The hidden network that makes the internet possible - Sajan Saini

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Sigal Tifferet

In 2012,

ב 2012,

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

קבוצה של מדענים יפנים ודנים קבעה שיא עולמי,

transmitting 1 petabit of data—

כשהעבירה 1 פטהביט של מידע --

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

זה 10,000 שעות של וידאו באיכות גבוהה --

over a fifty-kilometer cable, in a second.

על כבל באורך חמישים קילומטר, בשניה.

This wasn’t just any cable.

זה לא היה סתם כבל.

It was a souped-up version of fiber optics—

זה היה גרסה משופרת של סיב אופטי --

the hidden network that links our planet

הרשת החבויה של קשרים שמחברת את הפלנטה שלנו

and makes the internet possible.

והופכת את האינטרנט לאפשרי.

For decades,

במשך עשורים,

long-distance communications between cities and countries

תקשורת לטווח ארוך בין ערים ומדינות

were carried by electrical signals,

נישאה באותות חשמליים,

in wires made of copper.

בחוטים עשויי נחושת.

This was slow and inefficient,

זה היה איטי ולא יעיל,

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

עם חוטי מתכת שהגבילו את קצב המידע ואת אובדן הכוח כחום שיורי.

But in the late 20th century,

אבל בשלהי המאה ה 20,

engineers mastered a far superior method of transmission.

מהנדסים החלו לשלוט בשיטת העברה עליונה בהרבה.

Instead of metal,

במקום מתכת,

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

אפשר להמיס זכוכית בזהירות וליצור ממנה סיבים גמישים,

hundreds of kilometers long and no thicker than human hair.

באורך של מאות קילומטרים ובעובי של לא יותר משערת אדם.

And instead of electricity,

ובמקום חשמל,

these strands carry pulses of light, representing digital data.

הסיבים האלה נושאים פולסים של אור, שמייצג מידע דיגיטלי.

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

אבל איך אור נע בתוך זכוכית, מבלי לעבור דרכה?

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

הטריק נמצא בתופעה שידועה כהחזרה פנימית מלאה.

Since Isaac Newton’s time,

מאז זמנו של אייזיק ניוטון,

lensmakers and scientists have known that light bends

יצרני עדשות ומדענים ידעו שאור מתכופף

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

כשהוא עובר בין אויר וחומרים כמו מים או זכוכית.

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

כשקרן אור בתוך זכוכית פוגעת בפני השטח בזוית חדה,

it refracts, or bends as it exits into air.

הוא נשברת, או מתעקמת כשהיא יוצאת לאויר.

But if the ray travels at a shallow angle,

אבל אם הקרן נעה בזוית כהה,

it’ll bend so far that it stays trapped,

היא מתעקמת כל כך, שהיא נשארת לכודה,

bouncing along inside the glass.

מקפצת בתוך הזכוכית.

Under the right condition,

תחת התנאים המתאימים,

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

חומר שבדרך-כלל נראה שקוף באור, יכול להסתיר את האור מהעולם.

Compared to electricity or radio,

יחסית לחשמל או לרדיו,

fiber optic signals barely degrade over great distances—

אותות בסיבים אופטיים בקושי דועכים לאורך מרחקים ארוכים --

a little power does scatter away,

מעט כוח כן מתפזר,

and fibers can’t bend too sharply,

ואי אפשר לכופף את הסיבים באופן חד,

otherwise the light leaks out.

אחרת האור יזלוג החוצה.

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

היום, כבל אופטי בודד נושא הרבה אורכי גל של אור,

each a different channel of data.

כל אחד בערוץ שונה של מידע.

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

וכבל סיבים אופטיים מכיל מאות מהסיבים האלה.

Over a million kilometers of cable crisscross our ocean floors

יותר ממליון קילומטרים של כבל חוצים את קרקעית האוקיינוסים שלנו

to link the continents—

כדי לחבר את היבשות --

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

מספיק כדי להקיף את קו המשווה כמעט שלושים פעם.

With fiber optics,

בסיבים אופטיים,

distance hardly limits data,

המרחק כמעט לא מגביל את המידע,

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

מה שמאפשר לאינטרנט להתפתח למחשב פְּלָנֶטָרִי.

