Описывая систему кабелей, которые поддерживают работу Интернета, Нил Стивенсон (Neal Stephenson) как-то сравнил Землю с материнской платой компьютера.
Ежедневно вы видите на улицах телефонные столбы, соединяющие сотни километров проводов, и знаки, предупреждающие о зарытых оптоволоконных линиях, но ведь на самом деле, это лишь малая часть физического облика глобальной Сети. Основные коммуникации прокладываются в самых холодных глубинах океана, и в сегодняшней статье мы перечислим 10 любопытных фактов об этих подводных кабелях.
1. Монтаж кабеля — это медленный, утомительный и дорогостоящий процесс
99% международных данных передается по проводам, лежащим на дне океана, которые называются подводными коммуникационными кабелями. В общей сложности, их длина превышает сотни тысяч миль, а прокладывают такие провода даже на глубине 9 км.
Установка кабелей производится специальными кораблями-укладчиками. Им нужно не просто сбросить на дно провод с прикрепленным грузом, но и проследить за тем, чтобы он проходил только по плоской поверхности, минуя коралловые рифы, обломки затонувших кораблей и другие распространенные препятствия.
Диаметр мелководного кабеля составляет примерно 6 см, а вот глубоководные кабели намного тоньше — толщиной с маркер. Разница в параметрах обусловлена обыкновенном фактором уязвимости — на глубине свыше 2 км практически ничего не происходит, поэтому кабель не нужно покрывать оцинкованным защитным слоем. Провода, расположенные на небольших глубинах, закапывают на дне, используя направленные струи воды под высоким давлением. Хотя стоимость прокладки одной мили подводного кабеля варьируется в зависимости от его общей длины и назначения, этот процесс всегда обходится в сотни миллионов долларов.
2. Акулы пытаются съесть Интернет
Никто не знает, почему именно акулам так нравится грызть подводные кабели. Возможно, это как-то связано с электромагнитными полями. Или же они просто любопытны. А может быть, таким образом они пытаются уничтожить нашу коммуникационную инфраструктуру перед сухопутной атакой. По сути, акулы в буквальном смысле жуют наш Интернет и иногда повреждают изоляцию проводов. В ответ на это такие компании, как Google, покрывают свои коммуникации слоем защитного кевлара.
3. Под водой Интернет уязвим так же, как и под землей
Ежегодно бульдозеры разрушают подземные коммуникационные кабели, и хотя в океане нет подобной строительной техники, под водой проводам угрожают множество других опасностей. Помимо акул, интернет-кабели могут быть повреждены корабельными якорями, рыбацкими сетями и различными стихийными бедствиями.
Одна из компаний, базирующаяся в Торонто, предложила прокладывать такие провода через Арктику, которая соединяет Токио и Лондон. Ранее это считалось невозможным, но климат изменился, и благодаря тающему ледяному покрову данный проект стал вполне реализуемой, но все еще невероятно дорогой задачей.
4. Использование подводных кабелей — это далеко не новая идея
Подводный телеграф между Америкой и Европой
В 1854 году начался монтаж первого трансатлантического телеграфного кабеля, который связывал Ньюфаундленд и Ирландию. Спустя 4 года, была отправлена первая передача с текстом: «Лоус, Уайтхаус получил пятиминутный сигнал. Сигналы катушки слишком слабы для передачи. Попробуйте отправлять медленно и размеренно. Я поставил промежуточный шкив. Ответьте катушками». Согласитесь, не очень вдохновляющая речь («Уайтхаусом» здесь называют Уилдмана Уайтхауса (Wildman Whitehouse), занимавшего на тот момент должность главного электрика Атлантической телеграфной компании).
Для исторической справки: в течение этих четырех лет конструирования кабеля Чарльз Диккенс (Charles Dickens) продолжал писать романы, Уолт Уитмен (Walt Whitman) опубликовал сборник «Листья травы» (Leaves of Grass), небольшое поселение под названием Даллас было официально присоединено к штату Техас, а Авраам Линкольн (Abraham Lincoln) — баллотирующийся в Сенат США — выступил со своей знаменитой речью о «Разделенном Доме».
