The hidden network that makes the internet possible - Sajan Saini

Fordító: Eva Ballago Lektor: Ádám Kósa

In 2012,

2012-ben

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

egy csapat japán és dán kutató világrekordot állított fel,

transmitting 1 petabit of data—

amikor egy petabitnyi adatot –

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

ami 10 000 órányi nagy felbontású videónak felel meg –

over a fifty-kilometer cable, in a second.

vitt át egy 50 kilométeres kábelen egy másodperc alatt.

This wasn’t just any cable.

Ez nem akármilyen kábel volt,

It was a souped-up version of fiber optics—

hanem felturbózott optikai szál –

the hidden network that links our planet

a bolygónkat összekötő rejtett kábelrengeteg,

and makes the internet possible.

mely lehetővé teszi az internetet.

For decades,

Évtizedekig

long-distance communications between cities and countries

a távolsági kommunikáció a városok és országok között

were carried by electrical signals,

elektromos jelek útján,

in wires made of copper.

rézvezetékeken keresztül történt.

This was slow and inefficient,

Ez lassú volt és nem kielégítő, mivel a fémvezetékek

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

korlátozták az adatsebességet, és a hővesztés miatt a teljesítményt.

But in the late 20th century,

De a 20. század végén

engineers mastered a far superior method of transmission.

a mérnökök sokkal jobb átviteli módot találtak.

Instead of metal,

A fém helyett

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

gondosan megolvasztott üvegből rugalmas optikai szálakat fűznek,

hundreds of kilometers long and no thicker than human hair.

melyek több száz kilométer hosszúak és hajszálvékonyak.

And instead of electricity,

És elektromosság helyett

these strands carry pulses of light, representing digital data.

a szálak fényimpulzusokat szállítanak, melyek digitális adatként jelennek meg,

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

De hogyan utazik a fény az üvegben, és nem csak áthalad rajta?

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

A trükk a teljes fényvisszaverődés néven ismert jelenségben rejlik.

Since Isaac Newton’s time,

Isaac Newton kora óta

lensmakers and scientists have known that light bends

a lencsekészítők és a tudósok tudják, hogy a fény megtörik,

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

amikor levegőn, vízen vagy üvegen halad át.

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

Amikor egy fénysugár az üvegben meredek szögben éri el annak felületét

it refracts, or bends as it exits into air.

megtörik vagy meghajlik, amint a levegőbe távozik.

But if the ray travels at a shallow angle,

De ha a sugár kis szögben terjed,

it’ll bend so far that it stays trapped,

annyira meghajlik, hogy bent ragad,

bouncing along inside the glass.

az üveg belsejében pattogva.

Under the right condition,

Adott esetben egy dolog,

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

ami amúgy átereszti a fényt, olykor elrejtheti azt a világ elől.

Compared to electricity or radio,

Az elektromos vagy rádiójelekhez képest

fiber optic signals barely degrade over great distances—

az optikai szálak jelei alig gyengülnek nagy távolságon –

a little power does scatter away,

egy kis energia szétszóródik,

and fibers can’t bend too sharply,

a szálak pedig nem hajolhatnak élesen,

otherwise the light leaks out.

máskülönben a fény kiszivárog.

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

Manapság egyetlen optikai szál különböző hullámhosszúságú fényt szállít,

each a different channel of data.

melyek mindegyike egy-egy adatcsatorna.

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

Egy optikai kábel több száz ilyen optikai szálat tartalmaz.

Over a million kilometers of cable crisscross our ocean floors

Több mint 1 millió kilométernyi kábel keresztezi az óceánok fenekét,

to link the continents—

hogy összekösse a kontinenseket.

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

Ez elegendő ahhoz, hogy az Egyenlítőt majdnem harmincszor körbetekerjük.

With fiber optics,

Az optikai kábelekkel

distance hardly limits data,

a távolság alig szab határt az adatoknak,

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

mely lehetővé tette, hogy az internet egy bolygónyi számítógéppé fejlődjön.

