Carl Osborne, Tata vice-president van wereldwijde netwerkontwikkeling, legt de details uit.
Hoe dichter u bij de oppervlakte bent, hoe meer insluiting u nodig heeft om mogelijke transportschade te weerstaan. In ondiep water worden greppels gegraven waar kabels worden gelegd. Op grotere diepten, zoals in het West-Europese bekken, bijna vijf en een halve kilometer diep, is bescherming echter niet vereist - de beroepsvaart vormt geen bedreiging voor de kabels op de bodem.
Op deze diepte is de kabeldiameter slechts 17 mm, het is als een viltstift in een dik isolerend polyethyleen omhulsel. De koperen geleider is omgeven door een aantal staaldraden die de vezelkern beschermen, die is ingebed in een stalen buis met een diameter van minder dan drie millimeter in zachte thixotrope gelei. De afgeschermde kabels zijn intern hetzelfde, maar zijn daarnaast bekleed met een of meer lagen gegalvaniseerd staaldraad gewikkeld om de hele kabel.
Zonder koperen geleider zou er geen onderzeese kabel zijn. Glasvezeltechnologie is snel en kan bijna onbeperkte hoeveelheden gegevens overbrengen, maar glasvezel kan niet over lange afstanden werken zonder een beetje hulp. Om de lichttransmissie over de gehele lengte van een glasvezelkabel te verbeteren, zijn repeaterapparaten nodig - in feite signaalversterkers. Op het land is dit gemakkelijk te doen met lokale elektriciteit, maar op de oceaanbodem halen de versterkers gelijkstroom uit de koperen kabelgeleider. Waar komt deze stroom vandaan? Vanaf stations aan beide uiteinden van de kabel.
Hoewel consumenten dit niet weten, zijn TGN-A eigenlijk twee kabels die op verschillende manieren over de oceaan lopen. Als de ene beschadigd is, zorgt de andere voor continuïteit van de communicatie. De alternatieve TGN-A landt 110 kilometer (en drie grondversterkers) van de hoofdversterker en haalt daar zijn energie vandaan. Een van deze transatlantische kabels heeft 148 versterkers, terwijl de andere, langere, 149 heeft.
Stationsleiders proberen publiciteit te vermijden, dus ik bel onze stationsgids John. John legt uit hoe het systeem werkt:
Promotie video:
“Om de kabel van stroom te voorzien, is er aan onze kant een positieve spanning, maar in New Jersey is deze negatief. We proberen de stroom op peil te houden: spanning kan gemakkelijk tegen weerstand op de kabel botsen. Een spanning van ongeveer 9 duizend volt wordt verdeeld over de twee uiteinden. Dit wordt bipolaire voeding genoemd. Dus ongeveer 4.500 volt vanaf elk uiteinde. Onder normale omstandigheden konden we de hele kabel draaiende houden zonder hulp van de Verenigde Staten."
Onnodig te zeggen dat de versterkers zijn gebouwd om 25 jaar zonder onderbreking mee te gaan, aangezien niemand duikers zal sturen om van contact te veranderen. Maar kijkend naar het voorbeeld van de kabel zelf, waarin zich slechts acht optische vezels bevinden, is het onmogelijk om niet te denken dat er met al deze inspanningen iets meer moet zijn.
“Alles wordt beperkt door de grootte van de versterkers. Voor acht vezelparen zijn versterkers nodig die twee keer zo groot zijn”, legt John uit. En hoe meer versterkers, hoe meer energie er nodig is.
Op het station vormen de acht draden waaruit de TGN-A bestaat vier paar, die elk een ontvangstvezel en een transmissievezel bevatten. Elke draad is in een andere kleur geverfd, zodat in geval van een storing en de noodzaak van reparaties op zee, technici kunnen begrijpen hoe ze alles in zijn oorspronkelijke staat kunnen monteren. Evenzo kunnen landarbeiders erachter komen wat ze moeten invoegen wanneer ze zijn aangesloten op een onderzeese lijnterminal (SLTE).
Reparatie van kabels op zee
Peter Jamieson, Fiber Support Specialist bij Virgin Media, rapporteert over kabelreparaties.