5. Шпионы обожают подводные кабели
В разгар холодной войны СССР часто транслировала слабо закодированные сообщения между своими двумя основными военно-морскими базами. По мнению русских офицеров, в более мощном шифровании данных не было нужды, поскольку базы были напрямую соединены подводным коммуникационным кабелем, располагающимся в советских территориальных водах, которые кишели всевозможными датчиками. Они считали, что американцы никогда не рискнули бы начать Третью Мировую Войну, пытаясь получить доступ к этим проводам.
Советские военнослужащие не брали в расчет Halibut — специально оснащенную подводную лодку, способную проскользнуть мимо оборонных сенсоров. Эта американская лодка нашла подводный кабель и установила на него гигантское прослушивающее устройство, после чего ежемесячно возвращалась на место для сбора всех записанных сообщений. Позже эта операция под кодовым названием «Ivy bells» была скомпрометирована бывшим аналитиком АНБ, Рональдом Пелтоном (Ronald Pelton), который продал информацию о миссии «советам». В настоящее время прослушивание подводных интернет-кабелей является стандартной процедурой для большинства шпионских агентств.
6. Правительства используют подводные кабели, чтобы избежать шпионажа
В сфере электронного шпионажа Соединенные Штаты обладали одним весомым преимуществом перед другими государствами: их ученые, инженеры и корпорации принимали активное участие в построении глобальной телекоммуникационной инфраструктуры. Основные потоки данных пересекают американскую границу и территориальные воды, что позволяет перехватывать множество сообщений.
Когда документы, украденные бывшим аналитиком АНБ Едвардом Сноуденом (Edward Snowden), обнародовали, многие страны с возмущением восприняли действия американских шпионских ведомств, которые тщательно отслеживали передачу иностранных данных. В результате, некоторые государства пересмотрели саму инфраструктуру Интернета. Бразилия, к примеру, решила проложить подводный коммуникационный кабель аж до Португалии, полностью минуя территорию США. Более того, они не позволяют американским компаниям участвовать в разработке проекта.
7. Подводные интернет-кабели — быстрее и дешевле, чем спутники
Сейчас на нашей орбите находится около 1 000 спутников, мы отправляем зонды на кометы и даже планируем миссии с высадкой на Марс. Кажется, будто создавать виртуальную коммуникационную сеть нужно именно в космосе, хотя нынешний подход с использованием подводных кабелей ничем не хуже. Но разве спутники не превзошли эту устаревшую технологию? Как выясняется, нет.
Несмотря на то, что волокно-оптические кабели и спутники изобрели примерно в одно время, космические аппараты имеют два существенных недостатка: задержка и повреждение данных. Отправка сообщений в космос и обратно действительно занимает много времени.
Между тем, оптические волокна могут передавать информацию практически со скоростью света. Если вы хотите посмотреть, каким бы был Интернет без подводных кабелей, посетите Антарктиду — единственный континент, не имеющий физического подключения к Сети. Местные исследовательские станции полагаются на спутники с высокой пропускной способностью, но даже этой мощности не хватает, чтобы передать все данные.
8. Забудьте о кибервойнах — чтобы нанести Интернету реальный ущерб, вам понадобится акваланг и пара кусачек
Хорошая новость заключается в том, что перерезать подводный коммуникационный кабель довольно сложно, ведь в каждом таком проводнике напряжение может достигать нескольких тысяч вольт. Но как показал случай, произошедший в Египте в 2013 году, сделать это вполне возможно. Тогда к северу от Александрии были задержаны несколько человек в гидрокостюмах, которые намеренно перерезали подводный кабель длиной 12 500 миль, соединяющий три континента. Скорость интернет-соединения в Египте была снижена на 60% до тех пор, пока линию не восстановили.
