The hidden network that makes the internet possible - Sajan Saini

Korekta: Ola Królikowska

W 2012 roku

In 2012,

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

grupa japońskich i duńskich naukowców ustanowiła światowy rekord,

transmitting 1 petabit of data—

przesyłając 1 petabit danych.

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

To 10 000 godzin wideo wysokiej jakości

ponad 50-kilometrowym kablem w sekundę.

over a fifty-kilometer cable, in a second.

This wasn’t just any cable.

Nie był to zwykły kabel,

It was a souped-up version of fiber optics—

a podrasowana wersja kabla światłowodowego,

the hidden network that links our planet

ukrytej sieci, która łączy naszą planetę

and makes the internet possible.

i umożliwia działanie internetowi.

For decades,

Przez dekady

long-distance communications between cities and countries

komunikacja na dalekie odległości między miastami i państwami

were carried by electrical signals,

odbywała się dzięki sygnałom elektrycznym

in wires made of copper.

płynącym przez miedziane kable.

This was slow and inefficient,

Było to wolne i niewydajne,

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

bo kable ograniczały przepływowość i traciły energię w postaci ciepła.

But in the late 20th century,

Ale pod koniec XX wieku

engineers mastered a far superior method of transmission.

inżynierowie opracowali o wiele lepszą metodę transmisji.

Instead of metal,

Zamiast metalu

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

można ostrożnie stopić szkło i wtłoczyć je do elastycznych pasm,

hundreds of kilometers long and no thicker than human hair.

liczących setki kilometrów i niegrubszych od ludzkiego włosa.

And instead of electricity,

A zamiast prądu

these strands carry pulses of light, representing digital data.

pasma te mogą przenosić impulsy świetlne reprezentujące dane cyfrowe.

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

Jak światło porusza się wewnątrz szkła, nie przechodząc przez nie?

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

Cała sztuka polega na zjawisku znanym jako całkowite wewnętrzne odbicie.

Since Isaac Newton’s time,

Od czasów Isaaca Newtona

lensmakers and scientists have known that light bends

producenci soczewek i naukowcy wiedzieli, że światło załamuje się,

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

kiedy przechodzi przez powietrze i ośrodki jak woda czy szkło.

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

Kiedy promień świetlny wewnątrz szkła pada na powierzchnię pod ostrym kątem,

it refracts, or bends as it exits into air.

ulega refrakcji lub załamaniu, przechodząc do powietrza.

But if the ray travels at a shallow angle,

Ale jeśli promień padnie pod jeszcze mniejszym kątem,

it’ll bend so far that it stays trapped,

załamie się tak bardzo, że pozostanie wewnątrz,

bouncing along inside the glass.

odbijając się we wnętrzu szkła.

Under the right condition,

W odpowiednich warunkach

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

coś normalnie przepuszczającego światło może zamiast tego ukryć je przed światem.

Compared to electricity or radio,

W przeciwieństwie do elektrycznego lub radiowego

fiber optic signals barely degrade over great distances—

sygnał światłowodowy prawie nie słabnie na małych odległościach.

a little power does scatter away,

Następuje niewielka utrata energii,

and fibers can’t bend too sharply,

a pasma nie mogą być zbytnio wyginane.

otherwise the light leaks out.

Inaczej światło się wydostanie.

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

Dziś jedno pasmo światłowodu przewodzi światło fal o różnych długościach.

each a different channel of data.

Każde z nich przesyła inne dane.

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

Kabel światłowodowy zawiera setki takich pasm.

Over a million kilometers of cable crisscross our ocean floors

Ponad milion kilometrów takich kabli przecina dna naszych oceanów,

to link the continents—

łącząc kontynenty.

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

To wystarczająco, żeby opleść równik prawie trzydzieści razy.

With fiber optics,

Ze światłowodem,

distance hardly limits data,

odległość niemal nie ogranicza danych,

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

co pozwoliło internetowi ewoluować w globalny komputer.

