Практически вся связь на планете обеспечивается посредством кабелей, которые протянуты между государствами и материками. На начало 2017 года в мире насчитывалось 428 кабелей, пролегающих под водой, общей длиной 1,1 миллиона километров.

Все они обладают различной пропускной способностью. Рекордсмен по этому показателю — кабель Marea между Вирджинией и Бильбао (160 Тбит/с). По разным источникам, подводные кабели транслируют порядка 95–99% всех данных.

Но при этом они регулярно повреждаются. С этим столкнулись еще в XIX веке, когда прокладывали телеграфные кабели. У первого кабеля, проложенного в Мюнхене вдоль реки Изар, была недостаточная гидроизоляция, поэтому он быстро вышел из строя.

В 1858 году проложили первый телеграфный кабель через Атлантический океан. Он вышел из строя меньше чем через месяц, из-за того, что операторы подавали на него слишком большое напряжение с целью повысить скорость передачи данных.

Нынешние кабели более надежные, но и они требуют ремонта. В нашем материале расскажем, что угрожает им чаще всего.


/ Flickr / COMSEVENTHFLT / CC

Якоря

65–75% поломок подводных кабелей происходит из-за транспортных и рыболовных судов — они бросают якоря, которые попадают в кабель. 30 января 2008 года таким образом вышел из строя кабель SEA-ME-WE 4, который тянется из Франции вдоль Африки до Юго-Восточной Азии. Поломка на участке в Средиземном море привела к снижению количества трафика на 70% в Египте и на 60% в Индии. Также инцидент затронул Афганистан, Бахрейн, Кувейт, Мальдивы, Пакистан, Катар, Саудовскую Аравию и ОАЭ. Восстановить связь по другим кабелям удалось спустя сутки.

Интересно, что в декабре того же года кабель SEA-ME-WE 4, наряду с SEA-ME-WE 3 и FLAG Telecom, снова вышел из строя. До устранения поломки из стран Азии и Среднего Востока в остальной мир шло на 75% меньше трафика, чем обычно.

В 2012 году корабль бросил якорь в неправильном месте, ожидая разрешения войти в кенийский порт Момбаса. В результате был перерезан оптоволоконный кабель, и жители шести африканских государств столкнулись с проблемами со связью. Интернет стал на 20% медленнее, и это обошлось кенийской экономике в 300 миллионов фунтов.

А в 2016 году одно судно повредило сразу три кабеля, соединяющих остров Джерси в Ла-Манше с Лондоном.

Капитаны кораблей осведомлены о районах, где нельзя сбрасывать якорь из-за возможности повредить подводный кабель. Тем удивительнее становятся такие ошибки в вышеописанных случаях.

Природные катаклизмы

Различные природные явления — причины 10% поломок подводных кабелей. В 2006 году из-за землетрясения в районе Тайваня вышли из строя сразу 8 кабелей. Это привело к существенному сокращению трафика в азиатском регионе и нарушению работы интернет-сервисов.

Chunghwa Telecom, крупнейший оператор связи в Тайване, сообщил, что некоторое время полностью отсутствовала связь с Гонконгом и Юго-Восточной Азией, а в КНР поступало на 74% меньше трафика. Крупнейший оператор Гонконга PCCW заявил о снижении трафика на 50%. Два китайских оператора: China Telecom и China Unicom сообщили о снижении трафика в США и Европу на 90%, из-за чего не работали Yahoo, MSN и Hotmail.

В конце августа 2017 в Азии прошли два тайфуна: «Хато» и «Пахар». Из-за них получили повреждения четыре кабеля, которые соединяют Гонконг с Японией, Филиппинами, Малайзией, Сингапуром и США. Операторы временно перераспределили трафик по другим кабелям.

Люди

Люди — еще одна причина частых поломок. Например, в 2013 году египетские власти задержали троих человек, перерезавших кабель SEA-ME-WE 4 на участке в Средиземном море возле Александрии.

По словам главы Egypt Telecom, в результате инцидента скорость интернета в стране упала на 60%. В другое время трафик просто шел бы по другим кабелям, но именно в этот момент альтернативные EIG и IMEWE оказались на обслуживании.

Причем человеческий фактор не обходит стороной и обычные подземные кабели. В 2011 году 75-летняя грузинка искала медь в районе села Ксани и случайно перерезала оптоволоконный кабель. В результате большая часть Грузии и соседняя Армения остались на несколько часов без интернета.

Акулы не так страшны

Часто среди главных опасностей для подводных кабелей называют рыб. В интернете даже есть видео, на котором акула пытается перегрызть кабель.

Но на самом деле опасность преувеличена. По статистике ICPC (International Cable Protection Committee), рыбы «ответственны» менее чем за 1% повреждений. Также исследование показывает, что за период с 1901 по 2007 год удалось свести на нет повреждения кабелей, вызванных рыбами. С 1901 по 1957 год зафиксировано 28 таких повреждений. С 1959 по 2006 год было уже 11 случаев, а с 2007 года их вообще не наблюдалось.

Современные кабели из-за их конструкции акулы просто не могут прокусить. К тому же на многих участках кабели закопаны в землю и не «тревожат» морских обитателей.


/ Судно-кабелеукладчик Cable Innovator / Minsvyaz / PD

Как чинят кабели

Ремонт подводных кабелей производят при помощи специально оборудованных кораблей, которых по миру меньше 10. Один из таких кораблей — судно Le Pierre de Fermat длиной 100 метров и экипажем из 80 человек.

Самое сложное в процессе ремонта кабеля — это найти поврежденный участок. Для этого используется 9-тонный робот Hector, оборудованный камерами и «когтями». С его помощью нужная часть кабеля поднимается на борт для ремонта. Починка нередко подразумевает установку новой секции кабеля взамен поврежденной.

Главный инженер экипажа Уилли Поулэйн (Willy Poulain) говорит, что в последние годы процесс ремонта не изменился, и в ближайшее время этого не ожидается. Как происходит ремонт, вы можете наблюдать в этом видео.

Как укрепляют кабели

Обычный оптоволоконный кабель для глубины более 2 000 метров состоит из внутреннего оптического ядра, заключенного в оболочку из стали, обладающей высокой прочностью на растяжение, а также медного проводника. Для изоляции используется полиэтилен. Диаметр такого кабеля составляет 17–21 миллиметров.

На глубинах менее 2 000 метров добавляется защита от воздействия окружающей среды из стали и полипропилена. При необходимости, может быть использовано несколько слоев такой «брони». Прочность на разрыв самого «защищенного» кабеля достигает 70 тонн.

Поломки же случаются из-за того, что кабель в процессе эксплуатации закручивается до значений радиуса меньше рекомендованного. Поэтому для разрыва достаточно якорей и рыболовного оборудования.

В большинстве регионов выход из строя одного кабеля не скажется значительно на качестве соединения — трафик просто перераспределится по другим каналам. Но все еще существуют такие регионы, которые соединены с «большой землей» единственным проводом. Один из них — Северные Марианские острова в западной части Тихого океана. Когда этот кабель вышел из строя из-за тайфуна в 2015 году, 54 тыс. человек временно остались без интернета и телефона.

При всех недостатках, реальных альтернатив кабелям пока нет. Спутниковая связь не может обеспечить необходимой пропускной способности. А альтернативные технологии, такие как лазер-радио и квантовый интернет пока далеки от реализации «в массах».

---

P.S. Другие материалы из нашего блога:

• Высокие технологии в мире спорта: Почему облако станет стандартом будущего
• Поведенческий анализ: Как IaaS помогает предсказывать землетрясения
• Зачем аэропорту Пулково IaaS: международный проект