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A Internet | Fios, Cabos e Wi-Fi
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O meu nome é Tess Winlock,
sou engenheira de software na Google.
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Aqui vai uma pergunta:
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Como é que uma imagem, ou uma mensagem de texto
ou de e-mail é enviada de um dispositivo para outro?
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Não é magia, é a Internet.
Um sistema tangível, físico, feito para mover informação.
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A Internet é muito parecida com o serviço de correios,
mas o material físico que é enviado é um um pouco diferente.
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Em vez de caixas e envelopes,
a Internet envia informação binária.
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A informação é feita de bits.
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Podemos descrever um bit como sendo
qualquer par de opostos: «on ou off», sim ou não.
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Normalmente utilizamos um 1 para dizer «on»,
ou um 0 para dizer «off».
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Como um bit tem dois estados possíveis,
chamamos-lhe código binário.
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8 bits amarrados juntos fazem 1 byte.
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1000 bytes juntos fazem um kilobyte.
1000 kilobytes são um megabyte.
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Geralmente, são precisos
3-4MB para codificar uma música.
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Não importa se é
uma imagem, um vídeo ou uma canção,
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tudo na Internet é representado
e enviado na forma de bits.
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Eles são os átomos da informação.
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Mas não é como se enviássemos fisicamente 1s e 0s
de um lugar para outro, ou de uma pessoa para outra.
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Então o que é o material físico que realmente
é enviado através dos fios e das linhas aéreas?
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Bem, vejamos aqui um pequeno exemplo
de como os humanos podem fisicamente
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comunicar para enviar um único bit
de informação de um lugar para outro.
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Digamos que podemos acender uma luz
usando um 1 ou apagá-la usando um 0.
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Ou usar bipes, ou coisas semelhantes,
como código Morse.
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Estes métodos funcionam mas são muito lentos,
propensos a erros, e totalmente dependentes dos humanos.
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O que realmente precisamos é de uma máquina.
Ao longo da história, construímos muitos sistemas
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que podem efectivamente enviar esta informação binária
através de diferentes tipos de suportes físicos.
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Hoje em dia, enviamos bits fisicamente
através de electricidade, luz e ondas de rádio.
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Para enviar um bit através da electricidade,
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imagina que tens duas lâmpadas ligadas
por um fio de cobre.
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Se um operador do dispositivo
ligar a electricidade, a lâmpada acende-se.
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Desligando a alectricidade, a luz apaga-se.
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Se os operadores em ambos os extremos concordarem
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que manter a luz acesa significa 1
e luz apagada significa 0, então temos
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um sistema de envio de informação de
de uma pessoa para outra, utilizando electricidade.
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Mas temos um pequeno problema:
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digamos que queremos
mandar cinco 0s seguidos.
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Como podemos fazer isso de forma
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a que qualquer uma das pessoas
possa de facto contar o número de 0s?
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Aqui, a solução é introduzir um relógio
ou um temporizador.
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Os operadores podem concordar que
o emissor enviará 1 bit por segundo
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e o receptor sentar-se-á e registará cada um dos
segundos para ver o que está a ser transmitido.
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Para enviar cinco 0s seguidos, basta apagar a luz,
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esperar 5 segundo, e a pessoa no outro extremo
da linha anotará todos os 5 segundos.
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Escreve "00000".
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Para cinco 1s seguidos, fazemos o oposto:
ligamos, a luz.
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Obviamente, gostaríamos de enviar as coisas
um pouco mais rápido do que um bit por segundo,
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por isso precisamos de aumentar
a nossa largura de banda,
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a capacidade máxima de transmissão
de um dispositivo.
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A largura de banda é medida por bitrate,
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que é o número de bits que podemos de facto enviar
durante um período de tempo, geralmente medido em segundos
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Uma medida diferente de velocidade é
a latência,
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ou a quantidade de tempo que demora
a viagem de um bit de um lugar para outro,
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do dispositivo que pede para aquele que recebe.
