Нил Стивенсон, американский писатель-фантаст, описывая карту расположения всех Интернет-кабелей мира, сравнил нашу планету с материнской платой компьютера.
Земля окутана проводами, словно паутиною. Мы уже привыкли к тому, что нас практически везде окружают бетонные столбы для передачи электроэнергии и знаки, предупреждающие о подземных линиях. Но то, что мы видим – это всего лишь часть мира проводов. Остальное спрятано в холодных глубинах океана.
В этой статье вы узнаете весьма интересные факты о системе подводных Интернет-кабелей.
1. Прокладка кабеля – длительный, трудоёмкий и весьма затратный процесс
Девяносто девять процентов важных международных данных передаются по проводам, которые лежат на дне океана и носят название подводных коммуникационных кабелей. Их общая длина составляет сотни тысяч километров. Они могут находиться на глубине 9000 метров от поверхности воды. Прокладка коммуникационных кабелей осуществляется специальными судами – кабелеукладчиками, при этом следует учитывать такой немаловажный фактор, как характер поверхности дна океана (дно должно быть ровным), избегать коралловых рифов, затонувших кораблей, слоёв, богатых окаменелыми останками рыб, и других общих препятствий. Диаметр мелководного кабеля такой же, как и у жестяной банки из-под газированного напитка. Глубоководный кабель гораздо тоньше – размером примерно с обычный маркер. Разница в диаметре обусловлена элементарной уязвимость к механическим повреждениям – на глубине 8 тысяч метров нет ничего такого, что могло бы повредить провода; следовательно, они не нуждаются в оцинковании или экранировании. Укладка кабеля производится в траншею (глубиной до двух метров), которая формируется струями воды с высоким давлением.
Стоимость прокладки подводных коммуникационных кабелей зависит от их общей длины и конечного пункта назначения и может достигать сотни миллионов долларов.
2. Акулы часто пытаются съесть Интернет
Существует несколько версий относительно того, почему именно акулы любят грызть подводные коммуникационные кабеля. Возможно, это связано с электромагнитными полями или с тем, что им просто интересно, каковы провода на вкус. Есть ещё один вариант – акулы пытаются уничтожить коммуникации для того, чтобы мы не могли взаимодействовать друг с другом, когда они вылезут на сушу и нападут на наши города.
А если серьёзно, то акулы являются самой распространённой причиной повреждения подводных коммуникационных кабелей. Вот почему такие компании, как Google, для защиты своих транс-тихоокеанских кабелей используют кевларовое покрытие.
3. Подводные и наземные Интернет-кабеля подвержены механическим повреждениям в равной степени
Наземные Интернет-кабеля легко повредить, к примеру, бульдозером при строительстве какого-либо здания. А подводные? В океане тяжёлой техники нет, зато есть зубастые акулы, о которых упоминалось выше, огромные якоря кораблей, рыболовные тралы и стихийные бедствия. Недавно одна из канадских компаний предложила проложить через Арктику кабель, соединяющий Токио и Лондон. Раньше это считалось невозможным, но изменение климата и таяние ледников сделали данную задачу выполнимой, хотя и очень дорогой.
4. Первые подводные кабеля появились 160 лет назад
В 1854 году началась прокладка первого трансатлантического телеграфного кабеля, который соединил остров Ньюфаундленд и берега Ирландии. Первое сообщение по этой линии удалось отправить лишь четыре года спустя. Звучало оно так: «Господи, Уайтхаус получил пятиминутный сигнал. Катушка посылает слишком слабые сигналы. Попробуйте ещё раз, но только медленнее и регулярнее. Я установил промежуточный шкив. Ответ пришлите с помощью катушек». Не особо вдохновляет, верно? (Уайлдман Уайтхаус, о котором упоминалось в телеграмме, работал главным электриком в "Atlantic Telegraph", компании, занимавшейся прокладкой трансатлантического телеграфного кабеля.)
5. Шпионы любят подводные коммуникационные кабеля
В разгар Холодной войны СССР часто приходилось передавать плохо зашифрованные послания с одной военно-морской базы на другую. Чтобы избежать утечки секретной информации, советские власти решили соединить их между собой при помощи подводного кабеля. Американцы, рискуя начать Третью мировую войну, попытались получить к нему доступ. На атомной подводной лодке "USS Halibut" они проникли в территориальные воды СССР и установили на кабеле мощное подслушивающее устройство, позволившее им ежемесячно перехватывать важные сообщения. Данная операция, получившая название "IVY BELLS", позднее была скомпрометирована бывшим аналитиком Агентства национальной безопасности Соединённых Штатов Рональдом Пелтоном. Он продал информацию о миссии советским властям. Сегодня перехват сообщений, передаваемых при помощи подводных коммуникационных кабелей, является привычным делом для спецслужб.
6. Правительства многих стран мира переходят на подводные кабеля, чтобы уберечь себя от шпионажа
Одно из самых больших преимуществ Америки в плане электронного шпионажа заключается в том, что именно её учёные, инженеры и корпорации сыграли ключевую роль в планировании и создании инфраструктуры глобальных коммуникаций. Все крупнейшие линии передачи данных, как правило, проходят у границ США, что, условно говоря, делает перехват сообщений для них пустяковой задачей. Когда были обнародованы документы, украденные Эдвардом Сноуденом, бывшим аналитиком Агентства национальной безопасности США, многие страны сильно возмутились по поводу того, насколько далеко зашли американские разведывательные службы в перехвате внешней информации. Как результат, правители некоторых государств решили пересмотреть саму инфраструктуру Интернета. Так, например, Бразилия недавно запустила проект по прокладке подводного коммуникационного кабеля к берегам Португалии в обход Соединённых Штатов и без привлечения американских специалистов.
7. Подводные коммуникационные кабеля и спутники связи
Как вы думаете, что лучше в плане функциональности и выгодности: волоконно-оптические кабеля или спутники связи? И те, и другие появились в 60-х годах XX века. Тем не менее, у спутников есть два существенных недостатка – это большое время ожидания и потеря сигнала.
В свою очередь, волоконно-оптические кабеля многим могут показаться непрактичными, однако знаете ли вы, что они способны передавать информацию практически со скоростью света? Чтобы проверить, каким на самом деле есть Интернет без подводных коммуникационных кабелей, поезжайте в Антарктиду, единственный континент в мире, где отсутствует физическое подключение к сети. Связь с миром здесь осуществляется при помощи спутников. Интересен тот факт, что антарктические научные станции производят гораздо больше информации, нежели они могут передать через пространство.
8. Забудьте о кибервойнах – чтобы лишить кого-либо доступа к Интернету, вам всего лишь понадобятся акваланг и пара хороших кусачек
Перерезать подводный коммуникационный кабель трудно (хотя бы потому, что напряжение в нём довольно высокое), но, как показывает практика, возможно. В 2013 году к северу от Александрии египетская полиция задержала нескольких мужчин в гидрокостюмах, которые перерезали кабель Юго-Восточная Азия – Ближний Восток – Западная Европа-4, который соединяет три континента и тянется на 19 тысяч километров. За то время, что его ремонтировали, 60% населения Египта оставалось без доступа к Интернету.
9. Подводные коммуникационные кабеля ремонтировать очень трудно, но за 150 лет их существования люди всё же смогли научиться кое-каким трюкам
Для того чтобы починить подводный коммуникационный кабель, нужны специальные ремонтные корабли. Если он мелководный, то на поверхность его вытаскивают роботы, созданные именно для выполнения этой цели. В случае с глубоководными кабелями, которые располагаются на глубине более двух тысяч метров, используются устройства, похожие на дреки. Они цепляют кабель и тянут его со дна наверх для починки. Чтобы упростить задачу, ремонтники иногда разрезают повреждённый кабель на две части, достают по отдельности его концы, а после уже чинят над водой.
10. Срок службы подводных коммуникационных кабелей – 25 лет
По состоянию на 2014 год на дне океана всего находится 285 коммуникационных кабелей, из них двадцать два в данный момент не используются. Их называют «тёмными кабелями». (Как только они активируются, то станут «светлыми».) Срок службы подводных коммуникационных кабелей составляет 25 лет. По его истечению они перестают быть экономически целесообразными. За последние десять лет потребление Интернет-трафика резко возросло. В 2013 году он составлял 5 гигабайт на душу населения. По прогнозам экспертов, к 2018 году данный показатель возрастёт до 14 гигабайт, в результате чего компаниям придётся чаще менять подводные коммуникационные кабеля.
Материал подготовила Rosemarina - по материалу сайта
25 сентября 1956 года был введен в эксплуатацию первый трансатлантический телефонный кабель. Перед вами небольшой FAQ на тему того, почему Интернет и по сей день живет не в небе, а под водой.
Почему телекоммуникационные компании не используют спутники вместо кабелей?
Спутники отлично подходят для некоторых целей: их можно использовать для той местности, где ещё нет оптоволоконных кабелей, плюс они могут транслировать информацию из одной точки в несколько других.
Однако для поразрядной передачи данных нет ничего лучше, чем оптоволокно. Такие кабели могут передавать бо льшие объёмы данных с меньшими затратами.
Сложно точно узнать объёмы международного трафика, проходящего через спутники, но можно точно сказать, что эти объёмы крайне малы. Статистика, опубликованная Федеральной комиссией по связи США, указывает, что на спутники приходится лишь 0,37% всех международных мощностей США.
Хорошо, а что насчёт моего смартфона, он же использует беспроводной обмен данных?
Когда вы используете телефон, то передаёте данные беспроводным методом только до первой вышки связи, которая передаёт данные уже наземным или подводным путём.
Сколько всего подводных кабелей?
В начале 2017 года насчитали около 428 рабочих подводных кабелей по всему миру. Число постоянно меняется, так как подключают новые кабели и списывают старые.
Как они работают?
Современные подводные кабели используют, как мы уже сказали выше, оптоволоконные технологии. Электрический сигнал превращается в свет, излучаемый микролазерами, и передается на высоких скоростях по волокну к приемнику на другом конце, который, в свою очередь, преобразует свет обратно в электрический сигнал.
Они толстые?
Сам кабель с учетом обмотки толщиной примерно с поливальный шланг. А толщина внутренних элементов кабелей, через которые передаётся сигнал, сравнима с человеческим волосом.
Внутренние волокна кабеля покрыты несколькими слоями изоляции и защитного материала. Те участки кабелей, которые пролегают в прибрежной зоне, покрывают дополнительными слоями для повышения прочности.
Подводный кабель в разрезе: 1. полиэтилен; 2. «майларовая» лента; 3. скрученная стальная проволока; 4. алюминиевая водоизолирующая перегородка; 5. поликарбонат; 6. медная или алюминиевая труба; 7. гидрофобный заполнитель; 8. оптические волокна. Спасибо Wikipedia
Кабели действительно лежат прямо на дне океанов?
Да. Ближе к береговой линии их укладывают под грунтом, чтобы избежать повреждений, собственно поэтому их и не видно на пляжах.
Разумеется, кабели должны прокладываться в наиболее безопасных зонах морского дна, где нет разломов, мест рыболовного промысла, участков для сброса якорей кораблями и прочих опасностей для кабеля. Компании, занимающиеся прокладкой подводных кабелей, открыто сообщают о том, где расположены кабели, чтобы уменьшить вероятность их непреднамеренного повреждения.
Их едят акулы?
Повреждения кабелей акулами - один из мифов СМИ. Это стало популярной темой для статей после того, как в прошлом акулы пару раз «напали» на кабель. На сегодняшний день они не являются основной угрозой для кабелей. Тем не менее кабели часто повреждаются, в среднем более 100 раз в год. Вы редко слышите о повреждениях из-за того, что многие компании, работающие в этой сфере, используют подход «безопасность в цифрах»: до тех пор, пока кабель не будет восстановлен, тот поток данных, который он должен был обслуживать, будет распределён между другими кабелями.
Какова общая длина всех кабелей?
По состоянию на 2017 год общая длина всех действующих кабелей составляет около 1,1 миллиона километров.
Некоторые кабели очень короткие: кабель компании CeltixConnect, соединяющий Ирландию и Великобританию, протянут всего на 131 километр. Другие же кабели могут быть невероятно длинными, например, кабель Asia America Gateway, длина которого составляет 20 000 километров.
Карту-то дайте
Почему между одними странами много соединений, а между другими их вообще нет?
Давайте для начала обратимся к цитате Генри Дэвида Торо:
Наши изобретения обычно похожи на привлекательные игрушки, которые отвлекают наше внимание от действительно важных вещей. Мы спешим строить магнитный телеграф от штата Мэн до Техаса, однако, возможно, Мэн и Техас не имеют никаких важных данных, которые нужно было бы передавать через этот телеграф.
Европа, Азия и Латинская Америка постоянно обмениваются большим количеством данных с Северной Америкой. Из-за того, что Австралия и Латинская Америка данными в таких количествах не обмениваются, между ними и нет никаких кабелей. Зато если кабели появятся, мы будем знать, что там происходит что-то интересное 🙂
Кому принадлежат кабели?
Традиционно кабели принадлежали телекоммуникационным агентствам, которые формировали консорциум из тех, кто заинтересован в использовании кабелей. В конце 90-х годов прошлого столетия приток новых компаний создал большое количество частных кабелей, мощности которых продавались их пользователям.
На сегодняшний день существуют и частные, и принадлежащие консорциумам кабели. Самое большое изменение в организации передачи данных через кабели произошло в типе компаний, занимающихся этим.
Поставщики контента, такие как Google, Facebook, Microsoft и Amazon - главные инвесторы в кабельный бизнес. Объём мощности, развёрнутый частными операторами вроде поставщиков контента, превысил за последние годы тот объём мощности, который обеспечивали операторы интернет-магистралей.
Кто использует эти кабели?
Вы, например. Пользователи мощностей подводных кабелей - разные люди и компании, правительства, операторы сотовой связи, транснациональные корпорации и поставщики контента. Любой человек, который вышел в Интернет, уже пользуется подводными кабелями, независимо от устройства.
Какие объёмы информации они могут передавать?
Пропускная способность у всех кабелей разная. Новые кабели могут пропускать больший объём данных, чем те, которые были проложены 15 лет назад. Готовящийся к эксплуатации кабель MAREA сможет передавать данные со скоростью 160 терабит в секунду.
Интересные факты о том, как осуществляется связь континентами нашей планеты,
как прокладывается кабель по дну океана, и, главное, как была создана всемирная сеть - интернет.
1
То, что вы видите выше, это подводный кабель связи.
Диаметром он 69 миллиметров, и именно он переносит 99% из всего международного трафика связи (т.е. интернет, телефония и прочие данные). Соединяет он все континенты нашей планеты, за исключением Антарктиды. Эти удивительные волоконно-оптические кабели пересекают все океаны, и длинной они сотни тысяч, да что говорить, миллионы километров.
Карта Мира подводной кабельной сети
Это "CS Cable Innovator", он специально разработан для прокладки волоконно-оптического кабеля и является крупнейшим в своем роде кораблем в мире. Построен он в 1995 году в Финляндии, он 145 метров в длину, а шириной он 24 метра. Он способен перевозить до 8500 тонн волоконно-оптического кабеля. Корабль имеет 80 кают, из которых 42 - каюты офицеров, 36 - каюты экипажа и две каюты класса люкс. Без технического обслуживания и дозаправки он может трудиться 42 дня, а если его будет сопровождать корабль поддержки, то все 60.
Первоначально, подводные кабели были простыми соединения типа точка-точка. Сейчас же подводные кабели стали сложнее и они могут делиться и разветвляться прямо на дне океана.
С 2012 года провайдера был успешно продемонстрирован подводный канал передачи данных с пропускной способностью в 100 Гбит/с. Тянется он через весь Атлантический океан и длина его равна 6000 километрам. Представьте себе, что три года назад пропускная способность межатлантического канала связи была в 2,5 раза меньше и была равна 40 Гбит/с. Сейчас корабли подобные "CS Cable Innovator" постоянно трудятся дабы обеспечивать нас всё быстрым межконтинентальным интернетом.
Сечение подводного кабеля связи
1. Полиэтилен
2. Майларовое покрытие
3. Многожильные стальные провода
4. Алюминиевая защита от воды
5. Поликарбонат
6. Медная или алюминиевая трубка
7. Вазелин
8. Оптические волокна
Вот так он выглядит на дне. Каковы экологические последствия прокладки телекоммуникационных кабелей на морском дне? Как это влияет на дно океана и животных, которые там живут? Хотя буквально миллионы километров кабелей связи были размещены на дне моря в течение последнего столетия, это никак не повлияло на жизнь подводных обитателей. Согласно недавнему исследованию, кабель оказывает лишь незначительные воздействия на животных, живущих и находится в пределах морского дна. На фотографии выше мы видим разнообразие морской жизни рядом с подводным кабелем, который пересекает континентальный шельф Half Moon Bay.Тут кабель всего лишь 3,2 см. толщины.
Подводные коаксиальные кабели предназначены для телеграфно-телефонной связи с. уплотнением в диапазоне частот до 150 кгц. Наиболее совершенной конструкцией подводных кабелей связи в больших длинах являются коаксиальные кабели с полиэтиленовой изоляцией, вытеснившей изоляцию из гуттаперчи, парагутты и др. Кабель- с полиэтиленовой изоляцией допускает высокочастотное уплотнение цепей при сравнительно больших расстояниях между усилительными пунктами, обеспечивая длительную и надежную эксплуатацию. Разработанные в 1950-1955 гг. встроенные в кабель подводные усилители открыли возможность осуществить многоканальную связь на требуемые расстояния. Электропитание усилителей осуществляют дистанционно по внутреннему проводнику кабеля.
Основным типом подводного коаксиального кабеля с полиэтиленовой изоляцией, выпускаемого отечественной промышленностью для прокладки на прибрежных участках, является кабель марки КПЭК-5/18 (рис. 20-6).
Трансокеанические подводные кабели связи
Внутренний проводник этого кабеля изготовляют из отожженной медной проволоки диаметром 3 мм и повива из 12 проволок диаметром 1,0 мм (наружный диаметр 5± ±0,3 мм). Изоляцию кабеля накладывают из смеси полиэтилена с полиизобутиленом толщиной 6,5 мм. Внешний проводник кабеля изготовляют из отожженных прямоугольных медных проволок шириной 5,3 и толщиной 0,6 мм, обматывают медной лентой толщиной 0,08 мм, двумя стальными лентами толщиной 0,10-0,15 мм и прорезиненной лентой и накладывают оболочку из полиэтилена или поливинилхлоридного пластиката толщиной 2 мм и подушку из кабельной пряжи, пропитанной противогнилостным составом. В кабелях марки КПЭК-5/18 на подушку накладывают двухслойную броню из круглых оцинкованных стальных проволок диаметром 4 и 6 мм, наружный покров из предварительно пропитанной противогнилостным составом кабельной пряжи толщиной не менее 1,6 мм и слой битума и мелового раствора.
Для подводной прокладки на глубину до 3 500 м предназначен кабель марки КПК-5/18 только с одним слоем круглой оцинкованной стальной проволоки диаметром 2,6-6 мм.
В кабелях КПЭБ-5/18 для прокладки в земле поверх подушки применяют две стальные ленты толщиной 0,5 мм и защитные покровы из кабельной пряжи, слоя битума и мелового раствора.
Сопротивление изоляции подводных кабелей не менее 50 000 Момoкм, емкость 100 нф/км; волновое сопротивление кабеля 51-54,5 ом, затухание 13,3 — 67мнеп/км и угол фазы 0,065-3,17 рад/км.
Трансантлантический кабель между Европой и США протяженностью свыше 5 000 км (проложен на глубине до 4,2 км) имеет внутренний проводник, состоящий из медной проволоки диаметром 3,34 мм и трех медных лент толщиной по 0,368 мм (диаметр 4,1 мм), и сплошную изоляцию из полиэтилена диаметром 15,75 мм. Внешний проводник кабеля состоит из 6 медных лент толщиной 0,4 мм и медной скрепляющей ленты толщиной 0,076 мм. Поверх внешнего проводника накладывают ленту из сплава телканекс, подушку из кабельной пряжи, броню из круглых оцинкованных.стальных проволок и наружный защитный покров из кабельной пряжи, слой битума и меловое покрытие. Кабель для глубоководных участков трассы изготовляют бронированным круглой стальной проволокой диаметром 2,2 мм высокой механической прочности. Кабель для прибрежного участка изготовляют с двойной броней из круглых стальных проволок диаметром 7,6 мм. Встроенные усилители размещены на расстоянии 68,5 км один от другого.
В 1956 г. была разработана новая конструкция подводного коаксиального кабеля для глубоководных участков, в котором на несущий трос диаметром 7,4 мм накладывают внутренний проводник из медной ленты толщиной 0,6 мм со сварным швом, калиброванным на диаметр 8,4 мм, полиэтиленовую изоляцию диаметром 26,5 мм, которую калибруют до диаметра 25,4 мм. Затем продольно накладывают внешний проводник из медной ленты толщиной 0,25 мм с перекрытием и оболочку из светостабилизированного полиэтилена толщиной 3,2 мм (рис. 20-7). Кабель предназначен для уплотнения системой связи на 128 каналов с дальнейшим расширением передаваемого спектра частот до 3 Мгц и увеличением числа каналов до 720. (В последующем спектр передаваемых частот достигнет 10 Мгц.
Симметричные подводные кабели связи марок СЭПК-4 изготовляют с токоподводящими жилами из семи медных проволок диаметром 0,52 или 0,73 мм с полиэтиленовой изоляцией толщиной 2 мм. На изолированные токопроводящие жилы, предназначенные для телеграфной связи, накладывают экран из медных лент. Четыре жилы скручивают вместе, обматывают прорезиненным миткалем и кабельной пряжей, поверх которой накладывают броню из оцинкованных стальных проволок. Кабель с жилами 7×0,73 мм в диапазоне частот 0,8-30 кгц имеет волновое сопротивление 349-160 ом, затухание 45-130 мнеп/км и угол фазы 0,06- 1,20 рад/км.
Ниже приведено 10 малоизвестных фактов о подводных Интернет-кабелях.
При описании системы проводов, из которой состоит Интернет, Нил Стивенсон однажды сравнил нашу землю с материнской платой компьютера. От телефонных столбов, с которых свисают связки кабеля, до знаков, предупреждающих о погруженных в землю волоконно-оптических линий передачи, мы постоянно окружены доказательствами присутствия системы Интернет. Однако, мы видим лишь малую часть физического состава сети. Остальную часть можно найти только в самых холодных водах глубоководного океана. Ниже приведено 10 малоизвестных фактов о подводных Интернет-кабелях.
1. УСТАНОВКА КАБЕЛЯ ЯВЛЯЕТСЯ МЕДЛЕННОЙ, УТОМИТЕЛЬНОЙ И ДОРОГОСТОЯЩЕЙ РАБОТОЙ.
99% международных данных передается по проводам, находящимся на дне океана. Они называются подводными коммуникационными кабелями. В общей сложности они протягиваются на сотни тысяч миль, а глубина их расположения может быть высотою с Эверест. Кабеля по океану прокладываются специальными судами - так называемыми кабелеукладчиками. Прокладка кабеля очень трудоемкая работа - поверхность океанского дна под прокладку кабеля должна быть обязательно ровной, также нужно предусмотреть, чтобы кабель не оказался на коралловых рифах, затонувших кораблях, местности богатой окаменелыми останками рыб или другой экологической среды обитания, и других препятствий.
Диаметр мелководного кабеля примерно равен диаметру жестяной банки содового напитка. Глубоководные кабеля намного тоньше - примерно равны диаметру маркера. Разница в размере связана с элементарной уязвимостью к повреждениям - на глубине более 2000 метров мало что происходит. Следовательно, и нет такой необходимости в оцинковании экранированного кабеля. Кабели, расположенные на небольших глубинах, закапывают под океаническое дно с помощью струй воды под высоким давлением.
Цена за укладку мили подводного коммуникационного кабеля зависит от общей длины и конечного пункта назначения. Однако, в общем укладка интернет-кабеля через океан неизменно стоит сотни миллионов долларов.
2. АКУЛЫ ПЫТАЮТСЯ СЪЕСТЬ ИНТЕРНЕТ.
Существует разногласие насчет того, почему акулам так нравится грызть подводные коммуникационные кабеля. Возможно, это как-то связано с электромагнитными полями. Возможно, это просто их любопытство. А возможно, они пытаются разрушить нашу инфраструктуру связи перед тем, как начать захват мира. В любом случае акулы продолжают грызть подводные кабеля, и это является самой распространенной причиной их повреждения. Компания Google решила проблему обернув свои подводные океанские кабеля в кевраловое покрытие.
3. ПОДВОДНЫЙ ИНТЕРНЕТ КАБЕЛЬ НАСТОЛЬКО ЖЕ УЯЗВИМ К ПОВРЕЖДЕНИЯМ, КАК И ПОДЗЕМНЫЙ КАБЕЛЬ.
Каждые несколько лет какой-нибудь благонамеренный строитель, маневрируя бульдозером, отключает интернет на весь регион. На океанском дне же хоть и нет всего этого строительного оборудования, которое могло бы вызвать разрушения, все же достаточно постоянных водных угроз для повреждения кабеля. Кроме акул, подводный коммуникационный кабель могут повредить якоря лодок, рыбацкие тралы и стихийные бедствия.
Одна компания из Торонто предложила проложить кабель через Арктику для соединения Токио и Лондона. Раньше такую затею считали невыполнимой, но с изменением климата и таянием ледников, эта идея стала реальной, хоть и очень дорогостоящей.
4. СОЕДИНЕНИЕ КОНТИНЕНТОВ ПОДВОДНЫМИ КАБЕЛЯМИ НЕ ЯВЛЯЕТСЯ НОВИНКОЙ.
Первый трансатлантический телеграфный кабель, который соединял Ньюфаундленд и Ирландию, начали прокладывать еще в 1854 году. Четыре года спустя было отправлено первое сообщение, в котором говорилось: «Господи, Уайтхаус получил пятиминутный сигнал. Сигнал от катушки слишком слабый, чтобы понять. Попробуйте медленнее и регулярнее. Я установил промежуточный шкив. Отвечайте с помощью катушки.» Конечно, не самое вдохновляющее начало. (Уилдман Уайтхаус был главным электриком Атлантической телеграфной компании)
5. ПОДВОДНЫЕ КОММУНИКАЦИОННЫЕ КАБЕЛЯ ИМЕЮТ ОСОБЫЙ ИНТЕРЕС У ШПИОНОВ.
В разгар холодной войны, СССР часто передавала слабо кодированные сообщения между двумя основными военно-морскими базами по кабелю проложенному между этими двумя базами через советские территориальные воды. Чрезмерным шифрованием советские офицеры не хотели заморачиваться. Они считали, что американцы не станут рисковать вызвать третью мировую войну, пытаясь получить доступ к данным этого кабеля. Они не рассчитали, что U.S.S. Halibut, специально оборудованная подводная лодка, может проникнуть через оборону советских войск.
Американская подводная лодка нашла кабель и установила на нем мощное подслушивающее устройство, затем каждый месяц возвращалась для сбора перехваченных сообщений. Эту операцию, которая называлась IVY BELLS, позже скомпроментировал бывший аналитик Агенства национальной безопасности Рональд Пелтон, который продал информацию о миссии советским властям. На сегодняшний день, перехват сообщений, передаваемых подводными коммуникационными кабелями является обычной процедурой спецслужб.
6. ПРАВИТЕЛЬСТВА МНОГИХ СТРАН ПЕРЕХОДЯТ НА ПОДВОДНЫЕ КАБЕЛЯ, ЧТОБЫ УБЕРЕЧЬ СЕБЯ ОТ ЭТИХ ЖЕ ШПИОНОВ.
Что касается электронного шпионажа, Соединенные Штаты имеют одно большое преимущество - их ученые, инженеры и корпорации сыграли важнейшую роль в изобретении и создании инфраструктуры глобальных коммуникаций. Самые крупные линии передачи, как правило, проходят через территорию и водные пространства США. В результате чего, они с легкостью могут перехватывать пересылаемые данные.
Когда бывший аналитик АНБ Эдвард Сноуден украл и обнародовал секретные документы, многие страны были возмущены тем, сколько их информации перехватывают американские разведывательные службы. В результате, некоторые страны пересматривают инфраструктуру Интернета. Бразилия, например, запустила проект по строительству подводного коммуникационного кабеля до Португалии, который не только полностью минует границы Соединенных Штатов, но в то же время исключает американские компании в участии данного проекта.
7. ПОДВОДНЫЕ КОММУНИКАЦИОННЫЕ КАБЕЛЯ ДЕШЕВЛЕ И БЫСТРЕЕ ПЕРЕДАЮТ ДАННЫЕ ПО СРАВНЕНИЮ СО СПУТНИКАМИ.
На орбите находится более тысячи спутников.
Мы также отправляем зонды на кометы и планируем миссии на Марс. Мы живем в будущем! Казалось бы космос должен быть лучшим методом для «виртуального проложения проводов» между странами, чем нынешний метод проложения несоразмерно-длинных проводов через океанское дно. Разве спутники не лучше технологий, используемых еще даже до изобретения телефона? Как оказывается - нет, не лучше (или пока что нет). Хотя волоконно-оптические кабели и спутники связи были разработаны в 1960-х годах, у спутников существует две проблемы: большие задержки и потери сигнала. Передача и прием сигналов из космоса занимает много времени. В то же время, исследователи разработали оптические волокна, которые могут передавать информацию со скоростью равной 99,7% скорости света.
Если хотите понять каким был бы интернет без подводных коммуникационных кабелей можете посетить Антарктику - единственный континент без физического подключения к сети. Связь с миром осуществляется исключительно при помощи спутников. Интересен тот факт, что антарктические исследовательские станции производят гораздо большее количество информации, чем они могут передавать через космическое пространство.
8. ЗАБУДЬТЕ О КИБЕРВОЙНАХ - ЧТОБЫ ПАРАЛИЗОВАТЬ ИНТЕРНЕТ, НУЖНО ВСЕГО ЛИШЬ АКВАЛАНГ И ПАРА КУСАЧЕК.
Хоть перерезать подводный коммуникационный кабель и довольно трудно (тысячи вольт протекающих по каждому из них, как одна причина), как показывает практика (Египет, 2013 год), возможно.
Подводный кабель связи
К северу от Александрии было задержано несколько людей в гидрокостюмах, которые намеренно пытались прорезать кабель Юго-Восток-Азия-Ближний Восток-Запад-Европа 4, который протягивается на 12,500 мили и соединяет три континента. Эта попытка оставила 60% населения Египта без доступа к Интернету.
9. ПОДВОДНЫЕ КАБЕЛЯ ОЧЕНЬ ТРУДНО РЕМОНТИРОВАТЬ, НО 150 ЛЕТ ОПЫТА НАУЧИЛИ НАС НЕКОТОРЫМ УЛОВКАМ.
Если у вас вызывает затруднение замена одного Интернет-кабеля за вашим столом, представьте сколько труда уходит на замену твердого, сломанного кабеля на дне океана. При повреждении подводного коммуникационного кабеля на починку отправляют специальные ремонтные корабли. Если кабель находится на мелководье, активируют роботов, которые захватывают кабель и буксируют его к поверхности. Если же кабель находится на глубоководье, на глубине 2000 метров и ниже, то корабли опускают на дно специально разработанные крюки, которые также захватывают кабель и поднимают его на поверхность для починки. Чтобы упростить работу, эти крюки иногда разрезают кабель пополам. Затем ремонтный корабль по очереди поднимает на поверхность каждую часть для починки.
10. СРОК СЛУЖБЫ ПОДВОДНЫХ КОММУНИКАЦИОННЫХ КАБЕЛЕЙ СОСТАВЛЯЕТ 25 ЛЕТ.
По состоянию на 2014 года, на дне океана находится 285 подводных коммуникационных кабеля. 22 из них еще не используются. Их называют «темными кабелями» (когда их активируют, они будут считаться «включенными»). Подводные коммуникационные кабеля имеют срок службы равный 25 годам, в течение которых они считаются экономически целесообразными с точки зрения потенциала.
Однако, за последнее десятилетие, потребление Интернет-данных резко возросло. В 2013 году потребление интернет-трафика составило 5 гигабайт на душу населения; это число, как ожидается к 2018 год, достигнет 14 гигабайт на душу населения. Такое увеличение, очевидно, представит проблему нагрузки и вызовет необходимость более частого обновления кабелей.
Источник
Коммуникационная инфраструктура – это то, что помогает нам почти мгновенно узнавать новости с других стран и континентов, она тесно связано с технологиями управления и обработки данных, компьютерными и интернет технологиями.
Но задумывались ли вы о том, как к нам попадает вся эта информация. Города буквально закутаны сетью кабелей, проводов, умело спрятанных в стены зданий и под землю. Но не только города и страны, вся планета окутана своеобразной паутиной, поскольку миллионы подводных кабелей проложены по морскому дну.
Подводные оптические кабели связи
Подводная коммуникационная инфраструктура в мире существует давно и активно продолжает развиваться. На этой интерактивной карте показаны главные мировые кабели, которые позволяют интернет и другим данным попадать из одной стороны света в другую, через океаны, и, в конечном счете, в ваш дом.
Подводные коммуникации. Карта
Если навести мышку или кликнуть на любой из показанных кабелей (или выбрать его в меню сайта), то можно узнать более подробную информацию (название, длину, соединяемые страны и др.).
А для тех, кто любит позаботиться обо всем заранее, следует учесть что не за горами и год дракона 2012 который ассоциируется с водной стихией, но в тоже время относится к стихии огня, поэтому следует заранее продумать что подарить близким на этот праздник.
Касательно прокладки компанией Google собственного оптоволоконного кабеля связи по дну Тихого океана, который свяжет дата-центры компании в штате Орегон, США, с Японией. Казалось бы, это огромный проект стоимостью $ 300 млн. и длинной в 10 000 км. Однако, если копнуть немного глубже станет ясно, что данный проект является выдающимся только потому, что это будет делать один медийный гигант для личного использования. Вся планета уже плотно опутана кабелями связи и под водой их намного больше, чем кажется на первый взгляд. Заинтересовавшись этой темой я подготовил общеобразовательный материал для любопытствующих.
Истоки межконтинентальной связи
Практика прокладывания кабеля через океан берет начало еще с XIX века. Как сообщает википедия , первые попытки соединить два континента проводной связью были предприняты еще в 1847 году. Успешно связать Великобританию и США трансатлантическим телеграфным кабелем удалось только к 5 августа 1858 года, однако уже в сентябре связь была утеряна. Предполагается, что причиной стали нарушение гидроизоляции кабеля и последующая его коррозия и обрыв. Стабильная связь между Старым и Новым светом была установлена только в 1866 году. В 1870 году был проложен кабель в Индию, что позволило связать напрямую Лондон и Бомбей. В эти проекты были вовлечены одни из лучших умов и промышленников того времени: Уильям Томсон (будущий великий лорд Кельвин), Чарльз Уитстон, братья Сименсы. Как видно, почти 150 лет назад люди активно занимались созданием по протяженности в тысячи километров линий связи. И на этом прогресс, понятное дело, не остановился. Однако, телефонная связь с Америкой была установлена только в 1956 году, а работы длились почти 10 лет. Подробно об укладке первого трансатлантического телеграфного и телефонного кабеля можно прочитать в книге Артура Кларка «Голос через океан» .Устройство кабеля
Несомненный интерес представляет непосредственное устройство кабеля, который будет работать на глубине в 5-8 километров включительно.Стоит понимать, что глубоководный кабель должен иметь следующий ряд базовых характеристик:
- Долговечность
- Быть водонепроницаемым (внезапно!)
- Выдерживать огромное давление водных масс над собой
- Обладать достаточной прочностью для укладки и эксплуатации
- Материалы кабеля должны быть подобраны так, чтобы при механических изменениях (растяжении кабеля в ходе эксплуатации/укладки, например) не изменялись его рабочие характеристики
Рабочая часть рассматриваемого нами кабеля, по большому случаю, ни чем особым от обычной оптики не отличается. Вся суть глубоководных кабелей заключена в защите этой самой рабочей части и максимального увеличения срока его эксплуатации, что видно из схематического рисунка справа. Давайте по порядку разберем назначение всех элементов конструкции.
Полиэтилен
- внешний традиционный изоляционный слой кабеля. Данный материал является отличным выбором для прямого контакта с водой, так как обладает следующими свойствами:
Устойчив к действию воды, не реагирует со щелочами любой концентрации, с растворами нейтральных, кислых и основных солей, органическими и неорганическими кислотами, даже с концентрированной серной кислотой.
Мировой океан содержит в себе, фактически, все элементы таблицы Менделеева, а вода является универсальным растворителем. Использование такого распространенного в хим. промышленности материала как полиэтилен является логичным и оправданным, так как в первую очередь инженерам было необходимо исключить реакцию кабеля и воды, тем самым избежать его разрушения под воздействием окружающей среды. Полиэтилен использовался в качестве изолирующего материала в ходе прокладки первых межконтинентальных линий телефонной связи в середине XX века.
Однако, в силу своей пористой структуры полиэтилен не может обеспечить полной гидроизоляции кабеля, поэтому мы переходим к следующему слою.
Майларовая пленка
- синтетический материал на основе полиэтилентерефталата . Имеет следующие свойства:
Не имеет запаха, вкуса. Прозрачный, химически неактивный, с высокими барьерными свойствами (в том числе и ко многим агрессивным средам), устойчивый к разрыву (в 10 раз прочнее полиэтилена), износу, удару. Майлар (или в СССР Лавсан) широко используется в промышленности, упаковке, текстиле, космической промышленности. Из него даже шьют палатки. Однако, использование данного материала ограничено многослойными пленками из-за усадки при термосваривании.
После слоя майларовой пленки можно встретить армирование кабеля различной мощности, в зависимости от заявленных характеристик изделия и его целевого назначения. В основном используется мощная стальная оплетка для придания кабелю достаточной жесткости и прочности, а так же для противодействия агрессивным механических воздействиям из вне. По некоторым данным, блуждающим в сети, ЭМИ исходящее от кабелей может приманивать акул, которые перегрызают кабели. Так же на больших глубинах кабель просто укладывается на дно, без копания траншеи и его могут зацепить рыболовецкие суда своими снастями. Для защиты от подобных воздействий кабель и армируется стальной оплеткой. Используемая в армировании стальная проволока предварительно оцинковывается. Усиление кабеля может происходить в несколько слоев. Основной задачей производителя в ходе этой операции является равномерность усилия в ходе намотки стальной проволоки. При двойном армировании намотка происходит в разных направлениях. При не соблюдении баланса в ходе данной операции кабель может самопроизвольно скручиваться в спираль, образуя петли.
В результате этих мероприятий масса погонного километра может достигать нескольких тонн. «Почему не легкий и прочный алюминий?» - спросят многие. Вся проблема в том, что на воздухе алюминий имеет стойкую пленку окисла, но при соприкосновении с морской водой данный металл может вступать в интенсивную химическую реакцию с вытеснением ионов водорода, которые оказывают губительное влияние на ту часть кабеля, ради которой все затевалось - оптоволокно. Поэтому используют сталь.
Алюминиевый водный барьер , или слой алюмополиэтилена используется как очередной слой гидроизоляции и экранирования кабеля. Алюмополиэтилен представляет собой комбинацию из фольги алюминиевой и полиэтиленовой пленки, соединенных между собой клеевым слоем. Проклейка может быть как односторонней, так и двухсторонней. В масштабах всей конструкции алюмополиэтилен выглядит почти незаметным. Толщина пленки может варьироваться от производителя к производителю, но, к примеру, у одного из производителей на территории РФ толщина конечного продукта составляет 0.15-0.2 мм при односторонней проклейке.
Слой поликарбоната вновь используется для усиления конструкции. Легкий, прочный и стойкий к давлению и ударам, материал широко используется в повседневных изделиях, например, в велосипедных и мотоциклетных шлемах, также применяется в качестве материала при изготовлении линз, компакт-дисков и светотехнических изделий, листовой вариант используется в строительстве как светопропускающий материал. Обладает высоким коэффициентом теплового расширения . Применение ему было найдено и в производстве кабелей.
Медная, или алюминиевая трубка входит в состав сердечника кабеля и служит для его экранирования. Непосредственно в эту конструкцию укладываются другие медные трубки с оптоволокном внутри. В зависимости от конструкции кабеля, трубок может быть несколько и они могут быть переплетены между собой различным образом. Ниже четыре примера организации сердечника кабеля:
Укладка оптоволокна в медные трубки которые заполнены гидрофобным тиксотропным гелем, а металлические элементы конструкции используются для организации дистанционного электропитания промежуточных регенераторов - устройств, осуществляющих восстановление формы оптического импульса, который, распространяясь по волокну, претерпевает искажения.
В разрезе получается что-то похожее на это:
Производство кабеля
Особенностью производства оптических глубоководных кабелей является то, что чаще всего оно располагается вблизи портов, как можно ближе к берегу моря. Одной из основных причин подобного размещения является то, что погонный километр кабеля может достигать массы в несколько тонн, а для сокращения необходимого кол-ва сращиваний в процессе укладки производитель стремиться сделать кабель как можно более длинным. Обычной нынче длинной для такого кабеля считается 4 км, что может вылиться в, примерно, 15 тонн массы. Как можно понять из вышеуказанного, транспортировка такой бухты глубоководного ОК не самая простая логистическая задача для сухопутного транспорта. Обычные для намотки кабелей деревянные барабаны не выдерживают описанной ранее массы и для транспортировки ОК на суше, к примеру, приходится выкладывать всю строительную длину «восьмеркой» на спаренных железнодорожных платформах, чтобы не повредить оптоволокно внутри конструкции.Укладка кабеля
Казалось бы, имея такой мощный с виду продукт можно грузить его на корабли и сбрасывать в морскую пучину. Реальность же немного иная. Прокладка маршрута кабеля - это длительный и трудоемкий процесс. Маршрут должен быть, само собой, экономически выгодным и безопасным, так как использование различных способов защиты кабеля приводит к увеличению стоимости проекта и увеличивает срок его окупаемости. В случае прокладки кабеля между разными странами, необходимо получить разрешение на использование прибрежных вод той или иной страны, необходимо получить все необходимые разрешения и лицензии на проведение кабелеукладочных работ. После проводится геологическая разведка, оценка сейсмической активности в регионе, вулканизма, вероятность подводных оползней и других природных катаклизмов в регионе, где будут проводится работы и, в последующем, лежать кабель. Так же важную роль играют прогнозы метеорологов, дабы сроки работ не были сорваны. Во время геологической разведки маршрута учитывается широкий спектр параметров: глубина, топология дна, плотность грунта, наличие посторонних объектов, типа валунов, или затонувших кораблей. Так же оценивается возможное отклонение от первоначального маршрута, т.е. возможное удлинение кабеля и увеличение стоимости и продолжительности работ. Только после проведения всех необходимых подготовительных работ кабель можно загружать на корабли и начинать укладку.
Собственно, из гифки процесс укладки становится предельно ясным.
Прокладка оптоволоконного кабеля по морскому/океаническому дну проходит непрерывно из точки А в точку Б. Кабель укладывается в бухты на корабли и транспортируется к месту спуска на дно. Выглядят эти бухты, например, так:
Если Вам кажется, что она маловата, то обратите внимание на это фото:
После выхода корабля в море остается исключительно техническая сторона процесса. Команда укладчиков при помощи специальных машин разматывает кабель с определенной скоростью и, сохраняя необходимое натяжение кабеля за счет движения корабля продвигается по заранее проложенному маршруту.
Выглядит со стороны это так:
При каких-либо проблемах, обрывах, или повреждениях на кабеле предусмотрены специальные якоря, которые позволяют поднять его к поверхности и отремонтировать проблемный участок линии.
И, в итоге, благодаря всему этому мы можем с комфортом и на высокой скорости смотреть в интернете фото и видео с котиками со всего мира.
В комментариях к статье о проекте Google пользователь