ari's world

あるかどうかわからないけど、あるみたい。ありがとう。

どうやって光ファイバーで文字を送るか

6歳児が『光ファイバー通信のひみつ 学研まんがでよくわかるシリーズ 71』を読んでいたので、光ファイバーでどうやって文字を送るのか、実験してみることにした。本当は水の研究をしているのだけれど、水関係の本はたいてい読んでしまったので、しかたなく光ファイバーらしい。6歳児はよくわからない。

光ファイバーは光の点滅を送る

  1. 身近な光ファイバと懐中電灯を探してきた。オーディオ機器とiPodをつなぐケーブルが光ファイバーであることに気づいた。
  2. 光ファイバの片方の端に懐中電灯で明かりをつけると、もう一つの端が光ることを確認する。
  3. 懐中電灯を点滅すると、もう一つの端っこが光ることを確認した。

光ファイバーは、明かりがついているか、消えているかを伝えることができる。

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光ファイバーは海を渡って世界をつないでいる

  1. (素材や構造などがによって特性が違うのだが)この光ファイバーが入っている海底ケーブルは海を渡って世界中をつなげている。
  2. 海底ケーブルで画像検索して、海底ケーブルがどうなっているのかを調べた。確かに世界中に張り巡らされている。
  3. 東京の光ファイバーの端っこを照らせば、アメリカやアフリカの光ファイバーの端っこが光るのだ。

明かりがついているか、消えているか、で数字を表す

お約束事はあるのだが、簡略化するために無視して…

  • 光がえていたら「き」と表し0とする^0
  • 光がいていたら「つ」と表し1とする。

さらに、進めていくと…

  • 「つき」は、102なので2である。
  • 「つつ」は、112なので3である。
  • 「つきき」は、1002なので4である。
  • 「つきつ」は、1012なので5である。
  • 「つつき」は、1102なので6である。
  • 「つつつ」は、1112なので7である。
  • 「つききき」は、10002なので8である。
  • 片手で表せる「つ」が5個「つつつつつ」は、111112なので31である。
  • 両手で表せる「つ」が10個「つつつつつ つつつつつ」は、11111111112なので1023である。

…と、どんどん数字が増えていく。少し前のパソコンは、32ビット(つまり、つつつつ つつつつ つつつつ つつつつ)なので、補数やアドレス空間などを無視して4,294,967,295、つまり、おおよそ43億まで数えられることになる。

最近のパソコンは、64ビットなので、「つ」が64個、1.84467×1019(千八百四十四京(けい)と読む)がひとつの固まりとして送られていることになる。

符号付きの場合、32ビットは-21億~21億で、64ビットは-922京~922京だが、小学一年生はマイナスの概念を知らず、お話が膨らみすぎるので割愛した。

ホワイトボードが、「つ」と「き」でいっぱいだ^image

ここでは、バイトや、ATM(Asynchronous Transfer Mode)やEthernetなどの話しに膨らませても面白いかもしれない。しかし、ここのところ多い数の代名詞になっている数詞の無量大数を表すことに興味がうつってしまった。無量大数は、1068という説と1088という説があるが、Wikipediaの説明で一般的と書かれていた1068をうちでは採用している。

無量大数、つまり1068は、1.11011010110…2×2225で、つまり、226個の「つ」と「き」が必要になることがわかる。

ホワイトボードは、混乱の世界になってきた…。

ためしに「ごはん」という文字を懐中電灯の点滅で表す

おなかが減っている時間だったので、「ご」「は」「ん」の三文字を表してみることにした。「文字コード検索」で検索し、トップで表示された文字コード検索 - 紀州技研工業UTF-8というお決まりを調べた。消すを0、つけるを1と書くと:

  • ご:0xE38194なので、1110 0011 1000 0001 1001 0100
  • は:0xE381AFなので、1110 0011 1000 0001 1010 1111
  • ん:0xE38293なので、1110 0011 1000 0001 1001 0011

これを頑張ってチカチカすれば、「ごはん」を送れるのだ^1

さぁ、お母さんに「ごはん」と送ることができた。いただきま〜す!