Server & Storage special

We beschreven eerder hoe de snelheid van het licht een beperking vormt op de onderlinge afstand tussen twee replicerende datacenters. Omdat het signaal heen en weer moet reizen in een tijdspanne die zo klein is dat de gebruiker er niets van merkt, kunnen de rekencentra maximaal honderd kilometer uit elkaar liggen. Hoewel de Tweakers er als de kippen bij waren om de wetten van de natuurkunde te tarten, hebben ze Einstein toch niet weten te verslaan.

Om te beginnen is de snelheid van het licht (of van elektromagnetische golven in het algemeen) afhankelijk van het medium waardoor het reist. In een vacuum beweegt licht zich voort met de maximale snelheid van afgerond 300 duizend kilometer per seconde. Ter illustratie: de aarde heeft een omtrek van veertigduizend kilometer. Dat betekent dat het licht in theorie in één seconde 7,5 maal om te aarde zou kunnen reizen.

De snelheid van licht door de lucht ligt maar een klein beetje lager dan die door een vacuum. Heel anders is dat voor andersoortige media. Daar geeft de zogenaamde brekingsindex aan hoeveel langzamer het licht zich dan voortbeweegt. Met een brekingsindex van 1,48 ligt de lichtsnelheid in glas dus rond de 200 duizend kilometer per seconde.

Terugbuiging

Om te zorgen dat de lichtstralen binnen de glasvezel blijven, is de kern van de fiber licht verontreinigd. Het glas daaromheen is zuiver, zodat het een lagere brekingsindex dan de kern heeft. Op die manier wordt gezorgd dat de lichtstralen bij het raken van de overgang weer teruggebogen worden in de richting van de kern (breking van de normaal af). Zo "stuiteren" de stralen door de kern van de fiber heen naar het andere einde.

De verschillende brekingsindices die op deze manier worden gebruikt om de lichtstralen in de kern van de glasvezel te houden, laten ook zien waarom het idee van een holle vezel niet gebruikt kan worden om de snelheid tot 300 duizend kilometer per seconde te verhogen. Doordat glas een hogere brekingsindex heeft dan lucht of een vacuum, zouden de stralen bij het raken van de wand juist nog verder in die richting afgebogen worden (breking naar de normaal toe).

Sneller dan het licht

Terugkomend op het onderwerp waar het allemaal om begonnen was: het probleem van de twee replicerende datacenters die maar op beperkte afstand van elkaar mogen liggen. Zelfs al zou je de snelheid in de verbinding tussen de twee datacenters tot het maximum kunnen verhogen, dan nog zouden de twee rekencentra bijvoorbeeld 75 kilometer in plaats van 50 kilometer uit elkaar kunnen liggen. Wel een verbetering, maar geen substantiële. Wil je dat veranderen, dan moet je lichtstraal sneller dan het licht gaan :-) (de speciale relativiteitstheorie van Einstein legt uit waarom dat niet kan), of je moet toch terugvallen op een truuk als asynchrone replicatie.