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.

Касательно прокладки компанией Google собственного оптоволоконного кабеля связи по дну Тихого океана, который свяжет дата-центры компании в штате Орегон, США, с Японией. Казалось бы, это огромный проект стоимостью $ 300 млн. и длинной в 10 000 км. Однако, если копнуть немного глубже станет ясно, что данный проект является выдающимся только потому, что это будет делать один медийный гигант для личного использования. Вся планета уже плотно опутана кабелями связи и под водой их намного больше, чем кажется на первый взгляд. Заинтересовавшись этой темой я подготовил общеобразовательный материал для любопытствующих.

Истоки межконтинентальной связи

Практика прокладывания кабеля через океан берет начало еще с XIX века. Как сообщает википедия , первые попытки соединить два континента проводной связью были предприняты еще в 1847 году. Успешно связать Великобританию и США трансатлантическим телеграфным кабелем удалось только к 5 августа 1858 года, однако уже в сентябре связь была утеряна. Предполагается, что причиной стали нарушение гидроизоляции кабеля и последующая его коррозия и обрыв. Стабильная связь между Старым и Новым светом была установлена только в 1866 году. В 1870 году был проложен кабель в Индию, что позволило связать напрямую Лондон и Бомбей. В эти проекты были вовлечены одни из лучших умов и промышленников того времени: Уильям Томсон (будущий великий лорд Кельвин), Чарльз Уитстон, братья Сименсы. Как видно, почти 150 лет назад люди активно занимались созданием по протяженности в тысячи километров линий связи. И на этом прогресс, понятное дело, не остановился. Однако, телефонная связь с Америкой была установлена только в 1956 году, а работы длились почти 10 лет. Подробно об укладке первого трансатлантического телеграфного и телефонного кабеля можно прочитать в книге Артура Кларка «Голос через океан» .

Устройство кабеля

Несомненный интерес представляет непосредственное устройство кабеля, который будет работать на глубине в 5-8 километров включительно.
Стоит понимать, что глубоководный кабель должен иметь следующий ряд базовых характеристик:

• Долговечность
• Быть водонепроницаемым (внезапно!)
• Выдерживать огромное давление водных масс над собой
• Обладать достаточной прочностью для укладки и эксплуатации
• Материалы кабеля должны быть подобраны так, чтобы при механических изменениях (растяжении кабеля в ходе эксплуатации/укладки, например) не изменялись его рабочие характеристики

Рабочая часть рассматриваемого нами кабеля, по большому случаю, ни чем особым от обычной оптики не отличается. Вся суть глубоководных кабелей заключена в защите этой самой рабочей части и максимального увеличения срока его эксплуатации, что видно из схематического рисунка справа. Давайте по порядку разберем назначение всех элементов конструкции.

Полиэтилен - внешний традиционный изоляционный слой кабеля. Данный материал является отличным выбором для прямого контакта с водой, так как обладает следующими свойствами:
Устойчив к действию воды, не реагирует со щелочами любой концентрации, с растворами нейтральных, кислых и основных солей, органическими и неорганическими кислотами, даже с концентрированной серной кислотой.

Мировой океан содержит в себе, фактически, все элементы таблицы Менделеева, а вода является универсальным растворителем. Использование такого распространенного в хим. промышленности материала как полиэтилен является логичным и оправданным, так как в первую очередь инженерам было необходимо исключить реакцию кабеля и воды, тем самым избежать его разрушения под воздействием окружающей среды. Полиэтилен использовался в качестве изолирующего материала в ходе прокладки первых межконтинентальных линий телефонной связи в середине XX века.
Однако, в силу своей пористой структуры полиэтилен не может обеспечить полной гидроизоляции кабеля, поэтому мы переходим к следующему слою.

Майларовая пленка - синтетический материал на основе полиэтилентерефталата . Имеет следующие свойства:
Не имеет запаха, вкуса. Прозрачный, химически неактивный, с высокими барьерными свойствами (в том числе и ко многим агрессивным средам), устойчивый к разрыву (в 10 раз прочнее полиэтилена), износу, удару. Майлар (или в СССР Лавсан) широко используется в промышленности, упаковке, текстиле, космической промышленности. Из него даже шьют палатки. Однако, использование данного материала ограничено многослойными пленками из-за усадки при термосваривании.

