Так привычно читать новости в прямом эфире или общаться с людьми на другом конце света одним щелчком мыши! А как вообще стало возможно передавать огромные объемы информации по всему миру, в мгновение ока, даже через океан?
Глобальный интернет
Интересный факт: несмотря на спутники, 99% данных, передаваемых между континентами, по-прежнему проходит по кабелю, проложенному под водой.
Большинство населения мира пользуется интернетом для работы, учебы и отдыха, что делает его неотъемлемой частью нашей жизни. В январе 2021 года насчитывалось 4,6 миллиарда активных пользователей интернета, 59,5% населения Земли, а к 2030 году прогнозируется 7,5 миллиарда пользователей интернета, что уже почти 90% мирового населения.
Большинство пользователей интернета пользуются им через Wi-Fi и тарифные планы для передачи данных по телефону, но «основой» интернета является сеть оптоволоконных кабелей, соединяющих компьютерные сети по всему миру. Оптические волокна, передающие информацию со скоростью 99,7% от скорости света, являются самым быстрым, эффективным и дешевым способом передачи данных через океан. Более 95% мировых коммуникаций осуществляется по подобному кабелю.
Сегодня эксплуатируется около 530 подводных кабелей общей протяженностью более 1,3 миллиона километров, что более чем в три раза превышает расстояние от Земли до Луны. Антарктида — единственный континент, не подключенный к сети физически. Это, кстати, является проблемой для климатических исследований — станции в Антарктиде производят больше данных, чем могут передать через космос.
Подводные кабели — это невидимая сила, двигающая современным Интернетом; многие из них финансируются интернет-гигантами Google, Microsoft и Amazon.
Как устроен такой кабель
Кажется, что подводные кабели изготавливаются по особым технологиям, но это не совсем так— в основе лежит обычное оптическое волокно, количество пар которого варьируется от вида кабеля. Особенности его устройства больше связаны с защитой от давления воды и других угроз.
Строение кабеля следующее:
- Оптоволокно укладывается в медные трубки, заполненные гидрофобным гелем, затем в поликарбонат и алюминиевую оболочку.
- Следом идет стальная оплетка, майларовая пленка и полиэтилен.
- В процессе эксплуатации на кабель монтируются устройства, усиливающие сигнал, и по нему проходит электрический ток.
Толщина защитного покрытия на глубине достигает 6 см, на мелководье защита становится мощнее. Масса кабеля протяженностью 4 км достигает 15 тонн, пропускная способность – от 50 до 200 Тбит/с, срок эксплуатации – до 25 лет. Отработанный кабель демонтируют, оставляют на дне океана или утилизируют.
Крупнейшие производители кабелей: Prysmian (Италия), Nexans (бывшая Alcatel Cable, Франция), Hengtong (Китай) и NEC (Япония). С 2020 года компания NEC производит кабель с 20-ю парами волокон.
Как их прокладывают в толще воды
Строительство оптоволоконной линии под водой — очень трудоемкий процесс, требующий тщательной подготовки и изучения местности. Оптоволоконный кабель прокладывается на расстояние до 8 км по специально созданным траншеям кабельными судами. Судно загружают барабанами с кабелем: оно оборудовано системами навигации и гидроакустической ориентации, должно быть низкоосадным (для подхода к берегу), иметь оптоволоконную лабораторию и водолазную станцию на борту. В мире насчитывается всего около 60 таких судов, график работ которых расписан на несколько лет вперед.
Процесс прокладки начинается с проверки кабеля на побережье и удержания его на поверхности воды буями. На расстоянии до 1,5 км от берега кабель укладывается в траншею, прорытую кабельным плугом, а затем опускается на дно. Через определенные промежутки к кабелю крепятся усилители сигнала, после чего кабели сращиваются и защищаются стыковочной коробкой. В день может быть проложено до 10-12 км кабеля, причем мастера могут его прокладывать от одного берега до другого — или соединять с предыдущим. Соединение кабелей происходит в электронной стыковочной машине, под водой используется робот с дистанционным управлением.
Наиболее важные магистрали и направления
В первую очередь оценивается целесообразность и предполагаемая прибыль от установки кабеля, рассчитывается ожидаемый объем передаваемой информации и частота обмена сообщениями между регионами и континентами. К примеру, между Южной Америкой и Австралией до сих пор не проложен ни один кабель, поскольку это не признано практичным решением.
Главные линии связи соединяют США и Европу, из Европы линии связи идут в Африку, на Ближний Восток и в Индию, из США линии связи следуют в Японию, страны Юго-Восточной Азии и Австралию. К берегам одной страны может быть подключено несколько кабелей: например, к Соединённому Королевству подключено более 50 таких линий, а одна линия может соединять сразу несколько стран (в этом плане кабель SeaMeWe-6 идёт от Франции через Египет, Шри-Ланку, Индию и Бангладеш и заканчивается в Сингапуре).
К важным маршрутам относится Marea длиной 6600 км, который соединяет США и Испанию, он имеет 8 оптоволоконных пар и обеспечивает высокую скорость обмена данными. В сравнении: Oman Australia Cable (OAM) передает 45 Тбит/с, но важен, так как связывает Старый Свет и Австралию. Также значимы проекты Dunant и New Cross Pacific, обеспечивающие высокую скорость передачи данных и связывающие ключевые регионы.
Опасности для кабеля
Акулы часто атакуют подводные линии связи, прогрызают интернет-кабели и всячески повреждают их. Почему они это делают? Возможно, это как-то связано с электромагнитными полями или любопытством… В ответ на это компания Google защищает свои кабели с помощью специальных оболочек.
Кабель может пострадать от подводных землетрясений, тайфунов, извержений вулканов и других катаклизмов. Так, в 2022 г. в результате извержения вулкана в некоторых странах Африки были повреждены линии связи. Однако в водной среде кабель защищен, в отличие от прибрежной зоны, где его часто повреждают проходящие корабли, рыболовные суда и злоумышленники, на которые приходится около 80% повреждений.
Перспективы
Обратим внимание на несколько интересных проектов.
- «Полярный экспресс»: предполагается проложить более 12 тысяч километров кабеля от Мурманска до Владивостока, первый участок будет проходить по дну Баренцева и Карского морей. Этот подводный кабель будет оснащен 150 репитерами и обеспечит скорость передачи данных в 104 Тбит/с.
- JUNO Cable System. Соединение Калифорнии и Японии. Ожидается, что к концу 2024 года завершится прокладка дополнительных 10 тысяч километров кабеля, обеспечивающего пропускную способность в 350 Тбит/с.
ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на наш YouTube канал!
Ставьте ПАЛЕЦ ВВЕРХ и ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на Дзен канал
Читайте также: