У цьому тексті ми даємо відповіді на надзвичайно актуальні нині запитання: яку роль відіграють магістральні лінії інтернету, як створюють такі лінії, чи справді легко вивести їх з ладу і чи можна знайти їм заміну?
На технічному рівні роботу інтернету забезпечують сотні тисяч різних операторів, кожен з яких має свої кабелі. Ними оператори з’єднуються один з одним і під’єднують до них своїх клієнтів. Але неможливо, щоб кожен оператор мав прямі кабелі до кожного з решти операторів у світі. Звідси постає потреба у транзитних (магістральних) операторах.
"Прості оператори повинні взаємодіяти одні з одними, щоб пакет з даними користувача потрапив до клієнта того оператора, який на нього чекає. І тут у пригоді стають саме магістральні лінії інтернету — щоб систематизувати та впорядкувати трафік, — розповідає експерт з телекомунікацій Олексій Семеняка. — Вони створені з кабелів, які складаються з оптоволокна (дає змогу передавати дані за допомогою світлової хвилі. — Авт.). Ця технологія зв’язку на сьогодні найбільш ефективна, оскільки так можна передавати максимальний обсяг трафіку на великі відстані, на противагу використанню мідних кабелів чи супутникового зв’язку".
— Як пролягають магістральні лінії інтернету?
— Кабелі можуть пролягати не лише на суші під землею, а й під водою. Наприклад, зв’язок Європи та Південної Америки йде по декількох кабелях на дні Атлантичного океану. Кабелі є й на дні морів, зокрема Чорного, Балтійського, Північного...
— Скільки у світі таких магістральних ліній?
— Є спеціальна мапа, на якій зображено всі підводні кабелі. На 2014 рік їх було близько 200. Нині дослідники Telegeography нарахували 486 кабельних систем. Різниця чимала, але завдяки насамперед морським, а не океанським кабелям. Локальні магістралі дном морів регулярно з’являються, тому що прокладати такі кабелі технічно набагато простіше. Наземних кабелів значно більше — декілька тисяч, проте їх порахувати важче.
— Чи є території, де не пролягають магістральні лінії інтернету?
— Так. Серед основних причин такої ситуації — мала чисельність населення і складний ландшафт. Наприклад, це типова проблема для Альп. Я відвідував там місто, де взимку було лише 11 жителів. Заради такої кількості прокладати кабель не дуже економічно обгрунтовано. Тож там немає нормального інтернету. Як приклад можна навести і Сомалі.
— Це дуже бідний регіон, у якому важко й дуже небезпечно працювати. Через це там немає магістральних ліній інтернету, хоч Африка — це регіон, який тепер дуже стрімко розвивається. Також є регіони на цьому материку, де прокладати кабель дуже складно й тому часто економічно невиправдано через спеку та пустелі. Такі зони трапляються і в Південній Америці. Саме тому Ілон Маск і будує Starlink, бо інші варіанти доступу до інтернету там неможливі.
— А чи пролягають магістральні лінії інтернету в Україні?
— Так, вони є, але не вкрай важливі в світовому масштабі. Був кабель із Криму, але нині він, здається, не працює, і були плани будівництва нових кабелів до Грузії, та вони поки що не реалізувалися. Україна геополітично тепер "кінцевий пункт" сподівання інтернету, тож українські магістральні кабелі мають лише національне, а не міжнародне значення.
Раніше, приблизно десять років тому, більшість трафіка Україна отримувала з рф. Але коли росія почала війну, ми переорієнтувалися на магістральні лінії, що йдуть з Європи. Кількість кабелів через нашу територію потрібно збільшувати задля більшої диференціації (наразі більшість кабелів йде до Києва). Це питання нашої безпеки в майбутньому.
— Яка потужність таких ліній?
— Є кабель, по якому йдуть оптичні волокна та передаються незалежні потоки даних на різних частотах з певною швидкістю. Тепер ліміт для окремої частоти становить 400 Гб у секунду, декілька років тому це було 100 Гб у секунду. Кількість волокон і кількість частот, які використовують, залежить від багатьох параметрів. Коли умови прокладання ідеальні, в кабелі може бути 288 волокон, по кожному використовуватиметься 96 частот передачі даних на швидкості 400 Гб у секунду. Тобто у сумі ми можемо отримати 10,5 Пбіт. Проте така пропускна спроможність наразі не потрібна, тому й волокон використовується менше, і частот. Якщо ж говорити про підводні кабелі, то в них кількість волокон менша, ніж у наземних, через захист. Адже тільки тиск води — це вже дуже серйозний фактор. Сучасні кабелі дном океану можуть пропускати десятки Тбіт на секунду.
