Интернет подводный кабель: как работает огромная сеть подводных кабелей, которая обеспечивает мир интернетом — Жизнь на DTF

Интернет на дне океана — ТОП-5 фактов про подводные кабели

Возможно, вы догадываетесь кто проживает на дне океана. Но знаете ли вы, что там есть интернет? А что все континенты связаны между собой кабелями, которые проложены под водой? Команда GigaTrans собрала ТОП-5 самых интересных фактов про интернет-кабели на дне океанов.

Подводный кабель укладывают специальные корабли

Прокладка кабеля — это многолетний процесс, который стоит миллионы долларов. 

У закладки подводного кабеля много особенностей. Процесс начинается с просмотра военно-морских карт, чтобы проложить лучший маршрут. Кабель лучше всего прокладывать на большой глубине — там ему ничего не грозит, кроме морской воды и давления. Чем ближе к берегу, тем ситуация становится сложнее. Кабель, толщиной всего в несколько сантиметров, должен быть защищен от окружающей среды. Поэтому кабель, который прокладывают на мелкой береговой линии с большим количеством камней, специалисты дополнительно покрывают броней.

Кабель укладывают специальные судна. 

Корабли-кабелеукладчики наносят на карту морского дна траекторию, по которой в будущем проложат кабель. Специалисты избегают мест, где много подводных течений, вулканических зон и резких перепадов высот на дне.

Когда маршрут проложен, а береговые соединения надежно закреплены, судна начинают укладывать кабель. Поскольку процесс сложный, работы могут длиться до нескольких лет.

Крупнейший подводный кабель укладывали более двух лет

Кабель Marea длиной 6 тысяч километров, соединяет США и Южную Европу. Работы по его закладке заняли несколько лет, ведь весит он более 4,6 миллионов килограмм — что в среднем равно весу 32 синих китов. 

Сегодня Marea считается одним из наиболее высокопроизводительных кабелей в мире. Исследования 2020 года установили отраслевой рекорд — скорость передачи данных по кабелю Marea достигла значения 30 Тбит/с.

Подводные кабели не уступают по скорости и цене даже спутникам

В эпоху технологий, кажется, что космос — это идеальное место для соединения «всемирной паутины», а используемая с 1960 года закладка подводных кабелей, давно устарела. Но и сегодня кабель остается лучшим способом передачи информации.

Главный недостаток «космической связи» — задержка и потеря битов. Для отправки сообщения в космос и получения ответа нужно время. А с помощью кабеля информацию отправить проще и быстрее. 

Исследователи из Саутгемптонского университета в Англии создали оптические волокна, которые могут передавать данные со скоростью 99,7% от предельной скорости Вселенной (скорости света). Передача данных с помощью таких волокон достигла 73,7 Тб/с. А спутники в среднем обеспечивают скорость загрузки всего лишь до 60 Мбит/с, что. Это в миллион раз медленнее. 

Чтобы по-настоящему «содрогнуть» мир интернета вам понадобится акваланг и пара кусачек

Подводный кабель крайне сложно перерезать – и дело не только в его толщине. Через него проходит более тысячи смертоносных вольт, что в опасно для жизни. Но несмотря на это, повреждения кабелей под водой случаются.

Эксперты TeleGeography привели интересную статистику насчет основных причин повреждений подводных кабелей

Рыболовля

Бросание корабельных кабелей

Природные явления

Разрушения материалов

Другая деятельность

Более 74% повреждений случаются по вине человека. Иногда такие обрывы телеком-линий становятся громкими историями.

В 2013 году в Египте была задержана группа аквалангистов, которая пыталась вырезать часть кабеля в Средиземном море. Он обеспечивал передачу данных между тремя континентами. Из-за обрыва скорость передачи данных в Египте упала на 60%, а суточный простой обошелся Египту в 64 миллиона долларов.

Подводные кабели — находка для шпиона

Учитывая, что подводные кабеля соединяют целые государства, по ним порой передается крайне важная информация. И завладеть ее хотят многие.

Во времена Холодной войны СССР передавала с помощью подводных кабелей конфиденциальную информацию между своими военно-морскими базами. Шифрованию особо внимания не уделили, так как кабель лежал в труднодоступном месте — морском дне. 

Американская подлодка обнаружила кабель и установила на нем подслушивающее устройство. И на протяжении более двух месяцев американцы получали “секретную” информацию от советских властей.

Команда GigaTrans строит “телеком-империю” на суше

Команда телеком-оператора GigaTrans еще не закладывала кабель на дне океана, но мы активно строим нашу сеть на суше.  

В 2020 году наши специалисты проложили больше 90 километров кабеля.  Это больше, чем расстояние между европейскими столицами — Веной и Братиславой. 

Благодаря собственной строительной бригаде, мы выполняем весь спектр работ по проектированию и закладыванию кабельной сети. Это дает нашей команде возможность быстро подключать клиентов из различных сфер бизнеса и реализовывать IT-проекты любой сложности.

Текст: Мария Мухина, Геннадий Матвиенко.

новые магистрали, суда и возможности / Хабр

Относительно недавно, в ноябре 2021 года, протяженность подводных интернет-магистралей превысила 1 млн километров. Несмотря на различные проблемы в экономике, проекты в этой отрасли продолжают развиваться, а интернет-инфраструктура — расширяться. Совсем недавно начала работать новая магистраль стоимостью в $1 млрд, плюс появилось еще несколько проектов, о которых стоит знать. Все это — под катом.

