În principiu, internetul ar trebui să funcționeze la aproape viteza luminii, care este de peste 1.078 de milioane de km pe oră. În schimb, datele de pe internet se mișcă de 37 până la 100 de ori mai lent decât atât. Termenul tehnic pentru acest decalaj de viteză este „latența rețelei”, întârzierea de o fracțiune de secundă într-o conexiune la internet pe măsură ce semnalul trece de la un computer la un server și înapoi. Putem face mai bine, spune Gregory Laughlin, profesor de astronomie la Facultatea de Arte și Științe din Yale. Laughlin spune că putem face internetul de cel puțin 10 ori mai rapid – poate de 100 de ori mai rapid – în Statele Unite. Laughlin și colegii P. Brighten Godfrey de la Universitatea din Illinois la Urbana-Champaign, Bruce Maggs de la Duke și Ankit Singla de la ETH Zurich sunt co-lideri ai unei explorări a ceea ce încetinește internetul – și ce se poate face pentru a remedia aceasta. Proiectul, finanțat de Fundația Națională pentru Știință, se numește Internet la viteza luminii.
Cercetătorii spun că sunt câțiva factori cheie care împiedică internetul. De exemplu, rețeaua de rute subterane de cabluri cu fibră optică de care depinde internetul este extrem de haotică. Se deplasează în zig-zag pe sub autostrăzi și căi ferate, ocolește în jurul terenurilor dificile, cum ar fi munții și, de obicei, trimite un semnal la sute de mile în direcția greșită la un moment dat în timpul unei transmisii. În al doilea rând, este problema cablului de fibră optică în sine, care este în esență sticlă. Datele de pe Internet sunt impulsuri de lumină care călătoresc prin cablu; lumina se mișcă semnificativ mai lent atunci când trece prin sticlă. Laughlin și colegii săi spun că o rețea de turnuri de transmisie radio cu microunde din Statele Unite ar permite semnalelor de internet să circule în linie dreaptă, prin aer și ar accelera internetul.
Sursa foto: Kristin Hardwick via Stocksnap, CC0 Public Domain
Mai mult, spune Laughlin, această idee a fost deja testată cu succes la o scară limitată. De exemplu, comercianții de acțiuni au construit o rețea de microunde în urmă cu un deceniu între bursele din Chicago și New Jersey pentru a reduce microsecunde valoroase din tranzacțiile de tranzacționare de înaltă frecvență. În concluziile lor finale, pe care le-au prezentat la cel de-al 19-lea Simpozion USENIX privind proiectarea și implementarea sistemelor în rețea, Laughlin și colegii săi au descoperit că rețelele cu microunde sunt mai rapide decât rețelele de fibră – chiar și pe vreme nefavorabilă – și că valoarea economică a rețelelor cu microunde ar face își merită cheltuiala pentru a le construi. Laughlin a vorbit recent cu Yale News despre proiect.
Gregory Laughlin: Am fost interesat de problema economică a locului în care are loc „formarea prețurilor” pe piețele financiare din SUA. Acest lucru a necesitat asamblarea și corelarea datelor de pe diferite piețe, de exemplu piețele futures din zona metropolitană Chicago și bursele din zona metropolitană New York. Când am început să lucrez la problemă [în 2008], era clar că, chiar și atunci când exista o motivație puternică de a reduce latența cât mai mult posibil între locații disparate, infrastructura fizică de telecomunicații încă impunea limite care împiedicau semnalizarea la viteze apropiate de viteza ușoară. De ce v-a atras acest proiect? Laughlin: Îmi plac problemele în care fizica, economia și geografia se intersectează, iar problema formării prețurilor este juxtapunerea perfectă de-a lungul acestor linii. Prin ce este diferită această abordare de alte examinări ale infrastructurii internetului? Laughlin: O preocupare principală în cadrul studiilor privind structura fizică a internetului este adesea lățimea de bandă, unde preocuparea este cât de multă informație pe secundă se poate transmite pe o anumită linie. Alte lucrări privind latența s-au concentrat pe idei legate de informațiile de pre-poziționare, care este ideea din spatele rețelelor de livrare de conținut. Munca noastră are perspectiva de a întreba: „Cum ar arăta soluția dacă ai dori să accelerezi cât mai mult traficul de pachete mici în toată Statele Unite?” Ce te-a surprins cel mai mult când te uitai la ceea ce încetinește internetul?
