Oh, vous y êtes. Ça s'est passé rapidement, non? Un simple clic de souris ou un clic sur l'écran et, si vous avez une connexion au 21ème siècle, vous êtes instantanément sur cette page.
Mais comment ça marche? Avez-vous déjà pensé à la façon dont une image d'un chat se retrouve sur votre ordinateur à Londres à partir d'un serveur dans l'Oregon? Nous ne parlons pas seulement des merveilles de TCP / IP ou des points d'accès Wi-Fi omniprésents, bien que cela soit également important. Non, nous parlons d'une grande infrastructure: d'énormes câbles sous-marins, de vastes centres de données avec tous leurs excès de systèmes électriques et des réseaux géants de type labyrinthe qui connectent directement des milliards de personnes à Internet.
Mais cela est probablement encore plus important: comme nous comptons de plus en plus sur la connexion omniprésente à Internet, le nombre d'appareils connectés augmente, et notre soif de trafic n'a pas de limites. Comment pouvons-nous faire fonctionner Internet? Comment Verizon et Virgin (les plus grands fournisseurs de services Internet aux États-Unis - expliquez pourquoi) parviennent-ils à transférer systématiquement cent millions d'octets de données à votre domicile chaque seconde, 24h / 24, tous les jours?
Eh bien, après avoir lu les sept mille mots suivants, vous en saurez plus.
Débarquements secrets
British Telecom (BT) peut attirer les clients en promettant de réaliser la «fibre optique dans tous les foyers» (FTTH) pour augmenter la vitesse, et Virgin Media a une bonne qualité de service - des vitesses allant jusqu'à 200 Mbps pour les particuliers grâce à un réseau hybride fibre-coaxial (GWC) . Mais, comme son nom l'indique, le World Wide Web est vraiment un réseau mondial. Veiller à ce qu'Internet dépasse le pouvoir d'un fournisseur distinct sur notre île, et d'ailleurs partout dans le monde.
Tout d'abord, nous examinerons à la fois l'un des câbles les plus inhabituels et intéressants à travers lesquels les données sont transmises, et comment elles atteignent les côtes britanniques. Nous ne parlons pas de fils ordinaires entre des centres de données terrestres distants d'une centaine de kilomètres, mais d'une station de contact dans un endroit mystérieux sur la côte ouest de l'Angleterre, où, après un voyage de 6500 kilomètres depuis le New Jersey américain, le câble sous-marin de l'Atlantique Tata se termine.
La communication avec les États-Unis est essentielle pour toute grande entreprise de communication internationale, et le Global Network (TGN) de Tata est le seul réseau de fibre optique à propriétaire unique sur la planète entière. C'est 700 mille kilomètres de câbles sous-marins et terrestres avec plus de 400 nœuds de communication à travers le monde.
Tata, cependant, est prêt à partager. Il n’existe pas uniquement pour que les enfants du réalisateur puissent jouer à Call of Duty sans délai, et un groupe des élus peut regarder le Game of Thrones en ligne sans délai. Chaque seconde, le réseau Tata Tier 1 représente 24% du trafic Internet mondial, vous ne devriez donc pas manquer la chance de connaître TGN-A (Atlantique), TGN-WER (Europe de l'Ouest) et leurs amis du câble.
La station elle-même - un centre de données assez classique en apparence, gris et indéfinissable - peut sembler être un endroit où, par exemple, le chou est cultivé. Mais à l'intérieur, tout est différent: pour se déplacer dans le bâtiment, vous avez besoin de cartes RFID, pour entrer dans les locaux du centre de données, vous devez donner votre empreinte digitale, mais vous avez d'abord besoin d'une tasse de thé et d'une conversation dans la salle de conférence. Ce n'est pas un centre de données familier, et certaines choses doivent être expliquées. En particulier, pour les systèmes de câbles sous-marins, beaucoup d'énergie est nécessaire, fournie par de nombreuses unités de secours.
Câbles sous-marins blindés
Karl Osbourne, vice-président du développement des réseaux internationaux de Tata, s'est joint à nous pour faire part de ses réflexions. Avant Tata, Osborne travaillait sur le navire lui-même, posait le câble et surveillait le processus. Il nous a montré des échantillons de câbles sous-marins, démontrant comment leur conception change avec la profondeur. Plus vous êtes proche de la surface, plus vous avez besoin d'une coque de protection pour résister aux dommages potentiels dus à l'expédition. En eau peu profonde, des tranchées sont creusées là où les câbles sont posés. Cependant, à une profondeur plus profonde, comme dans le bassin de l'Europe occidentale avec une profondeur de près de cinq kilomètres et demi, aucune protection n'est requise - la navigation commerciale ne menace pas les câbles au fond.
A cette profondeur, le diamètre du câble n'est que de 17 mm, c'est comme un feutre dans une gaine isolante épaisse en polyéthylène. Un conducteur en cuivre entoure de nombreux fils d'acier protégeant le noyau de fibre situé dans un tube d'acier d'un diamètre inférieur à trois millimètres dans une gelée thixotrope douce. Les câbles protégés à l'intérieur sont conçus de la même manière, mais sont en outre habillés d'une ou plusieurs couches de fil d'acier galvanisé enroulé autour de l'ensemble du câble.
Sans conducteur en cuivre, il n'y aurait pas de câble sous-marin. La technologie de la fibre optique a une vitesse élevée et peut transmettre une quantité presque illimitée de données, mais la fibre ne peut pas fonctionner sur de longues distances sans un peu d'aide. Pour améliorer la transmission de la lumière sur toute la longueur du câble à fibre optique, des dispositifs répéteurs sont nécessaires - en fait, des amplificateurs de signal. Sur terre, cela se fait facilement au détriment de l'électricité locale, mais au fond de l'océan, les amplificateurs reçoivent du courant continu d'un conducteur de câble en cuivre. Et d'où vient ce courant? Depuis les stations aux deux extrémités du câble.
Bien que les consommateurs ne le sachent pas, le TGN-A est en fait deux câbles qui traversent l'océan de différentes manières. Si l'un est endommagé, l'autre assurera la continuité de la communication. Un TGN-A alternatif entre sur terre à une distance de 110 kilomètres (et trois amplificateurs au sol) du principal et reçoit son énergie de là. L'un de ces câbles transatlantiques compte 148 amplificateurs, et l'autre, plus long - 149.
Les directeurs de stations essaient d'éviter la gloire, je vais donc appeler notre guide des stations John. John explique la conception du système:
«Il y a une tension positive à l'extrémité du câble pour alimenter le câble, et négative dans le New Jersey. Nous essayons de maintenir le courant: la tension peut facilement rencontrer une résistance sur le câble. Une tension d'environ 9 000 volts est répartie entre les deux extrémités. C'est ce qu'on appelle la nutrition bipolaire. Il y a donc environ 4 500 volts à chaque extrémité. Dans des conditions normales, nous pourrions fournir l'intégralité du câble sans l'aide des États-Unis. »Inutile de dire que les amplificateurs sont fabriqués dans l'espoir d'un fonctionnement sans problème pendant 25 ans, car personne n'enverra de plongeurs au fond pour changer de contact. Mais en regardant l'échantillon de câble lui-même, dans lequel il n'y a que huit fibres optiques, il est impossible de ne pas penser qu'avec tous ces efforts, il devrait y avoir quelque chose de plus.
«Tout est limité par la taille des amplificateurs. Huit paires de fibres nécessitent deux fois plus de gros amplificateurs », explique John. Et plus il y a d'amplificateurs, plus il faut d'énergie.
A la station, les huit fils composant le TGN-A forment quatre paires, chacune contenant une fibre de réception et une fibre d'émission. Chaque affichage est peint dans sa propre couleur, de sorte qu'en cas de panne et de besoin de réparation en mer, les techniciens peuvent comprendre comment remettre tout à son état d'origine. De même, les travailleurs à terre peuvent comprendre ce qu'il faut insérer lorsqu'ils sont connectés à un terminal de ligne sous-marine (SLTE).
Réparation de câbles en mer
Après une visite de la station, j'ai parlé avec Peter Jamison, spécialiste du support technique en fibre optique chez Virgin Media, pour en savoir plus sur le fonctionnement des câbles sous-marins.
«Une fois le câble trouvé et livré au navire pour réparation, un nouveau morceau de câble intact est installé. Le dispositif télécommandé revient ensuite vers le bas, trouve l'autre extrémité du câble et établit la connexion. Ensuite, le câble est creusé dans le fond par un maximum d'un mètre et demi avec un jet d'eau à haute pression », dit-il.
«Habituellement, la réparation prend environ dix jours à partir du moment où le navire de réparation a été expédié, dont quatre à cinq jours travaillent directement sur le site de la panne. Heureusement, de tels cas sont rares: au cours des sept dernières années, Virgin Media n'en a affronté que deux. "
QAM, DWDM, QPSK ...
Lorsque des câbles et des amplificateurs sont installés - probablement pendant des décennies - rien de plus ne peut être réglementé dans l'océan. La bande passante, le retard et tout ce qui concerne la qualité des services sont régulés dans les stations.
«Pour comprendre le signal envoyé, une correction d'erreur directe est utilisée et les techniques de modulation ont changé à mesure que la quantité de trafic transmis par le signal augmentait», explique Osborne. «QPSK (incrustation à décalage de phase en quadrature) et BPSK (incrustation à décalage de phase binaire), parfois appelés PRK (incrustation à décalage de phase relatif double), ou 2PSK sont des techniques de modulation à longue portée. Le 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) serait utilisé dans les systèmes de câbles sous-marins plus courts, et maintenant la technologie 8QAM est en cours de développement, intermédiaire entre le 16QAM et le BPSK.
La technologie DWDM (dense wavelength division multiplexing) est utilisée pour combiner différents canaux de données et pour transmettre ces signaux à différentes fréquences - à travers la lumière dans un spectre de couleurs spécifique - via un câble à fibre optique. En fait, il forme de nombreux canaux virtuels à fibre optique. Pour cette raison, le débit de fibre augmente considérablement.
À ce jour, chacune des quatre paires a une bande passante de 10 Tbit / s et peut atteindre 40 Tbit / s dans un câble TGN-A. À cette époque, un chiffre de 8 Tbit / s était le potentiel maximal existant sur ce câble réseau Tata. Au fur et à mesure que de nouveaux utilisateurs commencent à utiliser le système, ils utilisent une capacité de réserve, mais nous ne deviendrons pas plus pauvres: le système a encore 80% du potentiel, et dans les prochaines années, avec l'aide d'un autre nouveau codage ou amplification de multiplexage, ce sera presque certainement possible bande passante.
L'un des principaux problèmes affectant l'utilisation des lignes de communication photoniques est la dispersion dans la fibre optique. C'est ce que les développeurs prennent en compte lors de la création du câble, car certaines sections de la fibre optique ont une dispersion positive et certaines négatives. Et si vous devez effectuer des réparations, vous devez être sûr qu'un câble avec le bon type de dispersion est à portée de main. Sur terre, la compensation électronique de la dispersion est une tâche constamment optimisée pour permettre la transmission des signaux les plus faibles.
«Avant, nous utilisions des bobines en fibre pour compenser la dispersion», explique John, «mais maintenant tout se fait par voie électronique. Tellement beaucoup plus précisément réussir à augmenter le débit. "
Alors maintenant, au lieu de proposer initialement aux utilisateurs une fibre optique de 1, 10 ou 40 gigabits, grâce à des technologies améliorées ces dernières années, il est possible de préparer des «décharges» de 100 gigabits.
Déguisement de câble
Malgré le fait que, grâce à la gaine jaune vif, il est difficile de ne pas les remarquer, à première vue, les câbles sous-marins de l'Atlantique et d'Europe de l'Est dans le bâtiment peuvent facilement être confondus avec n'importe quel élément du système de distribution d'énergie. Ils sont montés sur le mur et n'ont pas besoin d'être bricolés, bien que si une nouvelle pose du câble optique est nécessaire, ils seront directement connectés via une fibre optique sous-marine à partir du blindage. Des autocollants rouges et noirs dépassant du sol à l'endroit du signet indiquent «TGN Atlantic Fibre»; à droite se trouve un câble TGN-WER, équipé d'un autre appareil dans lequel des paires de fibres optiques sont placées séparément les unes des autres dans une boîte de jonction.
À gauche des deux boîtiers se trouvent des câbles d'alimentation enfermés dans des tuyaux métalliques. Les deux plus durables d'entre eux sont conçus pour TGN-A, ces deux plus minces - pour TGN-WER. Ce dernier possède également deux itinéraires de câbles sous-marins, dont l'un se termine dans la ville espagnole de Bilbao et l'autre dans la capitale du Portugal, Lisbonne. Étant donné que la distance entre ces deux pays et le Royaume-Uni est plus courte, beaucoup moins d'énergie est requise dans ce cas, et des câbles plus fins sont donc utilisés.
Parlant de l'agencement du lieu de pose des câbles, Osborne a déclaré:
«Ces câbles qui s'étendent de la plage ont trois parties principales: la fibre optique à travers laquelle le trafic circule, la ligne électrique et la mise à la terre. La fibre à travers laquelle le trafic passe est ce qui est tendu sur cette boîte. La ligne de force bifurque sur un autre segment du territoire de cet objet »Une gouttière jaune pour fibre optique, située au-dessus de la tête, rampe vers les panneaux de distribution, qui effectueront une variété de tâches, y compris le démultiplexage des signaux entrants, de sorte qu'il sera possible de séparer différentes gammes de fréquences. Ils représentent un lieu de "pertes" potentielles, où des canaux individuels peuvent être coupés sans entrer dans le réseau terrestre.
John dit: "Les canaux 100 Gbps arrivent, et vous avez 10 clients Gigabit: 10 par 10. Nous offrons également aux clients 100 Gbps pur."
«Tout dépend des souhaits du client», ajoute Osborne. «S'ils ont besoin d'un seul canal à 100 Gbit / s, qui provient de l'un des tableaux de bord, il peut être fourni directement au consommateur. Si le client a besoin de quelque chose de plus lent, alors oui, vous devrez fournir du trafic à d'autres équipements, où il peut être divisé en parties à une vitesse inférieure. Nous avons des clients qui achètent une ligne dédiée à une vitesse de 100 Gbps, mais ils sont peu nombreux. Un petit fournisseur qui souhaite acheter la possibilité de transfert de notre part est plus susceptible de choisir une ligne 10 Gbps. »
Les câbles sous-marins fournissent de nombreux gigabits de bande passante, qui peuvent être utilisés pour les lignes louées entre les deux bureaux de la société, ce qui permet, par exemple, de passer des appels vocaux. Tout le débit peut être étendu au niveau de service de la dorsale Internet. Et chacune de ces plates-formes est équipée de divers équipements contrôlés séparément.
«La majeure partie de la bande passante obtenue grâce au câble est soit utilisée pour exploiter notre propre Internet, soit vendue comme lignes de transmission à d'autres sociétés Internet de gros telles que BT, Verizon et d'autres opérateurs internationaux qui n'ont pas leurs propres câbles sur le fond marin et donc acheter l'accès au transfert d'informations de notre part. "
Les standards élevés fournissent un méli-mélo de câbles optiques qui partagent des communications de 10 gigabits avec les clients. Si vous souhaitez augmenter le débit, il est presque aussi simple que de commander des modules supplémentaires et de les placer dans des étagères - c'est ce que les gens de l'industrie disent quand ils veulent décrire la façon dont les baies de rack sont organisées.
John pointe le système existant à 560 Gb / s utilisé par le client (basé sur la technologie 40G), qui a récemment été mis à jour avec 1,6 Tbit / s supplémentaires. Une puissance supplémentaire a été obtenue en utilisant deux modules supplémentaires de 800 Gbit / s, qui fonctionnent sur la base de la technologie 100G avec un trafic supérieur à 2,1 Tbit / s. Lorsqu'il parle de la tâche, il semble que la phase la plus longue du processus soit l'attente de nouveaux modules.
Tous les objets d'infrastructure du réseau Tata ont des copies, il y a donc deux salles SLT1 et SLT2. Un système atlantique, appelé en interne S1, est situé à gauche de SLT1, et le câble Europe de l'Est - Portugal est appelé C1, et il est situé à droite. De l'autre côté du bâtiment se trouvent SLT2 et Atlantic S2, qui, avec C2, sont connectés à l'Espagne.
Dans un compartiment séparé à proximité se trouve une salle au sol où, entre autres, ils contrôlent le flux de trafic vers le centre de données de Londres Tata. L'une des paires transatlantiques de fibres vide les données à la place du signet. Il s'agit d'un «couple supplémentaire» qui continue son chemin vers le bureau de Tata à Londres depuis le New Jersey pour minimiser le retard du signal. Soit dit en passant, à son sujet: John a vérifié les données sur le retard du signal passant par deux câbles de l'Atlantique; le chemin le plus court atteint un taux de retard de paquet de données (PGD) de 66,5 ms, tandis que le chemin le plus long atteint 66,9 ms. Vos informations sont donc transférées à une vitesse d'environ 703 759 397,7 km / h. Eh bien, assez vite?
