Dvi interneto rūšys
Ko gero, trisdešimtmečių ir vyresnio amžiaus žmonių karta prisimena laikus be interneto ir pirmuosius jo nedrąsius žingsnelius Lietuvoje. Anuomet vyko šiuolaikinei jaunimo kartai nesuprantami dalykai, tokie kaip laiko leidimas kompiuterinėse, kuriose buvo internetas ar užsiėmimų vaikams bibliotekose rengimas, kurių metų buvo galima naršyti internete. Taip atrodė laikai, kai internetas Lietuvoje dar tik „apšilinėjo kojas“.
Dabar internetas yra, ko gero, kiekvieno žmogaus namuose. Naudojamasi belaidžiu (kai interneto kabelis įjungiamas į maršrutizatorių), mobiliuoju arba laidiniu (kai interneto kabelis įjungiamas į kompiuterį) internetu. Kauno technologijos universiteto Informatikos fakulteto (KTU IF) Taikomosios informatikos katedros docentas Rimantas Kavaliūnas aiškina, kad yra dvi įrenginio prijungimo prie interneto rūšys: ryšys, perduodamas laidais ir ryšys, perduodamas radijo bangomis.
„Iš principo yra du variantai: laidai ir belaidis internetas. Principinis skirtumas yra tas, kad laidas gali būti individualiam vartotojui (prietaisui), o jei naudojamasi radijo bangomis, tai visi, kurie yra toje zonoje, naudojasi tuo interneto ryšiu“, – pasakoja R. Kavaliūnas.
Vis dėlto, anot docento, šiais laikais interneto vartojimas savo įrenginį prijungus prie interneto laido jau tampa retenybe, nes daugelis naudojasi belaidžiu, Wi – Fi ryšiu arba mobiliuoju internetu.
Dabar naudojamas šviesolaidinis internetas
Besidomintys ir atidžiau sekantys interneto evoliuciją yra girdėję kelis jo vystymosi etapus. Pirmiausia, anot docento R. Kavaliūno, interneto ryšys buvo perduodamas variniais, mažai pralaidžiais laidais, panašiais į elektros laidus.
„Dabar naudojamas stiklas, per kurį eina šviesos impulsai. Stiklas labai skaidrus: apie 3 km stiklo gijos skaidrumas yra maždaug kaip 5 mm lango stiklo, reiškia baisiai išvalytas be priemaišų, yra labai mažas slopinimas, Kaip gerai sklinda šviesa tais kabeliais, mes rodydavom studentams. Suvyniojus į ritę kelis šimtus metrų ir pašvietus su degtuku, kitame gale matosi švytėjimas. Užtat interneto sparta šviesos impulsais daug greitesnė nei elektros“, – aiškina mokslininkas.
Perdavimui naudojamų šviesos bangų ilgis yra tik apie 1,5 mikrometro, o sklidimo greitis stiklu 200 000 km/s. Todėl per vieną sekundę galima perduoti milijardus šviesos impulsų. Duomenų perdavimo šviesolaidiniu sparta gali siekti šimtus gigabitų per sekundę.
R. Kavaliūnas pabrėžia stiklo skaidrumą ir švarumą. Anot jo, stikle yra daug mažiau priemaišų dalelių, kitaip sakant, trukdžių, dėl kurių gali strigti informacijos perdavimas. Dėl stiklo savybių galima pasiekti labai didelę informacijos perdavimo spartą. Tačiau, docentas priduria, kad šiais laikais retas gyventojas savo namuose dar naudojasi prietaisu, prijungtu prie interneto kabelio. Šiomis dienomis populiariausia ir patogiausia interneto namuose technologija yra Wi – Fi, bet, anot mokslininko, tai jokiu būdu nereiškia, kad Wi – Fi yra pats geriausias pasirinkimas.
„Prijungti kompiuterį prie interneto kabelio šiais laikais jau nebepatogu. Tačiau, kaip bebūtų, Wi – Fi nėra toks tobulas pasirinkimas. Ore aplinka yra elektromagnetiškai triukšminga. Viskas kibirkščiuoja, įrenginiai konkuruoja, tais pačiai dažniais sklinda ne vienas signalas. Informacijos sugadinimo tikimybė yra didelė. Didelė tikimybė, kad siunčiami duomenys bus sugadinti“, – aiškina KTU docentas.
