Carl Osborne, vicepreședintele Tata pentru dezvoltarea rețelei globale, explică detaliile.
Cu cât sunteți mai aproape de suprafață, cu atât mai mult conținut trebuie să suportați posibile avarii la transport. Tranșee sunt săpate în apă mică, unde sunt așezate cabluri. Cu toate acestea, la adâncimi mai mari, ca și în bazinul vest-european, cu o adâncime de aproape cinci kilometri și jumătate, nu este necesară protecția - transportul comercial nu amenință cablurile din partea de jos.
La această adâncime, diametrul cablului este de numai 17 mm, este ca un stilou cu pâslă într-o teacă de polietilenă izolantă groasă. Conductorul de cupru este înconjurat de o multitudine de fire de oțel care protejează miezul de fibră optică, care este încorporat într-un tub de oțel cu mai puțin de trei milimetri în diametru în jeleu tixotropic moale. Cablurile ecranate sunt aceleași în interior, dar sunt în plus acoperite cu unul sau mai multe straturi de sârmă de oțel zincat înfășurate în jurul întregului cablu.
Fără un conductor de cupru, nu ar exista un cablu submarin. Tehnologia cu fibră optică este rapidă și poate transporta cantități aproape nelimitate de date, însă fibra nu poate funcționa pe distanțe lungi fără puțin ajutor. Pentru a îmbunătăți transmisia luminii pe întreaga lungime a unui cablu cu fibră optică, sunt necesare dispozitive repetor - de fapt, amplificatoare de semnal. Pe uscat, acest lucru se face cu ușurință cu electricitate locală, dar la fundul oceanului, amplificatoarele atrag curent direct de la conductorul de cablu de cupru. De unde provine acest curent? De la stațiile de la ambele capete ale cablului.
Deși consumatorii nu știu acest lucru, TGN-A este de fapt două cabluri care circulă peste ocean în moduri diferite. Dacă unul este deteriorat, celălalt va oferi continuitate comunicării. TGN-A alternativă aterizează 110 kilometri (și trei amplificatori la sol) de la principal și își capătă energia de acolo. Unul dintre aceste cabluri transatlantice are 148 de amplificatoare, în timp ce celălalt, mai lung, are 149.
Liderii de stații încearcă să evite publicitatea, așa că îl voi chema pe ghidul nostru de stații John. Ioan explică modul în care funcționează sistemul:
Video promotional:
„Pentru a alimenta cablul, există o tensiune pozitivă la capătul nostru, dar în New Jersey este negativ. Încercăm să menținem curentul: tensiunea poate prinde ușor rezistența pe cablu. O tensiune de aproximativ 9 mii de volți este împărțită între cele două capete. Aceasta se numește hrănire bipolară. Deci aproximativ 4.500 de volți de la fiecare capăt. În condiții normale, am putea menține întregul cablu în funcțiune fără niciun ajutor din partea Statelor Unite."
Inutil să spun, amplificatoarele sunt construite pentru a dura 25 de ani fără întrerupere, deoarece nimeni nu va trimite scafandri pentru a schimba contactul. Dar uitându-ne la eșantionul cablului în sine, în interiorul căruia există doar opt fibre optice, este imposibil să nu crezi că, cu toate aceste eforturi, trebuie să fie ceva mai mult.
„Totul este limitat de dimensiunea amplificatoarelor. Opt perechi de fibre necesită amplificatoare de două ori mai mari decât dimensiunea”, explică John. Și cu cât sunt mai multe amplificatoare, cu atât este nevoie de mai multă energie.
La stație, cele opt fire care alcătuiesc TGN-A formează patru perechi, fiecare conținând o fibră receptoare și o fibră de transmisie. Fiecare fir este vopsit într-o culoare diferită, astfel încât, în cazul unei defecțiuni și a necesității reparațiilor pe mare, tehnicienii pot înțelege cum să reasambleze totul în starea inițială. De asemenea, lucrătorii onshore își pot da seama ce trebuie inserat atunci când sunt conectați la un terminal de linie submarină (SLTE).
Repararea cablurilor pe mare
Peter Jamieson, specialist în asistență fibră la Virgin Media, raportează despre reparațiile cablurilor.
„De îndată ce cablul este găsit și adus pe navă pentru reparații, se instalează o nouă bucată de cablu nedeteriorată. Dispozitivul controlat de la distanță revine apoi în partea de jos, găsește celălalt capăt al cablului și face o conexiune. Apoi cablul este îngropat în fund pentru maxim un metru și jumătate folosind un jet de apă de înaltă presiune , spune el.
„De obicei, reparația durează aproximativ zece zile de la data plecării navei de reparație, din care patru până la cinci zile lucrează direct la locul defecțiunii. Din fericire, acest lucru este rar: Virgin Media a întâlnit doar două în ultimii șapte ani."
QAM, DWDM, QPSK …
Cu cabluri și amplificatoare în loc - probabil de zeci de ani - nimic altceva în ocean nu poate fi reglat. Lățimea de bandă, latența și tot ceea ce se referă la calitatea serviciilor sunt reglementate la stații.
„Corecția de eroare înainte este utilizată pentru a înțelege semnalul trimis, iar tehnicile de modulare s-au schimbat pe măsură ce volumul de trafic transportat de semnal a crescut”, spune Osborne. „QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) și BPSK (Binary Phase Shift Keying), denumite uneori PRK (Double Phase Shift Keying) sau 2PSK, sunt tehnici de modulare de lungă durată. 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) ar fi utilizat în sisteme de cablu submarine mai scurte, iar tehnologia 8QAM este în curs de dezvoltare, intermediară între 16QAM și BPSK.
Tehnologia DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) este utilizată pentru a combina diferite canale de date și pentru a transmite aceste semnale la diferite frecvențe - prin lumină într-un spectru de culori specifice - peste cablul de fibră optică. De fapt, formează multe legături de fibră optică virtuală. Acest lucru crește dramatic capacitatea de fibre.
Astăzi, fiecare din cele patru perechi are o lățime de bandă de 10 Tbit / s și poate atinge 40 Tbit / s într-un cablu TGN-A. La acea vreme, 8 Tbps era potențialul maxim disponibil pe acest cablu Tata. Pe măsură ce utilizatorii noi încep să folosească sistemul, folosesc capacitatea de rezervă, dar acest lucru nu ne va face sărăciți: sistemul are încă 80% din potențial, iar în anii următori, cu ajutorul unei alte codări noi sau a unei multiplexări sporite, va fi aproape sigur posibil să crească tranzitată.
Una dintre problemele principale care afectează aplicarea liniilor fotonice de comunicare este dispersia în fibre optice. Acesta este numele a ceea ce includ designerii atunci când proiectează cablul, deoarece unele secțiuni ale fibrei au dispersie pozitivă, iar altele au dispersie negativă. Și dacă trebuie să faceți reparații, trebuie să vă asigurați că aveți un cablu cu dispersia potrivită la îndemână. Pe teren, compensarea electronică a dispersiei este o sarcină care este în permanență optimizată pentru a gestiona cele mai slabe semnale.
„Foloseam bobine de fibră pentru a forța compensarea dispersiei”, spune John, „dar acum totul este făcut electronic. Este mult mai precis să crești randamentul. Așadar, în loc să oferiți inițial utilizatorilor cu fibre de 1, 10 sau 40 de gigabit, datorită tehnologiilor care s-au îmbunătățit în ultimii ani, puteți pregăti „picături” de 100 de gigabit.
Vorbind despre managementul cablurilor, Osborne spune:
„Cablurile care circulă de pe plajă au trei părți principale: fibra care transportă traficul, linia electrică și solul. Fibra pe care circulă traficul este cea care se întinde peste acea cutie de acolo. Linia de forță se ramifică pe un alt segment de pe teritoriul acestui obiect"
O jgheabă de fibre galbene deasupra capului se deplasează spre panourile de distribuție care vor efectua o varietate de sarcini, inclusiv semnalele de intrare demultiplexing, astfel încât diferite benzi de frecvență pot fi separate. Ele reprezintă un potențial site de „pierdere” în care se pot întrerupe legături individuale fără a intra în rețeaua terestră.
