Ah, aí está você. Aconteceu rapidamente, certo? Apenas um clique do mouse ou um clique na tela e, se você tiver uma conexão do século 21, estará instantaneamente nesta página.
Mas como isso funciona? Você já pensou em como uma foto de um gato chega ao seu computador em Londres a partir de um servidor no Oregon? Não estamos falando apenas das maravilhas do TCP / IP ou dos pontos de acesso Wi-Fi onipresentes, embora isso também seja importante. Não, estamos falando de uma grande infraestrutura: enormes cabos subaquáticos, vastos datacenters com todos os seus excessos de sistemas de energia e redes gigantescas como labirintos que conectam diretamente bilhões de pessoas à Internet.
Mas isso é provavelmente ainda mais importante: à medida que confiamos cada vez mais na conexão onipresente com a Internet, o número de dispositivos conectados está aumentando e nossa sede por tráfego não tem limites. Como fazemos a internet funcionar? Como a Verizon e a Virgin (os maiores provedores de serviços de Internet dos Estados Unidos - observe o porquê) conseguem transferir consistentemente cem milhões de bytes de dados para sua casa a cada segundo, 24 horas por dia, todos os dias?
Bem, depois de ler as próximas sete mil palavras, você saberá sobre isso.
Landfalls secretos
A British Telecom (BT) pode atrair clientes, prometendo realizar "fibra ótica em todas as casas" (FTTH) para aumentar a velocidade, e a Virgin Media tem uma boa qualidade de serviço - acelera até 200 Mbps para indivíduos, graças a uma rede híbrida de fibra coaxial (GWC) . Mas, como o nome indica, a World Wide Web é realmente uma rede global. Garantir que a Internet esteja além do poder de um provedor separado em nossa ilha e de qualquer lugar do mundo.
Antes de mais nada, examinaremos imediatamente um dos cabos mais incomuns e interessantes através dos quais os dados são transmitidos e como eles chegam às costas britânicas. Não estamos falando de fios comuns entre data centers terrestres a cem quilômetros de distância, mas de uma estação de contato em um lugar misterioso na costa oeste da Inglaterra, onde, após uma jornada de 6500 quilômetros de Nova Jersey, o cabo submarino Atlantic Tata termina.
A comunicação com os Estados Unidos é essencial para qualquer grande empresa de comunicações internacionais, e a Rede Global da Tata (TGN) é a única rede de fibra óptica de proprietário único em todo o planeta. São 700 mil quilômetros de cabos submarinos e terrestres com mais de 400 nós de comunicação em todo o mundo.
Tata, no entanto, está pronta para compartilhar. Não existe apenas para que os filhos do diretor possam jogar Call of Duty sem demora, e um grupo dos escolhidos pode assistir ao Game of Thrones on-line sem demora. A cada segundo, a rede Tata Tier 1 responde por 24% do tráfego global da Internet, portanto você não deve perder a chance de conhecer o TGN-A (Atlântico), o TGN-WER (Europa Ocidental) e seus amigos por cabo.
A própria estação - um datacenter bastante clássico em aparência, cinza e indefinido - pode parecer um lugar onde, por exemplo, o repolho é cultivado. Mas por dentro, tudo é diferente: para se deslocar pelo prédio, você precisa de cartões RFID, para entrar nas instalações do data center, precisa fornecer sua impressão digital, mas primeiro você precisa de uma xícara de chá e uma conversa na sala de conferências. Este não é um data center familiar e algumas coisas precisam ser explicadas. Em particular, para sistemas de cabos subaquáticos, é necessária muita energia, fornecida por inúmeras unidades de backup.
Cabos submarinos blindados
Karl Osbourne, vice-presidente de desenvolvimento de redes internacionais da Tata, se juntou a nós na turnê para expressar seus pensamentos. Antes de Tata, Osborne trabalhou no próprio navio, colocando o cabo e monitorou o processo. Ele nos mostrou amostras de cabos submarinos, demonstrando como o design deles muda com profundidade. Quanto mais perto você estiver da superfície, mais precisará de uma carcaça protetora para suportar possíveis danos causados pelo transporte. Em águas rasas, as trincheiras são cavadas onde os cabos são colocados. No entanto, em uma profundidade mais profunda, como na Bacia da Europa Ocidental, com uma profundidade de quase cinco quilômetros e meio, a proteção não é necessária - o transporte comercial não ameaça os cabos na parte inferior.
Nesta profundidade, o diâmetro do cabo é de apenas 17 mm, é como uma caneta de feltro em uma bainha de polietileno isolante espessa. Um condutor de cobre envolve muitos fios de aço que protegem o núcleo de fibra localizado em um tubo de aço com um diâmetro inferior a três milímetros em uma geléia tixotrópica macia. Os cabos protegidos no interior são projetados da mesma maneira, mas além disso são revestidos com uma ou mais camadas de fio de aço galvanizado enroladas em todo o cabo.
Sem um condutor de cobre, não haveria cabo submarino. A tecnologia de fibra óptica tem alta velocidade e pode transmitir uma quantidade quase ilimitada de dados, mas a fibra não pode trabalhar por longas distâncias sem uma pequena ajuda. Para melhorar a transmissão de luz ao longo de todo o comprimento do cabo de fibra óptica, são necessários dispositivos repetidores - na verdade, amplificadores de sinal. Em terra, isso é feito facilmente à custa da eletricidade local, mas no fundo do oceano, os amplificadores recebem corrente direta de um condutor de cabo de cobre. E de onde vem essa corrente? Das estações nas duas extremidades do cabo.
Embora os consumidores não saibam disso, o TGN-A é na verdade dois cabos que viajam pelo oceano de maneiras diferentes. Se um estiver danificado, o outro garantirá a continuidade da comunicação. Um TGN-A alternativo entra em terra a uma distância de 110 quilômetros (e três amplificadores terrestres) do principal e recebe sua energia a partir daí. Um desses cabos transatlânticos possui 148 amplificadores e o outro, mais longo - 149.
Os gerentes das estações estão tentando evitar a fama, então chamarei nosso guia de estação de John. John explica o design do sistema:
“Existe uma voltagem positiva no final do cabo para alimentá-lo e negativa em Nova Jersey. Tentamos manter a corrente: a tensão pode facilmente encontrar resistência no cabo. Uma tensão de cerca de 9 mil volts é dividida entre as duas extremidades. Isso é chamado de nutrição bipolar. Portanto, existem cerca de 4.500 volts de cada extremidade. Sob condições normais, poderíamos fornecer o cabo inteiro sem nenhuma ajuda dos Estados Unidos. ”Desnecessário dizer que os amplificadores são fabricados com a expectativa de operação sem problemas por 25 anos, já que ninguém enviará mergulhadores para o fundo para trocar de contato. Mas olhando para a própria amostra de cabos, na qual existem apenas oito fibras ópticas, é impossível não pensar que, com todos esses esforços, deva haver algo mais.
“Tudo é limitado pelo tamanho dos amplificadores. Oito pares de fibras requerem amplificadores duas vezes maiores ”, explica John. E quanto mais amplificadores, mais energia é necessária.
Na estação, os oito fios que formam o TGN-A formam quatro pares, cada um contendo uma fibra de recepção e uma fibra de transmissão. Cada lançamento é pintado em sua própria cor, para que, em caso de avaria e necessidade de reparo no mar, os técnicos possam entender como colocar tudo de volta ao seu estado original. Da mesma forma, os trabalhadores em terra podem entender o que inserir quando conectados a um terminal de linha subaquática (SLTE).
Reparação de cabos no mar
Após um passeio pela estação, conversei com Peter Jamison, especialista em suporte técnico de fibra óptica da Virgin Media, para aprender mais sobre como os cabos submarinos funcionam.
“Depois que o cabo é encontrado e entregue ao navio para reparo, um novo pedaço de cabo intacto está sendo instalado. O dispositivo controlado remotamente retorna ao fundo, encontra a outra extremidade do cabo e faz a conexão. Em seguida, o cabo é cavado no fundo por no máximo um metro e meio com um jato de água de alta pressão ”, diz ele.
“Geralmente, o reparo leva cerca de dez dias a partir do momento em que o navio de reparo foi despachado, dos quais quatro a cinco dias trabalham diretamente no local da avaria. Felizmente, esses casos são raros: nos últimos sete anos, a Virgin Media enfrentou apenas dois ".
QAM, DWDM, QPSK ...
Quando cabos e amplificadores são instalados - provavelmente por décadas - nada mais pode ser regulado no oceano. Largura de banda, atraso e tudo relacionado à qualidade dos serviços são regulados nas estações.
“Para entender o sinal que está sendo enviado, a correção direta de erros é usada e as técnicas de modulação mudaram à medida que a quantidade de tráfego transmitida pelo sinal aumentou”, diz Osborne. “QPSK (chaveamento de mudança de fase em quadratura) e BPSK (chaveamento de mudança de fase binária), às vezes chamado PRK (chaveamento de deslocamento de fase relativo duplo) ou 2PSK são técnicas de modulação de longo alcance. O 16QAM (Quadrature Amplitude Modulation) seria usado em sistemas de cabos submarinos mais curtos, e agora a tecnologia 8QAM está sendo desenvolvida, intermediária entre 16QAM e BPSK.
A tecnologia DWDM (multiplexação por divisão de comprimento de onda densa) é usada para combinar diferentes canais de dados e transmitir esses sinais em diferentes frequências - através da luz em um espectro de cores específico - através de um cabo de fibra óptica. De fato, ele forma muitos canais virtuais de fibra ótica. Devido a isso, a taxa de transferência de fibra aumenta dramaticamente.
Até o momento, cada um dos quatro pares tem uma largura de banda de 10 Tbit / se pode atingir 40 Tbit / s em um cabo TGN-A. Naquela época, um número de 8 Tbps era o potencial máximo existente neste cabo de rede Tata. À medida que novos usuários começam a usar o sistema, eles usam capacidade de reserva, mas não ficaremos mais pobres: o sistema ainda tem 80% do potencial e, nos próximos anos, com a ajuda de outra nova amplificação de codificação ou multiplexação, quase certamente será possível aumentar largura de banda.
Um dos principais problemas que afetam o uso de linhas de comunicação fotônicas é a dispersão em fibra óptica. É isso que os desenvolvedores levam em consideração ao criar o cabo, porque algumas seções da fibra óptica têm dispersão positiva e outras negativas. E se você precisar fazer reparos, precisará de um cabo com o tipo certo de dispersão. Em terra, a compensação eletrônica de dispersão é uma tarefa constantemente otimizada para permitir a transmissão dos sinais mais fracos.
“Costumávamos usar bobinas de fibra para compensar a dispersão”, diz John, “mas agora tudo é feito eletronicamente. Consiga com muito mais precisão aumentar a taxa de transferência ".
Portanto, agora, em vez de oferecer inicialmente aos usuários fibra óptica de 1, 10 ou 40 gigabit, graças às tecnologias aprimoradas nos últimos anos, é possível preparar “descargas” de 100 gigabits.