“Zodra de kabel is gevonden en voor reparatie naar het schip is gebracht, wordt er een nieuw stuk onbeschadigde kabel aangebracht. Het op afstand bediende apparaat keert dan terug naar de bodem, vindt het andere uiteinde van de kabel en maakt verbinding. Daarna wordt de kabel met een hogedrukwaterstraal maximaal anderhalve meter in de bodem ingegraven”, vertelt hij.
“Meestal duurt de reparatie ongeveer tien dagen vanaf de vertrekdatum van het reparatieschip, waarvan vier tot vijf dagen direct op de locatie van de pech. Gelukkig is dit zeldzaam: Virgin Media is er de afgelopen zeven jaar maar twee tegengekomen."
QAM, DWDM, QPSK …
Met kabels en versterkers op hun plaats - waarschijnlijk al tientallen jaren - kan niets anders in de oceaan worden aangepast. Bandbreedte, latency en alles wat met de kwaliteit van de dienstverlening te maken heeft, wordt op de stations gereguleerd.
"Voorwaartse foutcorrectie wordt gebruikt om het signaal dat wordt verzonden te begrijpen, en modulatietechnieken zijn veranderd naarmate de hoeveelheid verkeer die door het signaal wordt vervoerd," zegt Osborne. “QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) en BPSK (Binary Phase Shift Keying), ook wel PRK (Double Phase Shift Keying) of 2PSK genoemd, zijn modulatietechnieken op lange afstand. 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) zou worden gebruikt in kortere onderzeese kabelsystemen, en 8QAM-technologie wordt ontwikkeld, tussen 16QAM en BPSK in.
DWDM-technologie (Dense Wavelength Division Multiplexing) wordt gebruikt om verschillende datakanalen te combineren en om deze signalen met verschillende frequenties - door licht in een specifiek kleurenspectrum - over glasvezelkabel te verzenden. Het vormt in feite veel virtuele glasvezelverbindingen. Dit verhoogt de vezeldoorvoer dramatisch.
Tegenwoordig heeft elk van de vier paren een bandbreedte van 10 Tbit / s en kunnen ze 40 Tbit / s bereiken in een TGN-A-kabel. Op dat moment was 8 Tbps het maximale potentieel dat beschikbaar was op deze Tata-kabel. Als nieuwe gebruikers het systeem beginnen te gebruiken, gebruiken ze reservecapaciteit, maar we zullen er niet door verarmd worden: het systeem heeft nog steeds 80% van het potentieel, en in de komende jaren zal het vrijwel zeker mogelijk zijn om met behulp van een nieuwe codering of verhoogde multiplexing doorvoer.
Een van de belangrijkste problemen bij de toepassing van fotonische communicatielijnen is de verspreiding in optische vezels. Dit is de naam van wat de ontwerpers opnemen bij het ontwerpen van de kabel, aangezien sommige delen van de vezel een positieve dispersie hebben en andere een negatieve dispersie. En als u reparaties moet uitvoeren, moet u ervoor zorgen dat u een kabel met de juiste spreiding bij de hand heeft. Op het land is elektronische dispersiecompensatie een taak die voortdurend wordt geoptimaliseerd om de zwakste signalen te verwerken.
"Vroeger gebruikten we vezelspoelen om dispersiecompensatie af te dwingen", zegt John, "maar nu gebeurt het allemaal elektronisch. Het is veel nauwkeuriger om de doorvoer te vergroten. " Dus nu, in plaats van gebruikers aanvankelijk 1-, 10- of 40-gigabit glasvezel aan te bieden, dankzij technologieën die de afgelopen jaren zijn verbeterd, kunt u "drops" van 100 gigabit voorbereiden.
Over kabelbeheer gesproken, zegt Osborne:
“De kabels die vanaf het strand lopen, bestaan uit drie hoofdonderdelen: de vezel die het verkeer vervoert, de elektriciteitsleiding en de grond. De vezel waarop het verkeer gaat, is degene die zich daar over die doos uitstrekt. De krachtlijn vertakt zich naar een ander segment binnen het grondgebied van dit object"
Een gele glasvezelkoker boven het hoofd kruipt in de richting van distributiepanelen die een verscheidenheid aan taken zullen uitvoeren, waaronder het demultiplexen van inkomende signalen zodat verschillende frequentiebanden kunnen worden gescheiden. Ze vertegenwoordigen een potentieel "verlies" -site waar individuele verbindingen kunnen worden verbroken zonder het terrestrische netwerk binnen te gaan.
John zegt: "Er komen 100 Gbps-kanalen binnen en je hebt 10 Gbps-clients: 10 tot 10. We bieden klanten ook een zuivere 100 Gbps."
"Het hangt allemaal af van de wensen van de klant", voegt Osborne toe. “Als ze één kanaal van 100 Gbps nodig hebben dat uit een van de dashboards komt, kan dat direct aan de consument worden aangeboden. Als de klant iets langzamer nodig heeft, dan zal hij inderdaad verkeer moeten leveren aan andere apparatuur, waar deze met een lagere snelheid in delen kan worden opgesplitst. We hebben klanten die een huurlijn van 100 Gbps kopen, maar dat zijn er niet zo veel. Elke kleine provider die transmissiemogelijkheden van ons wil kopen, kiest liever voor een 10 Gbps-lijn."
Onderzeese kabels bieden vele gigabits aan bandbreedte die kunnen worden gebruikt voor huurlijnen tussen twee bedrijfskantoren, zodat bijvoorbeeld spraakoproepen kunnen worden gevoerd. Alle bandbreedte kan worden uitgebreid tot het serviceniveau van de internetbackbone. En elk van deze platforms is uitgerust met verschillende afzonderlijk bestuurde apparatuur.
"Het grootste deel van de bandbreedte die door de kabel wordt geleverd, wordt gebruikt om ons eigen internet van stroom te voorzien of wordt verkocht als transmissielijnen aan andere groothandelsinternetbedrijven zoals BT, Verizon en andere internationale operatoren die geen eigen kabels op de zeebodem hebben en daarom toegang kopen tot de overdracht van informatie van ons."
Hoge verdeelborden ondersteunen een wirwar van optische kabels die een 10 Gigabit-verbinding delen met klanten. Als u de doorvoer wilt verhogen, is het bijna net zo eenvoudig als het bestellen van extra modules en deze in schappen proppen - dat is wat de branche zegt wanneer ze willen beschrijven hoe grote rackarrays werken.
John wijst op het bestaande 560 Gbps-systeem van de klant (gebouwd op 40G-technologie), dat onlangs is bijgewerkt met een extra 1,6 Tbps. De extra capaciteit is gerealiseerd met twee extra 800 Gbps-modules, die werken op 100G-technologie met een verkeer van meer dan 2,1 Tbps. Als hij het heeft over de taak die voorhanden is, lijkt het erop dat de langste fase van het proces wacht op het verschijnen van nieuwe modules.
Alle infrastructuurfaciliteiten van het Tata-netwerk hebben kopieën, daarom zijn er twee gebouwen SLT1 en SLT2. Een Atlantisch systeem, intern genaamd S1, bevindt zich links van SLT1, en de kabel van Oost-Europa naar Portugal heet C1 en bevindt zich aan de rechterkant. Aan de andere kant van het gebouw bevinden zich SLT2 en Atlantic S2, die samen met C2 verbonden zijn met Spanje.
In een apart compartiment vlakbij bevindt zich een ruimte op de grond, die onder andere verantwoordelijk is voor het regelen van de verkeersstroom naar het datacenter van Tata in Londen. Een van de trans-Atlantische vezelparen dumpt feitelijk gegevens op de verkeerde plaats. Het is een extra paar dat vanuit New Jersey op weg gaat naar het kantoor van Tata in Londen om de signaallatentie te minimaliseren. Daarover gesproken: John controleerde de latentiegegevens voor het signaal dat over de twee Atlantische kabels ging; het kortste pad bereikt een Packet Data Delay (PGD) -snelheid van 66,5 ms, terwijl het langste pad 66,9 ms bereikt. Dus uw informatie wordt vervoerd met een snelheid van ongeveer 703.759.397,7 km / u. Zo snel genoeg?
Hij beschrijft de belangrijkste problemen die hierbij optreden: “Elke keer dat we overschakelen van optische naar zwakstroomkabel en dan weer naar optische, neemt de vertragingstijd toe. Nu, met hoogwaardige optica en krachtigere versterkers, is de noodzaak om het signaal te reproduceren geminimaliseerd. Andere factoren zijn onder meer een beperking van het stroomniveau dat over onderzeese kabels kan worden verzonden. Bij het oversteken van de Atlantische Oceaan blijft het signaal de hele tijd optisch."
Energie van nachtmerries
Je kunt geen bekabelingssite of datacenter bezoeken en niet merken hoeveel energie daar nodig is: niet alleen voor apparatuur in telecommunicatieracks, maar ook voor koelers - systemen die voorkomen dat servers en switches oververhit raken. En aangezien de installatieplaats van de onderzeese kabel ongebruikelijke energie-eisen stelt vanwege de onderzeese repeaters, zijn de back-upsystemen ook niet gewoon.
Als we in een van de batterijen gaan, in plaats van de planken met reservebatterijen van de Yuasa - waarvan de vormfactor niet bijzonder verschilt van die in de auto - zullen we zien dat de kamer meer op een medisch experiment lijkt. Het is gevuld met enorme loodzuurbatterijen in transparante tanks die eruit zien als buitenaardse hersenen in potten. Onderhoudsvrij, deze set 2V-batterijen met een levensduur van 50 jaar levert 1600 Ah op voor een gegarandeerde batterijduur van 4 uur.
Laders, die in feite stroomgelijkrichters zijn, leveren een nullastspanning om de batterijlading te behouden (verzegelde loodzuurbatterijen moeten soms in rust worden opgeladen, anders verliezen ze na verloop van tijd hun nuttige eigenschappen door het zogenaamde sulfateringsproces - ca. Newthat). Ze geleiden ook de gelijkspanning voor de rekken naar het gebouw. In de kamer bevinden zich twee voedingen in grote blauwe kasten. De ene voedt de Atlantic S1-kabel, de andere de Portugal C1. Het digitale display geeft 4100 V aan bij ongeveer 600 mA voor een Atlantic-voeding, de tweede toont iets meer dan 1500 V bij 650 mA voor een C1-voeding.
John beschrijft de configuratie:
“De voeding bestaat uit twee aparte omvormers. Ze hebben elk drie vermogensniveaus en kunnen 3000 VDC leveren. Deze enkele kast kan een hele kabel van stroom voorzien, dat wil zeggen dat we n + 1 reserves hebben, aangezien we er twee hebben. Hoewel, waarschijnlijker zelfs n + 3, want zelfs als beide converters in New Jersey vallen, en nog een hier, kunnen we nog steeds de kabel van stroom voorzien."
John onthult een aantal zeer geavanceerde schakelmechanismen en legt het controlesysteem uit: “Dit is in wezen hoe we het in- en uitschakelen. Als er een probleem is met de kabel, moeten we met het schip samenwerken om deze te repareren. Er zijn een aantal procedures die we moeten doorlopen om de veiligheid te garanderen voordat de bemanning van het schip aan het werk gaat. Het is duidelijk dat de spanning zo hoog is dat deze dodelijk is, dus we moeten berichten sturen over energiezekerheid. We sturen een melding dat de kabel is geaard en ze reageren. Alles is met elkaar verbonden, dus je kunt ervoor zorgen dat alles veilig is."
De faciliteit heeft ook twee 2 MVA (megavolt-ampère - ong. Nieuw dan) dieselgeneratoren. Omdat alles wordt gedupliceerd, is de tweede natuurlijk een reserve. Er zijn ook drie enorme koelunits, hoewel ze er blijkbaar maar één nodig hebben. Een keer per maand wordt de reservegenerator afgetekend en twee keer per jaar wordt het hele gebouw belast opgestart. Aangezien het gebouw tevens een dataverwerkings- en opslagcentrum is, is dit vereist voor accreditatie bij een Service Level Agreement (SLA) en een International Organization for Standardization (ISO).