John spune: "Există 100 de canale de Gbps și aveți 10 clienți de Gbps: 10 până la 10. Oferim și clienților un curat de 100 Gbps."
„Totul depinde de dorințele clientului”, adaugă Osborne. „Dacă au nevoie de un singur canal de 100 Gbps care provine de la unul dintre tablourile de bord, acesta poate fi furnizat direct consumatorului. Dacă clientul are nevoie de ceva mai lent, atunci da, va trebui să furnizeze trafic către alte echipamente, unde acesta poate fi împărțit în piese la o viteză mai mică. Avem clienți care cumpără o linie închiriată de 100 Gbps, dar nu există prea multe dintre ele. Orice furnizor mic care dorește să cumpere capacitate de transmisie de la noi ar alege mai degrabă o linie de 10 Gbps."
Cablurile submarine oferă multe gigabite de lățime de bandă care pot fi utilizate pentru liniile închiriate între două birouri ale companiei, astfel încât, de exemplu, să poată fi efectuate apeluri vocale. Lățimea de bandă poate fi extinsă la nivelul de serviciu al coloanei vertebrale a Internetului. Și fiecare dintre aceste platforme este echipată cu diverse echipamente controlate separat.
„Cea mai mare parte a lățimii de bandă oferită de cablu este folosită fie pentru alimentarea propriei noastre Internet, fie vândută ca linii de transmisie către alte companii de internet cu ridicata, precum BT, Verizon și alți operatori internaționali care nu au propriile cabluri pe fundul mării și, prin urmare, cumpărați acces la transmisia de informații de la noi."
Plăcile de distribuție înalte acceptă o mulțime de cabluri optice care împărtășesc o conexiune de 10 Gigabit cu clienții. Dacă doriți să creșteți randamentul, este aproape la fel de ușor să comandați module suplimentare și să le înghesuiți în rafturi - asta spune industria când vor să descrie modul în care funcționează matricele mari de rack.
John indică sistemul existent de 560 Gbps al clientului (construit pe tehnologie 40G), care a fost actualizat recent cu un supliment de 1,6 Tbps. Capacitatea suplimentară a fost obținută cu două module suplimentare de 800 Gbps, care operează pe tehnologie 100G cu trafic de peste 2,1 Tbps. Când vorbește despre sarcina la îndemână, se pare că cea mai lungă fază a procesului așteaptă să apară noi module.
Toate instalațiile de infrastructură ale rețelei Tata au copii, prin urmare există două spații SLT1 și SLT2. Un sistem Atlantic, denumit intern S1, se află în stânga SLT1, iar cablul din Europa de Est către Portugalia se numește C1 și este situat în dreapta. Pe cealaltă parte a clădirii se află SLT2 și Atlantic S2, care, împreună cu C2, sunt conectate cu Spania.
Într-un compartiment separat din apropiere se află o cameră la sol, care, printre altele, este responsabilă pentru controlul fluxului de trafic către centrul de date Tata din Londra. Una dintre perechile de fibre transatlantice este de fapt a arunca datele la un loc nepotrivit. Este o pereche suplimentară care își continuă drumul spre biroul din Londra al Tata din New Jersey pentru a minimiza latența semnalului. Vorbind despre care: John a verificat datele de latență pentru semnalul care trece peste cele două cabluri Atlantic; cea mai scurtă cale realizează o rată de întârziere a pachetelor de date (PGD) de 66,5 ms, în timp ce cea mai lungă atinge 66,9 ms. Deci, informațiile dvs. sunt transportate cu o viteză de aproximativ 703.759.397,7 km / h. Atât de repede?
