Carl Osborne, viceprezident Taty pro rozvoj globální sítě, vysvětluje podrobnosti.
Čím jste blíže k povrchu, tím více kontejnmentu musíte odolat možnému poškození při přepravě. Zákopy jsou vykopány v mělké vodě, kde jsou položeny kabely. Avšak ve větších hloubkách, jako je tomu v západoevropské pánvi s hloubkou téměř pět a půl kilometru, není nutná ochrana - komerční přeprava neohrožuje kabely dole.
V této hloubce je průměr kabelu pouze 17 mm, je to jako pero s plstěnou špičkou v tlustém izolačním pouzdře z polyethylenu. Měděný vodič je obklopen množstvím ocelových drátů, které chrání jádro z optických vláken, které je vloženo do ocelové trubice o průměru menším než tři milimetry v měkké tixotropní želé. Stíněné kabely jsou vnitřně stejné, ale navíc jsou potaženy jednou nebo více vrstvami z galvanizovaného ocelového drátu ovinutým kolem celého kabelu.
Bez měděného vodiče by neexistoval podmořský kabel. Technologie optických vláken je rychlá a může přenášet téměř neomezené množství dat, ale vlákno nemůže fungovat na velké vzdálenosti bez malé pomoci. Pro zlepšení přenosu světla po celé délce kabelu s optickými vlákny jsou zapotřebí opakovací zařízení - ve skutečnosti zesilovače signálu. Na zemi to lze snadno provést pomocí místní elektřiny, ale v oceánském dně zesilovače odebírají stejnosměrný proud z měděného kabelu. Odkud tento proud pochází? Ze stanic na obou koncích kabelu.
I když to zákazníci nevědí, TGN-A jsou ve skutečnosti dva kabely, které prochází oceánem různými způsoby. Pokud je jeden poškozen, druhý zajistí kontinuitu komunikace. Alternativní TGN-A přistane 110 km (a tři pozemní zesilovače) od hlavního a odtud získává svou energii. Jeden z těchto transatlantických kabelů má 148 zesilovačů, zatímco druhý, delší, má 149.
Vedoucí stanic se snaží vyhnout publicitě, takže zavolám našeho průvodce stanicemi Johnem. John vysvětluje, jak systém funguje:
Propagační video:
"Pro napájení kabelu je na našem konci kladné napětí, ale v New Jersey je to záporné." Snažíme se udržovat proud: napětí může snadno narůstat do odporu na kabelu. Napětí asi 9000 voltů je rozděleno mezi oba konce. Tomu se říká bipolární krmení. Takže asi 4 500 voltů z každého konce. Za normálních podmínek bychom mohli celý kabel nechat běžet bez pomoci Spojených států. ““
Netřeba dodávat, že zesilovače jsou vyrobeny tak, aby vydržely 25 let bez přerušení, protože nikdo by neposlal potápěče dolů ke změně kontaktu. Ale při pohledu na vzorek samotného kabelu, uvnitř kterého je pouze osm optických vláken, není možné si myslet, že se všemi těmito snahami musí existovat něco víc.
„Všechno je omezeno velikostí zesilovačů. Osm dvojic vláken vyžaduje zesilovače dvojnásobné velikosti, “vysvětluje John. A čím více zesilovačů, tím více energie je potřeba.
Ve stanici tvoří osm vodičů tvořících TGN-A čtyři páry, z nichž každý obsahuje přijímací vlákno a vysílací vlákno. Každý drát je natřen jinou barvou, takže v případě poruchy a potřeby opravy na moři mohou technici pochopit, jak znovu sestavit vše v původním stavu. Podobně mohou pracovníci na pevnině zjistit, co vložit, když jsou připojeni k terminálu podmořské linky (SLTE).
Opravy kabelů na moři
Peter Jamieson, specialista na podporu vláken společnosti Virgin Media, referuje o opravách kabelů.
„Jakmile je kabel nalezen a přiveden k opravě na loď, je nainstalován nový kus nepoškozeného kabelu. Dálkově ovládané zařízení se poté vrací ke dnu, najde druhý konec kabelu a provede připojení. Poté je kabel pomocí vysokotlakého vodního paprsku zahrabán do dna maximálně jeden a půl metru, “říká.
„Oprava obvykle trvá asi deset dní ode dne odjezdu opravného plavidla, z nichž čtyři až pět dnů pracuje přímo v místě poruchy. Naštěstí je to vzácné: Virgin Media se za posledních sedm let setkala pouze se dvěma. “
QAM, DWDM, QPSK …
Se zavedenými kabely a zesilovači - pravděpodobně po celá desetiletí - nelze v oceánu upravovat nic jiného. Šířka pásma, latence a vše související s kvalitou služeb je na stanicích regulováno.