Что это за магистраль ценой в $1 млрд?

Реь идет о проекте корпорации Google, который проложил интернет-кабель длиной в 15 тыс. км между Западной Европой и Южной Африкой. Пропускная способность этой магистрали — 150 Тбит/c. Называется магистраль Equiano, она названа в честь писателя Олауда Эквиано (Olaudah Equiano).

У кабеля 9 ответвлений, состоит он из 12 оптоволоконных пар, технология — SDM (Space Division Multiplexing). В августе 2022 года кабель довели до конечной точки, которая располагается в окрестностях Кейптауна, а примерно неделю назад представители Google провели церемонию открытия.

По мнению авторов проекта, запуск столь протяженной магистрали с высокой пропускной способностью даст толчок экономическому развитию регионов, к которым он проложен. Так, по оценке экономистов, можно рассчитывать на появление новых 1,6 млн рабочих мест, а также на падение стоимости интернет-связи примерно на 20%.

Проект реализовывался около 2 лет, он один из крупнейших, которыми когда-либо занималась корпорация Google. Компания опубликовала сообщение, в котором говорится о том, что пропускная способность магистрали в 20 раз больше, чем любого из подводных интернет-кабелей, которые были проложены ранее в этом регионе.

Стоит отметить, что в течение последующих пары лет в этом же регионе появится и еще одна магистраль, которая называется 2Africa. За ее прокладку и ввод в эксплуатацию отвечает Meta. Согласно плану оператора, кабель в итоге соединит сразу три континента, включая Европу, Азию и Африку. Общая протяженность кабеля составит свыше 45 тыс. км, что близко к мировому рекорду. Google также является одним из участников этого проекта. Точки доступа кабеля будут доступны в Омане, ОАЭ, Катаре, Бахрейне, Кувейте, Ираке, Пакистане, Индии и Саудовской Аравии. Кроме того, страны Африки будут соединены между собой перекрестным подключением, а не только иметь доступ к магистрали.

350 Тбит/с между США и Японией

Еще одна современная подводная магистраль в скором будущем соединит Калифорнию (США) с префектурами Японии Тибпа и Миэ. Протяженность ее — около 10 тыс. км, по словам авторов проекта, она призвана обеспечить максимальную пропускную способность между США и Японией. Правда, ожидать запуска проекта придется около двух лет — по плану, ввод магистрали в работу намечен на конец 2024 года.

Достоинством магистрали является повышенная устойчивость к природным явлениям вроде землетрясений, которые очень часто случаются в Японии и на побережье. Многие помнят историю с островным королевством Тонга, которое лишилось интернета на продолжительное время из-за извержения вулкана. Это случилось 14 января, когда проснулся вулкан Хунга-Тонга-Хунга-Хаапай. После извержения вышла из строя как сотовая связь, так и интернет. Немудрено, поскольку сила подводного извержения была сравнима со взрывом мощностью 10 мегатонн в тротиловом эквиваленте.

Для многих жителей огромной проблемой стало еще одно последствие извержения — порыв подводного кабеля связи, который был проложен в 2013 году. Благодаря ему королевство стало частью глобальной экономической системы, несмотря на свою удаленность от большинства крупных стран. Теперь государство словно вернулось в прошлое, когда не было ни интернета, ни телефонов. В общем, инженеры новой магистрали, которая будет проходить по тектонически и сейсмически активному региону, учли ошибки и проблемы прошлых проектов. Вероятно, если случится какое-то извержение непосредственно в точке пролегания магистрали около Японии, то помочь магистрали все же не получится, но от более слабых воздействий он защищен.

В проекте задействована технология WSS (Wavelength selective switching), благодаря которой можно будет изменять пропускную способность каждого маршрута, давая возможность системе весьма гибко реагировать на динамику трафика. Называется магистраль JUNO, а ее пропускная способность, как и говорилось выше, составит целых 350 Тбит/с.

Новое судно для прокладки подводных кабелей у Optic Marine

Несмотря на то, что протяженность подводных интернет-магистралей превысила 1 млн км, о чем говорилось выше, судов для прокладки таких кабелей не так много, как могло бы показаться. На данный момент их около 60, причем в эксплуатацию они вводятся крайне редко. С 2004 по 2010 новых судов не было, лишь пять из них спущены на воду с 2011 по 2020 годы. За последние пять лет запущены в эксплуатацию еще три судна, и одно из них стало покорять морские просторы (ну или глубины, как угодно) совсем недавно.

В конце лета этого года в эксплуатацию введено судно CS Cable Vigilance. Оно будет работать в Атлантике. Создание каждого такого судна — весьма весомый в плане финансов проект, поэтому текущую разработку финансировали несколько банков, а также компании AIA, MIDF Ventures. На текущий момент у компании Optic Marine пять судов. То, о котором идет речь, сможет не только прокладывать новые, но и заниматься устранением неполадок на уже проложенных магистралях. В его инвентаре несколько современных инструментов, включая подводный беспилотник.

Интересный факт — большинство судов, которые занимаются прокладкой подводных интернет-магистралей, гораздо старше 10 лет. Так, возраст большинства от 20 до 30 лет, плюс 19 судов старше 30 лет. А срок службы одного из них и вовсе перевалил за полсотни лет.

