The hidden network that makes the internet possible - Sajan Saini

Tradutor: João Garcias Revisora: Margarida Ferreira

In 2012,

Em 2012, uma equipa de investigadores japoneses e dinamarqueses

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

estabeleceu um recorde mundial, ao transmitir 1 "petabit" de dados

transmitting 1 petabit of data—

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

— o equivalente a 10 000 horas de vídeo em alta-definição —

over a fifty-kilometer cable, in a second.

por um cabo de 50 quilómetros, num segundo.

This wasn’t just any cable.

Mas não era um cabo qualquer.

It was a souped-up version of fiber optics—

Era uma versão melhorada da fibra ótica:

the hidden network that links our planet

a rede escondida que conecta o nosso planeta

and makes the internet possible.

e torna possível a Internet.

For decades,

Durante décadas,

long-distance communications between cities and countries

as comunicações de longa distância entre cidades e países diferentes

were carried by electrical signals,

eram sustentadas por sinais elétricos, em cabos feitos de cobre.

in wires made of copper.

This was slow and inefficient,

Este processo era lento e ineficiente,

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

com os cabos a limitar a taxa de transferência de dados

e a perder energia sob a forma de calor.

But in the late 20th century,

Mas, no fim do século XX,

engineers mastered a far superior method of transmission.

alguns engenheiros aprenderam um método de transmissão bem superior.

Instead of metal,

Em vez de metal,

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

podia-se derreter e transformar o vidro cuidadosamente em fios de fibra flexíveis,

hundreds of kilometers long and no thicker than human hair.

com centenas de quilómetros de comprimento e tão finos ou mais do que um cabelo.

And instead of electricity,

E, em vez de eletricidade,

these strands carry pulses of light, representing digital data.

esses fios transportam impulsos de luz, que representam dados digitais.

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

Mas como viaja a luz no interior do vidro, em vez de simplesmente o atravessar?

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

O truque baseia-se num fenómeno conhecido por reflexão interna total.

Since Isaac Newton’s time,

Desde a época de Isaac Newton,

lensmakers and scientists have known that light bends

os fabricantes de lentes e os cientistas sabem que a luz se curva

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

quando passa entre o ar e materiais como a água ou o vidro.

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

Quando um raio de luz dentro do vidro atinge a superfície num ângulo elevado,

it refracts, or bends as it exits into air.

este refrata-se, ou curva-se, ao sair para o ar.

But if the ray travels at a shallow angle,

Mas, se o raio viajar num ângulo superficial,

it’ll bend so far that it stays trapped,

vai curvar-se tanto que permanece preso, refletindo-se dentro do vidro.

bouncing along inside the glass.

Under the right condition,

Nas devidas condições,

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

uma coisa que costuma ser transparente à luz

pode, em vez disso, esconder-se do mundo.

Compared to electricity or radio,

Em comparação com a eletricidade ou a rádio,

fiber optic signals barely degrade over great distances—

os sinais da fibra ótica

quase não se deterioram ao longo de grandes distâncias

a little power does scatter away,

— só se dispersa uma pequena parte,

and fibers can’t bend too sharply,

e as fibras não se podem dobrar muito,

otherwise the light leaks out.

caso contrário, a luz escaparia.

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

Hoje, uma única fibra ótica transporta muitos comprimentos de onda de luz,

each a different channel of data.

cada um deles com um conjunto de dados.

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

E um cabo de fibra ótica contém centenas dessas fibras.

Over a million kilometers of cable crisscross our ocean floors

Mais de um milhão de quilómetros de cabos atravessam o fundo dos oceanos

to link the continents—

para conectar os continentes

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

— o suficiente para dar quase 30 voltas ao Equador.

With fiber optics,

Com a fibra ótica, a distância pouco limita a transferência de dados,

distance hardly limits data,

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

o que permitiu a evolução da Internet para um computador planetário.

