Ookeanilised veealused sidekaablid. Telekommunikatsiooni seadus

25. septembril 1956 pandi tööle esimene Atlandi-ülene telefonikaabel. Siin on väike KKK selle kohta, miks Internet ei ela tänaseni mitte taevas, vaid vee all.

Miks ei kasuta telefirmad kaablite asemel satelliite?

Satelliidid on mõnel otstarbel suurepärased: neid saab kasutada piirkondades, kus veel fiiberoptilisi kaableid pole, lisaks saavad nad teavet edastada ühest punktist mitmesse teise.

Kuid bittide kaupa andmeedastuseks pole midagi paremat kui optiline kiud. Sellised kaablid võivad edastada b O Rohkem andmeid väiksemate kuludega.

Satelliidi kaudu läbiva rahvusvahelise liikluse mahtusid on raske täpselt teada, kuid võime kindlalt väita, et need mahud on äärmiselt väikesed. USA föderaalse sidekomisjoni avaldatud statistika näitab, et satelliidid moodustavad vaid 0,37% kogu USA rahvusvahelisest võimsusest.

Okei, mis saab minu nutitelefonist, kas see kasutab traadita andmevahetust?

Telefoni kasutades edastate juhtmevabalt andmeid ainult esimesse sidetorni, mis edastab andmeid juba maismaa või vee all.

Kui palju merekaableid on?

2017. aasta alguses loendati üle maailma umbes 428 töötavat merekaablit. Arv muutub pidevalt, kuna ühendatakse uusi kaableid ja vanu eemaldatakse.

Kuidas need toimivad?

Kaasaegsed merekaablid kasutavad, nagu me eespool ütlesime, fiiberoptilisi tehnoloogiaid. Elektriline signaal muundatakse mikrolaserite poolt kiiratavaks valguseks ja edastatakse suured kiirused piki kiudu teises otsas vastuvõtjasse, mis omakorda muudab valguse tagasi elektrisignaaliks.

Kas nad on paksud?

Kaabel ise on mähist arvesse võttes ligikaudu kastmisvooliku paksus. Ja kaablite sisemiste elementide paksus, mille kaudu signaal edastatakse, on võrreldav juuksekarva paksusega.

Kaabli sisemised kiud on kaetud mitme kihi isolatsiooni- ja kaitsematerjaliga. Need kaablilõigud, mis asuvad rannikuvööndis, kaetakse tugevuse suurendamiseks täiendavate kihtidega.

Veealune kaabel sektsioonis: 1. polüetüleen; 2. "mylar" lint; 3. keeratud terastraat; 4. alumiiniumist veetõke; 5. polükarbonaat; 6. vasest või alumiiniumist toru; 7. hüdrofoobne agregaat; 8. optilised kiud. Aitäh Wikipedia

Kas kaablid asuvad tõesti otse ookeanide põhjas?

Jah. Rannajoonele lähemal asetatakse need kahjustuste vältimiseks maa alla, mistõttu pole neid randades näha.

Loomulikult tuleb kaablid paigaldada merepõhja kõige turvalisematesse kohtadesse, kus puuduvad vead, püügikohad, laevade ankrute heitmise alad ja muud kaablile ohtlikud kohad. Veealused kaabliettevõtted on avatud kaablite asukoha kohta, et vähendada nende tahtmatu kahjustamise võimalust.

Kas haid söövad neid?

Kaablite haikahjustused on üks meedia müüte. Sellest on saanud populaarne artiklite teema pärast seda, kui haid varem paar korda kaablit ründasid. Praeguseks ei ole need kaablitele peamine oht. Kaablid saavad aga sageli vigastada, keskmiselt üle 100 korra aastas. Harva kuulete kahjudest, mis on tingitud sellest, et paljud selles valdkonnas tegutsevad ettevõtted kasutavad "turvalisus numbrites" lähenemisviisi: kuni kaabli parandamiseni jaotatakse andmevoog, mida see teenima pidi, teiste kaablite vahel.

Mis on kõigi kaablite kogupikkus?

2017. aasta seisuga on kõigi töökaablite kogupikkus umbes 1,1 miljonit kilomeetrit.

Mõned kaablid on väga lühikesed: Iirimaad ja Ühendkuningriiki ühendav CeltixConnecti kaabel on vaid 131 kilomeetrit pikk. Teised kaablid võivad olla uskumatult pikad, näiteks Asia America Gateway kaabel, mis on 20 000 kilomeetrit pikk.

Anna mulle kaart

Miks on mõne riigi vahel palju seoseid ja teiste vahel üldse mitte?

Alustame Henry David Thoreau tsitaadiga:

Meie leiutised on tavaliselt nagu atraktiivsed mänguasjad, mis juhivad meie tähelepanu tõeliselt olulistelt asjadelt kõrvale. Meil on kiire magnettelegraafi ehitamisega Maine'ist Texasesse, kuid võib-olla pole Maine'il ja Texasel olulisi andmeid, mida selle telegraafi kaudu edastada.

