-
Az internet | Vezetékek, kábelek és Wi-fi
-
Tess Winlock vagyok, szoftvermérnök
-
a Google-nál. A kérdésem: hogy kerül
elküldésre egy kép, SMS, vagy e-mail egyik
-
eszközről a másikra? Az interneten, egy
megfogható, információ szállító rendszeren
-
Az internet hasonlít a postaszolgálatra,
de az elküldött fizikai dolog egy kicsit
-
más. Doboz és boríték helyett az internet
bináris információt szállít.
-
Az információ bitekből áll. A bit úgy
írható le, mint valamely ellentétpár: be
-
vagy ki, igen vagy nem. Jellemzően az 1
jelenti a be, és a 0 a ki állapotot. Mivel
-
két állapot van, bináris kódnak nevezzük.
8 kapcsolt bit 1 bájt, 1000 bájt 1 KB.
-
1000 kilobájt 1 megabájt. Egy dal kódolás
jellemzően 3-4 MB.
-
Nem számít képről, videóról dalról vagy
miről van szó, az interneten
-
minden bitekben jelenik meg és utazik.
A bitek az információ atomjai.
-
Mégsem olyan, mintha fizikailag küldenénk
1-est és 0-t egyik helyről a másikra, egy
-
embertől a másikhoz. Mi az a fizikai dolog
ami elküldésre kerül a vezetékeken és a
-
levegőn át? Nézzünk egy példát, hogyan tud
kommunikálni fizikailag az ember, ha
-
egy bit információt egy helyről a másikra
akar küldeni. Mondjuk felkapcsolhatjuk
-
a lámpát, ez 1 és le, ez 0. Vagy legyen
sípolás vagy valami morze-kódhoz hasonló.
-
Ezek a módszerek működnek, de tényleg
lassúak, sok a hibalehetőség, és teljesen
-
az embertől függnek. Amire igazán szükség
van, az egy gép. A történelem során sok
-
rendszert építettünk, amely képes bináris
ifót küldeni fizikai közegen keresztül.
-
Ma a biteket fizikailag a villamossággal,
fénnyel és rádióhullámmal küldjük. A bit
-
villamos küldése olyan, mintha lenne két
rézdróttal összekapcsolt villanykörténk.
-
Ha az egyik kezelő felkapcsolja az áramot,
az égő világít. Ha nincs áram, nincs fény.
-
Ha a kezelők megegyeznek, hogy a be 1-et
jelent, a ki pedig 0-t, van rendszerünk
-
az információbitek egyik embertől másikhoz
küldésére villamossággal. De van egy kis
-
probléma, ha 5-ször egymás után 0-t kell
küldenünk, hogy tehetjük meg, hogy
-
mindkét személy meg tudja számolni
a nullákat.
-
Nos, a megoldás óra vagy időzítő
bevezetése. A kezelők megegyeznek, hogy
-
a küldő másodpercenként egy bitet küld,
a fogadó pedig röhzít minden másodpercet,
-
és látja mi van a sorban. Ha öt 0-t kell
küldeni egymás után, kikapcsolod a lámpát,
-
vársz 5 másodpercet, a vonal másik végén
pedig rigzítik mind az öt másodpercet.
-
Öt egymás utáni 1-esnél bekapcsolod, vársz
5 másodpercet, és rögzíted mindet. Nyilván
-
a dolgokat kicsit gyorsabban szeretnénk
küldeni, mint 1 bit másodpercenként, ezért
-
növelnünk kell a sávszélességet, az eszköz
átviteli kapacitását. A sávszélességet
-
bitrátában mérjük, ez az adott idő alatt
küldhető bitek száma, általában
-
másodpercben. A sebesség másik mértéke
a látencia, vagyis hogy mennyi ideig tart,
-
amíg a bit eljut egyik helyről a másikra,
a forrástól a lekérő eszközig.
-
Az emberi analógiánkban az egy bit
másodpercenként egy embernek már nehezen
-
tartható. Ha mondjuk egy 3 MB méretű dalt
akarunk letölteni 3 másodperc alatt,
-
megabájtonként 8 millió bittel, az kb.
8 millió bit per másodperces bitráta.
-
Az ember nyilván nem tus küldeni vagy
fogadni 8 millió bitet másodpercenként, de
-
a gép könnyen megteszi. Marad a kérdés,
milyen vezetéken küldjük át ezeket az
-
üzeneteket, és milyen messzire jut a jel.
Az ethernet kábellel, amit otthon, az
-
irodában vagy iskolában találunk, mérhető
jelveszteséget vagy zavarást látunk már
-
száz méteren is. Ahhoz, hogy az internet
az egész világon működjön, alternatív
-
módszer kell a bitek igazán nagy távra
küldéséhez. Például az óceánok alatt.
-
Mi mást használhatnánk? Mi az, amiről
tudjuk, hogy sokkal gyorsabb, mint az
-
elektromosság vezetéken keresztül? A fény.
Küldhetjük a biteket fénysugárként egyik
-
helyről a másikra száloptikai kábelen. A
száloptikai kábel fényt tükröző üvegszál.
-
Ha fénysugarat küldünk a kábelen, a fény
fel-le ugrál a kábel mentén, amíg el nem
-
ér a másik végre. Az ugrálás szögétől
függően, valójában több bitet küldhetünk
-
egyidejűleg, és mind fénysebességgel fog
haladni.
-
Szóval a száloptika tényleg gyors. S ami
ennél is fontosabb a jel nem igazán
-
csökken nagy távon sem. Így mehetünk több
száz mérföldet jelveszteség nélkül.
-
Ezért használunk száloptikai kábelt az
óceán fenekén a kontinensek összekötéséhez
-
2008-ban elvágtak egy kábelt az egyiptomi
Alexandria közelében, ami megszakította
-
az internetet a Közel-Keleten és Indiában.
Szóval készpénznek vesszük az internetet,
-
de valójában sérülékeny fizikai rendszer.
És a száloptika fantasztikus, de nagyon
-
drága, és nehéz vele dolgozni. Legtöbb
célra rézkábelt használnak.
-
De hogy mozgatunk dolgokat vezeték nélkül?
Hogy küldünk vezeték nélkül? Rádióval.
-
A vezeték nélküli bitküldő gépek tipikusan
rádiójellel küldik a biteket egyik helyről
-
a másikra. Ezek a gépek valójában az 1-est
és 0-tkülönböző frekvenciájú rádióhullámra
-
fordítják. a fogadó gépek megfordítják a
műveletet és visszaalakítják a számítógép
-
bináris kódjává. A rádió tehát mobillá
tette az internetünket. De a rádiójel nem
-
jut el messzire, és máris összezavarodik.
Ezért nemigen lehet Los Angeles-i állomást
-
fogni Chicagóban. Bármilyen nagyszerű is
a rádió ma még a vezetékes internetre
-
támaszkodik. Ha egy kávézóban wifit
használsz, a bitek először a vezeték
-
nélküli routerhez jutnak, és azután
utaznak nagy távolságokat az interneten.
-
A bitküldés fizikai módszere változhat
a jövőben, lehet lézersugár a műholdak
-
között vagy rádióhullám léggömbről vagy
drónról, de az információ bináris leírása
-
a háttérben, és ennek az információnak
a küldési és fogadási protokolljai
-
ugyanazok maradtak. Az interneten minden
információ, a szavak, az e-mail
-
a cica videó vagy kutyus videó
alapja az 1-es és a 0, amelyet
-
elektromos impulzus, fénysugár,
rádióhullám és sok szeretet juttat célba.