После слоя майларовой пленки можно встретить армирование кабеля различной мощности, в зависимости от заявленных характеристик изделия и его целевого назначения. В основном используется мощная стальная оплетка для придания кабелю достаточной жесткости и прочности, а так же для противодействия агрессивным механических воздействиям из вне. По некоторым данным, блуждающим в сети, ЭМИ исходящее от кабелей может приманивать акул, которые перегрызают кабели. Так же на больших глубинах кабель просто укладывается на дно, без копания траншеи и его могут зацепить рыболовецкие суда своими снастями. Для защиты от подобных воздействий кабель и армируется стальной оплеткой. Используемая в армировании стальная проволока предварительно оцинковывается. Усиление кабеля может происходить в несколько слоев. Основной задачей производителя в ходе этой операции является равномерность усилия в ходе намотки стальной проволоки. При двойном армировании намотка происходит в разных направлениях. При не соблюдении баланса в ходе данной операции кабель может самопроизвольно скручиваться в спираль, образуя петли.

В результате этих мероприятий масса погонного километра может достигать нескольких тонн. «Почему не легкий и прочный алюминий?» - спросят многие. Вся проблема в том, что на воздухе алюминий имеет стойкую пленку окисла, но при соприкосновении с морской водой данный металл может вступать в интенсивную химическую реакцию с вытеснением ионов водорода, которые оказывают губительное влияние на ту часть кабеля, ради которой все затевалось - оптоволокно. Поэтому используют сталь.

Алюминиевый водный барьер , или слой алюмополиэтилена используется как очередной слой гидроизоляции и экранирования кабеля. Алюмополиэтилен представляет собой комбинацию из фольги алюминиевой и полиэтиленовой пленки, соединенных между собой клеевым слоем. Проклейка может быть как односторонней, так и двухсторонней. В масштабах всей конструкции алюмополиэтилен выглядит почти незаметным. Толщина пленки может варьироваться от производителя к производителю, но, к примеру, у одного из производителей на территории РФ толщина конечного продукта составляет 0.15-0.2 мм при односторонней проклейке.

Слой поликарбоната вновь используется для усиления конструкции. Легкий, прочный и стойкий к давлению и ударам, материал широко используется в повседневных изделиях, например, в велосипедных и мотоциклетных шлемах, также применяется в качестве материала при изготовлении линз, компакт-дисков и светотехнических изделий, листовой вариант используется в строительстве как светопропускающий материал. Обладает высоким коэффициентом теплового расширения . Применение ему было найдено и в производстве кабелей.

Медная, или алюминиевая трубка входит в состав сердечника кабеля и служит для его экранирования. Непосредственно в эту конструкцию укладываются другие медные трубки с оптоволокном внутри. В зависимости от конструкции кабеля, трубок может быть несколько и они могут быть переплетены между собой различным образом. Ниже четыре примера организации сердечника кабеля:

Укладка оптоволокна в медные трубки которые заполнены гидрофобным тиксотропным гелем, а металлические элементы конструкции используются для организации дистанционного электропитания промежуточных регенераторов - устройств, осуществляющих восстановление формы оптического импульса, который, распространяясь по волокну, претерпевает искажения.

В разрезе получается что-то похожее на это:

Производство кабеля

Особенностью производства оптических глубоководных кабелей является то, что чаще всего оно располагается вблизи портов, как можно ближе к берегу моря. Одной из основных причин подобного размещения является то, что погонный километр кабеля может достигать массы в несколько тонн, а для сокращения необходимого кол-ва сращиваний в процессе укладки производитель стремиться сделать кабель как можно более длинным. Обычной нынче длинной для такого кабеля считается 4 км, что может вылиться в, примерно, 15 тонн массы. Как можно понять из вышеуказанного, транспортировка такой бухты глубоководного ОК не самая простая логистическая задача для сухопутного транспорта. Обычные для намотки кабелей деревянные барабаны не выдерживают описанной ранее массы и для транспортировки ОК на суше, к примеру, приходится выкладывать всю строительную длину «восьмеркой» на спаренных железнодорожных платформах, чтобы не повредить оптоволокно внутри конструкции.

Укладка кабеля

Казалось бы, имея такой мощный с виду продукт можно грузить его на корабли и сбрасывать в морскую пучину. Реальность же немного иная. Прокладка маршрута кабеля - это длительный и трудоемкий процесс. Маршрут должен быть, само собой, экономически выгодным и безопасным, так как использование различных способов защиты кабеля приводит к увеличению стоимости проекта и увеличивает срок его окупаемости. В случае прокладки кабеля между разными странами, необходимо получить разрешение на использование прибрежных вод той или иной страны, необходимо получить все необходимые разрешения и лицензии на проведение кабелеукладочных работ. После проводится геологическая разведка, оценка сейсмической активности в регионе, вулканизма, вероятность подводных оползней и других природных катаклизмов в регионе, где будут проводится работы и, в последующем, лежать кабель. Так же важную роль играют прогнозы метеорологов, дабы сроки работ не были сорваны. Во время геологической разведки маршрута учитывается широкий спектр параметров: глубина, топология дна, плотность грунта, наличие посторонних объектов, типа валунов, или затонувших кораблей. Так же оценивается возможное отклонение от первоначального маршрута, т.е. возможное удлинение кабеля и увеличение стоимости и продолжительности работ. Только после проведения всех необходимых подготовительных работ кабель можно загружать на корабли и начинать укладку.

Собственно, из гифки процесс укладки становится предельно ясным.

Прокладка оптоволоконного кабеля по морскому/океаническому дну проходит непрерывно из точки А в точку Б. Кабель укладывается в бухты на корабли и транспортируется к месту спуска на дно. Выглядят эти бухты, например, так:

Если Вам кажется, что она маловата, то обратите внимание на это фото:

После выхода корабля в море остается исключительно техническая сторона процесса. Команда укладчиков при помощи специальных машин разматывает кабель с определенной скоростью и, сохраняя необходимое натяжение кабеля за счет движения корабля продвигается по заранее проложенному маршруту.

Выглядит со стороны это так:

При каких-либо проблемах, обрывах, или повреждениях на кабеле предусмотрены специальные якоря, которые позволяют поднять его к поверхности и отремонтировать проблемный участок линии.

И, в итоге, благодаря всему этому мы можем с комфортом и на высокой скорости смотреть в интернете фото и видео с котиками со всего мира.

В комментариях к статье о проекте Google пользователь

Это выглядит сценарием ночного кошмара: террористическая организация или агрессивное государство решает уничтожить глобальный интернет, перерезав подводные волоконно‐оптические кабели, которые соединяют весь мир в единую сеть. Линии, которые проходят по дну океана, отвечают за всю цифровую связь, позволяя нам отправлять сообщение в Facebook другу в Дубае или получать электронное письмо от дальнего родственника в Австралии.

Следующая новость

Должностные лица ВМФ США неоднократно предупреждали о катастрофических последствиях действий России, подводные лодки и корабли которой часто подозревают в наблюдениях за морскими кабелями связи. По мнению американских военных, результат будет «мгновенным и критическим». НАТО даже планирует возродить командный пункт времен «Холодной войны», чтобы хотя бы частично контролировать российскую деятельность в Северной Атлантике.

Насколько велика реальная угроза, попыталось разобраться издание Wired .

По мнению экспертов, перспектива потери глобального интернета из-за повреждения кабелей пугает. Но если бы Россия или кто-то еще смогли их обрезать, последствия, вероятно, были бы менее серьезными, чем картина, которую рисуют военные США. Инфраструктура Сети уязвима, но Россия не представляет для нее наибольшую угрозу. Есть много более сложных проблем, которые начинаются с понимания того, как работает кабельная система.

Размеры беспокойства о том, что кто-то обрежет один или несколько кабелей, искусственно раздуваются. Если бы кто-то знал, как работают эти системы, и если бы он правильно спланировал атаку, то мог бы разрушить всю систему. Но вероятность того, что это произойдет, очень мала. Большинство опасений напрасны

— профессор Нью-Йоркского университета Николь Старосельски

Эксперт, который шесть лет изучал устройство системы интернет-кабелей пояснил, что разрывы не так уж редко происходят. Каждые пару дней один из 428 подводных кабелей повреждается. Почти все ошибки не являются преднамеренными. Они вызваны подводными землетрясениями, подъемами дна, якорями кораблей. Это не означает, что люди неспособны целенаправленно испортить связь. Так, у побережья Вьетнама в 2007 году рыбаки вырезали 27 миль волоконных кабелей, нарушив связь на нескольких месяцев. Но страна не была полностью отрезана от мира, поскольку существовал еще один кабель, поддерживавший интернет.

Обычно вы даже не замечаете, когда кабель неисправен, особенно если живете где-то вроде Соединенных Штатов, потому что ваше сообщение в Instagram или звонок в Google Voice мгновенно перенаправляются. Если вы, например, общаетесь по Skype с другом в Румынии, а рыбацкая лодка или якорь разрывает кабель, ваш разговор просто переходит на другую линию. Многие регионы, такие как Европа, США и Восточная Азия, имеют множество кабелей, идущих по схожему пути. Пути их можно проследить на карте .

Это означает, что Россия, обрезав несколько кабелей в Атлантике, где были обнаружены ее подводные лодки, не очень помешала бы глобальному интернету. Фактически, даже если был бы разорван каждый отдельный кабель в Атлантическом океане, трафик все равно мог быть перенаправлен через Тихий океан.

Это технически невозможно или будет фантастическим результатом, но, скорее всего, не нарушит связь полностью

— директор по исследованиям фирмы TeleGeography, специализирующейся на телекоммуникациях, Алан Мольдин

Даже при гипотетическом сценарии, при котором Россия каким-то образом обрежет каждый кабель, который связывает США со всем миром, интернет не выключится, как электричество. Американцы все равно смогут использовать наземные сети на континенте. Но общение с другими странами прекратится.

Вы все равно сможете отправлять по электронной почте письма внутри США, даже если все подводные кабели исчезли. Но жители Европы не увидят ваше глупое видео кота, которое вы разместили в Facebook

— Мольдин

Поскольку обрывы происходят довольно часто, ремонтные корабли патрулируют почти все мировые океаны. Даже если Россия действительно начала резать кабели, есть суда, предназначенные для их быстрого ремонта. Кроме того, гипотетическая кабельная атака российских субмарин нанесла бы вред своим же гражданам, как заметил другой аналитик Telegeography.

Это могло бы повредить россиянам, возможно, даже больше, чем американцам. Они гораздо более зависимы от международных сетей, чем мы, потому что большая часть нашего контента хранится в стране

— старший аналитик Джонатан Хембо

Это не означает, что подводные кабели не подвержены риску или что им не нужна защита, особенно в районах мира со слабой инфраструктурой интернета, например, в Африке и некоторых частях Юго-Восточной Азии. Когда происходит обрыв, последствия могут быть более серьезными, в том числе полное нарушение Сети.

Повреждение кабеля может быть действительно серьезной проблемой и может повредить возможности подключения в некоторых частях мира, где имеется ограниченный доступ к кабелям

— Мольдин

Например, в 2011 году пожилая женщина перерезала подземный кабель, похищая медную проволоку, и случайно отключила доступ в интернет для всей Армении. Страна провела пять часов в автономном режиме. Последствия были столь серьезными, что пришлось предоставить почти весь доступ этой страны к интернету через Грузию.

Такой одиночный кабель можно рассматривать как место, где интернет-инфраструктура подвергается наибольшему риску. Например, в некоторых районах океанские кабели проходят через узкие участки, которые граничат с несколькими странами. Это такие места как Малаккский пролив и Красное море. В этих районах существует большой риск от таких угроз как корабельные якоря. Они также потенциально подвержены геополитическим спорам, поскольку большее число стран и компаний проявляют интерес к линиям, проходящие через эти воды.

Еще несколько районов также являются местами большого скопления проводов и, следовательно, объектами повышенного риска. Если бы подводные кабели Египта, например, были повреждены, по меньшей мере треть глобального интернета могла бы отключиться. Город Форталеза на севере Бразилии, является подводным кабельным портом, соединяющим Северную и Южную Америку. Если бы связь была нарушена в этом узле, все данные, которые поступают из Бразилии в Соединенные Штаты, будут потеряны.

Иногда глобальному интернету угрожают не якоря и другие беды, а политики. Например, в 2011 году Индонезия требовала, чтобы только суда с индонезийской командой исправляли разрывы в своих водах. Проблема заключалась в том, что таких судов не существовало, что вызывало задержки с проблемами не только для страны, но и для других регионов, которые получали данные через нее.

Единственное, о чем нам не нужно беспокоиться, это акулы. Несмотря на многочисленные сообщения в средствах массовой информации, они и другие рыбы не представляют опасности для подводных кабелей.

До сих пор не произошло не одного случая повреждения кабеля, связанного с акулами и прочими рыбами

— Мольдин

Не было пока и разрывов, связанных с российской агрессией. Похоже, что Путин оставил в покое подводные кабели, по крайней мере, на данный момент. В то же время мы можем работать над защитой от более реальных угроз для интернет-инфраструктуры, отмечает издание.

Недавно военные США и стран НАТО серьезно озаботились маневрами российского гидрографического судна «Янтарь» у побережья Аргентины. Корабль, по их мнению, представляет .

Следующая новость

Правообладатель иллюстрации Getty Image caption США полагают, что российские подводные лодки могут перерезать подводные кабели связи

Российские подводные лодки и надводные корабли-шпионы патрулируют мировой океан в опасной близости к проложенным по морскому дну коммуникационным кабелям, сообщила накануне газета New York Times.

Эксперты из ВМС и спецслужб США высказывают опасения, что в случае возникновения конфликта Россия может нанести удар по интернет-кабелям, обеспечивающим глобальные коммуникации.

Пока, правда, нет никаких признаков того, что кто-то собирается перерезать оптоволокно в океане, но высокопоставленные военные чины США и их союзников выражают тревогу в связи активизацией российских вооруженных сил в разных частях мира.

США держат в секрете как данные о военно-морской активности России, так и сведения о своих наблюдениях за маневрами российских подлодок и надводных кораблей, а также планы действий на тот случай, если кабели будут перерезаны.

Русская служба Би-би-си рассматривает проблему обеспечения безопасности подводных оптоволоконных кабелей в вопросах и ответах.

Подлодки России подбираются к американским кабелям?

Западные эксперты по России давно обращают внимание на такую потенциальную опасность, сказал в интервью Би-би-си Кир Джайлс, научный сотрудник Российской и Евроазиатской программы Королевского института международных отношений в Лондоне (Чатэм-хаус).

Правообладатель иллюстрации Getty Image caption В годы холодной войны США и СССР подключались к подводным кабелям в целях шпионажа

Однако, по его словам, попытка отрезать США от глобальной сети вряд ли осуществима из-за огромного количества соединений внутри страны и за ее пределами

"Я сильно сомневаюсь в том, что кто-то намеревается отрезать США", - сказал Джайлс.

В докладе о российской тактике информационной войны, который вскоре обнародует Чатэм-хаус, упоминается эпизод, относящийся к событиям, связанным с военной активностью России в Крыму в начале 2014 года.

Тогда украинские телекоммуникационные компании сообщали о проблемах с интернет-соединениями и мобильной связью.

"Они (Россия) способны нарушать работу инфраструктуры интернета для получения стратегического контроля в конкретном регионе", - говорит Джайлс.

Отрезать же от интернета такую страну как США - задача трудновыполнимая, если вообще возможная.

Правообладатель иллюстрации Getty Image caption Во время Крымской войны телеграфный кабель англичан соединил Балаклаву с Варной и Лондоном

Чтобы лишить один только Нью-Йорк доступа к интернету, нужно перерезать 10 кабелей, замечает эксперт журнала Wired Эндр Блум. Но при этом сохранится возможность обеспечивать трафик по резервным кабелям.

В годы холодной войны и США и СССР не упускали возможности подключаться к подводным кабелям для сбора разведданных.

Если верить Эдварду Сноудену, эта практика активно применяется и сейчас американским Агентством национальной безопасности и британской службой электронной разведки GCHQ.

Где проложены "провода мирового интернета"?

"Где не слышно ни звука, ни эха, в пустынях придонной тьмы / По равнинам из серой грязи в кожухах протянулись мы", - писал Редьярд Киплинг о телеграфных кабелях в середине XIX века.

