Carl Osborne, vice-presidente de desenvolvimento de rede global da Tata, explica os detalhes.
Quanto mais perto você estiver da superfície, mais contenção você precisa para resistir a possíveis danos durante o transporte. As trincheiras são cavadas em águas rasas, onde os cabos são colocados. No entanto, em profundidades maiores, como na Bacia da Europa Ocidental, com uma profundidade de quase cinco quilômetros e meio, a proteção não é necessária - o transporte comercial não ameaça os cabos no fundo.
Nessa profundidade, o diâmetro do cabo é de apenas 17 mm, é como uma caneta com ponta de feltro em uma espessa bainha de polietileno isolante. O condutor de cobre é circundado por uma pluralidade de fios de aço que protegem o núcleo da fibra óptica, que é embutido em um tubo de aço com menos de três milímetros de diâmetro em gel tixotrópico macio. Os cabos blindados são os mesmos internamente, mas, além disso, são revestidos com uma ou mais camadas de fio de aço galvanizado enrolado em todo o cabo.
Sem um condutor de cobre, não haveria cabo submarino. A tecnologia de fibra óptica é rápida e pode transportar quantidades quase ilimitadas de dados, mas a fibra não pode operar em longas distâncias sem uma pequena ajuda. Para melhorar a transmissão de luz ao longo de todo o comprimento de um cabo de fibra óptica, são necessários dispositivos repetidores - na verdade, amplificadores de sinal. Em terra, isso é feito facilmente com eletricidade local, mas no fundo do oceano os amplificadores retiram corrente contínua do condutor do cabo de cobre. De onde vem essa corrente? De estações em ambas as extremidades do cabo.
Embora os consumidores não saibam disso, o TGN-A é, na verdade, dois cabos que cruzam o oceano de maneiras diferentes. Se um estiver danificado, o outro fornecerá continuidade de comunicação. O TGN-A alternativo pousa a 110 quilômetros (e três amplificadores terrestres) do principal e obtém sua energia de lá. Um desses cabos transatlânticos tem 148 amplificadores, enquanto o outro, mais longo, tem 149.
Os líderes da estação tentam evitar publicidade, então vou ligar para o nosso guia da estação, John. John explica como o sistema funciona:
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“Para alimentar o cabo, há uma tensão positiva em nossa extremidade, mas em Nova Jersey é negativa. Tentamos manter a corrente: a tensão pode facilmente colidir com a resistência do cabo. Uma voltagem de cerca de 9 mil volts é dividida entre as duas extremidades. Isso é chamado de alimentação bipolar. Portanto, cerca de 4.500 volts de cada extremidade. Em condições normais, poderíamos manter todo o cabo funcionando sem qualquer ajuda dos Estados Unidos."
Nem é preciso dizer que os amplificadores são construídos para durar 25 anos sem interrupção, já que ninguém mandará mergulhadores para trocar o contato. Mas olhando para a amostra do próprio cabo, dentro do qual existem apenas oito fibras ópticas, é impossível não pensar que com todo esse esforço deve haver algo mais.
“Tudo é limitado pelo tamanho dos amplificadores. Oito pares de fibras requerem amplificadores com o dobro do tamanho”, explica John. E quanto mais amplificadores, mais energia é necessária.
Na estação, os oito fios que compõem o TGN-A formam quatro pares, cada um contendo uma fibra de recepção e uma fibra de transmissão. Cada fio é pintado de uma cor diferente, para que em caso de avaria e necessidade de reparações no mar os técnicos saibam como montar tudo no seu estado original. Da mesma forma, os trabalhadores em terra podem descobrir o que inserir quando conectado a um terminal de linha submarina (SLTE).
Reparo de cabos no mar
Peter Jamieson, especialista em suporte de fibra da Virgin Media, relata sobre reparos de cabos.
“Assim que o cabo é encontrado e levado ao navio para conserto, um novo pedaço de cabo não danificado é instalado. O dispositivo controlado remotamente retorna à parte inferior, encontra a outra extremidade do cabo e faz a conexão. Em seguida, o cabo é enterrado no fundo por, no máximo, um metro e meio por meio de um jato de água de alta pressão”, afirma.
“Normalmente, a reparação demora cerca de dez dias a partir da data de saída da embarcação reparadora, dos quais quatro a cinco dias são efectuados directamente no local da avaria. Felizmente, isso é raro: a Virgin Media encontrou apenas duas nos últimos sete anos.”
QAM, DWDM, QPSK …
Com cabos e amplificadores instalados - provavelmente por décadas - nada mais no oceano pode ser ajustado. Largura de banda, latência e tudo relacionado à qualidade do serviço são regulados nas estações.
“A correção de erros antecipada é usada para entender o sinal que está sendo enviado, e as técnicas de modulação mudaram conforme a quantidade de tráfego transportado pelo sinal aumentava”, diz Osborne. “QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) e BPSK (Binary Phase Shift Keying), às vezes referido como PRK (Double Phase Shift Keying), ou 2PSK, são técnicas de modulação de longo alcance. 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) seria usado em sistemas de cabos submarinos mais curtos, e a tecnologia 8QAM está sendo desenvolvida, intermediária entre 16QAM e BPSK.
A tecnologia DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) é usada para combinar diferentes canais de dados e transmitir esses sinais em diferentes frequências - por meio de luz em um espectro de cores específico - por meio de um cabo de fibra óptica. Na verdade, ele forma muitos links virtuais de fibra óptica. Isso aumenta drasticamente o rendimento da fibra.
Hoje, cada um dos quatro pares tem largura de banda de 10 Tbit / se pode chegar a 40 Tbit / s em um cabo TGN-A. Na época, 8 Tbps era o potencial máximo disponível neste cabo Tata. À medida que novos usuários começam a usar o sistema, eles usam capacidade sobressalente, mas não seremos empobrecidos com isso: o sistema ainda tem 80% do potencial e, nos próximos anos, com a ajuda de outra nova codificação ou multiplexação aumentada, quase certamente será possível aumentar Taxa de transferência.
Um dos principais problemas que afetam a aplicação de linhas de comunicação fotônica é a dispersão em fibras ópticas. Este é o nome do que os projetistas incluem ao projetar o cabo, já que algumas seções da fibra têm dispersão positiva e outras têm dispersão negativa. E se você precisar fazer reparos, você precisa ter certeza de ter um cabo com a dispersão certa à mão. Em terra, a compensação de dispersão eletrônica é uma tarefa que está sendo constantemente otimizada para lidar com os sinais mais fracos.
“Costumávamos usar bobinas de fibra para forçar a compensação da dispersão”, diz John, “mas agora é tudo feito eletronicamente. É muito mais preciso aumentar o rendimento. " Portanto, agora, em vez de oferecer inicialmente aos usuários fibra de 1, 10 ou 40 gigabits, graças às tecnologias que melhoraram nos últimos anos, você pode preparar "quedas" de 100 gigabits.
Falando em gerenciamento de cabos, Osborne diz:
“Os cabos que saem da praia têm três partes principais: a fibra que conduz o tráfego, a linha de força e o solo. A fibra por onde passa o tráfego é aquela que se estende por cima daquela caixa ali. A linha de força se ramifica em outro segmento dentro do território deste objeto"
Um chute de fibra amarela suspenso rasteja em direção aos painéis de distribuição que realizarão uma variedade de tarefas, incluindo a desmultiplexação de sinais de entrada para que diferentes bandas de frequência possam ser separadas. Eles representam um site de “perda” potencial onde links individuais podem ser cortados sem entrar na rede terrestre.
John diz: "Há canais de 100 Gbps chegando e você tem clientes de 10 Gbps: 10 a 10. Também oferecemos aos clientes 100 Gbps limpos."
“Tudo depende da vontade do cliente”, acrescenta Osborne. “Se eles precisarem de um único canal de 100 Gbps que vem de um dos painéis, ele pode ser fornecido diretamente ao consumidor. Se o cliente precisa de algo mais lento, então sim, ele terá que fornecer tráfego para outro equipamento, onde pode ser dividido em partes em uma velocidade menor. Temos clientes que compram uma linha alugada de 100 Gbps, mas não são muitos. Qualquer pequeno provedor que deseja comprar capacidade de transmissão de nós prefere escolher uma linha de 10 Gbps.”
Os cabos submarinos fornecem muitos gigabits de largura de banda que podem ser usados para linhas alugadas entre dois escritórios da empresa para que, por exemplo, chamadas de voz possam ser feitas. Toda a largura de banda pode ser expandida para o nível de serviço do backbone da Internet. E cada uma dessas plataformas é equipada com vários equipamentos controlados separadamente.
“A maior parte da largura de banda fornecida pelo cabo é usada para alimentar nossa própria Internet ou vendida como linhas de transmissão para outras empresas atacadistas de Internet como BT, Verizon e outras operadoras internacionais que não têm seus próprios cabos no fundo do mar e, portanto, compre o nosso acesso à transmissão de informações."
Quadros de distribuição altos suportam uma confusão de cabos ópticos que compartilham uma conexão de 10 Gigabit com os clientes. Se você deseja aumentar o rendimento, é quase tão fácil quanto solicitar módulos adicionais e amontoá-los nas prateleiras - é o que a indústria diz quando deseja descrever como funcionam os grandes arrays de rack.
John aponta para o sistema de 560 Gbps existente do cliente (baseado na tecnologia 40G), que foi atualizado recentemente com 1.6 Tbps adicionais. A capacidade adicional foi alcançada com dois módulos adicionais de 800 Gbps, que operam com tecnologia 100G com tráfego de mais de 2,1 Tbps. Quando ele fala sobre a tarefa em mãos, parece que a fase mais longa do processo é aguardar o aparecimento de novos módulos.
Todas as instalações de infraestrutura da rede Tata possuem cópias, portanto, existem duas instalações SLT1 e SLT2. Um sistema Atlântico, internamente denominado S1, está à esquerda de SLT1, e o cabo da Europa de Leste para Portugal é denominado C1 e está localizado à direita. Do outro lado do edifício estão SLT2 e Atlantic S2, que, juntamente com C2, estão ligados à Espanha.
Em um compartimento separado próximo está uma sala baseada no solo, que, entre outras coisas, é responsável por controlar o fluxo de tráfego para o data center Tata de Londres. Um dos pares de fibras transatlânticas está, na verdade, despejando dados no lugar errado. É um par extra que continua a caminho do escritório da Tata em Londres de Nova Jersey para minimizar a latência do sinal. Falando nisso: John verificou os dados de latência do sinal passando pelos dois cabos do Atlântico; o caminho mais curto atinge uma taxa de atraso de dados de pacote (PGD) de 66,5 ms, enquanto o mais longo atinge 66,9 ms. Portanto, suas informações são transportadas a uma velocidade de cerca de 703.759.397,7 km / h. Tão rápido o suficiente?
Ele descreve os principais problemas que surgem a este respeito: “Cada vez que mudamos de cabo óptico para cabo de baixa corrente e depois novamente para óptico, o tempo de atraso aumenta. Agora, com ótica de alta qualidade e amplificadores mais potentes, a necessidade de reproduzir o sinal é minimizada. Outros fatores incluem uma limitação no nível de energia que pode ser enviada por cabos submarinos. Ao cruzar o Atlântico, o sinal permanece óptico durante todo o trajeto."
Energia de pesadelos
Você não pode visitar um site de cabeamento ou data center e perceber quanta energia é necessária lá: não apenas para equipamentos em racks de telecomunicações, mas também para refrigeradores - sistemas que evitam o superaquecimento de servidores e switches. E como o local de instalação do cabo submarino tem requisitos incomuns de energia devido aos repetidores submarinos, seus sistemas de backup também não são comuns.
Se formos para uma das baterias, em vez das prateleiras com baterias sobressalentes do Yuasa - cujo formato não é particularmente diferente dos vistos no carro - veremos que a sala se parece mais com um experimento médico. Ele está cheio de enormes baterias de chumbo-ácido em tanques transparentes que parecem cérebros alienígenas em potes. Livre de manutenção, este conjunto de baterias de 2 V com vida útil de 50 anos adiciona até 1600 Ah para 4 horas de vida útil garantida da bateria.
Os carregadores, que são, na verdade, retificadores de corrente, fornecem uma tensão de circuito aberto para manter a carga das baterias (baterias de chumbo-ácido seladas às vezes devem ser recarregadas em inatividade, caso contrário, elas perderão suas propriedades úteis ao longo do tempo devido ao chamado processo de sulfatação - aprox. Newthat). Eles também conduzem a tensão DC das estantes para o edifício. Dentro da sala, há duas fontes de alimentação alojadas em grandes gabinetes azuis. Um alimenta o cabo Atlantic S1, o outro o Portugal C1. O display digital lê 4100 V a aproximadamente 600 mA para uma fonte de alimentação Atlantic, o segundo mostra um pouco mais de 1500 V a 650 mA para uma fonte de alimentação C1.
John descreve a configuração:
“A fonte de alimentação consiste em dois conversores separados. Cada um deles tem três níveis de potência e pode fornecer 3.000 VCC. Este único gabinete pode alimentar um cabo inteiro, ou seja, temos n + 1 reservas, já que temos dois deles. Embora seja mais provável até n + 3, porque mesmo que os dois conversores caiam em Nova Jersey e mais um aqui, ainda seremos capazes de alimentar o cabo."
Revelando alguns mecanismos de comutação muito sofisticados, John explica o sistema de controle: “É assim que, em essência, o ligamos e desligamos. Se houver um problema com o cabo, temos que trabalhar com o navio para consertá-lo. Há uma série de procedimentos que devemos seguir para garantir a segurança antes que a tripulação do navio comece a trabalhar. Obviamente, a voltagem é tão alta que é letal, então temos que enviar mensagens sobre segurança energética. Enviamos notificação de que o cabo está aterrado e eles respondem. Tudo está interligado, então você pode ter certeza de que tudo está seguro."
A instalação também tem dois geradores a diesel de 2 MVA (megavolt-ampere - aproximadamente novo que). Claro, como tudo é duplicado, o segundo é sobressalente. Existem também três unidades de resfriamento enormes, embora aparentemente eles só precisem de uma. Uma vez por mês, o gerador sobressalente é verificado sem carga e, duas vezes por ano, todo o edifício é ligado em carga. Como o prédio também é um centro de processamento e armazenamento de dados, isso é necessário para o credenciamento de um Acordo de Nível de Serviço (SLA) e de uma Organização Internacional de Padronização (ISO).
Em um mês típico na instalação, a conta de eletricidade chega facilmente a 5 dígitos.
Como funciona um provedor de infraestrutura
Como um sistema de cabo internacional, os provedores de serviço em todo o mundo enfrentam os mesmos desafios: danos aos cabos terrestres, que ocorrem com mais frequência em canteiros de obras em áreas menos monitoradas. Essas são, é claro, as âncoras no fundo do mar que perderam sua trajetória. Além disso, não se esqueça dos ataques DDoS, nos quais os sistemas são atacados e toda a largura de banda disponível é preenchida com tráfego. Claro, a equipe está bem equipada para lidar com essas ameaças.
“O equipamento é configurado para rastrear os padrões típicos de tráfego que são esperados durante um determinado período do dia. Eles podem verificar o tráfego de forma consistente entre as 16h da última quinta-feira e agora. Se a inspeção revelar algo incomum, o equipamento pode eliminar preventivamente a intrusão e redirecionar o tráfego com outro firewall, o que pode eliminar qualquer intrusão. Isso é chamado de mitigação DDoS produtiva. Seu outro tipo é recíproco. Nesse caso, o consumidor pode nos dizer: “Ah, tenho uma ameaça no sistema neste dia. É melhor você estar alerta. " Mesmo assim, podemos filtrar como uma medida proativa. Também há atividades legais sobre as quais seremos notificados, por exemplo, Glastonbury (UK Music Festival - aprox. Novo),portanto, quando os ingressos forem colocados à venda, o aumento do nível de atividade não será bloqueado."
A latência do sistema também deve ser monitorada de forma proativa por clientes como Citrix, que executam serviços de virtualização e aplicativos em nuvem que são sensíveis a latência de rede significativa. A necessidade de velocidade é apreciada por um cliente como a Fórmula 1. A Tata Communications opera uma infraestrutura de rede de corrida para todas as equipes e várias emissoras.
E, a propósito, se você está curioso para saber como funcionam os sistemas de backup, eles têm 360 baterias por UPS e 8 fontes de alimentação ininterrupta. Isso soma mais de 2.800 baterias e, como cada uma pesa 32 kg, seu peso total é de cerca de 96 toneladas. A vida útil das baterias é de 10 anos, e cada uma delas é monitorada individualmente quanto à temperatura, umidade, resistência e outros indicadores, verificados 24 horas por dia. Quando totalmente carregados, eles serão capazes de manter o data center funcionando por cerca de 8 minutos, o que dará muito tempo para os geradores ligarem.
O centro tem 6 geradores - três para cada hall do data center. Cada gerador pode lidar com a carga total do centro - 1,6 MVA. Cada um deles produz 1280 quilowatts de energia. Em geral, ele recebe 6 MVA - essa quantidade de energia, talvez, fosse suficiente para abastecer metade da cidade. Há também um sétimo gerador no centro, que cobre a demanda de energia necessária para manter o edifício. A sala contém cerca de 8.000 litros de combustível - o suficiente para sobreviver um dia em condições completas. Com a combustão total do combustível por hora, são consumidos 220 litros de diesel, que se fosse um carro se movendo a 96 km / h poderia levar os modestos 235 litros por 100 km a um novo nível - os números que fazem o Humvee parecer como um Prius.
A equipe NewWho trabalhou na tradução: Vlada Olshanskaya, Nikita Pinchuk, Alexander Pozdeev, Georgy Leshkasheli, Olya Kuznetsova e Kirill Kozlovsky. Editores: Anna Nebolsina, Roman Vshivtsev e Artyom Slobodchikov