Нужно больше кабелей

Действительно, чем их будет больше, тем меньше вероятность, что из-за неожиданного каприза природы вроде очередного катаклизма пропадет связь у какой-то части населения нашего огромного мира. Понятно, что у компаний свой интерес в прокладке кабелей, чисто коммерческий, но с увеличением протяженности и общим расширением интернет-инфраструктуры выигрывают пользователи — как обычные, так и корпоративные.

Пример одного из таких повреждений, который повлиял не на отдельно взятое островное королевство, а на миллионы людей — повреждение сети Asia-Africa-Europe-1 (AAE-1) протяженностью в 25 тыс. км летом 2022 года. В итоге перебои с интернетом возникли на востоке Африки, на Ближнем Востоке и в Азии, включая Пакистан, Сомали, Джибути и Саудовскую Аравию.

Понятно, что другие участки сети взяли на себя дополнительную нагрузку, но помогло это не всем и не везде. Тогда повезло, что повреждение кабеля было на территории Египта, на суше, а не под водой.

Так что чем больше кабелей будет, тем меньше станет проблем в виде частичного или полного отсутствия сети. Нужно больше интернет-магистралей, хороших и разных!

Подводные кабели

: невидимая оптоволоконная линия, обеспечивающая доступ в Интернет

Подводные кабели являются основой Интернета, по ним передается 99% всего международного телекоммуникационного трафика для личного, делового и государственного использования. В то время как мы живем во все более беспроводном мире, эта связь зависит от малоизвестных подводных интернет-кабелей, которые представляют собой физические соединения, проложенные на дне океана и часто называемые подводными кабелями, подводными кабелями или подводными кабелями.

Всего по всему миру эксплуатируется около 450 подводных кабельных систем, общая протяженность которых составляет более 850 тысяч миль (1,35 миллиона километров) и которые составляют важнейшую часть интернет-инфраструктуры. Поскольку спрос на данные продолжает расти, обусловленный использованием мобильных устройств, облачными вычислениями и новыми беспроводными технологиями, такими как 5G, объем данных, передаваемых по этой физической подводной кабельной инфраструктуре, одновременно быстро увеличивается.

Что такое подводный кабель?

Физически подводные кабели представляют собой подводные волоконно-оптические кабели, проложенные по дну океана и состоящие из связанных стеклянных нитей, которые передают данные между двумя или более точками посадки. Чтобы защитить эти оптические волокна от повреждений, они покрыты силиконовым гелем и обернуты несколькими слоями пластика, стальной проволоки, медной оболочкой, полиэтиленовым изолятором и нейлоновой нитью. В то же время эта физическая оболочка защищает оптические волокна от ухудшения сигнала.

Схема: 1) полиэтиленовый изолятор, 2) медная оболочка, 3) стальные провода, 4) оптические волокна в силиконовом геле.

Кроме того, подводные кабели содержат ряд ретрансляторов (или оптических усилителей), которые усиливают сигнал по длине кабеля через равные промежутки времени, например каждые ~60 миль (~100 км), по мере того как кабели проходят через океан. На каждом конце подводные кабели достигают земли в пределах кабельной посадочной станции (CLS), откуда данные затем направляются по наземному волокну к конечному местоположению. Станции приземления кабеля функционируют как центр обработки данных с силовым и сетевым оборудованием для управления работой подводного кабеля и обеспечения потока данных.

Пример подводного кабеля — Dunant от Google Cloud трансатлантический подводный кабель, приземляющийся на западном побережье Франции.

Подводные кабели соединяют континенты и их страны, материк с островами, острова друг с другом или несколько точек вдоль побережья. Таким образом, подводные кабели представляют собой соединяющие точки, которые имеют береговую линию, но не имеют общих сухопутных границ, например, между Соединенными Штатами и Соединенным Королевством. В частности, основные глобальные подводные кабельные маршруты по регионам выглядят следующим образом:

• Трансатлантический: Нью-Йорк — Лондон (самый конкурентоспособный маршрут в мире)
• Транстихоокеанский: Лос-Анджелес — Токио, Лос-Анджелес — Гонконг, Лос-Анджелес — Сингапур, Лос-Анджелес — Сидней
• Северная и Южная Америка: из Майами в Сан-Паулу, из Майами в Форталезу (Бразилия), из Нью-Йорка в Сан-Паулу
• Внутри Азии: из Токио в Сингапур, из Гонконга в Сингапур, из Сингапура в Мумбаи
• из Европы, Ближнего Востока и Африки в Азию: из Лондона в Сингапур, из Марселя в Мумбаи (маршруты с большей задержкой)

Глобальные сетевые провайдеры, такие как AT&T, Lumen Technologies и Zayo, используют наземных оптоволоконных сетей и соединяют эти сети между Северной Америкой, Южной Америкой, Европой, Азией, Африкой и Австралией через подводные кабели.

Какой длины подводные кабели?

Подводные кабели часто имеют длину в тысячи миль/километров. На более длинном конце подводные кабели, пересекающие транстихоокеанские маршруты или маршруты из Европы, Ближнего Востока и Африки в Азию (например, SEA-ME-WE 6), могут достигать длины более 10 тысяч миль (16 тысяч километров). В то время как на более коротком конце подводные кабели, соединяющие близлежащие острова или страны (например, Сцилла), могут иметь длину ~ 100 миль (160 километров) или меньше.

