Hele kloden får raskt internett fra rommet

50 år etter at internett ble til, rykker det ut i verdensrommet. Her kan vi sende data mye raskere, slik at vi får dobbelt så raskt internett nede på bakken. Nettet vil dessuten kunne nå de fjerneste avkroker på jorda.

29. oktober 1969. Klokken er 22.30. Forskeren Leonard Kleinrock noterer følgende i loggboken: Talked to SRI. Host to Host.»

Han hadde klart å sende en beskjed fra én datamaskin til en annen – ikke bare en hvilken som helst beskjed, men den første beskjeden som ble sendt mellom to datamaskiner på ARPANET, den første spede utgaven av internett, som nå fyller 50 år.

I løpet av de årene har internett spredt seg utover hele kloden i et vidt forgreinet nett av rutere og kabler. Nå flytter internett seg til verdensrommet. Romfartsfirmaet SpaceX sendte våren 2019 opp 60 internettsatellitter til 400 kilometers høyde.

Satellittene utgjør startskuddet til en ny æra i internett-historien. I nettverk på mange tusener skal slike satellitter dekke hele kloden med internettforbindelse som kan sende data med hastigheter som når helt til grensen satt av fysikkens lover.

Men ingeniører er allerede i gang med enda større tanker: Internettforbindelse skal etableres på månen, og på sikt skal det spres til hele solsystemet, slik at det rekker til alt fra romfartøy på ekspedisjoner til baser på Mars.

Det er mye raskere å sende data via lasersatellitter enn via kabler, som vi gjør i dag. Det forklarer professor Mark Handley her med sin animasjon av det kommende satellittsystemet Starlink.

Radio, strøm og lys sender data

De fleste er vant til at internett er trådløst, men det kunne ikke fungert uten fysisk infrastruktur: millioner av rutere og millioner av kabler. Kablene danner et slags veinett der ruterne viser vei for data i «kryssene», slik at filer kan reise mellom brukere og servere.

Dataene består av sekvenser av 1-tall og 0-tall – som svarer til en masse kontakter i et kretsløp som er skrudd av eller på. En sekvens kan representere ulike ting – for eksempel betyr 01100001 «a».

Disse sekvensene kan «oversettes» til andre fysiske former – for eksempel radiobølger, som i stedet for å være skrudd av eller på varierer blant annet i frekvens.

Radiobølger sender data fra en trådløst forbundet internettenhet til ruteren i stuen. Deretter oversetter ruteren datakoden til strøm som varierer i styrke – eller lys som skrus av eller på – alt etter om reisen nå går via kobber- eller fiberoptiske kabler.

Fra kablene kommer data til en internettleverandør og videre til hovedforbindelsene på internett, der kraftigere rutere viser vei.

De er sluttet til kabler og har såkalte rutingtabeller som har oversikt over alle de ulike målene. Ruterne leser reisemålet på hver beskjed fra brukerne og bestemmer hvilken kabel beskjeden skal sendes til.

Slik «rutes» data hele tiden videre et stykke av gangen fram til serverne med de filene som brukeren har etterspurt.

Datapakke sendes som bølger

Du taster inn en nettadresse, for eksempel www.youtube.com. Datamaskinen eller telefonen lager en datapakke med avsender, mottaker og innhold: «Hent inn YouTube». Data gjøres om til radiobølger som sendes til nærmeste trådløse ruter eller mobilmast. Så sendes data via for eksempel telekabler.

Kjemperutere dirigerer data

Internettleverandøren finner IP-adressen til den serveren som har filene du trenger. IP-adressen svarer til serverens gateadresser. Data sendes av sted og blir dirigert videre av enorme rutere. De raskeste ruterne nærmer seg i dag petabitkapasitet – nok til å videresende 5000 totimers HD-filmer i sekundet.

