Carl Osborne, Tatas visepresident for global nettverksutvikling, forklarer detaljene.
Jo nærmere du er overflaten, jo mer inneslutning trenger du for å motstå potensielle forsendelsesskader. Grøfter graves på grunt vann der kabler legges. På større dyp, som i det vestlige europeiske bassenget med en dybde på nesten fem og en halv kilometer, er det imidlertid ikke nødvendig med beskyttelse - kommersiell frakt truer ikke kablene i bunnen.
På denne dybden er kabeldiameteren bare 17 mm, den er som en filtpenn i en tykk isolerende polyetylenkappe. Kobberlederen er omgitt av et antall ståltråder som beskytter den fiberoptiske kjernen, som er innebygd i et stålrør med mindre enn tre millimeter i diameter i myk tiksotropisk gelé. De skjermede kablene er de samme internt, men er i tillegg kledd med ett eller flere lag galvanisert ståltråd pakket rundt hele kabelen.
Uten en kobberleder, ville det ikke være noen ubåtkabel. Fiberoptisk teknologi er rask og kan bære nesten ubegrensede datamengder, men fiber kan ikke operere over lange avstander uten litt hjelp. For å forbedre lystransmisjonen langs en fiberoptisk kabel, er repeaterenheter nødvendig - faktisk signalforsterkere. På land gjøres dette enkelt med lokal strøm, men ved havbunnen trekker forsterkerne likestrøm fra kobberkabellederen. Hvor kommer denne strømmen fra? Fra stasjoner i begge ender av kabelen.
Selv om forbrukerne ikke vet dette, er TGN-A faktisk to kabler som løper over havet på forskjellige måter. Hvis den ene er skadet, vil den andre gi kontinuitet i kommunikasjonen. Alternativet TGN-A lander 110 kilometer (og tre bakkeforsterkere) fra den viktigste og får sin energi derfra. En av disse transatlantiske kablene har 148 forsterkere, mens den andre, lengre har 149.
Stasjonsledere prøver å unngå publisitet, så jeg vil ringe stasjonsguiden vår John. John forklarer hvordan systemet fungerer:
Salgsfremmende video:
"For å drive kabelen er det en positiv spenning på slutten, men i New Jersey er den negativ. Vi prøver å opprettholde strømmen: spenning kan lett støte på motstand på kabelen. En spenning på rundt 9 tusen volt er delt mellom de to endene. Dette kalles bipolar fôring. Altså cirka 4500 volt fra hver ende. Under normale forhold kunne vi holde hele kabelen i gang uten hjelp fra USA."
Unødvendig å si, forsterkerne er bygget for å vare 25 år uten avbrudd, da ingen ville sendt dykkere ned for å bytte kontakt. Men når du ser på selve prøven av kabelen, der det bare er åtte optiske fibre, er det umulig å ikke tro at med all denne innsatsen må det være noe mer.
”Alt er begrenset av størrelsen på forsterkerne. Åtte fiberpar krever forsterkere dobbelt så stor,”forklarer John. Og jo flere forsterkere, jo mer energi er nødvendig.
På stasjonen danner de åtte ledningene som utgjør TGN-A fire par, som hver inneholder en mottaksfiber og en overføringsfiber. Hver ledning er malt i en annen farge, slik at i tilfelle et sammenbrudd og behovet for reparasjoner til sjøs, kan teknikere forstå hvordan de skal settes sammen alt igjen i sin opprinnelige tilstand. På samme måte kan arbeidere på land finne ut hva de skal sette inn når de er koblet til en havbunnsterminal (SLTE).
Reparasjon av kabler til sjøs
Peter Jamieson, fiberstøttespesialist i Virgin Media, rapporterer om kabelreparasjoner.
Så snart kabelen er funnet og brakt til skipet for reparasjon, er det installert et nytt stykke uskadet kabel. Den fjernstyrte enheten går deretter tilbake til bunnen, finner den andre enden av kabelen og kobler til. Da blir kabelen begravet i bunnen i maksimalt halvannen meter ved hjelp av en høytrykksvannstråle, sier han.
“Vanligvis tar reparasjonen omtrent ti dager fra datoen for reparasjonsfartøyets avgang, hvorav fire til fem dager er arbeid direkte på stedet for sammenbruddet. Heldigvis er dette sjeldent: Virgin Media har bare møtt to i løpet av de siste syv årene.”
QAM, DWDM, QPSK …
Med kabler og forsterkere på plass - sannsynligvis i flere tiår - kan ingenting annet i havet justeres. Båndbredde, latenstid og alt relatert til kvaliteten på tjenesten reguleres på stasjonene.