Euroopas, Aasias ja Ladina-Ameerika vahetavad pidevalt palju andmeid Põhja-Ameerikaga. Kuna Austraalia ja Ladina-Ameerika sellistes kogustes andmeid ei vaheta, pole nende vahel ka kaableid. Aga kui kaablid ilmuvad, saame teada, et seal on midagi huvitavat toimumas 🙂

Kellele kuuluvad kaablid?

Traditsiooniliselt kuulusid kaablide, kes moodustasid kaablite kasutamisest huvitatud isikutest konsortsiumi. 1990. aastate lõpus tekkis uute ettevõtete sissevool suur hulk erakaablid, mille võimsus müüdi nende kasutajatele.

Tänapäeval on olemas nii era- kui ka konsortsiumi omanduses olevad kaablid. Suurim muutus kaabli kaudu andmeedastuse korralduses on toimunud sellega seotud ettevõtete tüübis.

Sisupakkujad nagu Google, Facebook, Microsoft ja Amazon on kaabliäris suured investorid. Eraoperaatorite, näiteks sisupakkujate poolt kasutusele võetud võimsuse maht on ületanud viimased aastad Interneti magistraalvõrgu operaatorite pakutava võimsuse maht.

Kes neid kaableid kasutab?

Sina näiteks. Veealuse kaabli võimsuse kasutajad - erinevad inimesed ning ettevõtted, valitsused, mobiilioperaatorid, rahvusvahelised korporatsioonid ja sisupakkujad. Kõik, kes on Internetti kasutanud, kasutavad juba merealuseid kaableid, olenemata seadmest.

Kui palju teavet saavad nad edastada?

Ribalaius kõik kaablid on erinevad. Uued kaablid suudavad kanda rohkem andmeid kui need, mis paigaldati 15 aastat tagasi. Tulevane MAREA kaabel suudab andmeid edastada kiirusega 160 terabitti sekundis.

Kaasaegne maailm on ühendatud meili ja Internet, telefon ja faks ning see kõik ei käi ainult satelliidi vahendusel. Igast kuuest kõnest ja sõnumist viis läheb üle juhtmega magistraalvõrgu.

Sügaval ookeanide põhjas lebab palju keerdunud kaableid, ühe ahela paksus nagu juuksekarva, neid nimetatakse fiiberoptikaks ja miljoneid kilomeetreid selliseid kaableid on laotud purunenud merepõhja. Need kaablid tõmbavad kummalisel kombel näljased haid ligi ja tagajärjeks on kahjustused veebile.

Kui liinid on katkenud, kutsutakse üks maailma arenenumaid laevu ja aluseid Atlantic Guardian. Ilma selleta ei saaks meie traadiga maailm eksisteerida. Selle meeskond vastutab 40 kaabelliini hooldamise eest Inglismaa ja New Jersey, Newfoundlandi ja Prantsusmaa, Rock Islandi ja Hispaania vahel. Kiirus ja töökindlus - eristavad tunnused see laev, olenemata Atlandi ookeani kareduse astmest. Võrgu seisakute tõttu läheb kaduma miljoneid dollareid ja meeskond kogeb tohutult psühholoogiline surveülesannete täitmise ajal.

Kaablilaeva ehitas 2001. aastal Hollandis Rotterdamis asuv Vander Giessen Yards ja see kuulub ettevõttele Global Marine Systems. Selle ülesanne on fiiberoptiliste sideliinide paigaldamine ja edasine hooldus. Projekti maksumus on 50 miljonit dollarit. See laev ei karda Põhja-Atlandi laineid.

Madalas vees kahjustavad kaablit kalapaadid, kes tõmbavad traali või muud püügivahendit. Pealegi suured laevad visake ankur sinna, kus nad ei peaks ja kahjustage ka kaablit. Allhoovused, väinad ja mõõnad põhjustavad hõõrdumist, mis aja jooksul kaabli rebeneb. Alus on varustatud kahe azipoodiga, mis võimaldab hõlpsalt kosmoses manööverdada ja pealegi on seda isegi meeldiv juhtida. Mitme aastakümne jooksul pole praktiliselt midagi muutunud, ainult kaabli kest ja täidised.

