Carl Osborne, wakil presiden pengembangan jaringan global Tata, menjelaskan detailnya.
Semakin dekat Anda ke permukaan, semakin banyak penahanan yang Anda butuhkan untuk menahan potensi kerusakan pengiriman. Parit digali di air dangkal tempat kabel dipasang. Namun, pada kedalaman yang lebih dalam, seperti di Cekungan Eropa Barat, dengan kedalaman hampir lima setengah kilometer, perlindungan tidak diperlukan - pengiriman komersial tidak mengancam kabel di bagian bawah.
Pada kedalaman ini, diameter kabel hanya 17 mm, seperti spidol dalam selubung polietilen isolasi tebal. Konduktor tembaga dikelilingi oleh sejumlah kabel baja yang melindungi inti serat optik, yang tertanam dalam tabung baja berdiameter kurang dari tiga milimeter dalam jelly thixotropic lunak. Kabel berpelindung sama secara internal, tetapi juga dilapisi dengan satu atau lebih lapisan kawat baja galvanis yang melilit seluruh kabel.
Tanpa konduktor tembaga, tidak akan ada kabel bawah laut. Teknologi serat optik cepat dan dapat membawa data dalam jumlah yang hampir tak terbatas, tetapi serat tidak dapat beroperasi dalam jarak jauh tanpa sedikit bantuan. Untuk meningkatkan transmisi cahaya di sepanjang kabel serat optik, perangkat pengulang diperlukan - pada kenyataannya, penguat sinyal. Di darat, hal ini mudah dilakukan dengan listrik lokal, tetapi di dasar laut, amplifier menarik arus searah dari konduktor kabel tembaga. Darimana arus ini berasal? Dari stasiun di kedua ujung kabel.
Meskipun konsumen tidak mengetahui hal ini, TGN-A sebenarnya adalah dua kabel yang melintasi lautan dengan cara berbeda. Jika salah satu rusak, yang lain akan memberikan kontinuitas komunikasi. TGN-A alternatif mendarat 110 kilometer (dan tiga penguat ground) dari yang utama dan mendapatkan energinya dari sana. Salah satu kabel transatlantik ini memiliki 148 amplifier, sedangkan yang lainnya, yang lebih panjang, memiliki 149 amplifier.
Pemimpin stasiun mencoba menghindari publisitas, jadi saya akan menelepon pemandu stasiun kita John. John menjelaskan cara kerja sistem:
Video promosi:
“Untuk menyalakan kabel, ada tegangan positif di ujung kami, tapi di New Jersey negatif. Kami mencoba untuk menjaga arus: tegangan dapat dengan mudah menabrak hambatan pada kabel. Tegangan sekitar 9 ribu volt dibagi di antara kedua ujungnya. Ini disebut makan bipolar. Jadi sekitar 4.500 volt dari setiap ujungnya. Dalam kondisi normal, kami dapat menjalankan seluruh kabel tanpa bantuan apa pun dari Amerika Serikat."
Tak perlu dikatakan, amplifier dibuat untuk bertahan 25 tahun tanpa gangguan, karena tidak ada yang akan mengirim penyelam untuk mengubah kontak. Tetapi melihat sampel kabel itu sendiri, yang di dalamnya hanya ada delapan serat optik, mustahil untuk tidak berpikir bahwa dengan semua upaya ini pasti ada sesuatu yang lebih.
“Semuanya dibatasi oleh ukuran amplifier. Delapan pasang serat membutuhkan amplifier dua kali ukurannya,”jelas John. Dan semakin banyak amplifier, semakin banyak energi yang dibutuhkan.
Di stasiun, delapan kabel yang menyusun TGN-A membentuk empat pasang, masing-masing berisi serat penerima dan serat pemancar. Setiap kawat dicat dengan warna yang berbeda, sehingga jika terjadi kerusakan dan perlu perbaikan di laut, teknisi dapat memahami cara memasang kembali semuanya dalam keadaan semula. Demikian pula, pekerja darat dapat mencari tahu apa yang harus dimasukkan saat terhubung ke terminal jalur bawah laut (SLTE).
Perbaikan kabel di laut
Peter Jamieson, Spesialis Dukungan Fiber di Virgin Media, melaporkan perbaikan kabel.
