- Merenalaiset kaapelit kuljettavat noin 95 % kansainvälisestä liikenteestä, ja niitä suositaan satelliittien sijaan niiden kapasiteetin, latenssin ja vakauden vuoksi.
- Useimmat viat johtuvat ankkureista ja troolauksesta; maanjäristykset aiheuttavat pienemmän prosenttiosuuden, ja hailla ei ole juurikaan vaikutusta.
- Korjaukseen kuuluu leikkaus, päätypiikit, kannen liitokset, maahan kaivaminen auralla tai ROV-laitteella ja testaus; se kestää tyypillisesti neljästä viiteentoista päivään, minkä lisäksi kestää aluksen kuljetuksen.
- Korjauskalusto on rajallinen ja sijoitettu strategisesti; reittien redundanssi minimoi käyttäjien vaikutuksen.
Saatamme vastaanottaa kaiken kotona WiFi-yhteyden kautta, mutta planeetta hengittää dataa meren alla piilotettujen valtimoiden ansiosta. Puhumme merenalaisista kaapeleista, jättimäisestä verkosta, jonka kokonaispituus on noin 1,4 miljoonaa kilometriä ulottui valtamerten pohjien yli yhdistääkseen mantereita, datakeskuksia ja lopulta matkapuhelimiamme ja tietokoneitamme.
Kun jokin näistä kaapeleista vaurioituu, on asennettava yhtä tarkka kuin monimutkainenkin merioperaatio. Korjaus ei ole yksinkertainen, vaan siihen kuuluu erikoisalukset, robotit sukellusveneet, teknikot, jotka liittävät optisia kuituja mikroskoopin alla, ja globaali logistiikka, johon kuuluvat luvat, varaosat ja usein useiden päivien purjehdus vikaantumispisteeseen.
Mitä ne ovat ja miksi luotamme edelleen merenalaisiin kaapeleihin
Merenalaiset kaapelit ovat internetin selkäranka: se kiertää niiden kautta ympäri maailmaa. 95 % kansainvälisestä dataliikenteestä, mukaan lukien puhelut, videolähetykset streaming, online-pelaamista ja pilvipalveluita. Toisin kuin satelliitit, ne tarjoavat paljon enemmän kapasiteettia, pienemmän viiveen ja erinomainen signaalin vakauslyömättömien pitkän aikavälin mittakaavaetujen lisäksi.
Kartta on valtava: useita satoja järjestelmiä on laskettu, ja arviot vaihtelevat noin 300 ja jopa 500 reittiäja noin 1,4 miljoonaa kilometriä käytössä olevaa kaapelia. Tiheinys on suurin Pohjois-Atlantilla (Eurooppa–Yhdysvallat) ja Tyynellämerellä (Yhdysvallat–Itä-Aasia), vaikka Uusia yhteyksiä lisätään joka vuosi ja alueelliset toimipisteet.
Tyypillinen kaapeli koostuu optisten kuitujen ytimestä, jonka läpi informaatio kulkee valon muodossa, ja jota suojaavat vettä hylkivät geelit, metalliputket, kuparikerrokset virransyöttöä varten ja teräs- ja polyeteenivahvikkeet jotka suojaavat sitä paineelta, korroosiolta ja hankaukselta. Kestävästä ulkonäöstään huolimatta ydin on erittäin herkkä: sisällä oleva kuitu on hauras ja vaatii täydellinen linjaus.
Todellinen paksuus riippuu poikkileikkauksesta ja suojauksesta. Avomerellä halkaisijat voivat vaihdella välillä 25-50 mm, kun taas on olemassa kaupallisia perheitä, joiden tietyillä alueilla on 17–41 millimetrin variaatioita. Rannikon lähellä, missä on ankkureita ja kalastusta, panssari kasvaa ja siellä on kaapeleita, jotka ylittävät Halkaisija 20 cm, saavuttaen 40–70 kg:n painon metriä kohden vahvimmin vahvistetuissa osissa.
Suunniteltu käyttöikä on noin 25 vuotta, minkä jälkeen järjestelmä yleensä poistetaan tai vaihdetaan. Reittinsä varrella kaapeli on jaettu suuriin osiin ja se voi sisältää optisia toistimia säännöllisin välein; nämä osat määräävät myös miten suunnitella järjestely onko ne tarpeen kunnostaa vai vaihtaa.
Kuinka nämä kaapelit on suunniteltu ja asennettu
Kaikki alkaa kauan ennen ensimmäisen rullan lähettämistä. Operaattorit ja valmistajat tekevät meritieteellisiä, geologisia ja ympäristötutkimuksia kartoittaakseen reittejä, jotka välttävät vuoret, laaksot, kanjonit ja epävakaat pohjatsekä intensiivisen kalastuksen alueet, korallialueet, kalojen lisääntymisalueet tai navigointireitit, joilla on suuri ankkurointiriski.
Teknisten kriteerien lisäksi huomioon tulevat eri maiden luvat ja risteykset muun infrastruktuurin (kaasuputket, öljyputket jne.) kanssa. muut tietoliikenne- tai virtakaapelit) ja rannikkoasemien kiinnityspisteiden määrittely. Tämä tulevaisuuteen suuntautunut suunnittelu minimoi myöhemmät vaaratilanteet, vaikkakaan, kuten tulemme näkemään, se ei poista niitä kokonaan.
Kaapelinlasku suoritetaan kaapelinlaskualuksilla, jotka on varustettu jättimäisillä rummuilla ja paikannusjärjestelmillä. Suunnitellun reitin varrella ne irrottavat kaapelin hallitusti, jotta lepää rauhallisesti merenpohjassaMatalassa vedessä sukellusveneauran avulla kaivetaan oja ja haudataan kaapeli suojaamaan sitä kalastusvälineiltä ja ankkureilta; syvässä vedessä se yleensä asetetaan suoraan pohjaan.
Ala on kehittynyt merkittävästi. Perinteisesti suurten teleoperaattoreiden hallitsemat toimijat toimivat nykyään rinnakkain teknologiajättien kanssa, jotka investoivat omaan infrastruktuuriinsa, kuten Global Marine, SubCom, NEC tai Alcatel Submarine Networks He johtavat valmistusta, asennusta ja korjausta maailmanlaajuisesti.
Miksi ne rikkoutuvat: Yleisiä vihollisia ja varoitusmerkkejä
Haiden huono maine kaapelinpurejina on liioiteltu: niiden vuosikymmenten aikana kertynyt vaikutus ei edes yllä 1 % tapauksistaItse asiassa useimmat viat johtuvat ihmisen toiminnasta: troolien ja ankkurien kiinnijääminen on syynä useimpiin ongelmiin. 65–75 % vahingoista toimialatilastojen mukaan.
Luonnonilmiöitä on vähemmän, mutta ne voivat aiheuttaa vakavia häiriöitä: maanjäristyksiä, sedimentin vyörymiä, purkauksia, tsunameja ja vedenalaiset maanvyörymät Ne toimivat merkittävinä syinä tietyillä alueilla. Korkean seismisen aktiivisuuden alueilla geologisen aktiivisuuden aiheuttamien vikojen osuus voi lähestyä 10 %:a.
Havainnollistavia esimerkkejä on. Tongan saarivaltio eristettiin Hunga Tongan purkauksen jälkeen: kaapeli, joka yhdisti sen Fidžiin, noin 827 kilometriä, katkaistiin, ja korjausaluksen saapuminen kesti noin kymmenen päivää purjehtimista, mikä pidensi työtä useilla viikoilla. Joskus, jopa satelliittituen avulla, tulivuoren tuhka tai huono sää Ne kuluttavat suuresti tuota luonnonvaraa.
Vian havaitseminen alkaa maanpinnasta. Käyttäjät valvovat järjestelmää ja äkillisen jännitteen tai signaalin laskun sattuessa he käynnistävät mittauksia molemmista pääteasemista. Optiset reflektometriatekniikat voivat arvioida vian sijainnin noin kymmeniä metrejä nykyaikaisissa kaapeleissa, mikä nopeuttaa toimenpidettä.
Globaalit luvut vaihtelevat lähteestä riippuen, mutta sektori käsittelee välillä 100 ja 200 tapausta vuodessaJa vaikka se saattaa vaikuttaa häiritsevältä, käyttäjä harvoin huomaa sitä: verkot ovat ylimitoitettuja ja liikenteen ohjaamiseksi on vaihtoehtoisia reittejä vaurioitunut osa korjataan.
Näin sukellusvenekaapeli korjataan askel askeleelta
Vika käynnistää ajastetun toimenpiteen. Ensin liikenne ohjataan uudelleen mahdollisuuksien mukaan, todennäköinen vikaantumiskohta validoidaan ja alus mobilisoidaan. Korjauskalusto sijoitetaan strategisesti niin, että se on yleensä matkan päässä 10 tai 12 päivää purjehdusta pahimmassa tapauksessa, vaikka sää ja luvatkin vaikuttavat aikatauluun.
Matkan aikana miehistö lastaa varaosia, suunnittelee liikkeitä, tarkistaa ylitykset muun infrastruktuurin kanssa ja mukauttaa vakiosuunnitelmaa ympäristöön: syvyyteen, virtauksiin, mahdollisiin muutoksiin. toistimet takaisin, auran tai ROV-laitteen tarve hautaamiseen ja tarkastustehtäviin.
Leikkaus- ja kaappaustoiminnot
Kun vesi on paikoillaan, ensimmäinen toimenpide on yleensä ruoppaaja: laite lasketaan alas ja vedetään pohjaa pitkin katkaise kaapeliKun leikkaus on vahvistettu, ruoppaaja siirretään kiinnittämään toinen päistä, joka nostetaan kannelle laivan omilla nostureilla ja vinsseillä.
Tämä ensimmäinen pää, jota kutsutaan pääksi 1, tarkistetaan laivasta siihen ranta-asemalle, johon se on yhdistetty. Jos lukemat ovat oikein, se käsitellään ja sidotaan... pintapoiju, joka on merkitty GPS:llä myöhempää hakua varten. Tavoitteena on vapauttaa työalue, jotta voidaan keskittyä jäljellä olevaan päähän.
Pää 2, joka on edelleen pohjassa, kiinnitetään sitten toisella liikkeellä käyttämällä koukkuja tai koukkua, joka on eräänlainen pieni ankkuri, jota vedetään, kunnes se tarttuu vaijeriin. Kun se on nostettu alukselle,
Risteykset, uudet osuudet ja testit
Nyt kun toinen pää on luotettava, se on liitetty a:han uusi kaapeliosaLaiva asentaa tämän osan korvaamalla poistetun osan, joka voi ulottua sadoista metreistä useisiin kilometreihin. Se on millimetrin työ, koska jokainen liitos vaatii täydellisen tiivistyksen ja suojauksen.
Kuitujen liittäminen on herkin osa: mikroskoopilla filamentit kohdistetaan valohäviön minimoimiseksi, sulatetaan ja kapseloidaan materiaaleilla, jotka varmistavat täydellinen tiiviysTämä prosessi voi kestää useita tunteja (joskus jopa 16) kuitujen lukumäärästä ja vahvikkeen tyypistä riippuen.
Poijun kohdalla pää 1 nostetaan takaisin, mittaukset rannikkoasemaa kohti tarkistetaan uudelleen ja lopullinen liitos, säätämällä uuden osan pituuden tarkasti. Kun kokoonpano on valmis, se lasketaan varovasti takaisin merenpohjaan.
Hautaaminen, tarkastus ja paluuliikenne
Jos alkuperäinen suunnittelu vaati lisäsuojausta, lopullisen liitoksen asentaminen tapahtuu hautaamalla se vedenalaisella aurauksella tai muulla vastaavalla menetelmällä. ROV (kauko-ohjattava ajoneuvo) joka kaivaa ojan ja peittää kaapelin uudelleen. ROV-laitetta käytetään myös korjauksen jälkeisiin tarkastuksiin, vianpaikannukseen ja kaapelin sieppaustehtäviin suhteellisen matalissa vesissä.
Kun segmentin tila on vahvistettu, asiakasliikenne siirtyy vähitellen takaisin tälle reitille. Alusten kauttakulkua lukuun ottamatta meriliikenne voi kestää 4 15-päiviksitai enemmän, jos meriolosuhteet ovat epäsuotuisat, syvyys on äärimmäinen tai vaurio sijaitsee vaikeasti saavutettavassa paikassa.
Matalissa vesissä käytetään myös sukeltajia ja erityistekniikoita, jopa kuivien työskentelytilojen kanssa, aina kun turvallisuus sen sallii. Syvissä vesissä puuttuminen rajoittuu koukkujen, aurojen ja muiden vastaavien liikkeisiin. kauko-ohjattavat ajoneuvot; kuitujärjestely tehdään aina kannella kontaminaation ja kosteuden hallitsemiseksi.
Signaali, redundanssi ja miksi tuskin huomaamme sitä
Kun kaapeli katkeaa tai sen eristys vaurioituu, merivesi voi häiritä toistimia ja laitteita tukevaa virransyöttöä ja aiheuttaa äkillinen jännitteen muutosOperaattorit havaitsevat sen ja alkavat mitata molemmilta puolilta ongelman rajaamiseksi.
Seuraava vaihe on redundanssin aktivointi. Mannertenväliset ja alueelliset verkot suunnitellaan vaihtoehtoisilla reiteillä ja käytettävissä olevalla kaistanleveydellä liikenteen leviämisen tukemiseksi. Siksi loppukäyttäjä tuskin huomaa redundanssia, lukuun ottamatta esimerkiksi yhden kaapelin sisältäviä saaria. tilapäinen latenssin kasvu tai tilapäistä ruuhkaa erittäin vaativilla palveluilla.
Alan kypsyyden osoituksena on tiettyjen järjestelmien todellinen suorituskyky: valtamerten yli ulottuvia osuuksia on noin 13.000 kilometriä jotka ovat kulkeneet vuosia ilman yhtäkään raportoitua vikaa reittisuunnittelun, riittävien vahvistusten ja kunnossapitomenetelmien ansiosta.
Logistiikka, laivasto ja avaintoimijat
Korjausekosysteemi on aivan yhtä tärkeä kuin valmistus. Maailmanlaajuisesti toimii rajallinen määrä lasku- ja huoltoaluksia, ja kymmeniä yksiköitä on käytössä. kattavuus alueittain puuttua tilanteeseen kohtuullisessa ajassa. Viimeaikaisissa raporteissa mainitaan lähes 60 alusta, jotka osallistuivat näihin tehtäviin.
Erikoistuneet yritykset koordinoivat toimia: aluksen saatavuudesta lupien hankkimiseen lainkäyttöalueille tuleville vesille ja... varaosien lastaus, työalueen meriliikenteen hallintaan. Kaikki tämä yhteydessä kaapelia reaaliajassa valvoviin pääteasemiin.
Myös liiketoiminta on vaihtanut omistajaa. Perinteisten teleoperaattoreiden ohella suuret pilvipalveluntarjoajat ja digitaaliset alustat investoivat omiin järjestelmiinsä ja niillä on osuuksia kymmenissä kaapeli- ja uusia hankkeita parantaa reittejä, viivettä ja joustavuutta.
Kun järjestelmä saavuttaa elinkaarensa pään, se joko poistetaan käytöstä tai sen osia konfiguroidaan uudelleen. Osa materiaalista voidaan ottaa talteen komponenttien uudelleenkäyttöä varten tai kierrätä panssari, samalla kun uusia sukupolvia integroidaan suuremmalla kuitukapasiteetilla ja paremmilla rannikkojen suojeluratkaisuilla.
Uudet riskit ja miten tätä infrastruktuuria suojataan
Tavanomaisten syiden lisäksi on syntymässä kontekstuaalisia riskejä. Geopoliittiset jännitteet ovat nostaneet esiin mahdolliset Tietoliikennekaapeleiden salaperäiset vauriot ja kaapelivakoilussa. Tämän lieventämiseksi tehdään työtä vaihtoehtoiset reitit ja maantieteellinen monimuotoisuus, jotta järjestelmän kaatuminen ei eristä kokonaista aluetta.
Myös valvonta kehittyy: akustisten sensoreiden käyttöönottoa, ROV-laitteiden käyttöä partioinnissa ja analytiikan integrointia poikkeavan toiminnan havaitsemiseksi reittien lähellä tutkitaan. Samanaikaisesti keskustelut ovat käynnissä. oikeussuojakehykset ja kansainvälistä koordinointia tahallisiin välikohtauksiin reagoimiseksi nopeasti.
Luonnonympäristökään ei pysy paikallaan. Deltoilla ja estuaareissa, joissa sedimenttikuormitus kasvaa, kuten Kongossa, on havaittu vedenalaisia maanvyörymiä, jotka voivat vahingoittaa kaapeleita. Nämä tapahtumat opettavat insinöörejä siirtämään reittejä pois tietyistä kohdista ja vahvistamaan... suojaus herkillä alueilla missä rahaston dynamiikka kehittyy.
Kaapeleita käytetään jo myös passiivisina antureina tieteessä ja turvallisuudessa: niiden vuorovaikutus ympäristön kanssa mahdollistaa värähtelyjen havaitsemisen, jotka paljastavat laivojen, valaiden, myrskyjen kulku ja jopa avomerellä tapahtuvia maanjäristyksiä, mikä tarjoaa arvokasta tietoa riskien ymmärtämiseksi.
Todellinen esimerkki: kun kaikki riippuu yhdestä säikeestä
Palatakseni Tongan tapaukseen, purkausta seurannut sähkökatko korosti yhden kansainvälisen yhteyden haavoittuvuutta. Vaikka satelliittivarmuus oli käytettävissä, leijuva tuhka haittasi sen suorituskykyä, ja käytettävissä oleva kapasiteetti oli... erittäin rajoitettu ja kallisKorjausalus purjehti noin 4 700 kilometrin päässä sijaitsevasta satamasta ja saapui perille noin kymmenen päivän kuluessa.
Alueelle päästyään työ koostui kaapelin kalastamisesta pohjakoukuilla, vaurioituneen osan leikkaamisesta, sitoa poiju toiseen päähän, tuo toinen kannelle uuden osan liittämistä varten ja lopuksi nosta poiju viimeisen liitoksen viimeistelemiseksi ja upota kokoonpano varovasti uudelleen.
Sieltä tarvittavat osuudet haudattiin ja ROV-laitteita käytettiin tuloksen tarkastamiseen, ja niiden laskeutumiskapasiteetti oli jopa noin 2.500 kaupunkikeskukset Aluksen miehistön mukaan puhelinyhteydet palautuivat nopeammin kuin datapalvelut, joiden normaaliin käyttötasoon palaaminen kesti kauemmin.
Tämän tyyppinen tapaus on saanut useita maita ja saaristovaltioita laatimaan suunnitelmia redundantteja reittejä ja monipuolistaa kiinnityspisteitä tavoitteena vähentää altistumista luonnonilmiöistä tai ihmisen toiminnasta johtuville pitkittyneille sähkökatkoksille.
Realistiset aikataulut, kustannukset ja odotukset
Kuinka kauan tämä kaikki kestää? Rehellinen vastaus on: se riippuu tilanteesta. Jos olosuhteet ovat suotuisat ja alus on lähellä, merionnettomuuksiin voidaan puuttua alle kahdessa viikossa, vaikka havaitsemisesta normaaliin palautumiseen kuluva kokonaisaika voi joskus olla jopa useita viikkoja tai kuukausia monimutkaisissa vioissa tai kaukana rannikosta sijaitsevissa tilanteissa.
Tekijät, kuten laivojen saatavuus, aika Lupien osalta aikatauluun vaikuttavat etäisyys siirroskohtaan, alueen ilmasto ja tarve kunnostaa tai vaihtaa välielementtejä. Ja kustannuksissa, joissa aluksen käyttöpäivät ovat tekijä, vaihdettavan kaapelin määrä ja liittämiseen ja tarkastukseen käytetyt tekniset työtunnit.
Yleisesti ottaen, kun järjestelmässä on rinnakkaisia vaihtoehtoisia reittejä, operaattori voi uudelleenreitittää liikenteen välittömästi ja loppukäyttäjät tuskin huomaavat sitä. Ilman tätä redundanssia vaikutus on suurempi, mikä korostaa sitä, miksi nykyaikaiset projektit valitsevat useita linkkejä ja asemia maan tai alueen mukaan.
Lyhyellä aikavälillä kaistanleveyden kysyntä kasvaa voimakkaasti. Inteligencia keinotekoinen, video- ja pilvipelaaminen luovat uusia reittejä ja lisäävät kapasiteettia. Satoja tuhansia lisäkilometrejä on ilmoitettu tulevina vuosina, ja niihin liittyy latenssin parannuksia ja verkon yleisen vikasietoisuuden vahvistaminen.
Se, että internet toimii merenalaisen kuidun kautta, ei ole mielikuvitusleikki: se on ainoa mahdollinen tapa yhdistää maailma kohtuullisella laadulla, kapasiteetilla ja kustannuksilla. Kun sähkökatkos on, hyvin öljytty koneisto astuu kuvaan. paikantaa, nostaa, liittää ja tiivistää Kirurgisella tarkkuudella. Reittisuunnittelusta kannella tehtäviin lopullisiin liitoksiin, päätösten ja tekniikoiden ketju mahdollistaa verkon lähes jatkuvan sykkimisen meidän edes huomaamattamme.
Intohimoinen kirjoittaja tavujen maailmasta ja tekniikasta yleensä. Rakastan jakaa tietämykseni kirjoittamalla, ja sen aion tehdä tässä blogissa, näyttää sinulle kaikki mielenkiintoisimmat asiat vempaimista, ohjelmistoista, laitteistoista, teknologisista trendeistä ja muusta. Tavoitteeni on auttaa sinua navigoimaan digitaalisessa maailmassa yksinkertaisella ja viihdyttävällä tavalla.