Increasingly,

Távmunkánk és mobilos szórakozásunk

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

egyre inkább túlterhelt szervergépek hadára támaszkodik,

warehoused in gigantic data centers flung across the world.

amiket gigantikus adatközpontokban tárolnak szanaszét a világban.

This is called cloud computing,

Ez az ún. felhőalapú számítástechnika,

and it leads to two big problems:

ami két nagy problémához vezet:

heat waste and bandwidth demand.

hőveszteséghez és sávszélesség-igényhez.

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

Az internetforgalom nagy része adatközpontok belsejében történik,

where thousands of servers are connected by traditional electrical cables.

ahol több ezer szerver van összekötve hagyományos elektromos kábelekkel.

Half of their running power is wasted as heat.

Ezek működési energiájának fele hőként elveszik.

Meanwhile, wireless bandwidth demand steadily marches on,

Eközben a vezeték nélküli sávszélesség iránti kereslet folyamatosan növekszik,

and the gigahertz signals used in our mobile devices

és a telefonunk által használt gigahertzes sávok

are reaching their data delivery limits.

elérik az adatátviteli korlátjukat.

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

Úgy tűnik, hogy az optikai kábelek vesztét saját jóságuk hozza el,

fueling overly-ambitious cloud and mobile computing expectations.

mivel túlfűtötték a magas felhőalapú mobilinformatikai elvárásokat.

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

De egy rokon technológia, az integrált fotonika, a segítségére jött.

Light can be guided not only in optical fibers,

A fényt nem csak optikai szálakban lehet vezetni,

but also in ultrathin silicon wires.

hanem ultravékony szilíciumszálakban is.

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

A szilíciumszálak nem vezetik olyan jól a fényt, mint az optikaiak.

But they do enable engineers to shrink

De a mérnökök ezáltal képesek összezsugorítani

all the devices in a hundred kilometer fiber optic network

egy száz kilométeren belüli optikai hálózat összes eszközét

down to tiny photonic chips that plug into servers

egy szerverekbe illesztett apró fotonikai chipre,

and convert their electrical signals to optical and back.

melynek elektromos jeleit átalakítják optikaira és vissza.

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

Az elektromosból fényt csináló chipek által az adatközpontok pazarló kábeleit

képesek energiahatékony optikai szálakra cserélni.

to be swapped out for power-efficient fiber.

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

A fotonikus chipekkel túlszárnyalhatóak a vezeték nélküli sávszélesség határai is.

Researchers are working to replace mobile gigahertz signals

A kutatók dolgoznak a mobil frekvenciasávok

with terahertz frequencies,

gigahertzesről terahertzesre növelésén,

to carry data thousands of times faster.

megsokszorozva így az adattovábbítási sebességet.

But these are short-range signals:

De ezeket a rövid hatótávolságú jeleket

they get absorbed by moisture in the air,

a levegő nedvessége elnyeli

or blocked by tall buildings.

és a magas épületek blokkolják.

With tiny wireless-to-fiber photonic transmitter chips

A városokban szétszórt,

vezeték nélküli adatból optikait csináló fotonikai chipek

distributed throughout cities,

terahertz signals can be relayed over long-range distances.

a terahertzes jeleket nagy hatótávolságon is továbbítják.

They can do so via a stable middleman,

Egy stabil közvetítőn, az optikai szálon keresztül

optical fiber, and make hyperfast wireless connectivity a reality.

megvalósulhat a hipergyors vezeték nélküli kapcsolat.

For all of human history,

Az emberiség eddigi történetében

light has gifted us with sight and heat,

a fény látvánnyal és hővel jutalmazott minket,

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

állandó társként szolgált anyagi világunk felfedezésében és birtokba vételében.

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

Mára az információval kordában tartott fényt

to run along a fiber optic superhighway—

optikai szálon futó szuperpályákra vezettük rá,

with many different integrated photonic exits—

rajta számos különböző integrált fotonikus kijárattal,

to build an even more expansive, virtual world.

hogy egy még átfogóbb, virtuális világot építsünk fel.