Кроме того, некоторые подводные кабели соединяют только две посадочные точки через водоем, в то время как другие кабели имеют несколько посадочных точек, соединяющих несколько стран.

Какой самый длинный подводный кабель?

В настоящее время самым длинным действующим подводным кабелем является система SEA-ME-WE 3 (Юго-Восточная Азия-Средний Восток-Западная Европа 3), протяженностью 24,2 тыс. миль (39,0 тыс. км) и несколькими точек подключения в Европе, на Ближнем Востоке и в Индии.

SEA-ME-WE 3 маршрута и точки посадки

Однако система 2Africa PEARLS, которая разрабатывается Facebook (Meta), в конечном итоге станет самым длинным подводным кабелем протяженностью более 28,0 тыс. миль. (45,0 тыс. км), таким образом узурпировав SEA-ME-WE 3. С точки зрения сроков, подводная кабельная система 2Africa PEARLS будет готова к эксплуатации (RFS) в 2024 году.

Новейшая история подводных кабелей

За последние 20 с лишним лет отрасль подводных кабелей пережила несколько отчетливых периодов роста и сокращения, в значительной степени обусловленных спросом и предложением на международную полосу пропускания:

Раннее -до середины 2000-х

Во время пузыря доткомов миллиарды долларов спекулятивных инвестиций финансировали строительство новых подводных кабелей, что привело к избыточной мощности (т. Е. Предложению) в начале 2000-х. Без необходимого спроса на пропускную способность многие подводные кабельные сети столкнулись с финансовыми трудностями, и в конечном итоге их материнские компании обанкротились (например, Global Crossing). В результате рынок подводных кабелей пережил примерно 10-летний период без строительства кабелей.

Начало-середина 2010-х годов

В период с 2011 по 2015 год рынок подводных кабелей характеризовался медленным ростом новых развертываний систем из-за экономической неопределенности, а также альтернативой простой модернизации существующих кабельных систем , которые был более рентабельным.

В течение этого периода спрос на подводные кабели был сосредоточен на новых и развивающихся рынках, особенно на внутриазиатских маршрутах, а также на расширении разнообразия маршрутов для повышения устойчивости сети. Например, внутриазиатские системы, в том числе South-East Asia Japan Cable (SJC) и Asia Submarine-Cable Express (ASE), были готовы к эксплуатации (RFS) в начале-середине 2010-х годов.

Середина-конец 2010-х годов

В период с 2016 по 2019 год поставщики облачных услуг (CSP) и компании, предоставляющие медиа-услуги через сеть (OTT), известные под общим названием гиперскейлеров , стали крупными инвесторами в новую подводную лодку. кабели. В частности, быстрый рост и использование услуг Amazon, Facebook (Meta), Google и Microsoft вызвали большую часть спроса на новые трансатлантические подводные кабели. Например, подводный кабель MAREA, который на 50% финансировался Facebook (Meta) и Microsoft, был готов к эксплуатации (RFS) в начале 2018 года9.0003

С 2020 г. по настоящее время

В настоящее время сохраняется высокий спрос на подводные кабели с высокой пропускной способностью, малой задержкой и высокой избыточностью, особенно в трансатлантических и транстихоокеанских регионах. Известные подводные кабели, построенные в этот период, включают проекты, финансируемые гиперскейлерами, такие как Dunant, Equiano, Firmina, Grace Hopper и Topaz, а также кабели консорциума, такие как 2Africa, Apricot, Bifrost, Blue, Echo, Havfrue, Raman и SAEx (Южный Атлантический экспресс).

Как проложены интернет-кабели в море и океане?

Подводные кабели прокладываются по морскому и океанскому дну с помощью кабелеукладочных судов , которые представляют собой специально сконструированные морские суда, длина которых может превышать 500 футов (150 метров). Эти кабелеукладочные суда загружают миллионы фунтов / тысячи тонн оптоволоконного кабеля, наматывая его в большие резервуары на борту судна.

В целом длина этого оптоволоконного кабеля составляет тысячи миль/километров. Кроме того, кабелеукладчики обычно имеют на борту от десятков до сотен ретрансляторов.

Например, подводный кабель Topaz от Google Cloud прокладывается кабелеукладчиком Orange Marine под названием René Descartes. В частности, корабль René Descartes будет нести 10,2 миллиона фунтов (5,1 тысячи тонн) оптоволоконного кабеля, ретрансляторы, плуг и дистанционно управляемый аппарат (ROV).

Процесс прокладки кабеля

Прокладка подводных кабелей включает несколько этапов, включая планирование маршрута, морское обследование, получение эксплуатационных разрешений, проектирование, изготовление, морскую прокладку, монтаж и ввод в эксплуатацию. После того, как подводный кабель загружен на кабелеукладочное судно, судно может оставаться в море месяцами, в то время как оно продвигается к прокладке подводного интернет-кабеля прямо на дно океана.

В целом, процесс прокладки подводных кабелей обычно занимает от 1 до 3 лет, чтобы довести систему от планирования маршрута до эксплуатации.

Насколько глубоко в море и океане проложены интернет-кабели?

После выхода в море или океан подводные кабели прокладываются на большой глубине, где они могут прокладываться на относительно плоских участках дна океана, избегая контакта с крупными камнями. Например, трансатлантические подводные кабели, пересекающие Атлантический океан, прокладываются на глубине ~13 тыс. футов (~4 тыс. метров) в самой глубокой точке.

В качестве точки отсчета Атлантический океан имеет среднюю глубину 12,0 тыс. футов (3,65 тыс. метров). Однако при планировании маршрута подводные кабели, как правило, прокладываются по маршрутам, избегающим максимальных глубин океана (например, океанских желобов).

В отличие от этого, когда подводные интернет-кабели подходят к береговой линии, плуг используется для прокладки и закапывания кабелей в траншеи на дне океана, чтобы защитить их от повреждений (например, рыбалки, якорей и камней).

Кто поставляет и устанавливает подводные кабели?

Большая часть проектирования, производства и развертывания подводного оптического сетевого оборудования выполняется небольшой группой компаний, которые действуют как системный поставщик и/или установщик .

Поставщики

Основные поставщики подводных кабельных систем, которые производят подводные оптоволоконные кабели, включают Nokia Alcatel Submarine Networks (ASN), HMN Technologies (ранее Huawei Marine Networks), NEC (OCC Corporation) и субком.

Монтажники

Известные монтажники подводных кабельных систем каждый собственный флот из 5-8 кабелеукладчиков. В настоящее время наиболее активными установщиками подводных кабелей во всем мире являются SubCom, Alcatel Submarine Networks (ASN), Orange Marine и Global Marine Systems.

Сколько стоит подводный интернет-кабель?

Доведение подводного кабеля от планирования трассы до готовности к эксплуатации (RFS) требует многомиллионных капитальных вложений, которые во многом соответствуют длине планируемого кабеля. Например, строительство нового трансатлантического подводного кабеля в настоящее время стоит от 200 до 250 миллионов долларов. В грубом приближении типичный подводный кабель может быть построен по цене около 40 тысяч долларов за милю, что эквивалентно примерно 25 тысячам долларов за километр.

Кому принадлежат подводные интернет-кабели?

Исторически существовало два различных типа моделей владения подводными кабельными системами: консорциум и частный.

Консорциум

Традиционно подводные кабели принадлежали операторам связи , которые формировали консорциум из числа сторон, заинтересованных в обеспечении пропускной способности кабеля. В свою очередь, эти перевозчики могли бы разделить затраты на производство/поставщиков, а также расходы, необходимые для прокладки подводного кабеля. За свои финансовые обязательства операторы связи смогут использовать часть пропускной способности подводного интернет-кабеля.

Например, один из этих операторов, Lumen Technologies, который состоит из активов компаний, ранее известных как CenturyLink и Level 3 Communications, теперь владеет и арендует глобальную сеть, которая включает 42 тыс. маршрутных миль (67,5 тыс. маршрутных километров) подводного оптоволокна. -оптические кабельные системы.

Совсем недавно к этим консорциумам присоединились поставщики облачных услуг (CSP) и поставщики мультимедийных услуг (OTT), известные под общим названием гиперскейлеров .

Частный

Начиная с середины-конца 2010-х, эти гиперскейлеры также начали разрабатывать частных подводных кабелей, либо самостоятельно, либо с очень небольшим количеством владельцев, по сравнению с моделью консорциума. Поступая таким образом, эти гиперскейлеры изменили свою стратегию с покупки оптовых сетевых мощностей на владение этой сетевой емкостью через подводные кабели.

Точнее, гиперскейлеры, включая Amazon, Facebook (Meta), Google и Microsoft, стали крупными инвесторами в новые подводные кабели из-за их потребности в пропускной способности, малой задержке и высокой избыточности для питания своих приложений.

Кто использует подводные кабели?

Пользователями подводных кабелей во многих случаях являются те же компании, которым принадлежит инфраструктура. В частности, крупными пользователями подводных кабельных мощностей являются операторы связи, операторы мобильных сетей, поставщики облачных услуг (CSP) и компании, предоставляющие медиа-услуги через сеть (OTT). Кроме того, операторы центров обработки данных с несколькими арендаторами, финансовые компании, государственные учреждения и крупные предприятия также являются ключевыми клиентами владельцев океанских интернет-кабелей.

Факторы спроса на подводные интернет-кабели

Спрос на новые подводные кабели и модернизацию пропускной способности в первую очередь обусловлен потребностью в пропускной способности в результате растущих объемов трафика данных и более высокими потребностями в подключении. В частности, этот рост обеспечивают поставщики облачных услуг (CSP) и компании, предоставляющие медиа-услуги over-the-top (OTT), поскольку в настоящее время они составляют примерно 2/3 международного интернет-трафика.

