Двадцать тысяч льё под водой
Нельзя просто так взять и проложить подводный кабель.
Описывая кабельную систему, из которой состоит Всемирная Паутина, Нил Стивенсон как-то сравнил Землю с материнской платой компьютера. От опутанных проводами телеграфных столбов до торчащих на газонах знаков «НЕ КОПАТЬ, КАБЕЛЬ!» - повсюду нас окружают доказательства того, что основа Интернета – это безумно длинные макаронины кабелей, погребенные под землей, тянущиеся в небо или простирающиеся вдаль куда глаза глядят. Но нам видна лишь вершина айсберга, лишь малая часть физического уровня Сети. Все самое интересное скрыто в холодных глубинах океанов. И вот настало время приоткрыть завесу тайны подводных кабелей Интернета.
Нельзя просто взять – и проложить подводный кабель
99% международного интернет-траффика проходит по подводным телекоммуникационным кабелям. Их общая протяженность превышает сотни тысяч миль. Глубина их пролегания под уровнем моря может быть равной высоте Эвереста над уровнем моря :). Прокладку подводных кабелей осуществляют специальные суда-кабелеукладчики. Может показаться, что весь процесс – это закидывание в воду кабеля с привязанными к нему в качестве утяжелителей наковальнями или другими штуковинами с достойным весом, но все не так просто. При прокладке необходимо соблюдать ряд правил, например:
- кабель должен быть проложен по ровной (плоской) поверхности морского дна;
- при прокладке кабеля нужно обходить коралловые рифы, затонувшие корабли, слои дна, содержащие окаменелые останки рыб, устойчивые океанские экосистемы и прочие естественные препятствия.
Вы очень сильно удивитесь, но факты таковы: диаметр берегового кабеля сравним с диаметром жестяной банки из-под «Кока-Колы», а глубоководные кабели – намного ТОНЬШЕ (!!!), по диаметру - не больше обычного маркера (!!!). Эта разница в размерах связана со степенью уязвимости кабелей. Не так уж много событий происходит на глубинах порядка 8000 футов (2.5 км) ниже уровня моря, вот и возникает вопрос – нужна ли кабелю дополнительная защита, к примеру, из оцинкованных проволок? Ведь там почти никого нет. А вот прибрежная суета как раз добавляет фактор риска. Потому прибрежные кабели делают толще – из-за наличия дополнительных слоев защиты. Береговые кабели закапываются непосредственно в морское дно при помощи водометов высокого давления. Несмотря на то, что цены на прокладку подводных кабельных линий варьируются в зависимости от их общей протяженности и пункта назначения, это всегда обходится в сотни миллионов долларов.
Акулы мечтают сожрать Интернет
Существует несколько мнений, почему акулы грызут подводные телекоммуникационные кабели. Вероятно, это связано с влиянием электромагнитных полей. Может быть, акулы просто любопытны. А возможно, они пытаются разрушить нашу телекоммуникационную инфраструктуру, чтобы установить свое господство на планете. Дело в том, что акулы жуют интернетные кабели, и иногда им удается их повредить. В ответ на такую наглость компании типа Google защищают свои кабели специальной броней из «анти-акульей» проволоки.
Ни в море, ни на суше нету покоя бедолаге Интернету
Похоже, что каждые пару лет некий строитель с благими намерениями врубает свой бульдозер и оп! – убивает классный телеканал для всего континента. В океанах нет строителей-вредителей, но для подводных кабелей существуют другие опасности. Отбросив акул, можно сказать, что подводному Интернету постоянно угрожают спущенные якоря и тралы рыболовецких судов, цепляющиеся за кабель, а также стихийные бедствия. Одна компания из Торонто предложила запустить кабельную линию, соединяющую Токио и Лондон, через Арктику. Все посмеялись, ибо миссия была невыполнима. Но, спустя несколько лет, климат изменился, и таяние ледников переместило данный проект в категорию «сделать-можно-но-ОЧЕНЬ-ДОРОГО».
Дела давно минувших дней
В 1854 г. Началась прокладка первого трансатлантического телеграфного кабеля, который должен был соединить Ньюфаундленд и Ирландию. Четыре года спустя была отправлена первая телеграмма приблизительно такого содержания: «Лоус, Уайтхауз получил пятиминутный сигнал. Катушечные сигналы слишком слабые для релейной машины. Попробуй медленнее и равномернее. Я поставил промежуточный шкив. Отвечай через катушки». Ну по общему признанию, это было не особо вдохновляюще. «Whitehouse» - тут имелся в виду не Белый Дом, а Уайлдмэн Уайтхаус, главный электрик Атлантической телеграфной компании. Исторический контекст: в течение четырех лет, пока тянули кабель, Чарльз Диккенс продолжал писать романы, Уолт Уитмен опубликовал сборник «Листья травы», небольшое поселение Даллас было включено в состав штата Техас, и Авраам Линкольн, кандидат в сенаторы США, произнес свою знаменитую речь с призывом к отмене рабовладения.
Находка для шпионов
В разгар холодной войны Советский Союз часто передавал плохо зашифрованные сообщения между двумя основными военно-морскими базами. Серьезное шифрование было утомительным и излишним - так считали советские офицеры, поскольку обе базы были соединены подводным кабелем, находящимся в пределах территориальных вод СССР, которые были напичканы средствами обнаружения неприятеля. Линия связи проходила по дну Охотского моря с Камчатки на континент. Американцы, рискуя спровоцировать Третью Мировую войну, пытались найти способ подключиться к этому кабелю. Советские офицеры в своей беспечности не брали в расчет USS Halibut (SSGN-587) – специально оборудованную подводную лодку, способную обойти оборону советских войск. А зря – американская подлодка обнаружила кабель, и на него была установлена гигантская прослушка. Ежемесячно американцы возвращались и забирали записи всех передач. Информацию об этой операции, носившей название IVY BELLS, впоследствии продал Советам бывший аналитик АНБ Рональд Пэлтон. На сегодняшний день несанкционированное подключение к подводным телекоммуникационным кабелям – обычное дело для шпионов.
После драки кулаками не машут
Что касается электронного шпионажа – тут у США есть одно большое преимущество. Суть его в том, что ключевую роль в разработке и построении большей части мировой телекоммуникационной инфраструктуры играют именно американские ученые, инженеры и корпорации. Основные потоки данных имеют тенденцию пересекать американские границы и территориальные воды, что делает прослушку пустячным для американцев делом. Когда увидели свет документы, украденные бывшим аналитиком АНБ Сноуденом, многие страны были возмущены, узнав, в каких объемах американские спецслужбы перехватывают чужую секретную информацию. В результате этих событий многие правительства вообще решили пересмотреть структуру самого Интернета. В Бразилии, например, запустили проект по строительству подводной телекоммуникационной линии в Португалию, которая минует на своем пути Соединенные Штаты, и ни одна американская компания не будет допущена к участию в этом проекте.
Важней всего на свете подводный кабель в Интернете
Более тысячи спутников запущено на орбиты, на кометы установлены зонды, планируются миссии на Марс. Мы живем в будущем! Но только кажется само собой разумеющимся утверждение, что космос – это лучшее место для виртуальной «прокладки» Интернета, чем наш нынешний метод укладки очень-очень длинных кабелей / акульих ресторанов по морскому дну. Конечно же, спутники – круче, чем технология, известная еще до изобретения телефона, не правда ли? Как оказалось – нет, не круче (или, по крайней мере, до сих пор не круче). Хотя и волоконно-оптические кабели и спутники были разработаны в одно время – в 1960-х годах, у спутников есть двойная проблема: задержки и потеря битов. Прием и передача сигналов из / в космос занимает много времени. А между тем исследователям удалось получить оптические волокна, которые позволяют передавать информацию на 99,7% скорости света.
Чтобы понять идею Интернета без подводных кабелей, посетите Антарктиду. Это единственный континент без физического подключения к Сети. Связь здесь полностью зависит от спутников, а пропускная способность в особенности. Это большая проблема, если принять во внимание объемы данных, получаемых при проведении очень важных и интенсивных климатических исследований. Резюме таково: сегодня исследовательские станции в Антарктиде производят намного больше данных, чем они могут передать через космическое пространство с помощью спутников.
Забудьте о кибервойнах, наденьте акваланг и прихватите кусачки
Хорошая новость состоит в том, что не так -то просто перекусить подводный кабель, хотя бы только потому, что по нему бегут тысячи очень смертоносных вольт. Плохая новость состоит в том, что это все-таки возможно, как все увидели это в 2013 г. в Египте. Там, к северу от Александрии, были задержаны злоумышленники в гидрокостюмах, намеренно повредившие четыре кабеля на направлении Юго-Восточная Азия – Ближний Восток - Западная Европа, на линии протяженностью 12500 миль, соединяющей три континента. Интернет в Египте работал с потерей скорости на 60%, пока линия не была полностью восстановлена.
Нелегкая это работа – бегемота тащить из болота
Если вы считаете, что замена одного кабеля или патч-корда, до которого вы не можете дотянуться, сидя за столом в своем офисе – это боль, попробуйте как-нибудь заменить толстый и твердый садовый шланг … на дне океана! При обнаружении повреждения подводного кабеля к его месту направляются специальные ремонтные суда. Если кабель находится на мелководье, роботы захватывают кабель и буксируют его к поверхности. Если же кабель находится на большой глубине – от 2 км, - корабли спускают специальные якоря-кошки, и с их помощью кабель поднимают наверх. Чтобы упростить процесс, кабель часто разрезается пополам с помощью этих якорей-кошек, ремонтные суда поднимают оба его конца по отдельности, и соединение отрезков происходит уже над водой.
Подводного Интернета хватит на 25 лет
По состоянию на 2014 г. по дну океана проложено 285 кабелей, причем 22 из них вообще никак не используются. Они называются «темные кабели» (о «темных» волокнах мы подробно писали вот тут). После ввода в эксплуатацию их будут называть «lit» - освещенные. Подводные оптические кабели имеют срок службы 25 лет, в течение которого их использование считается экономически целесообразным с точки зрения их потенциала. Однако, за последнее десятилетие случился просто взрывной скачок в мировых объемах передачи данных. В 2013 г. интернет-трафик составлял 5 гигабайт на душу населения, но к 2018 году он достигнет как минимум 14 гигабайт. Такое резкое увеличение трафика очевидно потребует более частого обновления кабелей. Но новые методы фазовой модуляции и усовершенствования в оконечном оборудовании подводных линий связи (SLTE) повысили эффективность кабелей в некоторых местах аж до 8000%. Так что можно сказать, что подводная система к увеличению трафика более чем готова!
По материалам статьи Дэвида Брауна на http://mentalfloss.com
- Комментарии