Disfarce de cabo
Apesar do fato de que, graças à bainha amarela brilhante, é difícil não notá-los, à primeira vista, os cabos submarinos do Atlântico e da Europa Oriental no edifício podem ser facilmente confundidos com quaisquer elementos do sistema de distribuição de energia. Eles são montados na parede e não precisam ser consertados, embora se for necessária uma nova colocação do cabo óptico, eles serão conectados diretamente através da blindagem através de uma fibra óptica subaquática. Adesivos vermelhos e pretos saindo do chão no local do marcador dizem "TGN Atlantic Fiber"; à direita, há um cabo TGN-WER, equipado com outro dispositivo no qual pares de fibras ópticas estão localizadas separadamente uma da outra em uma caixa de derivação.
À esquerda de ambas as caixas estão os cabos de energia fechados em tubos de metal. Os dois mais duráveis são projetados para o TGN-A, os dois mais finos - para o TGN-WER. O último também possui duas rotas de cabo submarino, uma das quais termina na cidade espanhola de Bilbao e a outra na capital de Portugal, Lisboa. Como a distância desses dois países para o Reino Unido é menor, é necessária muito menos energia nesse caso e, portanto, cabos mais finos são usados.
Falando sobre o arranjo do local de assentamento dos cabos, Osborne diz:
“Esses cabos que se estendem da praia têm três partes principais: a fibra óptica pela qual o tráfego flui, a linha de energia e o aterramento. A fibra através da qual o tráfego passa é o que é esticado sobre essa caixa. A linha de força se ramifica em outro segmento dentro do território desse objeto ”Uma calha de fibra amarela, localizada acima da cabeça, rasteja para os painéis de distribuição, que executam uma variedade de tarefas, incluindo a desmultiplexação dos sinais recebidos, para que seja possível separar diferentes faixas de frequência. Eles representam um local de potenciais "perdas", onde canais individuais podem ser cortados sem entrar na rede terrestre.
John diz: "Os canais de 100 Gbps estão chegando e você tem 10 clientes de gigabit: 10 por 10. Também oferecemos aos clientes 100 Gbps puros".
"Tudo depende dos desejos do cliente", acrescenta Osborne. “Se eles precisam de um único canal de 100 Gbps, proveniente de um dos painéis, ele pode ser fornecido diretamente ao consumidor. Se o cliente precisar de algo mais lento, sim, você precisará fornecer tráfego para outros equipamentos, onde eles poderão ser divididos em partes a uma velocidade menor. Temos clientes que compram uma linha dedicada a uma velocidade de 100 Gbps, mas não existem tantos. Algum pequeno fornecedor que deseja comprar a possibilidade de transferência de nós é mais provável que escolha uma linha de 10 Gbps. ”
Os cabos submarinos fornecem muitos gigabits de largura de banda, que podem ser usados para linhas alugadas entre os dois escritórios da empresa, para que, por exemplo, chamadas de voz possam ser feitas. Todo o rendimento pode ser expandido para o nível de serviço do backbone da Internet. E cada uma dessas plataformas está equipada com vários equipamentos controlados separadamente.
“A maior parte da largura de banda obtida através do cabo é usada para operar nossa própria Internet ou vendida como linhas de transmissão para outras empresas atacadistas de Internet, como BT, Verizon e outras operadoras internacionais que não possuem seus próprios cabos no fundo do mar e, portanto, comprar acesso à transferência de informações da nossa parte ".
Quadros de distribuição altos fornecem uma mistura de cabos ópticos que compartilham comunicações de 10 gigabits com os clientes. Se você deseja aumentar a taxa de transferência, é quase tão simples quanto pedir módulos adicionais e colocá-los em prateleiras - é o que dizem as pessoas do setor quando querem descrever como são organizadas as grandes matrizes de rack.
John aponta para o sistema existente de 560 Gb / s usado pelo cliente (baseado na tecnologia 40G), que foi recentemente atualizado com 1,6 Tbit / s adicional. Conseguiu-se energia adicional usando dois módulos adicionais de 800 Gbit / s, que operam com base na tecnologia 100G com tráfego superior a 2,1 Tbit / s. Quando ele fala sobre a tarefa, parece que a fase mais longa do processo é a expectativa de novos módulos.
Todos os objetos de infraestrutura da rede Tata têm cópias, portanto, existem duas salas SLT1 e SLT2. Um sistema atlântico, chamado internamente S1, está localizado à esquerda do SLT1, e o cabo Europa Oriental - Portugal é chamado C1, e está localizado à direita. Do outro lado do edifício estão SLT2 e Atlantic S2, que, juntamente com C2, estão conectados à Espanha.
Em um compartimento separado, nas proximidades, há uma sala no solo onde, entre outras coisas, eles controlam o fluxo de tráfego para o data center de Londres Tata. Um dos pares transatlânticos de fibra realmente despeja dados fora do marcador. Esse é um "casal extra" que continua a caminho do escritório da Tata em Londres, vindo de Nova Jersey, para minimizar o atraso do sinal. A propósito, sobre ela: John checou os dados sobre o atraso do sinal passando por dois cabos do Atlântico; o caminho mais curto atinge uma taxa de atraso de pacote de dados (PGD) de 66,5 ms, enquanto o caminho mais longo atinge 66,9 ms. Portanto, suas informações são transferidas a uma velocidade de cerca de 703.759.397,7 km / h. Bem, rápido o suficiente?
Ele descreve os principais problemas que surgem em conexão com isso: “Cada vez que alternamos do cabo óptico para o cabo de baixa corrente e, novamente, para o óptico, o tempo de atraso aumenta. Agora, com a ajuda de ópticas de alta qualidade e amplificadores mais potentes, a necessidade de reproduzir o sinal é minimizada. Outros fatores incluem uma limitação no nível de energia que pode ser enviado via cabos submarinos. Atravessando o Atlântico, o sinal permanece óptico o tempo todo. ”
Teste de cabos submarinos
De um lado, está a superfície em que o equipamento de teste se encontra e, como dizem, os olhos são a melhor testemunha, um dos técnicos mergulha o cabo de fibra óptica no EXFO FTB-500. É equipado com o módulo de análise espectral FTB-5240S. O próprio dispositivo EXFO é executado na plataforma Windows XP Pro Embedded e é equipado com uma tela de toque. Ele é reiniciado para mostrar os módulos instalados. Depois disso, você pode selecionar um deles e iniciar o procedimento de diagnóstico disponível.
"Você simplesmente desvia 10% da saída de luz deste sistema de cabo", explica o técnico. "Você está criando um ponto de acesso para um dispositivo de análise espectral, para poder retornar esses 10% novamente para analisar o sinal."
Observamos as rodovias que se estendem até Londres e, como esse trecho está no meio de um processo de descomissionamento, podemos ver que ele tem uma parte não utilizada que aparece no visor. O dispositivo não pode determinar com mais detalhes a quantidade de informações ou uma frequência individual envolvida; para descobrir, você deve observar a frequência no banco de dados.“Se você observar o sistema subaquático”, ele acrescenta, “também existem muitas bandas laterais e todo tipo de outras coisas, para que você possa ver como o dispositivo funciona. Mas, ao mesmo tempo, você sabe que há uma confusão nas leituras do dispositivo. E você pode ver se está se mudando para outra banda de frequência, o que reduz a eficiência da operação.
Nunca deixando as fileiras dos pesos pesados dos sistemas de transmissão de informações, o roteador universal Juniper MX960 atua como o núcleo da telefonia IP. De fato, como John confirma, a empresa possui dois deles: “Todos os tipos de coisas nos serão trazidos do exterior e, em seguida, poderemos lançar clientes STM-1 [Módulo de Transporte Síncrono Nível 1], GigE ou 10GigE - isso fará algum tipo de multiplexação e fornecerá redes IP a vários consumidores ".O equipamento usado em plataformas DWDM terrestres ocupa muito menos espaço do que um sistema de cabo subaquático. Parece que o equipamento ADVA FSP 3000 é quase o mesmo que o kit Ciena 6500, no entanto, uma vez que é instalado em terra, a qualidade da eletrônica não deve ser de alto nível. De fato, as prateleiras utilizadas pela ADVA são simplesmente versões mais baratas, pois funcionam a distâncias menores. Nos sistemas de cabos submarinos, existe uma correlação: quanto mais informações são enviadas, mais ruído aparece; portanto, a dependência dos sistemas de fótons Ciena instalados no local de assentamento de cabos aumenta para compensar esses ruídos.Um dos racks de telecomunicações contém três sistemas DWDM separados. Dois deles estão conectados ao centro de Londres por cabos separados (cada um dos quais passa por três amplificadores), e o restante leva ao centro de processamento de informações localizado em Buckinghamshire.O site de gerenciamento de cabos também fornece o site do sistema da África Ocidental (WACS). Foi construído por um consórcio de cerca de uma dúzia de empresas de telecomunicações e chega à própria Cidade do Cabo. As unidades submarinas de ramificação ajudam a separar o cabo e trazê-lo à superfície em vários lugares ao longo da costa do Atlântico Sul Africano.Energia dos Pesadelos
Você não pode visitar o local de colocação dos cabos ou o centro de processamento de informações e não perceber a quantidade de energia necessária: não apenas para equipamentos em racks de telecomunicações, mas também para coolers - sistemas que impedem o superaquecimento de servidores e switches. E como a localização do cabo submarino possui requisitos de energia incomuns devido a seus repetidores subaquáticos, seus sistemas de backup também não são os mais comuns.Se entrarmos em um dos recarregáveis, em vez de racks com baterias sobressalentes, UPS (fonte de alimentação ininterrupta - aprox. Novo porquê) Yuasa - cujo fator de forma não é particularmente diferente do que você pode ver no carro - veremos que a sala é mais como um experimento médico. Está carregado de enormes baterias de chumbo-ácido em reservatórios transparentes que parecem cérebros alienígenas nos bancos. Sem manutenção, este conjunto de baterias de 2 V com uma vida útil de 50 anos fornece um total de 1600 A * h, proporcionando 4 horas de autonomia garantida.Os carregadores, que são essencialmente retificadores, fornecem uma tensão de circuito aberto para manter a carga da bateria (as baterias de chumbo-ácido seladas às vezes precisam ser recarregadas em marcha lenta, caso contrário, elas perdem propriedades úteis ao longo do tempo devido ao chamado processo de sulfatação - aprox. Novo porquê). Eles também carregam tensão DC para estantes no edifício. Dentro da sala há duas fontes de energia localizadas em grandes armários azuis. Um alimenta o cabo Atlantic S1, o outro - Portugal C1. O display digital mostra 4100 V a uma corrente de aproximadamente 600 mA para a fonte de alimentação Atlantic, o segundo mostra um pouco mais de 1500 V a 650 mA para a fonte de alimentação C1.John descreve a configuração:« . , 3000 . , n+1 , . , n+3, - , , ».Revelando alguns mecanismos de comutação muito sofisticados, John explica o sistema de controle: “De fato, ligamos e desligamos. Se houver algum problema com o cabo, temos que trabalhar com o navio, que está envolvido na reparação. Há todo um conjunto de procedimentos que devemos executar para garantir a segurança antes que a tripulação do navio comece a trabalhar. Obviamente, a tensão é tão alta que é fatal, por isso temos que enviar mensagens sobre segurança energética. Enviamos uma notificação de que o cabo está aterrado e eles estão respondendo. Tudo está interconectado, para que você possa ter certeza de que tudo está seguro ".A instalação também possui dois geradores a diesel de 2 MVA (megavolt-amperes - aprox. Novo porquê). Obviamente, como tudo é duplicado, o segundo é um backup. Existem também três enormes dispositivos de refrigeração, embora, aparentemente, eles precisem de apenas um. Uma vez por mês, o gerador sobressalente é verificado sem carga e, duas vezes por ano, todo o edifício inicia com carga. Como o edifício também é um centro de processamento e armazenamento de dados, é necessário credenciar um SLA (Service Level Agreement) e uma organização internacional de padronização (ISO).Em um mês típico na instalação, a conta de eletricidade atinge facilmente 5 dígitos.