"Oprava chyby dopředu se používá k pochopení vysílaného signálu a modulační techniky se změnily se zvyšujícím se objemem přenosu přenášeným signálem," říká Osborne. „QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) a BPSK (Binary Phase Shift Keying), někdy označované jako PRK (Double Phase Shift Keying) nebo 2PSK, jsou techniky modulace dlouhého dosahu. 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) by bylo použito v kratších podmořských kabelových systémech a vyvíjí se technologie 8QAM, mezi 16QAM a BPSK.
Technologie DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) se používá ke kombinování různých datových kanálů ak přenosu těchto signálů na různých frekvencích - světlem ve specifickém barevném spektru - přes optický kabel. Ve skutečnosti tvoří mnoho virtuálních optických vláken. To dramaticky zvyšuje propustnost vlákna.
Dnes má každý ze čtyř párů šířku pásma 10 Tbit / sa může dosáhnout kabelem TGN-A až 40 Tbit / s. V té době byl maximálním potenciálem tohoto kabelu Tata 8 Tbps. Jakmile začnou systém používat noví uživatelé, využívají volnou kapacitu, ale to nás nezbaví chudoby: systém má stále ještě 80% potenciálu a v příštích letech bude pomocí dalšího nového kódování nebo zvýšeného multiplexování téměř jistě možné zvýšit propustnost.
Jedním z hlavních problémů ovlivňujících aplikaci fotonických komunikačních linek je disperze v optických vláknech. Toto je jméno toho, co designéři zahrnují při navrhování kabelu, protože některé části vlákna mají pozitivní disperzi a některé mají negativní disperzi. A pokud potřebujete provést opravy, musíte mít jistotu, že máte po ruce kabel se správnou disperzí. Na souši je elektronická kompenzace disperze úkolem, který je neustále optimalizován pro zpracování nejslabších signálů.
"K vynucení disperzní kompenzace jsme používali cívky z vlákna," říká John, "ale nyní se to všechno provádí elektronicky. Je mnohem přesnější zvýšit propustnost. “Takže nyní, namísto zpočátku nabízíme uživatelům 1, 10 nebo 40 gigabitová vlákna, díky technologiím, které se v posledních letech zlepšily, můžete připravit „kapky“po 100 gigabitech.
Když už mluvíme o správě kabelů, Osborne říká:
„Kabely, které vedou od pláže, mají tři hlavní části: vlákno, které nese provoz, elektrické vedení a zemi. Vlákno, na kterém se provozuje, je vlákno, které se táhne přes tu krabici. Linie síly se odbočuje v jiném segmentu na území tohoto objektu"
Skluzový žlab nadzemního žlutého vlákna se plazí k rozvodným panelům, které budou provádět různé úkoly, včetně demultiplexování příchozích signálů, aby bylo možné oddělit různá frekvenční pásma. Představují potenciální „ztrátovou“stránku, kde lze jednotlivá spojení přerušit bez vstupu do pozemní sítě.
John říká: „Přicházejí kanály o rychlosti 100 Gb / s a máte 10 klientů Gbps: 10 až 10. Rovněž zákazníkům nabízíme čistých 100 Gb / s.“
"Vše záleží na přání klienta," dodává Osborne. „Pokud potřebují jediný kanál o rychlosti 100 Gbps, který pochází z jednoho z přístrojových panelů, může být přímo poskytnut spotřebiteli. Pokud klient potřebuje něco pomalejšího, pak ano, bude muset dodávat provoz na další zařízení, kde může být rozděleno na části nižší rychlostí. Máme klienty, kteří si koupili pronajatou linku o rychlosti 100 Gb / s, ale není jich tolik. Každý malý poskytovatel, který chce od nás koupit přenosovou kapacitu, by raději vybral linku 10 Gbps. “
Podmořské kabely poskytují mnoho gigabitů šířky pásma, které lze použít pro pronajaté linky mezi dvěma kancelářemi společnosti, takže lze například uskutečnit hlasová volání. Celou šířku pásma lze rozšířit na úroveň služeb páteřní sítě Internet. A každá z těchto platforem je vybavena různými samostatně ovládanými zařízeními.
„Většina šířky pásma poskytovaná kabelem se používá buď k napájení vlastního internetu, nebo se prodává jako přenosová vedení dalším velkoobchodním internetovým společnostem, jako je BT, Verizon a další mezinárodní operátoři, kteří nemají vlastní kabely na mořském dně, a proto koupit přístup k přenosu informací od nás."
