Film w jakości Full HD przesłany w kilka mikrosekund? Brzmi jak fikcja. A jednak uczeni potrafią już dokonać czegoś takiego za pomocą eksperymentalnych łączy internetowych. Ich szybkość jest liczona w terabitach (tysiącach gigabitów, czyli milionach megabitów) na sekundę! Do czego może nam się przydać taki internet? Historia uczy, że zwiększaniu szybkości łączy towarzyszyło pojawianie się nowych usług zmieniających nasze życie. A już niedługo skorzystają z nich niemal wszyscy mieszkańcy Ziemi.

Światłowodowa autostrada

Za naukowcami pracującymi nad transmisją danych trudno nadążyć nawet mediom. Jeszcze do niedawna rekord należał do ekipy z Danmarks Tekniske Universitet.

Ich łącze przesyłało dane z szybkością ponad 40 terabitów na sekundę (Tb/s). Duńczycy zostali jednak zdetronizowani przez zespół amerykańsko-holenderski. Badacze z University of Central Florida i Technische Universiteit Eindhoven osiągnęli aż 255 Tb/s. Oznacza to, że w ciągu sekundy można by nim przesłać 10 tys. pełnometrażowych filmów w wysokiej rozdzielczości.

Długie na kilometr łącze działało w oparciu o pojedyncze włókno światłowodu – podobne do tych, które dziś stosuje się przy budowie sieci. Jest jednak jedna dość istotna różnica. Wykonany w nowej technologii przewód ma aż siedem ścieżek dla fotonów. Zwykły światłowód ma się do tego tak jak jeden pas na szosie do siedmiopasmowej autostrady. Uczeni zastosowali też wyrafinowane techniki manipulacji sygnałem optycznym, dzięki czemu na jednym „pasie” upchnęli jeszcze więcej danych niż dotąd.

Co to oznacza w praktyce? „Takie technologie na początku będą miały znaczenie głównie dla sieci szkieletowych, tworzących – jak sama nazwa wskazuje – szkielet współczesnego internetu, a nie dla końcowych odbiorców” – mówi dr inż. Bartłomiej Guzowski z Katedry Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych Politechniki Łódzkiej. Informacji przesyłanych w terabitowym tempie nie zdołałby zapisać twardy dysk naszego komputera. Jednak szybsza sieć szkieletowa oznacza, że także w domu będziemy mogli korzystać z coraz lepszych łączy.

Gigabity w domu  i na spacerze

Dziś dla większości z nas szczytem marzeń jest światłowodowe łącze FTTH, pozwalające na osiągnięcie 100–200 megabitów na sekundę (Mb/s). Tymczasem Google w wybranych miastach USA oferuje już łącza mające 1 gigabit na sekundę (Gb/s), a pracuje nad 10-gigabitowymi. „Myślę, że w całkiem niedalekiej przyszłości realne będzie zaoferowanie takiego transferu danych mieszkańcom przeciętnego gospodarstwa domowego” – mówi  dr Guzowski. Takie łącze działa od niedawna na Politechnice Łódzkiej. „Korzysta z niego  30 pracowników naszej katedry, a koszty jego budowy wcale nie były bardzo wysokie” – opowiada naukowiec. Podobne przyśpieszenie czeka sieci bez-przewodowe. Dziś szczyt możliwości komórkowego internetu to standard LTE, nazywany też 4G. Jego maksymalna szybkość to 300 Mb/s. Tymczasem trwają już zaawansowane prace nad standardem 5G. Dzięki wykorzystaniu wyższych częstotliwości niż obecnie (tzw. fal milimetrowych) oraz nowych technik manipu-lacji wiązką fal radiowych szybkość transmisji ma sięgnąć nawet 50 Gb/s!

Równie ważne – a może nawet ważniejsze – ma być to, że sieć 5G będzie „bezszwowa”. Co to znaczy? Koniec z szukaniem silnego sygnału sieci! Użytkownik przez cały czas ma być otoczony chmurą dostępu do szybkiego internetu. Według optymistycznych prognoz takie mobilne łącza zaczną działać już w 2020r.

Holograficzna rewolucja?

W latach 90. ubiegłego wieku internet o szybkości liczonej w dziesiątkach kilobitów na sekundę doprowadził do rozwoju sieci www. Setki kilobitów to początek ery cyfrowej muzyki, megabity pozwoliły nam na korzystanie z internetowego wideo. Jednak od kilku lat – choć transfer cały czas przyśpiesza – nie widać nowych, przełomowych usług. Dostawcy szybkiego internetu kuszą nas przede wszystkim tym, że będziemy mogli robić to samo, co do tej pory, tylko bardziej komfortowo.

Przesłanie maila z dużym załącznikiem, ściągnięcie filmu, zapisywanie swoich zdjęć w chmurze (czyli na internetowym dysku twardym) – to wszystko ma się odbywać coraz szybciej. Owszem, poprawia się jakość usług multimedialnych. Filmy w jakości Full HD (obraz o rozdzielczości 1920×1080 pikseli) są już dziś standardem. Nowość to standard 4K (4096×2304 pikseli), a za rogiem czeka już jeszcze bardziej wymagający Hi Vision (8K, czyli 8192×4608 pikseli).