Laser krysser verdenshavene

Datapakken blir til en lyskode og reiser nå videre via titusenvis av kilometer med kabler som krysser verdenshavene. Lyskoden sendes som pulser av laserlys. Glasset i kablene bremser lyset, slik at data «bare» kan bevege seg med opptil to tredjedeler av den maksimale hastigheten til lys – det vil si 720 000 000 km/t.

Atomsikrede datasentre lagrer internett-filene dine

Datapakken når et serversenter som sender filer tilbake, slik at hjemmesiden dukker fram på datamaskinen din. Noen datasentre for følsomme filer – slik som Swiss Fort Knox i Sveits – er bygget inn i fjell for å motstå terrorangrep og atombomber.

Fjellvegg bremser atomangrep

Teknikere i kontroll­rommet holder øye med at serverne fungerer som de skal. Fjellet beskytter mot for eksempel atomeksplosjoner samt elektromagnetiske pulser, som kan forårsakes av kraftige solutbrudd.

Serverrom slukker brann automatisk

Serverrommene der internettfilene er lagret, er beskyttet av fem eksplosjonssikrede dører. Besøkende ansiktsgjenkjennes av skannere. Rommet har et anlegg som kveler ild med gass i tilfelle av brann.

Underjordisk vann avkjøler servere

Kaldt vann fra et underjordisk reservoar blir pumpet opp for å avkjøle serverne, slik at de ikke blir overopphetet. Serverrom i datasentre holdes typisk på omkring 20 grader.

Overtrykk stopper gassangrep

Et klimaanlegg skaper overtrykk i datasenteret. Overtrykket beskytter mot biokjemiske terrorangrep. Trykket hindrer at gasser utenfra kan sive inn. Anlegget renser lufta ved hjelp av mikrofiltre døgnet rundt.

Nødstrømanlegg tåler avbrytelser

Hvis den vanlige strømforsyningen svikter, overtar batterier som holder i 24 timer. Ved lengre strømbrudd avløses batteriene av dieselgeneratorer som kan levere strøm i flere uker.

Nettets ryggrad ligger under havet

Ikke alle internettkabler er like viktige. Hovedferdselsårene som krysser verdenshavene, kalles ryggraden, og den består av fiber­optiske kabler.

Kablene er bygget opp av en rekke glassfiberledere så tynne som menneskehår. Data sendes gjennom dem som pulser av lys. Glasskablene på bunnen av havene pakkes inn i stålwirer og isolering av plast, blant annet som beskyttelse mot haier, som biter i kablene.

Den første fiberoptiske kabelen på tvers av Atlanterhavet ble lagt i 1988. På slutten av 2019 kommer den nyeste store sjøkabelen. Den skal frakte data de 12 800 kilometerne mellom Hongkong og Los Angeles.

Kabelen heter Pacific Light Cable Network (PLCN) og kan streame 80 millioner videokonferanser i HD samtidig. PLCN bringer antallet sjøkabler i verden opp til nesten 400.

Data reiser med lysets hastighet

Internettkablene dekker mye av jorda, men fortsatt ikke alle steder. Fysiske kabler utgjør også en fartsbegrensning, siden glasset i kablene bremser lyset.

Derfor vil ingeniører sende data i verdensrommet. Her er det ingenting som bremser lyset, som altså kan reise uhindret mellom satellitter og til ethvert sted på jorda med en mottakerantenne.

Lysets hastighet i vakuum – som i verdensrommet – er 1 080 000 000 km/t. Det er 360 000 00 km/t raskere enn den maksimale farten i det glasset som fiberoptiske kabler på jorda består av.

Data kan i prinsippet suse av sted med en hastighet som ligger helt opp til universets absolutte fartsgrense.

Romfartsfirmaet SpaceX er en av aktørene som er nådd lengst med ideen. Firmaet vil etter planen sende mer enn 10 000 satellitter i bane rundt jorda i 300–1300 kilometers høyde, mye tettere enn typiske kommunikasjonssatellitter.

Til sammen skal de danne et tett nettverk over hele kloden. Derfor vil det nesten alltid være en mer direkte vei gjennom nettverket fra avsender til mottaker enn det kan være gjennom kabler, som må ta hensyn til jordas geografi.

Båndbredde er mengden av bits som sendes av sted hvert sekund, mens latency er uttrykk for den tiden det tar de samme datapakkene å nå fram fra avsender til mottaker.

Det nye satellittnettverket kan oppnå en latency mellom London og Singapore på om lag 90 millisekunder, som er omtrent en halvering sammenlignet med jordbasert internett. I finanssektoren er latency avgjørende for aksjehandel. Men det er også områder som for eksempel fjernkirurgi der den nye løsningen kan redde liv.

Lasersatellitter fordobler datahastighet

Romfartsfirmaet SpaceX vil sende opp tusenvis av satellitter som skal gå i bane rundt jorda i om lag 300–1300 kilometers høyde. Sammen danner de et finmasket nett. Hver satellitt kan motta data fra bakken, omkode dataene til lyskoder og sende dem som laserpulser fra satellitt til satellitt. Slik kan data bevege seg fritt med lysets hastighet i vakuum. Derfor kan filer reise dobbelt så raskt som de kan via de kablene vi bruker på bakken i dag.

Bølger sendes opp

En antenne i San Francisco sender data (kodet som radiobølger) opp til en satellitt som omkoder data til lyspulser som sendes til neste satellitt. Teknologien kan sammenlignes med morse­kode. Hver puls av lys er bare en kode for en bit.

Laser videresender

Fire laserlenker går fra hver satellitt til de som er foran, bak og i de parallelle banene. Lenken til naboene er skrå i stedet for å gå 90 grader til sidene for å oppnå mer direkte dataruter mellom øst og vest, der det forventes mest datatrafikk.

Algoritme viser vei

Flere ganger i sekundet utfører satellittene nye utregninger. De bruker en algoritme som finner den raskeste ruten mot reisemålet via satellittene i nabolaget. Dermed når dataene fram til London på bare 46 millisekunder.

Solsystemet får internettdekning

Ingeniørenes planer går enda lenger enn jorda og baner rundt jorda. Telefirmaene Nokia og Vodafone planlegger å forsyne månen med 4G-dekning i løpet av 2019, slik at to rovere kan streame HD-video fra månens overflate til jorda.

Nasa arbeider med neste teknologiske skritt, som kalles DTN (Delay/Disruption Tolerant Networking). Med DTN sendes data til det ytre rom via flere mellomstasjoner. I dag kreves én direkte forbindelse mellom en antenne på jorda og et romfartøy.

DTN fungerer dermed slik internett fungerer på jorda i dag, bare med romfartøy, sonder, satellitter, baser eller romstasjoner som mellomledd – rommets egne «rutere» og «kabler».

Hvis data forhindres i å komme fram på grunn av de krevende forholdene i verdensrommet, vil det nye systemet sørge for at de blir sendt videre neste gang muligheten oppstår.

Dermed vil internett ikke lenger bare være på jorda eller lav jordbane, men vil også kunne nå til grensen til solsystemet. Det vil innebære at astronauter på ekspedisjoner til det ytre rom eller beboere på en framtidig Mars-base kan logge seg på det samme internettet som folk på jorda.

Les også:

information storage
Datamaskiner

Hvor lenge holder digitale lagringsmedier?

0 minutter
Keyboard qwerty
Datamaskiner

Hvorfor ser tastaturet ut som det gjør?

0 minutter
Datamaskiner

Forskere lagrer lys som lyd for første gang

1 minutt
Mest populære

Logg inn

Feil: Ugyldig e-postadresse
Passord er påkrevd
VisSkjul

Allerede abonnement? Har du allerede et abonnement på magasinet? Klikk her

Ny bruker? Få adgang nå!