In een typische maand op de faciliteit bereikt de elektriciteitsrekening gemakkelijk 5 cijfers.
Hoe een infrastructuuraanbieder werkt
Als internationaal kabelsysteem staan serviceproviders over de hele wereld voor dezelfde uitdagingen: schade aan landkabels, meestal op bouwplaatsen in minder goed bewaakte gebieden. Dit zijn natuurlijk de ankers op de zeebodem die hun baan hebben verloren. En vergeet DDoS-aanvallen niet, waarbij systemen worden aangevallen en alle beschikbare bandbreedte wordt gevuld met verkeer. Het team is natuurlijk goed uitgerust om met deze bedreigingen om te gaan.
“De apparatuur is geconfigureerd om de typische verkeerspatronen te volgen die op een bepaald moment van de dag worden verwacht. Ze kunnen het verkeer tussen donderdag 16.00 uur en nu consequent controleren. Als de inspectie iets ongewoons aan het licht brengt, kan de apparatuur proactief de inbraak elimineren en het verkeer door een andere firewall leiden, waardoor elke inbraak kan worden uitgesloten. Dit wordt productieve DDoS-beperking genoemd. Het andere type is wederkerig. In dit geval kan de consument ons vertellen: “Oh, ik heb op deze dag een bedreiging in het systeem. Je kunt maar beter op je hoede zijn. ' Toch kunnen we uitfilteren als een proactieve maatregel. Er is ook juridische activiteit waarvan we op de hoogte zullen worden gebracht, bijvoorbeeld Glastonbury (UK Music Festival - ong. Nieuw),dus wanneer tickets in de verkoop gaan, wordt het verhoogde activiteitsniveau niet geblokkeerd."
Systeemlatentie moet ook proactief worden bewaakt door klanten zoals Citrix die virtualisatieservices en cloudapplicaties uitvoeren die gevoelig zijn voor aanzienlijke netwerklatentie. De behoefte aan snelheid wordt gewaardeerd door zo'n opdrachtgever als Formule 1. Tata Communications beheert een racenetwerkinfrastructuur voor alle teams en verschillende omroepen.
En trouwens, als je nieuwsgierig bent naar hoe back-upsystemen werken, ze hebben 360 batterijen per UPS en 8 ononderbreekbare voedingen. Dit komt neer op meer dan 2.800 batterijen, en aangezien ze elk 32 kg wegen, is hun totale gewicht ongeveer 96 ton. De levensduur van de batterijen is 10 jaar en elk van hen wordt individueel gecontroleerd op temperatuur, vochtigheid, weerstand en andere indicatoren, die de klok rond worden gecontroleerd. Als ze volledig zijn geladen, kunnen ze het datacenter ongeveer 8 minuten draaiende houden, wat de generatoren veel tijd zal geven om in te schakelen.
Het centrum heeft 6 generatoren - drie voor elke hal van het datacenter. Elke generator kan de volledige belasting van het centrum aan - 1,6 MVA. Elk van hen produceert 1280 kilowatt energie. Over het algemeen ontvangt het 6 MVA - deze hoeveelheid energie zou misschien voldoende zijn om de helft van de stad van stroom te voorzien. Er is ook een zevende generator in het centrum, die de energievraag dekt die nodig is om het gebouw te onderhouden. De kamer bevat ongeveer 8000 liter brandstof - genoeg om een dag onder volledige omstandigheden te overleven. Bij volledige verbranding van brandstof per uur wordt 220 liter diesel verbruikt, wat als dit een auto was die met 96 km / u reed de bescheiden 235 liter per 100 km naar een nieuw niveau zou kunnen tillen - de cijfers die de Humvee eruit laten zien zoals een Prius.
Het NewWho-team werkte aan de vertaling: Vlada Olshanskaya, Nikita Pinchuk, Alexander Pozdeev, Georgy Leshkasheli, Olya Kuznetsova en Kirill Kozlovsky. Redactie: Anna Nebolsina, Roman Vshivtsev en Artyom Slobodchikov
