The hidden network that makes the internet possible - Sajan Saini

Übersetzung: Uta Gawronski Lektorat: Ninja Katja Horr

In 2012,

Im Jahr 2012

a team of Japanese and Danish researchers set a world record,

erzielte ein dänisch-japanisches Forscherteam einen Weltrekord:

transmitting 1 petabit of data—

Sie übertrugen ein Petabit Daten --

that’s 10,000 hours of high-def video—

das entspricht 10.000 Stunden HD-Videos --

over a fifty-kilometer cable, in a second.

in einer Sekunde über ein 50 km langes Kabel.

This wasn’t just any cable.

Das war nicht irgendein Kabel.

It was a souped-up version of fiber optics—

Es war ein frisiertes Glasfaserkabel,

the hidden network that links our planet

die Basis für das versteckte Netzwerk,

and makes the internet possible.

das unseren Planeten verbindet und das Internet möglich macht.

For decades,

Viele Jahrzehnte lang

long-distance communications between cities and countries

erfolgte die Kommunikation über große Entfernungen

zwischen Städten und Ländern

were carried by electrical signals,

mit elektronischen Signalen, die über Kupferleitungen geleitet wurden.

in wires made of copper.

This was slow and inefficient,

Das war langsam und ineffizient.

with metal wires limiting data rates and power lost as wasted heat.

Metallleitungen begrenzten die Datenrate

und verschwendeten Energie durch Wärmeabgabe.

But in the late 20th century,

Aber im späten 20. Jahrhundert

engineers mastered a far superior method of transmission.

entwickelten Ingenieure eine viel bessere Übertragungsmethode.

Instead of metal,

Anstelle von Metall

glass can be carefully melted and drawn into flexible fiber strands,

wird Glas vorsichtig geschmolzen und in flexible Faserstränge gezogen,

hundreds of kilometers long and no thicker than human hair.

hunderte Kilometer lang und nicht dicker als menschliches Haar.

And instead of electricity,

Statt Elektrizität leiten diese Fasern Lichtimpulse,

these strands carry pulses of light, representing digital data.

um digitale Daten zu übertragen.

But how does light travel within glass, rather than just pass through it?

Aber wie bewegt sich das Licht im Glas und strahlt nicht einfach hindurch?

The trick lies in a phenomenon known as total internal reflection.

Die Antwort liegt im Phänomen der Totalreflexion.

Since Isaac Newton’s time,

Seit dem Wirken von Isaac Newton

lensmakers and scientists have known that light bends

wissen Linsenschleifer und Wissenschaftler,

dass durch die Luft strahlendes Licht von Wasser und Glas gebrochen wird.

when it passes between air and materials like water or glass.

When a ray of light inside glass hits its surface at a steep angle,

Trifft im Glas ein Lichtstrahl in einem steilen Winkel auf den Rand,

it refracts, or bends as it exits into air.

wird er beim Austritt in die Luft gebrochen.

But if the ray travels at a shallow angle,

Wenn aber der Lichtstrahl in einem flachen Winkel auftrifft,

it’ll bend so far that it stays trapped,

wird er so stark gebrochen,

dass er gefangen bleibt und immer wieder ins Glasinnere abprallt.

bouncing along inside the glass.

Under the right condition,

Unter den richtigen Bedingungen

something normally transparent to light can instead hide it from the world.

kann das sonst transparente Glas das Licht vor der Welt verstecken.

Compared to electricity or radio,

Im Vergleich zu Elektrizität oder Funk

fiber optic signals barely degrade over great distances—

werden optische Signale über Glasfasern bei weiten Entfernungen kaum schwächer.

a little power does scatter away,

Ein bisschen Energie geht verloren.

and fibers can’t bend too sharply,

Glasfasern dürfen auch nicht zu stark verbogen werden,

otherwise the light leaks out.

sonst tritt das Licht aus.

Today, a single optical fiber carries many wavelengths of light,

Heutzutage leitet eine einzige Glasfaser viele verschiedene Wellenlängen,

each a different channel of data.

für jeden Datenkanal eine andere.

And a fiber optic cable contains hundreds of these fiber strands.

Ein Glasfaserkabel besteht aus hunderten dieser Glasfasern.

Over a million kilometers of cable crisscross our ocean floors

Auf dem Meeresgrund verlaufen Kabel, die mehr als eine Million km lang sind,

to link the continents—

um unsere Kontinente zu verbinden.

that’s enough to wind around the Equator nearly thirty times.

Damit könnte der Äquator ungefähr 30-mal umwickelt werden.

With fiber optics,

Durch Glasfasern

distance hardly limits data,

spielt die Entfernung für Daten kaum eine Rolle,

which has allowed the internet to evolve into a planetary computer.

dadurch wurde das Internet zu einem globalen Computer.

Increasingly,

In zunehmendem Maße

our mobile work and play rely on legions of overworked computer servers,

baut unser mobiles Arbeiten und Spielen auf unzählige überlastete Server,

warehoused in gigantic data centers flung across the world.

die in riesigen Rechenzentren auf der ganzen Welt verstreut sind.

This is called cloud computing,

Das wird Cloud Computing genannt

and it leads to two big problems:

und führt zu zwei großen Problemen:

heat waste and bandwidth demand.

überschüssige Wärme und Bedarf an Bandbreite.

The vast majority of internet traffic shuttles around inside data centers,

Der Großteil des Online-Datenverkehrs schwirrt in Rechenzentren herum,

where thousands of servers are connected by traditional electrical cables.

wo tausende Server über herkömmliche Elektrokabel verbunden sind.

Half of their running power is wasted as heat.

Die Hälfte ihrer Energie wird durch die Abgabe von Wärme verschwendet.

Meanwhile, wireless bandwidth demand steadily marches on,

Zwischenzeitlich steigt der Bedarf an kabelloser Bandbreite stetig an

and the gigahertz signals used in our mobile devices

und die Gigahertz-Signale unserer Mobilgeräte

are reaching their data delivery limits.

erreichen ihre Grenzen der Datenübertragung.

It seems fiber optics has been too good for its own good,

Scheinbar war die Leistung von Glasfasern zu gut

fueling overly-ambitious cloud and mobile computing expectations.

und sorgte für überhöhte Erwartungen an Cloud- und mobile Dienste.

But a related technology, integrated photonics, has come to the rescue.

Aber eine verwandte Technologie kam zur Hilfe: die integrierte Photonik.

Light can be guided not only in optical fibers,

Licht kann nicht nur in Glasfasern geleitet werden,

but also in ultrathin silicon wires.

sondern auch in ultradünnen Siliziumfasern.

Silicon wires don’t guide light as well as fiber.

Siliziumfasern leiten das Licht nicht so gut wie Glasfasern,

But they do enable engineers to shrink

aber mit ihnen können Ingenieure

all the devices in a hundred kilometer fiber optic network

die Bausteine eines hundert km langen Glasfasernetzes

down to tiny photonic chips that plug into servers

auf kleine photonische Chips schrumpfen, die in Servern stecken

and convert their electrical signals to optical and back.

und elektrische Signale in optische umwandeln

und umgekehrt.

These electricity-to-light chips allow for wasteful electrical cables in data centers

Durch diese Chips können die verschwenderischen Elektrokabel

to be swapped out for power-efficient fiber.

gegen energieeffiziente Fasern ausgetauscht werden.

Photonic chips can help break open wireless bandwidth limitations, too.

Photonische Chips können auch die kabellose Bandbreite erweitern.

Researchers are working to replace mobile gigahertz signals

Forscher arbeiten daran, die mobilen Gigahertz-Signale

with terahertz frequencies,

durch Terahertz-Frequenzen zu ersetzen,

to carry data thousands of times faster.

um Daten tausendmal schneller zu übertragen.

But these are short-range signals:

Das sind jedoch Kurzstrecken-Signale,

they get absorbed by moisture in the air,

die von Luftfeuchtigkeit absorbiert

or blocked by tall buildings.

und von großen Gebäuden blockiert werden.

With tiny wireless-to-fiber photonic transmitter chips

Mit winzigen umwandelnden photonischen Übertragungschips,

distributed throughout cities,

die in Städten verteilt werden,

terahertz signals can be relayed over long-range distances.

können Terahertz-Signale über weite Entfernungen übertragen werden.

They can do so via a stable middleman,

Das erreichen sie mit einem stabilen Mittelsmann: Glasfasern.

optical fiber, and make hyperfast wireless connectivity a reality.

So wird blitzschnelle kabellose Vernetzung zur Wirklichkeit.

For all of human history,

In der Geschichte der Menschheit

light has gifted us with sight and heat,

hat Licht uns das Sehen und die Wärme geschenkt.

serving as a steady companion while we explored and settled the physical world.

Es war ein zuverlässiger Begleiter, als wir die reale Welt erforschten.

Now, we’ve saddled light with information and redirected it

Jetzt reichern wir Licht mit Informationen an

to run along a fiber optic superhighway—

und leiten es über Super-Glasfaser-Bahnen

with many different integrated photonic exits—

mit vielen photonischen Ausgängen,

to build an even more expansive, virtual world.

um eine noch größere, virtuelle Welt zu erschaffen.