Правообладатель иллюстрации TeleGeography Image caption Подводные кабели опутали по дну океанов весь мир, как показано на крате TeleGeography 2015 года

Сегодня оптоволоконные кабели, проложенные по суше и под водой, опутывают Землю, словно паутина, как видно на новой карте подводных кабелей компании TeleGeography.

В 2013 году, как пишет Popular Mechanics, по дну мирового океана тянулись более 200 кабелей. В 2014 их насчитывалось уже 285.

Самые длинные кабели проложены через Атлантический и Тихий океаны. Протяженность тихоокеанского кабеля Southern Cross ("Южный крест") почти 30 тысяч км.

Что угрожает кабелям?

Кабели, хотя и прокладываются на большой глубине, порой в несколько километров, уязвимы для стихийных бедствий и техногенных катастроф, корабельных якорей, тралов рыболовецких судов и зубов акул.

Авария на АЭС "Фукусима" в Японии в марте 2011 года сопровождалась серией подводных оползней. Несколько кабелей были погребены многокилометровой толщей породы, что сделало их недоступными.

Пожар в окрестностях морского порта Александрия в Египте в феврале 2013 года повредил шесть подводных кабелей и нарушил интернет-соединения на восточном побережье Африки и на юге Европы.

В марте 2013 года в Александрии была арестована группа людей, которых обвинили в том, что они перерезали четыре подводных кабеля системы трансконтинентальной связи протяженностью более 20 тысяч километров между Сингапуром и Францией.

Большинство компаний, осуществляющих прокладку подводных кабелей, тянут не одну, а несколько "жил". Зачастую пользователи интернета не замечают обрывов связи: соединение переводят на резервные и параллельные линии.

Как защитить кабель?

"Инженеры постоянно работают над совершенствованием защиты кабелей и поисками оптимальных маршрутов прокладки. Не уверен, что можно сконструировать нечто, обладающее 100% надежностью, но кабели очень надежны, учитывая, в каких сложных условиях они эксплуатируются", - говорит аналитик компании TeleGeography Алан Молдин.

Правообладатель иллюстрации Getty Image caption Ремонт подводного кабеля не менее трудоемкое и дорогостоящее дело, чем его прокладка

Какое-то оборудование для резки кабелей, установленное на подлодке, теоретически можно применить в диверсионных целях, сказал Би-би-си Джереми Хартли, владелец компании ETA, консультирующей подводный кабельный бизнес.

По его словам, чем ближе к берегу подходит такой кабель, тем толще защитная оболочка и глубже залегание. На небольших глубинах кабели уязвимее для подводных лодок и террористов-диверсантов.

На больших глубинах их тоже можно перерезать, но это обойдется дороже, сказал Хартли. Он считает, что опасность для кабелей со стороны военных или террористов относится к угрозам низшего уровня, менее вероятным, чем ущерб от якорей.

По мнению Джайлса, физическое присутствие военных и боевой техники в местах залегания кабелей делает их особенно уязвимыми в случае конфликта.

"Инфраструктура интернета во времена кризисов нуждается в такой же защите, как любые другие стратегические объекты", - отмечает Джайлс.

Ремонт оптоволоконного кабеля – мероприятие столь же трудоемкое и дорогостоящее, как и его прокладка, отмечают специалисты.

Почему нельзя обойтись спутниками?

Оптоволоконные кабели позволяют передавать данные быстрее и дешевле, чем спутники. Те и другие были разработаны в 1960-е годы. Недостатки спутниковой связи заключаются в относительно долгом времени ожидания и потере качества.

Правообладатель иллюстрации Getty Image caption Инфраструктура интернета нуждается в такой же защите, как любые другие стратегические объекты

Передача и прием сигнала с помощью спутника требует больше времени, чем по оптоволоконному кабелю. Уже разработаны кабели, по которым информация передается со скоростью, составляющую 99,7% скорости света.

Единственный континент, лишенный физического оптоволоконного соединения с остальным миром и интернетом, - Антарктида. Антарктические исследовательские станции производят больше данных, чем можно передать через космос.

Стоимость широкополосной передачи данных через спутник значительно выше, чем по оптоволокну, написал специалист по спутниковым коммуникациям Бен Ханнент на сайте вопросов и ответов Quora.

Один спутник обладает такими же возможностями для широкополосной передачи информации, как один оптический канал, используемый ненадлежащим образом.

