上亿人的互联网接入命悬一线

2020-03-26 10:20:48

尽管Wi-Fi和移动数据可能会让人们相信,但互联网不是我们头顶空气中的数据星云,而是在我们脚下燃烧的复杂的电线网。

世界上的在线网络由复杂的水下和地下布线系统提供动力,在一些地区,卫星链路是补充的。

大约380条海底电缆承载了所有越洋数据的99.5%,跨越海底75万英里。 这些光纤线连接支持亚马逊WebServices、Micros of tAzure和GoogleCloud等云庞然大物的海量数据中心。

在2000年代中期迅速增长的时期内,海底电缆的总数急剧增加,接着是一段时间,在这段时间内铺设的新电缆相对较少,但可用容量却慢慢耗尽。 由于连接设备的迅速增长,对带宽的新需求正在推动一波新的电缆举措。

第一条使用光纤的海底电缆是TAT-8,它于1988年启用。 它有两个操作光纤对和一个备份对,并达到每秒280MB的速度。

目前最快的电缆(由微软和Face book共同拥有的MAREA)有八对光纤,在2019年达到了每秒26.2TB的创纪录速度——这几乎是TAT-8的10万倍。

然而,尽管数量和容量呈指数增长,但如果只有一根电缆被损坏或折断,就会使整个国家陷入停电,对家庭用户和企业都有影响。

海底电缆通常穿过深海区域,以尽量减少损坏的可能性。 但深海是一个恶劣的环境,如果需要修理,敷设在极端深度的电缆可能很难进入。

根据电信研究公司Telegography的数据,每年有超过100个电缆中断。 其中许多在大量冗余的发达地区被忽视,但使我们保持在线的基础设施仍然比我们任何人都意识到的要脆弱得多。

在许多发达国家,特别是在西方和亚洲,互联网接入或多或少被视为一种常态——即使是一时的宕机也会遇到愤怒和愤怒。 但这在世界上很多地方都不是这样,那里的连接是断断续续的,不可靠的,甚至是不存在的。

在2018年,西非国家毛里塔尼亚被一艘拖网渔船切断非洲海岸到欧洲电缆(由一家电信公司集团拥有)后,被离线了整整两天。 该区域其他九个国家也遭遇了任性渔夫手中的停电。

在前苏联集团国家格鲁吉亚,一名老年妇女用铁锹从地下电缆上挖走铜作为废料出售,使邻国亚美尼亚失去联系五个小时。 她被当地媒体称为“铁锹黑客”。

去年,也门的数百万人在海底猎鹰电缆被切断后也被从互联网上扔掉,由于该国正在进行的内战,它的修复变得更加复杂。

近年来,有关鲨鱼咬断太平洋电缆并造成间歇性断网的报道也已司空见惯。 各种文章都认为这些生物把电磁波误认为是由鱼群产生的生物电流,尽管一些专家对这种现象表示怀疑。

“这可能是我们在媒体上看到的最大的神话之一。 虽然过去鲨鱼确实咬过几根电缆,但它们并不是一个主要的威胁,”Telegography研究主任艾伦·穆丁(Alan Mauldin)在一篇博客中说。

“世界上大约每三天就有一次电缆故障。 这些往往是来自外部侵略,如捕鱼和锚-电缆被无意损坏[一直],“他告诉技术雷达专业通过电子邮件。

鲨鱼或没有,涉及损坏关键电缆的事件清单继续进行。 它所需要的只是一个错位的锚,使数百万人失去他们宝贵的联系。

似乎令人震惊的是,即使只是暂时的,整个国家也很容易离线。 但并非所有国家都能在电缆受损时享受大量裁员的奢侈。

日本总共有26条海底电缆,英国有54条电缆,美国有91条,但世界上很大一部分只依赖一条电缆进行连接,如果幸运的话,只有两条电缆。

Tech Radar Pro研究了依赖一条或两条电缆的国家数目。 总共有19个国家——约占全球10%——只有一条海底电缆支持。 其中最大的(按人口分列)包括哈萨克斯坦、阿塞拜疆、多哥和塞拉利昂。

如果你只包括两条电缆支持的国家(另有11个国家),那么依赖脆弱连接的总人数上升到近4.5亿人,占全球人口的5.57%。

诚然,这些国家中的一些国家可能会用卫星链路补充海底电缆提供的连接,这可以提供一定程度的支持。

根据Nicole Starosielski,海底网络的作者和纽约大学的副教授,卫星是一种可以接受的备份,但不要与光纤电缆提供的速度和带宽进行比较。

“卫星是一个可行的选择,可以作为当前网络的补充——到达无法到达的区域,并在某些地点提供冗余。 但它们不是有线网络的替代品,“她在电子邮件中解释说。

换句话说,如果一个国家试图同时连接,低带宽卫星将很快被淹没,使它们在没有电缆系统的情况下实际上无用。

可靠的互联网连接曾经被认为是一种奢侈品,但互联网的丢失现在可能对个人企业和整个经济产生严重和广泛的影响。

互联网普及率低、连接断断续续的地区的企业可能已经适应了,更多地依赖离线工作方式。 然而,在完全依赖连接的地区,公司往往没有能力处理停机时间。

总部位于英国的ISP Beaming进行的研究发现,2018年,英国企业因互联网中断而损失了近6000万小时的工作时间。

平均而言,英国公司经历了两次重大故障和每次16小时的停机时间。 Beaming估计,这些中断使英国经济损失了7亿多£生产力和额外加班。

虽然他们不能影响海底电缆世界的运行,但企业可以采取措施来限制停机时间及其造成的损害。

另一家总部设在英国的ISP、KCOM的产品经理KevinKong表示,“缓解停机时间的主要解决方案是尝试和测试的:弹性和多样性。

“服务需要为最坏的情况设计——这意味着通过故障转移服务(例如,故障转移服务)具有适当的弹性。 双以太网电路),这允许您的组织继续运行关键的,如果不是所有的业务系统。

