Карл Осборн, вицепрезидент на Tata за развитие на глобалната мрежа, обяснява подробностите.
Колкото по-близо сте до повърхността, толкова повече ограничения трябва да издържате на потенциални щети при транспортиране. Изкопите се изкопават в плитка вода, където се полагат кабели. Въпреки това, на по-големи дълбочини, както в западноевропейския басейн с дълбочина почти пет и половина километра, не се изисква защита - търговското корабоплаване не застрашава кабелите в долната част.
На тази дълбочина диаметърът на кабела е само 17 мм, той е като химикалка от филц в дебела изолационна полиетиленова обвивка. Медният проводник е обграден от множество стоманени проводници, които защитават оптичното ядро, което е вградено в стоманена тръба с диаметър под три милиметра в меко тиксотропно желе. Защитените кабели са еднакви вътрешно, но в допълнение са облицовани с един или повече слоя от поцинкована стоманена тел, обвита около целия кабел.
Без меден проводник нямаше да има подводен кабел. Оптичната технология е бърза и може да пренася почти неограничени количества данни, но влакната не могат да работят на дълги разстояния без малка помощ. За да се подобри пропускането на светлина по цялата дължина на оптичния кабел, са необходими ретранслаторни устройства - всъщност усилватели на сигнала. На сушата това се прави лесно с местно електричество, но на океанското дъно усилвателите черпят директен ток от медния кабелен проводник. Откъде идва този ток? От станции в двата края на кабела.
Въпреки че потребителите не знаят това, TGN-A всъщност е два кабела, преминаващи през океана по различни начини. Ако единият е повреден, другият ще осигури непрекъснатост на комуникацията. Алтернативният TGN-A каца 110 километра (и три наземни усилвателя) от основния и получава енергията си оттам. Единият от тези трансатлантически кабели има 148 усилвателя, докато другият, по-дълъг, има 149.
Ръководителите на гарите се опитват да избегнат публичността, затова ще се обадя на нашия водач на Джон. Джон обяснява как работи системата:
Промоционално видео:
„За захранването на кабела има положително напрежение в нашия край, но в Ню Джърси то е отрицателно. Опитваме се да поддържаме тока: напрежението може лесно да се натъкне на съпротивление на кабела. Между двата края се разделя напрежение от около 9 хиляди волта. Това се нарича биполярно хранене. Така че около 4500 волта от всеки край. При нормални условия бихме могли да поддържаме целия кабел да работи без никаква помощ от Съединените щати."
Излишно е да казвам, че усилвателите са изградени да издържат 25 години без прекъсване, тъй като никой няма да изпрати водолази надолу, за да промени контакта. Но гледайки пробата на самия кабел, вътре в която има само осем оптични влакна, е невъзможно да не се мисли, че с всички тези усилия трябва да има нещо повече.
„Всичко е ограничено от размера на усилвателите. Осем двойки влакна изискват усилватели два пъти по-големи от тях “, обяснява Джон. И колкото повече усилватели, толкова повече енергия е необходима.
В станцията осемте проводника, съставляващи TGN-A, образуват четири двойки, всеки от които съдържа приемащо влакно и предаващо влакно. Всяка жица е боядисана в различен цвят, така че в случай на повреда и нужда от ремонт в морето, техниците могат да разберат как да сглобяват всичко в първоначалното си състояние. По същия начин работниците на сушата могат да разберат какво да поставят, когато са свързани към терминала на подводни линии (SLTE).
Ремонт на кабели в морето
Питър Джеймисън, специалист по поддръжка на фибри в Virgin Media, съобщава за ремонт на кабели.
„Веднага след като кабелът бъде намерен и донесен на кораба за ремонт, се монтира ново парче невреден кабел. След това устройството с дистанционно управление се връща на дъното, намира другия край на кабела и осъществява връзка. Тогава кабелът е заровен в дъното за максимум един и половина метра с помощта на водна струя с високо налягане , казва той.
„Обикновено ремонтът отнема около десет дни от датата на отпътуване на ремонтния съд, от които четири до пет дни работят директно на мястото на повредата. За щастие това е рядко: Virgin Media се е срещал само два през последните седем години."
QAM, DWDM, QPSK …
С поставени кабели и усилватели - вероятно от десетилетия - нищо друго в океана не може да се регулира. Широчината на честотната лента, латентността и всичко свързано с качеството на обслужването се регулира в гарите.
„Корекция на грешки напред се използва за разбиране на изпращания сигнал и техниките на модулация са се променили с увеличаването на количеството трафик, пренасян от сигнала“, казва Осборн. „QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) и BPSK (Binary Phase Shift Keying), понякога наричани PRK (Double Phase Shift Keying) или 2PSK, са техники за модулация на дълги разстояния. 16QAM (квадратурна амплитудна модулация) ще се използва в по-къси подводни кабелни системи и се разработва 8QAM технология, междинна между 16QAM и BPSK.
Технологията DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) се използва за комбиниране на различни канали за данни и за предаване на тези сигнали с различни честоти - чрез светлина в специфичен цветен спектър - по оптичен кабел. Всъщност той формира много виртуални оптични връзки. Това увеличава пропускливостта на влакната драстично.
Днес всяка от четирите двойки има широчина на честотната лента от 10 Tbit / s и може да достигне 40 Tbit / s по TGN-A кабел. По това време 8 Tbps беше максималният потенциал, който е наличен на този Tata кабел. Тъй като новите потребители започват да използват системата, те използват резервен капацитет, но ние няма да се обедняваме от това: системата все още има 80% от потенциала, а в следващите години с помощта на друго ново кодиране или увеличено мултиплексиране почти сигурно ще бъде възможно да се увеличи пропускателна способност.
Един от основните проблеми, засягащ прилагането на фотонни комуникационни линии, е дисперсията в оптичните влакна. Това е името на това, което дизайнерите вземат предвид при създаването на кабела, тъй като някои участъци от влакното имат положителна дисперсия, а някои - отрицателна. И ако трябва да направите ремонт, трябва да сте сигурни, че имате под ръка кабел с правилната дисперсия. На сушата електронната компенсация на дисперсията е задача, която непрекъснато се оптимизира за справяне с най-слабите сигнали.
„Използвахме бобини от влакна, за да принудим компенсирането на дисперсията“, казва Джон, „но сега всичко става по електронен път. Много по-точно е да увеличите пропускателната способност. Така че сега, вместо първоначално да предлагате на потребителите 1-, 10- или 40-гигабитни влакна, благодарение на технологиите, които се подобриха през последните години, можете да приготвите „капки“от 100 гигабита.
Говорейки за управление на кабелите, Осборн казва:
„Кабелите, които минават от плажа, имат три основни части: влакното, което пренася трафика, електропровода и земята. Влакното, по което се движи трафикът, е онова, което се простира върху тази кутия там. Силата се разклонява на друг сегмент на територията на този обект"
Надводен жълт оптичен улей изпълзява към разпределителните панели, които ще изпълняват различни задачи, включително демултиплексиране на входящите сигнали, така че да могат да бъдат разделени различни честотни ленти. Те представляват потенциален сайт за „загуба“, където отделните връзки могат да бъдат прекъснати, без да влизат в наземната мрежа.
Джон казва: „Влизат 100 Gbps канала, а вие имате 10 Gbps клиенти: 10 до 10. Ние също така предлагаме на клиентите чисти 100 Gbps.“
„Всичко зависи от желанията на клиента“, добавя Осборн. „Ако се нуждаят от един 100 Gbps канал, който идва от едно от таблата за управление, той може да бъде предоставен директно на потребителя. Ако клиентът се нуждае от нещо по-бавно, тогава да, той ще трябва да доставя трафик на друго оборудване, където то може да бъде разделено на части с по-ниска скорост. Имаме клиенти, които купуват наета линия от 100 Gbps, но няма толкова много от тях. Всеки малък доставчик, който иска да купи възможност за предаване от нас, предпочита да избере линия от 10 Gbps."
Подводните кабели осигуряват много гигабити от честотна лента, които могат да се използват за наети линии между два офиса на компанията, така че например да се правят гласови повиквания. Цялата честотна лента може да се разшири до нивото на обслужване на интернет гръбнака. И всяка от тези платформи е оборудвана с различно отделно контролирано оборудване.
„По-голямата част от широчината на честотната лента, осигурена от кабела, се използва или за захранване на нашия собствен интернет или се продава като електропроводи на други компании на едро в Интернет като BT, Verizon и други международни оператори, които нямат собствени кабели на морското дъно и следователно купете достъп до предаването на информация от нас."
Високите разпределителни табла поддържат множество оптични кабели, които споделят 10 Gigabit връзка с клиентите. Ако искате да увеличите пропускателната способност, това е почти толкова лесно, колкото да поръчате допълнителни модули и да ги натъпчете в рафтове - това казва индустрията, когато искат да опишат как работят големи масиви от стелажи.
Джон посочва съществуващата 560Gbps система на клиента (изградена по 40G технология), която наскоро беше актуализирана с допълнителни 1.6Tbps. Допълнителният капацитет е постигнат с два допълнителни 800 Gbps модула, които работят по 100G технология с трафик над 2,1 Tbps. Когато той говори за задачата, която изглежда, изглежда, че най-дългата фаза на процеса чака появата на нови модули.
Всички инфраструктурни съоръжения на мрежата Tata имат копия, поради което има две помещения SLT1 и SLT2. Една атлантическа система, вътрешно наречена S1, е отляво на SLT1, а кабелът Източна Европа до Португалия се нарича C1 и се намира вдясно. От другата страна на сградата са SLT2 и Atlantic S2, които заедно с C2 са свързани с Испания.
В отделно отделение наблизо е наземно помещение, което освен всичко друго е отговорно за контрола на потока на трафика към лондонския център за данни на Tata. Една от трансатлантическите двойки влакна всъщност е изхвърляне на данни на неправилното място. Това е допълнителна двойка, която продължава на път към лотанския офис на Tata от Ню Джърси, за да минимизира закъснението на сигнала. Говорейки за това: Джон провери данните за закъснението за сигнала, преминаващ през двата атлантически кабела; най-краткият път постига скорост на забавяне на пакетни данни (PGD) от 66,5 ms, докато най-дългият достига 66,9 ms. Така вашата информация се транспортира със скорост от около 703 759 397,7 км / ч. Толкова бързо?
Той описва основните проблеми, които възникват в това отношение: „Всеки път, когато преминаваме от оптичен към кабел с нисък ток и след това отново към оптичен, времето на забавяне се увеличава. Сега, с висококачествена оптика и по-мощни усилватели, необходимостта от възпроизвеждане на сигнала е сведена до минимум. Други фактори включват ограничение на нивото на мощност, което може да бъде изпратено по подводни кабели. Преминавайки Атлантика, сигналът остава оптичен докрай."
Енергия на кошмарите
Не можете да посетите кабелен сайт или център за данни и да не забележите колко енергия е необходима там: не само за оборудване в телекомуникационни стелажи, но и за охладители - системи, които предпазват сървърите и превключвателите от прегряване. И тъй като мястото за инсталиране на подводни кабели има необичайни енергийни нужди поради своите подводници, неговите резервни системи също не са обикновени.
Ако влезем в една от батериите, вместо в рафтовете с резервни батерии от Yuasa - чийто фактор не се различава особено от тези, които се виждат в колата - ще видим, че стаята е по-скоро като медицински експеримент. Пълна е с огромни оловно-кисели батерии в прозрачни резервоари, които приличат на извънземни мозъци в буркани. Този комплект 2V батерии с 50-годишен живот без поддръжка добавя до 1600 Ah за 4 часа гарантиран живот на батерията.
Зарядни устройства, които всъщност са токови токоизправители, осигуряват напрежение в отворена верига, за да поддържат заряда на батериите (запечатаните оловно-кисели батерии понякога трябва да се зареждат на празен ход, в противен случай те ще загубят полезните си свойства с течение на времето поради така наречения процес на сулфатиране - прибл. Newthat). Те също така провеждат постояннотоково напрежение за рафтовете към сградата. Вътре в стаята има два захранващи блока, разположени в големи сини шкафове. Единият захранва атлантическия кабел S1, другият - Португалия С1. Цифровият дисплей отчита 4100 V при приблизително 600 mA за захранване с атлантическа енергия, вторият показва малко повече от 1500 V при 650 mA за захранване с C1.
Джон описва конфигурацията:
„Захранването се състои от два отделни преобразувателя. Всяко от тях има три нива на мощност и може да захранва 3000 VDC. Този единичен шкаф може да захранва цял кабел, тоест имаме резерви n + 1, тъй като имаме два от тях. Макар че, по-вероятно дори n + 3, защото дори и двата преобразувателя да попаднат в Ню Джърси, и още един тук, все пак ще можем да захранваме кабела."