Сроки службы спутников и оптоволоконных кабелей сопоставимы: спутника - 20 лет, кабелей – 20-25 лет.

Кабель обладает хорошей физической защищенностью. Спутник практически лишен ее.

Принципиально новый, качественный скачок в технике подводных линий связи произошел при появлении оптических кабелей. В первой половине 1980-х годов осуществилась прокладка ОК для регулярной эксплуатации линий длиной от 300 до 10000 км на глубине до 7500 м . Коэффициент затухания кабелей с одномодовыми волокнами на длине волны 1,3 мкм составлял 1 дБ/км, длина регенерационного участка – 35 км.

В 1985 г. был проложен первый глубоководный оптический кабель связи большой емкости между двумя Канарскими островами (ОК первого поколения ).

Эта глубоководная система содержала несколько регенераторов, скорость передачи составляла 280 Мбит/с на 2 ОВ, передача осуществлялась на длине волны 1,3 мкм.

В настоящее время подводные волоконно-оптические кабели имеют протяженность более 300000 км и обеспечивают связь между 90 странами. Запущенная в 1988 г. Трансатлантическая линия ТАТ-8 между США, Францией и Англией, работала также на длине волны 1,3 мкм и обеспечивала емкость 280 Мбит/с на 2 ОВ. До этого момента 65% всех международных каналов между США и Европой обеспечивалось с помощью спутников. В настоящее время более 75% всех каналов обеспечивается с помощью ОК. Через несколько месяцев после введение ТАТ-8 была запущена Транстихоокеанская линия ТРС-3, соединяющая США и Японию.

Второе поколение ОК также использовало регенераторы, но уже работало на длине волны 1,55 мкм и на скорости передачи 560 Мбит/с на 2 ОВ. К этому поколению относятся ТАТ-9 (США – Канада – Англия, Франция – Испания), ТАТ-10 (США – Германия), ТАТ-11 (США – Англия – Франция) и ТРС-4 (США – Канада – Япония). ТАТ-9 обеспечивало электронное мультиплексирование и демультиплексирование в подводной части системы.

Третье поколение ОК (1995 г.) обеспечивало начальный сегмент первой трансокеанской кольцевой системы ТАТ-12, ТАТ-13 и ТРС-5. На пару ОВ обеспечивалась скорость 5 Гбит/с синхронной цифровой иерархии, использовались эрбиевые усилители оптических сигналов и длина волны 1,55 мкм.

Четвертое поколение ОК позволило использовать системы, которые обеспечивают прямое усиление оптических сигналов.

Прогноз роста объемов передачи информации дальней связи отмечает, что пропускная способность и скорость передачи удваивается каждые два года.

Подводные ОК должны обладать повышенной прочностью на разрыв и выдерживать давление воды – до 75 МПа. При конструировании подводных ОК приходится учитывать такие требования, как гибкость, устойчивость к шторму, необходимые при прокладке на дне и извлечении непосредственно со дна и из траншеи, подвеске к бонам при ремонте; простоту и быстроту ремонта. Необходимо учитывать, что стоимость самого ОК составляет значительную часть от стоимости всей системы.

Конструкция кабеля для подводной системы зависит от места их прокладки. Существуют: глубоководные кабели с защитой от значительного гидростатического давления; кабели для прокладки в мелководных местах с защитой от сетей и якорей; кабели для прибрежной прокладки с повышенной механической защитой и кабели для прокладки в земле, траншеях к распределительному пункту для присоединения к наземной сети.

При изготовлении кабеля необходимо добиваться минимума остаточных напряжений в ОВ. В настоящее время в лучших образцах она составляет 0,05% от допустимой. ОВ очень чувствительны к воздействию морской воды . При ремонте линии необходимо удалить куски ОК, в которых обнаружены следы воды. При наличии постоянного гидростатического давления скорость проникновения воды вдоль кабеля постоянна, но может быть уменьшена за счет применения гидрофобного заполнения. Структура заполнителя должна быть такой, чтобы он проникал во все пустоты внутри ОК, не оказывая влияния на ОВ и эффективно герметизируя кабель в продольном направлении.

