Удивительная история подводного Интернета:

Люди обычно не замечают каких-либо осложнений при возникновении неисправности в подводном кабеле, за исключением, возможно, небольшого прерывания во время телефонного разговора или практически незаметной паузы во время загрузки веб-сайта. Для обеспечения столь высокого уровня сервиса подводные сети изначально были построены в виде колец, чтобы было возможно, как правило, менее чем за полсекунды перенаправить трафик, если кабель вышел из строя. Это эффективно, но дорого, так как остается неиспользованным потенциал на одной из сторон кольца.

Современные сети имеют намного более сложные топологии, в результате чего оператор связи или поставщик услуг Интернета имеет доступ к мощностям сразу нескольких кабельных систем и может организовать перенаправление трафика оптимальным образом, так, чтобы нагрузка равномерно распределялась в другие сети в случае поломки одной из магистральных подводных линий. Но когда повреждается сразу несколько, может не хватить свободной емкости, что имело место в 2006-м году после землетрясения в Hengchun, тогда пользователи испытывали более значительные задержки или во все наблюдали отсутствие сервиса. Некоторые развивающиеся страны, такие, как Бангладеш, могут позволить себе иметь только один кабель, присоединенный к международной сети и, следовательно, не имеют резервных кабельных мощностей в случае поломки. Вся страна вынуждена использовать менее совершенные технологии для обеспечения резервирования, такие, как спутник, который обеспечивает значительно меньшую пропускную способность. В итоге до того момента, как неисправность будет устранена, люди будут испытывать значительное снижение качества Интернет-услуг и почти полную потерю международных телефонных соединений.

Но иногда причиной плохой работы может быть и в несвоевременной замене кабельных сетей или их неправильном проектировании. Так кабельная система межу Рокпортом, штат Мэн (Rockport, Maine) и островами North Haven и Vinalhaven в США, испытала 45 технически проблем на протяжении 15 лет в период с 1990-го по 2005-й годы, и стала известна, как худшая в мире. Большинство проблем и поломок кабелей были вызваны приливными течениями, которые приводили к трению кабеля об грубое и скалистое дно, что не учли при прокладке. Якоря кораблей и рыболовных траулеров также составили значительную долю ущерба. Проблемы с системой достигли своего пика в конце 2004-го года, когда три из четырех кабелей стали резко неисправны на протяжении суток. Этот инцидент произошел в последний год плановой эксплуатации кабельной системы, наряду с 13 другими проблемами. Наконец, 4 марта 2005 года были обеспечены кредиты и субсидии в необходимом размере для замены старых кабелей и уже 22-го апреля новый трехфазный кабель был введен в строй и кабельная система утратила этот «выдающийся» статус.

Одним из реальных чудес современной международной телекоммуникационной сети является то, что Вам, как абоненту, совершая к примеру звонок за океан, не нужно переживать о том по какому маршруту он пройдет, какое оборудование и какие операционные системы при этом операторы будут использовать, с кем и в каком размере производить расчёт, Вы беспокоитесь только о собственном телефоне и платите только своему поставщику услуг телефонной связи. Но благодаря чему это возможно?

Глобальная сеть строится в соответствии со стандартами международной организации под названием Международный союз электросвязи (МСЭ). МСЭ является учреждением Организации Объединенных Наций. Он имеет «Учебные группы», в которых присутствуют телекоммуникационные операторы и производители оборудования для различных узлов телекоммуникационной сети. Несмотря на то, что ежегодно возникают сотни «рекомендаций», которые обеспечивают нормальное функционирование инфраструктуры и ее улучшение, конечный потребитель услуг защищен от инженерных деталей этой очень сложной сети. Большинство Интернета также построено в соответствии с рекомендациями МСЭ, но имеет в дополнение свои собственные стандарты и органы контроля, позволяющие множеству различных Интернет-провайдеров работать совместно. Наиболее заметный из этих орагнов — Internet Engineering Task Force.
http://www.ietf.org/

Поддерживать столь огромную инфраструктуру в работе — дело не простое и существует целая индустрия, занимающаяся этим. Тысячи сотрудников и сотни кораблей ежедневно трудятся над тем, чтобы Вы имели доступ к сети, Вы все еще думаете, что платите за доступ в Интернет слишком много? Интернет слишком прост для Вас?

Постоянно осуществляется проверка всех сетей на предмет корректной работы и разрывов. Тесты проводятся кабельными наземными станциями или центрами мониторинга для определения местоположения разрывов. Есть три основных способа тестирования.

Большинство обрывов кабелей возможно локализовать еще методами 19-го века, электрическое сопротивление на километр документировано еще при производстве, что позволяет техникам легко вычислить расстояние до неисправного участка путем измерения сопротивления между поврежденным участком и наземной станцией.

Длинные кабели, протяженностью 300 км и более, содержат усилители, известные, как ретрансляторы/повторители, располагающиеся, как правило, на удалении 80 км друг от друга.

Каждый ретранслятор имеет определенную схему и реагирует на специальный сигнал, посылаемый наземной станцией и если „ответы“ не будут получены от соседних повторителей, можно сделать вывод, что повреждение находится между ними.

Некоторые ретрансляторы имеют более сложные схемы тестирования, которые предоставляют информацию о исправности самого ретранслятора или уровне входного сигнала, что позволяет в свою очередь замечать даже самые незначительные повреждения на линии, предугадывать «катастрофу» заранее.

В случае с оптоволокном посылается сигнал, отражающийся в точке обрыва обратно, зная скорость света в волокне можно вычислить расстояние до места повреждения.

Но ни один из приведенных методов не является точным и всегда есть некоторые сомнения в определении правильного местоположения поврежденного участка.



Что же касается процедуры ремонта, то для проведения ремонтных работ в глубокой воде необходимо извлечение кабеля на поверхность, поскольку современные кабели укладываются на дне с хорошим натяжением, приходится разрезать их на дне c помощью специальной режущей граплени (крюка, для захвата кабеля), выкапывать и поднимать на поверхность, причем разрез проводят всегда на некотором удалении от места разрыва. После того, как рабочий конец оказывается на борту, его тестируют инженеры и готовят к сращиванию, запаивают, привязывают к плавучему бую и оставляют в океане. Затем извлекают другую часть кабеля, содержащую повреждение, отрезают нерабочий участок и заменяют новым кабелем, а уже после, срастив этот кабель с другим рабочим концом, опускают на дно и закапывают при помощи специального плуга.

на глубине

В мелкой воде, на глубинах до 1000 м, для проведения ремонтных работ могут быть использованы специальные зонды, которые весьма точно способны определить точку повреждения, вырезать ее и присоединить исправные части кабеля к специальному линю для их извлечения, что несколько упрощает процедуру ремонта.


rераir Animation — Undersea Fiber Optic Cable System

Методы монтажа и ремонта подводных сетей развивались на протяжении их эволюции, при переходе в конце 1980-х годов от медных кабелей с аналоговым усилителем к волоконно-оптическим системам, пришлось изменить несколько методов определения неисправных участков и проведения работ по сращиванию. Тем не менее основные принципы с 1850-х годов не претерпели существенных изменений, и если бы кто-то из пионеров прокладки подводных систем связи оказался вдруг в нашем времени, он бы с легкостью распознал и понял все процессы, происходящие на современном кабелеукладчике и кабелеремонтном судне.

Тем не менее за последние 150 лет есть существенные достижения. Стандарты безопасности на судах значительно улучшились за эти годы, современные корабли являются более мощными и лучше приспособлены для кабелеукладки, чем когда-либо, но есть еще ограничения, которых нельзя избежать.

Большой проблемой остается погода. Кабельные суда не могут выбирать где им работать, однако улучшение методов прогнозирования погоды позволило избежать ремонта или прокладки кабелей в суровых погодных условиях. Непогода может сделать процесс ремонта неприемлемо опасным для персонала и нести риск повреждения самого кабеля. В таких ситуациях нет никакой альтернативы, кроме как остановить операцию и ожидать лучших погодных условий для достижения поставленной цели.

Еще одна проблема, которая становится более важной — усиленная конкуренция в использовании морского дна для разработки месторождений нефти и газа, добыча энергии и рыбалка в новых областях. Владельцы кабельных сетей теперь не в праве полагать, что они могут прокладывать кабели где им угодно и проводить их ремонт без учета других пользователей дна.

Помимо этого, как не удивительно, во многих областях мировых океана представляет проблему пиратство. Кабелеукладчики являются особенно уязвимыми, поскольку они нередко стационарны или движутся очень медленно, на протяжении больших промежутков времени. Перед началом работы в районах, где можно ожидать атак, судовладелец заключает контракт со специализированными компаниями по обеспечению безопасности. Иногда, для обеспечения безопасности может потребоваться дополнительный корабль с охраной или, в крайних случаях, даже военно-морской конвой.

Рабочие и экипажи кабелеукладчиков также находятся в непростом положении. Это психологически сложная и ответственная работа. Ремонт кабельной сети или ее прокладка может занимать солидное время, иногда несколько недель. Самое страшное, что никогда не бывает уверенности в том, когда работа завершится. Все может пойти не так во время завершающей стадии, приведя к задержке минимум на несколько дней, а то и недель. Закончив одну работу, судно может получить инструкции плыть прямо к новой, не возвращаясь в порт. И тогда срок одного плавания может превышать месяц. К счастью, на кабелеукладчиках зачастую очень творческие шеф-повара, которые продолжают радовать интересными блюдами экипаж и рабочих в течение всего рейса, несмотря на истощенные запасы продуктов. Непогода также представляет проблему, так как не только вносит задержки в рабочий процесс, но и мешает нормальному сну, порой на протяжении нескольких дней. Персонал кабелеукладчика сталкивается с необходимостью делать высоко квалифицированную работу, в то время, как лишен сна. К сожалению способ лечения морской болезни, предложенный комиком Спайком Миллиганом: «Иди и сядь под деревом», не часто доступен для тех, кто занимается ремонтом кабелей.


Данные — сила

Интернет проник в жизнь в 21-м веке настолько, что играет ключевую роль в работе многих системообразующих институтов — от систем национальной безопасности до глобальной экономической системы. Экономикам многих стран будет нанесен колоссальный ущерб, если подводная сеть выйдет из строя. Коммерческая зависимость от Интернета росла в последнее десятилетие и продолжает расти. Сотни триллионов долларов зарабатываются ежегодно за счет наличия Интернет-сети. По данным исследования, проведенного компанией McKinsey & Co, только благодаря Интернету в период с 2006-го по 2011-й год мировой ВВП вырос на 21%. Стивен Мальфрус (Stephen Malphrus), начальник штаба и председатель Федеральной резервной системы в Бернанке в 2009-м году отметил, «Когда сеть коммуникации «ляжет», финансовый сектор не просто приостановится, он войдёт в «ступор».

Было подсчитано, что полная потеря международной связи может стоить такой стране, как Америка более $150 млн. в день. Оценка Швейцарского федерального института технологий в Цюрихе экономического ущерба от отсутствия международной Интернет сети на протяжении недели дает значение потерь в 1,2% годового ВВП. Тем не менее она 2005-го года, и, следовательно, этот показатель должен быть сейчас значительно выше. Количество Интернет-пользователей по всему миру резко возросло с примерно 900 млн. в 2005 году до почти 3 млрд в 2014-м, ежедневно сетью Интернет пользуются более 40% населения всего мира. Согласно отчету McKinsey & Co, общий вклад Интернета в мировой ВВП уже опередил такие отрасли, как сельское хозяйство и энергетику.

Эффект, который оказывает Интернет-сеть на рост национальных экономик колоссален и является очень важным, особенно в странах с низким и средним уровнем дохода. Так, согласно с исследованием McKinsey & Co, существует прямая связь между развитием Интернета и увеличением уровня жизни. Изучив оказанное влияние Интернета на экономику страны с высоким уровнем дохода было обнаружено, что Интернетизация способствовала среднему росту ВВП в размере $500 на душу населения за последние 15 лет. Для сравнения, подобный эффект мог быть достигнут в 19-м веке в случае промышленной революции на протяжении 50 лет.

Восточная Африка была последним крупным регионом земного шара, получившим высокосортное широкополосное Интернет подключение — подводная кабельная система Seacom, стоимостью в несколько миллионов долларов, была введена в эксплуатацию в 2009-м году. До этого регион использовал медленную, ненадежную и дорогую спутниковую связь. Президент Танзании Jakaya Kiwete прокомментировал это событие: «Интернет позволит восточным африканцам стать частью глобальной экономики». Вскоре после этого Южный Судан объявил о том, что собирается подключиться к международной волоконно-оптической кабельной системе через соседние Кению, Эфиопию и Эритрею.

За последние пять лет в связи с развитием инфраструктуры связи в Восточной Африке произошли значительные изменения в экономической сфере, но цены и ограниченные возможности некоторых наций продолжают сдерживать рост. С момента установки волоконно-оптической кабельной системы пропускная способность региона возросла на 10 000 процентов. Кения начала предоставление мобильного доступа в Интернет и позволила людям по всей стране начать переводить деньги через свои мобильные телефоны, доказывая ценность Интернета миллионам граждан, не имеющим банковских счетов. Дистанционное обучение стало возможным для людей проживающих в отдаленных населенных пунктах. Кения, обладая крупнейшей экономикой, построила 2Tbps связности со всей Восточной Африкой и миром. В отличие от нее, соседняя Эфиопия, вторая по численности населения африканская страна, обладает показателем связности всего лишь в 9 Gbps, что характерно демонстрирует разницу в объеме национальных инвестиций в инфраструктуру, но рост продолжается, не смотря на проблему ограниченных возможностей подключения. Стоит отметить, что даже в Кении, несмотря на значительное улучшение в скорости и надежности, цены остаются относительно высокими по сравнению с первоначальными ожиданиями, в основном из-за стоимости местной инфраструктуры и ее высокой стоимости обслуживания, ведь эти страны только недавно начали свой Интернет-путь и многое приходится делать с нуля.


Уязвимость сетей, Египет, декабрь 2008

Я хорошо помню это случай, так как в конце ноября 2008-го как раз приехал в Египет, где жил впоследствии продолжительное время и активно пользовался местным ADSL Интернетом, который стоил не много не мало $100 / месяц за канал пропускной способностью 2 Мбит / с. В декабре 2008-го в один из дней Интернет просто исчез, точнее не исчез, а стал невыносимо плохим, загрузить какую-либо страницу было просто невозможно. Впрочем в то время я не придал большого значения этому инциденту, но так как связь ухудшилась на довольно продолжительное время, все же решил спросить о причинах местного поставщика услуг сети Интернет.

Оказалось, что Египет потерял 70% своей емкости подключения к глобальной сети, когда четверо из крупнейших кабелей в мире были вырезаны между Египтом и Италией группой дайверов. Проблемы возникли даже в Индии, там потеряли 50-60% связности. Миллионы пользователей были отрезаны в Пакистане и Саудовской Аравии. Суточный «блэкаут» из-за этого инцидента обошелся в $64 млн. по проведенным оценкам. У побережья Александрии трое мужчин были арестованы по подозрению в «кабельном терроризме», был причинен огромный ущерб и Египту, так как проблема затронула 614 сетей, подключенных к Telecom Egypt.

В своем докладе 2010 года для Министерства внутренней безопасности, академик Michael Sechrist говорит о важности международного партнерства с целью обеспечения защиты, оптимизации и обслуживания подводных кабельных систем по всему миру. Отсутствие в настоящее время разнообразия в местах расположения кабелей делает некоторые кабельные системы особо уязвимыми. Sechrist в качестве примера приводит 18-дюймовую кабельную трубу в центре Нью-Йорке, располагающуюся под незащищенным люком и доставляющую большую часть трафика между Нью-Йорком и Лондоном. На Ближнем Востоке также существует «горлышко бутылки» — Суэцкий канал с невероятно высокой плотностью кабелей в нем. И если произойдет инцидент по тем или иным политическим / не политическим причинам, ущерб может быть гораздо больший, нежели от землетрясения на Тайване в 2006-м году.


Будущее коннективности

В настоящее время существует 277 подводных волоконно-оптических кабелей в мире. Эти кабели доставляют 99% всего телекоммуникационного трафика, а их протяженность составляет 986 543 км. Ежедневно по ним передается объем данных, эквивалентный нескольким сотням библиотек Конгресса США, только компания Google, владеющая 12 Дата Центрами по всему миру, обрабатывает свыше 20 млрд. запросов в день. И запросов с каждым днем все больше.

Оценить развитие за последние годы возможно по данным TeleGeography.

Construction cost...

Median 10GPS...