Das finale Internet Wie viel Internet braucht die Menschheit

Transkript

1 Das finale Internet Wie viel Internet braucht die Menschheit Weihnachtsvorlesung 2011 Christian Schindelhauer Lehrstuhl für Rechnernetze und Telematik Technische Fakultät Freiburg Albert-Ludwigs-Universität Freiburg

2 Das Thema 2

3 Nicht dies Weltuntergangsszenarien neue Technologien Schichten HTML, Web 2.0, Buzzword 3.0 3

4 Informatik braucht Projektionen Gute Moores Gesetz Schlechte Niemand braucht mehr als 640kB RAM in seinem PC Es besteht weltweit nur Bedarf für 5 Rechner Im Internet findet man nur Spinner und Werbung 4

5 These 1 Das Internet ist für den Menschen da. 5

6 These II Das Internet wächst exponentiell. 6

7 These III Der Mensch ist beschränkt. 7

8 These IV Es gibt ein finales Internet, das alle Ansprüche abdeckt. 8

9 Wie groß ist es und wann haben wir es? 9

10 These II: Das Internet wächst exponentiell. 10

11 Figure 1. Cisco Forecasts 6.3 Exabytes per Month of Mobile Data Traffic by 2015 Western Internet Europe and Asia Pacific will Verkehr account for over half of global mobile traffic by 2015, as Middle East and Africa will experience the highest CAGR of 129 percent, increasing 63-fold ov The emerging market regions (Central and Eastern Europe, Latin America, and Middle East an highest growth and will represent an increasing share of total mobile data traffic, from 12 perce to 20 percent by

12 1 Ebit/s 100 Pbit/s 10 Pbit/s 1 Pbit/s 100 Tbit/s Internet-Verkehr Cisco: 966 Exabyte/y Tbit/s 1 Tbit/s 100 Gbit/s 10 Gbit/s 1 Gbit/s 100 Mbit/s 10 Mbit/s 1 Mbit/s

13 These III: Der Mensch ist beschränkt. 13

14 Die Nervenzelle Digitales Signal Signalgeschwindigkeit 0,1-100 m/s Bis zu 100 Signale pro Sekunde ~ 100 Bit/s Seit 1,8 Mrd Jahren in allen Gewebetieren 14

15 100 bit/s Nervenzelle 10 bit/s 1 bit/s Weihnachten 1,8 Mrd. v.u.z. Weihnachten

16 Das Gehirn = 100 Milliarden = 100 Gigabit Nervenzellen im Gehirn 100 Bit/s (Nervenzelle) GigaBit/s = 10 TeraBit/s Bandweite 16

17 Das Rückenmark 1 Milliarde = 1 Gigabit Nervenzellen x 100 Bit/s (Nervenzelle) 100 Gigabit/s 17

18 10 Tbit/s Gehirn 1 Tbit/s 100 Gbit/s Rückenmark 10 Gbit/s 1 Gbit/s 100 Mbit/s 10 Mbit/s 1 Mbit/s 100 kbit/s 10 kbit/s 1 kbit/s 100 bit/s Nervenzelle 10 bit/s 1 bit/s Weihnachten 1,8 Mrd. v.u.z. 18 Weihnachten 2011

19 Das Auge 5-6 Mio Rezeptoren auf der Retina Stäbchen und Zäpfchen für Rot, Grün, Blau 1,2 Mio Ganglionen im Sehnerv á 100 Bit/s 120 MBit/s (pro Auge) 240 MBit/s 19

20 Hören Frequenzen: 20-20,000 Hz 30,000 Fasern im Hörnerv ~3 MBit/s Neuronen im Schneckenkern im Hirnstamm ~ 880 kbit/s Audio-CD: 1400 kbit/s Mp3: kbit/s 20

21 Riechen 12 Mio Geruchsrezeptoren ~1000 Typen 21

22 Schmecken Geschmacksknospen Rezeptoren pro Knospe Gesichtsnerv Nerven, davon für Gesichtsmuskulatur < 600 kbit/s für Schmecken, Riechen, Tasten im Gesicht 22

23 Tastsinn Tastrezeptoren in jeder Hand < Rezeptoren insgesamt ~ 40 MBit/s für Tastsinn 23

24 Temperatursinn Kältesensoren (5-43 C) 5-11 pro cm 2 Wärmesensoren (30-48 C) Hitzesensoren (> 45 C) 0,3-1 pro cm 2 1,8 m 2 Haut Rezeptoren Max 10 Bit/s ~ 1,5 MBit/s 24

25 Gleichgewichtsinn < Neuronen im Nervus vestibulocochlearis Endet im Gehörsinn im Gehirn Schon eingerechnet beim Hören 25

