The hidden network that makes the internet possible - Sajan Saini

번역: Bom lee 검토: Jihyeon J. Kim

In 2012,

2012년,

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

일본과 덴마크의 연구원들은

1페타바이트의 데이터를 송신하는 세계 기록을 세웁니다.

transmitting 1 petabit of data—

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

10,000시간 분량의 고화질 비디오가

over a fifty-kilometer cable, in a second.

50km의 케이블을 넘어 순식간에 전송됐죠.

This wasn’t just any cable.

이건 결코 그냥 전선이 아니었습니다.

It was a souped-up version of fiber optics—

이것은 한차원 높은 버전의 광섬유입니다.

the hidden network that links our planet

광섬유는 지구를 연결하여

and makes the internet possible.

인터넷이 가능하게 한 숨겨진 네트워크지요.

For decades,

수십 년 동안,

long-distance communications between cities and countries

많은 도시와 나라들의 원거리 의사소통은

were carried by electrical signals,

구리 전선을 통한 전기 신호로 이루어졌습니다.

in wires made of copper.

This was slow and inefficient,

이는 매우 느리고 비효율적인데,

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

금속 전선은 전송 속도에 한계가 있고 열을 낭비하여 에너지를 잃기 때문이죠.

But in the late 20th century,

그러나 20세기 말,

engineers mastered a far superior method of transmission.

엔지니어들은 아주 우수한 전송 방법을 터득합니다.

Instead of metal,

금속 대신,

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

유리를 조심스럽게 녹이면, 수 백 킬로미터 정도로 길고

hundreds of kilometers long and no thicker than human hair.

머리카락 두께의 유연한 섬유 가닥을 뽑아낼 수 있었습니다.

And instead of electricity,

이 섬유 가닥들은 전기가 아닌,

these strands carry pulses of light, representing digital data.

디지털 데이터에 해당하는 빛의 파동을 전송합니다.

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

어떻게 빛이 유리를 투과하지 않고, 그 안에서만 이동할 수 있을까요?

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

내부 전반사로 알려진 현상이 바로 그 비결입니다.

Since Isaac Newton’s time,

아이작 뉴턴의 연구 이후로,

lensmakers and scientists have known that light bends

렌즈 제작자와 과학자들은 빚이 공기를 지나

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

물 또는 유리 같은 재료에 닿았을 때 구부러진다는 것을 알았습니다.

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

한 줄기의 빛이 유리 표면과 부딪쳐 급격한 앵글을 만들면,

it refracts, or bends as it exits into air.

구부러져 공기 속으로 사라지는 굴절 현상이 나타납니다.

But if the ray travels at a shallow angle,

하지만 그 빛이 완만한 각도로 이동한다면,

it’ll bend so far that it stays trapped,

이것은 유리 덫에 갇혀 벽에 튕기며

bouncing along inside the glass.

구부러진 모양으로 질주합니다.

Under the right condition,

알맞은 조건에서,

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

빛을 통과시켜주는 물질들이 반대로 빛을 숨길 수도 있지요.

Compared to electricity or radio,

전기나 무전과 비교해보면,

fiber optic signals barely degrade over great distances—

광섬유를 통한 신호전달은 원거리에서도 품질저하가 거의 없습니다.

a little power does scatter away,

약간의 열손실이 발생하기는 하지요.

and fibers can’t bend too sharply,

또한 광섬유는 날카롭게 꺾일 수 없습니다.

otherwise the light leaks out.

그렇지 않다면, 그 빛은 새버릴 테니까요.

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

오늘날, 단일 광섬유는 많은 각각의 다른 데이터 채널인

each a different channel of data.

빛의 파장을 옮깁니다.

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

그리고 광섬유 전선에는 수백 개의 이 광섬유 가닥이 포함되어있습니다

Over a million kilometers of cable crisscross our ocean floors

대륙을 연결하기 위해 우리 해저에

백반 킬로미터가 넘는 전선들이 교차되어 있습니다.

to link the continents—

이는 적도를 30번 가까이 감을 수 있는 길이입니다.

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

With fiber optics,

광섬유 전선으로 인해,

distance hardly limits data,

데이터에 거리 제한은 거의 사라졌고,

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

이로 인해 지구 전체의 컴퓨터에 인터넷이 발전했습니다.

Increasingly,

점점 더,

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

우리의 모바일 작업과 활동은 전 세계에 퍼져 있는 거대한

warehoused in gigantic data centers flung across the world.