 

Co dalej? Odpowiedź na to pytanie nie jest łatwa. Telewizja 3D na razie nie podbiła rynku, więc mało prawdopodobne, by zrobiła furorę w internecie. Większe na to szanse miałyby technologie holograficzne. Dzięki nim powstaje przestrzenny obraz, który możemy oglądać z każdej strony – trochę tak jak w filmach science fiction. Jednak nie wiadomo, jak długo będzie trzeba poczekać na taką technologię.

Naukowcy z Pew Research Center i Elon University zapytali o potencjał superszybkiego internetu ekspertów z różnych dziedzin związanych z nowymi technologiami. Jedno z częściej wymienianych zastosowań to tzw. teleobecność. „Jest mało prawdopodobne, abyśmy w 2025 r. często spotykali się w naturalny sposób. Zamiast tego będziemy korzystali z androidów albo hologramów” – uważa Bob Briscoe z British Telecom. „Wirtualna rzeczywistość znajdzie się wśród najważniejszych zastosowań dla nowej technologii. Zapomnij o realności, żyj w wybranym przez siebie świecie. Odwiedź dowolne miejsce, kiedykolwiek zechcesz”– przewiduje prof. Alison Alexander z University of Georgia.

Rewolucja czeka także opiekę zdrowotną. Szybki bezprzewodowy internet pozwoli na błyskawiczne przesyłanie danych pacjenta takich jak wyniki badań obrazowych (USG, CT czy NMR). „Telemedycyna wprowadzi kolosalne zmiany do tego, jak postrzegamy troskę o zdrowie. Pacjenci przewlekle chorzy czy w podeszłym wieku będą wypisywani ze szpitali z zestawem czujników. Sieci aptek czy klinik będą miały fast medy – odpowiedniki fast foodów, w których będą przeprowadzane badania, zalecane leczenie i przeprowadzane drobne zabiegi” – uważa prof. Judith Donath Harvard’s Berkman Center for Internet and Society.

Sieci czujników pojawią się także wokół nas. Ta koncepcja to tzw. internet rzeczy. Stałą łączność z siecią będzie miała klimatyzacja, mierniki prądu, telewizory, systemy audio, samochody czy gadżety, które będziemy nosić na sobie (takie jak opaski monitorujące naszą aktywność). I choć każdy z tych drobiazgów będzie potrzebował niewielkiej szybkości transmisji, to ich nagromadzenie sprawi, że giga-bitowe łącza przyszłości na pewno nie będą   próżnować.

Dostęp dla każdego

Warto jednak pamiętać, że na razie internet zmienił życie zdecydowanej mniejszości mieszkańców Ziemi. Do sieci nie mają dostępu aż 4 mld ludzi. Dlatego firmy technologiczne pracują nie tylko nad przyśpieszeniem internetu, ale również nad tym, by stał się naprawdę globalny.

W wielu miejscach na naszej planecie nie opłaca się budować sieci światłowodowych czy stawiać przekaźników telefonii komórkowej. Zamiast tego można skorzystać z balonów z podwieszonymi nadajnikami. Nad takim rozwiązaniem pracuje Google w ramach programu Project Loon. Niedawny test przeprowadzony w Brazylii pozwolił cieszyć się szybkim internetem mieszkańcom niedużej miejscowości Agua Fria. Wcześniej musieli odbywać podróż autobusem, aby dostać się do internetowej kawiarenki, albo próbowali znaleźć się w zasięgu sieci wchodząc na drzewa. Balony Google mają krążyć w stratosferze, około 32 km nad powierzchnią Ziemi, unoszone stabilnymi strumieniami powietrza.

Tam, gdzie balony nie wy-starczą, można skorzystać z bezzałogowych samolotów zasilanych energią słoneczną. Te wielkie, ale wyjątkowo lekkie konstrukcje mogą utrzymywać się na dużej wysokości przez miesiące, a nawet lata. Krążąc nad wyznaczonym obszarem będą zapewniać bezprzewodowy internet taniej niż satelity telekomunikacyjne, łatwiej też będzie je naprawić w razie potrzeby. Bezzałogowe samoloty z napędem słonecznym produkują m.in. firmy Titan Aerospace i Ascenta. Pierwszą z nich wykupił niedawno Google, drugą – Facebook. Ta ostatnia firma angażuje sporo sił i środków w międzynarodową inicjatywę o nazwie Internet.org, która zrzesza korporacje, organizacje non profit i ekspertów. Jej cel to do-starczenie internetu do jak największej liczby odbiorców. W grę wchodzą też nowe tanie technologie satelitarne (pracują nad nimi też m.in. firmy SpaceX czy O3b Networks). Czołowi przedstawiciele sektora technologicznego podkreślają, że dostęp do internetu powinien być jednym z podstawowych praw człowieka. Być może już za kilka lat ta szczytna idea doczeka się realizacji...


DLA GŁODNYCH WIEDZY: