Carl Osborne, viceprezident spoločnosti Tata pre rozvoj globálnej siete, vysvetľuje podrobnosti.
Čím bližšie ste k povrchu, tým viac kontajnmentu musíte odolať možnému poškodeniu pri preprave. Zákopy sú vykopané v plytkej vode, kde sú položené káble. Vo väčších hĺbkach, napríklad v západoeurópskej kotline s hĺbkou takmer päť a pol kilometra, sa ochrana nevyžaduje - komerčná lodná doprava neohrozuje káble na dne.
V tejto hĺbke je priemer kábla iba 17 mm, je to ako pero s plstenou špičkou v silnom izolačnom polyetylénovom obale. Medený vodič je obklopený množstvom oceľových drôtov, ktoré chránia jadro z optických vlákien, ktoré je vložené do oceľovej trubice s priemerom menším ako tri milimetre v mäkkej tixotropnej želé. Tienené káble sú interne rovnaké, ale naviac sú potiahnuté jednou alebo viacerými vrstvami pozinkovaného oceľového drôtu ovinutými okolo celého kábla.
Bez medeného vodiča by neexistoval podmorský kábel. Technológia optických vlákien je rýchla a dokáže prenášať takmer neobmedzené množstvo údajov, ale vlákno nemôže fungovať na veľké vzdialenosti bez malej pomoci. Na zlepšenie prenosu svetla po celej dĺžke kábla z optických vlákien sú potrebné opakovacie zariadenia - v skutočnosti zosilňovače signálu. Na pevnine sa to dá ľahko dosiahnuť pomocou miestnej elektrickej energie, ale v oceánskom dne zosilňovače čerpajú jednosmerný prúd z medeného vodiča. Odkiaľ pochádza tento prúd? Zo staníc na oboch koncoch kábla.
Aj keď to zákazníci nevedia, TGN-A sú vlastne dva káble vedené oceánom rôznymi spôsobmi. Ak je jeden poškodený, druhý zabezpečí kontinuitu komunikácie. Alternatívny TGN-A pristane 110 km (a tri pozemné zosilňovače) od hlavného a odtiaľ získava svoju energiu. Jeden z týchto transatlantických káblov má 148 zosilňovačov, zatiaľ čo druhý, dlhší, má 149 zosilňovačov.
Vedúci staníc sa snažia vyhnúť publicite, takže zavolám nášho sprievodcu staníc John. John vysvetľuje, ako systém funguje:
Propagačné video:
„Na napájanie kábla je na našom konci kladné napätie, ale v New Jersey je záporné. Snažíme sa udržiavať prúd: napätie môže ľahko narážať na odpor kábla. Napätie okolo 9 000 voltov je rozdelené medzi dva konce. Toto sa nazýva bipolárne kŕmenie. Takže asi 4 500 voltov z každého konca. Za normálnych podmienok by sme mohli celý kábel nechať bežať bez pomoci Spojených štátov. ““
Netreba dodávať, že zosilňovače sú skonštruované tak, aby vydržali 25 rokov bez prerušenia, pretože nikto neodošle potápačov, aby zmenili kontakt. Ale pri pohľade na vzorku samotného kábla, v ktorom je iba osem optických vlákien, nie je možné si myslieť, že so všetkým týmto úsilím musí existovať niečo viac.
„Všetko je obmedzené veľkosťou zosilňovačov. Osem párov vlákien vyžaduje zosilňovače dvojnásobne väčšie, “vysvetľuje John. A čím viac zosilňovačov, tým viac energie je potrebné.
V stanici tvorí osem vodičov, ktoré tvoria TGN-A, štyri páry, z ktorých každý obsahuje prijímacie vlákno a vysielacie vlákno. Každý drôt je natretý inou farbou, takže v prípade poruchy a potreby opravy na mori môžu technici pochopiť, ako zostaviť všetko v pôvodnom stave. Podobne môžu pracovníci na pevnine zistiť, čo vložiť, keď sú pripojení k terminálu podmorskej linky (SLTE).
Oprava káblov na mori
Peter Jamieson, špecialista podpory vlákien spoločnosti Virgin Media, podáva správy o opravách káblov.
„Len čo sa kábel nájde a privedie na loď na opravu, nainštaluje sa nový kus nepoškodeného kábla. Diaľkovo ovládané zariadenie sa potom vráti naspäť, nájde druhý koniec kábla a vytvorí spojenie. Potom je kábel pomocou vysokotlakového vodného lúča zasunutý na dno maximálne jeden a pol metra, “hovorí.
„Oprava zvyčajne trvá asi desať dní odo dňa odchodu opravného plavidla, z ktorých štyri až päť dní pracuje priamo v mieste poruchy. Našťastie je to zriedkavé: Virgin Media sa za posledných sedem rokov stretla iba s dvoma. “
QAM, DWDM, QPSK …
So zavedenými káblami a zosilňovačmi - pravdepodobne po celé desaťročia - sa v oceáne už nedá nič upraviť. Šírka pásma, latencia a všetko, čo sa týka kvality služieb, je regulované na staniciach.
„Korekcia chýb vpred sa používa na pochopenie vysielaného signálu a modulačné techniky sa zmenili so zvýšením objemu prenosu prenášaného signálom,“hovorí Osborne. „QPSK (kvadratúrne fázové posunutie kľúčovania) a BPSK (binárne fázové posunutie kľúčovania), niekedy označované ako PRK (dvojfázové fázové posunutie) alebo 2PSK, sú techniky modulácie na veľké vzdialenosti. 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) by sa použila v kratších podmorských káblových systémoch a vyvíja sa technológia 8QAM, medzi 16QAM a BPSK.
Technológia DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) sa používa na kombináciu rôznych dátových kanálov a na prenos týchto signálov na rôznych frekvenciách - prostredníctvom svetla v špecifickom farebnom spektre - cez optický kábel. V skutočnosti tvorí mnoho virtuálnych optických vlákien. To dramaticky zvyšuje priepustnosť vlákien.
V súčasnosti má každý zo štyroch párov šírku pásma 10 Tbit / sa káblom TGN-A môže dosiahnuť 40 Tbit / s. V tom čase predstavoval maximálny potenciál tohto kábla Tata 8 Tbps. Keď noví používatelia začnú systém používať, využijú nevyužitú kapacitu, ale to nás núti ochudobniť: systém má stále ešte 80% potenciálu a v nasledujúcich rokoch bude možné pomocou ďalšieho nového kódovania alebo zvýšeného multiplexovania takmer určite zvýšiť priepustnosť.
Jedným z hlavných problémov ovplyvňujúcich použitie fotonických komunikačných vedení je disperzia v optických vláknach. Toto je názov toho, čo dizajnéri zahrnujú pri navrhovaní kábla, pretože niektoré časti vlákna majú pozitívnu disperziu a niektoré majú negatívnu disperziu. A ak potrebujete vykonať opravy, musíte mať pri sebe kábel so správnou disperziou. Na zemi je elektronická kompenzácia disperzie úlohou, ktorá sa neustále optimalizuje na zvládnutie najslabších signálov.
„Na vynútenie disperznej kompenzácie sme používali vláknité cievky,“hovorí John, „ale teraz sa to všetko robí elektronicky. Je oveľa presnejšie zvýšiť priepustnosť. ““Takže teraz, namiesto toho, aby sme používateľom s počiatočnými rokmi vylepšenými v posledných rokoch ponúkli používateľom 1-, 10- alebo 40-gigabitové vlákno, môžete pripraviť „kvapky“so 100 gigabitmi.
Keď hovoríme o správe káblov, Osborne hovorí:
„Káble vedené z pláže majú tri hlavné časti: vlákno, ktoré nesie premávku, elektrické vedenie a zem. Vlákno, na ktorom sa premáva prevádzka, je vlákno, ktoré sa tiahne cez pole tam. Linka sily sa odbočuje v inom segmente na území tohto objektu. “
Žľab nad hlavou zo žltého vlákna sa plazí k distribučným panelom, ktoré budú vykonávať rôzne úlohy vrátane demultiplexovania prichádzajúcich signálov, aby bolo možné oddeliť rôzne frekvenčné pásma. Predstavujú potenciálne „stratové“miesto, kde je možné prerušiť jednotlivé spojenia bez vstupu do pozemnej siete.