“Segera setelah kabel ditemukan dan dibawa ke kapal untuk diperbaiki, sepotong kabel baru yang tidak rusak dipasang. Perangkat yang dikendalikan dari jarak jauh kemudian kembali ke bawah, menemukan ujung kabel yang lain, dan membuat sambungan. Kemudian kabel dibenamkan ke bawah maksimal satu setengah meter dengan menggunakan water jet bertekanan tinggi,”ujarnya.
“Biasanya, perbaikan memakan waktu sekitar sepuluh hari sejak tanggal pemberangkatan kapal perbaikan, dimana empat sampai lima hari di antaranya langsung bekerja di lokasi kerusakan. Untungnya, hal ini jarang terjadi: Virgin Media hanya menemukan dua kali dalam tujuh tahun terakhir.”
QAM, DWDM, QPSK …
Dengan kabel dan amplifier yang terpasang - kemungkinan selama beberapa dekade - tidak ada hal lain di lautan yang dapat disesuaikan. Bandwidth, latensi dan segala sesuatu yang berhubungan dengan kualitas layanan diatur di stasiun.
“Koreksi kesalahan ke depan digunakan untuk memahami sinyal yang dikirim, dan teknik modulasi telah berubah karena jumlah lalu lintas yang dibawa oleh sinyal meningkat,” kata Osborne. “QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) dan BPSK (Binary Phase Shift Keying), kadang-kadang disebut PRK (Double Phase Shift Keying), atau 2PSK, adalah teknik modulasi jarak jauh. 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) akan digunakan dalam sistem kabel bawah laut yang lebih pendek, dan teknologi 8QAM sedang dikembangkan, antara 16QAM dan BPSK.
Teknologi DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) digunakan untuk menggabungkan saluran data yang berbeda dan untuk mengirimkan sinyal ini pada frekuensi yang berbeda - melalui cahaya dalam spektrum warna tertentu - melalui kabel serat optik. Faktanya, ini membentuk banyak tautan serat optik virtual. Ini meningkatkan throughput serat secara dramatis.
Saat ini, masing-masing dari empat pasang memiliki bandwidth 10 Tbit / s dan dapat mencapai 40 Tbit / s dalam kabel TGN-A. Pada saat itu, 8 Tbps adalah potensi maksimum yang tersedia pada kabel Tata ini. Ketika pengguna baru mulai menggunakan sistem, mereka menggunakan kapasitas cadangan, tetapi kami tidak akan dimiskinkan oleh ini: sistem masih memiliki 80% potensi, dan di tahun-tahun mendatang, dengan bantuan pengkodean baru atau peningkatan multiplexing, hampir pasti dapat ditingkatkan hasil.
Salah satu masalah utama yang mempengaruhi penerapan jalur komunikasi fotonik adalah dispersi pada serat optik. Ini adalah nama yang dimasukkan oleh perancang saat mendesain kabel, karena beberapa bagian serat memiliki dispersi positif dan beberapa memiliki dispersi negatif. Dan jika Anda perlu melakukan perbaikan, Anda harus memiliki kabel dengan dispersi yang tepat. Di darat, kompensasi dispersi elektronik adalah tugas yang terus dioptimalkan untuk menangani sinyal terlemah.
“Kami dulu menggunakan gulungan serat untuk memaksa kompensasi dispersi,” kata John, “tapi sekarang semuanya dilakukan secara elektronik. Jauh lebih akurat untuk meningkatkan throughput. " Jadi, sekarang, alih-alih menawarkan serat 1-, 10-, atau 40-gigabit kepada pengguna, berkat teknologi yang telah ditingkatkan dalam beberapa tahun terakhir, Anda dapat menyiapkan "penurunan" sebesar 100 gigabit.
Berbicara tentang manajemen kabel, Osborne mengatakan:
“Kabel yang dipasang dari pantai memiliki tiga bagian utama: fiber yang membawa lalu lintas, kabel listrik, dan tanah. Serat yang dilalui lalu lintas adalah serat yang membentang di atas kotak itu di sana. Garis gaya bercabang di segmen lain dalam wilayah objek ini"
Saluran serat optik kuning di atas kepala merangkak menuju panel distribusi yang akan melakukan berbagai tugas, termasuk demultipleks sinyal masuk sehingga pita frekuensi yang berbeda dapat dipisahkan. Mereka mewakili situs "kerugian" potensial di mana tautan individu dapat terputus tanpa memasuki jaringan terestrial.
