Защо подводните кабели са толкова важни за интернет инфраструктурата

14.09.2021 93 0

Вече зависим много от безжичните технологии за комуникационните ни нужди. Всъщност, повече от половината от интернет трафика вече се генерира през мобилни устройства. Най-вероятно четете тази статия на мобилен телефон. Искате ли да узнаете една малка тайна? Мобилните мрежи и почти всички други начини за интернет връзка разчитат на кабелите. Повечето комуникации по света не се пренасят по сателит, а чрез сериозни кабели, които свързват различните точки.

И това не се случва само на сушата. Всъщност, повечето глобални комуникации разчитат на огромна и сложна мрежа от подводни кабели. По света вече са положени десетки хиляди километри подводни кабели, които опасват морското и океанското дъно. И много от тях наистина минават по цялата ширина на Атлантическия и Тихия океан. Някои от тях дори минават по дългия път от САЩ чак до Австралия. Няколко кабела са по над 10 000 км. дълги всеки.

Както си представяте, произвеждането, инсталирането и поддръжката на тази инфраструктура е едновременно скъпо и много трудно. Това е станало цяла индустрия и много от водещите ИТ гиганти по света са двигателите зад инсталирането на подводните кабели. Това не е изненада, защото именно тези компании разчитат на качествена и високоскоростна връзка, за да осигуряват услугите си за корпоративни и крайни клиенти. Нека да разгледаме подводните кабели и да научим повече за тях.

Кратка история

Подводните кабели не са нова технология. Те датират от средата на 19-ти век, когато са първо използвани за предаването на сигнал от телеграф. Първият трансатлантически кабел започва работа на 16-ти август 1858г. След това следват кабели за телефонни сигнали, а след тях и за данни. Днес чрез такива кабели се пренасят всякакви данни и сигнали, включително и за интернет трафика.

Първите подводни кабели са създадени дори по-рано от това и са използвани, за да свържат островите на Великобритания с Европа. Когато първият трансатлантически кабел заработва, събитието е отбелязано с изпращането на първото съобщение от кралица Виктория до президент Джеймс Бюканън. Нужни са 16 часа, за да пристигне съобщението, а самият кабел се разпада след по-малко от месец заради солената вода и суровите условия. Дори и това обаче е достатъчно да покаже потенциала на подводните кабели и мотивира създаването на компании, които работят по технологията и да я усъвършенстват.

От какво са направени

Модерните подводни кабели използват оптични влакна, за да пренасят данните бързо и надеждно. Подобен кабел може да има групи от стотици влакна, за да гарантира достатъчно капацитет, който да се справя с постоянен и огромен поток от данни. Разбира се, това далеч не е всичко, което съставя един подводен кабел. Той е покрит с няколко слоя различни материали, за да бъде защитен от солената вода и останалите рискове. Сред тези материали може да е алуминий, стомана, поликарбонат и други материали. Така се осигурява защита от солта, различни рискове и дори потенциални пречещи сигнали.

Днес подводните кабели са много по-сложни от първоначалните. Типичният такъв кабел може да тежи средно около 1.4 тона на километър. Теглото може да е още по-голямо в секциите покрай брега и с плитчини. Това е така, защото там се добавят още защитни слоеве, които да предпазват кабела от морските животни, котви и рибарско оборудване. Следователно в тези зони кабелът е още по-широк и тежък. В дълбоки води, типичният кабел е с приблизителната дебелина на градински маркуч.

Сега подводни кабели свързват всички континенти без Антарктида. Чрез тях са свързани и повечето от обитаемите острови, включително много от основните тихоокеански държави. Да, дори и там интернет връзката е осигурена предимно през кабел, докато сателитите осигуряват допълнителен капацитет и резерв.

Как се инсталират и поддържат

На пръв поглед полагането на такъв кабел може да изглежда лесно. Просто се взима кораб, малко тежести и кабелът се пуска във водата. Но почакайте, има още. Всъщност, процесът за инсталиране и поддръжка на подводните кабели е много по-сложен.

Първо, трябва специален кораб. Той трябва да е оборудван с подобаващи машини и да има конкретни способности. Те могат да варират доста в зависимост от условията и местоположението. Например има различни техники, които се използват за крайбрежни кабели, за такива в плитки води, за каменисто дъно, за дълбоки води и др.

В повечето случаи корабът дърпа подводен плуг по морското дъно и създава бразда, в която кабелът ще бъде положен. След това второ устройство полага кабела в браздата и го зарива. Кабелите за захранване на машините, веригата за теглене и самият ИТ кабел се подават директно от кораба. Така че в този момент има риск животни да се оплетат в тях докато тече инсталацията. За щастие, този риск е сравнително нисък. Преди 1966 г. има 16 документирани случая на китове, които са се оплитали в подводните телеграфни кабели. Има и няколко случая, в които акули са захапвали подводни интернет кабели, като се смята, че са привлечени от електричеството в тях. След като кабелите се заровят, рискът от подобни инциденти е минимален.