Разкривайки някои много сложни механизми за превключване, Джон обяснява системата за управление: „По този начин ние я включваме и изключваме по същество. Ако има проблем с кабела, трябва да работим с кораба, за да го оправим. Има редица процедури, които трябва да преминем, за да гарантираме безопасността, преди екипажът на кораба да започне работа. Очевидно напрежението е толкова високо, че е смъртоносно, така че трябва да изпращаме съобщения за енергийна сигурност. Изпращаме известие, че кабелът е заземен и те реагират. Всичко е взаимосвързано, така че можете да сте сигурни, че всичко е безопасно."
Съоръжението разполага и с два дизелови генератора 2 MVA (мегаволт-ампер - приблизително нови от). Разбира се, тъй като всичко е дублирано, второто е резервно. Има и три огромни охлаждащи агрегата, въпреки че очевидно се нуждаят само от един. Веднъж месечно резервният генератор се проверява от товара и два пъти годишно цялата сграда се стартира при натоварване. Тъй като сградата е също център за обработка и съхранение на данни, това се изисква за акредитация на Споразумение за ниво на обслужване (SLA) и Международна организация за стандартизация (ISO).
В обикновен месец в съоръжението сметката за ток лесно достига 5 цифри.
Как работи доставчик на инфраструктура
Като международна кабелна система доставчиците на услуги по целия свят са изправени пред същите предизвикателства: повреди по наземни кабели, което най-често се случва на строителни площадки в по-малко наблюдавани райони. Това, разбира се, са котвите на дъното на морето, които са загубили траекторията си. Плюс това, не забравяйте за DDoS атаките, при които системите са атакувани и цялата налична честотна лента е изпълнена с трафик. Разбира се, екипът е добре подготвен да се справи с тези заплахи.
„Оборудването е настроено за проследяване на типичните модели на движение, които се очакват през определен период от деня. Те могат постоянно да проверяват трафика между 16:00 миналия четвъртък и сега. Ако инспекцията разкрие нещо необичайно, оборудването може превантивно да елиминира проникването и да пренасочва трафика с друга защитна стена, която може да премахне всяко проникване. Това се нарича продуктивно смекчаване на DDoS. Другият му вид е реципрочен. В този случай потребителят може да ни каже: „О, в този ден имам заплаха в системата. По-добре да сте нащрек. " Въпреки това можем да филтрираме като проактивна мярка. Има и правна дейност, за която ще бъдем уведомявани например за Гластънбъри (UK Music Festival - приблизително нов),така че, когато билетите отиват в продажба, повишеното ниво на активност не се блокира."
Закъснението на системата също трябва да бъде активно проследявано от клиенти като Citrix, които изпълняват услуги за виртуализация и облачни приложения, които са чувствителни към значителна латентност в мрежата. Необходимостта от скорост се оценява от такъв клиент като Формула 1. Tata Communications управлява състезателна мрежова инфраструктура за всички екипи и различни оператори.
И между другото, ако се интересувате как работят резервните системи, те имат 360 батерии на UPS и 8 непрекъсваеми захранвания. Това добавя над 2800 батерии и тъй като всяка тежи 32 кг, общото им тегло е около 96 тона. Срокът на експлоатация на батериите е 10 години, като всяка от тях се следи индивидуално за температура, влажност, устойчивост и други показатели, проверява се денонощно. Когато бъдат напълно заредени, те ще могат да поддържат центъра за данни за около 8 минути, което ще даде много време на генераторите да се включат.
В центъра има 6 генератора - по три за всяка зала на центъра за данни. Всеки генератор може да се справи с пълното натоварване на центъра - 1.6 MVA. Всеки от тях произвежда 1280 киловата енергия. Като цяло той получава 6 MVA - това количество енергия, може би, би било достатъчно, за да осигури енергия на половината от града. В центъра има и седми генератор, който покрива потреблението на енергия, необходима за поддържане на сградата. Помещението съдържа около 8000 литра гориво - достатъчно, за да оцелее един ден при пълни условия. При пълно изгаряне на гориво на час се консумират 220 литра дизел, което ако това беше автомобил, движещ се с 96 км / ч, би могъл да изведе скромните 235 литра на 100 км на ново ниво - числата, които правят Humvee да изглежда като Prius.
Екипът на NewWho работеше върху превода: Влада Олшанская, Никита Пинчук, Александър Поздеев, Георги Лешкашели, Оля Кузнецова и Кирил Козловски. Редактори: Анна Неболсина, Роман Вшивцев и Артьом Слободчиков