska bitillä on kaksi mahdollista tilaa,
kutsumme sitä binaarikoodiksi.

Kahdeksan koottua bittiä luo yhden tavun.
1000 bittiä on 1 kilotavu. 1000 kilotavua on

megatavu. Kappale on yleensä koodattu
3-4 megabitillä.

Kuvat, videot ja kappaleet, kaikkea
netissä olevaa tietoa kuvataan ja

lähetetään bittien avulla.
Ne ovat kuin tiedon atomeja.

Mutta emme fyysisesti lähetä nollia ja
ykkösiä paikasta toiseen tai henkilöltä toiselle.

Joten mitä on se fyysinen materiaali
jota lähetämme kaapeleiden ja ilman kautta?

Katsotaan pieni esimerkki, miten ihmiset
voivat fyysisesti kommunikoida ja

lähettää yksi bitti paikasta toiseen.
Sanotaan, että "1" tarkoittaa valo on päällä

ja "0" tarkoittaa valo on pois päältä.
Tai voimme käyttää piippauksia

ja muita samankaltaisia tapoja.
Nämä tavat toimivat, mutta ovat hitaita,

alttiita virheille ja täysin ihmisen vastuulla.
Tarvitsemme koneen.

Olemme läpi historian rakentaneet koneita
jotka voivat lähettää binaaritietoja eri

fyysisten välikappaleiden kautta. Nykyään
lähetämme bittejä sähkön, valon

ja radioaaltojen avulla.

Lähettääksemme bitti sähkön avulla
kuvittele, että sinulla on kaksi lamppua

jotka ovat liitetty kuparilangalla.
Jos toinen valon käyttäjistä

napsauttaa sähkön päälle, kummatkin
lamput syttyvät. Ei sähköä, ei valoa.

Jos valon käyttäjät päättävät yhdessä,
että valo päällä on "1" ja valo pois päältä

on "0" meillä on järjestelmä, joka lähettää
tietoja henkilöltä toiselle sähkön avulla.

Mutta meillä on pieni ongelma.
Jos meidän tulee lähettää viisi "0" peräkkäin,

miten teemme sen niin että toinen henkilö
voi laskea nollien lukumäärän?

Tulemme tarvitsemaan kellon tai ajastimen.
Käyttäjät voivat päättää, että heistä toinen

lähettää yhden bitin sekunnissa ja
vastaanottaja tallettaa jokaisen sekunnin

tiedon keräämiseksi. Viiden peräkkäisen
"0" lähettämiseksi käyttäjä sammuttaa valon

ja odottaa 5 sekuntia. Toisella puolella oleva
henkilö kirjaa nämä 5 sekuntia ylös.

Viiden "1" lähettämiseksi teet päin
vastoin ja jätät valon päälle.

Haluamme tietenkin lähettää tietoa
nopeammin kuin bitin sekunnissa,

joten meidän tulee laajentaa kaistanleveyttä
- laitteen suurinta lähetyskapasiteettiä.

Kaistanleveys mitataan bittinopeudella
mikä on niiden sekuntien bittimäärä,

joita voimme lähettää tietyn ajanjakson
aikana, yleensä sekunneissa laskettuna.

Toinen mittaustapa on latenssi tai aika,
joka kuluu yhden bitin matkustamiseen

paikasta toiseen, lähteestä pyynnön
esittäneeseen laitteeseen.

Lampun käyttäjillemme yksi bitti sekunnissa
oli melko nopeaa ja vaikeaa seurata.

Sanotaan, että haluat ladata 3 Mt
kappaleen 3 sekunnissa,

mikä on 8 miljoonaa bittiä megatavua kohti
ja 8 miljoonaa bittiä sekunnissa.

Ihmiset eivät tietenkään pysty lähettämään
tai vastaanottamaan tietoa näin

nopeasti, mutta kone pystyy tähän
helposti. Meidän pitää silti miettiä millaista

kaapelia käytämme tiedon lähettämiseen
ja kuinka pitkälle signaali ylettää.

Kodin, toimiston tai koulun ethernet-kaapelin
signaalin menetys tai häiriöt ovat

helposti huomattavissa muutaman
sadan metrin päässä kaapelista.

Jotta Internet toimisi ympäri maailmaa,
meillä on oltava vaihtoehtoinen tapa tiedon

lähettämiseen todella pitkiä välimatkoja.
Kuten valtamerten yli.

Joten mitä muuta voimme käyttää? Mikä
liikkuu sähköä nopeammin?

Tietenkin... valo!

Voimme lähettää bittejä valonsäteinä
paikasta toiseen kuituoptisten kaapeleiden avulla.

Valokuitukaapeli on lasikuitua, joka on
suunniteltu heijastamaan valoa.

Kun lähetät valonsäteen kaapeliin, valo
pomppii kaapelissa ylös ja alas, kunnes

se saavuttaa määränpäänsä. Pompun
kulmasta riippuen voimme lähettää useita

bittejä samanaikaisesti, niiden kaikkien
liikkuessa valon nopeudella.

Joten kuitu on todella nopeaa. Mutta mikä
parempi, signaali ei huonone pitkillä matkoilla.

Näin voit mennä satoja kilometrejä
ilman signaalin häviämistä.

Tästä syystä käytämme valokuitukaapeleita
merenpohjalla mantereiden liittämiseksi.

Vuonna 2008 Aleksandrian lähellä Egyptissä
katkaistiin kaapeli, joka keskeytti

Interet-yhteyden Lähi-idässä ja Intiassa.
Pidämme Internetiä helposti itsestään

selvänä asiana, mutta tosiasiassa se on
todella hauras fyysinen järjestelmä.

Kuitu on mahtavaa, mutta se on myös todella
kallista ja sitä on vaikeaa työstää.

Käytämmen useimpiin tarkoituksiin
kuparikaapelia.

Mutta kuinka siirrämme tietoa ilman johtoja?
Kuinka lähetämme asioita langattomasti?

Radio.

Langattomat bittiviestinnät käyttävät yleensä
radiosignaalia bittien lähettämiseksi paikasta toiseen.

Koneiden on käännettävä ykköset ja nollat
eri taajuisiksi radioaalloiksi.

Vastaanottava kone kääntää prosessin ja
muuntaa sen takaisin binaariksi tietokoneellasi.

Joten langaton yhteys on tehnyt Internetistä
liikkuvan. Mutta radiosignaali ei yllä

niin pitkälle ennen kuin se häviää kokonaan.
Tämän takia et voi kuunnella

Los Angelesin radioasemaa Chicagossa.

Vaikka langaton yhteys onkin hieno,
se luottaa edelleen langalliseen Internetiin.

Jos käytät wifiä kahvilassa, bitit lähetetään
tälle langattomalle reitittimelle

ja siirretään sitten fyysisen johdon kautta
pitkien matkojen saavuttamiseksi.

Bittien fyysinen lähetystapa voi muuttua
tulevaisuutta riippumatta siitä lähetetäänkö

se satelliittien, radioaaltojen,
ilmapallojen tai dronien avulla.

Tiedon taustalla oleva binaariesitys ja
tiedon lähettäminen ja vastaanottaminen

on pysynyt melko samana.

Kaikki Internetissä oleva, olipa kyse sitten
viesteistö, sähköposteista, kuvista,

kissavideoista, koiranpennuista, kaikki
alkaa ykkösistä ja nollista joita

toimitetaan elektronisilla pulsseilla,
valonsäteillä, radioaalloilla

ja paljolla, paljolla rakkautta.