Vysoké distribuční desky podporují různé optické kabely, které sdílejí 10 Gigabitové spojení se zákazníky. Pokud chcete zvýšit propustnost, je to téměř stejně snadné jako objednání dalších modulů a jejich napěchování do polic - to je to, co průmysl říká, když chtějí popsat, jak velká pole polí fungují.
John poukazuje na existující systém 560 Gb / s zákazníka (postavený na 40G technologii), který byl nedávno aktualizován o dalších 1,6Tbps. Další kapacity bylo dosaženo pomocí dvou dalších modulů 800 Gbps, které pracují na technologii 100G s přenosem více než 2,1 Tbps. Když mluví o dané úloze, zdá se, že nejdelší fáze procesu čeká na objevení nových modulů.
Všechna infrastrukturní zařízení sítě Tata mají kopie, proto jsou zde dva prostory SLT1 a SLT2. Jeden atlantský systém, vnitřně pojmenovaný S1, je nalevo od SLT1 a kabel z východní Evropy do Portugalska se nazývá C1 a je umístěn vpravo. Na druhé straně budovy jsou SLT2 a Atlantic S2, které jsou spolu s C2 spojeny se Španělskem.
V nedalekém odděleném prostoru se nachází pozemní místnost, která mimo jiné odpovídá za řízení toku provozu do londýnského datového centra Tata. Jedním z transatlantických dvojic vláken jsou vlastně údaje o dumpingu na nesprávném místě. Je to další pár, který pokračuje na cestě do londýnské kanceláře Tata z New Jersey, aby se minimalizovala zpoždění signálu. Mluvíme-li o tom: John zkontroloval data latence signálu procházejícího přes dva atlantické kabely; nejkratší cesta dosáhne rychlosti zpoždění paketových dat (PGD) 66,5 ms, zatímco nejdelší dosáhne 66,9 ms. Vaše informace jsou tedy přepravovány rychlostí asi 703 759 397,7 km / h. Tak rychle?
Popisuje hlavní problémy, které se v tomto ohledu objevují: „Pokaždé, když přepneme z optického na nízkoproudý kabel a poté znovu na optický, prodlužuje se doba zpoždění. Nyní, s vysoce kvalitní optikou a výkonnějšími zesilovači, je potřeba reprodukovat signál minimalizována. Mezi další faktory patří omezení úrovně energie, která může být vysílána přes podmořské kabely. Přecházející přes Atlantik zůstává signál po celou dobu optický. “
Energie nočních můr
Nemůžete navštívit kabeláž nebo datové centrum a nevšimněte si, kolik energie je tam potřeba: nejen pro zařízení v telekomunikačních stojanech, ale také pro chladiče - systémy, které zabraňují přehřátí serverů a přepínačů. A protože místo instalace podmořského kabelu má neobvyklé energetické požadavky kvůli svým podmořským opakovačům, nejsou jeho záložní systémy běžné.
Pokud půjdeme do jedné z baterií, místo polic s náhradními bateriemi od Yuasa - jejichž tvarový faktor se nijak zvlášť neliší od těch, které jsou vidět v autě - uvidíme, že místnost je spíše lékařským experimentem. Je naplněna obrovskými olověnými bateriemi v průhledných nádržích, které vypadají jako cizí mozky ve sklenicích. Tato sada 2V baterií bez nutnosti údržby s 50letou životností zvyšuje až 1600 Ah na 4 hodiny zaručené životnosti baterie.
Nabíječky, které jsou ve skutečnosti proudovými usměrňovači, zajišťují napětí v otevřeném obvodu pro udržení nabití baterií (uzavřené olověné akumulátory musí být někdy dobíjeny na volnoběh, jinak ztratí své užitečné vlastnosti v průběhu času v důsledku tak zvaného sulfatačního procesu - přibl. Newthat). Vedou také stejnosměrné napětí pro police do budovy. Uvnitř místnosti jsou ve velkých modrých skříních dva zdroje napájení. Jeden napájí kabel Atlantiku S1, druhý Portugalsko C1. Digitální displej zobrazuje pro napájení Atlantiku 4100 V při přibližně 600 mA, druhý zobrazuje mírně více než 1500 V při 650 mA pro napájení C1.
John popisuje konfiguraci:
„Zdroj napájení se skládá ze dvou samostatných převodníků. Každý z nich má tři úrovně výkonu a může napájet 3000 VDC. Tento jediný kabinet může napájet celý kabel, to znamená, že máme n + 1 rezervy, protože máme dva z nich. Pravděpodobně dokonce n + 3, protože i když oba převaděče padnou v New Jersey a ještě jeden zde, budeme stále moci napájet kabel. ““
John odhalil některé velmi sofistikované spínací mechanismy a vysvětlil řídicí systém: „Takto to v podstatě zapínáme a vypínáme. Pokud se vyskytne problém s kabelem, musíme na jeho opravě spolupracovat s lodí. Existuje řada postupů, které musíme projít, abychom zajistili bezpečnost dříve, než posádka lodi začne pracovat. Napětí je samozřejmě tak vysoké, že je smrtelné, takže musíme posílat zprávy o energetické bezpečnosti. Oznamujeme, že je kabel uzemněn a že reagují. Všechno je propojeno, takže se můžete ujistit, že je vše v bezpečí. “
Zařízení má také dva dieselové generátory 2 MVA (megavolt-ampér - přibližně nové než). Samozřejmě, protože vše je duplikováno, druhý je náhradní. Existují také tři obrovské chladicí jednotky, i když zřejmě potřebují pouze jednu. Jednou za měsíc je náhradní generátor zkontrolován při zatížení a dvakrát ročně je celá budova spuštěna při zatížení. Protože je budova také střediskem pro zpracování a ukládání dat, vyžaduje se to pro akreditaci smlouvy o úrovni služeb (SLA) a Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO).
V typickém měsíci v zařízení dosáhne účet za elektřinu snadno 5 číslic.
Jak funguje poskytovatel infrastruktury
Jako mezinárodní kabelový systém čelí poskytovatelé služeb po celém světě stejným výzvám: poškození pozemních kabelů, k nimž nejčastěji dochází na staveništích v méně pečlivě monitorovaných oblastech. To jsou samozřejmě kotvy na dně moře, které ztratily svou trajektorii. Navíc nezapomeňte na útoky DDoS, ve kterých jsou systémy napadeny a veškerá dostupná šířka pásma je plná provozu. Tým je samozřejmě dobře vybaven pro řešení těchto hrozeb.
„Zařízení je nastaveno tak, aby sledovalo typické dopravní vzorce, které se očekávají během konkrétního denního období. Mohou průběžně kontrolovat provoz mezi 16:00 minulého čtvrtek a dnes. Pokud kontrola odhalí něco neobvyklého, zařízení může preventivně zabránit narušení a přesměrovat provoz pomocí jiného firewallu, který může vyloučit jakékoli narušení. Tomu se říká produktivní zmírnění DDoS. Její další typ je vzájemný. V tomto případě nám může spotřebitel říct: „Oh, mám dnes v systému hrozbu. Raději byste měli být ve střehu. “I tak však můžeme filtrovat jako proaktivní opatření. Existuje také legální činnost, o které budeme informováni, například Glastonbury (UK Music Festival - přibližně nový),takže při prodeji vstupenek nebude zvýšená úroveň aktivity blokována. “
Systémovou latenci musí také aktivně sledovat klienti jako Citrix, kteří provozují virtualizační služby a cloudové aplikace, které jsou citlivé na výraznou latenci sítě. Potřeba rychlosti je oceňována takovým klientem jako je Formule 1. Tata Communications provozuje závodní síťovou infrastrukturu pro všechny týmy a různé subjekty televizního vysílání.
A mimochodem, pokud jste zvědaví, jak záložní systémy fungují, mají 360 baterií na UPS a 8 nepřerušitelných zdrojů napájení. To přidá až 2 800 baterií a protože každá váží 32 kg, jejich celková hmotnost je asi 96 tun. Životnost baterií je 10 let a každá z nich je individuálně sledována z hlediska teploty, vlhkosti, odporu a dalších indikátorů, nepřetržitě kontrolovaná. Po úplném načtení budou moci udržovat datové centrum v provozu po dobu asi 8 minut, což generátorům poskytne spoustu času na zapnutí.
Centrum má 6 generátorů - tři pro každou halu datového centra. Každý generátor zvládne plné zatížení centra - 1,6 MVA. Každá z nich produkuje 1280 kilowattů energie. Obecně dostává 6 MVA - toto množství energie by asi stačilo k poskytnutí energie polovině města. Ve středu je také sedmý generátor, který pokrývá spotřebu energie potřebné k údržbě budovy. Místnost obsahuje asi 8000 litrů paliva - dost, aby přežila den v plném stavu. Při plném spalování paliva za hodinu se spotřebuje 220 litrů nafty, což by znamenalo, že pokud by to bylo auto s rychlostí 96 km / h, mohlo by to skromných 235 litrů na 100 km na novou úroveň - čísla, díky nimž bude Humvee vypadat jako jako Prius.
Tým NewWho pracoval na překladu: Vlada Olshanskaya, Nikita Pinchuk, Alexander Pozdeev, Georgy Leshkasheli, Olya Kuznetsova a Kirill Kozlovsky. Redakce: Anna Nebolsina, Roman Vshivtsev a Artyom Slobodchikov