Bir Uzman Açıklıyor: Bir internet bağlantısı yağmurda neden güvenilmez hale gelir?
Yağmur yağdığında neden internet bağlantınız güvenilmez hale geliyor ve cep telefonunuz sorun çıkarmaya başlıyor? Bunun nedeni, elektriksel kuvvetin doğasında ve kötü hava koşullarının işleyişini bozma yollarında yatmaktadır.
28 Ağustos 2020'de Yeni Delhi'de bir yolda. (Express Photo: Amit Mehra) Muson resmi olarak geri çekilmeye başladığında, Hindistan'daki pek çok kişi her yağmur yağdığında beklemeye başladıkları bir fenomenden bir miktar rahatlamayı dört gözle bekliyor olacak: İnternet bağlantıları istikrarsız hale geliyor ve cep telefonu ağları bozuluyor. Bu neden oluyor?
1860'larda İskoç fizikçi James Maxwell, ~300 milyon metre/saniye hızla hareket eden yeni bir tür 'elektromanyetik' dalganın varlığını öngördü. Birkaç on yıl sonra Heinrich Hertz, Maxwell'in teorisini deneysel olarak doğruladı ve 1895'te Sir Jagadish Chandra Bose, Kalküta'da elektromanyetik dalgalarla ilk kez 23 metrelik bir mesafede kablosuz iletişimi göstererek modern bir iletişim sisteminin temelini oluşturdu.
Bugün kıtalar arasında İnternet aracılığıyla nasıl iletişim kurduğumuzu veya mesaj gönderdiğimizi ve ardından bu iletişimin nasıl bozulduğunu anlamak için önce elektrik kuvvetinin temel doğasını anlamamız gerekir.
UzmanVarun Makhija, Mary Washington Üniversitesi'nde Fizik Yardımcı Doçentidir.
İletişimdeki elektronlar
Doğanın tüm maddeyi yapmak için kullandığı üç temel yapı taşı veya 'Lego tuğlaları' vardır - iki tür kuark ve elektron. Amaçlarımız için sadece elektronu tartışmamız gerekiyor.
Tüm maddeler birçok elektrondan oluşur. Diğer Lego tuğlaları gibi, elektronların da kütle adı verilen, yerçekimi kuvvetinin üzerlerine ne kadar güçlü etki ettiğini gösteren ve dolayısıyla ağırlıklarıyla doğrudan ilişkili olan bir özelliği vardır.
Elektronların elektrik yükü adı verilen başka bir özelliği, elektrik kuvvetinin üzerlerine ne kadar güçlü etki ettiğini gösterir. Elektronun yükü, aynı zamanda bir yükü olan diğer nesnelere (örneğin diğer iki Lego tuğlası gibi) uyguladıkları elektrik kuvvetinin gücünü de belirler. Bu kuvvet, yerçekimi kuvveti gibi, uzaktan etki eder. Böylece, uzun bir mesafe ile ayrılan iki elektron, hiç temas etmeden elektriksel kuvvetler uygular. Elektron yüklü olduğu için etrafındaki boşluk bir elektrik alanı ile doldurulur.
Bir elektronun oluşturduğu okyanusta yaşadığını hayal ederseniz, elektronu sallarsanız bu okyanusta bir dalga başlatabilirsiniz. Bu, hareketsiz bir gölete taş atmaya benzer, bu da ondan uzaklaşan dalgalanmalar yaratır. Bu dalga, elektronumuzun okyanusunda bulunan başka bir elektronun yanından geçtiğinde, bu diğer elektron yukarı ve aşağı sıçrayacaktır - tıpkı bir okyanus dalgası üzerinizi yıktığında yapabileceğiniz gibi.
Bu şekilde iletişim kurarız. Elektronların kıpırdatılmasıyla bir yerde bir elektromanyetik dalga başlatılır ve bu dalga daha sonra uzak bir yerdeki elektronları yıkar. 'Sinyal' kelimesi özellikle elektromanyetik dalgalar anlamına gelir. Dalga boyunun (dalgadaki tepe noktaları arasındaki mesafenin) belirli bir aralıkta olması koşuluyla, gözlerinizdeki elektronlar da bu dalgalara tepki verebilir. Bu belirli dalga boyu aralığında elektromanyetik dalgalar bize görünür; onlar hafif! Uzun mesafeli iletişimin en temel biçimi - parlak bir ışık yakmak ve Mors Kodu kullanmak - elektromanyetik dalgaların bir konumdan diğerine transferini kullanır.
Ekspres Açıklamaşimdi açıkTelgraf. Tıklamak kanalımıza katılmak için buradayız (@ieexplained) ve en son gelişmelerden haberdar olun
Optik fiberler ve yağmur
Bu kavramlar bizi artık önemli olan tek iletişim biçimi olan İnternet'i anlamamız için donatıyor. Bu, esasen, elektromanyetik dalgaları birbirine aktarabilen ve dolayısıyla iletişim kurabilen, dünya çapında geniş bir bilgisayar ağıdır.
Dalgaları taşımanın iki temel yolu vardır - fiber optik ve hücresel kuleler (uydu bağlantısı aracılığıyla). Optik lifler, insan saçından daha az kalınlıkta uzun, ince cam çubuklardır. Toplam iç yansıma fenomeni nedeniyle ışık çubukta hapsedilir. Daha yoğun bir ortamdan daha az yoğun bir ortama (örneğin, camdan havaya) geçen ışık, iki şeffaf ortam arasındaki yüzeye kritik bir açıyla çarptığında, tamamen yoğun ortama geri yansır. Bu şekilde, elektromanyetik dalgalar fiberin içinde tutulur ve fiber boyunca ilerler. Yüz binlerce kilometrelik lifleri birleştirmek veya birleştirmek ve bunları yeraltına veya deniz altına gömmek, dünya çapında iletişime olanak tanır. İletişim için kullanılan elektromanyetik dalgalar (kızılötesi dalgalar) lazerler tarafından üretilir ve görünür ışıktan biraz daha uzun dalga boyuna sahiptir, bu nedenle bizim için görünmezler.
Hindistan'daki fiber optik ağ, VSNL tarafından başlatıldı ve şu anda Tata Communications'a ait ve geliştiriliyor. Tüm İnternet Servis Sağlayıcıları bir şekilde bu 'Kademe 1' ağına ve nihayetinde evinize bağlanır. Bu ikincil bağlantılar mutlaka optik değildir ve birkaç elektrik bileşeni içerir. (Not: Elektrik kabloları elektromanyetik dalgalar yerine elektronları aktarır, ancak bu başka bir günün konusu!) Dijital iletişim için ışığı yükseltmek ve kapatmak için tüm fiber optik ağ boyunca elektrikli bileşenler de gereklidir.
Muson yağmuru bu yeraltı ağını birçok yönden kesintiye uğratabilir. Yere sızan su ve heyelanların birleşimi, ağdaki çeşitli elektrik bileşenlerine zarar verebilir veya fiberlerin birbirine eklendiği yerlerde fiziksel hasara neden olabilir.
Yerel servis sağlayıcınızın Tier 1 optik ağına ve ardından evinize bağlandığı ara konumlarda da benzer hasarlar veya elektrik kesintileri olabilir. Fiber bir çekirdeğe, kaplamaya ve plastik koruyucu kaplamaya sahiptir ve su geçirmez koruyucu bir muhafaza içinde tutulur, böylece sinyal iletimi yağmurdan en az etkilenir. İki lif birleştirilirken kaplama çıkarılır. Liflerin başladığı veya bittiği yerlerde ('ek kutuları' olarak bilinir), liflerin yağmur suyuna maruz kalma ve sinyal gücünde azalmaya neden olma olasılığı vardır. Ek olarak, su molekülleri liflerdeki mikro çatlaklar yoluyla bir yol bulabilir ve sonunda lifin ömrünü etkileyebilir.