9. Подводные кабели нелегко ремонтировать, но за 150 лет мы все-таки научились нескольким трюкам
Если вы считаете, что замена кабеля локальной сети, который находится за вашим столом — это сложный и мучительный процесс, попробуйте починить твердый садовый шланг на дне океана. Когда подводные коммуникации повреждаются, на место отправляются специальные ремонтные корабли. Если провод находится на мелководье, роботы фиксируют его и тащат на поверхность. Если же кабель расположен на большой глубине (от 1900 метров), инженеры опускают на дно специальный захват, подымают провод и ремонтируют его прямо над водой.
10. Срок службы подводных проводников Интернета — не более 25 лет
По состоянию на 2014 год, на дне океана было проложено 285 коммуникационных проводов, 22 из которых все еще не используются. Срок эксплуатации подводного кабеля не превышает 25 лет, ведь в дальнейшем он становятся экономически невыгодным с точки зрения мощности.
Тем не менее, за последние десять лет мировое потребление данных пережило настоящий «взрыв». В 2013 году на одного человека приходилось 5 гигабайт интернет-трафика, и по мнению экспертов, к 2018 году этот показатель увеличится до 14 Гб. Вполне возможно, что при таком стремительном росте мы столкнемся с проблемами мощности и будем вынуждены обновлять коммуникационные системы намного чаще. Однако в некоторых местах за счет новых методов фазовой модуляции и улучшенных автоматизированных подводных терминалов мощность удалось повысить на 8000%. Так что, судя по всему, к большим потокам трафика подводные провода более, чем готовы.
Оптоволоконный кабель под названием Marea через Атлантический океан: из американской Вирджинии в испанский Бильбао. Пропускная способность Marea - 160 Тбит/с. Это самый высокопроизводительный трансатлантический кабель на сегодняшний день.
Длина кабеля равняется 6600 километрам, а средняя глубина пролегания составляет 3,35 километра. Marea проложили меньше чем за два года, тогда как стандартный срок для подобных проектов составляет около пяти лет.
Первый провод, который люди проложили через океан, - трансатлантический телеграфный кабель . Первую попытку предприняли в 1857 году, но кабель порвался.
5 августа 1858 года был проложен кабель между островами Валентия и Ньюфаундленд, но уже в сентябре он вышел из строя. Долговременную связь между Европой и Америкой обеспечил лишь кабель, проложенный в 1866 году.
В 2016 году группа компаний, среди которых была Google, закончила прокладывать кабель FASTER из США в Японию. По нему можно передавать до 60 Тбит данных в секунду - на момент запуска он был самым быстрым .
Формально FASTER остается самым быстрым кабелем и сейчас - использовать Marea начнут только в начале 2018 года. Полностью свой потенциал он раскроет в 2025 году. Ожидается, что к этому времени общемировое потребление трафика вырастет в восемь раз.
В условиях такого роста новый кабель нужен Microsoft и Facebook, чтобы обеспечивать стабильную работу своих сервисов. Президент Microsoft Брэд Смит (Brad Smith) уже высказался о важности Marea:
«Marea проложили вовремя. Через трансатлантические кабели проходит на 55% больше данных, чем через кабели Тихого океана. И на 40% больше, чем по кабелям, соединяющим США и Латинскую Америку.Безусловно, поток данных через Атлантический океан будет расти, а Marea обеспечит необходимое качество соединения для США, Испании и других стран».
Еще одна причина , по которой компании инициировали проект, - природные катаклизмы. В 2006 году на острове Тайвань произошло семибалльное землетрясение, из-за чего были повреждены восемь кабелей, соединяющих остров с Китаем. Чтобы их восстановить, понадобилось 11 кораблей и 49 дней. А ураган Сэнди в 2012 году оставил без связи Восточное побережье США. С этого момента в Microsoft решили повысить отказоустойчивость трансатлантических соединений. Получается, что как раз Сэнди объединил Facebook и Microsoft.
«Мы постоянно встречались с представителями Facebook на различных мероприятиях и поняли, что пытаемся решить одну и ту же проблему. Поэтому мы объединились и улучшили трансатлантическую сеть, спроектировав новый кабель», - рассказал Фрэнк Рей (Frank Ray), руководитель инфраструктурного направления облачных решений.
Marea состоит из восьми пар оптоволоконных кабелей, защищенных медью, пластиком и водонепроницаемым покрытием. На большей части пути кабель лежит на дне океана, а рядом с берегами закопан под землю, чтобы его не порвали корабли. Так
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.
Трансатлантический телеграфный кабель
Впервые телеграфный кабель пересек Атлантический океан от острова Валентия, находящегося в западной части Ирландии, до восточной части Ньюфаундленда. Трансатлантический кабель соединил Северную Америку и Европу и ускорил связь между ними. Раньше доставка сообщения на корабле занимала по меньшей мере десять дней, а теперь она занимает несколько минут. Несколько попыток прокладки кабеля были сделаны в течение девятилетнего периода: в 1857 году, две в 1858, 1865 и одна в 1866 г, пока не было, наконец, достигнуто самое надежное соединение кабеля, проложенного в 1866 г и отремонтированного кабеля 1865 года. Дополнительные кабели были проложены в 1873 году, 1874г, 1880 г и 1894 г. К концу девятнадцатого века, британские, французские, немецкие, и американские кабели были связаны с европейскими и североамериканскими кабелями в сложную сеть.
Увеличить проводимость первого трансатлантического кабеля безуспешно попытались в 1857 году и завершили попытки 5 августа 1858 года. Хотя это изобретение и не считается особенно успешным, все же был спроектирован первый трансатлантический кабель, дающий практические результаты. Первая официальная телеграмма прошла между двумя континентами, и это было поздравительное письмо от королевы Виктории Соединенного Королевства к президенту Соединенных Штатов Джеймсу Бьюкенену. В следующем месяце 16 августа кабель разрушился, когда к нему попытались применить чрезмерное напряжение, стараясь ускорить работу телеграфа. Небольшой период использования кабеля подорвал доверие общественности и инвесторов в проекте и весьма замедлил восстановление соединения.
Еще одна попытка прокладывания кабеля была предпринята в 1865 году, с использованием улучшенных материалов. Вскоре соединение завершили и ввели в эксплуатацию 28 июля 1866 г. На этот раз оно было более прочным, и даже обеспечило доверие общественности, когда кабель, сделанный в 1865 г. наконец отремонтировали и ввели в эксплуатацию через некоторое время после этого события.
Подводный кабель в Индии, Сингапуре, на Дальнем Востоке и в Австралии
В 1863 кабель обеспечил важную связь Бомбея с Саудовской Аравией. В 1870 году Бомбей был связан с Лондоном подводным кабелем, который прокладывался несколькими кабельными компаниями. В 1872 году эти компании объединились, чтобы сформировать огромную Восточную телеграфную компанию, принадлежащую Джону Пендеру. Вскоре от Восточной телеграфной компании отделились две дочерних компании: Восточно-китайская компания и Австралийская телеграфная компания.
Подводный кабель через Тихий океан
Данный проект был завершен в 1902 –1903 году. Кабель связал континентальную часть США, Гавайи в 1902 году и Гуам на Филиппинах в 1903 году. Канада, Австралия, Новая Зеландия, Фиджи были также связаны кабелем в 1902.
Строение трансатлантического подоводного кабеля
Трансатлантические кабели девятнадцатого века первоначально состояли из железа, а позже стали применяться проволоки, обернутые в каучук, или гуттаперчу, которая окружала многожильный медный провод в ядре. Участки кабеля, лежащие близко к береговой линии имели дополнительную защиту, оберегающую провода. Гуттаперча - природный полимер, похожий на резину - имела почти идеальные свойства для изоляции подводных кабелей и весьма повысила емкость кабеля. Гуттаперча использовалась в качестве изоляции для кабелей до 1930 - х годов, пока не появился полиэтилен. Этот материал имел столь важное значение для связи, что в 1920 - х годах, американские военные начали проводить эксперименты с резиновой изоляцией, так как производителей гуттаперчи у американских властей почти не было.
