Carl Osborne, vice-président du développement du réseau mondial de Tata, explique les détails.
Plus vous êtes proche de la surface, plus vous avez besoin de confinement pour résister aux dommages potentiels dus au transport. Les tranchées sont creusées en eau peu profonde où les câbles sont posés. Cependant, à des profondeurs plus importantes, comme dans le bassin d'Europe occidentale avec une profondeur de près de cinq kilomètres et demi, la protection n'est pas requise - la navigation commerciale ne menace pas les câbles au fond.
A cette profondeur, le diamètre du câble n'est que de 17 mm, c'est comme un feutre dans une épaisse gaine isolante en polyéthylène. Le conducteur en cuivre est entouré d'une pluralité de fils d'acier qui protègent le noyau de fibre optique, qui est noyé dans un tube en acier de moins de trois millimètres de diamètre dans une gelée thixotrope molle. Les câbles blindés sont les mêmes en interne, mais sont en outre recouverts d'une ou plusieurs couches de fil d'acier galvanisé enroulé autour du câble entier.
Sans conducteur en cuivre, il n'y aurait pas de câble sous-marin. La technologie de la fibre optique est rapide et peut transporter des quantités presque illimitées de données, mais la fibre ne peut pas fonctionner sur de longues distances sans un peu d'aide. Pour améliorer la transmission de la lumière sur toute la longueur d'un câble à fibre optique, des dispositifs répéteurs sont nécessaires - en fait, des amplificateurs de signaux. Sur terre, cela se fait facilement avec l'électricité locale, mais au fond de l'océan, les amplificateurs tirent un courant continu du conducteur du câble en cuivre. D'où vient ce courant? Depuis les stations aux deux extrémités du câble.
Bien que les consommateurs ne le sachent pas, TGN-A est en fait deux câbles qui traversent l'océan de différentes manières. Si l'un est endommagé, l'autre assurera la continuité de la communication. Le TGN-A alternatif atterrit à 110 kilomètres (et trois amplificateurs de masse) du principal et tire son énergie de là. L'un de ces câbles transatlantiques a 148 amplificateurs, tandis que l'autre, plus long, en a 149.
Les chefs de gare essaient d'éviter la publicité, alors j'appellerai notre guide de gare John. John explique comment le système fonctionne:
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«Pour alimenter le câble, il y a une tension positive à notre extrémité, mais dans le New Jersey, elle est négative. Nous essayons de maintenir le courant: la tension peut facilement heurter la résistance du câble. Une tension d'environ 9 mille volts est répartie entre les deux extrémités. C'est ce qu'on appelle l'alimentation bipolaire. Donc environ 4 500 volts de chaque extrémité. Dans des conditions normales, nous pourrions faire fonctionner tout le câble sans aucune aide des États-Unis."
Inutile de dire que les amplificateurs sont conçus pour durer 25 ans sans interruption, car personne n'enverra de plongeurs pour changer de contact. Mais en regardant l'échantillon du câble lui-même, à l'intérieur duquel il n'y a que huit fibres optiques, il est impossible de ne pas penser qu'avec tous ces efforts, il doit y avoir quelque chose de plus.
«Tout est limité par la taille des amplificateurs. Huit paires de fibres nécessitent des amplificateurs deux fois plus gros », explique John. Et plus il y a d'amplificateurs, plus il faut d'énergie.
À la station, les huit fils qui composent le TGN-A forment quatre paires, chacune contenant une fibre de réception et une fibre de transmission. Chaque fil est peint dans une couleur différente, de sorte qu'en cas de panne et de nécessité de réparations en mer, les techniciens peuvent comprendre comment tout remonter dans son état d'origine. De même, les travailleurs à terre peuvent déterminer ce qu'il faut insérer lorsqu'ils sont connectés à un terminal de ligne sous-marine (SLTE).
Réparation de câbles en mer
Peter Jamieson, spécialiste du support fibre chez Virgin Media, rend compte des réparations de câbles.