John hovorí: „Prichádzajú kanály s rýchlosťou 100 Gb / s a máte 10 Gb / s klientov: 10 až 10. Ponúkame zákazníkom tiež čistých 100 Gb / s.“
„Všetko záleží na želaniach klienta,“dodáva Osborne. „Ak potrebujú jediný kanál s rýchlosťou 100 Gb / s, ktorý pochádza z jedného z prístrojových panelov, môže sa poskytnúť priamo spotrebiteľovi. Ak klient potrebuje niečo pomalšie, potom áno, bude musieť dodávať prevádzku na iné zariadenie, kde ho možno rozdeliť na časti pri nižšej rýchlosti. Máme klientov, ktorí si kúpia prenajatú linku s rýchlosťou 100 Gb / s, ale nie je ich veľa. Každý malý poskytovateľ, ktorý chce od nás kúpiť prenosovú kapacitu, by radšej vybral linku 10 Gbps. “
Podmorské káble poskytujú veľa gigabitov šírky pásma, ktoré môžu byť použité na prenajaté linky medzi dvoma kanceláriami spoločnosti, takže je možné uskutočňovať napríklad hlasové hovory. Celú šírku pásma je možné rozšíriť na úroveň služieb internetovej chrbticovej siete. Každá z týchto platforiem je vybavená rôznymi samostatne riadenými zariadeniami.
„Väčšina šírky pásma poskytovanej káblom sa používa buď na napájanie nášho vlastného internetu, alebo sa predáva ako prenosové vedenie iným veľkoobchodným internetovým spoločnostiam ako BT, Verizon a iným medzinárodným operátorom, ktorí nemajú vlastné káble na morskom dne, a preto kúpiť prístup k prenosu informácií od nás. ““
Doskové rozvádzače vysokej rady podporujú množstvo optických káblov, ktoré zdieľajú 10 Gigabitové spojenie so zákazníkmi. Ak chcete zvýšiť priepustnosť, je to takmer také ľahké ako objednanie ďalších modulov a ich napchanie do poličiek - to je to, čo priemysel hovorí, keď chcú opísať, ako fungujú veľké polia.
John poukazuje na existujúci systém zákazníka s rýchlosťou 560 Gb / s (postavený na 40G technológii), ktorý bol nedávno aktualizovaný o ďalších 1.6Tbps. Dodatočná kapacita bola dosiahnutá pomocou dvoch ďalších modulov 800 Gbps, ktoré pracujú na technológii 100G s prevádzkou viac ako 2,1 Tbps. Keď hovorí o danej úlohe, zdá sa, že najdlhšia fáza procesu čaká na objavenie nových modulov.
Všetky infraštruktúrne zariadenia siete Tata majú kópie, preto existujú dve priestory SLT1 a SLT2. Jeden atlantický systém s vnútorným názvom S1 je naľavo od SLT1 a kábel z východnej Európy do Portugalska sa nazýva C1 a je umiestnený vpravo. Na druhej strane budovy sú SLT2 a Atlantic S2, ktoré sú spolu s C2 spojené so Španielskom.
V neďalekom oddelenom priestore sa nachádza pozemná miestnosť, ktorá je okrem iného zodpovedná za riadenie toku dopravy do londýnskeho dátového centra Tata. Jedným z transatlantických párov vlákien sú údaje o dumpingu na nesprávnom mieste. Je to ďalší pár, ktorý pokračuje na svojej ceste do londýnskej kancelárie Tata z New Jersey, aby minimalizoval oneskorenie signálu. Keď už hovoríme o tom: John skontroloval údaje latencie pre signál prechádzajúci cez dva atlantické káble; najkratšia cesta dosahuje rýchlosť oneskorenia paketových dát (PGD) 66,5 ms, zatiaľ čo najdlhšia dosahuje 66,9 ms. Takže vaše informácie sa prepravujú rýchlosťou asi 703 759 397,7 km / h. Tak rýchlo?