Данные определяют потребность в инфраструктуре

Ожидается, что в среднесрочной перспективе спрос на полосу пропускания будет удваиваться каждые два года. Этот рост требований к полосе пропускания обусловлен увеличением числа пользователей в сочетании с увеличением потребления данных на одного пользователя. В частности, примеры приложений от поставщиков облачных услуг и медиа-сервисов контента/OTT, которые стимулируют спрос на данные, включают:

• Amazon: Amazon Web Services (AWS), Prime Video, Amazon. com (Retail), Киндл, Твич
• Microsoft: Bing, Azure, Microsoft 365, Microsoft Teams, Dynamics 365, OneDrive, LinkedIn, Skype, Xbox, Outlook.com
• Алфавит: Gmail, Google Диск, Google Карты, Google Фото, Google Play, Поиск , YouTube, Google Cloud
• Мета-платформы: Facebook, Instagram, Messenger, WhatsApp, Metaverse, Oculus
• Контент/OTT: Netflix, Hulu, Disney+, HBO Max, Apple TV+, Paramount+, Peacock, Discovery+

В целом, новые подводные кабели обеспечивают международную пропускную способность, необходимую для удовлетворения огромного спроса на дополнительный трафик данных, который обеспечивается приложениями таких компаний, как Amazon, Microsoft, Alphabet и Meta Platforms.

Разнообразие маршрутов

В то же время разнообразие маршрутов, избыточность и более прямой контроль над критически важной инфраструктурой вызывают потребность в большем количестве подводных кабелей. В частности, наличие полосы пропускания в нескольких подводных кабельных системах важно для обеспечения высокого уровня доступности и надежности сети.

Спрос на разнообразие маршрутов особенно обусловлен гиперскейлерами — поставщиками облачных услуг и службами мультимедиа OTT — которым необходимо контролировать свою собственную инфраструктуру. Кроме того, эти гиперскейлеры не обязательно ищут те же маршруты, что и операторы связи. Например, в некоторых случаях гиперскейлеры развертывают подводные кабели для обеспечения связи между центрами обработки данных. Действительно, эти маршруты часто не связывают между собой крупные международные города, что традиционно было в центре внимания перевозчиков.

Ключевые характеристики подводных кабелей

Подводные кабельные системы часто сравнивают друг с другом по ключевым характеристикам, таким как пропускная способность, пары волокон и срок службы.

Пропускная способность

За последние несколько десятилетий пропускная способность новых подводных кабельных систем увеличилась с сотен мегабит в секунду (Мбит/с) до сотен терабит в секунду (Тбит/с) пропускной способности, на настоящее время. Как и ожидалось, новые океанские интернет-кабели способны передавать значительно больше данных, чем кабели, проложенные 10, 20 или 30 лет назад.

Например, подводный кабель MAREA, который в настоящее время проложен между Вирджиния-Бич (США) и Сопеланой (Испания), обеспечивает пропускную способность 200 терабит в секунду (Тбит/с). Для сравнения, подводный кабель FLAG Europe-Asia (FEA) Global Cloud Xchange, который был готов к эксплуатации (RFS) в 1997 году и проходит по маршруту EMEA-Asia, обеспечивает пропускную способность всего ~500 гигабит в секунду (Гбит/с).

Примечательно, что только ~20% от общей проектной мощности подводного кабеля составляет означает емкость , что означает емкость, используемую конечным пользователем. Эти значительные буферы пропускной способности являются обычной отраслевой практикой, поскольку они позволяют подводным кабельным интернет-системам реагировать на неожиданные всплески спроса, такие как передача трафика, который перенаправляется из других систем после неисправности кабеля.

Какой подводный кабель имеет наибольшую пропускную способность?

В настоящее время самым мощным подводным кабелем является трансатлантическая система Google Cloud под названием 9.0005 Dunant , который простирается на 4,1 тыс. миль (6,6 тыс. км) через Атлантический океан и соединяет Вирджиния-Бич (США) с Сент-Илером (Франция). В частности, Dunant имеет пропускную способность 250 терабит в секунду (Тбит/с) по 12 парам волокон.

Пары волокон

Пары волокон представляют собой две отдельные жилы волокон, соединенные вместе для двунаправленной связи, т. е. передачи и приема. Исторически сложилось так, что подводные кабели строились с использованием от 4 до 8 пар волокон. Однако в настоящее время эти новые океанские интернет-кабели строятся с 12, 16, 24 и 36 парами волокон.

Отдельные пары волокон могут оставаться у владельца подводного кабеля или сдаваться в аренду третьим сторонам для монетизации пропускной способности инфраструктуры.

Каков срок службы подводного кабеля?

Подводные кабели в течение срока их полезного использования имеют два конца: физический и экономический .

Физический

Физический срок полезного использования подводного кабеля наступает, когда он больше не функционирует и, следовательно, должен быть выведен из эксплуатации. Как правило, эти подводные интернет-кабели рассчитаны на минимальный расчетный срок службы 25 лет.

Экономический

Экономический срок полезного использования подводного кабеля наступает, когда затраты на эксплуатацию системы перевешивают потенциальный доход кабеля от сдачи в аренду его пропускной способности. Новые подводные кабели вытесняют старые системы, потому что они могут работать с таким же уровнем фиксированных затрат, но, учитывая их более высокую пропускную способность, их стоимость за доставленный бит намного ниже.

Таким образом, старые подводные кабели устаревают с экономической точки зрения, и их принудительно выводят из эксплуатации по истечении срока действия договорных соглашений о доходах. Таким образом, срок полезного использования подводного интернет-кабеля может быть короче 25 лет, то есть меньше физического срока полезного использования.

ПОДРОБНЕЕ: Подводные центры обработки данных – серверы под поверхностью

Подводные кабели: риски и угрозы безопасности

99% интернет-сети проходит через подводные кабели. Подсчитано, что финансовые операции на сумму более 10 000 миллиардов долларов США проходят сегодня через эти «морские магистрали». Особенно это касается основной мировой системы финансового обмена SWIFT (Общества всемирных межбанковских финансовых телекоммуникаций), которая недавно была запрещена для многих российских банков. Безопасность этих транзакций является политической, экономической и социальной проблемой. Это серьезная проблема, которая долгое время игнорировалась. Крайняя географическая концентрация кабелей делает их особенно уязвимыми. В мире насчитывается более 420 подводных линий общей протяженностью 1,3 миллиона километров, что в три раза превышает расстояние от Земли до Луны. Рекорд: 39000 километров для кабеля SEA-ME-WE 3, который соединяет Юго-Восточную Азию с Западной Европой через Красное море.

Подводные интернет-кабели имеют решающее значение, как и нефте- и газопроводы. В контексте вторжения России в Украину морское дно больше, чем когда-либо, является полем боя, которое необходимо защищать. Западные вооруженные силы рассматривают кошмарный сценарий полного отключения Интернета в Европе, поскольку 99% глобальной сети проходит по подводным кабелям.

На спутники приходится только 1% обмена данными. Причина проста: они стоят дороже кабелей и бесконечно медленнее.

Сто обрывов подводного кабеля в год

Сегодня эти инфраструктуры не менее важны, чем нефте- и газопроводы. Но одинаково ли они защищены? Современные подводные кабели используют оптоволокно для передачи данных со скоростью света. Однако, хотя в непосредственной близости от берега кабели обычно армируются, средний диаметр подводного кабеля ненамного больше диаметра садового шланга.

В течение нескольких лет крупные державы ведут «гибридную войну», наполовину открытую, наполовину секретную, за контроль над этими кабелями. Поскольку Европа все больше внимания уделяет угрозам кибербезопасности, инвестиции в безопасность и устойчивость физической инфраструктуры, которые являются основой ее связи с миром, сегодня не кажутся приоритетными.

Страх действовать только порождает уязвимость этих шпионских систем, прерывания потоков данных и подрыв безопасности континента. В среднем ежегодно происходит более сотни обрывов подводных тросов, вызванных, как правило, рыболовными судами, тянущими якоря. Преднамеренные нападения трудно измерить, но движение некоторых кораблей начало привлекать внимание с 2014 года, поскольку их маршрут следует по подводным телекоммуникационным кабелям.

Первые атаки современности относятся к 2017 году: речь идет о кабелях между Великобританией и США и между Францией и США. Хотя эти атаки остаются неизвестными широкой публике, они не менее тревожны и доказывают способность внешних сил отделить Европу от остального мира. В 2007 году вьетнамские рыбаки перерезали подводный кабель, чтобы извлечь композитные материалы и попытаться их перепродать. Таким образом, Вьетнам потерял почти 90% связи с остальным миром на срок в три недели.

Потенциальные риски

Статьи по теме

• Агровольтаизм: беспроигрышная система?

  3 недели назад

• Bioplastics: лучшая из Bad

  26 сентября 2022 г.

• Рыночный кризис: и жизненно важный ресурс: вода

  30 июня 2022 г.

Создание европейской программы по расширению возможностей ЕС по предотвращению атак на эту инфраструктуру и возмещению ущерба, который они могут нанести, является как никогда актуальным. Российские «рыболовные» или «океанографические» суда и вообще сборщики информации все чаще пересекают берега Франции и Ирландии, через которые проходят эти «информационные магистрали». «Янтарь», «океанографическое» судно с мини-подводной лодкой AS-37, смогло погрузиться в августе 2021 года на глубину 6000 метров у берегов Ирландии, следуя по маршруту кабелей Norse и AEConnect-1, которые связывают Европу с Соединенные Штаты. Таким образом, Россия, перерезавшая украинские кабели в 2014 году, сможет повторить операцию для всей Европы.

Карта подводных кабелей по всему миру

TeleGeography, американская консалтинговая компания в области телекоммуникаций, создала портал Submarine Cable Map, интерактивную карту всех подводных кабелей, проложенных по всему миру, с данными о компаниях. которым они принадлежат, например Google, Facebook, Amazon, Verizon или AT&T. На карте мы видим, что ключевая магистраль проходит через Атлантический океан, связывая Европу и Северную Америку. Тем временем Великий Тихоокеанский шоссе связывает Соединенные Штаты Америки с Японией, Китаем и другими азиатскими странами. Из Майами несколько кабелей соединяют Центральную и Южную Америку. В случае с Мексикой, например, большинство кабелей проходят с востока страны, пересекают Мексиканский залив во Флориду, а оттуда соединяются с Центральной и Южной Америкой.

Даже если мы склонны полагать, что наши смартфоны, компьютеры и другие автомобили связаны между собой в космосе, большая часть — почти 99% всего интернет-трафика — передается по глобальным телекоммуникационным подлиням. В мире насчитывается более 420 кабелей общей протяженностью 1,3 миллиона километров, что в три раза превышает расстояние от Земли до Луны. Рекорд: 39 000 километров кабеля SEA-ME-WE 3, соединяющего Юго-Восточную Азию с Западной Европой через Красное море.

Германия Мекленбург-Передняя Померания Балтийское море – подводный кабель на остров Хиддензее. | ФОТОГРАФИЯ ЙЕНСА КЕЛЕРА — ULLSTEIN BILD/GETTY IMAGES

Перерезание подводных кабелей, старая и проверенная практика войны

Недавние атаки на кабели, передающие голосовой трафик и трафик данных между Северной Америкой и Европой, наводят на мысль, что они, похоже, претерпевают новое развитие. Франция и Великобритания уже имели дело с этим опытом со стороны немцев во время Первой мировой войны. Эти инфраструктуры были частью глобальной сети кабельного телеграфа. Точно так же Соединенные Штаты перерезали кабели во время войны, чтобы лишить вражескую державу возможности командовать и контролировать удаленные силы.

Первые подобные атаки произошли в 1898 году, во время испано-американской войны. В том же году в Манильском заливе (Филиппины) авианосец «Зафиро» перерезал кабель, соединяющий Манилу с азиатским континентом, чтобы изолировать Филиппины от остального мира, а также кабель, соединяющий Манилу с филиппинским городом Капис. Другие зрелищные атаки на кабели произошли в Карибском море, погрузив Испанию во тьму во время конфликта в Пуэрто-Рико и на Кубе, что во многом способствовало окончательной победе Соединенных Штатов.

Россия заинтересована в подводной инфраструктуре НАТО

Россия, похоже, реализует озабоченность на самом высоком уровне в этой области. В 2015 году присутствие российского судна «Янтарь» у побережья США, вблизи кабелей, не могло не вызвать напряженность в отношениях между двумя государствами. В конце 2017 года ситуация повторилась.

«Сейчас мы наблюдаем российскую подводную деятельность вблизи подводных кабелей, которую, я думаю, мы никогда не видели. Россия явно проявляет интерес к подводной инфраструктуре НАТО и стран НАТО», — заявил командующий подводными силами организации адмирал Эндрю Леннон. Это как вернуться во времена холодной войны… Вплоть до того, что Policy Exchange посвятила этой теме целую главу своего отчета «Российские риски». Аналитический центр вспоминает эпизод аннексии Крыма в 2014 году, когда полуостров был изолирован от остальной Украины путем физического отключения коммуникаций.

«Если относительная слабость российской позиции делает маловероятным обычный конфликт с НАТО, оптоволоконные кабели могут стать целью для России. Мы должны готовиться к увеличению гибридных действий на море не только в России, но и в Китае и Иране», — подчеркивает бывший командующий союзными силами НАТО американский адмирал Джеймс Дж. Стравридис.

Три основные угрозы безопасности

Первым фактором риска является растущий объем данных, передаваемых по кабелям, что побуждает третьи страны шпионить за трафиком или прерывать его.

Вторым фактором риска является возрастающая капиталоемкость этих объектов, что приводит к созданию международных консорциумов с участием до десятков собственников. Эти владельцы отделены от организаций, производящих кабельные компоненты, и от тех, кто размещает кабели на дне океана. Таймшер позволяет существенно сократить расходы, но в то же время допускает вхождение в эти консорциумы государственных акторов, которые могут использовать свое влияние, чтобы нарушить потоки данных или даже прервать их в конфликтном сценарии. На другом конце спектра GAFAM (Google, Apple, Facebook, Amazon и Microsoft) теперь имеют финансовые и технические возможности для создания собственных кабелей. Таким образом, кабель Дюнан, связывающий Францию ​​с США, полностью принадлежит Google. Китайские гиганты также приступили к стратегии завоевания подводных лодок: это случай кабеля Мира, соединяющего Китай с Марселем, принадлежащего компании Hengtong, которую китайское правительство считает образцом «военно-гражданского».

Еще одной угрозой является шпионаж, для которого требуются специально оборудованные подводные лодки или подводные лодки, действующие с кораблей, способные перехватывать или даже изменять данные, проходящие по оптоволоконным кабелям, не повреждая их. Пока такие средства есть только у Китая, России и США.

Однако самое уязвимое место подводных кабелей находится там, где они достигают суши: на посадочных станциях. согласно информированным источникам, в последнее время превратился в настоящее гнездо шпионов.

Но самая тревожная тенденция заключается в том, что все больше и больше кабельных операторов используют системы удаленного управления для своих сетей. Владельцы кабельных сетей рады сокращению расходов на персонал. Однако эти системы имеют низкую безопасность, что подвергает подводные кабели угрозам кибербезопасности.

Решения в случае множественных атак

Исполнительный директор США недавно исследовал возможные риски в случае множественных атак. В дополнение к расширению программы грантов SSGP он призвал Морскую администрацию привлекать различные ассоциации гражданского общества, такие как Международный клуб винтокрылых, к программам, направленным на минимизацию этих угроз. Идея состоит в том, чтобы создать своего рода «подводную кабельную милицию», способную быстро реагировать в кризисной ситуации.

Клуб Propeller насчитывает более 6000 членов и недавно выделил 3,5 миллиарда долларов на помощь морской отрасли в борьбе с Covid-19. Точно так же создание «подводного кабеля Airbus», способного составить конкуренцию GAFAM, доля рынка которого может увеличиться с 5% до 90% за шесть лет, очевидно, может стать реальностью только в том случае, если Европа обратит внимание на эту тему.

В условиях растущей международной напряженности создание европейской программы по образцу программ США и Японии, направленной на увеличение операций по сдерживанию атак на эти инфраструктуры и развитие строительства и ремонта с высокими ставками, стало очень важным.