Trossi tõstmine toimub kraanade, vintside ja plokkidega. See võib tunduda kõige tavalisem operatsioon, kuid see pole nii. Laev saabub satelliidilt saadud koordinaatide järgi hinnanguliselt kahjupunkti. Siis laseb ta lahti "pehme konksu" ja püüab kaabli põhjast kinni. Seejärel langetatakse lõikekonks alla, samal ajal kui laev järgib kaablit, selle teravad terad lõikavad seda, kuna defektset kaablit ei saa ilma lõikamata tõsta. Pärast lõikamist liigutatakse laev uuesti lõigatud kaabli ühele küljele haakima ja selle pardale vedama. Pärast kaabli tõstmist see fikseeritakse ja testitakse, et veenduda, et see on rikkepunktist heas seisukorras. Trossi ots suletakse ja visatakse üle parda, poi on kinnitatud, et seda oleks lihtsam leida. Kaabli teine ​​pool on keritud ja kontrollitud kahjustuste suhtes. Iga toimingu ajal juhitakse laeva automaatselt, jäädes oma kohale antud punkt, tänu laevale paigaldatud satelliitnavigatsioonisüsteemile (GPS). Kompleksis see üks süsteem laeva andurid ja tüürid, mis võimaldavad laeval säilitada stabiilsust lainete ajal või liikuda etteantud suunas. Seda kõike juhib arvuti. Pardal on ka robot. Pult Atlas-1. See on võimeline roomama mööda merepõhja kiirusega 4 km/h, kaabli üles otsima ja välja kaevama ning seejärel pildi pardale saatma kõrgresolutsiooniga otsust teha. Robot Atlas-1 on varustatud tööriistakomplekti, erinevate kaamerate ja tuledega – need on piloodi "silmad" merepõhjas.

Laeval on spetsiaalsete tingimuste ja varustusega koht, kuhu joodetakse kiudoptilise kaabli mikroskoopilised kiud. Seal töötavaid inimesi kutsutakse "köitjateks", kuigi kahjude parandamiseks kulub neil umbes päev. Pärast kõike seda ühendatakse kaabel hülsi ja testitakse kahe sõlme jaama vahel. Kui andmeedastuse test õnnestub, lastakse kaabel äärmise ettevaatusega vette tagasi. Roboti kasutamine võimaldab matta kaabli ookeani põhja. See edastab võimsa joa, mis moodustab kaeviku. Ja siis lastakse kaabel sellesse kaevikusse alla.
Pole veel välja töötatud mehitamata õhusõidukid kaabli parandamiseks on Atlantic Guardiani kaablilaeval alati raske, kuid tasuv töö.

Kaabellaeva Atlantic Guardian tehnilised andmed:
Pikkus - 120 m;
Laius - 18 m;
Veeväljasurve - 3250 tonni;
Elektrijaam - diisel-elektriline, võimsus 9656 l. Koos.;
Kiirus - 15 sõlme;
Autonoomia - 50 päeva;

Allveelaevade fiiberoptilised sideliinid (FOCL) on mandritevahelised andmeedastuskanalid – 99% maailma mandritevahelisest Interneti-liiklusest läbib allveelaeva FOCL-i. Kuid neid kasutatakse ka Interneti-juurdepääsu pakkumiseks kaugematesse piirkondadesse, kus maapealseid fiiberoptilisi liine on veelgi keerulisem laiendada. Vaatamata veealuse optika kõrgele hinnale (umbes 40 000 dollarit võrgu 1 km kohta) areneb see piirkond Venemaal väga aktiivselt. Seega saab Kaug-Ida peagi tänu Sahhalin-Magadan-Kamchatka FOCL-ile kiire Interneti.

Veealuseid FOCL-e kasutatakse andmete edastamiseks pikkade vahemaade taha vee all. Nii on mandritevahelised telefoni- ja internetivõrgud veealuste fiiberoptiliste liinide abil piki ookeanipõhja rajatud. Seda tüüpi side on praegu kõige tõhusam ja usaldusväärsem, kuna traadita side nii pikkade vahemaade tagant ei ole võimalik. Lisaks on andmeedastus piisavalt suurtel kiirustel tänapäeval võimalik vaid optilise kiu kaudu. Seetõttu läbib umbes 99% maailma mandritevahelisest Interneti-liiklusest veealuseid fiiberoptilisi liine.

Allveelaevade fiiberoptiliste liinide eelkäijad olid allveelaevade koaksiaalliinid. Esimene veealune fiiberoptiline sidekaabel paigaldati 1985. aastal Kanaari saared. Ja esimene merekaabel, mis ühendas Euroopat ja Ameerikat, rajati 1988. aastal. See oli esimene Atlandi-ülene telefoni optiline kaabel (TAT-8). Sellest ajast alates on selliste fiiberoptiliste sideliinide kogupikkus maailmas olnud üle 1 miljoni km. Kahekümnendal sajandil rajati kaableid mööda merd ja ookeani põhja, kuid tänapäeval maetakse need pinna alla, et vältida laevade (peamiselt ankrute) ja allveelaevade tekitatud kahjustusi ning pikendada ka kasutusiga. Seetõttu on madalas vees kaabel maetud võimalikult sügavale. Kaablikraave kaevatakse võimsa veejoaga, harva (ainult madalas vees) - ekskavaatoritega.

Mandrite vaheline allveelaev FOCL

* Mida paksemad on jooned, seda suurem on läbilaskevõime.

Kaabli paigaldamine toimub spetsiaalsete anumate - kaablikihtide abil. Veealuste fiiberoptiliste kaablite jaoks kasutatakse jämedaid valguskaableid, mille paksus on 7-10 cm Lisaks on neil kaitsev soomustatud ümbris. Selliste sideliinide läbilaskevõime ja töökindlus peavad olema kõrged, kuna 50 miljoni ja enama elanikuga riigi kogu Interneti-liiklus saab läbida ühe kaabli.

Loomulikult on veealuse FOCL-i paigaldamise hind üsna kõrge. Seega tuleb 1 km optilise kaabli paigaldamiseks maksta $ 40 000. Seega võib pikk Atlandi-ülene kaabel maksta kuni 120 miljonit dollarit 3000 km eest. Kuid kui arvestada veealuseid fiiberoptilisi liine läbiva liikluse mahtu, saame 1 Mbps kohta umbes 15-20 tuhat dollarit. Selliste võrkude oluline puudus on see, et kaablid kuluvad suhteliselt kiiresti ja neid ei saa parandada - vanade asemele tuleb panna uued. Seetõttu on veealuste fiiberoptiliste liinide maksumus nii märkimisväärne.

Vene allveelaev FOCL

Venemaa on juba ellu viinud mitmeid projekte veealuste fiiberoptiliste liinide paigaldamiseks. Niisiis, 90ndatel. 20. sajandil viidi läbi read "Taani-Venemaa nr 1", "Venemaa-Jaapan-Korea", "Itaalia-Türgi-Ukraina-Venemaa". Tõepoolest, need suhtlusliinid Sel hetkel on juba üsna kulunud ja nende andmeedastuskiirus on suhteliselt madal – 560 Mbps.

2007. aastal pandi Sahhalinile veealune FOCL mandriosa RF ja umbes. Sahhalin. Liini kogupikkus on 214 km. Võrgu ribalaius on 2,5 Gbps ja kaablisüsteemi maksimaalne läbilaskevõime on 40 10G kanalit. See FOCL on osa Hokkaido-Sahhalini projektist, mis on Jaapani ja Venemaa vaheline allveelaeva fiiberoptiline liin. See projekt mängib suur roll mitte ainult meie riigile, vaid kogu maailmale, sest see kiirtee võimaldas Euroopa ja Aasia vahelist liiklust vahetada, mis varem oli võimalik ainult põhjas olevate kiirteede kaudu India ookean. Hokkaido-Sakhalini FOCL-i pikkus on 570 km ja võimsus 640 Gbit/s.

Praegusel 2012. aastal on Venemaa Föderatsiooni neljal suurimal operaatoril ülemaailmsed plaanid kodumaiste veealuste kiudoptiliste liinide arendamiseks. Jah, mais praegune aasta operaatorid Rostelecom, VimpelCom (Beeline kaubamärk), MegaFon ja Mobile TeleSystems allkirjastasid lepingu Sahhalin-Magadan-Kamtšatka allveelaeva fiiberoptilise liini ühiseks ehitamiseks. 9. juunil algas merepõhja uurimine kaablite paigaldamiseks. Eeldatavasti 2012. aasta septembris uurimistöö valmib, misjärel korraldatakse hange seadmete valikuks ja algab reaalne kaablite vedamine.

Seega kavatsevad Venemaa operaatorid ja valitsus lahendada lairiba-Interneti probleemi sellistes Vene Föderatsiooni kaugemates piirkondades nagu Kamtšatka ja Magadani territoorium. Kaug-Ida elanikud saavad mitte ainult kiire odava Interneti, vaid ka odava digitaaltelevisioon ja telefoni teel. Võrgu läbilaskevõime peaks olema 8 Tbps ja kaablite kogupikkus - umbes 2 tuhat km. Pakkujad väidavad, et projekt viiakse ellu 2 aasta jooksul. Kui kaua Sahhalin-Magadan-Kamtšatka FOCL-i ehitamine tegelikult aega võtab, pole veel teada, kuid turuekspertide sõnul on operaatoritel kasulik lõpetada. see projekt seetõttu järgmise paari aasta jooksul Kaug-Ida kiire internet jääb ikkagi alles.

Veealune FOCL maailmas

Planeet Maa on juba ümbritsetud fiiberoptiliste magistraalidega mandritevaheliseks andmeedastuseks, mille jaoks kasutatakse nii maapealseid kui ka veealuseid FOCL-e. Kõige enam maailmas ühendavad Atlandi-ülesed veealused maanteed Põhja-Ameerika ja Euroopas.

Eelkõige võimaldas hiljutine 2011. aastal ellu viidud ülemaailmne projekt edukalt andmeid edastada kiirusega 100 Gbit / s enam kui 5 tuhande km kaugusel. See Atlandi-ülene FOCL ühendas Kanadat ja Suurbritanniat. Allveelaevade sideliinide pikkus oli 5570 km. See on Atlandi ookeani kõige mahtuvuslikum kiirtee. Lubatud nii suure läbilaskevõime tagamiseks kaasaegsed tehnoloogiad kasutatakse fiiberoptilistes ühendustes. Niisiis kasutati koherentse vastuvõtu tehnoloogiat.

Teine maailma suurim allveelaev FOCL on Vaikse ookeani ülene fiiberoptiline võrk PC-1. See on pikim magistraalvõrk, mille pikkus on 20890 km. Võrgu läbilaskevõime per esialgne etapp oli võrdne 180 Gb / s ja hiljem, pärast 2006. aasta moderniseerimist, tõusis 640 Gb / s-ni. Sellel FOCL-il on 4 võrdluspunkti – 2 USA-s (Harbor Point ja Grover Beach) ja 2 Jaapanis (Shima ja Azhigaura). Seega ühendavad kontinente kaks fiiberoptilist liini.

Veealused fiiberoptilised jooned maailmakaardil

2012. aastal viidi ellu veel üks projekt USA ja Jaapani ühendamiseks veealuse kiirteega. Unity cable nime kandva võrgu ehitust rahastas Google. Kaablite pikkus on peaaegu 10 tuhat km. Nende paigaldamine algas 2008. aastal. Võrgu ribalaius on 4,8 Tb/s. See allveelaev FOCL ühendas Los Angelese (USA) linna ja sadama Boso poolsaarega Chiba prefektuuris (Jaapan).

Teine veealune telekommunikatsioonisüsteem ühendab USA-d ja Hiinat, samuti Lõuna-Korea. See on Trans-Pacific Expressi kiirtee. Kiudoptiliste liinide kogupikkus on 18 tuhat km ja läbilaskevõime umbes 4,8 Tb / s.

Märkimist väärib ka Aasia-Ameerika värav, mis ühendab USA-d ja Aasiat Hongkongi ja Hawaii kaudu.

Kõik meie planeedi mandrid on ümbritsetud ülemaailmse veealuse fiiberoptilise võrguga. Nende FOCLide tähtsus Interneti-tehnoloogiate arendamisel ja Interneti-juurdepääsu pakkumisel tavalised inimesed raske ülehinnata. Seetõttu rajatakse järjest rohkem veealuseid võrke, mille läbilaskevõime suureneb iga järgneva projektiga. Kõiki Maal asuvaid veealuseid FOCL-e on võimatu ühes artiklis kirjeldada, seetõttu oleme loetletud neist vaid mõned.

Allveelaevade fiiberoptika turu areng ja selle suuna väljavaated

Kuna paranevad kiudoptiliste andmete edastamise meetodid, paraneb ka allveelaevade optiliste sideliinide valdkond. Esimestes veealuste fiiberoptilistes liinides paigaldati umbes iga 40-80 km järel kaablitele spetsiaalsed regeneraatorid, mis võimendasid ja taastasid signaali kuju. Ilma selleta ei saaks andmeid edastada tuhandete kilomeetrite ulatuses. Fiiberoptika aastate jooksul on leitud viise, kuidas vähendada abiseadmed sideliinidel, sealhulgas regeneraatoritel. Tänapäeval veealuseid regeneraatoreid praktiliselt ei kasutata tänu signaalivõimenditele ja muudele spetsiaalsetele seadmetele. Aga see tekkis uus turg- allveelaevade fiiberoptiliste liinide signaalivõimendid, mis areneb edukalt ka tänapäeval.

Miks on allveelaevade fiiberoptiliste sideliinide turg paljulubav? Fakt on see, et veealuste sideliinide ehitamine on töömahukas, kulukas ja keeruline protsess. Vaja on erivarustust, alates kaablipaigalduslaevadest kuni liini iga elemendini. Need on kaablid, ühendused, signaalivõimendid, kaablikatted ja palju muud. Seetõttu on tänapäeval maailmas vaid üksikud ettevõtted, kes tegelevad veealuste fiiberoptiliste võrkude seadmete ja komponentide tootmisega.

Ja selline näeb välja merekaabel sektsioonis

Tänapäeval on Huawei Marine Networks, Nexans, Hibernia Atlantic ühed edukamad ja suuremad tegijad allveelaevade fiiberoptiliste liinide turul. Näiteks Huawei ja Hibernia Atlantic juurutasid 2006. aastal Atlandi ookeanis ühiselt 10 Gb/s Etherneti LAN-PHY võrgu. Huawei Marine teeb koostööd ka merealuste fiiberoptiliste kaablite tootjaga Nexans. Viimane andis seadmed Liibya Silphiumi projekti jaoks – veealuste fiiberoptiliste liinide rajamine piki põhja Vahemeri Liibüa ja Kreeka vahel.

Veealuste kiirteede rajamise protsessi odavamaks ja aeganõudvamaks muutmiseks leiutatakse uued andmeedastustehnoloogiad, uued optilised kaablid (töökindlamad ja võimsamad), uued seadmed signaali puhastamiseks ja võimendamiseks. Lisaks vajavad kõik seadmed põhjalikku testimist, enne kui need ookeanide põhjas asuvasse võrku osaks saavad, sest vähimgi viga või defekt võib tulevikus maksta kümneid miljoneid dollareid.

Veel üks probleem - erinevad tingimused veealuse FOCL-i paigaldamine, mis nõuab erinevaid lahendusi. Niisiis, mõned kaablid on paigutatud piki rannajoont ja mandrite vahel kasutatakse mõnda tehnoloogiat - mõnevõrra erinevat. Kõik see on seletatav liinide paigaldamise sügavuse ja terminalijaamade vahelise kaugusega ning rõhu ja toitepingega jne.

Veealuste fiiberoptiliste liinide paigaldamine koosneb mitmest olulisest etapist: pikk ja hoolikas planeerimine (sügavuse mõõtmine, kõige tõhusamate trasside rajamine, võrguliini võrdlemine laevateedega), fiiberoptilise kaabli valimine (paljude katsete läbiviimine, sageli ka tootjatevahelise hanke läbiviimine), kaabli matmine (milleks on ka mitmeid viise), toiteseadmete paigaldamine, võimendite, terminalijaamade jms paigaldus, võrgu katkematu töö loomine, kasutuselevõtt.

Arvestades merealuste kiudoptiliste sideliinide maksumust ja nende nõudluse taset meie ajal, on see tegevusvaldkond äärmiselt paljutõotav ja paljutõotav.

Kirjeldades Internetti töös hoidvate kaablite süsteemi, võrdles Neal Stephenson kunagi Maad arvuti emaplaadiga.

Iga päev näeb tänavatel telefoniposte, mis ühendavad sadu kilomeetreid juhtmeid ja silte, mis hoiatavad maetud fiiberoptiliste liinide eest, kuid tegelikult on see vaid väike osa globaalse võrgu füüsilisest väljanägemisest. Peamised kommunikatsioonid on paigutatud ookeani kõige külmematesse sügavustesse ja tänases artiklis loetleme 10 uudishimulikku fakti nende veealuste kaablite kohta.

1. Kaabli paigaldamine on aeglane, tüütu ja kulukas protsess.

99% rahvusvahelistest andmetest edastatakse juhtmete kaudu, mis asuvad ookeani põhjas, mida nimetatakse merealuste sidekaabliteks. Kokku ületab nende pikkus sadu tuhandeid miile ja selliseid juhtmeid paigaldatakse isegi 9 km sügavusele.

Kaablid paigaldatakse spetsiaalsete paigalduslaevade abil. Nad ei pea mitte ainult põhja külge kinnitatud raskusega traati maha viskama, vaid tagama ka, et see läbiks ainult tasasel pinnal, vältides korallriffe, vrakke ja muid tavalisi takistusi.

Madala vee kaabli läbimõõt on umbes 6 cm, kuid süvaveekaablid on palju peenemad - umbes markeri paksused. Parameetrite erinevus tuleneb tavapärasest haavatavuse tegurist - rohkem kui 2 km sügavusel ei juhtu peaaegu midagi, seega ei pea kaablit tsingitud kaitsekihiga katma. Madalatel sügavustel asuvad juhtmed maetakse põhja, kasutades alla suunatud veejugasid kõrgsurve. Kuigi ühe miili veealuse kaabli paigaldamise hind varieerub sõltuvalt selle kogupikkusest ja otstarbest, maksab protsess alati sadu miljoneid dollareid.

2. Haid üritavad Internetti süüa

Keegi ei tea, miks haidele nii väga meeldib merealuseid kaableid närida. Võib-olla on sellel midagi pistmist elektromagnetväljad. Või on nad lihtsalt uudishimulikud. Või äkki püüavad nad nii meie sideinfrastruktuuri enne maarünnakut hävitada. Tegelikult närivad haid sõna otseses mõttes meie Internetti ja mõnikord kahjustavad traadi isolatsiooni. Vastuseks katavad ettevõtted nagu Google oma suhtlust kaitsva Kevlari kihiga.

3. Internet on vee all sama haavatav kui maa all.

Buldooserid lõhuvad igal aastal maa-aluseid sidekaableid ja kuigi ookeanis sellist ehitustehnikat pole, ähvardab veealuseid juhtmeid palju muid ohte. Lisaks haidele võivad internetikaableid kahjustada laevaankrud, kalavõrgud ja mitmesugused looduskatastroofid.

Üks Torontos asuv ettevõte on teinud ettepaneku paigaldada sellised juhtmed üle Arktika, mis ühendab Tokyot ja Londonit. Varem peetud võimatuks, kuid kliima on muutunud ja tänu sulavale jääle on sellest projektist saanud teostatav, kuid siiski uskumatult kulukas ülesanne.

4. Veealuste kaablite kasutamine pole uus idee.

Veealune telegraaf Ameerika ja Euroopa vahel

1854. aastal alustati esimese transatlantilise telegraafikaabli paigaldamist, mis ühendas Newfoundlandi ja Iirimaa. 4 aasta pärast saadeti esimene ülekanne tekstiga: “Madal, Whitehouse sai viieminutilise signaali. Pooli signaalid on edastamiseks liiga nõrgad. Proovige saata aeglaselt ja mõõdetult. Paigaldasin vahepealse rihmaratta. Vastake mähistega. Nõus, mitte eriti inspireeriv kõne (“Whitehouse” kannab siin nime Wildman Whitehouse (Wildman Whitehouse), kes töötas sel ajal Atlantic Telegraph Company peaelektriku ametikohal).

Sest ajalooline taust: selle nelja kaabli ehitamise aasta jooksul Charles Dickens ( Charles Dickens) jätkas romaanide kirjutamist, Walt Whitman avaldas teose Leaves of Grass, väike kogukond nimega Dallas liideti ametlikult Texase osariigiga ja Abraham Lincoln, kes kandideeris USA senatisse, pidas oma kuulsa kõne teemal "A House Divided".

5. Spioonid armastavad merealuseid kaableid.

Keset külm sõda NSV Liit edastas sageli nõrgalt krüpteeritud teateid oma kahe peamise mereväebaasi vahel. Vene ohvitseride sõnul polnud andmete võimsama krüptimise järele vajadust, kuna aluseid ühendas otse Nõukogude territoriaalvetes asuv veealune sidekaabel, mis kubises kõikvõimalikest anduritest. Nad uskusid, et ameeriklased ei riski kunagi kolmanda alustamisega maailmasõda püüdes neile juhtmetele ligi pääseda.

Nõukogude sõjaväelased ei võtnud arvesse Paltust, spetsiaalselt varustatud allveelaeva, mis suudab kaitseanduritest mööda libiseda. See Ameerika paat leidis veealuse kaabli ja paigaldas sellele hiiglasliku kuulamisseadme, misjärel naasis see iga kuu saidile, et koguda kõik salvestatud sõnumid. Selle operatsiooni, koodnimetusega "Ivy bells", kompromiteeris hiljem endine NSA analüütik Ronald Pelton, kes müüs missiooni kohta teavet "Nõukogudele". Veealuste Interneti-kaablite kuulamine on nüüdseks enamiku spiooniagentuuride tavapärane protseduur.

6 Valitsused kasutavad luuramise vältimiseks merealuseid kaableid

Elektroonilise spionaaži vallas oli USA-l teiste osariikide ees üks märkimisväärne eelis: selle teadlased, insenerid ja korporatsioonid võtsid aktiivselt osa ülemaailmse telekommunikatsiooni infrastruktuuri loomisest. Suured andmevood ületavad USA piiri ja territoriaalveed, mis võimaldab teil pealt kuulata mitut sõnumit.

Kui NSA endise analüütiku Edward Snowdeni varastatud dokumendid avalikkuse ette jõudsid, reageerisid paljud riigid nördinult USA spiooniagentuuride tegevusele, kes jälgisid hoolikalt välisandmete edastamist. Selle tulemusena on mõned osariigid Interneti infrastruktuuri põhjalikult uuendanud. Näiteks Brasiilia otsustas vedada merealuse sidekaabli kuni Portugalini, jättes täielikult USA-st mööda. Pealegi nad ei luba Ameerika ettevõtted osaleda projekti väljatöötamises.

7. Veealused internetikaablid on kiiremad ja odavamad kui satelliidid

Nüüd on meie orbiidil umbes 1000 satelliiti, saadame sonde komeetidele ja plaanime isegi missioone Marsile maandumiseks. Näib, nagu oleks vaja luua kosmoses virtuaalne sidevõrk, kuigi praegune merealuste kaablite kasutamine pole halvem. Kuid kas satelliidid pole seda vananenud tehnoloogiat ületanud? Nagu selgub, ei.

Kuigi kiudoptilised kaablid ja satelliidid leiutati umbes samal ajal, kosmoselaev sellel on kaks olulist puudust: latentsus ja andmete rikkumine. Sõnumite saatmine ruumi ja ruumist võtab tõesti kaua aega.

Samal ajal võivad optilised kiud edastada teavet peaaegu valguse kiirusel. Kui soovite näha, milline oleks Internet ilma veealuste kaabliteta, külastage Antarktikat, ainsat mandrit, millel puudub füüsiline Interneti-ühendus. Kohalikud uurimisjaamad toetuvad suure võimsusega satelliitidele, kuid isegi sellest võimsusest ei piisa kõigi andmete edastamiseks.