"Fremover feilretting brukes for å forstå signalet som sendes, og modulasjonsteknikker har endret seg etter hvert som trafikkmengden fra signalet økte," sier Osborne. “QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) og BPSK (Binary Phase Shift Keying), noen ganger referert til som PRK (Double Phase Shift Keying), eller 2PSK, er modulasjonsteknikker for lang rekkevidde. 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) vil bli brukt i kortere ubåtkabelsystemer, og 8QAM-teknologi utvikles, mellom 16QAM og BPSK.
DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) -teknologi brukes til å kombinere forskjellige datakanaler og for å overføre disse signalene på forskjellige frekvenser - gjennom lys i et spesifikt fargespekter - over fiberoptisk kabel. Faktisk danner det mange virtuelle fiberoptiske lenker. Dette øker fibergjennomstrømningen dramatisk.
I dag har hvert av de fire parene en båndbredde på 10 Tbit / s og kan nå 40 Tbit / s i en TGN-A-kabel. På det tidspunktet var 8 Tbps det maksimale potensialet som var tilgjengelig på denne Tata-kabelen. Når nye brukere begynner å bruke systemet, bruker de ledig kapasitet, men vi blir ikke fattige av dette: Systemet har fremdeles 80% av potensialet, og i de kommende årene, med hjelp av en ny koding eller økt multiplexing, vil det nesten helt sikkert være mulig å øke gjennomstrømming.
Et av hovedproblemene som påvirker anvendelsen av fotoniske kommunikasjonslinjer er spredning i optiske fibre. Dette er navnet på hva designerne inkluderer når de designer kabelen, siden noen deler av fiberen har positiv spredning og noen har negativ spredning. Og hvis du må utføre reparasjoner, må du være sikker på at du har en kabel med riktig spredning på hånden. På land er elektronisk spredningskompensasjon en oppgave som kontinuerlig blir optimalisert for å håndtere de svakeste signalene.
"Vi pleide å bruke fiberspoler for å tvinge til spredningskompensasjon," sier John, "men nå er alt gjort elektronisk. Det er mye mer nøyaktig å øke gjennomstrømningen. " Så nå, i stedet for først å tilby brukere 1-, 10- eller 40-gigabit fiber, takket være teknologier som har forbedret seg de siste årene, kan vi forberede "dråper" på 100 gigabit.
Apropos kabelforvaltning sier Osborne:
Kablene som går fra stranden har tre hoveddeler: fiberen som fører trafikken, kraftledningen og bakken. Fiberen som trafikken går på, er den som strekker seg over den ruta der borte. Kraftlinjen forgrener seg på et annet segment innenfor dette objektets territorium"
En overliggende gul fiberoptisk utløp kryper mot distribusjonspaneler som vil utføre en rekke oppgaver, inkludert demultiplekserende innkommende signaler slik at forskjellige frekvensbånd kan skilles fra hverandre. De representerer et potensielt "taps" nettsted der individuelle koblinger kan kuttes uten å komme inn i bakkenettet.
John sier: "Det er 100 Gbps-kanaler som kommer inn, og du har 10 Gbps-klienter: 10 til 10. Vi tilbyr også kundene rene 100 Gbps."
"Det hele avhenger av kundens ønsker," legger Osborne til. “Hvis de trenger en enkelt 100 Gbps kanal som kommer fra et av dashbordene, kan den leveres direkte til forbrukeren. Hvis klienten trenger noe tregere, så ja, de må levere trafikk til annet utstyr, der det kan deles opp i deler med lavere hastighet. Vi har kunder som kjøper en leid linje på 100 Gbps, men det er ikke så mange av dem. Enhver liten leverandør som ønsker å kjøpe overføringsevne fra oss, vil heller velge en 10 Gbps linje."
Ubåtkabler gir mange gigabit båndbredde som kan brukes til leide linjer mellom to firmakontorer slik at for eksempel taleanrop kan foretas. All båndbredde kan utvides til tjenestenivået til Internett-ryggraden. Og hver av disse plattformene er utstyrt med forskjellige separat kontrollert utstyr.
”Det meste av båndbredden som leveres av kabelen, brukes enten til å drive vårt eget internett eller selges som overføringslinjer til andre engros Internett-selskaper som BT, Verizon og andre internasjonale operatører som ikke har egne kabler på havbunnen og derfor kjøpe tilgang til overføring av informasjon fra oss."
Høye distribusjonstavler støtter et virvar av optiske kabler som deler en 10 Gigabit-forbindelse med kundene. Hvis du vil øke gjennomstrømningen, er det nesten like enkelt som å bestille tilleggsmoduler og stappe dem i hyller - det er det bransjen sier når de vil beskrive hvordan store rack-matriser fungerer.
John peker på kundens eksisterende 560 Gbps-system (bygget på 40G-teknologi), som nylig ble oppdatert med ytterligere 1.6Tbps. Den ekstra kapasiteten er oppnådd med to ekstra 800 Gbps moduler, som opererer på 100G teknologi med trafikk på mer enn 2,1 Tbps. Når han snakker om oppgaven som foreligger, ser det ut til at den lengste fasen av prosessen venter på at nye moduler skal vises.
Alle infrastrukturanleggene til Tata-nettverket har kopier, derfor er det to lokaler SLT1 og SLT2. Et atlantisk system, internt kalt S1, ligger til venstre for SLT1, og øst-Europa til Portugal-kabel kalles C1, og ligger til høyre. På den andre siden av bygningen er SLT2 og Atlantic S2, som sammen med C2 er forbundet med Spania.
I et eget rom i nærheten er et bakkebasert rom, som blant annet er ansvarlig for å kontrollere trafikkstrømmen til Londons Tata-datasenter. Et av de transatlantiske fiberparene er faktisk dumping av data på feil sted. Det er et ekstra par som fortsetter på vei til Tatas kontor i London fra New Jersey for å minimere signalforsinkelsen. Apropos: John sjekket latensdata for signalet som går over de to atlantiske kablene; den korteste stien oppnår en pakkedataforsinkelse (PGD) på 66,5 ms, mens den lengste når 66,9 ms. Så informasjonen din blir transportert med en hastighet på rundt 703,759,397,7 km / t. Så fort nok?
Han beskriver hovedproblemene som oppstår i denne forbindelse: “Hver gang vi skifter fra optisk til lavstrømkabel, og deretter igjen til optisk, øker forsinkelsestiden. Nå, med optikk av høy kvalitet og kraftigere forsterkere, minimeres behovet for å reprodusere signalet. Andre faktorer inkluderer en begrensning i strømnivået som kan sendes over ubåtkabler. Krysser Atlanterhavet forblir signalet optisk hele veien."
Energi av mareritt
Du kan ikke besøke et kablingssted eller datasenter og ikke legge merke til hvor mye energi som trengs der: ikke bare for utstyr i telekommunikasjonsstativer, men også for kjølere - systemer som forhindrer at servere og brytere overopphetes. Og siden installasjonsstedet for ubåtkabler har uvanlige energikrav på grunn av ubåtrepeaterene, er ikke sikkerhetskopieringssystemene det vanlige.
Hvis vi går inn i et av batteriene, i stedet for hyllene med reservebatterier fra Yuasa - hvis formfaktor ikke er spesielt forskjellig fra de som er sett i bilen - vil vi se at rommet ligner mer på et medisinsk eksperiment. Den er fylt med enorme blysyrebatterier i gjennomsiktige tanker som ser ut som fremmede hjerner i krukker. Vedlikeholdsfritt, dette settet med 2V-batterier med 50 års levetid gir opptil 1600 Ah i 4 timers garantert batterilevetid.
Ladere, som faktisk er aktuelle likerettere, gir en åpen kretsspenning for å opprettholde ladningen på batteriene (forseglede blysyrebatterier må noen ganger lades på tomgang, ellers vil de miste sine nyttige egenskaper over tid på grunn av den såkalte sulfasjonsprosessen - ca. Newthat). De leder også likespenningen for hyllene til bygningen. Inne i rommet er det to strømforsyninger som ligger i store blå skap. Den ene driver Atlantic S1-kabelen, den andre Portugal C1. Den digitale skjermen leser 4100 V ved omtrent 600 mA for en atlantisk strømforsyning, den andre viser litt mer enn 1500 V ved 650 mA for en C1 strømforsyning.
John beskriver konfigurasjonen:
“Strømforsyningen består av to separate omformere. De har hver tre effektnivåer og kan levere 3000 VDC. Dette enkle kabinettet kan drive en hel kabel, det vil si at vi har n + 1 reserver, siden vi har to av dem. Skjønt, enda mer n + 3, fordi selv om begge omformerne faller i New Jersey, og en til her, vil vi fremdeles kunne drive kabelen."