Il décrit les principaux problèmes qui se posent à ce sujet: «Chaque fois que nous passons d'un câble optique à un câble à faible courant, puis à nouveau à un câble optique, le temps de retard augmente. Maintenant, avec l'aide d'optiques de haute qualité et d'amplificateurs plus puissants, la nécessité de reproduire le signal est minimisée. D'autres facteurs incluent une limitation du niveau de puissance qui peut être envoyé via des câbles sous-marins. Traversant l'Atlantique, le signal reste optique jusqu'à la fin. »
Test des câbles sous-marins
D'un côté se trouve la surface sur laquelle se trouve l'équipement de test, et comme, comme on dit, les yeux en sont le meilleur témoin, l'un des techniciens plonge le câble à fibre optique dans l'EXFO FTB-500. Il est équipé du module d'analyse spectrale FTB-5240S. L'appareil EXFO lui-même fonctionne sur la plate-forme Windows XP Pro Embedded et est équipé d'un écran tactile. Il redémarre pour afficher les modules installés. Après cela, vous pouvez sélectionner l'un d'eux et démarrer la procédure de diagnostic disponible.
«Vous détournez simplement 10% de la lumière émise par ce système de câbles», explique le technicien. "Vous créez un point d'accès pour un appareil d'analyse spectrale, vous pouvez donc retourner ces 10% pour analyser le signal."
Nous examinons les autoroutes qui s'étendent jusqu'à Londres, et comme ce tronçon est au milieu d'un processus de déclassement, nous pouvons voir qu'il a une portion inutilisée qui apparaît à l'écran. L'appareil ne peut pas déterminer plus en détail la quantité d'informations ou une fréquence individuelle impliquées; pour le savoir, il faut regarder la fréquence dans la base de données.«Si vous regardez le système sous-marin», ajoute-t-il, «il y a aussi beaucoup de bandes latérales et toutes sortes d'autres choses, afin que vous puissiez voir comment fonctionne l'appareil. Mais en même temps, vous savez qu'il y a une confusion des lectures de l'appareil. Et vous pouvez voir s'il se déplace vers une autre bande de fréquences, ce qui réduit l'efficacité de l'opération.
N'ayant jamais quitté les rangs des poids lourds des systèmes de transmission d'informations, le routeur universel Juniper MX960 constitue le cœur de la téléphonie IP. En fait, comme John le confirme, la société en a deux: «Toutes sortes de choses nous seront apportées de l'étranger, puis nous pourrons lancer les clients STM-1 [Module 1 Synchronous Transport Module], GigE ou 10GigE - cela fera une sorte de multiplexage et fournira des réseaux IP à divers consommateurs. "L'équipement utilisé sur les plates-formes DWDM terrestres occupe beaucoup moins d'espace qu'un système de câbles sous-marins. Il semble que l'équipement ADVA FSP 3000 soit presque le même que le kit Ciena 6500, cependant, puisqu'il est installé à terre, la qualité de l'électronique ne doit pas être d'un niveau élevé. En fait, les étagères utilisées par l'ADVA sont simplement des versions moins chères, car elles fonctionnent à des distances plus courtes. Dans les systèmes de câbles sous-marins, il existe une corrélation: plus vous envoyez d'informations, plus il y a de bruit, donc la dépendance à l'égard des systèmes de photons Ciena installés à l'emplacement du câble pour augmenter ces bruits augmente.L'un des racks de télécommunications contient trois systèmes DWDM distincts. Deux d'entre eux sont connectés au centre de Londres par des câbles séparés (chacun passant par trois amplificateurs), et le dernier mène au centre de traitement de l'information situé dans le Buckinghamshire.Le site de gestion des câbles fournit également le site du West African Cable System (WACS). Il a été construit par un consortium d'une douzaine de sociétés de télécommunications et atteint le Cap lui-même. Les embranchements sous-marins aident à séparer le câble et à l'amener à la surface à divers endroits le long de la côte de l'Atlantique Sud africain.Énergie des cauchemars
Vous ne pouvez pas visiter le lieu de pose des câbles ou le centre de traitement de l'information et ne pas y remarquer la quantité d'énergie nécessaire: non seulement pour les équipements dans les racks de télécommunications, mais aussi pour les refroidisseurs - des systèmes qui empêchent les serveurs et les commutateurs de surchauffer. Et puisque l'emplacement de pose du câble sous-marin a des besoins énergétiques inhabituels en raison de ses répéteurs sous-marins, ses systèmes de secours ne sont pas non plus les plus ordinaires.Si nous allons dans l'un des rechargeables, au lieu de racks avec des batteries de rechange, UPS (alimentation sans coupure - environ nouveau pourquoi) Yuasa - dont le facteur de forme n'est pas particulièrement différent de ce que vous pouvez voir dans la voiture - nous verrons que la pièce ressemble plus à une expérience médicale. Il est chargé d'énormes batteries au plomb dans des réservoirs transparents qui ressemblent à des cerveaux extraterrestres dans les banques. Sans entretien, cet ensemble de batteries 2 V avec une durée de vie de 50 ans donne un total de 1600 A * h, offrant 4 heures d'autonomie garantie.Les chargeurs, qui sont essentiellement des redresseurs, fournissent une tension en circuit ouvert pour maintenir la charge de la batterie (les batteries plomb-acide scellées doivent parfois être rechargées au ralenti, sinon elles perdront des propriétés utiles au fil du temps en raison du processus dit de sulfatation - env. Nouveau pourquoi). Ils transportent également une tension continue pour les étagères dans le bâtiment. À l'intérieur de la pièce se trouvent deux sources d'alimentation situées dans de grandes armoires bleues. L'un alimente le câble Atlantic S1, l'autre - Portugal C1. L'affichage numérique affiche 4100 V à un courant d'environ 600 mA pour l'alimentation Atlantic, le second affiche un peu plus de 1500 V à 650 mA pour l'alimentation C1.John décrit la configuration:« . , 3000 . , n+1 , . , n+3, - , , ».Révélant certains mécanismes de commutation très sophistiqués, John explique le système de contrôle: «Donc, en fait, nous l'activons et le désactivons. S'il y a un problème avec le câble, nous devons travailler avec le navire, qui s'occupe de la réparation. Il y a toute une série de procédures que nous devons suivre pour assurer la sécurité avant que l'équipage du navire ne commence à travailler. De toute évidence, la tension est si élevée qu'elle est fatale, nous devons donc envoyer des messages sur la sécurité énergétique. Nous envoyons une notification indiquant que le câble est mis à la terre et ils répondent. Tout est interconnecté, vous pouvez donc vous assurer que tout est sûr. "L'installation dispose également de deux générateurs diesel de 2 MVA (mégavoltampères - environ nouveau pourquoi). Bien sûr, comme tout est dupliqué, le second est une sauvegarde. Il existe également trois énormes dispositifs de refroidissement, même si, apparemment, ils n'en ont besoin que d'un seul. Une fois par mois, le générateur de rechange est vérifié sans charge, et deux fois par an, l'ensemble du bâtiment démarre à charge. Le bâtiment étant également un centre de traitement et de stockage des données, il est nécessaire pour l'accréditation d'un accord de niveau de service (SLA) et d'une organisation internationale de normalisation (ISO).Au cours d'un mois typique dans l'installation, la facture d'électricité atteint facilement 5 chiffres.
