Hele kloden får raskt internett fra rommet

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.

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.

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.

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.