«Dès que le câble est trouvé et amené au navire pour réparation, un nouveau morceau de câble non endommagé est installé. L'appareil télécommandé retourne ensuite vers le bas, trouve l'autre extrémité du câble et établit une connexion. Ensuite, le câble est enfoui dans le fond sur un mètre et demi maximum à l'aide d'un jet d'eau à haute pression », dit-il.
«Habituellement, la réparation prend environ dix jours à compter de la date de départ du navire de réparation, dont quatre à cinq jours de travail directement sur le site de la panne. Heureusement, c'est rare: Virgin Media n'en a rencontré que deux au cours des sept dernières années. »
QAM, DWDM, QPSK …
Avec des câbles et des amplificateurs en place - probablement pendant des décennies - rien d'autre dans l'océan ne peut être ajusté. La bande passante, la latence et tout ce qui touche à la qualité de service est réglementé dans les stations.
«La correction d'erreur directe est utilisée pour comprendre le signal envoyé, et les techniques de modulation ont changé à mesure que la quantité de trafic transporté par le signal augmentait», explique Osborne. «QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) et BPSK (Binary Phase Shift Keying), parfois appelés PRK (Double Phase Shift Keying) ou 2PSK, sont des techniques de modulation à longue portée. 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) serait utilisé dans les systèmes de câbles sous-marins plus courts, et la technologie 8QAM est en cours de développement, intermédiaire entre 16QAM et BPSK.
La technologie DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) est utilisée pour combiner différents canaux de données et pour transmettre ces signaux à différentes fréquences - à travers la lumière dans un spectre de couleurs spécifique - sur un câble à fibre optique. En fait, il forme de nombreuses liaisons virtuelles en fibre optique. Cela augmente considérablement le débit de la fibre.
Aujourd'hui, chacune des quatre paires a une bande passante de 10 Tbit / s et peut atteindre 40 Tbit / s dans un câble TGN-A. À l'époque, 8 Tbps était le potentiel maximum disponible sur ce câble Tata. Au fur et à mesure que les nouveaux utilisateurs commencent à utiliser le système, ils utilisent de la capacité de réserve, mais cela ne nous appauvrira pas: le système a encore 80% du potentiel, et dans les années à venir, avec l'aide d'un nouveau codage ou d'un multiplexage accru, il sera presque certainement possible d'augmenter débit.
L'un des principaux problèmes affectant l'application des lignes de communication photoniques est la dispersion dans les fibres optiques. C'est le nom de ce que les concepteurs prennent en compte lors de la création du câble, car certaines sections de la fibre ont une dispersion positive et d'autres négatives. Et si vous devez effectuer des réparations, vous devez vous assurer d'avoir sous la main un câble avec la bonne dispersion. A terre, la compensation électronique de la dispersion est une tâche constamment optimisée pour gérer les signaux les plus faibles.
«Auparavant, nous utilisions des bobines de fibre pour forcer la compensation de dispersion», explique John, «mais maintenant, tout est fait électroniquement. Il est beaucoup plus précis d'augmenter le débit. Alors maintenant, au lieu d'offrir initialement aux utilisateurs de la fibre de 1, 10 ou 40 gigabits, grâce à des technologies qui se sont améliorées ces dernières années, vous pouvez préparer des «drops» de 100 gigabits.
En parlant de gestion des câbles, Osborne dit:
«Les câbles qui partent de la plage se composent de trois parties principales: la fibre qui transporte le trafic, la ligne électrique et le sol. La fibre sur laquelle passe le trafic est celle qui s'étend sur cette boîte là-bas. La ligne de force bifurque sur un autre segment à l'intérieur du territoire de cet objet"
Une goulotte à fibre optique jaune se dirige vers les panneaux de distribution qui effectueront une variété de tâches, y compris le démultiplexage des signaux entrants afin que différentes bandes de fréquences puissent être séparées. Ils représentent un site potentiel de «perte» où les liaisons individuelles peuvent être coupées sans entrer dans le réseau terrestre.