Opisuje hlavné problémy, ktoré sa v tejto súvislosti vyskytujú: „Vždy, keď prejdeme z optického na nízkoprúdový kábel a potom znova na optický, čas oneskorenia sa zvyšuje. Teraz, s vysoko kvalitnou optikou a výkonnejšími zosilňovačmi, je potreba reprodukovať signál minimalizovaná. Medzi ďalšie faktory patrí obmedzenie úrovne energie, ktorá sa môže vysielať cez podmorské káble. Pri prechode cez Atlantik zostáva signál stále optický. ““
Energia nočných morí
Nemôžete navštíviť kabeláž alebo dátové centrum a nevšimnite si, koľko energie je tam potrebné: nielen pre vybavenie telekomunikačných stojanov, ale aj pre chladiče - systémy, ktoré bránia prehriatiu serverov a prepínačov. A keďže miesto inštalácie podmorského kábla má nezvyčajné energetické požiadavky v dôsledku jeho podmorských zosilňovačov, nie sú jeho záložné systémy bežné.
Ak pôjdeme do jednej z batérií, namiesto políc s náhradnými batériami od Yuasa - ktorých tvarový faktor sa nijak zvlášť nelíši od tých, ktoré sa nachádzajú v aute - uvidíme, že miestnosť je skôr lekárskym experimentom. Je naplnená obrovskými olovenými batériami v priehľadných nádržiach, ktoré vyzerajú ako nepôvodné mozgy v pohári. Táto sada 2V batérií bez údržby, s 50-ročnou životnosťou, dodáva až 1600 Ah počas 4 hodín zaručenej životnosti batérie.
Nabíjačky, ktoré sú v skutočnosti prúdovými usmerňovačmi, poskytujú napätie v otvorenom obvode na udržanie nabíjania batérií (uzavreté olovené akumulátory sa niekedy musia nabíjať pri voľnobežných otáčkach, inak v dôsledku takzvaného sulfatačného procesu stratia svoje užitočné vlastnosti - pribl. Newthat). Vedú tiež jednosmerné napätie pre police do budovy. Vo vnútri miestnosti sú dva veľké zdroje energie umiestnené vo veľkých modrých skriniach. Jeden napája atlantický kábel S1, druhý Portugalsko C1. Digitálny displej odčíta 4100 V pri približne 600 mA pre atlantické napájanie, druhý ukazuje o niečo viac ako 1500 V pri 650 mA pre napájanie C1.
John popisuje konfiguráciu:
„Zdroj energie sa skladá z dvoch samostatných prevodníkov. Každý z nich má tri úrovne výkonu a môže napájať 3000 VDC. Tento jediný kabinet môže napájať celý kábel, to znamená, že máme n + 1 rezervy, pretože máme dva. S najväčšou pravdepodobnosťou dokonca n + 3, pretože aj keď oba prevodníky padnú v New Jersey a ešte jeden tu, stále budeme schopní napájať kábel. ““
Odhaľujúc niektoré veľmi sofistikované spínacie mechanizmy, John vysvetľuje riadiaci systém: „Takto ho v podstate zapíname a vypíname. Ak je problém s káblom, musíme ho napraviť s loďou. Existuje množstvo postupov, ktoré musíme absolvovať, aby sme zaistili bezpečnosť skôr, ako posádka lode začne pracovať. Napätie je samozrejme také vysoké, že je smrtiace, takže musíme posielať správy o energetickej bezpečnosti. Oznamujeme, že kábel je uzemnený a reagujú. Všetko je vzájomne prepojené, takže sa môžete ubezpečiť, že je všetko v bezpečí. ““
V zariadení sa nachádzajú aj dva dieselové generátory 2 MVA (megavolt-ampér - približne nové ako). Keďže je všetko duplikované, druhá je samozrejme náhradná. Existujú tiež tri veľké chladiace jednotky, hoci zrejme potrebujú iba jednu. Raz mesačne sa rezervný generátor skontroluje pri zaťažení a dvakrát ročne sa celá záťaž uvedie do prevádzky. Keďže budova je tiež strediskom na spracovanie a uchovávanie údajov, vyžaduje sa to na akreditáciu dohody o úrovni služieb (SLA) a Medzinárodnej organizácie pre normalizáciu (ISO).