Increasingly,

O trabalho e a diversão móvel cada vez dependem mais

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

de uma multitude de servidores de computadores sobrecarregados,

warehoused in gigantic data centers flung across the world.

armazenados em centros de dados gigantes espalhados por todo o mundo.

This is called cloud computing,

Chama-se a isso computação na nuvem, e provoca dois grandes problemas:

and it leads to two big problems:

heat waste and bandwidth demand.

perda de calor e exigência de largura de banda.

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

A maior parte da navegação na Internet circula nos centros de dados,

where thousands of servers are connected by traditional electrical cables.

onde cabos elétricos tradicionais interligam milhares de servidores.

Half of their running power is wasted as heat.

Metade da sua potência de funcionamento perde-se sob a forma de calor.

Meanwhile, wireless bandwidth demand steadily marches on,

Entretanto, a exigência de largura de banda sem fios continua a aumentar,

and the gigahertz signals used in our mobile devices

e os sinais de gigahertz usados nos nossos dispositivos móveis

are reaching their data delivery limits.

estão a atingir os limites de transferência de dados.

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

Parece que a fibra ótica deu um passo maior que a perna,

fueling overly-ambitious cloud and mobile computing expectations.

alimentando as expetativas demasiado ambiciosas da computação móvel e em nuvem.

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

Mas uma tecnologia relacionada, a fotónica integrada, veio em seu auxílio.

Light can be guided not only in optical fibers,

A luz pode ser guiada, não só nas fibras óticas,

but also in ultrathin silicon wires.

mas também em fios de silicone ultrafinos.

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

Os fios de silicone não guiam a luz tão bem como a fibra ótica,

But they do enable engineers to shrink

mas permitem aos engenheiros reduzir todos os dispositivos

all the devices in a hundred kilometer fiber optic network

numa rede de fibra ótica de cem quilómetros

down to tiny photonic chips that plug into servers

em pequenos "chips" fotónicos que se ligam aos servidores

and convert their electrical signals to optical and back.

e convertem os sinais elétricos em sinais óticos e vice-versa.

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

Estes "chips" de eletricidade para luz

permitem trocar os cabos elétricos desperdiçadores de energia

nos centros de dados por fibra energeticamente eficiente.

to be swapped out for power-efficient fiber.

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

Estes "chips" fotónicos também podem ajudar a desfazer as limitações

da largura de banda sem fios.

Researchers are working to replace mobile gigahertz signals

Há investigadores a tentar substituir os sinais móveis de gigahertz

with terahertz frequencies,

por frequências de terahertz,

to carry data thousands of times faster.

para transportar os dados milhares de vezes mais rápido.

But these are short-range signals:

Mas estes são sinais de curto alcance:

they get absorbed by moisture in the air,

são absorvidos pela humidade do ar ou bloqueados por edifícios altos.

or blocked by tall buildings.

With tiny wireless-to-fiber photonic transmitter chips

Com estes minúsculos "chips" fotónicos transmissores, distribuídos pelas cidades,

distributed throughout cities,

terahertz signals can be relayed over long-range distances.

os sinais de terahertz podem ser retransmitidos a longas distâncias.

They can do so via a stable middleman,

Isto é possível devido a uma intermediária estável,

optical fiber, and make hyperfast wireless connectivity a reality.

a fibra ótica, e assim tornar realidade a conectividade sem fios ultrarrápida.

For all of human history,

Em toda a história da humanidade,

light has gifted us with sight and heat,

a luz deu-nos visão e calor, ao servir de companheiro firme

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

enquanto explorávamos e estabelecíamos o mundo físico.

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

Agora, transformámos a luz em informação e redirecionámo-la

to run along a fiber optic superhighway—

para percorrer uma super autoestrada de fibra ótica

with many different integrated photonic exits—

— com muitas saídas fotónicas diferentes integradas —

to build an even more expansive, virtual world.

para criar um mundo virtual ainda mais abrangente.