John berkata, "Ada 100 Gbps saluran masuk, dan Anda memiliki 10 Gbps klien: 10 sampai 10. Kami juga menawarkan pelanggan 100 Gbps bersih."
“Itu semua tergantung keinginan klien,” tambah Osborne. “Jika mereka membutuhkan satu channel 100 Gbps yang berasal dari salah satu dashboard, bisa langsung diberikan ke konsumen. Jika klien membutuhkan sesuatu yang lebih lambat, maka ya, mereka harus memasok lalu lintas ke peralatan lain, yang dapat dipecah menjadi beberapa bagian dengan kecepatan lebih rendah. Kami memiliki klien yang membeli saluran sewa 100 Gbps, tetapi jumlahnya tidak banyak. Setiap penyedia kecil yang ingin membeli kemampuan transmisi dari kami lebih suka memilih saluran 10 Gbps.”
Kabel laut menyediakan banyak gigabit bandwidth yang dapat digunakan untuk leased line antara dua kantor perusahaan sehingga, misalnya, panggilan suara dapat dilakukan. Semua bandwidth dapat diperluas ke tingkat layanan tulang punggung Internet. Dan masing-masing platform ini dilengkapi dengan berbagai peralatan yang dikontrol secara terpisah.
“Sebagian besar bandwidth yang disediakan oleh kabel digunakan untuk menyalakan internet kami sendiri atau dijual sebagai jalur transmisi ke perusahaan internet grosir lainnya seperti BT, Verizon dan operator internasional lainnya yang tidak memiliki kabel sendiri di dasar laut dan oleh karena itu membeli akses ke transmisi informasi dari kami."
Papan distribusi yang tinggi mendukung berbagai kabel optik yang berbagi koneksi 10 Gigabit dengan pelanggan. Jika Anda ingin meningkatkan throughput, itu hampir semudah memesan modul tambahan dan menjejalkannya ke dalam rak - itulah yang dikatakan industri saat mereka ingin menjelaskan cara kerja array rak yang besar.
John menunjuk ke sistem 560Gbps milik pelanggan (dibangun di atas teknologi 40G), yang baru-baru ini diperbarui dengan 1,6Tbps tambahan. Penambahan kapasitas telah dicapai dengan dua modul 800 Gbps tambahan, yang beroperasi pada teknologi 100G dengan lalu lintas lebih dari 2,1 Tbps. Ketika dia berbicara tentang tugas yang ada, tampaknya fase proses terpanjang menunggu modul baru untuk muncul.
Semua fasilitas infrastruktur jaringan Tata ada salinannya, oleh karena itu ada dua premis SLT1 dan SLT2. Satu sistem Atlantik, secara internal bernama S1, berada di sebelah kiri SLT1, dan kabel Eropa Timur ke Portugal disebut C1, dan terletak di sebelah kanan. Di sisi lain gedung ada SLT2 dan Atlantik S2, yang bersama-sama dengan C2, terhubung ke Spanyol.
Di kompartemen terpisah di dekatnya terdapat ruang berbasis darat, yang antara lain bertanggung jawab untuk mengontrol arus lalu lintas ke pusat data Tata London. Salah satu pasangan serat transatlantik sebenarnya membuang data di tempat yang salah. Ini adalah pasangan ekstra yang berlanjut ke kantor Tata London dari New Jersey untuk meminimalkan latensi sinyal. Ngomong-ngomong: John memeriksa data latensi untuk sinyal yang melewati dua kabel Atlantik; jalur terpendek mencapai kecepatan Packet Data Delay (PGD) 66,5 ms, sedangkan terpanjang mencapai 66,9 ms. Jadi informasi Anda diangkut dengan kecepatan sekitar 703.759.397,7 km / jam. Cukup cepat?