Проблемы пропускной способности
Раньше междугородние телеграфные линии доставляли огромные проблемы с электричеством. В отличие от современных кабелей, технология девятнадцатого века не позволяла иметь линию усилителей в кабеле. Использовалось большое напряжение для преодоления электрического сопротивления на огромных расстояниях. Тем не менее, скорость передачи данных была строго ограничена. В этих условиях кабели имели очень ограниченную пропускную способность.
Уже в 1823 году, Фрэнсис Рональдс заметил, что электрические сигналы становились медленнее при прохождении через изолированный провод или жилы, проложенные под землей, и тот же эффект был заметен в ядрах, погруженных в воду, особенно сильно это наблюдалось на длинном кабеле, проложенном между Англией и Гаагой. Майкл Фарадей доказал, что эффект вызван емкостью между проводом и землей (или водой), окружающей провод. Фарадей отметил, что когда провод заряжается (например, при нажатии на клавишу телеграфа), то электрический заряд в проводе индуцирует противоположный заряд в воде, и он перемещается вперед. Поскольку эти два заряда притягиваются друг к другу, передающийся заряд замедляется. Ядро действует как конденсатор, распределенный по длине кабеля, который, в сочетании с сопротивлением и индуктивностью кабеля, ограничивает скорость, с которой сигнал проходит через проводник кабеля.
Ранние разработки не позволяли правильно проанализировать эти эффекты. Оливер Хэвисайд игнорировал проблемы и настаивал, что трансатлантический кабель очень важен. Когда он впоследствии стал электриком атлантической телеграфной компании, он принял участие в публичном споре с Уильямом Томсоном. Белый дом считал, что если подать достаточное напряжение, то любой кабель сможет справиться с нагрузкой. Из - за чрезмерного напряжения первый трансатлантический кабель Сайруса Филда никогда не работал надежно, и в конце концов в океане случилось короткое замыкание, когда Белый дом увеличил напряжение до такого значения, которое не смогла выдержать конструкция кабеля.
Томсон разработал сложный генератор электрического поля и чувствительное светолучевое зеркало гальванометра для обнаружения слабых телеграфных сигналов. Томсон разбогател, получая лицензионные платежи за свои изобретения. Его наградили званием лорда за вклад в области телеграфии, главным образом за создание надежной математической модели, которая позволила создать конструкцию оборудования для более точной передачи информации. Влияние атмосферного электричества и геомагнитного поля на подводные кабели также побудило его к организации многих полярных экспедиций.
Томсон произвел математический анализ распространения электрических сигналов в телеграфных кабелях в зависимости от их емкости и сопротивления, но в случае с длинными подводными кабелями, эксплуатируемыми при низких скоростях, он не включил в телеграфные уравнения эффекты индуктивности. К 1890 - ым, Оливер Хевисайд подготовил современный общий вид телеграфных уравнений, в которых учитывались эффекты индуктивности. Они имели важное значение для распространения линий передачи на более высокие частоты, необходимые для высокоскоростной передачи данных и голоса.
Первые кабели, используемые в коммерческих целях
В августе 1850 года, англо - французская телеграфная компания Джона Бретта проложила первую коммуникационную линию через Английский канал. Это был просто медный провод, покрытый гуттаперчей и не имеющий каких - либо других средств защиты. Это был лишь эксперимент, а в следующем году, 13 ноября 1851, настоящий кабель с полностью защищенным ядром был проложен через Ла-Манш. В следующем году Великобританию и Ирландию связал кабель. В 1852 году кабель, проложенный с помощью подводной лодки, в первый раз связал Лондон и Париж. В мае 1853 года Англия была присоединена к Голландии кабелем, проходящим через Северное море, от Орфорд Несс до Гааги. Его заложил специально приспособленный для этой работы колесный пароход.
Трансатлантическая телефония
При укладке трансатлантический телефонный кабель дорабатывался, потребовалось разработать несколько технологических достижений для экономичных телекоммуникаций, которых не было до 1940 - х годов.
В 1942 году был создан адаптированный подводный кабель связи для первого в мире подводного нефтепровода, необходимого для операции «Плутон» во время Второй мировой войны.
