Adatkábelkötegek az óceánok mélyén – Hogy működnek?

Trump: A NATO a többi tagországnak fontosabb, mint az USA-nak
2024-03-20
Olasz miniszterelnök: nem támogatjuk a közvetlen ukrajnai katonai beavatkozást
2024-03-20
Show all

Adatkábelkötegek az óceánok mélyén – Hogy működnek?

Nemrég borzongás futott végig az internet gerincén, amikor elszakadt egy kábel a Vörös tenger fenekén. Nem közvetlenül a húszi gerillák (kalózok) voltak a bűnösök, akik mostanában igen aktívak a térségben. De ettől még szembenézhetünk azzal a ténnyel, hogy sok tízezerszer több adat szaladgál a világ óceánjainak mélyén, mint a híres-neves nevezetes műholdas kommunikációban.

Hogy a borzongásrészét is lezárjuk a dolognak: a húszik valójában rakétát lőttek ki egy hajóra, amelyről az okozott károk miatt elmenekült a teljes legénység, és hogy a hajó ne sodródjon össze-vissza, előbb leeresztették a horgonyt. Nos, a horgony nem tartott, a hajó vontatta egy ideig, míg el nem süllyedt – a tengerfenék szántása közben akadt meg a horgony az adatkábelben, amelyet el is szakított. Ahogy nyitóképünkön is látszik, a Vörös tenger nemcsak a víz felszínén forgalmas közlekedési útvonal, hanem a mélyén is.

Adatok közel fénysebességgel

Az internet egy katonai találmány, mint az közismert. Az amerikai védelmi technológia intézmény, a DARPA fejlesztette ki, és a tervezés alapkövetelménye volt, hogy a kommunikáció maga ellenálljon a hálózat sérüléseinek.

A mérnökök meg már csak ilyenek: „ha garantáljuk a kommunikáció fennállását, a sebességét nem tudjuk garantálni.” Viccen kívül: a az adatcsomagokkal működő internet protokoll azt garantálja, hogy az adatcsomag megérkezik a célállomásra, de azt nem, hogy mikor.

A gyakorlatban ez a körülmény nem szokott problémát okozni, de az ipari és katonai ún. valós idejű alkalmazásokban foglalkozni kell vele.

A most divatos 5G-hálózat, amely nem az internet protokollját követi, nulla vagy nagyon kicsi késleltetési időket ígér, de nem mindig teszi hozzá, hogy egyelőre csak úgynevezett campus-megvalósításokban, amikor is az egész installáció mérete legfeljebb 100-200 méter. Azt azért idézzük fel a középiskolából, hogy az elektronok közel fénysebességgel haladnak a fémes vezetőben, azaz egy jel mintegy 8-szor szaladja körbe a Földet egy másodperc alatt: így érthető, hogy töredék másodpercek alatt elkezd betöltődni akár egy hawaii weboldal is. Akkor meg pláne érthető, ha tudjuk, hogy a tenger alatti adatkábelek üvegszálasak, és tényleg fény halad bennük. Lézerfény egyébként: egymással szinkronban rezgő fotonok csomagjai. (Nem térünk ki arra, hogy nem elektronok alkotják az elektromos áramot, hanem az elektromágneses mező változásai.)

A megbízhatóságot a redundancia (többszörös ismétlődés) biztosítja

Tudják: a gondos háziasszony nem egy kosárban viszi az összes tojást, hogy ha az egyiket elejti, a másik még megmaradjon. Az internet pedig nem egy útvonalat tart fenn a csomópontok között, hanem sokat, és ha az egyiken nem jut célba az adatcsomag, akkor a másikon mégis.

Nyilván nem az a kihívás, hogy két csomópont között lehetséges háromféle útvonal közül melyik másikat használjuk, ha az egyik megszakad, hanem a való életben mondjuk van 200 millió csomópont, köztük néhány százmilliárd lehetséges útvonal, melyik a legjobb csak most, csak nekem?