26 Muskeln 656 Muskeln Präzision 1:1000 (Kraftänderung) alle 0,01 s ergibt ~ 65 Mb/s 26

27 Wie viel Internet brauchen wir maximal? 27

28 Pro Mensch Augen Ohren Schmecken & Riechen Tasten Temperatur Muskeln Summe Download 240 Mb/s 0,88 Mb/s 0,6 Mb/s Upload 40 Mb/s 1 Mb/s 65 Mb/s 281 Mb/s 65 Mb/s Download: ~300 Mb/s Upload: ~70 Mb/s 28

29 Und... wann haben wir es? 29

30 Weltbevölkerung 30

31 Für alle 10 Mrd. Menschen Mbit/s = 3 ExaBit/s 31

32 Das finale Internet 3 Eb/s 1 Ebit/s Internet-Verkehr 1 Pbit/s 1 Tbit/s 1 Gbit/s 1 Mbit/s 1 kbit/s

33 Oder vielleicht doch etwas eher? 33

34 Die letzte Meile... 34

35 1 Tbit/s 100 Gbit/s 10 Gbit/s Die finale letzte Meile > 300 Mb/s 10 Gbit Ethernet 100 Gbit Ethernet 1 Gbit/s 100 Mbit/s 10 Mbit/s 1 Mbit/s 100 kbit/s 10 kbit/s Mbit Ethernet Gbit Ethernet Coax 100 Mbit Ethernet ISDN DSL k Modem GPRS DSL 3000 EDGE DOCSIS DSL HSDPA UMTS 4G LTE Euro-DOCSIS

36 Ist das finale Internet auch global? 36

37 95% des Internets sind unter Wasser 37

38 Glasfaser 38

39 Das finale Internet 3 Eb/s 1 Ebit/s 1 Pbit/s TAT-12/ Tbit/s 1 Tbit/s TAT Tbit/s TAT Tbit/s Satellite 80 Gbit/s 1 Gbit/s Verkehr im Internet 1 Mbit/s 1. Unterwasser-Glasfaser-Kabel TAT MBit/s 1 kbit/s

40 Licht am Ende des Weiße LED 2009: 100 Mb/s 2011: 800 Mb/s Internets? zum Vergleich UMTS bis zu 84 Mb/s 4G bis zu 1 Gb/s Glasfaser 2005: 6 Tbit/s (über 300 km) 2011: 10,2 Tbit/s 40

41 1 Ebit/s Glasfaser Das finale Internet 3 Eb/s Internet-Verkehr 1 Pbit/s 1 Glasfaser Gehirn 1 Tbit/s Forschung Rückenmark 1 Gbit/s LED Finale letzte Meile Alle Sinne Alle Muskeln 1 Mbit/s 1 kbit/s

42 Alternative Transportlösungen 42

43 DVD In Deutschland jährlich 100 Mio. DVD 8 GB (dual layer) = 64 Gbit ~ 3:30 Min. finales Internet ~ 400 DVDs pro Tag Blu-Ray = 50 GB ~65 Blu-rays pro Tag 43

44 Festplatten per Post 2 TByte = Mbit ~ 15 h finales Internet aus der Dose monatliche Produktion Seagate > 20 Millionen Haltbarkeit ~ 5 Jahre Finales Internet heute schon erreichbar für 1 Mrd. Menschen 44

45 DNA-Net Menschliches Genom: 6 Gbit Idealer Datenträger Beispiel: Apfel-Netz 700 Mio. Basenpaare = 1,4 Gbit 20 Mio. Zellen pro Apfel = 28 Pbit ~ 3 Jahre finales Internet pro Apfel 45

46 Holografischer subatomarer Speicher Holografische Speicherung auf atomarer Ebene 1 Bit auf 0,3 nm² Tagesbedarf von 26 Tbit an Internet auf 2,3 mm² 46

47 Mensch-Internet-Interface 47

48 Interfaces Sehen Hören Riechen Schmecken? Temperatur? Tastsinn Muskeln 48

49 Brain-Computer- Interface

50 Finales Internet? 50

51 Das finale Internet 3 Eb/s 1 Ebit/s 1 Pbit/s Internet-Verkehr 1 Tbit/s 1 Tbit/s 100 Gbit/s 10 Gbit/s 1 Gbit/s Die finale letzte Meile > 300 Mb/s Gbit Ethernet 10 Gbit Ethernet 4G LTE 100 Gbit Ethernet 1 Gbit/s 1 Mbit/s 1 kbit/s Mbit/s 10 Mbit/s 1 Mbit/s 100 kbit/s 10 kbit/s Mbit Ethernet Coax 100 Mbit Ethernet ISDN DSL k Modem GPRS DSL 3000 EDGE DOCSIS DSL HSDPA UMTS Euro-DOCSIS Das finale Internet hat dich (bald) 51

52 Das finale Internet Wie viel Internet braucht die Menschheit Weihnachtsvorlesung 2011 Christian Schindelhauer Lehrstuhl für Rechnernetze und Telematik Technische Fakultät Freiburg Albert-Ludwigs-Universität Freiburg 52