Другая проблема заключается в появлении внутри кабеля водорода, который отрицательно действует на ОВ. Водород может выделяться вследствие взаимодействия материалов, из которых изготовлен ОК, с морской водой. Недавние исследования показали, что наименьшего влияния водорода на ОВ достигают за счет металлизации поверхности волокна. Начаты исследования триаксиальной конструкции ОВ, которая также повышает его стойкость к воздействию водорода.

Уменьшить влияние гидростатического давления на ОВ можно за счет использования в конструкции кабеля полой трубки, которая может быть выполнена из металла и несет на себе функции токопроводящей жилы. Сечение трубки и ее размеры часто определяет не давление, а требование по передаваемой электрической мощности. Трубку довольно часто выполняют из меди или алюминия.

Кроме этого способа защиту от гидростатического давления можно осуществлять путем применения скрутки стальными проволоками, которые образуют прочную конструкцию. Армирующие стальные элементы должны обеспечить прочность не только при воздействии статических, но и динамических нагрузок. При двухслойном расположении проволок (направление скрутки проволок в слоях противоположное) добиваются нейтрализации крутящих моментов и исключают возможность возникновения петель.

В приведенные конструкции и характеристики подводных ОК для различных условий эксплуатации и глубины водоемов зарубежных фирм и ЗАО «Севкабель-оптик», г. Санкт-Петербург. Следует отметить, что выпуск глубоководных ОК начинает осуществляться на отечественных заводах. Так, специалистами ЗАО «Севкабель-оптик» разработаны оптические кабели для подводной морской прокладки на глубину до 400 м и до 1000 м.

Кабель представляет собой аксиальную конструкцию, в центре которой расположен оптический модуль в виде герметичной трубки, изготовленной из нержавеющей стали со свободно расположенными оптическими волокнами. Поверх модуля располагается повив медных проводников дистанционного электропитания. Далее следуют промежуточная полиэтиленовая оболочка и внешние покровы, состоящие из бронеповива стальных проволок и наружной полиэтиленовой оболочки.

На рисунке 2.15 представлена конструкция подводного ОК для прокладки на глубину до 400 м марки ПОК-400.

Рис. 2.15. Конструкция подводного ОК марки ПОК-400 производства ЗАО «Севкабель-Оптик» с медными жилами для дистанционного питания: 1 – центральная трубка из полимерных композиций со свободно уложенным оптическим волокном или пучками волокон, заполненная гидрофобным компаундом; 2 – медная проволока (токопроводящая жила дистанционного электропитания); 3 – водоблокирующая лента; 4 - медная лента; 5 – промежуточная оболочка из полиэтилена высокой плотности; 6 – круглая стальная оцинкованная проволока; 7 – гидрофобный компаунд; 8 – наружная оболочка из полиэтилена высокой плотности

Основные технические характеристики подводного кабеля марки ПОК-400:

Количество оптических волокон в кабеле
Диаметр кабеля, мм
Масса кабеля, кг/км - в воздухе; - в воде	Не более 972 не более 625
Радиус изгиба, мм	не менее 322
Стойкость к продольному растяжению, кН	не менее 50
Стойкость к раздавливающим усилиям, кН/см	не менее 1,5
Стойкость к радиальному гидростатическому давлению, МПа	не менее 4,0
Температурный диапазон эксплуатации, ° С	от минус 40 до плюс 40
Электрическое сопротивление токонесущего элемента дистанционного питания (совокупности медных проволок), Ом/км	не более 1,0
Максимальная строительная длина кабеля, км - при поставке на барабане; - при отгрузке на судно-кабелеукладчик	8 50

В стадии разработки и испытаний находятся и более мощные подводные оптические кабели.

Уникальное географическое положение ЗАО «Севкабель-оптик» - цех по производству оптических кабелей расположен на берегу залива и имеет собственный глубоководный причал – позволяет существенно модернизировать процесс подготовки подводного кабеля к прокладке. Предприятие, обладая тенксами – емкостями для хранения больших строительных длин подводного кабеля, готово проводить комплексные работы по созданию будущих подводных ВОСП, включая монтаж муфт и оптических усилителей, накладку и тестирование линейного тракта. Причем эти работы возможно проводить в пределах кабельной секции на берегу в заводских условиях с последующей перегрузкой участка линии на борт судна – кабелеукладчика.

Бизнес идеи