8. Unustage kübersõjad – Internetile tõelise kahju tekitamiseks on vaja akvalangivarustust ja paari traadilõikureid

Hea uudis on see, et veealuse sidekaabli lõikamine on üsna keeruline, sest igas sellises juhtmes võib pinge ulatuda mitme tuhande voltini. Kuid nagu 2013. aastal Egiptuses aset leidnud juhtum näitas, on seda täiesti võimalik teha. Seejärel peeti Aleksandriast põhja pool kinni mitu tuukriülikondades inimest, kes tahtlikult lõikasid läbi 12 500-miilise kolme kontinenti ühendava merekaabli. Interneti-ühenduse kiirus Egiptuses vähenes 60% kuni liini taastamiseni.

9. Veealuseid kaableid ei ole lihtne parandada, kuid 150 aasta jooksul oleme õppinud mõned nipid.

Kui arvate, et kaabli vahetamine kohalik võrk, mis on teie laua taga, on raske ja valus protsess, proovige kinnitada kõva aiavoolik ookeanipõhja. Kui veealused kommunikatsioonid on kahjustatud, saadetakse objektile spetsiaalsed remondilaevad. Kui traat on madalas vees, parandavad robotid selle ja lohistavad pinnale. Kui kaabel asub suurel sügavusel (alates 1900 meetrit), lasevad insenerid spetsiaalse käepideme põhja, tõstavad juhtme üles ja parandavad selle otse vee kohal.

10. Veealuste Interneti-juhtmete kasutusiga ei ületa 25 aastat

2014. aasta seisuga on ookeanipõhja veetud 285 sidetraati, millest 22 on siiani kasutamata. Merekaabli kasutusiga ei ületa 25 aastat, sest tulevikus muutub see võimsuse osas majanduslikult kahjumlikuks.

Kuid viimase kümne aasta jooksul on ülemaailmne andmetarbimine kogenud tõelist "plahvatuslikku tõusu". 2013. aastal oli internetiliiklust inimese kohta 5 gigabaiti ja ekspertide hinnangul kasvab see näitaja 2018. aastaks 14 GB-ni. Täiesti võimalik, et sellisega kiire kasv puutume kokku vooluprobleemidega ja oleme sunnitud sidesüsteeme palju sagedamini uuendama. Kuid mõnes kohas on uued faasimodulatsiooni tehnikad ja täiustatud automatiseeritud veealused terminalid suurendanud võimsust 8000%. Nii et ilmselt on veealused juhtmed suurte liiklusvoogude jaoks enam kui valmis.

Kiudoptiline kaabel nimega Marea üle Atlandi ookeani: Virginiast USA-s Bilbaosse Hispaanias. Marea läbilaskevõime on 160 Tbps. See on seni kõrgeima jõudlusega Atlandi-ülene kaabel.

Kaabli pikkus on 6600 kilomeetrit ja keskmine sügavus pikkus on 3,35 kilomeetrit. Marea ehitati vähem kui kahe aastaga, samas kui selliste projektide standardaeg on umbes viis aastat.

Esimene juhe, mille inimesed üle ookeani panid, oli Atlandi-ülene telegraafikaabel. Esimene katse tehti 1857. aastal, kuid kaabel läks katki.

5. augustil 1858 pandi kaabel Valentia ja Newfoundlandi saarte vahele, kuid juba septembris see ebaõnnestus. Pikaajalise ühenduse Euroopa ja Ameerika vahel võimaldas vaid 1866. aastal rajatud kaabel.

2016. aastal lõpetas grupp ettevõtteid, sealhulgas Google, USA-st Jaapanisse suunduva FASTER kaabli paigaldamise. See suudab edastada kuni 60 Tbit andmeid sekundis – käivitamise hetkel oli see kiireim.

Vormiliselt jääb FASTER kiireimaks kaabliks ka praegu - Marea võetakse kasutusele alles 2018. aasta alguses. See saavutab oma täieliku potentsiaali 2025. aastal. Eeldatakse, et selleks ajaks kasvab ülemaailmne liiklustarbimine kaheksa korda.

Selle kasvuga vajavad Microsoft ja Facebook uut kaablit, et oma teenused sujuvalt toimiksid. Microsofti president Brad Smith on Marea tähtsust juba kommenteerinud:

“Marea pandi õigel ajal maha. Atlandi-ülesed kaablid kannavad 55% rohkem andmeid kui kaablid vaikne ookean. Ja 40% rohkem kui USA-d ja Ladina-Ameerikat ühendavad kaablid.

Kindlasti suureneb andmeliiklus üle Atlandi ookeani ning Marea tagab vajaliku ühenduse kvaliteedi USA, Hispaania ja teiste riikide jaoks.

“Kohtusime pidevalt erinevatel üritustel Facebooki esindajatega ja saime aru, et püüame lahendada sama probleemi. Nii et me lõime koostööd ja täiustasime Atlandi-ülest võrku, kavandades uue kaabli,” ütles Frank Ray, pilveinfrastruktuuri juht.