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Na nossa analogia humana, um bit por segundo era
bastante rápido, mas seria uma pouco difícil para um humano
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acompanhar esse ritmo. Digamos que, na verdade,
queres descarregar uma canção de 3MB em 3 segundos,
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a 8 milhões de bits por megabyte, o que implica
uma bitrate de cerca de 8 milhões de bits por segundo.
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Obviamente, os humanos não podem enviar
ou receber 8 milhões de bits por segundo,
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mas uma máquina poderia
fazer isso sem dificuldade.
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Agora, temos também a questão de que
tipo de cabo usar para enviar estas mensagens,
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e até onde podem ir os sinais.
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Com um fio ethernet, do género dos que
encontras em casa, num escritório ou na escola,
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podemos observar uma perda de sinal
mensurável, ou interferência,
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no espaço de apenas
algumas centenas de metros.
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Para que a Internet possa funcionar
em todo o mundo, precisamos de ter
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um método alternativo para enviar
informação a distâncias realmente longas.
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Estamos a falar de atravessar oceanos.
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Então, que mais podemos utilizar?
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O que é que nós conhecemos que se move
muito mais rápido do que apenas eletricidade
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através de um fio?
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A luz.
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Na realidade, podemos enviar bits
como feixes de luz de um lugar para outro
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utilizando um cabo de fibra óptica.
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Um cabo de fibra óptica é um fio de vidro
concebido para reflectir luz.
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Quando se envia um feixe de luz pelo
o cabo, a luz anda para cima e para baixo pelo
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do cabo até ser recebida no outro extremo.
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Dependendo do ângulo de ressalto, podemos
enviar de facto vários bits em simultâneo,
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todos eles a viajar à velocidade da luz.
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Portanto, a fibra é realmente rápida.
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Mas, mais importante ainda, este sinal
não se degrada com o aumento das distâncias.
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É assim que se pode percorrer centenas
de quilómetros sem perda de sinal.
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É por isso que utilizamos cabos
de fibra óptica através do fundo do oceano
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para ligar um continente a outro.
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Em 2008 houve um cabo que foi fisicamente cortado
perto de Alexandria, Egipto, o que realmente interrompeu
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a Internet na a maior parte
do Médio Oriente e na Índia.
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Por isso, encaramos isto da internet como uma coisa certa,
mas ela é realmente um sistema físico bastante frágil.
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E a fibra é fantástica, mas é também
muito cara e é difícil trabalhar com ela.
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Para a maioria das utilizações,
encontrarás cabos de cobre.
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Mas... Como podemos
mover as coisas sem fios?
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Como é que enviamos as coisas sem fios?
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Rádio.
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As máquinas de envio de bits sem fios utilizam normalmente
um sinal de rádio para enviar bits de um local para outro.
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As máquinas precisam de traduzir os 1s e 0s
em ondas de rádio em frequências diferentes.
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As máquinas receptoras revertem o processo
e convertem a informação de novo em binário no teu computador.
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Assim, o wireless tornou a nossa Internet móvel.
Mas um sinal de rádio não viaja assim tão longe
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antes de ficar completamente truncado.
Por isso, não se pode realmente apanhar
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uma estação de rádio de Los Angeles em Chicago.
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Por muito bom que seja o wireless hoje,
ainda se baseia na Internet com fios.
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Se estiveres num café a usar Wi-Fi,
esses bits são enviados para
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um router sem fios e depois são transferidos
através do fio físico para viajar
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distâncias realmente longas na Internet.
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O método físico para o envio
de bits pode mudar no futuro,
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quer seja por lasers sejam enviados entre satélites,
ou ondas de rádio emitidas por balões, ou drones,
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mas a representação binária subjacente da informação
e os protocolos para o envio dessa informação
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e para a recepção dessa informação
mantiveram-se praticamente inalterados.
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Tudo na Internet,
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quer sejam palavras, e-mails, imagens, vídeos de gatos,
vídeos de cachorros, tudo se resume a estes 1s e 0s
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entregues por impulsos electrónicos, feixes de luz,
ondas de rádio e muito, muito amor.