Именно затова процесът по заравяне на кабелите е много важен. За да се потвърди, че е направено както трябва, камера и магнитометър проверяват процеса по подаване, полагане и заравяне на кабела. Самият процес е разработен така, че да има минимално отражение върху околната среда. Понякога заравянето може да бъде отделено и като втори, самостоятелен процес, в зависимост от необходимостта.

Може ли да повторите това, моля?

Към кабела се добавя и допълнително оборудване. На всеки около 60 км. се добавя репитер, който да „повтори“, т.е. усили сигнала. Без репитер, сигналът ще загуби сила и няма да стигне дестинацията си. Има определена загуба, която се реализира естествено с увеличаване на разстоянието. Репитерите са сложни устройства, които се използват за оптично усилване на сигнала. Най-често се използва един репитер за всяка двойка влакна. Предпочитани са оптичните репитери, защото няма нужда от електроника, която да се добавя в тях, за да обработва сигнала. Това позволява използването на улеснена и по-надеждна система и стабилна работа.

Всеки репитер има нужда и от енергия. Най-често тя идва по самия кабел. Наземните станции осигуряват електричеството, като могат да го изпращат по проводимите слоеве на самия кабел. Друг вариант е чрез добавяне на електрически жици в кабела. И в двата случая така енергията достига до репитерите и осигурява тяхната работа.

Както споменахме, електричеството идва от наземните станции. Това са крайните точки на кабела, които могат да бъдат само две в двата края или няколко. Много често кабелите, особено крайбрежните, имат няколко свързочни точки. Коя станция ще осигури електричеството, може да се избира и променя според необходимостта. Понякога се правят различни комбинации, за да се осигури достатъчно енергия за цялата дължина на кабела.

Като се има предвид всичко, модерните подводни кабели са направени с цел за средностатистически живот от 25 години всеки. Разбира се, това време може да бъде много различно в зависимост от мястото, условията, инциденти и природни бедствия.

Когато стане инцидент, започва много дълъг и сложен процес. Първо, може да са нужни няколко дни само, за да се достигне до мястото на повредата или дори просто да бъде локализирано къде е. За целта е нужна специална техника за подводни изследвания, които да сканират и открият проблема. След това корабът трябва да пропътува разстоянието до там и екипът да започне работа. Някои поправки са сравнително лесни, но може да се наложи кабелът да бъде вързан и издърпан до кораба. На борда се заменя повредената секция. След това кабелът отново трябва да бъде върнат на дъното, положен и заровен наново. Както се вижда, това е доста дълъг, сложен и скъп процес, а през цялото това време кабелът не работи. Затова са нужни множество кабели, които да гарантират, че глобалните комуникации могат да продължават без прекъсвания.

Бъдещето на подводните кабели

Често в специализираната преса има новини, които казват, че Google, Facebook и други ИТ гиганти „изграждат подводни кабели“. Всъщност, в повечето случаи те финансират процеса, но той реално се извършва от специализирани компании. Самите ИТ гиганти и много телекоми работят по подобряването на технологиите за подводни кабели. И много често работят заедно по тези проекти, защото те са от полза за всички.

Такъв е случаят с кабела Echo, който се финансира от Facebook и Google. И двете компании имат дейта центрове по целия свят и инвестират сериозно в инфраструктура. Кабелите Echo и Bitfrost се планират и разработват в момента, като с тях трябва да се увеличи капацитетът на пренос на данни през Тихия океан със 70%. И двата кабела ще започват от Сингапур и Индонезия и ще достигат САЩ.

TeleGeography казва, че Google има дял в поне 16 налични и планирани подводни кабела по света. Компанията е едноличен собственик и на 5 от тези кабела. Facebook няма изцяло собствени кабели, но има частичен (често водещ) дял в 13 трасета. Amazon и Microsoft също имат участие в подобни проекти, съответно два и три кабела, като са купили и основния наличен капацитет в няколко други.

Това е промяна спрямо миналото, когато телекомите притежаваха кабелите. С ръста на Интернет ерата обаче, групата Big Tech започна да променя нещата. През последните около 10 години Big Tech започна да изгражда кабели със собствени средства и проекти. Те просто не можеха да чакат.

Освен това има и друг проблем. Много от оригиналните подводни оптични кабели наближават време за пенсиониране. Те трябва да бъдат заменени. Този процес вече се случва и също има голяма промяна. Старите кабели бяха собственост на телекомите, но наследниците им най-често са финансирани от ИТ гиганти.

Технологията също се развива. NEC вече работи по система с 24 влакна в един кабел. В момента има 16 влакна в кабел, като често има по няколко кабела в един сноп. Така че колкото повече влакна има, толкова по-голям е капацитетът. А тъй като генерирането и консумацията на данни тепърва ще става все по-голямо и ще расте все по-бързо, нуждата от такива кабели винаги ще бъде много голяма. Това е бизнес, който има гарантирана дългосрочност, но високата степен на сложност, огромните разходи и ниската възвръщаемост го правят сериозно предизвикателство за почти всички. Именно затова интернет гигантите се превръщат в негов двигател, защото те могат да компенсират инвестицията чрез другите си приходи.

Може да прочетете последната статия от същия автор оттук:

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван.