Защо подводните кабели са толкова важни за интернет инфраструктурата

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:

Колко сигурни са данните ви в клауда?