— Хто контролює магістральні лінії?
— Власники (окрема компанія або консорціум), які інвестували свої кошти й у майбутньому використовуватимуть цей кабель, та національні і міжнаціональні регулятори.
— Яка кількість світової інформації передається через кабельні магістралі?
— По-перше, інформація, яка надходить від вас до провайдера зв’язку, може піти далі, або іншому клієнтові того самого оператора. Така ж картина буде в наступного оператора в ланцюжку. Тобто ми легко якусь частину трафіка можемо врахувати два, три чи десять разів. Щоб цього не сталося, ми маємо отримувати інформацію про склад усього трафіка від кожного оператора, що, очевидно, неможливо. По-друге, кожен оператор зв’язку — це комерційна компанія, яка купує та продає трафік. Скільки його він має — комерційна таємниця, адже це економічна модель кожного оператора. Тому всі оцінки можуть бути лише суб’єктивними та дуже приблизними. Але оскільки альтернативи передачі даних кабелями поки що не дуже високопродуктивні, можна сміливо стверджувати, що частка трафіка, який передається між операторами тільки кабелями, близька до 99,9%.
— Яка загроза магістралям існує? Адже експерти кажуть, що росіяни мають план деінтернетизації світу за допомогою свого підводного флоту. Які це може мати наслідки?
— Насамперед існують загрози через природні катастрофи, зокрема землетруси, та випадкову діяльність людини. Наприклад, часто пошкоджують кабелі якорі кораблів, деякі технології лову риби та збору морепродуктів. Також справді є можливість, що рф почне руйнувати цілеспрямовано магістральні кабелі. Це росіяни можуть зробити за допомогою спеціальних дистанційно керованих підводних човнів, які здатні розривати, швидше за все, точковими вибухами магістральні кабелі на дні. У разі, якщо будуть зруйновані всі кабелі, інтернет не зможе працювати взагалі в світовому масштабі. Якщо ж руйнування буде часткове, то швидкість інтернету значно впаде, але він продовжить працювати. Деякі програми чи проекти можуть перестати функціонувати, бо в них закладена певна пропускна здатність трафіка, якої не буде. Одне можна сказати точно: це буде надзвичайна подія світового масштабу.
— А чому говорять саме про руйнування росією підводних кабелів, а не наземних?
— Якщо йдеться про кабель на континенті, то значить він пролягає через певну країну. Кожна захищає свою інфраструктуру. А коли це океан, то це нейтральна та неймовірно велика територія, яку захищати дуже важко. Тому, коли росія зробить удар по об’єкті на континенті, то буде очевидно, що це зробила вона. А якщо по кабелі в океані — то зможе сказати, що "то не ми", "нас там нема" чи "а ви доведіть".
— Як охороняють магістральні лінії інтернету?
— Інформація про захист непублічна.
— Чи траплялися аварії на магістральних інтернетлініях?
— Так, безсумнівно. Наприклад, на початку пандемії коронавірусу була аварія трансатлантичного кабелю. Тоді обладнання, яке приєднане до нього, вийшло з ладу через перенавантаження. Також у 2019 році була аварія у королівстві Тонга. Тоді цілий острів залишився без інтернету. Причиною стало судно, яке закинуло якір надто близько до магістралі. При спробі його підняти він зачепився за кабель і розірвав його.
— А чи може супутниковий інтернет стати конкурентом кабельному?
— Глобально, на рівні всього світу, у найближчі 20 років — навряд.
Анастасія КРУПКА
Rosyjskie okręty podwodne mogą uderzyć w kable internetowe w oceanie. "To będzie katastrofa na skalę światową"
W tym tekście udzielamy odpowiedzi na pytania o to, jaką rolę pełnią tzw. szkieletowe sieci internetowe (ang. backbone network), jak one powstają, czy naprawdę łatwo je zepsuć i czy można je czymś zastąpić. Przypomnijmy: jeszcze w styczniu tego roku szef brytyjskich sił zbrojnych admirał Tony Radakin wyraził zaniepokojenie podwodną aktywnością Rosji - ostrzegł także, że każda próba przecięcia przez nią podwodnych kabli telekomunikacyjnych może zostać uznana za akt wojny.
Jak działa szkieletowa sieć? Na poziomie technicznym internet jest dostarczany przez setki tysięcy różnych dostawców, z których każdy ma własne kable - dzięki nim operatorzy łączą się ze sobą. Ale nie jest możliwe, by każdy operator miał bezpośrednie kable do każdego innego operatora na świecie. Z tego właśnie wynika potrzeba dostawców tranzytowych (szkieletowych).
Dostawcy muszą współdziałać ze sobą, aby pakiety z danymi użytkowników docierały do klientów dostawcy, którzy na niego czekają. I tu przydają się szkieletowe sieci internetowe - żeby usystematyzować i uporządkować ten przesył
- mówi ekspert ds. telekomunikacji, Ołeksij Semeniaka. - Kable składają się z włókna światłowodowego, które umożliwia przesyłanie danych za pomocą fal świetlnych. Ta technologia jest obecnie najbardziej efektywna, ponieważ umożliwia maksymalny ruch danych na dużych odległościach, w przeciwieństwie do kabli miedzianych czy komunikacji satelitarnej - dodaje.
- Jak przebiegają szkieletowe sieci? - pytamy.
- Kable można układać nie tylko na lądzie (pod ziemią), ale także pod wodą. Na przykład połączenie między Europą a Ameryką Południową przechodzi przez kilka kabli na dnie Oceanu Atlantyckiego. Kable znajdują się również na dnie mórz, na przykład Czarnego, Bałtyckiego, Północnego... - tłumaczy ekspert.
- Ile jest takich sieci szkieletowych na świecie?
Istnieje specjalna mapa, na której są przedstawione wszystkie kable podwodne. W 2014 roku było ich około 200. Obecnie badacze Telegeography naliczyli 486 systemów kablowych. Różnica jest spora, ale przede wszystkim dzięki kablom morskim, a nie oceanicznym. Lokalne magistrale na dnie mórz pojawiają się regularnie, ponieważ technicznie dużo łatwiej jest położyć takie kable. Kabli nadziemnych jest znacznie więcej - kilka tysięcy, ale trudniej je policzyć
- tłumaczy nasz rozmówca.
- Czy są obszary, przez które wcale nie przebiegają szkieletowe sieci internetowe? - pytamy.
Tak. Wśród głównych przyczyn tej sytuacji jest mała populacja i złożony krajobraz. Tak jest na przykład w przypadku Alp. Odwiedziłem tam miasto, które zimą liczyło tylko 11 mieszkańców. Ze względu na taką liczbę ludzi układanie kabla nie jest zbyt uzasadnione ekonomicznie. Więc tam nie ma normalnego internetu. Jako przykład można podać też Somalię.
To bardzo biedny region, w którym trudno i bardzo niebezpiecznie jest prowadzić prace [techniczne]. Z tego powodu nie ma tam szkieletowych sieci internetu, chociaż Afryka to region, który obecnie bardzo dynamicznie się rozwija. Na tym kontynencie są również regiony, w których ułożenie kabla jest bardzo trudne i dlatego często nieopłacalne ze względu na upał i pustynie. Takie strefy występują również w Ameryce Południowej. Dlatego Elon Musk buduje Starlink, ponieważ inne opcje dostępu do Internetu są tam niemożliwe
- słyszymy.
- Czy szkieletowe sieci internetowe przebiegają przez Ukrainę?
Tak, ale nie są one bardzo ważne w skali globalnej. Był kabel z Krymu, ale teraz wygląda na to, że nie działa. Były też plany budowy nowych kabli do Gruzji, ale nie zostały jeszcze wdrożone
Wcześniej, około dziesięciu lat temu, Ukraina otrzymywała większość ruchu internetowego z Federacji Rosyjskiej. Ale kiedy Rosja rozpoczęła wojnę, przestawiliśmy się na magistrale z Europy. Dla większego zróżnicowania należy zwiększyć liczbę kabli przebiejających przez nasze terytorium (obecnie większość kabli prowadzi do Kijowa). To jest kwestia naszego bezpieczeństwa w przyszłości
- dodaje ekspert.
- Jaka jest pojemność takich sieci?
Jest kabel, który prowadzi włókna światłowodowe i przesyła niezależne strumienie danych na różnych częstotliwościach z określoną prędkością. Teraz limit dla pojedynczej częstotliwości wynosi 400 GB na sekundę, kilka lat temu było to 100 GB na sekundę. Liczba włókien i częstotliwości zależy od wielu parametrów. Przy idealnych warunkach układania kabel może mieć 288 włókien, z których każde będzie wykorzystywać 96 częstotliwości transmisji danych z prędkością 400 Gb na sekundę. Czyli w sumie możemy uzyskać 10,5 Pib. Jednak taka przepustowość nie jest obecnie potrzebna, więc wykorzystuje się mniej włókien i częstotliwości. Jeśli mówimy o kablach podwodnych, to ze względu na ochronę mają one mniej włókien niż naziemne. W końcu tylko ciśnienie wody jest bardzo poważnym czynnikiem. Nowoczesne kable podmorskie mogą przesyłać dziesiątki Tbitów na sekundę
- słyszymy.
- Kto kontroluje sieci szkieletowe?
- Właściciele (pojedyncza firma lub konsorcjum), którzy zainwestowali swoje środki i będą korzystać z tego kabla w przyszłości, oraz krajowe i międzynarodowe organy regulacyjne.
- A jaka część danych ze świata jest przesyłanych przez magistrale kablowe?
- Po pierwsze, informacje, które pochodzą od nas do dostawcy, mogą iść dalej lub do innego klienta tego samego operatora. Następny operator w łańcuchu będzie miał podobną sytuację. To znaczy, że możemy z łatwością policzyć część ruchu danych dwa, trzy lub dziesięć razy. Aby temu zapobiec, musimy otrzymywać informacje o składzie całego ruchu od każdego operatora, co jest oczywiście niemożliwe. Po drugie, każdy dostawca to firma komercyjna, która kupuje i sprzedaje ruch internetowy. Ile on go ma - tajemnicą handlową, bo to model ekonomiczny każdego dostawcy. Dlatego wszystkie oceny mogą być jedynie subiektywne i bardzo przybliżone. Ponieważ alternatywy dla kablowej transmisji danych wciąż nie są zbyt wydajne, można śmiało powiedzieć, że udział ruchu przesyłanego między dostawcami tylko kablami jest bliski 99,9 procent - mówi Ołeksij Semeniaka.
- Jakie są zagrożenia dla magistrali? Eksperci twierdzą, że Rosjanie mogą mieć plan odłączenia od internetu świata za pomocą swojej floty podwodnej. Jakie to może mieć konsekwencje?
- Przede wszystkim istnieją zagrożenia związane z kataklizmami, zwłaszcza trzęsieniami ziemi, oraz przypadkową działalnością człowieka. Na przykład kable często są uszkadzane przez kotwice statków, niektóre technologie rybołówstwa i zbierania owoców morza. Istnieje również realna możliwość, że Federacja Rosyjska zacznie celowo niszczyć kable magistralne. Rosjanie mogą to zrobić za pomocą specjalnych zdalnie sterowanych okrętów podwodnych - najprawdopodobniej punktowymi eksplozjami. Jeśli wszystkie kable zostaną zniszczone, Internet nie będzie mógł w ogóle działać w skali globalnej. Jeśli zniszczenie będzie częściowe, prędkość Internetu znacznie spadnie, ale będzie nadal działać. Niektóre programy lub projekty mogą przestać działać, ponieważ mają określoną przepustowość ruchu, która nie będzie dostępna. Jedno można powiedzieć na pewno: będzie to wydarzenie niespotykane w skali światowej - słyszymy.
- Dlaczego mówi się akurat o zniszczeniu przez Rosję kabli podwodnych, a nie lądowych?
- Jeśli mówimy o kablu na kontynencie, to znaczy, że biegnie on przez określony kraj. Każdy chroni swoją infrastrukturę. Jeśli to jest ocean, mówimy o neutralnym i niewiarygodnie dużym terytorium, które bardzo trudno obronić. Dlatego, gdy Rosja uderzy w obiekt na kontynencie, będzie oczywiste, że to ona to zrobiła. A jeśli uderzy w kable w oceanie, będzie mogła powiedzieć, że "to nie my", "nas tam nie ma" lub "spróbujcie to udowodnić" - podkreśla ekspert.
- Jak chronione są szkieletowe sieci Internetu?
- Informacje o ochronie nie są publiczne.
- A czy zdarzały się już awarie?
- Tak, oczywiście. Na przykład na początku pandemii koronawirusa doszło do awarii kabla transatlantyckiego. Wtedy podłączony do niego sprzęt uległ awarii z powodu przeciążenia. Doszło do awarii również w Królestwie Tonga w 2019 roku. Wtedy cała wyspa została bez internetu. Przyczyną był statek, który zarzucił kotwicę zbyt blisko magistrali. Kiedy próbował go podnieść, złapał kabel i rozerwał go.
- Czy zatem Internet satelitarny może stać się konkurentem dla kablowego?
- W skali całego świata, w ciągu najbliższych 20 lat - raczej nie - kwituje ekspert.
Anastasija KRUPKA
—---------