Technologijai dar yra kur tobulėti
Ne tik Lietuva, bet ir visas pasaulis yra apraizgytas interneto kabeliais. Kaip pasakoja R. Kavaliūnas, visur, kur tik yra sąlygos, tiesiami šviesolaidiniai kabeliai, kuriais šviesa galima greitai perduoti didelį informacijos kiekį: „Esant kritinėms situacijoms galima naudotis palydoviniais ryšiais. Kai kuriose vietose tenka naudotis radijo ryšiais, nes ne visur galima laidus patiesti, pavyzdžiui, Norvegijoje, Indijoje, kur kalnuotos vietos, nes tuos laidus sutrauko. Ir tuose šlaituose tenka statyti bokštus, tempti aparatūrą į retransliavimo stotis.“
Mokslininkas dar kartą pabrėžia, kad jei tik vartotojai būtų nejudrūs, nebūtų poreikio naudotis Wi – Fi ryšiu, ko gero, didžioji dalis gyventojų vis dar naudotųsi kompiuteriais, kurie prijungti prie šviesolaidinio interneto kabelių.
„Bet dabar yra baisus nepatogumas, vietoj to vartotojui stengiamasi padaryti mažą individualią zoną, kad bangos nesklistų kur nereikia ir būtų pakankamai dideli resursai. Kad kaimynas galėtų naudotis tais pačiais dažniais“, – sako R. Kavaliūnas.
Keitėsi daug metų
Vis dėlto, tokias interneto galimybes, kokios yra dabar, ir lietuviai, ir visas pasaulis turėjo ne iš karto. KTU IF docentas R. Kavaliūnas greitai perbėga per kone visą interneto evoliuciją Lietuvoje ir pasakoja, kad prieš interneto amžių buvo telefonų amžius, mokslininko vadinamas telefonija.
„Prieš internetą buvo telefonija. Ir per tuos telefoninius kanalus buvo galima perduoti ir skaitmeninius signalus – duomenis, kas yra interneto pagrindas. Ir tai buvo siaurajuostis internetas – 64 tūkst. bitų per sekundę, tokia buvo maksimali sparta. Balsas buvo perduodamas telefoniniu kanalu nuo 300 iki 3400 Hz dažniais, o tai reiškia, kad žmogaus balsas sutalpinamas į 3000 Hz pločio dažnių juostą. Ir tokia juosta buvo siaura. Duomenų perdavimas arba internetas telefoniniu kanalu buvo labai lėtas“, – sako pašnekovas.
Tai supratus, imtasi kurti greitesnę ir talpesnę duomenų perdavimo technologiją. Taip, anot mokslininko, gimė plačiajuostis internetas, kuriuo duomenis buvo galima perduoti kur kas platesne juosta – didesniu dažniu, vadinasi, greičiau ir daugiau. Tai vadinama Eterneto technologija. Per keletą dešimtmečių jos spartos keitėsi nuo pradinės 10 megabitų per sekundę iki 10 gigabitų per sekundę. Tobulinant plačiajuosčio interneto technologiją, pereita prie anksčiau aptarto šviesolaidinio interneto.
Namuose – individuali interneto zona
Tačiau manantys, kad čia interneto evoliucija baigiasi, klysta. Kaip jau buvo minėta, bėgant laikui atsirado poreikis kiekvienuose namuose sukurti individualią interneto zoną. Taip pradėta kurti Wi – Fi technologija, kuria dabar naudojasi, ko gero, dauguma Lietuvos gyventojų.
Dabar galime ieškoti skirtumų tarp to, ką galima pasiekti perduodant radijo bangomis atviroje erdvėje (Wi – Fi) ir ką galima pasiekti perduodant per šviesolaidį. Iš esmės per stiklą (šviesolaidiniu kabeliu) yra šimtus ar tūkstančius kartų didesnės galimybės perduoti tuos signalus dėl tų priežasčių, kad radijo bangų diapazonas yra reikalingas daugeliui sričių: transliuojamos televizijos, visokios ryšio sistemos, be to labai trukdo, lietus sugeria, rūkas, sniegas, kosminis triukšmas“, – aiškina R. Kavaliūnas.
Mokslininkas tęsia, kad Wi – Fi ryšys yra paskutinis duomenų perdavimo žingsnis iki vartotojo. Tačiau Wi – Fi zonų sutvarkyti taip, kad jos netrukdytų viena kitai, yra labai sudėtinga, todėl dažnas vartotojas susiduria su duomenų perdavimo strigimu, interneto lėtumu.
„Kiekviename bute yra Wi – Fi ir vienas kitam trukdo. Jei visame name būtų tik vienas Wi – Fi ryšys, galimybės būtų geresnės, o dabar visi turi tą Wi – Fi pas save individualiai pasistatę ir vieni kitiems trukdo. Bet nieko nepadarysi, nes visi naudojasi iš dalies tais pačiais resursais ir sienos bangų nesulaiko. Kita vertus, Wi – Fi dideliais atstumais neveikia, nes jis suprojektuotas taip, kad jis būtų viename, iš bėdos, keliuose kambariuose. Kad jis nesklistų toli ir netrukdytų kitiems, kad arti esantys galėtų naudoti tą pačią dažnių juostą ir nejaustų, kad kažkas jam trukdo“, – pasakoja KTU docentas.
Be to, kaip tęsia R. Kavaliūnas, daugeliui vartotojų prisijungus prie to paties Wi – Fi ryšio, nė vienas iš jų negalėtų naudotis internetu efektyviai.
Nuo 2 G iki 4 G ryšio
Diskomforto nejaučia tie interneto vartotojai, kurie naudojasi kompiuteriu, prijungtu prie šviesolaidinio interneto kabelio ir tie, kurie naršo mobiliajame internete. R. Kavaliūnas aiškina, kad kai kuriuose miestuose yra net po kelis šimtus bazinių mobiliojo ryšio stočių, todėl vienu metu prie mobiliojo interneto gali prisijungti ir efektyviai juo naudotis ne vienas vartotojas. Tačiau tai nepigu: skirtingai nuo stacionaraus interneto, kur mokama tik už spartą, mobiliajame tinkle vis dar tenka mokėti už perduotų duomenų kiekį.
Tačiau ir mobiliojo interneto technologija iš karto nebuvusi tokia efektyvi. KTU IF docentas R. Kavaliūnas pasakoja, dažnai vyresnių žmonių minimas 2 G ryšys (skirtas telefoninių pokalbių perdavimui, tačiau ryšio galimybės leido perduoti ir duomenis) gali būti prilygintas siaurajuosčiui internetui.
„Mes norėjome perduoti duomenis, bet duomenims yra skiriama tiek pat, kiek ir balsui – 64 kilobitai. Tai arba naudojiesi telefonu ir kalbi, arba naudoji tą siaurajuostį, 64 kilobitų, internetą“, – aiškina mokslininkas.
Supratus 2 G ryšio trūkumus, imta ieškoti tobulesnės technologijos. Taip pereita prie 3 G ryšio. Jis taip pat buvo skirtas perduoti balsui, tačiau technologija leido didinti duomenų perdavimo spartą. 3 G ryšiu, anot R. Kavaliūno, jau buvo užimamas ne vienas telefoninis kanalas, todėl buvo galima perduoti ne tik balsą (jam užtenka tik vieno kanalo).
Didžiosios mobiliojo ryšio permainos prasidėjo tada, kai į Lietuvą atkeliavo 4 G ryšys. Jis pakeitė 2 G ir 3 G ryšius ir perduodant duomenis, ir nukreipiant skambučius. Kitaip tariant, balso perdavimui buvo pasitelkta 4 G ryšio (mobiliojo interneto) technologija.
„Nuo 4 G pradėjo keistis. Balso, kaip atskiro dalyko, atsisakyta. Labai patobulintos kodavimo technologijos, atsparumas trukdžiams, 4 G jau pasiekia apie 100 megabitų per sekundę spartą“, – sako mokslininkas.
Internetas – žmonėms
R. Kavaliūnas aiškina, kad internetas iš pradžių nebuvo kuriamas žmonėms. Tinklas buvo kuriamas tam, kad kompiuteriai galėtų keistis duomenimis patys ir nereikėtų duomenų pernešioti laikmenose nuo vieno kompiuterio į kitą. Tai vadinosi failų perdavimu. Lygiagrečiai tam kompiuterių operatorių bendravimo patogumui buvo sukurtas elektroninis paštas. Kadangi kompiuteriuose buvo sukaupiama vis daugiau informacijos, atsirado poreikis sukurti įrankius, kad žmonės galėtų tą informaciją patogiai gauti.
