Carl Osborne, Tatas vicepræsident for global netværksudvikling, forklarer detaljerne.
Jo tættere du er på overfladen, desto mere indeslutning har du brug for at modstå potentielle forsendelsesskader. Grøfter graves i lavt vand, hvor kabler er lagt. På større dybder, som i det vesteuropæiske bassin med en dybde på næsten fem og en halv kilometer, kræves der dog ikke beskyttelse - kommerciel skibsfart truer ikke kablerne i bunden.
På denne dybde er kabeldiameteren kun 17 mm, det er som en filtspidspen i en tyk isolerende polyethylenkappe. Kobberlederen er omgivet af en flerhed af ståltråde, der beskytter den fiberoptiske kerne, der er indlejret i et stålrør med mindre end tre millimeter i diameter i blød thixotropisk gelé. De afskærmede kabler er de samme internt, men er desuden beklædt med et eller flere lag galvaniseret ståltråd pakket rundt om hele kablet.
Uden en kobberleder, ville der ikke være et ubådskabel. Fiberoptisk teknologi er hurtig og kan indeholde næsten ubegrænsede mængder data, men fiber kan ikke fungere over lange afstande uden lidt hjælp. For at forbedre lysoverførslen langs længden af et fiberoptisk kabel er repeaterenheder nødvendige - faktisk signalforstærkere. På land gøres dette let med lokal elektricitet, men ved havbunden trækker forstærkerne jævnstrøm fra kobberkabellederen. Hvor kommer denne strøm fra? Fra stationer i begge ender af kablet.
Mens forbrugere ikke ved dette, er TGN-A faktisk to kabler, der løber over havet på forskellige måder. Hvis den ene er beskadiget, giver den anden kontinuitet i kommunikationen. Den alternative TGN-A lander 110 kilometer (og tre jordforstærkere) fra den vigtigste og får sin energi derfra. Et af disse transatlantiske kabler har 148 forstærkere, mens det andet, længere et, har 149.
Stasjonsledere forsøger at undgå reklame, så jeg ringer til vores stationsguide John. John forklarer, hvordan systemet fungerer:
Salgsfremmende video:
”For at drive kablet er der en positiv spænding ved vores ende, men i New Jersey er det negativt. Vi forsøger at opretholde strømmen: spænding kan let støde på modstand på kablet. En spænding på ca. 9 tusind volt er delt mellem de to ender. Dette kaldes bipolar fodring. Så ca. 4500 volt fra hver ende. Under normale forhold kunne vi holde hele kablet kørt uden hjælp fra USA."
Naturligvis er forstærkere bygget til at vare 25 år uden afbrydelse, da ingen vil sende dykkere ned for at skifte kontakt. Men når man ser på selve prøven af kablet, hvori der kun er otte optiske fibre, er det umuligt ikke at tro, at der med al denne indsats skal være noget mere.
”Alt er begrænset af størrelsen på forstærkere. Otte fiberpar kræver forstærkere dobbelt så stor,”forklarer John. Og jo flere forstærkere, jo mere energi er det nødvendigt.
På stationen danner de otte ledninger, der udgør TGN-A, fire par, der hver indeholder en modtagerfiber og en transmissionsfiber. Hver ledning er malet i en anden farve, så i tilfælde af et sammenbrud og behovet for reparationer til søs, kan teknikere forstå, hvordan man samler alt sammen i sin oprindelige tilstand. Ligeledes kan arbejdere på land finde ud af, hvad de skal indsætte, når de er tilsluttet en undersøisk linjeterminal (SLTE).
Reparation af kabler til søs
Peter Jamieson, Fiber Support Specialist hos Virgin Media, rapporterer om kabelreparationer.
”Så snart kablet er fundet og bragt til skibet til reparation, er et nyt stykke ubeskadiget kabel installeret. Den fjernstyrede enhed vender derefter tilbage til bunden, finder den anden ende af kablet og opretter en forbindelse. Derefter begraves kablet i bunden i højst en og en halv meter ved hjælp af en højtryksvandstråle,”siger han.
”Normalt tager reparationen cirka ti dage fra datoen for reparationsfartøjets afgang, hvoraf fire til fem dage arbejder direkte på stedet for sammenbruddet. Heldigvis er dette sjældent: Virgin Media har kun stødt på to i de sidste syv år.”
QAM, DWDM, QPSK …
Med kabler og forstærkere på plads - sandsynligvis i årtier - kan intet andet i havet justeres. Båndbredde, latenstid og alt, der er forbundet med servicekvalitet, reguleres på stationerne.
”Fremadrettet fejlkorrektion bruges til at forstå det signal, der sendes, og modulationsteknikker har ændret sig, efterhånden som trafikmængden af signalet øges,” siger Osborne. “QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) og BPSK (Binary Phase Shift Keying), nogle gange benævnt PRK (Double Phase Shift Keying) eller 2PSK, er lang rækkevidde modulationsteknikker. 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) ville blive brugt i kortere ubådskabelsystemer, og der udvikles 8QAM-teknologi, mellem 16QAM og BPSK.
DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) -teknologi bruges til at kombinere forskellige datakanaler og til at transmittere disse signaler ved forskellige frekvenser - gennem lys i et specifikt farvespektrum - over fiberoptisk kabel. Faktisk danner det mange virtuelle fiberoptiske links. Dette øger fibermængden dramatisk.
I dag har hvert af de fire par en båndbredde på 10 Tbit / s og kan nå 40 Tbit / s i et TGN-A-kabel. På det tidspunkt var 8 Tbps det maksimale potentiale, der var tilgængeligt på dette Tata-kabel. Når nye brugere begynder at bruge systemet, bruger de ledig kapacitet, men vi vil ikke blive forarmet over dette: Systemet har stadig 80% af potentialet, og i de kommende år vil det ved hjælp af en ny ny kodning eller øget multiplexing næsten helt sikkert være muligt at øge gennemløb.
Et af de største problemer, der påvirker anvendelsen af fotoniske kommunikationslinjer, er spredning i optiske fibre. Dette er navnet på hvad designerne inkluderer, når de designer kablet, da nogle dele af fiberen har positiv spredning og nogle har negativ spredning. Og hvis du har brug for reparationer, skal du være sikker på at have et kabel med den rigtige spredning til rådighed. På land er elektronisk spredningskompensation en opgave, der konstant optimeres til at håndtere de svageste signaler.
”Vi brugte tidligere spoler af fiber til at tvinge spredningskompensation,” siger John,”men nu er det hele gjort elektronisk. Det er meget mere nøjagtigt at øge gennemstrømningen. " Så nu, i stedet for først at tilbyde brugerne 1-, 10- eller 40-gigabit fiber, takket være teknologier, der er forbedret i de senere år, kan du forberede "dråber" på 100 gigabits.
Når vi taler om kabelstyring, siger Osborne:
”Kablerne, der løber fra stranden, har tre hoveddele: fiberen, der bærer trafikken, kraftledningen og jorden. Fiberen, som trafikken går på, er den, der strækker sig over denne boks derovre. Kraftlinjen forgrener sig på et andet segment inden for dette objekts område"
En overhead gul fiberoptisk skille gennemsøger mod distributionspaneler, der vil udføre en række forskellige opgaver, herunder demultiplekserende indkommende signaler, så forskellige frekvensbånd kan adskilles. De repræsenterer et potentielt "tab" -sted, hvor individuelle links kan afbrydes uden at komme ind i det jordiske netværk.
John siger: "Der er 100 Gbps-kanaler der kommer ind, og du har 10 Gbps-klienter: 10 til 10. Vi tilbyder også kunder en ren 100 Gbps."
”Det hele afhænger af kundens ønsker,” tilføjer Osborne.”Hvis de har brug for en enkelt kanal på 100 Gbps, der kommer fra et af dashboards, kan den leveres direkte til forbrugeren. Hvis klienten har brug for noget langsommere, så ja, de bliver nødt til at levere trafik til andet udstyr, hvor det kan opdeles i dele med lavere hastighed. Vi har kunder, der køber en lejet linje på 100 Gbps, men der er ikke så mange af dem. Enhver lille udbyder, der ønsker at købe transmissionskapacitet fra os, vil hellere vælge en 10 Gbps linje.”
Ubådskabler leverer mange gigabit båndbredde, der kan bruges til lejede linjer mellem to firmakontorer, så der for eksempel kan foretages stemmekald. Al båndbredde kan udvides til serviceniveauet for internetryggen. Og hver af disse platforme er udstyret med forskellige separat styret udstyr.
”Det meste af båndbredden, der leveres af kablet, bruges enten til at drive vores eget internet eller sælges som transmissionsledninger til andre engrosinternetfirmaer som BT, Verizon og andre internationale operatører, der ikke har deres egne kabler på havbunden og derfor købe adgang til transmission af information fra os."
Høje distributionskort understøtter et virvar af optiske kabler, der deler en 10 Gigabit-forbindelse med kunderne. Hvis du vil øge gennemstrømningen, er det næsten lige så let som at bestille flere moduler og proppe dem i hylder - det er, hvad branchen siger, når de vil beskrive, hvordan store rack-arrays fungerer.
John peger på kundens eksisterende 560 Gbps-system (bygget på 40G-teknologi), som for nylig blev opdateret med yderligere 1.6Tbps. Den ekstra kapacitet er opnået med to yderligere 800 Gbps moduler, der fungerer på 100G teknologi med trafik på mere end 2,1 Tbps. Når han taler om den aktuelle opgave, ser det ud til, at processens længste fase venter på, at nye moduler vises.
Alle infrastrukturfaciliteter på Tata-netværket har kopier, derfor er der to lokaler SLT1 og SLT2. Et atlantisk system, internt kaldet S1, er til venstre for SLT1, og Østeuropa til Portugal kabel kaldes C1, og er placeret til højre. På den anden side af bygningen er SLT2 og Atlantic S2, der sammen med C2 er forbundet til Spanien.
I et separat rum i nærheden er et jordbaseret rum, der blandt andet er ansvarlig for at kontrollere strømmen af trafik til Londons Tata-datacenter. Et af de transatlantiske fiberpar er faktisk dumping af data på det forkerte sted. Det er et ekstra par, der fortsætter på vej til Tatas London-kontor fra New Jersey for at minimere signalforsinkelse. Apropos: John kontrollerede latenstidsdataene for signalet, der går over de to atlantiske kabler; den korteste vej opnår en pakkedataforsinkelsesrate (PGD) på 66,5 ms, mens den længste når 66,9 ms. Så dine oplysninger transporteres med en hastighed på cirka 703.759.397,7 km / t. Så hurtigt nok?
Han beskriver de største problemer, der opstår i denne forbindelse:”Hver gang vi skifter fra optisk kabel til lavstrømskabel og derefter igen til optisk, øges forsinkelsestiden. Nu med optik af høj kvalitet og mere kraftfulde forstærkere minimeres behovet for at gengive signalet. Andre faktorer inkluderer en begrænsning af strømniveauet, der kan sendes via ubådskabler. Krydser Atlanterhavet forbliver signalet optisk hele vejen."
Energi til mareridt
Du kan ikke besøge et kabelsite eller et datacenter og bemærke, hvor meget energi der er brug for der: ikke kun til udstyr i telekommunikationsstativer, men også til køler - systemer, der forhindrer servere og switches i at blive overophedet. Og da installationsstedet for ubådskabler har usædvanlige energikrav på grund af dets undervandsrepeatere, er dets backup-systemer heller ikke almindelige.
Hvis vi går ind i et af batterierne, i stedet for hylderne med reservebatterier fra Yuasa - hvis formfaktor ikke er særlig forskellig fra dem, der ses i bilen - vil vi se, at rummet ligner et medicinsk eksperiment. Det er fyldt med enorme blysyrebatterier i gennemsigtige tanke, der ligner fremmed hjerner i banker. Vedligeholdelsesfrit, dette sæt 2V batterier med en 50-års levetid giver op til 1600 Ah i 4 timers garanteret batterilevetid.
Opladere, som faktisk er aktuelle ensrettere, giver en åben kredsløbsspænding til at opretholde batteriets opladning (forseglede blysyrebatterier skal undertiden genoplades ved tomgang, ellers mister de deres nyttige egenskaber over tid på grund af den såkaldte sulfateringsproces - ca. Newthat). De leder også jævnspændingen til hylderne til bygningen. Inde i rummet er der to strømforsyninger, der er indeholdt i store blå skabe. Den ene driver Atlantic S1-kablet, den anden Portugal C1. Den digitale skærm læser 4100 V ved ca. 600 mA for en atlantisk strømforsyning, den anden viser lidt mere end 1500 V ved 650 mA for en C1 strømforsyning.
John beskriver konfigurationen:
”Strømforsyningen består af to separate omformere. De har hver tre effektniveauer og kan levere 3000 VDC. Dette enkelt kabinet kan tænde et helt kabel, det vil sige, vi har n + 1-reserver, da vi har to af dem. Selvom mere sandsynligt endda n + 3, fordi selv hvis begge omformere falder i New Jersey, og en mere her, vil vi stadig være i stand til at tænde kablet."
John afslører nogle meget sofistikerede skiftemekanismer, og forklarer styresystemet:”Sådan tænder og slukker vi det i bund og grund. Hvis der er et problem med kablet, er vi nødt til at arbejde med skibet for at løse det. Der er en række procedurer, som vi skal gennemføre for at sikre sikkerhed, inden skibets besætning begynder at arbejde. Naturligvis er spændingen så høj, at den er dødelig, så vi er nødt til at sende beskeder om energisikkerhed. Vi sender besked om, at kablet er jordet, og at de reagerer. Alt hænger sammen, så du kan sikre dig, at alt er sikkert."
Anlægget har også to 2 MVA (megavolt-ampere - ca. nye end) dieselgeneratorer. Da alt duplikeres, er det selvfølgelig en ekstra. Der er også tre enorme køleenheder, selvom de tilsyneladende kun har brug for en. En gang om måneden kontrolleres reservegeneratoren for belastning, og to gange om året startes hele bygningen ved belastning. Da bygningen også er et databehandlings- og lagercenter, er dette påkrævet for akkreditering til en serviceniveauaftale (SLA) og en international organisation for standardisering (ISO).
I en typisk måned på anlægget når elregningen let 5 cifre.
Sådan fungerer en infrastrukturudbyder
Som et internationalt kabelsystem står tjenesteudbydere over hele verden over for de samme udfordringer: Skader på jordkabler, som oftest forekommer på byggepladser i mindre overvågede områder. Dette er selvfølgelig ankerne ved bunden af havet, der har mistet deres bane. Glem desuden ikke DDoS-angreb, hvor systemer angribes, og al tilgængelig båndbredde er fyldt med trafik. Selvfølgelig er teamet godt rustet til at håndtere disse trusler.
”Udstyret er indstillet til at spore de typiske trafikmønstre, der forventes i en bestemt periode af dagen. De kan konstant kontrollere trafikken mellem 16:00 sidste torsdag og nu. Hvis inspektionen afslører noget usædvanligt, kan udstyret forhindrende forhindre indtrængen og omdirigere trafik med en anden firewall, der kan fjerne enhver indtrængen. Dette kaldes produktiv DDoS-begrænsning. Den anden type er gensidig. I dette tilfælde kan forbrugeren fortælle os:”Åh, jeg har en trussel i systemet på denne dag. Du skal hellere være på vagt. " Alligevel kan vi filtrere ud som en proaktiv foranstaltning. Der er også juridisk aktivitet, som vi får besked om, for eksempel Glastonbury (UK Music Festival - ca. nyt),så når billetter sælges, blokeres det forøgede aktivitetsniveau ikke."
System latency skal også overvåges proaktivt af klienter som Citrix, der kører virtualiseringstjenester og cloud-applikationer, der er følsomme over for betydelig netværks latenstid. Behovet for hastighed værdsættes af en sådan klient som formel 1. Tata Communications driver en racing netværksinfrastruktur til alle hold og forskellige tv-selskaber.
Og forresten, hvis du er nysgerrig efter, hvordan sikkerhedskopieringssystemer fungerer, har de 360 batterier pr. UPS og 8 uafbrudt strømforsyning. Dette tilføjer til over 2.800 batterier, og da de hver vejer 32 kg, er deres samlede vægt ca. 96 ton. Batteriets levetid er 10 år, og hver af dem overvåges individuelt for temperatur, fugtighed, modstand og andre indikatorer, der kontrolleres døgnet rundt. Når de er fuldt indlæst, vil de være i stand til at holde datacentret kørende i cirka 8 minutter, hvilket vil give meget tid for generatorerne til at tænde.
Centret har 6 generatorer - tre for hver hall i datacentret. Hver generator klarer centerets fulde belastning - 1,6 MVA. Hver af dem producerer 1280 kilowatt energi. Generelt modtager den 6 MVA - denne mængde energi måske nok til at levere strøm til halvdelen af byen. Der er også en syvende generator i centrum, der dækker det energibehov, der er nødvendigt for at vedligeholde bygningen. Rummet indeholder omkring 8000 liter brændstof - nok til at overleve en dag under fulde forhold. Ved fuld forbrænding af brændstof i timen forbruges 220 liter diesel, som hvis dette var en bil, der bevæger sig i 96 km / t, kunne tage de beskedne 235 liter pr. 100 km til et nyt niveau - de tal, der får Humvee til at ligne som en Prius.
NewWho-teamet arbejdede med oversættelsen: Vlada Olshanskaya, Nikita Pinchuk, Alexander Pozdeev, Georgy Leshkasheli, Olya Kuznetsova og Kirill Kozlovsky. Redaktører: Anna Nebolsina, Roman Vshivtsev og Artyom Slobodchikov
