Читать книгу Дякую за запізнення: керівництво для оптимістів сучасності - Томас Фридман - Страница 13

Поступ прискорювався в обробленні даних, у розвитку датчиків, зберіганні даних і програмному забезпеченні. Це все дуже важливо, але нам ніколи не вдалося б досягти нинішнього масштабу без прискорення прогресу у зв’язку, тобто потужності та швидкості світової мережі, яка використовує оптоволоконні кабелі й бездротові системи на землі та на дні моря, що є основою інтернету й мобільної телефонії. Протягом останніх 20 років поступ у цій царині також відбувався за законом Мура.

2013 року я відвідав Чаттануґу у штаті Теннессі, яку ще називали «містом Ґіґ», відколи там з’явився найшвидший в Америці інтернет – надшвидкісна оптоволоконна мережа, яка передавала дані на рівні 1 гігабіт на секунду, що приблизно у 30 разів краще, ніж у пересічному американському місті. Згідно з повідомленням у The New York Times за 3 лютого 2014 року, «у Чаттанузі двогодинний фільм із високою розподільною здатністю завантажували за якихось 33 секунди, тоді як у решті країни широкосмуговий високошвидкісний зв’язок дозволяв зробити це за 25 хв». Під час моїх відвідин у місті ще гомоніли про незвичайний дует, котрий транслювали 13 жовтня за допомогою технології відеоконференції з надмалою затримкою. Що нижчий час очікування, то менша затримка в розмові двох людей, які перебувають у різних місцях країни. І в новій тоді мережі в Чаттанузі очікування було настільки мале, що вухо не вловлювало затримку. Щоб було зрозуміліше, лауреат премії Ґреммі Ті-Боун Бернет виконав із засновником гурту «BR549» Чаком Мідом «Дике життя» для чотиритисячної аудиторії. Але Бернет виконував свою партію на екрані з лос-анджелеської студії, а Мід – на сцені в Чаттанузі. Як повідомляли на сайті Chattanoogan.com, трансконтинентальний дует відбувся тому, що час очікування в новій оптоволоконній мережі Чаттануґи становив 67 мілісекунд, тобто аудіо- й відеосигнал долав 2100 миль від Чаттануґи до Лос-Анджелеса за одну чверть тривалості моргання, і людське вухо такої затримки не розрізняло.

Цей дует став побічним продуктом прискорення проривів за кілька останніх років у науці про оптоволокно, пояснював Філ Баксбаум, викладач природничих наук на фізичному факультеті Стенфордського університету. Баксбаум спеціалізується на вивченні лазерів – основи оптичного зв’язку – і є екс-президентом Оптичного товариства. У 80-ті роки він починав свою кар’єру з роботи в лабораторіях компанії Bell. Тоді програміст вводив команду «пінг», щоб програма визначила, чи не спить потрібний комп’ютер в іншій частині будинку лабораторії Bell. Пінг висилав електронне повідомлення, яке відбивалося від цільового комп’ютера, повідомляючи, що він не спить і готовий до двобічного зв’язку. Таймер пінгу сповіщав про час подорожі імпульсу туди й назад.

«Я вже понад десятиріччя не користувався пінгом», – сказав мені Баксбаум під час сніданку у вересні 2015 року. Проте задля розваги «якось я сів за комп’ютер удома в Менло-Парку й послав пінг-запит до кількох комп’ютерів у всьому світі», щоб просто подивитися, за скільки часу імпульс дістанеться до цілі й повернеться. «Я почав пінгувати комп’ютери в Енн Арбор у штаті Мічиґан, Імперіал Коледж у Лондоні, Інституті Вайцмана в Ізраїлі та Університеті Аделаїди в Австралії. І от дивовижа: швидкість імпульсу дорівнювала половині швидкості світла», що становить 200 000 км/сек. Отже, імпульс пішов після натискання на клавіатуру на комп’ютері Баксбаума до місцевого оптоволоконного кабелю, потім – до наземного й підводного волоконного кабелю й далі до комп’ютера на відстані півсвіту, і усе це зі швидкістю, що становить половину швидкості світла.