데이터 센터 속 다수의 컴퓨터 서버를 과도하게 혹사했습니다.

This is called cloud computing,

이것은 클라우드 컴퓨팅이라고 부르는데,

and it leads to two big problems:

낭비되는 열과 대역폭의 수요라는

heat waste and bandwidth demand.

두 가지 큰 문제가 있습니다.

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

방대한 인터넷 트래픽이 데이터 센터를 오가는데,

where thousands of servers are connected by traditional electrical cables.

이 데이터 센터는 수천 개의 서버가 전통적인 전선으로 연결된 곳입니다.

Half of their running power is wasted as heat.

그 에너지의 절반은 열로 낭비됩니다.

Meanwhile, wireless bandwidth demand steadily marches on,

그 사이, 무선 대역폭의 수요는 끊임없이 늘어나고,

and the gigahertz signals used in our mobile devices

모바일 기기에 사용되는 기가헤르츠 신호는

are reaching their data delivery limits.

결국 전송 한계에 이릅니다.

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

광섬유는 그 자체가 꽤 좋게 느껴져서, 클라우드와 모바일 컴퓨팅에 대한

fueling overly-ambitious cloud and mobile computing expectations.

기대감에 과도하게 힘을 실어줬던 것 같습니다.

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

하지만 기술과 관련된 통합 포토닉스가, 도움의 손길을 뻗어왔습니다.

Light can be guided not only in optical fibers,

빛은 광섬유뿐만 아니라,

but also in ultrathin silicon wires.

아주 얇은 실리콘 선에서도 이동할 수 있습니다.

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

실리콘 선은 섬유와 마찬가지로 빛을 잘 이동시킬 수 없습니다.

But they do enable engineers to shrink

하지만 그것은, 100킬로미터 광섬유 네트워크 안의

모든 기기 장치들을, 서버 안에 꽂는 아주 작은

all the devices in a hundred kilometer fiber optic network

down to tiny photonic chips that plug into servers

포토닉 칩으로 줄일 수 있습니다.

그리고 그들의 전기 신호를 광학으로 변환시킨 후, 돌려보냅니다.

and convert their electrical signals to optical and back.

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

이런 전기를 빛으로 변환시키는 칩은

데이터 센터의 낭비하는 전선들을 효율적인 섬유로 교체할 수 있습니다.

to be swapped out for power-efficient fiber.

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

포토닉 칩은 무선 대역폭의 한계도 뚫고 나갈 수 있습니다.

Researchers are working to replace mobile gigahertz signals

연구원들은 수천 배 빠르게 데이터를 옮기기 위해

with terahertz frequencies,

모바일 기가헤르츠 신호를 테라헤르츠 주파수로

to carry data thousands of times faster.

교체하는 연구를 하고 있습니다.

But these are short-range signals:

하지만 이들의 신호는

they get absorbed by moisture in the air,

공기 중의 수분에 흡수되거나,

or blocked by tall buildings.

고층 빌딩에 막히기 때문에 짧은 거리만 가능합니다.

With tiny wireless-to-fiber photonic transmitter chips

그러나 작은 무선 섬유 테라헤르츠 포토닉 전송 칩을

distributed throughout cities,

광범위한 도시 곳곳에 사용한다면,

terahertz signals can be relayed over long-range distances.

테라헤르츠 신호를 장거리까지 전달할 수 있습니다.

They can do so via a stable middleman,

그들은 안정된 중개 지점인 광섬유를 경유하고,

optical fiber, and make hyperfast wireless connectivity a reality.

현실에서 엄청나게 빠른 무선 연결을 만들 수 있습니다.

For all of human history,

모든 인류 역사상,

light has gifted us with sight and heat,

빛은 우리에게 시야와 열을 주었고, 우리가 탐험하고,

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

물리적 세계에 정착하는 동안 꾸준한 동반자의 역할을 해 주었습니다.

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

이제, 우리는 막대한 빛에 대한 정보를 짊어지고,

to run along a fiber optic superhighway—

많은 다른 포토닉 통로가 존재하는

초고속 광섬유 고속도로를 따라 달리기 위해 방향을 바꿨습니다.

with many different integrated photonic exits—

좀 더 포괄적인, 가상 세계를 건설하기 위해 말이죠.

to build an even more expansive, virtual world.