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揭秘英国超高速海底光缆:准确位置属机密 (图)
pizza(2009/7/9 16:17:32)  点击:23667  回复:4  
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  光缆沟挖掘机

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  大西洋最新的光缆系统

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  海底光缆的具体位置是秘密


  据英国《每日邮报》报道,一条超高速双层铠装光缆如今隐藏于英国康沃尔郡海滩地面以下6英尺处,如果这条光缆被恐怖分子发现并遭到损坏,那么全英互联网将陷入瘫痪!《每日邮报》记者沃伦·保尔(Warren Pole)日前走进康沃尔郡,向读者揭开了维持现代世界运转的超高速海底光缆的神秘面纱。

  准确位置属于绝对机密

  今年6月中旬,英国政府公布了《数字英国》(Digital Britain)白皮书,为本国数字化通讯传播确定发展方向。而就在康沃尔郡,一条以光速传输信号的双层铠装OALC-4 SPDA光缆正在铺设之中,这个项目名为“北阿波罗”(Apollo North),投资总额达2.5亿英镑。多数人或许认为,互联网数据是由卫星传遍世界各地的。事实上,全球90%的互联网通信量是由庞大的光缆网络承担,它们如蛇一般蜿蜒于数千英里的海底。

  世界上最繁忙的两个互联网枢纽是纽约和伦敦,而将这两座城市连在一起的则是9条光缆。这9条光缆构成了大西洋最新和最先进的海底光缆系统。这套系统的功能强大,即便其他8条光缆同时瘫痪,那一条光缆也完全可以承担伦敦和纽约双向互联网通信量!整个光缆系统蔓延3800英里,一头是纽约,另一头则是康沃尔沙滩,令这个英国海岸的偏远角落成为整个世界最重要、最强大的通信枢纽。

  由于担心遭到恐怖分子破坏,海底光缆的准确位置属于机密。即便记者清楚这方面的信息,但出于显而易见的原因也不便透露。光缆从海滩下面经过,蜿蜒穿过后面的山丘,到达一处毫无特点的山洞,山洞上面是一个像手术室一样干净的控制室。从沙滩几乎不可能到达控制室。唯一的通道是一条蜿蜒曲折的公路,将一个小村庄与另一个连在一起。但是,只要在一条无任何标记的车道拐弯,那么一个农庄和有关光缆系统的线索便会出现在我们眼前。

  首先是路面突然发生变化——如果不清楚半英里以外是什么地方,你或许纳闷为何这样小的一个偏远山村居然有如此高质量的车道。继续开车前行,你会看到一个木门,它与周围的乡村环境是如此的和谐。如果找对位置,你会在附近发现一个安全码盘,只要输入正确的密码,木门就会打开。门后是一栋不起眼的建筑,但却是英国功能最强大互联网连接设施所在地。整个系统的统计数据是惊人的。


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pizza(2009/7/9 16:20:26)  
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  光缆船


  光纤直径只有头发丝粗

  真正的光缆本身其实并不比我们常用的橡胶软管更粗。但里面的8根光纤(每根光纤的直径只有一根头发丝粗)却足以给2000万人带来他们所需要的带宽。一条光缆每秒可以输送3.2太位(Terabit)数据,完成从英国到美国来回7600英里的旅程仅需0.00072秒。以这种令人难以理解的数据传输速度来看,它几乎比英国通讯办公室 (Ofcom)今年测量的英国家庭每秒3.6 Mbps的平均宽带速度快一百万倍。这里每个月的电费高达2.5万英镑也就不足为奇了。

  “阿波罗”双层铠装光缆的速度皆是拜两台超高能激光器所赐,一台在英国的康沃尔海滩,另一台在美国纽约,它们能以光速使信号通过光纤传输。由于目前尚无一种光源足够强大,维持如此远距离的数据传输强度,所以,工程师每隔30英里安装一台中继器用以增强信号。每台中继器的成本为100万英镑,由流经光缆的1万伏电流供电。

  中继器庞大而持续的电力也是一个工程师团队每天二十四小时小心翼翼维护这个光缆站的原因。他们任何一个小的失误都有可能令整条系统的数据传输陷入中断,造成重大经济损失。阿波罗工程师本·伯恩斯(Ben Burns)说:“因为无法确定它是否关闭,你不想向下看光缆的终端。即便它处于启动状态,激光器也不过像是一个仅仅露着微光的小孔,你根本看不到。”

  光缆容量成倍增长

  尽管自19世纪晚期以来,有多条海底光缆连接英国和美国,但在1956年前,这些光缆只能处理摩尔代码。后来,经过升级,它们可以同时处理36个电话的信号。1988年随着第一套光纤系统的引进,英国通信发展出现了飞跃——忽然之间,一条光缆可以同时传输2500个电话信号。上世纪90年代中期,在采用了可增强激光信号的光学放大器以后,一条光缆的容量相当于6000万部电话。