«Ми вже вийшли на половину швидкості, яку дозволяють закони фізики, і намагаємося переходити до ще швидших режимів, – пояснював він. – Упродовж 20 років ми перейшли від здогадів щодо такої непоганої ідеї до зазіхання на фізичні межі… Пінг показав мені, наскільки ми справді наблизилися до фізичних меж, і це було дивовижно. Це дійсно шалена революція».

Ця революція вже відбулася, пояснював Баксбаум, завдяки ніби закону Мура, що постійно пришвидшував трансляцію даних і голосу оптоволоконними кабелями». Швидкість трансляції даних підводними кабелями постійно зростає», – сказав Баксбаум. Кількома словами, пояснював він, це відбувається так: ми почали з пересилання голосу й інформації, використовуючи цифрові радіочастоти в коаксіальних кабелях із мідного дроту. Це те, чим під’єднала до мережі ваш телевізор кабельна/телефонна компанія. Цей коаксіальний кабель використовували, щоб передавати голос та інформацію на дні океану на всі сторони світу.

Тож учені в таких місцях, як лабораторії Bell і Стенфорд, почали випробовувати лазери для передавання голосу й даних світловими імпульсами через оптоволокно, – це, власне, довгі, тонкі, гнучкі скляні трубки. Наприкінці 1980-х і на початку 1990-х це стало новим стандартом. Перші оптоволоконні кабелі сполучалися в кола, довжина яких обмежувалася. На певній відстані сигнали слабшали й кабель під’єднували до коробки підсилювача, де світловий сигнал конвертується в електронний, підсилюється, а тоді знов конвертується у світловий і пересилається далі. Але з часом у галузі винайшли спосіб використання хімікатів і з’єднання волоконних кабелів, що збільшило потужність трансльованого звукового сигналу й даних і дало змогу не послаблювати світлового сигналу.

«Це стало величезним проривом, – пояснював Баксбаум, – з усіма цими внутрішніми вдосконаленнями можна було відмовитися від коробки електронного підсилювача та прокладати оптоволоконні кабелі на всю відстань» від Америки до Гаваїв, від Китаю до Африки й від Лос-Анджелеса до Чаттануґи. «Це уможливило ще більше нелінійне зростання», – зауважив він, не кажучи вже про можливість завантажувати фільми на домашній комп’ютер. Завдяки цьому виник широкосмуговий інтернет.

«Щойно відпала необхідність переривання лазерного світлового сигналу для його підсилення, швидкість передавання інформації більше не лімітувалася властивостями й обмеженнями електрики, а тільки властивостями світла, – пояснював він. – Тоді наші хлопці, що займалися лазером, перейшли до найцікавішого». Вони знайшли всілякі нові способи пакувати більше інформації, використовуючи лазер і скло. До цих способів належало розподілене в часі мультиплексування – вмикання й вимикання світла або пульсування лазерами для прирощування потужності. Сюди ж належить мультиплексування з поділом довжини хвилі, використання різнокольорового світла для одночасного передавання різних телефонних розмов, а потім ці властивості вдалося об’єднати.

Для них прискорення ще не вичерпано. «Історія останніх двадцяти років свідчить, що ми далі винаходимо швидші та кращі шляхи розділення різних властивостей світла, щоб пакувати більшу кількість інформації, – сказав Баксбаум. – Темп передавання даних кабелем на дні моря становить нині трильйони бітів на секунду». І вже на якомусь етапі, за його словами, ви «наштовхуєтеся на закони фізики», але все ще триває. Компанії експериментують не просто зі способами зміни імпульсу або кольору світла для збільшення потужності, але й із новими можливостями формування світла для пересилання понад 100 трильйонів бітів на секунду волоконними лініями.

«Ми щораз більше наближаємося до часу, коли зможемо пересилати майже необмежену кількість інформації за нульових витрат, – оце ті нелінійні прискорення, про які ви говорите», – сказав Баксбаум. Більшість людей використовує цю нову потужність для завантаження фільмів, але вона придасться скрізь. «Я о п’ятій ранку замовив книжку, і сьогодні Amazon мені її доправить».