Increasingly,

W coraz większym stopniu

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

nasza mobilna praca i zabawa to zadanie przeciążonych serwerów komputerowych

warehoused in gigantic data centers flung across the world.

przechowywanych w gigantycznych centrach danych rozsianych po świecie.

This is called cloud computing,

Jest to chmura obliczeniowa

and it leads to two big problems:

i stwarza dwa poważne problemy,

heat waste and bandwidth demand.

utratę ciepła i wymaganą przepustowość.

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

Większość internetowych danych przepływa wewnątrz centrów danych,

where thousands of servers are connected by traditional electrical cables.

gdzie tysiące serwerów połączone jest kablami elektrycznymi.

Half of their running power is wasted as heat.

Połowa ich bieżącej energii jest tracona jako ciepło.

Meanwhile, wireless bandwidth demand steadily marches on,

Jednocześnie stale wzrasta wymagana bezprzewodowa przepustowość łącza,

and the gigahertz signals used in our mobile devices

a gigaherce sygnału używane w naszych urządzeniach mobilnych

are reaching their data delivery limits.

zbliżają się do limitu dostawy danych.

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

Wydaje się, że zalety światłowodu są też jego największymi wadami,

fueling overly-ambitious cloud and mobile computing expectations.

napędzając i tak zbyt wysokie oczekiwania względem chmury i urządzeń mobilnych.

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

Ale z pomocą przyszły zintegrowane obwody fotoniczne.

Light can be guided not only in optical fibers,

Światło może przemieszczać się nie tylko w światłowodach,

but also in ultrathin silicon wires.

ale też w ultracienkich silikonowych przewodach.

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

Nie przewodzą światła tak dobrze jak światłowód.

But they do enable engineers to shrink

Umożliwiają jednak inżynierom zminimalizowanie

all the devices in a hundred kilometer fiber optic network

wszystkich urządzeń stukilometrowej sieci światłowodów

down to tiny photonic chips that plug into servers

do malutkich czipów fotonicznych, które są montowane w serwerach

and convert their electrical signals to optical and back.

i przekształcają ich sygnały elektryczne w optyczne i na odwrót.

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

Czipy te pozwalają, aby w centrach danych stratne kable elektryczne

to be swapped out for power-efficient fiber.

zostały wyparte przez wydajne energetycznie włókno.

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

Czipy fotoniczne mogą też zniwelować ograniczenia przepustowości łącza.

Researchers are working to replace mobile gigahertz signals

Naukowcy próbują zastąpić gigaherce w urządzeniach mobilnych

with terahertz frequencies,

na częstotliwości w terahercach,

to carry data thousands of times faster.

żeby przetwarzały informacje tysiące razy szybciej.

But these are short-range signals:

Są to jednak sygnały o krótkim zasięgu.

they get absorbed by moisture in the air,

Zostają zaabsorbowane przez wilgoć w powietrzu

or blocked by tall buildings.

lub zablokowane przez wysokie budynki.

With tiny wireless-to-fiber photonic transmitter chips

Z chipami bezprzewodowymi transmitującymi sygnał do przewodowych

distributed throughout cities,

rozmieszczonymi w miastach,

sygnały w terahercach mogą być przekazywane na dalekie odległości.

terahertz signals can be relayed over long-range distances.

They can do so via a stable middleman,

Mogą robić to przez stałego pośrednika,

optical fiber, and make hyperfast wireless connectivity a reality.

światłowód i urzeczywistnić superszybką łączność bezprzewodową.

For all of human history,

Przez całą historię ludzkości

light has gifted us with sight and heat,

światło obdarzało nas jasnością i ciepłem,

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

stając się towarzyszem w odkrywaniu i zasiedlaniu fizycznego świata.

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

Teraz naładowaliśmy światło informacjami i pokierowaliśmy je tak,

to run along a fiber optic superhighway—

żeby poruszało się światłowodową superautostradą

with many different integrated photonic exits—

z wieloma wyjściami w postaci zintegrowanych obwodów fotonicznych,

to build an even more expansive, virtual world.

żeby zbudować świat wirtualny, który jest nawet bardziej złożony.