El descrie principalele probleme care apar în această privință: „De fiecare dată când trecem de la un cablu de curent optic la un curent mic, iar apoi din nou la cel optic, timpul de întârziere crește. Acum, cu optici de înaltă calitate și amplificatoare mai puternice, nevoia de a reproduce semnalul este minimizată. Alți factori includ o limitare a nivelului de putere care poate fi trimis prin cabluri submarine. Traversând Atlanticul, semnalul rămâne optic până la capăt."
Energia coșmarurilor
Nu puteți vizita un site de cablare sau un centru de date și nu observați câtă cantitate de energie este necesară acolo: nu numai pentru echipamentele din rafturile de telecomunicații, ci și pentru coolerele - sisteme care împiedică supraîncălzirea serverelor și comutatorilor. Și din moment ce site-ul de instalare a cablurilor submarine are cerințe energetice neobișnuite datorită repetatoarelor sale submarine, sistemele sale de rezervă nu sunt obișnuite.
Dacă intrăm într-una din baterii, în loc de rafturile cu baterii de rezervă din Yuasa - factorul de formă care nu este deosebit de diferit de cele văzute în mașină - vom vedea că camera seamănă mai mult cu un experiment medical. Este umplut cu baterii uriașe cu plumb în rezervoare transparente care arată ca creierele extraterestre în borcane. Fără întreținere, acest set de baterii 2V cu o durată de viață de 50 de ani se ridică la 1600 Ah pentru 4 ore de autonomie a bateriei garantate.
Încărcătoarele, care sunt, de fapt, redresoare de curent, asigură o tensiune de circuit deschis pentru a menține încărcarea bateriilor (bateriile sigilate cu acid plumb trebuie uneori reîncărcate la ralanti, altfel își vor pierde proprietățile utile în timp din cauza așa-numitului proces de sulfare - aprox. Newthat). De asemenea, conduc tensiunea de curent continuu pentru raftul către clădire. În interiorul camerei, există două surse de alimentare adăpostite în dulapuri mari albastre. Unul alimentează cablul Atlantic S1, celălalt Portugalia C1. Afișajul digital citește 4100 V la aproximativ 600 mA pentru o alimentare electrică Atlantic, al doilea arată puțin peste 1500 V la 650 mA pentru o sursă de alimentare C1.
Ioan descrie configurația:
„Sursa de alimentare constă din două convertoare separate. Fiecare are trei niveluri de putere și poate furniza 3000 VCC. Acest singur cabinet poate alimenta un cablu întreg, adică avem n + 1 rezerve, deoarece avem două dintre ele. Deși, este mai probabil chiar n + 3, deoarece chiar dacă ambele convertoare cad în New Jersey și încă unul aici, vom putea totuși să alimentăm cablul."
Dezvăluind câteva mecanisme de comutare foarte sofisticate, John explică sistemul de control: „Astfel, în esență, îl activăm și îl oprim. Dacă există o problemă cu cablul, trebuie să lucrăm cu nava pentru a-l repara. Există o serie de proceduri pe care trebuie să le parcurgem pentru a asigura siguranța înainte ca echipajul navei să înceapă să funcționeze. Evident, tensiunea este atât de mare încât este letală, așa că trebuie să trimitem mesaje despre securitatea energetică. Trimitem o notificare cu privire la conectarea cablului și acestea răspund. Totul este interconectat, astfel încât să vă asigurați că totul este în siguranță.
De asemenea, instalația dispune de două generatoare diesel de 2 MVA (megavolt-ampere - aproximativ nou). Desigur, din moment ce totul este duplicat, al doilea este o rezervă. Există, de asemenea, trei unități uriașe de răcire, deși aparent au nevoie doar de una. O dată pe lună, generatorul de rezervă este verificat din sarcină și de două ori pe an, întreaga clădire este pornită în sarcină. Întrucât clădirea este de asemenea un centru de procesare și stocare a datelor, acest lucru este necesar pentru acreditarea unui Acord de nivel de servicii (SLA) și a unei Organizații Internaționale de Standardizare (ISO).