鉴于基础设施设计似乎不太可能很快改变,软件可以在保持企业在线方面发挥越来越大的作用。

“未来可能围绕更智能的网络软件展开,这些软件可以围绕硬件基础设施故障展开工作。 我们正在看到这方面的有趣努力,“Martin Levy,美国网络基础设施和安全公司Cloudflare的杰出工程师说。

但Levy还指出,新技术的引入带来了额外的风险因素。

他表示:“随着更复杂的技术,将有更复杂的系统来管理它。 “这需要成熟的培训和有经验的个人。 世界上还有一些地方,额外部署的技术不等于改进的质量。

为了应对日益增长的产能需求,世界各大科技巨头纷纷自行出资和管理许多海底电缆项目。

谷歌、亚马逊、微软和Face book都持有高调海底电缆网络的股份。 在他们之间,这些公司拥有或租赁一半以上的海底带宽。 仅谷歌就拥有四个有线网络:居里、杜南、埃齐亚诺和少年。

这些公司需要满足迅速加快的客户对带宽的需求,这是由移动设备的采用、物联网设备的扩散、向5G的过渡以及企业产生和交换的数据量所驱动的。

“过去十年中最大的变化是,国际带宽最大的用户已经成为内容提供商,而不是电信运营商,”Mauldin指出。

“我们看到更高容量的电缆进入服务,其中有12至16对光纤。 未来的电缆可能有更多。 最终,上世纪90年代末和2000年代初铺设的一些旧电缆将退役。

为了更好地理解这一点,每个光纤对能够同时携带400万个高清视频。 随着更多的配对,预计未来的电缆将达到远远超过MAREA每秒26.2TB的速度。

随着光纤技术的进步,更多的电缆网络被铺设,旧电缆被大容量模型所取代,能够通过我们海洋的数据量很快就会达到难以想象的水平。

尽管有这种潜力,大型海底电缆项目也面临着各种各样的障碍,包括预算、后勤和密集的官僚机构。 不过,其中最主要的可能是地缘政治冲突,美国和中国之间正在进行的贸易战就是明证。

谷歌和Face book最近申请激活美国、菲律宾和台湾之间的太平洋光缆网络。 这个项目是一个很好的案例研究,说明地缘政治如何阻碍进步。


PL CN拥有12,800公里的电缆和每秒120TB的估计容量,这将使其成为最高容量的跨太平洋路线,为APAC地区带来更低的延迟和更大的带宽。

谷歌和Face book可能是PL CN最受关注的利益相关者,但它的大部分光纤属于一个名为“太平洋光数据通信”的组织。 这家公司于2017年出售给一家总部位于北京的私人宽带提供商——彭博士电信和媒体集团(DrPengTelecom&;MediaGrou p),引发了自那时以来一直困扰该计划的担忧。

彭博士本身不是国有企业,但与华为有着密切的联系,后者被美国政府指控构成重大安全威胁。

谷歌和Face book已请求允许只激活海底电缆网络的自有部分(运行在美国、菲律宾和台湾之间),有效地切断了太平洋光数据通信项目。

当该项目首次公布时,谷歌谈到了为提供足够能力与洛杉矶同时举行8000万次高清视频会议的雄心;最后,地缘政治为这一特殊抱负付出了代价。

鉴于连接到生活和商业的几乎所有方面的重要性,关于海底电缆可能成为恐怖袭击或破坏努力的目标的想法也受到了辩论。

在2018年毛里塔尼亚电力中断后,当时的英国国防参谋长斯图尔特·佩奇(Stuart Petch)谈到了外国干扰深海电缆对连接和贸易构成的“灾难性”威胁。

在同一事件中,保守党议员Rishi Sunak(自被任命为英国财政大臣以来)提到了可能利用连接在拖网渔船上的抓钩来对付英国网络的“致命打击”。

然而,这种感知的威胁似乎被夸大了,与偶然事件和自然磨损造成的更明显的威胁相比,显得相形见绌。

“有线电视系统并非经常攻击的目标。 电缆被锚和网意外地破坏的频率比其他任何东西都高得多。 卡伯一直在断裂,我们从来没有意识到这一点,“尼科尔·斯塔洛西尔斯基说。

“当然,有线电视系统可能是攻击地点,但它没有其他目标所承受的高度视觉冲击。

虽然每年都有新的速度,新的电缆铺设连接全球不同地区,避免了伦敦和旧金山的阻塞点,但世界上的大部分连接仍然取决于偶然事件。

在基础设施有限的国家,提高互联网普及率、速度和可靠性的能力主要取决于大科技——这些公司推动了当今最雄心勃勃的项目。

互联网用户总数正在上升,特别是在非洲国家,但服务可靠性是一个仍然需要解决的问题(许多人强烈地感到)。

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