ТАТ - 1 (Трансатлантический № 1) был первым трансатлантическим телефонным кабелем. В период с 1955 по 1956 год, кабель был проложен между Шотландией, Ньюфаундлендом и Лабрадором. Он был открыт 25 сентября 1956 года и имел первоначально 36 телефонных каналов.
В 1960-е годы заокеанские кабели начали передавать частотно - мультиплексированные радиосигналы. Они были оснащены самыми надежными ламповыми усилителями, когда - либо созданными. Эти кабели питались высоким напряжением. Эти кабели до сих пор существуют, и их можно использовать, но от них отказались, потому что они слишком слабы, чтобы быть коммерчески жизнеспособными. Некоторые кабели использовались как научные приборы для измерения землетрясений волн и других геомагнитных явлений.
В 1980 - е годы были разработаны волоконно - оптические кабели. Первый трансатлантический телефонный кабель, в котором использовалось оптическое волокно, назывался ТАТ – 8 и начал эксплуатироваться в 1988 году.
Современные ретрансляторы имеют твердотельный оптический усилитель из эрбиевого волокна. Каждый ретранслятор содержит отдельное оборудование для каждого волокна. Оно включает в себя сигнал реформинга, измерение ошибок и контроля. Твердотельный лазер посылает сигнал по всей длине волокна. Этот лазер возбуждает короткое легированное волокно, что само по себе действует как лазерный усилитель. По мере того, как свет проходит через волокно, сигнал усиливается. Эта система позволяет также управлять спектральным разделением каналов, что значительно увеличивает пропускную способность волокна.
Ретрансляторы питаются от постоянного тока, напряжение передается вниз, к центру кабеля, поэтому все повторители в кабеле расположены последовательно. Подача питания и прочее оборудование установлено на конечных станциях.
Зрительное волокно, используемое в подводных кабелях, выбирается благодаря своей исключительной четкости и позволяет сигналу пробегать более 100 километров между повторителями. Это сводит к минимуму необходимое количество усилителей и, соответственно, искажение, которое они вызывают.
Первоначально подводные кабели передавали простые комбинации знаков, например, точка - точка. С развитием подводной разветвленной сети стало возможным подавать информацию нескольким адресатам одной кабельной системой. Вскоре мощность кабельных систем стала настолько велика, что возникла нужда в обеспечении достаточного наземного резервного потенциала. Волокна современных кабельных систем, как правило, располагаются кольцом, чтобы увеличить их избыточность, и имеют различные секции на дне океана.
Однако, не все телекоммуникационные организации хотят воспользоваться этой возможностью, так что современные кабельные системы могут иметь двойные точки посадки в таких странах, в которых требуются резервные возможности, и единичные точки в странах, в которых либо не требуются резервные возможности, либо страна неспособна иметь резерв, так как это слишком дорого.
Коммутационное оборудование используется для передачи услуг между сетевыми путями и почти не влияет на высокоуровневые протоколы, если путь становится неработоспособным. Чем больше путей становятся доступными для использования, тем меньше вероятность того, что один или два одновременных отказа предотвратит конец службы кабеля.
Ремонт кабеля
Кабели могут быть повреждены рыболовецкими траулерами, ударами якорей, подводными лавинами и даже укусами акул. Особенно разрывы были распространены на начальном этапе развития кабельных систем в связи с использованием простых материалов и укладке кабелей непосредственно на дне океана, а не в специальных траншеях, особенно в зонах повышенного риска. Иногда кабели уничтожались противниками в военное время. Землетрясение в Ньюфаундленде в 1929 году сломало серию трансатлантических кабелей, вызвав массивную подводную лавину. Последовательность разрывов кабеля помогла ученым наметить ход лавин. В 2006 году 26 декабря землетрясение разрушило многочисленные кабели вблизи Тайваня.
Для того чтобы эффективно провести ремонт кабеля, находящегося на глубине, поврежденный участок выводится на поверхность с помощью грейфера. Каждый конец кабеля должен быть по отдельности выведен на поверхность. Отремонтированный кабель получается длиннее, чем кабель, который укладывался изначально, поэтому кабель укладывается в форме "U". Ремонтом кабелей, которые расположены близко к поверхности, занимаются специально обученные люди.