Prochain arrêt: centre de données
Dans le centre de données de Buckinghamshire, les volumes de réserves sont similaires, mais à une échelle différente: deux colocations géantes (la colocation est un service consistant dans le fait que le fournisseur place l'équipement client sur son territoire et assure son fonctionnement et sa maintenance, ce qui économise sur l'organisation du canal communications du fournisseur au client - environ nouveau pourquoi) et des salles d'hébergement gérées (S110 et S120), chacune prenant un kilomètre carré. La fibre optique sombre (fibres de câbles optiques qui ne sont pas utilisées pour le transfert de données, qui servent de réserve - environ New Why) relie le S110 à Londres et le S120 est connecté au point de sortie du câble sur la côte ouest. Il existe deux installations - les systèmes autonomes 6453 et 4755: commutation d'étiquettes multiprotocole (MPLS) et protocole Internet (IP)
Comme son nom l'indique, MPLS utilise des étiquettes et les attribue aux paquets de données. Leur contenu n'a pas besoin d'être étudié. Au lieu de cela, les décisions d'envoyer un paquet sont prises en fonction du contenu des balises. Si vous souhaitez en savoir plus sur le fonctionnement de MPLS, MPLSTutorial.com est un bon point de départ.
De même, le guide TCP / IP de Charles Cosierock est une excellente ressource en ligne pour ceux qui souhaitent en savoir plus sur TCP / IP, ses différents niveaux, l'équivalent, le modèle d'interconnexion de systèmes ouverts (OSI), etc.
En un sens, le réseau MPLS est la perle de Tata Communications. Étant donné que les emballages peuvent être étiquetés avec des étiquettes prioritaires, cette forme de technologie de commutation permet à l'entreprise d'utiliser ce système de transport flexible pour offrir des garanties de service client. L'étiquetage vous permet également d'envoyer des données vers un chemin spécifique, plutôt que vers un chemin attribué dynamiquement, ce qui vous permet de définir des exigences de qualité de service ou même d'éviter des tarifs élevés pour le trafic en provenance de certains territoires.
Encore une fois, basé sur le nom, le multi-protocole vous permet de prendre en charge différentes méthodes de communication. Ainsi, si un client d'entreprise souhaite un VPN (réseau privé virtuel), Internet personnel, des applications cloud ou un certain type de cryptage, ces services sont assez simples à fournir.
Pendant la durée de cette visite, nous appellerons Paul, notre guide du Buckinghamshire, et son collègue du centre des opérations du réseau, George.
«Avec MPLS, nous pouvons fournir n'importe quelle BIA (adresse de sécurité) ou Internet - tout service que le client souhaite. MPLS alimente notre réseau de serveurs dédié, qui est la plus grande zone de service au Royaume-Uni. Nous avons 400 sièges avec un grand nombre d'appareils connectés à un grand réseau, qui est un système autonome unique. Il fournit des services IP, Internet et P2P à nos clients. Puisqu'il a une topologie de grille (400 appareils interconnectés), chaque nouvelle connexion suivra un nouveau chemin vers le cloud MPLS. Nous proposons également des services réseau: en ligne et hors réseau. Des fournisseurs comme Virgin Media et NetApp fournissent leurs services directement aux clients », explique Paul.
Dans la spacieuse salle de données n ° 110, les serveurs Tata et les services cloud dédiés sont situés d'un côté et colocalisés de l'autre. La salle de données n ° 120 est également équipée, certains clients stockent leurs racks dans des cellules et n'autorisent leur accès que par leur propre personnel. En étant ici, ils reçoivent une place, de l'énergie et un certain environnement. Par défaut, tous les racks ont deux sources: A UPS et B UPS. Chacun d'eux passe sur un réseau distinct, traversant le bâtiment par différents itinéraires.
«Notre fibre, qui vient de SLTE et de Londres, s'arrête ici», explique Paul. Montrant le rack avec le kit Ciena 6500, il ajoute: «Vous avez peut-être vu un équipement similaire à la sortie du câble pour atterrir. Cela prend la fibre optique sombre principale entrant dans le bâtiment, puis la distribue sur l'équipement DWDM. Les signaux de fibre noire sont distribués sur différents spectres, puis ils vont à ADVA, après quoi ils sont distribués aux clients. Nous ne permettons pas aux clients de se connecter directement à notre réseau, donc tous les périphériques réseau s'arrêtent ici. De là, nous avons étendu notre connexion.
Changement dans le flux de données
Une journée typique pour Paul et ses collègues travaillant à distance consiste à connecter du matériel à de nouveaux clients et à des tâches telles que le déchargement de disques durs et de disques SSD. Cela n'implique pas un dépannage particulièrement approfondi. Par exemple, si un client a perdu le contact avec l'un de ses appareils, son équipe, située ici pour le support, vérifie si la connexion fonctionne au niveau physique et, si nécessaire, change la carte réseau et tout ça, pour s'assurer que l'accès à appareil ou plate-forme restauré.
Ces dernières années, il a remarqué quelques changements. Les racks avec serveurs 1U ou 2U ont commencé à être remplacés par des unités 8U ou 9U, qui prennent en charge de nombreuses cartes différentes, y compris des serveurs ultra-compacts. En conséquence, les demandes d'installation de réseaux de serveurs individuels sont devenues beaucoup plus petites. D'autres changements sont survenus au cours des 4 ou 5 dernières années.
«À Tata, la plupart des équipements sont représentés par HP ou Dell, nous utilisons désormais leurs appareils pour des serveurs dédiés et des protocoles cloud. Avant, nous utilisions Sun, mais maintenant c'est très rare. Nous avons utilisé NetApp comme standard pour le stockage et les sauvegardes, mais maintenant, comme je le vois, EMC est également apparu, et récemment j'ai remarqué beaucoup de périphériques de stockage Hitachi. De plus, de nombreux clients choisissent des systèmes de sauvegarde dédiés plutôt que gérés ou partagés. »
Centres de gestion du centre de contrôle réseau
La disposition dans la partie de la salle réservée au centre de contrôle central (centre de contrôle du réseau) ressemble beaucoup à un bureau ordinaire, bien qu'un grand écran et une caméra à travers lesquels le bureau britannique et le centre de contrôle central de Chennai en Inde puissent communiquer peuvent surprendre. Cependant, ils servent de moyen de tester le réseau: si l'écran se vide, dans les deux bureaux, ils se rendent compte qu'il y a une sorte de problème. Ici, en fait, le service d'assistance de premier niveau fonctionne. Le réseau est contrôlé depuis New York et l'hébergement est surveillé à Chennai. Par conséquent, si quelque chose de grave se produit vraiment, dans ces endroits éloignés les uns des autres, ils seront les premiers informés.
George décrit la structure organisationnelle du centre: «Puisque nous sommes un centre de gestion de réseau, les personnes qui ont des problèmes nous appellent. Nous soutenons 50 consommateurs prioritaires (tous ceux qui paient le plus pour les services) et chaque fois qu'ils rencontrent un problème, c'est vraiment une priorité. Notre réseau fournit une infrastructure partagée et un problème grave peut toucher de nombreux consommateurs. Dans ce cas, il est nécessaire que nous ayons la possibilité de les informer en temps opportun. Nous avons un accord avec certains consommateurs, selon lequel nous leur fournissons les dernières informations toutes les heures et certaines toutes les 30 minutes. En cas d'urgence sur la ligne, nous les tenons constamment informés pendant que nous résolvons le problème. 24 heures sur 24. "
Comment fonctionne le fournisseur d'infrastructure?
Puisqu'il s'agit d'un système de câblodistribution international, les fournisseurs de communications du monde entier sont confrontés aux mêmes problèmes: en particulier, les dommages aux câbles terrestres, qui surviennent le plus souvent sur les chantiers de construction dans des zones sous contrôle moins minutieux. Ceci et, bien sûr, des ancres perdues au fond de la mer. De plus, il ne faut pas oublier les attaques DDoS, pendant lesquelles les systèmes sont attaqués, et toute la bande passante disponible est remplie de trafic. Bien sûr, l'équipe est bien équipée pour contrer ces menaces.
«L'équipement est configuré pour suivre les modèles de trafic habituels qui sont attendus à une période particulière de la journée. Ils peuvent régulièrement vérifier le trafic à 16 heures jeudi dernier et maintenant. Si quelque chose d'inhabituel se produit pendant l'inspection, l'équipement peut éliminer proactivement l'intrusion et rediriger le trafic à l'aide d'un autre pare-feu, ce qui peut éliminer toute intrusion. C'est ce qu'on appelle l'atténuation DDoS productive. Son autre forme est la réponse. Dans ce cas, le consommateur peut nous dire: «Oh, j'ai une menace dans le système ce jour-là. Vous feriez mieux d'être à l'affût. "Même dans une telle situation, nous pouvons filtrer en tant que mesure proactive. Il y a aussi une activité juridique qui nous sera notifiée, par exemple, Glastonbury (festival de musique qui se tient au Royaume-Uni - environ New Why), donc quand les billets sont en vente, le niveau d'activité accru n'est pas bloqué. »
Les retards système doivent également être surveillés de manière proactive par des clients comme Citrix, qui traitent des services de virtualisation et des applications cloud sensibles aux latences réseau importantes. Un client comme la Formule 1 apprécie également le besoin de vitesse. Tata Communications gère l'infrastructure du réseau de course pour toutes les équipes et divers diffuseurs.
«Nous sommes responsables de l'ensemble de l'écosystème de la Formule 1, y compris les ingénieurs de course sur leur site et également une partie de l'équipe. Nous créons un point d'entrée sur chaque site de la course - installez-le, tendez tous les câbles et fournissez à tous les utilisateurs. Nous avons mis différents points d'accès Wi-Fi pour la zone des clients et d'autres endroits. L'ingénieur qui s'y trouve fait tout le travail, et il peut démontrer que le jour de la course toutes les communications sont opérationnelles. Nous le surveillons à l'aide du programme PRTG (Paessler Router Traffic Grapher - un programme conçu pour surveiller l'utilisation du réseau - environ Nouveau pourquoi), afin que nous puissions vérifier l'état des principaux indicateurs de performance. Nous fournissons une assistance à partir d'ici, 24h / 24 et 7j / 7.
Un tel client actif, qui organise régulièrement des événements tout au long de l'année, signifie que l'équipe de gestion des installations doit fixer des dates pour tester les systèmes de sauvegarde. Si nous parlons de la semaine de la course de F1, alors du mardi au lundi de la semaine prochaine, ces gars-là devront garder les mains sur eux-mêmes et ne pas commencer à tester les lignes dans le centre de traitement de l'information. Même pendant ma tournée, qui a été menée par Paul, il a été prudent et, pointant vers l'unité d'équipement pour la F1, n'a pas ouvert le bouclier pour que je puisse l'examiner plus en détail.
Et au fait, si vous êtes curieux de savoir comment fonctionnent les systèmes de sauvegarde, ils ont 360 batteries pour chaque onduleur et 8 alimentations sans coupure. Au total, cela donne plus de 2800 batteries, et comme chacune d'entre elles pèse 32 kg, leur poids total est d'environ 96 tonnes. La durée de vie de la batterie est de 10 ans et chacun d'eux est contrôlé individuellement par la température, l'humidité, la résistance et d'autres indicateurs, vérifiés 24h / 24. Une fois complètement chargés, ils pourront soutenir le travail du centre de traitement des données pendant environ 8 minutes, ce qui laissera beaucoup de temps aux générateurs pour démarrer. Le jour de ma visite, la charge était telle que les batteries, si elles étaient allumées, seraient en mesure d'assurer le fonctionnement de tous les systèmes du centre pendant quelques heures.
Il y a 6 générateurs installés dans le centre - trois pour chaque salle du centre de données. Chaque générateur peut accepter la pleine charge du centre - 1,6 MVA. Chacun d'eux produit 1280 kilowatts d'énergie. En général, 6 MVA y pénètrent - cette quantité d'énergie serait probablement suffisante pour fournir de l'énergie à la moitié de la ville. Au centre, il y a également un septième générateur, qui couvre le besoin d'énergie nécessaire à l'entretien du bâtiment. Il y a environ 8000 litres de carburant dans la pièce - assez pour survivre parfaitement à une journée dans des conditions de pleine charge de travail. Avec la combustion complète de carburant par heure, 220 litres de diesel sont consommés, ce qui, s'il s'agissait d'une machine se déplaçant à une vitesse de 96 km / h, pourrait porter un modeste chiffre de 235 litres aux 100 km à un nouveau niveau - les chiffres qui font ressembler Humvee comme une Prius.
Dernier kilomètre
La dernière étape - les derniers kilomètres de la passerelle de réseau ou du centre de contrôle du réseau à votre domicile - n'est pas si impressionnante, même si vous jetez un coup d'œil aux dernières branches de l'infrastructure du réseau.
Cependant, il y a eu des changements. En installant de nouvelles armoires de télécommunications à côté d'anciennes armoires vertes, Virgin Media et Openreach organisent des lignes DOCSIS et VDSL2, augmentant ainsi le nombre de foyers et d'entreprises connectés au réseau.
Vdsl2
À l'intérieur des nouvelles armoires Openreach pour les lignes VDSL2 se trouve le multiplexeur DSLAM (multiplexeur d'accès à la ligne d'abonné à accès numérique BT). A l'époque des technologies ADSL et ADSL2, des multiplexeurs DSLAM ont été installés à proximité des commutateurs locaux, mais l'utilisation d'armoires de rue permet d'amplifier le signal du câble optique allant au commutateur pour augmenter la vitesse d'accès haut débit pour le consommateur final.
Les armoires DSLAM sont alimentées séparément et sont connectées en connectant des paires à des armoires de rue existantes, un tel ensemble est une armoire de télécommunications nodale. La paire de cuivre reste intacte pour l'utilisateur final, tandis que le VDSL2 permet un accès à large bande grâce à l'utilisation d'armoires d'extérieur conventionnelles.
Il s'agit d'une mise à niveau qui ne peut pas être réalisée sans la présence de techniciens, et le panneau NTE5 (équipement terminal réseau) à l'intérieur de la maison doit également être modifié. Mais encore, c'est un pas en avant, qui permet aux fournisseurs d'augmenter la vitesse de 38 Mbit / s à 78 Mbit / s dans des millions de foyers, en contournant la quantité de travail requise pour la pose du FTTH.
Docsis
Il s'agit d'une technologie complètement différente du réseau hybride optique-coaxial Virgin Media, qui permet au consommateur domestique de fournir des vitesses allant jusqu'à 200 Mbit / s et jusqu'à 300 Mbit / s pour les entreprises. Malgré le fait que les technologies permettant d'assurer une telle vitesse soient basées sur DOCSIS 3 (standard pour la transmission de données sur câble coaxial), et non sur VDSL2, il existe quelques parallèles. Virgin Media utilise des lignes à fibres optiques pour les armoires extérieures, puis utilise un câble coaxial en cuivre pour le haut débit et la télévision (le câble à paire torsadée est toujours utilisé pour la téléphonie).
Il convient de noter que DOCSIS 3.0 est la variante la plus répandue du dernier kilomètre aux États-Unis, 55 millions des 90 millions de lignes d'accès haut débit fixes utilisant un câble coaxial. En deuxième place se trouve l'ADSL - 20 millions, suivi du FTTP - 10 millions. La technologie VDSL2 n'est presque jamais utilisée aux États-Unis, mais se trouve parfois dans certaines zones urbaines.
DOCSIS 3 a encore une marge de vitesse, ce qui permettra aux câblo-opérateurs d'augmenter la vitesse à 400, 500 ou 600 Mbps si nécessaire - et après cela DOCSIS 3.1 apparaîtra, ce qui attend déjà dans les coulisses.
Lors de l'utilisation de la norme DOCSIS 3.1, la vitesse entrante dépasse 10 Gbit / s et la vitesse sortante atteint 1 Gbit / s. De telles capacités peuvent être obtenues grâce à la méthode de modulation d'amplitude en quadrature - elle est également utilisée à de courtes distances dans les câbles sous-marins. Cependant, à terre, des QAM d'ordre supérieur ont été obtenus - 4096KAM selon le schéma de multiplexage OFDM (Digital Orthogonal Frequency Division Multiplexing), où, comme en DWDM, le signal est divisé en plusieurs sous-porteuses transmises à différentes fréquences dans un spectre limité. La méthode ODFM est également utilisée en ADSL / VDSL et G.fast.
100 derniers mètres
Bien que FTTC et DOCSIS aient dominé le marché britannique de l'accès Internet filaire au cours des dernières années, ce sera une grande omission de ne pas mentionner l'autre côté du problème du dernier kilomètre (ou des 100 derniers mètres): les appareils mobiles et sans fil.
De nouvelles opportunités de gestion et de déploiement de réseaux mobiles sont attendues prochainement, mais pour l'instant, jetons un œil au Wi-Fi, qui est essentiellement une extension pour FTTC et DOCSIS. Exemple: couverture récemment introduite et presque complète des zones urbaines avec des points d'accès Wi-Fi.
Au début, il ne s'agissait que de quelques cafés et bars audacieux, mais ensuite BT a transformé les routeurs abonnés en points d'accès ouverts, en les appelant «BT Fon». Maintenant, il s'est transformé en un jeu de grandes sociétés d'infrastructure - un réseau Wi-Fi dans le métro de Londres ou un projet intéressant de Virgin Smart Pavement à Chesham, dans le Buckinghamshire.
Pour ce projet, Virgin Media a simplement placé les points d'accès sous les couvercles des regards d'égout, qui sont faits d'un composite radio-transparent spécial. Virgin utilise de nombreuses lignes et nœuds dans toute la Grande-Bretagne, alors pourquoi ne pas ajouter des points d'accès Wi-Fi pour partager l'accès avec les gens?
Dans une conversation avec Simon Clement, technologue principal chez Virgin Media, il semble qu'au début, l'introduction de trottoirs intelligents semblait une tâche plus difficile qu'elle ne l'a réellement été.
"Nous avions l'habitude d'avoir des difficultés à interagir avec les autorités locales, mais cette fois, cela ne s'est pas produit", explique Clement. "Le conseil municipal de Chesham a activement collaboré avec nous sur ce projet, et l'impression générale était que les fonctionnaires étaient ouverts à la communication. services pour la population et comprendre quel travail doit être fait pour mettre en œuvre ces services »
La plupart des difficultés surviennent seules ou sont liées à la réglementation.
«La tâche principale est de sortir des sentiers battus. , , , , . , Wi-Fi»
« . , , . , . , , . EIRP ( ) . , ».
Le prochain à l'horizon pour le réseau Openreach POTS est G.fast, qui peut être décrit comme la configuration FTTdp (fibre optique au point de distribution). Encore une fois, il s'agit d'un adaptateur de fibre optique à câble en cuivre, mais le DSLAM sera placé encore plus près de l'utilisateur final, au-dessus des poteaux télégraphiques et sous terre, et les dizaines de mètres de câble habituels auront le câble en cuivre à paire torsadée habituel.
L'idée est de positionner la fibre le plus près possible du client tout en minimisant la longueur du câble en cuivre, ce qui permet théoriquement d'atteindre des vitesses de connexion de 500 à 800 Mbps. G.fast fonctionne avec une plage de fréquences beaucoup plus large que VDSL2, donc la longueur du câble a un effet plus fort sur les performances du réseau. Cependant, certains doutent que dans cette situation, BT Openreach optimise la vitesse, car, en raison du coût élevé, pour fournir de tels services, ils devront retourner dans l'armoire de télécommunication de jonction et sacrifier la vitesse: elle tombera à 300 Mbps.Il y a encore du FTTH. Openreach a initialement reporté le FTTH - ils ont développé le meilleur mode de transmission (lire: bon marché), mais ont récemment annoncé leur «ambition» de commencer la mise en œuvre généralisée du FTTH. Les technologies FTTC ou FTTdp sont plus susceptibles de devenir une solution à court terme et intermédiaire pour de nombreux utilisateurs qui utilisent les services des câblo-opérateurs, qui à leur tour sont des clients en gros d'Openreach.D'un autre côté, il n'y a aucune raison de croire que Virgin Media va s'appuyer sur des lauriers coaxiaux: alors que son géant des télécommunications rival réfléchit à ses mouvements, Virgin a toujours fourni des services FTTH à 250000 utilisateurs et vise à atteindre 500000 cette année. Le projet Lightning, par lequel plus de quatre millions de foyers et de bureaux se connecteront au réseau Virgin au cours des prochaines années, comprend un million de nouvelles connexions FTTH.Dans la situation actuelle, Virgin utilise la technologie RFOG (radiofréquence sur fibre de verre) et cela permet d'utiliser des routeurs coaxiaux standard et TiVo, mais une influence significative dans le domaine du FTTH au Royaume-Uni donne à l'entreprise plusieurs options supplémentaires à l'avenir, lorsque la demande d'accès des utilisateurs à large bande augmentera.
Les dernières années ont également été favorables aux petits acteurs indépendants comme Hyperoptic et Gigaclear, qui lancent leurs propres réseaux de fibres optiques. Leur zone de couverture est encore extrêmement limitée par quelques milliers d'immeubles d'appartements dans le centre-ville (Hyperoptic) et les établissements ruraux (Gigaclear), mais la concurrence accrue et les investissements dans les infrastructures ne sont jamais mauvais.Voilà l'histoire
C'est tout: la prochaine fois que vous regarderez une vidéo sur YouTube, vous saurez en détail comment elle passe du serveur cloud à votre ordinateur. Cela peut sembler très facile - surtout de votre part - mais maintenant vous savez la vérité: tout fonctionne sur des câbles mortels de 4000 volts, 96 tonnes de batteries, des milliers de litres de carburant diesel, des millions de kilomètres de câbles du dernier kilomètre et beaucoup de redondance.Le système lui-même deviendra également plus grand et plus fou. Pour les maisons intelligentes, l'électronique portable et la télévision avec des films à la demande, vous avez besoin d'une plus grande gamme, d'une plus grande fiabilité et de plus de cerveaux dans les flacons. C’est bien de vivre à notre époque.Une nouvelle équipe a travaillé sur la traduction des documents suivants: Vlada Olshanskaya, Nikita Pinchuk, Alexander Pozdeev, George Leshkasheli, Olya Kuznetsova et Kirill Kozlovsky.
Sous la direction de: Anna Nebolsina, Roman Vshivtsev et Artyom Slobodchikov.