Într-o lună obișnuită la instalație, factura de energie electrică ajunge cu ușurință la 5 cifre.
Cum funcționează un furnizor de infrastructură
Ca sistem internațional de cablu, furnizorii de servicii din întreaga lume se confruntă cu aceleași provocări: deteriorarea cablurilor terestre, care apare cel mai adesea pe șantiere în zone mai puțin monitorizate. Acestea sunt, desigur, ancorele din fundul mării care și-au pierdut traiectoria. În plus, nu uitați de atacurile DDoS, în care sistemele sunt atacate și toată lățimea de bandă disponibilă este plină de trafic. Desigur, echipa este bine echipată pentru a face față acestor amenințări.
„Echipamentul este configurat să urmărească modelele de trafic tipice care sunt așteptate într-o anumită perioadă a zilei. Aceștia pot verifica în mod constant traficul între 16:00 joi și până acum. Dacă inspecția dezvăluie ceva neobișnuit, echipamentul poate elimina în mod prealabil intruziunea și redirecționa traficul cu un alt firewall, care poate elimina orice intruziune. Aceasta se numește atenuarea productivă a DDoS. Celălalt tip al său este reciproc. În acest caz, consumatorul ne poate spune: „Oh, am o amenințare în sistem în această zi. Ar fi bine să fii în alertă. " Chiar și așa, putem filtra ca o măsură proactivă. Există, de asemenea, activitate juridică despre care vom fi anunțați, de exemplu, Glastonbury (Festivalul de muzică din Marea Britanie - aproximativ nou),deci atunci când biletele ies la vânzare, nivelul crescut de activitate nu este blocat."
De asemenea, latența sistemului trebuie monitorizată în mod proactiv de către clienți precum Citrix care execută servicii de virtualizare și aplicații cloud sensibile la latența rețelei semnificativă. Nevoia de viteză este apreciată de un astfel de client precum Formula 1. Tata Communications operează o infrastructură de rețele de curse pentru toate echipele și diferitele radiodifuzoare.
Și, apropo, dacă sunteți curios despre cum funcționează sistemele de rezervă, au 360 de baterii pe UPS și 8 surse de alimentare neîntrerupte. Acest lucru se ridică la peste 2.800 de baterii și, deoarece fiecare cântărește 32 kg, greutatea lor totală este de aproximativ 96 de tone. Durata de viață a bateriilor este de 10 ani, iar fiecare dintre ele este monitorizat individual pentru indicatorii de temperatură, umiditate, rezistență și alți indicatori, verificați în permanență. Când sunt complet încărcate, vor putea menține centrul de date în funcțiune timp de aproximativ 8 minute, ceea ce va oferi o mulțime de timp pentru pornirea generatoarelor.
Centrul are 6 generatoare - trei pentru fiecare hală a centrului de date. Fiecare generator poate suporta sarcina completă a centrului - 1,6 MVA. Fiecare dintre ele produce 1280 de kilowati de energie. În general, primește 6 MVA - poate că această cantitate de energie ar fi suficientă pentru a oferi energie jumătății din oraș. În centru există și un al șaptelea generator, care acoperă cererea de energie necesară pentru întreținerea clădirii. Camera conține aproximativ 8000 de litri de combustibil - suficient pentru a supraviețui o zi în condiții complete. Cu o combustie completă de combustibil pe oră, se consumă 220 de litri de motorină, care, dacă aceasta ar fi o mașină care se deplasează cu 96 km / h, ar putea duce la un nivel nou de 235 litri la 100 km - numerele care fac ca Humvee să pară ca un Prius.
Echipa NewWho a lucrat la traducere: Vlada Olshanskaya, Nikita Pinchuk, Alexander Pozdeev, Georgy Leshkasheli, Olya Kuznetsova și Kirill Kozlovsky. Redactorii: Anna Nebolsina, Roman Vshivtsev și Artyom Slobodchikov