John dit: "Il y a des canaux 100 Gbps qui arrivent, et vous avez des clients 10 Gbps: 10 à 10. Nous offrons également aux clients un 100 Gbps propre."
«Tout dépend des souhaits du client», ajoute Osborne. «S'ils ont besoin d'un seul canal de 100 Gbit / s provenant de l'un des tableaux de bord, il peut être directement fourni au consommateur. Si le client a besoin de quelque chose de plus lent, alors oui, il devra fournir du trafic à d'autres équipements, où il peut être divisé en parties à une vitesse inférieure. Nous avons des clients qui achètent une ligne louée à 100 Gbit / s, mais ils sont peu nombreux. Tout petit fournisseur souhaitant nous acheter une capacité de transmission préférerait choisir une ligne à 10 Gbit / s. »
Les câbles sous-marins fournissent de nombreux gigabits de bande passante qui peuvent être utilisés pour les lignes louées entre deux bureaux de l'entreprise afin que, par exemple, des appels vocaux puissent être effectués. Toute la bande passante peut être étendue au niveau de service de la dorsale Internet. Et chacune de ces plates-formes est équipée de divers équipements contrôlés séparément.
«La plus grande partie de la bande passante fournie par le câble est soit utilisée pour alimenter notre propre Internet, soit vendue sous forme de lignes de transmission à d’autres sociétés Internet de gros comme BT, Verizon et d’autres opérateurs internationaux qui n’ont pas leurs propres câbles sur le fond marin et par conséquent acheter l'accès à la transmission d'informations de notre part."
Les grands tableaux de distribution prennent en charge un fouillis de câbles optiques qui partagent une connexion 10 Gigabit avec les clients. Si vous souhaitez augmenter le débit, il est presque aussi simple que de commander des modules supplémentaires et de les entasser dans des étagères - c'est ce que dit l'industrie quand ils veulent décrire le fonctionnement des grandes baies de rack.
John souligne le système 560 Gbps existant du client (basé sur la technologie 40G), qui a été récemment mis à jour avec 1,6 Tbps supplémentaires. La capacité supplémentaire a été obtenue avec deux modules supplémentaires de 800 Gbps, qui fonctionnent sur la technologie 100G avec un trafic de plus de 2,1 Tbps. Lorsqu'il parle de la tâche à accomplir, il semble que la phase la plus longue du processus attend l'apparition de nouveaux modules.
Toutes les installations d'infrastructure du réseau Tata ont des copies, il y a donc deux locaux SLT1 et SLT2. Un système de l'Atlantique, nommé en interne S1, se trouve à gauche de SLT1, et le câble Europe de l'Est vers le Portugal est appelé C1 et est situé à droite. De l'autre côté du bâtiment se trouvent SLT2 et Atlantic S2, qui, avec C2, sont connectés à l'Espagne.
Dans un compartiment séparé à proximité se trouve une salle au sol, qui, entre autres, est chargée de contrôler le flux de trafic vers le centre de données Tata de Londres. L'une des paires de fibres transatlantiques est en train de déverser des données au mauvais endroit. C'est une paire supplémentaire qui continue son chemin vers le bureau de Londres de Tata depuis le New Jersey pour minimiser la latence du signal. En parlant de cela: John a vérifié les données de latence pour le signal passant par les deux câbles de l'Atlantique; le chemin le plus court atteint un taux de retard de données par paquets (PGD) de 66,5 ms, tandis que le plus long atteint 66,9 ms. Ainsi, vos informations sont transportées à une vitesse d'environ 703 759 397,7 km / h. Si assez vite?