Az idevágó keresőkifejezés: „routing algorithms”, és a probléma a matematika egyik legfontosabb, és (érthetően) mostanában legintenzívebben művelt területe.

16 forgalmas kábel van a Vörös tengerben, az Európa-Afrika forgalom mintegy 17 százaléka zajlik rajtuk. (A nyomvonalak jelképesek.)

16 forgalmas kábel van a Vörös tengerben, az Európa-Afrika forgalom mintegy 17 százaléka zajlik rajtuk. (A nyomvonalak jelképesek.)
Forrás: submarinecablemap.com

Kábelek a tenger mélyén

Ezek után teljesen kézenfekvő, hogy a tenger alatti kábelhálózat is meglehetősen redundáns: két pont között nem egy, hanem sok útvonal is lehetséges, tehát teljes kapcsolatkiesés csak kiterjedt, általános sérülés esetén fordul elő, egyébként „csak” belassul a forgalom. Kivétel: amikor két adott pont között csak egyetlen kábel van, ez ritkán lakott szigetek között jellemző, Anglia és az USA között nem. Mondjuk a Maldív szigeteket egyetlen vonal köti össze, de nincs információ arról, hogy egy vonal nem jelenthet több kábelt. A redundancia általános elve miatt valószínűnek tartjuk az utóbbi esetet. (Cikkünk kábeles információinak forrása a https://www.submarinecablemap.com/ webhely.)

Amióta általánossá vált az elektromos kommunikáció, azóta fektetnek kábeleket a tengerek, óceánok mélyére. Manapság a legtöbb kábel üvegszálas, de a technológiát a tenger alatti távírászati majd telefonkábelek fektetése során csiszolták fényesre.

A tenger alatti kábelek legtöbbször egyszerűen fekszenek a tengerfenéken              

A tenger alatti kábelek legtöbbször egyszerűen fekszenek a tengerfenéken                                         Forrás: submarinecablemaps.com

A kábeleket általában nem ássák el, csak a viszonylag sekély, nagy forgalmú helyeken. Ahogy a képen látható, egy, a felszínről vezérelt fektető szerkezet ereszti le a kábelt. A közhiedelemmel ellentétben a kábelhibák túlnyomó részét nem az élővilág vagy az időjárás okozza, hanem az emberi tevékenység: halászat, gondatlan búvárkodás, a Vörös tengeri esethez hasonló horgonyzási malőrök. Nem, a cápák nem harapdálják életvitelszerűen a tenger alatti kábeleket.

A tenger alatti kábelek szerkezete nem egyszerű, több rétegből állnak, és mindegyiknek megvan a maga szerepe. A több réteg acélfonat meglehetősen robusztussá teszi.

Így néznek ki a tenger alatti internetkábelek   

Így néznek ki a tenger alatti internetkábelek                                 Forrás: submarinecablemaps.com

Érthető okokból a kábelek nyomvonala egyrészt nem nyilvános, másrészt jellemzően nem a legmélyebb helyeken halad. Tévedések elkerülése végett egy adatvonal nem csak a kábelekből áll: vannak reléállomások, elágazások, jelerősítők, jelformálók stb. Ritkán ugyan, de előfordul, hogy hozzájuk kell férni, tehát nem célszerű a legmélyebb helyeken vezetni.

Egy-egy kábelszakaszt 25-40 évig használnak, mostanában felszedik és ártalmatlanítják, régebben egyszerűen otthagyták, és mellé fektették az új kábelt. A kábelek felváltásának oka ugyanaz, mint a telefonoknál: a régebbi kábelek már nem bírják a folyamatosan növekvő forgalmat, a növekvő működési frekvenciát stb.

Végezetül a nyitóképen látható jellegzetességre hívjuk fel a figyelmet: Európa és az USA között több kábel húzódik, mint az USA és Távol-Kelet között – de nem sokkal. A következtetések levonását az Olvasóra bízzuk.

Cikk küldése e-mailben

Comments are closed.