इंटरनेट: वायर्स, केबल आणि वायफाय

हा शैक्षणिक व्हिडीओ इंटरनेटची भौतिक पायाभूत सुविधा माहितीचे प्रसारण कसे करते, याची ओळख करून देतो.
अजून माहितीसाठी Code.org/educate/csp

सादरीकरण टेस विनलॉक / गूगलमधील सॉफ्टवेअर इंजिनिअर

विशेष आभार:
टेस विनलॉक,
अॅबी हुआंग
बेमनेट असीफा
सलोनी पारीख
archive.org
विकिमिडीया
submarinecablemap.com
गूगल अर्थ
विकिपीडिया

http://code.org/ वर शिकायला सुरुवात करा.

आमच्या संपर्कात राहा!
• ट्विटरवर https://twitter.com/codeorg
• फेसबुकवर https://www.facebook.com/Code.org
• इन्स्टाग्रामवर https://instagram.com/codeorg
• टम्बलरवर https://blog.code.org
• लिंक्डइनवर https://www.linkedin.com/company/code-org
• गुगल प्लसवर https://google.com/+codeorg

इंटरनेट | वायर्स, केबल्स आणि वाय-फाय

माझं नाव आहे टेस विनलॉक, मी गूगलमध्ये एक सॉफ्टवेअर इंजिनिअर म्हणून

काम करते. एक प्रश्न आहे: एखादे चित्र,
टेक्स्ट मेसेज किंवा ईमेल एका ठिकाणाहून

दुसऱ्या ठिकाणी कसे पाठवले जाते? ही जादू नाही, हे आहे इंटरनेट. एक मोजता येणारी, प्रत्यक्ष प्रणाली, जी माहितीच्या प्रसारणासाठी तयार करण्यात आलेली आहे.

इंटरनेट बरेचसे पोस्टाच्या सेवेसारखे आहे, पण प्रत्यक्षात पाठवली जाणारी सामग्री

थोडीशी वेगळी असते. खोकी किंवा पाकिटांऐवजी, इंटरनेट बायनरी माहिती पाठवते.

माहिती बीट्सची बनलेली असते. एक बीट म्हणजे विरुद्ध गोष्टींची जोडी म्हणता येईल: ऑन किंवा ऑफ.

हो किंवा नाही. आपण सामान्यपणे 1 म्हणजे ऑन किंवा 0 म्हणजे ऑफ म्हणून वापरतो. बीटमध्ये दोन

स्थिती असू शकतात. म्हणून त्याला आपण बायनरी कोड असे म्हणतो. 8 बीट्स एकत्र आल्या की एक बाईट बनते. 1000 बाईट्स

मिळून एक किलोबाईट बनते. 1000 किलोबाईट्सची एक मेगाबाईट होते. एक गाणे सामान्यपणे

3-4MB वापरून एनकोड केलेले असते. चित्र आहे का व्हिडीओ, का गाणे याने फरक पडत नाही. इंटरनेटवरील

प्रत्येक गोष्ट बीट्स म्हणूनच दर्शवली जाते आणि सगळीकडे पाठवली जाते. हे माहितीचे अणू आहेत.

पण याचा अर्थ आपण प्रत्यक्षात 1 आणि 0 एका ठिकाणाहून दुसरीकडे किंवा एका व्यक्तीकडून दुसरीकडे

पाठवतो, असा नव्हे. मग वायर्सद्वारे आणि
हवेतून पाठवली जाणारी प्रत्यक्ष

गोष्ट कोणती? माणसं एका ठिकाणाहून दुसऱ्या
ठिकाणी माहितीची एकच बीट कशी पाठवतात,

याचं आपण एक छोटं उदाहरण पाहू. असं समजूया
की

आपण 1 साठी दिवा लावू किंवा 0 साठी बंद करू,
किंवा बीप असा आवाज किंवा मोर्स कोडसारख्या

गोष्टी वापरू. या पद्धती काम करतात, पण त्या फार सावकाश चालतात, त्यात चुका होतात आणि त्या

पूर्णपणे माणसांवर अवलंबून असतात. आपल्याला खरी गरज कशाची असेल तर ती मशीनची. संपूर्ण इतिहासात,

आपण अनेक मशीन्स बनवली जी विविध प्रकारच्या प्रत्यक्ष माध्यमातून बायनरी माहिती पाठवतात.

आज आपण, वीज, प्रकाश आणि रेडीओ लहरींद्वारे बीट्स पाठवतो. बीट्स विजेद्वारे पाठवण्यासाठी,

कल्पना करा की तुमच्याकडे तांब्याच्या तारेने जोडलेले दोन विजेचे बल्ब आहेत. जर एका डिव्हाईस ऑपरेटरनं

वीज प्रवाह सुरू केला तर दिवा लागतो, वीज नसेल तर प्रकाश नसतो. जर दोन्ही बाजूच्या

ऑपरेटर्सनी प्रकाश म्हणजे 1 आणि प्रकाश नाही म्हणजे 0 असं मान्य केलं तर, आपल्याला

माहितीच्या बीट्स एका व्यक्तीकडून दुसऱ्या व्यक्तीकडे वीज वापरून पाठवायची प्रणाली मिळते. पण

एक छोटीशी समस्या आहे, जर आपल्याला सलग पाच 0 पाठवायची असतील, तर

कोणत्याही व्यक्तीला ती मोजता येतील, अशाप्रकारे आपण कशी पाठवू शकतो?

याचं उत्तर म्हणजे घड्याळ किंवा टायमरचा वापर. ऑपरेटर्स हे मान्य करू शकतात की

पाठवणारा सेकंदाला 1 बीट पाठवेल आणि स्वीकारणारा
बसून प्रत्येक सेकंद मोजेल आणि लाईनवर काय आहे,

ते बघेल. सलग पाच 0 पाठवायची असतील, तर तुम्ही प्रकाश बंद करू शकता,

5 सेकंद प्रतीक्षा करू शकता, दुसऱ्या बाजूची व्यक्ती पूर्ण 5 सेकंद होईपर्यंत लिहून घेईल.

सलग पाच 1 पाठवायचे असतील, तर दिवा सुरू करेल, 5 सेकंद वाट बघेल, प्रत्येक सेकंदाला लिहून घेईल. अर्थातच

आपल्याला सेकंदाला एक बीट यापेक्षा जास्त वेगाने संदेश पाठवायचे असतील, तर आपल्याला

आपली बँडविड्थ - डिव्हाईसची जास्तीत जास्त संप्रेषण क्षमता वाढवण्याची गरज आहे. बँडविड्थ

आपण दिलेल्या वेळात सामान्यपणे सेकंदामध्ये
किती बीट्स पाठवू शकतो, यावर मोजली जाते.

वेग मोजण्याची दुसरी पद्धत म्हणजे विलंब
कालावधी किंवा एका बीटला एका ठिकाणाहून दुसऱ्या

ठिकाणी, स्रोतापासून ते विनंती करणाऱ्या
डिव्हाईसपर्यंत पोचायला लागणारा वेळ.

मानवी संदर्भात, एका सेकंदाला एक बीट म्हणजे बऱ्यापैकी जलद आहे, पण

माणसाला तो वेग गाठणे काहीसे अवघड आहे. तुम्हाला 3MB गाणे 3 सेकंदात डाऊनलोड करायचे असेल,

तर 80 लक्ष बीट्स प्रती मेगाबाईट म्हणजे प्रती
सेकंद 80 लक्ष बीट्स वेग. हे उघडच आहे,

की माणूस एका सेकंदाला 80 लक्ष बीट्स पाठवू किंवा स्वीकारू शकत नाही, पण मशीन हे आरामात

करू शकतं. पण आता हे संदेश पाठवण्यासाठी कोणत्या प्रकारच्या केबल्स वापरायच्या आणि हे सिग्नल्स किती

लांब जाऊ शकतात, हे प्रश्नसुद्धा आहेत. घर, ऑफिस, किंवा शाळा इथं दिसणारी इथरनेट वायर वापरल्यावर,

आपल्याला सिग्नलमध्ये लक्षणीय नुकसान दिसते किंवा अगदी काहीशे फूटावरसुद्धा हस्तक्षेप दिसतो.

इंटरनेट सर्व जगभर चालण्यासाठी, आपल्याकडं बीट्स खूप लांब अंतरावर पाठवण्यासाठी पर्यायी पद्धत असली

पाहिजे. आपण अगदी समुद्रापलिकडच्या अंतरांबद्दल बोलत आहोत.

आपण दुसऱ्या कशाचा वापर करू शकतो? वायरमधून पाठवण्यापेक्षा खूप जास्त जलद असे आपल्याला काय

माहिती आहे? प्रकाश. आपण बीट्स प्रकाशझोत म्हणून
फायबर ऑप्टिक केबलद्वारे एका ठिकाणाहून दुसऱ्या

ठिकाणी पाठवू शकतो. फायबर ऑप्टिक केबल म्हणजे प्रकाश परावर्तित करण्यासाठी तयार केलेला काचेचा

दोरा. जेव्हा आपण केबलद्वारे प्रकाशाचा झोत पाठवतो, तेव्हा प्रकाश दुसऱ्या बाजूला स्वीकारला जाईपर्यंत

केबलच्या लांबीभर वर खाली उसळतो. उसळण्याच्या कोनानुसार आपण एकाचवेळी अनेक बीट्स

पाठवू शकतो, त्या सर्व प्रकाशाच्या वेगाने प्रवास करतात.

त्यामुळे फायबर खूप खूप जलद गतीने चालते. पण त्यापेक्षा महत्त्वाचे म्हणजे जास्त अंतर गेला तरी

सिग्नल कमकुवत होत नाही. म्हणूनच आपण

समुद्राच्या तळाशी फायबर ऑप्टिक केबल्स वापरून एक खंड दुसऱ्या खंडाला जोडला आहे.

2008 इजिप्तमधील अलेक्झांड्रीया इथं एक केबल तुटली त्यामुळे बहुतेक सर्व मध्यपूर्वेत आणि भारतात इंटरनेट

खंडित झालं. आपण इंटरनेट ही गोष्ट गृहीत धरतो

पण ती फार नाजूक आहे, भौतिक प्रणाली आहे. आणि फायबर अद्भुत आहे

पण ते फार महाग असून ते वापरून काम करणं कठीणसुद्धा आहे. बहुतेक सर्व कारणांसाठी, तुम्हाला

तांब्याची केबल वापरलेली दिसेल. पण वायर्स नसताना आपण गोष्टींची हालचाल कशी करतो? वायरशिवाय गोष्टी कशा पाठवतात?

वायरलेस बीट पाठवणारी मशीन्स सामान्यपणे रेडीओ सिग्नल वापरून एका ठिकाणाहून दुसऱ्या ठिकाणी बीट्स

पाठवतात. या मशीन्सना प्रत्यक्षात 1 आणि 0 यांचे रूपांतर विविध वारंवारतेच्या रेडीओ लहरींमध्ये

करावं लागतं. स्वीकारणारी मशीन्स याउलट प्रकिया करतात आणि त्याचे रूपांतर तुमच्या कॉम्प्युटरवर

बायनरीमध्ये करतात. वायरलेसमुळे आपले इंटरनेट फिरणारे झाले आहे. पण रेडीओ सिग्नल तेवढं अंतर

प्रवास करून नंतर पूर्णपणे अनाकलनीय होतो.
त्यामुळे तुम्हाला शिकागोमध्ये

लॉस एंजेलिस स्टेशन ऐकता येत नाही. वायरलेस कितीही महान असले तरी अजूनही ते वायर्ड

इंटरनेटवरच अवलंबून आहे. जर तुम्ही कॉफी शॉपमध्ये वाय-फाय वापरत असाल, तर बीट्स वायरलेस राऊटरला

पाठवल्या जातात आणि मग प्रत्यक्ष वायरद्वारे पाठवून
त्या इंटरनेटचं मोठं अंतर काटतात.

बीट्स पाठवण्याची प्रत्यक्ष पद्धत भविष्यात
बदलू शकते,

उपग्रहांमध्ये पाठवले जाणारे लेझर्स, किंवा फुगे
किंवा ड्रोनमधल्या रेडीओ लहरी असल्या तरीही

सगळ्याच्या मुळाशी बायनरी पद्धतच आहे आणि
माहिती पाठवण्याचे आणि स्वीकारण्याचे प्रोटोकॉल्स

बरेचसे तसेच राहिले आहेत. इंटरनेटवरची प्रत्येक गोष्ट, मग ते शब्द असूदेत किंवा ईमेल्स, इमेजेस,

मांजरांचे व्हिडीओ, कुत्र्यांचे व्हिडीओ, सगळे शेवटी
इलेक्ट्रॉनिक पल्स, प्रकाश झोत, रेडीओ लहरी

आणि खूप खूप प्रेमाच्या रूपात पाठवलेले 1 आणि 0 असतात.