Il décrit les principaux problèmes qui se posent à cet égard: «Chaque fois que nous passons d'un câble optique à un câble à faible courant, puis à nouveau à optique, le temps de retard augmente. Désormais, avec des optiques de haute qualité et des amplificateurs plus puissants, la nécessité de reproduire le signal est minimisée. D'autres facteurs incluent une limitation du niveau de puissance qui peut être envoyé sur les câbles sous-marins. En traversant l'Atlantique, le signal reste optique jusqu'au bout."
Énergie des cauchemars
Vous ne pouvez pas visiter un site de câblage ou un centre de données sans remarquer la quantité d'énergie nécessaire: non seulement pour les équipements des racks de télécommunications, mais également pour les refroidisseurs - des systèmes qui empêchent les serveurs et les commutateurs de surchauffer. Et comme le site d'installation de câbles sous-marins a des besoins énergétiques inhabituels en raison de ses répéteurs sous-marins, ses systèmes de sauvegarde ne sont pas non plus ordinaires.
Si nous allons dans l'une des batteries, au lieu des étagères avec des batteries de rechange du Yuasa - dont le facteur de forme n'est pas particulièrement différent de celles vues dans la voiture - nous verrons que la pièce ressemble plus à une expérience médicale. Il est rempli d'énormes batteries au plomb-acide dans des réservoirs transparents qui ressemblent à des cerveaux extraterrestres dans des bocaux. Sans entretien, cet ensemble de batteries 2V avec une durée de vie de 50 ans ajoute jusqu'à 1600 Ah pour 4 heures d'autonomie garantie.
Les chargeurs, qui sont en fait des redresseurs de courant, fournissent une tension en circuit ouvert pour maintenir la charge des batteries (les batteries plomb-acide scellées doivent parfois être rechargées au ralenti, sinon elles perdent leurs propriétés utiles avec le temps en raison du processus dit de sulfatation - env. Newthat). Ils conduisent également la tension continue pour les étagères vers le bâtiment. À l'intérieur de la pièce, il y a deux blocs d'alimentation logés dans de grandes armoires bleues. L'un alimente le câble Atlantic S1, l'autre le Portugal C1. L'affichage numérique indique 4100 V à environ 600 mA pour une alimentation Atlantic, le second affiche un peu plus de 1500 V à 650 mA pour une alimentation C1.
John décrit la configuration:
«L'alimentation se compose de deux convertisseurs séparés. Ils ont chacun trois niveaux de puissance et peuvent fournir 3000 VDC. Cette seule armoire peut alimenter un câble entier, c'est-à-dire que nous avons n + 1 réserves, puisque nous en avons deux. Bien que, plus probablement même n + 3, car même si les deux convertisseurs tombent dans le New Jersey, et un de plus ici, nous serons toujours en mesure d'alimenter le câble."
Révélant des mécanismes de commutation très sophistiqués, John explique le système de contrôle: «C'est ainsi que nous l'allumons et l'éteignons. S'il y a un problème avec le câble, nous devons travailler avec le navire pour le résoudre. Il y a un certain nombre de procédures que nous devons suivre pour assurer la sécurité avant que l'équipage du navire ne commence à travailler. De toute évidence, la tension est si élevée qu'elle est mortelle, nous devons donc envoyer des messages sur la sécurité énergétique. Nous envoyons une notification indiquant que le câble est mis à la terre et ils répondent. Tout est interconnecté, vous pouvez donc vous assurer que tout est sûr."
L'installation dispose également de deux générateurs diesel de 2 MVA (mégavolt-ampères - environ neuf). Bien sûr, puisque tout est dupliqué, le second est une pièce de rechange. Il existe également trois énormes unités de refroidissement, même si elles n'en ont apparemment besoin que d'une seule. Une fois par mois, le groupe électrogène de rechange est contrôlé hors charge, et deux fois par an, l'ensemble du bâtiment est mis en marche en charge. Étant donné que le bâtiment est également un centre de traitement et de stockage de données, cela est nécessaire pour l'accréditation à un accord de niveau de service (SLA) et à une organisation internationale de normalisation (ISO).
Au cours d'un mois typique dans l'établissement, la facture d'électricité atteint facilement 5 chiffres.
Comment fonctionne un fournisseur d'infrastructure
En tant que système câblé international, les fournisseurs de services du monde entier sont confrontés aux mêmes défis: les dommages aux câbles terrestres, qui surviennent le plus souvent sur les chantiers de construction dans des zones moins surveillées. Ce sont, bien sûr, les ancres au fond de la mer qui ont perdu leur trajectoire. De plus, n'oubliez pas les attaques DDoS, dans lesquelles les systèmes sont attaqués et toute la bande passante disponible est remplie de trafic. Bien entendu, l'équipe est bien équipée pour faire face à ces menaces.
«L'équipement est configuré pour suivre les schémas de trafic typiques attendus pendant une période particulière de la journée. Ils peuvent régulièrement vérifier le trafic entre 16 heures jeudi dernier et maintenant. Si l'inspection révèle quelque chose d'inhabituel, l'équipement peut éliminer de manière préventive l'intrusion et rediriger le trafic avec un autre pare-feu, ce qui peut éliminer toute intrusion. C'est ce qu'on appelle l'atténuation DDoS productive. Son autre type est réciproque. Dans ce cas, le consommateur peut nous dire: «Oh, j'ai une menace dans le système ce jour-là. Tu ferais mieux d'être sur le qui-vive. " Même ainsi, nous pouvons filtrer en tant que mesure proactive. Il y a également une activité légale dont nous serons informés, par exemple Glastonbury (UK Music Festival - environ Nouveau),ainsi, lorsque les billets sont mis en vente, l'augmentation du niveau d'activité n'est pas bloquée."
La latence du système doit également être surveillée de manière proactive par des clients comme Citrix, qui exécutent des services de virtualisation et des applications cloud sensibles à une latence importante du réseau. Le besoin de vitesse est apprécié par un client tel que la Formule 1. Tata Communications exploite une infrastructure de réseau de course pour toutes les équipes et divers diffuseurs.
Et en passant, si vous êtes curieux de savoir comment fonctionnent les systèmes de sauvegarde, ils ont 360 batteries par onduleur et 8 alimentations sans coupure. Cela représente plus de 2800 batteries, et comme elles pèsent chacune 32 kg, leur poids total est d'environ 96 tonnes. La durée de vie des batteries est de 10 ans, et chacune d'elles est individuellement surveillée pour la température, l'humidité, la résistance et d'autres indicateurs, vérifiés 24 heures sur 24. Lorsqu'ils sont complètement chargés, ils pourront maintenir le centre de données en marche pendant environ 8 minutes, ce qui laissera beaucoup de temps aux générateurs pour s'allumer.
Le centre dispose de 6 générateurs - trois pour chaque hall du centre de données. Chaque générateur peut gérer la pleine charge du centre - 1,6 MVA. Chacun d'eux produit 1280 kilowatts d'énergie. En général, il reçoit 6 MVA - cette quantité d'énergie serait peut-être suffisante pour fournir de l'électricité à la moitié de la ville. Il y a aussi un septième générateur au centre, qui couvre la demande d'énergie nécessaire à l'entretien du bâtiment. La salle contient environ 8 000 litres de carburant - assez pour survivre une journée en pleine condition. Avec une combustion complète de carburant par heure, 220 litres de diesel sont consommés, ce qui, s'il s'agissait d'une voiture roulant à 96 km / h, pourrait porter les modestes 235 litres aux 100 km à un nouveau niveau - les chiffres qui font ressembler le Humvee. comme une Prius.
L'équipe NewWho a travaillé sur la traduction: Vlada Olshanskaya, Nikita Pinchuk, Alexander Pozdeev, Georgy Leshkasheli, Olya Kuznetsova et Kirill Kozlovsky. Rédacteurs: Anna Nebolsina, Roman Vshivtsev et Artyom Slobodchikov