V typickom mesiaci v zariadení účet za elektrinu ľahko dosiahne 5 číslic.
Ako poskytovateľ infraštruktúry funguje
Poskytovatelia služieb z celého sveta čelia rovnakým problémom ako medzinárodný káblový systém: poškodenie pozemných káblov, ktoré sa najčastejšie vyskytuje na staveniskách v menej prísne monitorovaných oblastiach. To sú samozrejme kotvy na dne mora, ktoré stratili svoju trajektóriu. Navyše nezabudnite na útoky DDoS, pri ktorých sú systémy napadnuté a všetka dostupná šírka pásma je zaplnená prevádzkou. Tím je samozrejme dobre pripravený na riešenie týchto hrozieb.
„Zariadenie je nastavené tak, aby sledovalo typické dopravné vzorce, ktoré sa očakávajú v konkrétnom dennom období. Môžu dôsledne kontrolovať dopravu medzi 16:00 minulého štvrtka a dnes. Ak kontrola odhalí niečo neobvyklé, zariadenie môže preventívne vylúčiť narušenie a presmerovať komunikáciu pomocou iného firewallu, ktorý môže vylúčiť akékoľvek narušenie. Toto sa nazýva produktívne zmierňovanie DDoS. Jeho iný typ je recipročný. V takom prípade nám môže spotrebiteľ povedať: „V tento deň mám v systéme hrozbu. Radšej by ste mali byť v strehu. ““Napriek tomu sa môžeme odfiltrovať ako proaktívne opatrenie. Existuje tiež právna činnosť, ktorá nás upozorní napríklad na Glastonbury (UK Music Festival - približne nový),takže pri predaji vstupeniek sa zvýšená úroveň aktivity neblokuje. “
Systémovú latenciu musia aktívne monitorovať aj klienti ako Citrix, ktorí prevádzkujú virtualizačné služby a cloudové aplikácie, ktoré sú citlivé na výraznú latenciu siete. Potreba rýchlosti je oceňovaná takým klientom, ako je Formule 1. Spoločnosť Tata Communications prevádzkuje závodnú sieťovú infraštruktúru pre všetky tímy a rôznych vysielateľov.
A mimochodom, ak ste zvedaví, ako záložné systémy fungujú, majú 360 batérií na UPS a 8 nepretržitých napájacích zdrojov. To dodáva viac ako 2 800 batérií a pretože každá váži 32 kg, ich celková hmotnosť je asi 96 ton. Životnosť batérií je 10 rokov a každá z nich je individuálne monitorovaná z hľadiska teploty, vlhkosti, odporu a ďalších ukazovateľov, ktoré sú neustále kontrolované. Po úplnom načítaní dokážu udržať dátové centrum v prevádzke približne 8 minút, čo generátorom poskytne veľa času na zapnutie.
Centrum má 6 generátorov - tri pre každú halu dátového centra. Každý generátor zvládne plné zaťaženie centra - 1,6 MVA. Každá z nich produkuje 1280 kilowattov energie. Všeobecne dostáva 6 MVA - toto množstvo energie by pravdepodobne stačilo na poskytnutie energie polovici mesta. V centre je tiež siedmy generátor, ktorý pokrýva energetickú náročnosť potrebnú na údržbu budovy. Izba obsahuje asi 8000 litrov paliva - dosť na prežitie jedného dňa v úplných podmienkach. Pri úplnom spaľovaní paliva za hodinu sa spotrebuje 220 litrov nafty, čo by znamenalo, že keby to bolo auto pohybujúce sa rýchlosťou 96 km / h, mohlo by to skromných 235 litrov na 100 km dosiahnuť novú úroveň - čísla, vďaka ktorým vyzerá Humvee. ako Prius.
Tím NewWho pracoval na preklade: Vlada Olshanskaya, Nikita Pinchuk, Alexander Pozdeev, Georgy Leshkasheli, Olya Kuznetsova a Kirill Kozlovsky. Redaktori: Anna Nebolsina, Roman Vshivtsev a Artyom Slobodchikov