  “阿波罗”光缆可以传输相当于两亿个电话信号的数据。由于一条光缆的数据传输容量在20年里提升了8万倍,可以轻易看到互联网大规模扩展的来源地。阿波罗项目执行董事理查德·埃利奥特(Richard Elliott)说:“技术在不断进步,增强通讯传输的容量看上去是不可阻挡的。在过去15年间,人们总说当通讯发展无法更近一步的时候,会有人提出另一个出色的新想法推动其发展。光缆容量成倍增长,目前尚无减缓下来的迹象。”


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pizza(2009/7/9 16:21:53)  
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  海底光缆分布图


  但是,在一个公众生活日益依赖互联网的世界,在一个我们认为拥有浏览、接入和下载信息等无限能力理所当然的世界,这种米考伯式假想一旦出现错误将会造成怎样的后果?通讯业市场研究机构TeleGeography称,我们将在跨大西洋光缆容量上面临严重短缺。TeleGeography分析师史蒂芬·贝克特(Stephan Beckert)说:“整个大西洋地区的总容量可能达到39 Tbps,其中25%当前正在使用之中。尽管看上去似乎可以满足当前需求,但我们预计到2014年需求将超过39 Tbps。”

  事实上,TeleGeography的另一位分析师艾伦·莫尔丁(Alan Mauldin)指出,跨大西洋光缆运营商和买家都面临着“慢动作危机”。英国政府的目标是宽带速度达到10 Mbps,也就是说几秒钟内可以下载一部完整的电影,但在新形势下,这一目标是否可以在2013年前满足整个英国的需要?

  5年后或出现容量不足

  埃利奥特说:“从技术上讲,这一目标是符合现实的。尽管我赞同TeleGeography的分析,可即便跨大西洋光缆可以达到预期容量,互联网正变得日益全球化,所以,输往美国的数据能量将会下降,因为我们获得的内容将通过其他路线更多来自于欧洲。更大的疑问是哪一方将为其‘埋单’?”

  如果2014年确实出现容量不足的问题,那么必须铺设新的光缆。这些工程的造价将远远超出当前路线所能覆盖的带宽速度。埃利奥特说,光缆运营商已经意识到这个问题:“从现在到2014年,将有那么一段时间买家会意识到传输数据开始变得紧俏——我们处于一块未知的土地上,对未来发生的一切充满了好奇心。”

  一旦互联网资源被榨干,经由更小的枢纽整至家庭和企业,成本也会成为一个大问题。Virgin Media和BT在英国光纤宽带开发方面均处于领先地位,但只有将这些资源分配到具有足够流量的区域,这种付出才能带来金钱的回报。

  但是,英国政府不会筹集资金用于这个不赚钱的“荒地”,因此,《数字英国》白皮书提议政府向每部电话收取每年6英镑的税费用以弥补资金不足。这一提议是否会变成政策还有待观察,尤其是在公众反应最初极为冷淡的情况下。除了资金以外,用以提升整个英国和世界各国宽带速度的技术和容量确实存在。

  全球海事系统有限公司是世界上最大的海底光缆安装维护企业之一。该公司的凯文·康诺尔(Kevin Connor)说:“光缆的传输能力真是太棒了。”去年,在一条长约2.45万英里的重要光缆被船锚挂断以后,印度和亚洲其他国家的数百万用户一时之间使用不到互联网。


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pizza(2009/7/9 16:23:28)  
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  阿波罗光缆内部构造

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  遥控作业船


  维修设备应有尽有

  即便技术属于尖端,但海底光缆始终在遭受损坏,或是被过往渔船,或是被抛错地方的船锚。一旦发生这种情况,数百万用户的网络连接会立即中断,更不用提由此造成的重大经济损失。此时,只能指望一些船只(如1.2万吨重的“海哨”号)发现故障并展开快速修复。“海哨”号(Wave Sentinel)是大西洋四艘处于长时间待命状态的船只之一,它们可以对方圆4000万平方英里的光缆故障进行修复。此类修复的成本一般超过50万英镑。

  “海哨”号舰长理查德·卡恩斯(Richard Kearns)说:“一旦光缆断裂,便将付出惨痛代价。但是与那些光缆带来的经济效益相比,这种损失只是小巫见大巫。”光缆断裂的频率超出很多人的想象。卡恩斯说:“去年我们有11个月漂在海上,进行了大约30次维修。仅在过去短短的四个月,我们就出海维修了9次,所以,今年看起来同样不会安静。”

  《每日邮报》记者到访之时,“海哨”号正停泊在多塞特郡的波特兰港口,由于另外三艘舰艇已经部署到大西洋执行修复任务,它也不可能在此停留太久。卡恩斯说:“这是一项危险的工作。我们离每一个救援地点都很远,如果在我们维修期间发生意外事故,可能会造成人员伤亡。”光缆本身不会对“海哨”号船员构成生命威胁。甲板上堆满了用于快速回收受损光缆的工程和拖运设备,另外,甲板下面的三个大箱子都有开口,每一个可以放下近三吨重的光缆。即便风平浪静之时,在湿乎乎的甲板上作业都是很大的挑战,更何况是遇到惊涛骇浪的鬼天气。

  “海哨”号甲板上令人印象最为深刻的设备是价值450万英镑的遥控潜水器(ROV)。遥控潜水器有小汽车大小,具有推进器、聚光灯、雷达和摄像机等设备,还配备了切削、起重和爆破等工具。一旦到达光缆断裂事故上方,遥控潜水器会降至水下,操作人员通过屏幕对其进行遥控。它们可以在水下4英里处作业,是维持互联网正常运行的尖端技术的典型例证。但是,光缆通常有很多段的深度超出遥控潜水器的能力范围,有些几乎在水下6英里处。为对这些故障进行修理,“海哨”号船员转而使用更为基础的技术——探锚。


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pizza(2009/7/9 16:25:24)  
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  英国海岸边的一个重要海底光缆枢纽


  考验船员的体力和耐心

  “海哨”号工程师乔治·哈姆斯(George Hams)说:“我们会用探锚去抓水面以下数英里的相对小的光缆,你或许认为这种方法难以奏效,可它的确管用。”为避免抛下的探锚无所收获,绞车上会安装先进的传感器,用以监控光缆的拉力。只有在拉力大大增强,显示目标所在位置时,探锚才能满载而归。

  无论是遥控潜水器,还是探锚,一旦发现断裂的光缆,出现故障的一端会被拉升到水面,盘在甲板上工具上,然后,船员开始重新将它们接起来,这是一项劳神费力的工作,需要准确性,压力面前要保持一颗平常心。在巨浪滔天的海上,已经工作几个星期的船只还要去修复故障光缆,此时一切将变得更加艰难。正如哈姆斯所说:“一旦船员准备去修复拉到船上的光缆,他们会花几分钟时间集中精力,让紧张的心情平复下来。这是一项要求高超技艺的精细活。”

  有些光缆可以携带最多192根光纤,每一根还没有头发丝粗,并且都需要以准确顺序重新连在一起,意识到这一点,你便清楚这项工作很快变成对船员体力和耐心的巨大考验。尽管修复在进行之中,但互联网用户几乎注意不到这些线路故障,无非是网页浏览的时间出现微不足道的延迟,因为流量立即通过别的路线与其他光缆建立连接,直至故障得到修复。由于发生在上世纪90年代晚期互联网繁荣时期的铺设光缆狂潮,这种路线的调整成为可能。

  正如我们现在所了解的情况,尽管90年代互联网繁荣时期给我们带来了数字时代,但互联网并没有在一夜之间消灭其他所有商业模式。互联网投资泡沫最终在2001年破裂,大量曾经不可一世的网络企业一夜间从硅谷消失。但是,光缆留了下来,随着互联网泡沫的冲击逐渐散去,一些投资者从破产的电信企业接管了这些资产。正如埃利奥特所说,“互联网泡沫之后,买家乘机与1999年至2002年间过度建造光缆的企业讨价还价,那一时期留下来大量光缆,尤其是在北大西洋。”

  频遭人为天灾破坏

  然而,如果2014年出现容量不足的情况,那么堪称天衣无缝的改道发送的时代将就此结束,这样一来,英国将面临当前许多国家经历的窘境,对数据流量路线没有别的的选择。在这些国家,光缆断裂会带来诸多大麻烦。

  例如,去年一条连接印度、中东和亚洲其他国家的2.45万英里长的地中海海底光缆严重受损,导致上述国家的互联网通讯服务中断,数百万用户受影响。由于不存在其他可供选择的路线,这些国家的互联网流量有一半停止服务,直至故障得到全面修复。

  这个问题本身比互联网的历史还要久远。凯文·康诺尔说:“渔民撞上光缆的事故屡见不鲜。1850年,第一条商业光缆在多佛和加莱之间的水域投入使用,然而它仅仅维持了五分钟。附近渔民后来报告称,他们发现这条令人惊讶的新型海藻竟然有铜芯。”

  不仅只有渔民是海底光缆网络的噩梦。卡恩斯说:“海底是地球上利用程度最低的区域之一。尽管渔业活动和船锚是当前光缆断裂的主要原因,但海底地震和火山也频频威胁着它们的安全。这些事故会造成难度最大的修复活动,因为它们有时会将深海光缆埋于碎石下面数百米处,使得重新找到光缆进行维修几乎成了不可能的事情。”

  无论是迷途的船锚、放错地方的拖网,还是摧毁光缆的海底地震,“海哨”号及其姐妹船仍然清楚它们的使命。哈姆斯骄傲地说:“偶尔,我们为锁定光缆的位置也会走一些弯路,但迄今为止,我们每一次都取得了成功。”

  所以,不管互联网技术取得怎样的进步,家庭互联网接入发展多么迅速,有些事情永远不会改变。光缆断裂的现象不会完全杜绝,卡恩斯和他的船员依旧会前往事故地点,找到事故光缆进行维修,即便英国政府提出的家庭网速达到10 Mbps的目标或许能在康沃尔实现,但可以打赌,它仍旧是英国生活节奏最为缓慢的地方。


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