Próxima parada: data center
No data center de Buckinghamshire, existem requisitos semelhantes para volumes de reserva, embora em uma escala diferente: duas colocações gigantescas (a colocação é um serviço que consiste no fato de o fornecedor colocar o equipamento do cliente em seu território e garantir sua operação e manutenção, o que economiza na organização do canal comunicações do provedor para o cliente - aproximadamente novo porquê) e salas de hospedagem gerenciada (S110 e S120), cada uma delas com um quilômetro quadrado. A fibra óptica escura (cabo de fibra óptica que não é usado para transferência de dados, que serve como reserva - aproximadamente o novo porquê) conecta o S110 a Londres e o S120 é conectado ao ponto de saída do cabo na costa oeste. Existem duas instalações lá - sistemas independentes 6453 e 4755: comutação de rótulo de protocolo múltiplo (MPLS) e protocolo de Internet (IP)
Como o nome indica, o MPLS usa rótulos e os atribui a pacotes de dados. Seu conteúdo não precisa ser estudado. Em vez disso, as decisões para enviar um pacote são tomadas com base no conteúdo das tags. Se você quiser aprender em detalhes como o MPLS funciona, o MPLSTutorial.com é um bom lugar para começar.
Da mesma forma, o Guia TCP / IP de Charles Cosierock é um excelente recurso on-line para quem deseja aprender mais sobre TCP / IP, seus vários níveis, equivalente, Modelo de Interconexão de Sistema Aberto (OSI) e muito mais.
Em certo sentido, a rede MPLS é a pérola da Tata Communications. Como os pacotes podem ser rotulados com rótulos prioritários, essa forma de tecnologia de comutação permite que a empresa use esse sistema de transporte flexível para fornecer garantias para o atendimento ao cliente. A rotulagem também permite enviar dados para um caminho específico, em vez de para um atribuído dinamicamente, o que permite definir requisitos para a qualidade do serviço ou até evitar tarifas altas para o tráfego de determinados territórios.
Novamente, com base no nome, o multiprotocolo permite que você suporte diferentes métodos de comunicação. Portanto, se um cliente corporativo deseja uma VPN (rede virtual privada), Internet pessoal, aplicativos em nuvem ou um certo tipo de criptografia, esses serviços são bastante simples de fornecer.
Durante a visita, telefonaremos para Paul, nosso guia em Buckinghamshire, e seu colega do centro de operações da rede, George.
“Com o MPLS, podemos fornecer qualquer BIA (endereço de segurança) ou a Internet - qualquer serviço que o cliente desejar. O MPLS alimenta nossa rede de servidores dedicados, que é a maior área de serviço do Reino Unido. Temos 400 assentos com um grande número de dispositivos conectados a uma rede grande, que é um único sistema autônomo. Ele fornece serviços de IP, Internet e P2P aos nossos clientes. Como possui uma topologia de grade (400 dispositivos interconectados), cada nova conexão seguirá um novo caminho para a nuvem MPLS. Também fornecemos serviços de rede: on-net e off-net. Fornecedores como Virgin Media e NetApp fornecem seus serviços diretamente aos clientes ”, afirma Paul.
No espaçoso Data Room No. 110, servidores Tata e serviços em nuvem dedicados estão localizados de um lado e colocação do outro. O Data Room No. 120 também está equipado: alguns clientes armazenam seus racks nas células e apenas permitem acesso a eles por seu próprio pessoal. Estando aqui, eles recebem um lugar, energia e um certo ambiente. Por padrão, todos os racks têm duas fontes: A UPS e B UPS. Cada um deles passa por uma rede separada, passando pelo edifício por diferentes rotas.
"Nossa fibra, que vem de SLTE e Londres, termina aqui", diz Paul. Apontando para o rack com o kit Ciena 6500, ele acrescenta: “Você pode ter visto equipamentos similares na saída do cabo para aterrar. Isso leva a principal fibra óptica escura que entra no edifício e depois a distribui pelo equipamento DWDM. Os sinais de fibra escura são distribuídos por diferentes espectros e, em seguida, passam para o ADVA, após o qual são distribuídos aos clientes. Não permitimos que os clientes se conectem diretamente à nossa rede; portanto, todos os dispositivos de rede terminam aqui. A partir daqui, espalhamos nossa conexão.
Mudança no fluxo de dados
Um dia típico para Paul e seus colegas trabalhando remotamente consiste em conectar hardware a novos clientes e tarefas como descarregar discos rígidos e SSDs (solid state drives). Isso não implica uma solução de problemas particularmente profunda. Por exemplo, se um cliente perdeu o contato com um de seus dispositivos, sua equipe, localizada aqui para suporte, verifica se a conexão funciona no nível físico e, se necessário, altera a placa de rede e tudo isso, para garantir que o acesso ao dispositivo ou plataforma restaurada.