Increasingly,

יותר ויותר,

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

העבודה והמשחקים הניידים שלנו מסתמכים על לגיונות של שרתים עמוסים מדי,

warehoused in gigantic data centers flung across the world.

מאוכסנים במרכזי מידע עצומים שמפוזרים בעולם.

This is called cloud computing,

זה נקרא מחשוב ענן,

and it leads to two big problems:

והוא מוביל לשתי בעיות גדולות:

heat waste and bandwidth demand.

בזבוז חום ודרישה לרוחב פס.

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

רוב תנועת האינטרנט מתרחשת בתוך חוות שרתים,

where thousands of servers are connected by traditional electrical cables.

שם אלפי שרתים מחוברים על ידי חוטי מתכת מסורתיים.

Half of their running power is wasted as heat.

חצי מהכוח שנדרש להם מבוזבז על חום.

Meanwhile, wireless bandwidth demand steadily marches on,

לעומת זאת, הדרישה לתקשורת אלחוטית גדלה,

and the gigahertz signals used in our mobile devices

ואותות בטווח הגיגה-הרץ במכשירים הניידים שלנו

are reaching their data delivery limits.

מתקרבים למגבלות העברת המידע שלהם.

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

נראה שסיבים אופטיים הצליחו מדי,

fueling overly-ambitious cloud and mobile computing expectations.

ותידלקו את הענן השאפתן מדי וציפיות המחשוב הנייד.

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

אבל טכנולוגיה קרובה: פוטוניקה משולבת, הגיעה להציל את המצב.

Light can be guided not only in optical fibers,

אור יכול לעבור לא רק בסיב אופטי,

but also in ultrathin silicon wires.

אלא גם בחוטי סיליקון אולטרה דקים.

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

חוטי סיליקון לא מנחים את האור היטב כמו סיבי זכוכית,

But they do enable engineers to shrink

אבל הם מאפשרים למהנדסים למזער

all the devices in a hundred kilometer fiber optic network

את כל המכשירים ברשת כבלים אופטיים של מאה קילומטר

down to tiny photonic chips that plug into servers

לשבבים פוטוניים זעירים שמתחברים לשרתים

and convert their electrical signals to optical and back.

וממירים את האותות החשמליים שלהם לאופטיים וחזרה.

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

השבבים האלה שממירים מחשמל לאור מאפשרים להחליף כבלים חשמליים מבזבזים

to be swapped out for power-efficient fiber.

במרכזי מחשוב לסיבים אופטיים יעילים.

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

שבבים פוטוניים יכולים גם לעזור לפרוץ את מגבלות רוחב הפס האלחוטי.

Researchers are working to replace mobile gigahertz signals

חוקרים עובדים להחליף אותות גיגה-הרץ ניידים

with terahertz frequencies,

עם תדירויות של טרה-הרץ,

to carry data thousands of times faster.

כדי לשאת מידע אלפי מונים מהר יותר.

But these are short-range signals:

אבל אלה אותות למרחק קצר:

they get absorbed by moisture in the air,

הם נספגים בלחות באויר,

or blocked by tall buildings.

או נחסמים על ידי בניינים גבוהים.

With tiny wireless-to-fiber photonic transmitter chips

כששבבי משדריםזעירים מאלחוט לפייבר

distributed throughout cities,

מפוזרים בערים,

terahertz signals can be relayed over long-range distances.

אותות טרה-הרץ יכולים לעבור לאורך מרחקים גדולים.

They can do so via a stable middleman,

הם יכולים לעשות זאת דרך מתווך אמין,

optical fiber, and make hyperfast wireless connectivity a reality.

סיבים אופטיים, ולהפוך קישוריות אלחוטית היפר מהירה למציאות.

For all of human history,

במשך כל ההיסטוריה האנושית,

light has gifted us with sight and heat,

אור נתן לנו ראיה וחום,

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

שירת כשותף יציב בעודנו חוקרים ומתיישבים בעולם הפיזי.

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

עכשיו, ניצלנו את האור להעברת מידע וניתבנו אותו

to run along a fiber optic superhighway—

לרוץ לאורך הדרך המהירה של הסיבים האופטיים --

with many different integrated photonic exits—

עם הרבה יציאות פוטוניות שונות משולבות --

to build an even more expansive, virtual world.

כדי לבנות עולם וירטואלי אפילו נרחב יותר.