Laughlin: Un lucru, care este foarte bine cunoscut, dar care nu încetează să mă uimească, este cantitatea enormă de informații care poate fi transportată pe fibrele optice. Prin transmiterea simultană a luminii în diferite benzi de culoare, fibrele de sticlă multi-core foarte specializate sunt acum capabile să transporte sute de terabiți de date pe secundă. Experiențele mele formative pe internet au avut loc la sfârșitul anilor 1980 și începutul anilor 1990, așa că actuala mea conexiune Wi-Fi la biroul Yale pare foarte rapidă. Dar este uluitor să realizez că o singură fibră poate transmite acum date la o rată care depășește cu peste un factor de milion conexiunea mea la birou. A fost astfel surprinzător să realizez că, cu infrastructura hibridă potrivită, internetul ar putea fi atât extrem de rapid, cât și capabil să transporte cantități uimitoare de date. Cu toate acestea, deoarece internetul a apărut într-un mod organic, mai degrabă decât într-un mod pre-planificat de sus în jos, se dovedește că există toate aceste buzunare curioase de performanță lentă. Tu și colegii tăi ați sugerat că o rețea națională de turnuri de transmisie radio cu microunde ar face internetul mai rapid. De ce asta? Laughlin: Chiar dacă o suprapunere a turnurilor de transmisie radio cu microunde ar oferi doar o creștere mică, aparent neglijabilă, a lățimii de bandă pentru internetul din SUA, suprapunerea ar putea gestiona o parte importantă din cele mai mici cereri sensibile la latență. Acest tip de trafic este asociat cu proceduri care stabilesc o conexiune între două site-uri și care implică o mulțime de transmisii dus-întors care sunt un număr mic de octeți fiecare.
Prin accelerarea acestora și luând cele mai directe rute din punct de vedere fizic, puteți obține o creștere de la 10 la -100 pentru traficul acolo unde contează cel mai mult. Pe de altă parte, pentru aplicații precum streaming video, unde este posibil să tamponați informațiile, turnurile cu microunde nu trebuie să fie utilizate. Fibra este calea de urmat dacă aveți blocuri mari de date care necesită transfer. Ce ar fi nevoie, în termeni de cost și angajament, pentru a crea o astfel de rețea? Laughlin: În lucrarea noastră, am creat un model detaliat al unei rețele naționale de microunde care poate transmite 100 de gigabiți pe secundă între 120 de orașe din SUA la viteze care în medie cu doar 5% mai mici decât viteza luminii [care oferă limita fizică supremă].
Această rețea ar implica aproximativ 3.000 de site-uri de transmisie cu microunde [care folosesc turnuri existente] și estimăm că ar costa câteva sute de milioane de dolari pentru a construi. Eticheta aceea de preț face să merite făcută? Laughlin: Am făcut o analiză detaliată a costurilor și pare foarte clar că un proiect de acest tip ar oferi un beneficiu economic. Aplicațiile rulează o gamă variată de la lucruri precum telechirurgie la comerț electronic și jocuri. Cât de des vă gândiți la acest lucru în timp ce descărcați un document sau faceți clic pe un site web? Laughlin: Numai când un site pare să se încarce lent! Ce reacții ați avut la constatările proiectului? Laughlin: Echipa a prezentat concluziile la una dintre conferințele de top din domeniul networking-ului, iar reacția a fost destul de pozitivă. Desigur, este un pas mare de la proiectarea unei rețele în teorie și implementarea ei în practică. Dar simțim cu siguranță că este ceva care ar funcționa și ar merita să fie construit. Sursa: Yale University
Jurnal FM 