Nos últimos anos, ele notou algumas mudanças. Os racks com servidores 1U ou 2U começaram a ser substituídos por unidades 8U ou 9U, que suportam muitas placas diferentes, incluindo servidores ultracompactos. Como resultado, os pedidos de instalação de redes de servidores individuais tornaram-se muito menores. Outras mudanças ocorreram nos últimos 4 ou 5 anos.
“Na Tata, a maioria dos equipamentos é representada pela HP ou Dell, agora estamos usando seus dispositivos para servidores dedicados e protocolos em nuvem. Costumávamos usar o Sun, mas agora é muito raro. Usamos a NetApp como padrão para armazenamento e backups, mas agora, como vejo, a EMC também apareceu e, recentemente, notei muitos dispositivos de armazenamento da Hitachi. Além disso, muitos clientes escolhem sistemas de backup dedicados em vez de gerenciados ou compartilhados. ”
Centros de gerenciamento do Network Control Center
O layout na parte da sala reservada para o centro de controle central (centro de controle de rede) é muito parecido com um escritório comum, embora uma tela grande e uma câmera através da qual o escritório britânico e o centro de controle central em Chennai na Índia possam se comunicar possam ser uma surpresa. No entanto, eles servem como uma forma de testar a rede: se a tela ficar em branco, nos dois escritórios eles perceberão que há algum tipo de problema. Aqui, de fato, o serviço de suporte de primeiro nível está funcionando. A rede é controlada a partir de Nova York e a hospedagem é monitorada em Chennai. Portanto, se algo sério realmente acontecer, nesses locais distantes um do outro, eles serão os primeiros a saber.
George descreve a estrutura organizacional do centro: “Como somos um centro de gerenciamento de rede, as pessoas que têm problemas nos ligam. Apoiamos 50 consumidores prioritários (todos eles pagam mais pelos serviços) e toda vez que encontram um problema, isso é realmente uma prioridade. Nossa rede fornece uma infraestrutura compartilhada e um problema sério pode afetar muitos consumidores. Nesse caso, é necessário que tenhamos a oportunidade de informá-los em tempo hábil. Temos um acordo com alguns consumidores, segundo o qual fornecemos as informações mais recentes a cada hora e outras a cada 30 minutos. No caso de emergências na linha, nós os mantemos constantemente informados enquanto resolvemos o problema. 24 horas por dia. "
Como o provedor de infraestrutura funciona?
Por se tratar de um sistema internacional de cabos, os fornecedores de comunicações em todo o mundo enfrentam os mesmos problemas: em particular, danos aos cabos terrestres, que ocorrem com mais freqüência nos canteiros de obras em áreas sob controle menos cuidadoso. Isso e, é claro, âncoras perdidas no fundo do mar. Além disso, não devemos esquecer os ataques DDoS, durante os quais os sistemas são atacados, e toda a largura de banda disponível é preenchida com tráfego. Obviamente, a equipe está bem equipada para combater essas ameaças.
“O equipamento está configurado para rastrear os padrões de tráfego usuais que são esperados em um determinado período do dia. Eles podem verificar o tráfego de maneira consistente às 16h na última quinta-feira e agora. Se algo incomum acontecer durante a inspeção, o equipamento poderá eliminar proativamente a invasão e redirecionar o tráfego usando outro firewall, que poderá eliminar qualquer invasão. Isso é chamado de mitigação produtiva de DDoS. Sua outra forma é a resposta. Nesse caso, o consumidor pode nos dizer: “Ah, eu tenho uma ameaça no sistema naquele dia. É melhor você ficar atento. "Mesmo em uma situação dessas, podemos filtrar como uma medida proativa. Há também uma atividade legal sobre a qual seremos notificados, por exemplo, sobre Glastonbury (Festival de Música realizado no Reino Unido - aprox. Novo Porquê), então quando bilhetes à venda, o aumento do nível de atividade não é bloqueado. ”
Atrasos no sistema também precisam ser monitorados de forma proativa por clientes como Citrix, que lidam com serviços de virtualização e aplicativos em nuvem sensíveis a latências de rede significativas. Um cliente como a Fórmula 1 também aprecia a necessidade de velocidade. A Tata Communications gerencia a infraestrutura de rede de corrida para todas as equipes e várias emissoras.
“Somos responsáveis por todo o ecossistema da Fórmula 1, incluindo engenheiros de corrida no local e também parte da equipe. Criamos um ponto de entrada em cada local da corrida - instale-o, estique todos os cabos e forneça a todos os usuários. Colocamos vários pontos de acesso Wi-Fi para a área de hóspedes e outros lugares. O engenheiro localizado lá faz todo o trabalho e pode demonstrar que no dia da corrida toda a comunicação está operacional. Nós o monitoramos com a ajuda do programa PRTG (Paessler Router Traffic Grapher - um programa projetado para monitorar o uso da rede - aproximadamente novo porquê), para que possamos verificar o status dos principais indicadores de desempenho. Fornecemos suporte a partir daqui, 24 horas por dia, sete dias por semana.
Um cliente tão ativo, que realiza eventos regularmente durante todo o ano, significa que a equipe de gerenciamento da instalação deve definir datas para testar os sistemas de backup. Se estivermos falando sobre a semana da corrida de F1, de terça a segunda-feira da próxima semana, esses caras terão que manter as mãos sozinhas e não começar a testar as linhas no centro de processamento de informações. Mesmo durante minha turnê, conduzida por Paul, ele foi cauteloso e, apontando para a unidade de equipamento da F1, não abriu o escudo para que eu pudesse examiná-lo com mais detalhes.
A propósito, se você estiver curioso sobre como os sistemas de backup funcionam, eles têm 360 baterias para cada no-break e 8 fontes de alimentação ininterruptas. No total, isso fornece mais de 2800 baterias e, como cada uma pesa 32 kg, seu peso total é de cerca de 96 toneladas. A duração da bateria é de 10 anos e cada um deles é controlado individualmente por temperatura, umidade, resistência e outros indicadores, verificados o tempo todo. Quando totalmente carregados, eles poderão dar suporte ao trabalho do centro de processamento de dados por cerca de 8 minutos, o que dará muito tempo para os geradores ligarem. No dia da minha visita, a carga era tal que as baterias, se estivessem ligadas, poderiam garantir a operação de todos os sistemas do centro por algumas horas.
Existem 6 geradores instalados no centro - três para cada salão do data center. Cada gerador pode aceitar a carga total do centro - 1,6 MVA. Cada um deles produz 1280 quilowatts de energia. Em geral, 6 MVA entram lá - essa quantidade de energia provavelmente seria suficiente para fornecer energia para metade da cidade. No centro, há também um sétimo gerador, que cobre a necessidade de energia necessária para manter o edifício. Existem cerca de 8000 litros de combustível na sala - o suficiente para sobreviver perfeitamente a um dia em condições de plena carga de trabalho. Com a combustão completa de combustível por hora, são consumidos 220 litros de diesel que, se fosse uma máquina movendo-se a uma velocidade de 96 km / h, poderiam elevar um número modesto de 235 litros por 100 km a um novo nível - os números que fazem o Humvee parecer como um Prius.
Última milha
O estágio final - os últimos quilômetros do gateway de rede ou do centro de controle de rede até sua casa - não é tão impressionante, mesmo se você der uma rápida olhada nas ramificações finais da infraestrutura de rede.
No entanto, houve mudanças. Ao instalar novos armários de telecomunicações lado a lado com armários verdes antigos, a Virgin Media e a Openreach estão organizando as linhas DOCSIS e VDSL2, aumentando o número de residências e empresas conectadas à rede.
Vdsl2
Dentro dos novos gabinetes Openreach para linhas VDSL2 está o multiplexador DSLAM (multiplexador de acesso à linha de assinante de acesso digital da BT). Na época das tecnologias ADSL e ADSL2, os multiplexadores DSLAM eram instalados perto de switches locais, mas o uso de armários de rua permite amplificar o sinal do cabo óptico que vai para o switch para aumentar a velocidade do acesso em banda larga ao consumidor final.
Os gabinetes DSLAM são alimentados separadamente e são conectados por pares de conexão aos gabinetes de rua existentes; esse pacote é um gabinete de telecomunicações nodal. O par de cobre permanece intacto para o usuário final, enquanto o VDSL2 permite acesso de banda larga através do uso de armários externos convencionais.
Esta é uma atualização que não pode ser realizada sem a presença de técnicos, e o painel NTE5 (equipamento terminal de rede) dentro da casa também deve ser modificado. Mas, ainda assim, este é um passo adiante, que permite que os provedores aumentem a velocidade de 38 Mbit / s para 78 Mbit / s em milhões de residências, ignorando a quantidade de trabalho necessária para instalar o FTTH.
Docsis
Essa é uma tecnologia completamente diferente da rede ótico-coaxial híbrida da Virgin Media, que permite que o consumidor doméstico forneça velocidades de até 200 Mbit / s e até 300 Mbit / s para empresas. Apesar de as tecnologias para garantir essa velocidade se basearem no DOCSIS 3 (padrão para transmissão de dados por cabo coaxial), e não no VDSL2, existem alguns paralelos. A Virgin Media opera linhas de fibra óptica em gabinetes externos, usando um cabo coaxial de cobre para banda larga e TV (o cabo de par trançado ainda é usado para telefonia).
Vale ressaltar que o DOCSIS 3.0 é a variante mais difundida da última milha nos EUA, 55 milhões de todas as 90 milhões de linhas de acesso de banda larga fixa usam cabo coaxial. Em segundo lugar, fica o ADSL - 20 milhões, seguido pelo FTTP - 10 milhões. A tecnologia VDSL2 quase nunca é usada nos EUA, mas é encontrada ocasionalmente em algumas áreas urbanas.
O DOCSIS 3 ainda possui uma margem de velocidade, o que permitirá que os provedores de cabo aumentem a velocidade para 400, 500 ou 600 Mbps, se necessário - e depois disso o DOCSIS 3.1 será exibido, o que já está aguardando nos bastidores.
Ao usar o padrão DOCSIS 3.1, a velocidade de entrada excede 10 Gbit / s, e a velocidade de saída atinge 1 Gbit / s. Tais capacidades podem ser alcançadas através do método de modulação em amplitude em quadratura - também é usado a curtas distâncias em cabos subaquáticos. No entanto, QAMs de ordem superior em terra foram obtidos - 4096KAM de acordo com o esquema de multiplexação por divisão digital de frequência ortogonal (OFDM), onde, como no DWDM, o sinal é dividido em várias subportadoras transmitidas em diferentes frequências em um espectro limitado. O método ODFM também é usado em ADSL / VDSL e G.fast.
Últimos 100 metros
Embora o FTTC e o DOCSIS tenham dominado o mercado de acesso à Internet com fio do Reino Unido nos últimos anos, será uma grande omissão sem mencionar o outro lado do problema da última milha (ou últimos 100 m): dispositivos móveis e sem fio.
Novas oportunidades para gerenciar e implantar redes móveis são esperadas em breve, mas, por enquanto, vamos dar uma olhada no Wi-Fi, que é basicamente uma extensão do FTTC e DOCSIS. Caso em questão: recentemente introduzida e quase completa cobertura de áreas urbanas com pontos de acesso Wi-Fi.
No início, eram apenas alguns cafés e bares ousados, mas a BT transformou os roteadores de assinantes em pontos de acesso abertos, chamando-o de "BT Fon". Agora, tornou-se um jogo de grandes empresas de infraestrutura - uma rede Wi-Fi no metrô de Londres ou um interessante projeto do Virgin Smart Pavement em Chesham, Buckinghamshire
Para este projeto, a Virgin Media simplesmente colocou os pontos de acesso sob as tampas das caixas de esgoto, que são feitas de um composto especial radiotransparente. A Virgin usa muitas linhas e nós em toda a Grã-Bretanha. Por que não adicionar alguns pontos de acesso Wi-Fi para compartilhar o acesso com as pessoas?
Em uma conversa com Simon Clement, um tecnólogo sênior da Virgin Media, parece que a introdução de calçadas inteligentes a princípio pareceu uma tarefa mais difícil do que realmente aconteceu.
"Costumávamos ter dificuldade em interagir com as autoridades locais, mas desta vez isso não aconteceu", diz Clement. "O Conselho da Cidade de Chesham colaborou ativamente conosco neste projeto, e a impressão geral era que os funcionários estavam abertos à comunicação. serviços para a população e entender o que é necessário fazer para implementar esses serviços ”
A maioria das dificuldades surge por conta própria ou está relacionada a regulamentos.
“A principal tarefa é pensar fora da caixa. , , , , . , Wi-Fi»
« . , , . , . , , . EIRP ( ) . , ».
O próximo passo no horizonte da rede Openreach POTS é G.fast, que pode ser melhor descrita como a configuração FTTdp (fibra óptica para ponto de distribuição). Novamente, este é um adaptador de fibra óptica para cabo de cobre, mas o DSLAM será colocado ainda mais perto do usuário final, acima dos postes telegráficos e subterrâneos, e as dezenas de metros de cabo usuais terão o cabo de cobre de par trançado usual.
A idéia é posicionar a fibra o mais próximo possível do cliente, minimizando o comprimento do cabo de cobre, o que teoricamente permite atingir velocidades de conexão de 500 a 800 Mbps. G.fast trabalha com uma faixa de frequência muito maior que o VDSL2, portanto, o comprimento do cabo tem um efeito mais forte no desempenho da rede. No entanto, há dúvidas de que, nesta situação, o BT Openreach otimizará a velocidade, porque, devido ao alto custo, para fornecer esses serviços, eles terão que retornar ao gabinete de telecomunicações de junção e sacrificar a velocidade: cairá para 300 Mbps.Ainda há FTTH. O Openreach adiou o FTTH inicialmente - eles desenvolveram o melhor modo de transmissão (leia-se: barato), mas recentemente anunciaram sua “ambição” de iniciar a ampla implementação do FTTH. As tecnologias FTTC ou FTTdp provavelmente se tornarão uma solução intermediária e de curto prazo para muitos usuários que usam os serviços de provedores de cabo, que por sua vez são clientes atacadistas do Openreach.Por outro lado, não há razão para acreditar que a Virgin Media se baseará em louros coaxiais: enquanto sua gigante rival de telecomunicações está ponderando sobre seus movimentos, a Virgin fornece serviços de FTTH de forma consistente a 250.000 usuários e pretende atingir 500.000 este ano. O projeto Lightning, através do qual mais de quatro milhões de residências e escritórios se conectarão à rede Virgin nos próximos anos, inclui um milhão de novas conexões FTTH.Na situação atual, a Virgin usa a tecnologia RFOG (radiofrequência sobre fibra de vidro) e isso possibilita o uso de roteadores coaxiais padrão e TiVo, mas uma influência significativa no campo do FTTH no Reino Unido oferece à empresa várias opções adicionais no futuro, quando a demanda por acesso de usuários de banda larga aumentar.
Os últimos anos também foram favoráveis para players pequenos e independentes como Hyperoptic e Gigaclear, que lançam suas próprias redes de fibra óptica. Sua área de cobertura ainda é extremamente limitada por alguns milhares de prédios de apartamentos no centro da cidade (Hyperoptic) e assentamentos rurais (Gigaclear), mas o aumento da concorrência e o investimento em infraestrutura nunca levam a problemas.Essa é a história
É isso: da próxima vez que assistir a um vídeo no YouTube, você saberá em detalhes como ele se move do servidor em nuvem para o seu computador. Pode parecer muito fácil - especialmente da sua parte - mas agora você sabe a verdade: tudo funciona em cabos mortais de 4000 volts, 96 toneladas de baterias, milhares de litros de óleo diesel, milhões de quilômetros de cabos de "última milha" e com muita redundância.O próprio sistema também se tornará maior e mais louco. Para residências inteligentes, aparelhos eletrônicos vestíveis e TV com filmes sob demanda, você precisa de uma gama maior, maior confiabilidade e mais inteligência nos frascos. É bom viver em nosso tempo.A nova equipe trabalhou na tradução do seguinte: Vlada Olshanskaya, Nikita Pinchuk, Alexander Pozdeev, Georgy Leshkasheli, Olya Kuznetsova e Kirill Kozlovsky.
: , .