Несколько портов вблизи важных кабельных трасс стали домом для специализированных судов. Галифакс в Новой Шотландии был домом для полутора десятков таких судов на протяжении почти всего двадцатого века, в том числе и таких судов, как CS Сайрус Филд, CS Мини и CS Maккей - Беннет. С последними двумя были заключены контракты для восстановления повреждений, к которым привело крушение знаменитого круизного лайнера"" Титаник "". Экипажи этих судов разработали множество инновационных методов для ремонта и улучшения укладки кабелей, одним из них является "плуг" - устройство для закапывания кабелей.
Четвертая прокладка трансатлантического кабеля началась 23 июля 1865г. из Ирландии. И снова возникли трудности. Приборы сигнализировали о повреждении изоляции. Оказалось, что твердая сталь, из которой были изготовлены проволоки брони, оказалась очень хрупкой и под действием тяжести уложенных один на другой витков кабеля ломалась на куски. Такие куски пропарывали изоляцию. Экспедиция закончилась неудачей. Для следующей экспедиции был изготовлен новый кабель; на этот раз он имел броню не из твердых, а из мягких стальных оцинкованных проволок. Усовершенствовали приборы и механизмы на корабле. Пятая экспедиция началась 13 июля 1866г. Она оказалась наиболее успешной. |
27 июня 1866г. корабль бросил якорь в бухте Ньюфаундленда. Этот день принято считать началом регулярной постоянной электрической связи между Европой и Америкой.
Тогда же был поднят со дна океана кабель, затонувший ранее, испытан и сращен с запасным кабелем на судне. Таким образом, 8 сентября 1866г. второй кабель соединил оба материка.
Успех 1866г. способствовал небывалому развитию техники подводных кабелей. Еще 4 кабеля пересекли Атлантику. Кабели прокладывали в Тихом и Индийском океанах, Средиземном море, Южной Атлантике.
В 1880-е годы конструкция подводных кабелей была значительно усовершенствована. Токопроводящая жила скручивалась не из семи одинаковых проволок, а состояла из центральной медной проволоки диаметром 3-3,1 мм и повива из 12 медных проволок диаметром 1,05 мм. Диаметр такой жилы возрос всего на 35-40%, а ее сечение увеличилось вдвое. Сопротивление жилы постоянному току уменьшилось, следовательно, еще более возросли скорости распространения тока и телеграфной передачи. Усилена была броня кабеля, ее теперь составляли не 12, а 18 (и даже 24) проволок диаметром 2,1-2,4 мм.
Первый трансатлантический телефонный кабель TAT-1 был проложен между городами Обан (Шотландия) и Кларенвилль (Ньюфаундленд) в течение 1955-1956 гг. и введен в эксплуатацию 25 сентября 1956 г. Он содержал 36 независимых каналов передачи речи с полосой пропускания 4 КГц и 51 усилитель, расположенные на расстоянии 70 км друг от друга. За первые 24 часа с его помощью было совершено 588 звонков Лондон-США и 118 Лондон-Канада. В скором времени количество каналов было увеличено до 48, а полоса пропуcкания сузилась до 3 КГц. В 1978 г. TAT-1 был отключен.
Второй трансатлантический телефонный кабель ТАТ-2 был введен в эксплуатацию 22 сентября 1959 г. Благодаря технологии концентрации каналов путём использования естественных пауз в разговоре (англ. time-assigned speech interpolation, TASI), число каналов в нем было доведено до 87. При использовании этой технологии клиенту выделялся канал только в те моменты, когда он действительно говорил.
Основанный на коаксиальном кабеле TAT-3 соединял Великобританию и Нью-Джерси и включал в себя 138 голосовых каналов, способных поддерживать 276 одновременных соединений, что, однако, потребовало уменьшить расстояние между усилителями до 37 км.
Современные трансатлантические кабели создаются на базе оптоволоконных каналов и топологии «самовосстанавливающееся кольцо» («self-healing ring»).