Dia menjelaskan masalah utama yang muncul dalam hal ini: “Setiap kali kita mengganti dari kabel optik ke kabel arus rendah, dan kemudian lagi ke kabel optik, waktu tunda bertambah. Sekarang, dengan optik berkualitas tinggi dan amplifier yang lebih bertenaga, kebutuhan untuk mereproduksi sinyal diminimalkan. Faktor lain termasuk batasan tingkat daya yang dapat dikirim melalui kabel bawah laut. Melintasi Atlantik, sinyalnya tetap optik sepenuhnya."
Energi mimpi buruk
Anda tidak dapat mengunjungi situs kabel atau pusat data dan tidak memperhatikan berapa banyak energi yang dibutuhkan di sana: tidak hanya untuk peralatan di rak telekomunikasi, tetapi juga untuk pendingin - sistem yang mencegah server dan sakelar dari kepanasan. Dan karena lokasi pemasangan kabel bawah laut memiliki kebutuhan energi yang tidak biasa karena repeater kapal selamnya, sistem cadangannya juga tidak biasa.
Jika kita masuk ke salah satu baterai, alih-alih rak dengan baterai cadangan dari Yuasa - faktor bentuknya tidak terlalu berbeda dari yang terlihat di mobil - kita akan melihat bahwa ruangan itu lebih seperti eksperimen medis. Itu diisi dengan baterai timbal-asam besar dalam tangki transparan yang terlihat seperti otak alien di bank. Bebas perawatan, rangkaian baterai 2V dengan umur 50 tahun ini menambahkan hingga 1600 Ah untuk masa pakai baterai yang terjamin selama 4 jam.
Pengisi daya, yang pada kenyataannya, penyearah arus, memberikan tegangan rangkaian terbuka untuk menjaga muatan baterai (baterai timbal-asam yang disegel terkadang harus diisi ulang saat idle, jika tidak, mereka akan kehilangan sifat yang berguna seiring waktu karena apa yang disebut proses sulfasi - kira-kira. Newthat). Mereka juga mengalirkan tegangan DC untuk rak ke gedung. Di dalam ruangan ada dua catu daya yang ditempatkan di lemari biru besar. Satu memberi daya pada kabel S1 Atlantik, yang lainnya Portugal C1. Tampilan digital membaca 4100 V pada sekitar 600 mA untuk catu daya Atlantik, yang kedua menunjukkan sedikit lebih dari 1500 V pada 650 mA untuk catu daya C1.
John menjelaskan konfigurasi:
“Catu daya terdiri dari dua konverter terpisah. Masing-masing memiliki tiga level daya dan dapat memasok 3000 VDC. Kabinet tunggal ini dapat memberi daya pada seluruh kabel, yaitu, kami memiliki cadangan n + 1, karena kami memiliki dua di antaranya. Meskipun, lebih mungkin bahkan n + 3, karena meskipun kedua konverter jatuh di New Jersey, dan satu lagi di sini, kami masih dapat memberi daya pada kabel."
Mengungkap beberapa mekanisme peralihan yang sangat canggih, John menjelaskan sistem kontrol: “Inilah bagaimana, pada dasarnya, kami menyalakan dan mematikannya. Jika ada masalah dengan kabel, kami harus bekerja sama dengan kapal untuk memperbaikinya. Ada sejumlah prosedur yang harus kita lalui untuk memastikan keselamatan sebelum awak kapal mulai bekerja. Jelas sekali, tegangannya sangat tinggi sehingga mematikan, jadi kami harus mengirim pesan tentang keamanan energi. Kami mengirimkan pemberitahuan bahwa kabel diarde dan mereka merespons. Semuanya saling berhubungan, jadi Anda bisa memastikan semuanya aman."
Fasilitas ini juga memiliki dua generator diesel 2 MVA (megavolt-ampere - kira-kira baru dari). Tentu saja, karena semuanya diduplikasi, yang kedua adalah cadangan. Ada juga tiga unit pendingin besar, meski tampaknya mereka hanya membutuhkan satu. Sebulan sekali, generator cadangan diperiksa dari bebannya, dan dua kali setahun, seluruh bangunan dimulai dengan beban. Karena gedung ini juga merupakan pusat pemrosesan dan penyimpanan data, ini diperlukan untuk akreditasi Service Level Agreement (SLA) dan International Organization for Standardization (ISO).
Dalam sebulan biasa di fasilitas, tagihan listrik dengan mudah mencapai 5 digit.
Bagaimana penyedia infrastruktur bekerja
Sebagai sistem kabel internasional, penyedia layanan di seluruh dunia menghadapi tantangan yang sama: kerusakan kabel terestrial, yang paling sering terjadi di lokasi konstruksi di daerah yang kurang diawasi dengan ketat. Ini tentu saja adalah jangkar di dasar laut yang telah kehilangan lintasannya. Plus, jangan lupa tentang serangan DDoS, di mana sistem diserang dan semua bandwidth yang tersedia diisi dengan lalu lintas. Tentu saja, tim dilengkapi dengan baik untuk menghadapi ancaman ini.
“Peralatan tersebut disiapkan untuk melacak pola lalu lintas biasa yang diharapkan selama periode tertentu dalam sehari. Mereka dapat secara konsisten memeriksa lalu lintas antara pukul 16.00 Kamis lalu dan sekarang. Jika pemeriksaan menunjukkan sesuatu yang tidak biasa, peralatan dapat mencegah penyusupan secara proaktif dan merutekan ulang lalu lintas dengan firewall lain, yang dapat menyingkirkan gangguan apa pun. Ini disebut mitigasi DDoS produktif. Jenis lainnya bersifat timbal balik. Dalam hal ini, konsumen dapat memberi tahu kami: “Oh, saya memiliki ancaman dalam sistem pada hari ini. Anda sebaiknya waspada. " Meski begitu, kami dapat memfilternya sebagai tindakan proaktif. Ada juga kegiatan hukum yang akan diberitahukan kepada kami, misalnya, Glastonbury (Festival Musik Inggris Raya - kira-kira Baru),jadi saat tiket mulai dijual, peningkatan level aktivitas tidak diblokir."
Latensi sistem juga harus dipantau secara proaktif oleh klien seperti Citrix yang menjalankan layanan virtualisasi dan aplikasi cloud yang sensitif terhadap latensi jaringan yang signifikan. Kebutuhan akan kecepatan dihargai oleh klien seperti Formula 1. Tata Communications mengoperasikan infrastruktur jaringan balap untuk semua tim dan berbagai penyiar.
Dan omong-omong, jika Anda penasaran dengan cara kerja sistem cadangan, mereka memiliki 360 baterai per UPS dan 8 catu daya yang tidak pernah terputus. Ini menambahkan hingga lebih dari 2.800 baterai, dan karena masing-masing memiliki berat 32 kg, berat totalnya sekitar 96 ton. Masa pakai baterai adalah 10 tahun, dan masing-masing baterai dimonitor secara individual untuk mengetahui suhu, kelembaban, hambatan, dan indikator lainnya, diperiksa sepanjang waktu. Ketika terisi penuh, mereka akan dapat menjaga pusat data tetap berjalan selama sekitar 8 menit, yang akan memberikan banyak waktu bagi generator untuk menyala.
Pusat tersebut memiliki 6 generator - tiga untuk setiap aula pusat data. Setiap generator dapat menangani beban penuh pusat - 1,6 MVA. Masing-masing menghasilkan energi 1.280 kilowatt. Secara umum, ia menerima 6 MVA - jumlah energi ini, mungkin, akan cukup untuk memasok listrik ke separuh kota. Ada juga generator ketujuh di tengah, yang memenuhi kebutuhan energi yang dibutuhkan untuk memelihara bangunan. Ruangan itu berisi sekitar 8000 liter bahan bakar - cukup untuk bertahan sehari dalam kondisi penuh. Dengan pembakaran penuh bahan bakar per jam, 220 liter solar dikonsumsi, yang jika ini adalah mobil yang melaju dengan kecepatan 96 km / jam bisa membawa 235 liter per 100 km ke tingkat yang baru - angka yang membuat Humvee terlihat seperti seperti Prius.
Tim NewWho mengerjakan terjemahan: Vlada Olshanskaya, Nikita Pinchuk, Alexander Pozdeev, Georgy Leshkasheli, Olya Kuznetsova dan Kirill Kozlovsky. Editor: Anna Nebolsina, Roman Vshivtsev dan Artyom Slobodchikov