Açıklamayı Kaçırmayın | Hindistan'ın 13 hava kabarcığı ve bu ülkelere kimlerin seyahat etmesine izin veriliyor
yağmurda cep telefonları
Cep telefonunuz İnternet'e bağlıyken, elektromanyetik dalgalar cihazınızdan hava yoluyla bir baz istasyonuna gider. Bunu dev bir anten olarak düşünebilirsiniz. Bu antendeki elektronlar yukarı ve aşağı sıçrar. Bunu yaptıklarında, servis sağlayıcınız tarafından yönetilen merkezi bir konuma giden kendi elektromanyetik dalgalarını üretirler. Bu konumda dalgalar bir şekilde 'işlenir' ve ya fiber optik ağa (İnternet) ya da başka bir telefona (telefon görüşmesi, metin mesajı vb.) gönderilir.
Meydana gelebilecek çeşitli işleme türleri vardır. Örneğin, telefonunuzdan yayılan elektromanyetik dalgalar ile optik fiberde hareket eden lazerden yayılan elektromanyetik dalgalar arasındaki önemli bir fark dalga boyudur. Telefonunuzdan yayılan ve telefonunuz tarafından alınan radyo dalgaları yaklaşık bir metre uzunluğundadır. Buna karşılık, fiber ağdan geçen kızılötesi dalgalar, yaklaşık olarak bir metrenin milyonda biri uzunluğundadır. Bu dalga boylarının hiçbirinin gözünüzdeki elektronları etkilemediğine dikkat edin, çünkü bunlar görünür dalga boyları değildir (bir metrenin yaklaşık 500 milyarda biri uzunluğunda).
Her nasılsa, telefonunuzdan gelen mesajın radyodan kızılötesi dalgalara 'çevrilmesi' gerekiyor. Mors Kodu kullanıyorsanız, sağlayıcınız tarafından algılanan radyo dalgalarının mesajınızı içeren yanıp söndüğünü hayal edebilirsiniz. Sağlayıcınız tarafından yönetilen lazerin, fiber ağdan geçen aynı flaş dizisini üretecek şekilde yapılması gerekir.
Muson mevsiminde bu iletişim zincirinin kesintiye uğramasının nedenleri fiber optik ağa göre farklıdır.
Telefonunuz ile baz istasyonu arasında dolaşan radyo dalgaları, su damlalarındaki elektronların kıpırdamasına ve iletişimi kesintiye uğratmasına neden olabilir. Yağmur damlalarının boyutu ve sayısı, radyo dalgalarının saçılması nedeniyle sinyal gücünü azaltırken, atmosferdeki su buharı radyo dalgalarını emerek ısıya dönüştürür (mikrodalga fırınınızdaki gibi).
Ayrıca, şiddetli muson yağmuru, rüzgar ve yıldırım hücre kulelerine zarar vererek kapladıkları alanda kesintilere neden olabilir. Bazı bölgelerde sinyalsiz kalmanızın nedeninin de bu olduğunu unutmayın – yakınlarda baz istasyonu yoktur. Ancak belki de kesintinin en yaygın nedeni 'sıkışma'dır. Çok fazla kişi aynı anda sinyal işleme konumları üzerinden iletişim kurmaya çalıştığında, bazı mesajlar kaybolur.
Bu nedenle, bu favori memi yazarının bilgisayarından sizinkine almak, binlerce kilometre yol kat eden elektromanyetik dalgaları içeren bir çabadır. Bu, modern bilimin olağanüstü bir başarısıdır ve gerçekten işe yaraması şaşırtıcı görünür! Belki bu, bir dahaki sefere bir yağmur fırtınası sırasında internetiniz kesildiğinde hayal kırıklığınızı biraz hafifletebilir!
Arkadaşlarınla Paylaş:
