Содержание
Интернет на дне океана — Телеканал «Наука»
Срочная новость
Названы лучшие работы конкурса «Снимай науку!»
Названы лучшие работы конкурса «Снимай науку!»
Завораживающий мир подводных кабелей — вы когда-нибудь задумывались о нем?
Вся наша планета плотно опутана кабелями связи. 99% международных данных передаются по проводам, лежащим на дне океана. Они тянутся между континентами, обходя лишь Антарктиду, общая длина составляет около 1,2 млн км, число одних лишь гражданских проводов достигает почти 400 штук. Мы решили собрать самые интересные факты о завораживающем мире подводных кабелей.
Кабели-первопроходцы
Первый подводный кабель проложил изобретатель телеграфа Сэмюэл Морзе. Летом 1842 года ночью ученый поплыл на лодке с помощником и проложил первый подводный изолированный телеграфный кабель по дну Нью-Йоркской бухты.
Из-за отсутствия достаточной гидроизоляции первые опыты были неудачными, пока в 1847 году немецкий инженер Вернер фон Сименс не предложил делать изоляцию из растительной смолы — гуттаперчи.
Первый трансатлантический телеграфный кабель весил 550 кг/км, состоял из семи медных проводов, покрытых тремя слоями гуттаперчи и оболочкой из железных канатов. Его пытались проложить в 1857 году, соединив Старый и Новый свет, однако из-за разрыва 4500-километрового кабеля попытку пришлось отложить на год.
16 августа 1858 года королева Великобритании Виктория и президент США Джеймс Бьюкенен обменялись поздравительными телеграммами. 103 слова английской королевы передавались в течение 16 часов — из-за огромной емкости и сопротивления длинного кабеля. Вскоре он пришел в негодность. К 1919 году работающих кабелей было уже 13, большинство принадлежало Великобритании.
Первый трансатлантический телефонный кабель заработал в 1956 году, он соединил шотландский курорт Обан и канадский город Кларенвилл на острове Ньюфаундленд.
За первые сутки было совершено свыше 700 звонков по каналам Лондон — США и Лондон — Канада.
Первый трансатлантический телефонный кабель с использованием оптического волокна, TAT-8, был проложен в 1988 году. С тех пор количество действующих кабелей возросло до 375, всего проложено 396 кабелей.
Самый-самый кабель
Самый высокопроизводительный в мире кабель — Marea. Он был проложен совместно тремя гигантами: Microsoft, Facebook и Telxius в 2017 году. Кабель выходит из американской Вирджинии, проходит по дну Атлантического океана на глубине более 3 км и уходит в испанский Бильбао. Протяженность Marea составила более 6600 км, масса — около 4650 т. Его пропускная способность — 160 Тбит данных в секунду, что в 16 млн раз больше, чем средняя скорость обычной домашней интернет-линии, это эквивалентно 71 млн одновременных просмотров потокового видео высокой четкости.
Кабель Marea «закинут» в океан с расчетом на будущее: по прогнозам исследователей, к 2020 году число пользователей интернетом вырастет почти в два раза и достигнет 5 млрд человек.
Именно кабель из Бильбао обеспечит удобный трафик новым потребителям виртуальной реальности из стран Африки, Азии и Ближнего Востока.
Marea состоит из восьми пар оптоволоконных кабелей, защищенных медью, пластиком и водонепроницаемым покрытием. На большей части пути кабель лежит на дне океана, а рядом с берегами закопан под землю, чтобы его не порвали корабли. Наибольшая глубина прокладки кабеля Маrеа — 5181 м, ожидаемый срок службы, как и у всех оптоволоконных проводов, — 25 лет.
Что угрожает кабелям?
Кабелям угрожают корабли, рыбацкие сети, природные катастрофы и даже акулы: по непонятным причинам хищные рыбы любят жевать провода. Защищаясь от их атак, крупные компании, такие как Google, покрывают свои коммуникации слоем защитного кевлара. Толщина трансатлантических кабелей неодинакова: чем ближе к поверхности, тем толще защитная оболочка, чтобы выдержать потенциальные повреждения от судоходства. На мелководье выкапываются траншеи, куда зарывают кабели.
На большой глубине диаметр кабеля — всего 17 мм, толщиной с маркер.
Иногда кабели выходят из строя по причине природных катастроф. Например, в 2012 году ураган «Сэнди» повредил большинство кабелей, находящихся в Нью-Йорке и Нью-Джерси, которые являются основными точками выхода кабелей на берег. В итоге интернет-соединение между Северной Америкой и Европой отсутствовало в течение нескольких часов.
Кабели не так просто перерезать, но иногда это происходит. В 2013 году в Египте, недалеко от Александрии, были задержаны несколько злоумышленников в аквалангах. Выяснилось, что они намеренно перерезали подводный кабель длиной 20 000 км, соединяющий три континента. Скорость интернет-соединения в Египте упала на 60%, затем линию восстановили.
Кабель в помощь трейдерам
Почему так важно, чтобы кабель был высокоскоростным? Потому что скорость передачи информации в наш век эквивалентна богатству. С тех пор как на фондовых биржах были введены автоматизированные системы торговли, а сделки стали совершать компьютеры, время для принятия решения уменьшилось до микросекунд.
Это потребовало увеличения скорости связи на доли секунды. Американская компания Hibernia Atlantic инвестировала $300 млн в прокладку нового кабеля Hibernia Express между Лондоном и Нью-Йорком. Благодаря его запуску в 2015 году задержка в операциях теперь составляет 58,95 миллисекунд.
Когда еще не было современных оптоволоконных кабелей, прослушать информацию было элементарной задачей для шпионов. В разгар холодной войны в Охотском море американцы в течение десяти лет, с 1971 года по 1981 год прослушивали советскую подводную линию связи. Русские офицеры даже не пытались шифровать секретную информацию, так как им казалось, что в территориальных водах СССР достаточно датчиков и оборонных сенсоров, чтобы ни один враг близко не подошел. О том, что специальная подводная лодка Halibut добралась до кабеля, установила на него гигантское прослушивающее устройство и регулярно собирала записи в течение долгих лет, стало известно благодаря сотруднику АНБ Рональду Пелтону уже в 1980 году, и прослушка была демонтирована.
Сейчас, во времена толстых и защищенных оптоволоконных проводов, прослушка также возможна. Эдвард Сноуден рассказывал о том, как британские и американские спецслужбы «прослушали» более 200 кабелей в рамках обширного шпионского проекта. По данным The Guardian, британское разведывательное агентство GCHQ ежесуточно перехватывает данные в масштабах, эквивалентных 192 Британским библиотекам.
Конкуренция в мире кабелей
С лидерством США в подводном мире кабелей пытается поспорить Китай, а вернее, конгломерат Huawei Technologies, который занимается созданием по всему миру инфраструктуры связи нового поколения 5G. На сегодняшний день в копилке Huawei Technologies почти 100 подводных кабелей по всему миру. В 2018 году китайская компания закончила модернизацию морского оптоволоконного кабеля длиной 11 500 км из Португалии в ЮАР, и амбиции и возможности китайцев только растут. Многие страны после шпионского скандала заинтересованы в безопасных информационных путях и не доверяют американским компаниям.
Карта кабелей
Проект TeleGeography отслеживает прокладку кабелей с 1999 года и поддерживает постоянно обновляемую карту кабелей, которая наглядно демонстрирует вмешательство человека в мир океанов. На сегодняшний день с волокно-оптическими кабелями не могут тягаться ни вышки сотовой связи, ни спутники. Отправка сообщений в космос и обратно занимает слишком много времени, а сотовая связь часто выдает помехи, зато оптические волокна идеально передают информацию почти со скоростью света.
На сайте могут быть использованы материалы интернет-ресурсов Facebook и Instagram, владельцем которых является компания Meta Platforms Inc., запрещённая на территории Российской Федерации
Расскажите друзьям
- Околонаука
Победители Всероссийской премии «За верность науке» станут известны 24 ноября
- Устройство человека
Цветотерапия? Российские ученые выяснили, какой цвет улучшает память человека
- Раскопки
В Швеции найден серебряный клад викингов
- Внеземное
- Красивое
Дракарис! «Хаббл» снял в созвездии Дракона галактику, помогающую измерить Вселенную
- Кибервсё
- Машины против людей
- Будущее уже здесь
Исследование: люди влюбляются в виртуальных персонажей так же, как в живых людей
Korea Institute of Fusion Energy
Корейский термоядерный реактор разогрелся в 7 раз сильнее Солнца, работая в течение 24 секунд
Shutterstock
Роботы и искусство: совместимы ли эти понятия?
Сергей Корсаков / @serg_korsakov / Роскосмос
Российский космонавт поделился фантастическими фотографиями с орбиты
В ИТМО разработали ДНК-робота для обнаружения вирусов
Volland et al.
/ Science, 2022Найдена самая крупная бактерия. Она длиной с ресницу
/ Science, 2022Хотите быть в курсе последних событий в науке?
Оставьте ваш email и подпишитесь на нашу рассылку
Ваш e-mail
Нажимая на кнопку «Подписаться», вы соглашаетесь на обработку персональных данных
кто их прокладывает / Хабр
К 2023 году число интернет-пользователей превысит 5 млрд. Чтобы удовлетворить требования аудитории, ИТ-компании и телекомы развивают подводную инфраструктуру, прокладывая оптоволоконные кабели по дну морей и океанов. Расскажем о новых проектах в этой области и их роли.
/ Unsplash / Julian Dufort
Свежие кабели
Сейчас мир «опоясывает» больше трех сотен кабельных систем. Управляют ими крупные корпорации и телекоммуникационные компании. Например, в 2018 году Microsoft, Facebook и Telxius ввели в эксплуатацию кабель MAREA.
Его пропускная способность составляет 160 Тбит/с — это один из самых высокопроизводительных каналов в Атлантике. С тех пор эти и другие организации продолжили развивать подводную инфраструктуру, чтобы удовлетворить растущие потребности пользователей.
В феврале этого года Google и Facebook начали работу с Pacific Light Cable Network (PLCN). Его длина составляет 12,8 тыс. километров, а пропускная способность — 144 Тбит/с. Он соединяет США, Филиппины, Тайвань и Гонконг. Однако из-за напряженной геополитической ситуации, секция кабеля, идущая в Китай, пока останется неактивной.
О чем мы пишем в блоге на Хабре:
- В каких странах «самый медленный» интернет и кто исправляет ситуацию в труднодоступных регионах
- Как развивается борьба с робозвонками в США — о мерах политиков и телекоммуникационных компаний
- 5G может заменить кабели — но не везде
- Made in space: кто будет делать оптоволокно на МКС
Еще один новый канал — DARE1 — длиной 5 тыс.
километров соединил Кению и Джибути. Работу над ним завершили в начале марта. Его пропускная способность равна 36 Тбит/с. Кенийское правительство инвестировало в проект 59 млн долларов, чтобы расширить возможности локального сотового оператора Telkom.
Ближайшие проекты
В третьем квартале этого года Google планирует завершить прокладку кабеля Dunant. Он пролегает по дну Атлантического океана и соединяет восточное побережье США с Францией. Проектная длина высокоскоростной линии превышает 6 тыс. километров. Инженеры использовали технологию SDM (space-division multiplexing) — пространственное уплотнение сигналов. В этом случае лазеры и другие оптические компоненты промежуточных усилителей работают не с одной парой волокон, а сразу с несколькими. В итоге пропускная способность линии увеличивается в 20 раз, по сравнению с обычными подводными линками. Ожидается, что Dunant обеспечит скорость 250 Тбит/с.
Другая компания — SubCom — планирует закончить прокладку кабеля Oman Australia Cable project (OAC) в декабре 2021 года.
Это будет первая высокоскоростная линия, которая напрямую соединит Австралию и регион EMEA (включает Европу, Ближний Восток и Африку).
Зачем так много «проводов»
Есть несколько причин, по которым компании выделяют средства на развитие подводной ИТ-инфраструктуры.
Увеличение производительности. Кабельные маршруты влияют на задержку при передаче данных. Расширяя количество магистралей, телекомы снижают время ожидания. Тот же проект Dunant в Google реализуют для того, чтобы увеличить доступность сервисов компании в Европе. По трансатлантическим линиям передают на 55% больше данных, чем по тихоокеанским. И этому загруженному каналу требуются дополнительные мощности.
Расширение географии. Инфраструктура ИТ-компаний и облачных провайдеров разделена на регионы. В каждом регионе есть зоны, привязанные к ближайшим дата-центрам. Дополнительные каналы связывают центры обработки данных с новыми локациями, расширяя пользовательскую базу.
/ Unsplash / Nias Nyalada
Резерв. К берегам Японии подведены 26 подводных кабелей, а к берегам Великобритании — 54. Они не только повышают скорость доступа к сервисам, но и служат резервом на случай физического повреждения одного (или нескольких) из них. И происходит это гораздо чаще, чем может показаться на первый взгляд. Например, SEAMEWE 3, который связывает страны Азии, Ближнего Востока и Западной Европы, за 2017 год выходил из строя дважды.
В 65–75% случаев разрывы происходят по вине рыболовецких судов, бросающих якоря в неположенных местах. Так, четыре года назад один корабль порвал сразу три кабеля между островом Джерси и Лондоном. Только избыточное количество линков спасло Великобританию от полного обрыва связи. Весь трафик направили по каналу через Францию.
Но в мире все еще есть регионы, к которым идет единственная высокоскоростная линия, — например, Северные Марианские острова в Тихом океане. В 2015 году тайфун повредил кабель, оставив без интернета 50 тыс.
человек. Поэтому телекоммуникационные компании продолжают расширять «подводную сеть». Чтобы исключить ситуации, когда тысячи людей остаются без связи.
Дополнительное чтение из корпоративного блога VAS Experts:
- Разбираем критические ошибки в строительстве сетей операторов связи
- Интернет в деревню — строим радиорелейную Wi-Fi-сеть
- Управление QOS поможет операторам в период пандемии
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. Хотя мы живем во все более беспроводном мире, эта связь зависит от малоизвестных подводных интернет-кабелей, которые представляют собой физические соединения, пролегающие 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, что обусловлено 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 с регулярными интервалами, например каждые ~60 миль (~100 км), по мере того как кабели проходят через океан. На каждом конце подводные кабели достигают земли в 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 избыточным мощностям (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).
Напротив, когда подводные интернет-кабели приближаются 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.
В последнее время в эти консорциумы также стали входить поставщики облачных услуг (CSP) и поставщики мультимедийных услуг (OTT), известные под общим названием гиперскейлеров .
Частный
Начиная с середины-конца 2010-х годов, эти гиперскейлеры также начали разработку частных подводных кабелей либо самостоятельно, либо с очень небольшим числом 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, низкой 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
- Платформы Meta: 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 подарок. 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, соединяя 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 вынуждены выводиться из эксплуатации после истечения 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 (Общество 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.
Боязнь 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
Связанные статьи
Биопластики: лучшие из плохих
26 сентября 2022 г.
Рыночный кризис. , 2022
Крайне редкий и жизненно важный ресурс: вода
30 июня 2022 г.
Переработка редкоземельных элементов
20 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 данные между Северной Америкой и Европой, наводят на мысль, что они, похоже, переживают 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, кажется, 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.
Наиболее уязвимая точка подводных кабелей, однако, там, где они достигают суши: посадочные станции. 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 гребных винтов, к программам, направленным на минимизацию этих угроз. Идея состоит в том, чтобы создать своего рода «подводную кабельную милицию», способную быстро реагировать в кризисной ситуации.