„Bet toks internetas nebuvo skirtas visuomenei. Revoliuciją padarė personalinių kompiuterių atsiradimas ir hipertekstas – šiandien visiems įprastas dalykas, kai dokumente įdėtos nuorodos, iš jo nuvedančios į kitus dokumentus. Taip atsirado WEB arba lietuviškai saitynas. Kompiuteriuose patalpintą informaciją galėjo matyti milijonai vartotojų. Antroje saityno kartoje atsirado galimybės ne tik skaityti, bet ir atlikti operacijas svetainėse. Manoma, kad dabar naudojama trečia saityno karta. Pirmose kartose vartotojas bendravo su kompiuteriu, o dabartinės esminė ypatybė, kad vartotojai bendrauja tarpusavyje. Kitas etapas turbūt bus daiktų internetas. Žmonėms nebereiks valdyti įrankių. Tą atliks kompiuteriai – vairuos automobilius, operuos ligonius. Bereikės tik duoti užduotį. Tikėkimės, kad kompiuteriai paklus“, – svarsto KTU docentas.
Palaipsniui buvo sprendžiama ir įvairių informacijos rūšių perdavimo internetu problema. Žmonės suvokia skirtingas informacijos rūšis: tekstus, paveiksliukus, judančius vaizdus, garsus, kvapus.
„Kiekviena rūšis turi savo specifiką. Netgi balsas, o ypač vaizdas, toli gražu ne iš karto pasidavė. Apie kvapų perdavimą dar ir dabar negirdėti. Pirmuosius dešimtmečius su balsu teko padirbėti. Pokalbiai realiu laiku, neužlaikant ir neiškraipant, yra didžiulė problema. Reikėjo labai tobulinti tas technologijas. Be to, internetas yra taip sukurtas, kad jis nepatikimas, pameta duomenis, pradangina 2 – 3 proc. siunčiamų duomenų“, – aiškina docentas R. Kavaliūnas.
Kad pokalbis būtų sklandus, anot mokslininko, perdavimo vėlinimas neturi viršyti 0,3 sekundės: „Per tiek laiko įmanoma perduoti į bet kurį pasaulio tašką, tik palydovai geostacionarinėje orbitoje yra per toli: 36 000 km, tai galite paskaičiuoti, kad perdavimas užtruks ne mažiau kaip 0,417 sekundės. Tačiau, jei duomenų paketas bus pradangintas, pakartotinis perdavimas betikslis: ateis per vėlai. Laimė, kad balsas generuoja nedaug duomenų: per sekundę „prišnekame“ tik apie kilobaitą. Todėl drąsiai galima tą pačią balso atkarpą įdėti į du paketus. Jei vienas dings, paimsime iš kito.“
Suradus būdą, kaip greitai ir kokybiškai perduoti balsą, susirūpinta dėl vaizdo perdavimo. Vaizdui perduoti, kaip pasakoja R. Kavaliūnas, reikia milijonų pikselių (taškų). HD kokybės vaizdui 1920×1080. Be to, kiekvienam taškui priskiriama tam tikrai spalva. Akis skiria labai daug atspalvių, todėl spalvai koduoti skiriami net 24 bitai. Kad būtų perduotas kuo tikslesnis, tikresnis vaizdas, reikia kuo daugiau pikselių.
„Judantis vaizdas irgi kelia savo problemas, nes reikia labai tankiai fotografuoti (apie 30 kartų per sekundę), kad susidarytų sklandžiai judančio vaizdo įspūdis. Reiškia, reikia pralaidumo ir siaurajuostis internetas negalėjo perduoti vaizdo, o jei ir galėjo, tai tik labai mažą, degtukų dėžutės dydžio, kur taškų mažai. O normaliam vaizdui, kad būtų galima atvaizduoti monitoriuje, tai nebuvo įmanoma. Didėjant interneto spartai vėliau atsirado galimybė užkoduoti ir perduoti vaizdus“, – prisimena mokslininkas.
Akivaizdu, kad tarp dviejų gretimų kadrų dažniausiai pasikeičia tik labai maža vaizdo dalis. Todėl kodavimas leidžia ženkliai suspausti judantį vaizdą nešančią informaciją. Tačiau ir suspaudimas, ir atgaminimas reikalauja daug kompiuterinių resursų ir pasidarė galimas tik tada, kai kompiuteriai tapo pakankamai galingi. Bet ir dabar, klausant tą pačią laidą per radiją ir internetu, lengva pastebėti internetinės transliacijos vėlavimą keliomis sekundėmis.