John avslører noen veldig sofistikerte koblingsmekanismer, og forklarer styringssystemet: “Slik slår vi det av og på. Hvis det er et problem med kabelen, må vi samarbeide med skipet for å fikse det. Det er en rekke prosedyrer som vi må gjennom for å sikre sikkerheten før skipets mannskap starter arbeidet. Åpenbart er spenningen så høy at den er dødelig, så vi må sende meldinger om energisikkerhet. Vi sender varsel om at kabelen er jordet og at de svarer. Alt henger sammen, slik at du kan sørge for at alt er trygt."
Anlegget har også to 2 MVA (megavolt-ampere - ca. nye enn) dieselgeneratorer. Siden alt er duplisert, er selvfølgelig det andre en ekstra. Det er også tre enorme kjøleenheter, selv om de tilsynelatende bare trenger en. En gang i måneden sjekkes reservegeneratoren fra lasten, og to ganger i året startes hele bygget opp på last. Siden bygningen også er et databehandlings- og lagringssenter, kreves dette for akkreditering til en Service Level Agreement (SLA) og en International Organization for Standardization (ISO).
I en typisk måned på anlegget når strømregningen lett 5 sifre.
Hvordan en infrastrukturleverandør fungerer
Som et internasjonalt kabelsystem står tjenesteleverandører over hele verden over for de samme utfordringene: skade på jordkabler, som oftest forekommer på byggeplasser i mindre nøye overvåkede områder. Dette er selvfølgelig ankrene på bunnen av havet som har mistet banen. I tillegg må du ikke glemme DDoS-angrep, der systemer blir angrepet og all tilgjengelig båndbredde er fylt med trafikk. Selvfølgelig er teamet godt rustet til å håndtere disse truslene.
”Utstyret er satt opp for å spore de typiske trafikkmønstrene som forventes i løpet av en bestemt dagtid. De kan jevnlig sjekke trafikken mellom 16.00 sist torsdag og nå. Hvis inspeksjonen avslører noe uvanlig, kan utstyret forhindre inntrenging proaktivt og omdirigere trafikk med en annen brannmur, som kan luke ut inntrenging. Dette kalles produktiv DDoS-begrensning. Den andre typen er gjensidig. I dette tilfellet kan forbrukeren fortelle oss:”Åh, jeg har en trussel i systemet på denne dagen. Du bør være på vakt. " Likevel kan vi filtrere ut som et proaktivt tiltak. Det er også lovlig aktivitet som vi vil bli varslet om, for eksempel Glastonbury (UK Music Festival - ca. ny),så når billetter selges, blokkeres ikke det økte aktivitetsnivået."
System latens må også overvåkes proaktivt av klienter som Citrix som kjører virtualiseringstjenester og skyapplikasjoner som er følsomme for betydelig nettverksforsinkelse. Behovet for hastighet blir satt pris på av en slik klient som formel 1. Tata Communications driver en infrastruktur for racingnettverk for alle lag og forskjellige kringkastere.
Og forresten, hvis du er nysgjerrig på hvordan sikkerhetskopieringssystemer fungerer, har de 360 batterier per UPS og 8 avbruddsfri strømforsyning. Dette legger opp til over 2800 batterier, og siden de hver veier 32 kg, er deres totale vekt omtrent 96 tonn. Batteriets levetid er 10 år, og hver av dem overvåkes individuelt for temperatur, fuktighet, motstand og andre indikatorer, sjekket døgnet rundt. Når de er fulladet, vil de kunne holde datasenteret i drift i omtrent 8 minutter, noe som vil gi mye tid for generatorene å slå på.
Senteret har 6 generatorer - tre for hver hall i datasenteret. Hver generator klarer hele sentrumsbelastningen - 1,6 MVA. Hver av dem produserer 1280 kilowatt energi. Generelt mottar den 6 MVA - denne energimengden vil kanskje være nok til å gi strøm til halvparten av byen. Det er også en syvende generator i sentrum, som dekker energibehovet som trengs for å vedlikeholde bygningen. Rommet inneholder omtrent 8000 liter drivstoff - nok til å overleve en dag under fulle forhold. Med full forbrenning av drivstoff i timen forbrukes 220 liter diesel, som hvis dette var en bil som beveger seg i 96 km / t, kan ta de beskjedne 235 liter per 100 km til et nytt nivå - tallene som får Humvee til å se ut som en Prius.
NewWho-teamet jobbet med oversettelsen: Vlada Olshanskaya, Nikita Pinchuk, Alexander Pozdeev, Georgy Leshkasheli, Olya Kuznetsova og Kirill Kozlovsky. Redaktører: Anna Nebolsina, Roman Vshivtsev og Artyom Slobodchikov
