Сотни лет назад для передачи сообщения между материками необходимо было физически перевезти письмо на корабле. Уже к XIX веку этот процесс был довольно быстрым: из Европы в Японию письмо шло 30-35 дней – для достижения такой скорости нужно было согласовать время прихода пароходов, переходящих через Атлантический океан, с поездами Тихоокеанской железной дороги. А из США в Европу письма доставляли всего за 20 дней.
Но если личную переписку с такой скоростью вести можно, то для бизнеса этого было бы явно недостаточно. Для банковских операций, биржевых сделок, заключения международных договоров ��ужен был более быстрый инструмент. Сначала для этих задач стали использовать телеграф, затем телефон и интернет.
Расскажем об истории подводных кабелей, начиная с экспериментов Сэмюэля Морзе и Бориса Якоби.
Телеграф
Прокладкой трансатлантического кабеля мы обязаны изобретению телеграфа. В конце XVIII века швейцарский физик Жорж Луи Лессаж собрал модель электрического телеграфа и начал передавать информацию между двумя комнатами его дома. Тогда для каждой из 26 букв алфавита был сделан отдельный провод.
В течение следующих 20 лет другой изобретатель, Ломон, смог передавать информацию по одному проводу.
«Париж, 16 октября 1787 года. Вечером я был у месье Ломона, весьма остроумного и изобретательного механика, который улучшил хлопкопрядильную машину… В электроэнергии он сделал замечательное открытие. Вы пишете два или три слова на бумаге, он берет лист в комнату и включает машину. Запертый в цилиндрический корпус, на вершине которого находится электрометр — маленький пробковый шарик, провод соединяется с цилиндром и электрометром в другой комнате, и жена Ломона, заметив соответствующие движения шара, записывает слова. Из этого следует, что изобретатель сформировал алфавит движений. Поскольку длина провода не влияет на эффект, переписка может осуществляться на любом расстоянии в пределах города или за его стенами, или в целях более достойных. Как бы эту машину ни использовали, это прекрасное изобретение».
История помнит имена разработчиков этой технологии, и среди них был Пауль Шиллинг, русский дипломат и историк, участник Отечественной войны. Он собрал электромагнитный телеграф в 1832 году. А после смерти Шиллинга, в 1837 году, телеграфная связь была настроена между Зимним дворцом и генеральным штабом. Дело Пауля Шиллинга продолжил Борис Семёнович Якоби.
Телеграфы имели разную конструкцию, разное количество клавиш. В них использовали множество подходов к отправке и получению сообщений. Но все эти системы объединяло использование электричества и соединение с помощью провода.
Телеграф значительно ускорил передачу сообщений. Например, письма от Западного к Восточному побережью США шли в течение 10 дней, и не всегда доходили до адресата из-за нападений бандитов. Везли такие письма верхом отчаянные люди. А в 1861 году Westerm Union соединила телеграфной линией побережья, и телеграммы стали доходить практически мгновенно.
Подводные кабели
Если связь внутри континента можно наладить с помощью столбов или же прокладки кабеля под землёй, то как ускорить передачу сообщений между континентами, которые разделяет океан?
Сэмюэл Морзе, один из тех, кто коммерциализировал телеграф и заработал на нём, предположил, что можно провести провод по дну Атлантического океана. Идею поддержал английский учёный-физик Чарльз Уитсон.
Но начинать нужно было с менее масштабных проектов. Морзе проложил телеграфную линию в 1842 году по дну Нью-Йоркской бухты. Он защитил медную проволоку с помощью каучуковой изоляции и пеньковой обмотки. Каучук начал использовать ещё раньше Борис Якоби – в качестве изолятора для подземных телеграфных линий.
На другом конце Атлантики инженер Джон Бретт решил соединить Францию и Великобританию с помощью подводного кабеля. В качестве изоляции использовалась гуттаперчевая оболочка. Этот материал был найден в 1842 году, и также был опробован для прокладки подводных кабелей, в том числе знаменитым учёным Майклом Фарадеем. Кабель был лёгким – чтобы он оставался на дне, к нему крепили грузила из свинца.
Первая телеграмма по кабелю прошла, но вскоре он перестал работать. Рыбак вырвал кусок кабеля неводом. Стало очевидно, что проволока в оболочке слишком уязвима. Поэтому для второй попытки взяли четыре проволоки, каждую защитили шестимиллиметровой гуттаперчевой оболочкой, скрутили их с пеньковыми шнурами в один кабель и обвили ещё одним пеньковым просмоленным шнуром.
В России в 1891 году проложили кабель «Одесса – Константинополь» и «Севастополь – Варна», в 1900 году продолжили кабель через Москва-реку, а в 1914 году подводным кабелем были соединены Гельсингфорс, ныне Хельсинки, и Петербург.
Кабель через Атлантику
Таким образом, к середине 1850-х годов уже было проведено достаточное количество экспериментов с подводными кабелями. Кабели связывали Великобританию с Францией, Бельгию и Нидерланды, пересекали проливы.
Прокладка трансатлантического кабеля оставалась делом времени. И в 1856 году англичане Джон Бретт и Чарльз Брайт объединились с американцем Сайрусом Филдом и открыли Atlantic Telegraph Company на привлечённые от инвесторов деньги. Вскоре первые корабли отправились от берегов Ирландии в сторону США. Кабель, каждый километр которого весил 550 килограммов, состоял из семи медных проводов, покрытых тремя слоями гуттаперчи и оболочкой из железных каналов. Первая попытка была неудачной – кабель оборвался.
Следующую попытку предприняли летом 1858 года. Для этого даже организовали дочернее предприятие – Telegraph Construction and Maintenance Company. Деньги вновь каким-то образом удалось привлечь. На этот раз корабля выходили не из одного порта, а с разных континентов, и должны были встретиться в Атлантическом океане, соединить концы и спустить кабель в воду.
Однако, снова кабель несколько раз разрывался, и корабли возвращались, чтобы начать прокладку заново. Но в итоге связь была налажена – и 16 августа 1858 года королева Виктория отправила поздравление из 103 слов президенту США Джеймсу Бьюкенену. Однако, в 1858 году связь была нарушена, так как кабель был разрушен коррозией.
Сайрус и товарищи не сдались, и начали готовить третью попытку. Началось с неудачи: в 1865 году на пароходе Great Eastern оборвался кабель, и его не удалось выловить якорем. В 1866 году же долговременная телеграфная связь между Европой и Америкой была налажена.
Зазвучал голос
В 1927 году количество телефонных разговоров между Европой и Америкой составляло 2 000. Каждая минута обходилась в 9 фунтов стерлингов – это 9 недель работы уличного продавца горячего кофе или разнорабочего, то есть удовольствие не из дешёвых. Использовалась для этого длинноволновая радиосвязь.
К середине XX века пришло время проложить и телефонную линию. Хотя речь о ней шла с 1920-х годов, проект реализовали только в 1955. Тогда трансатлантический кабель проложили между шотландским Обаном и канадским Кларенвиллем. Кабель TAT-1 поработал до 1978 года.
На фото ниже президент AT&T Фредерик Каппел и президент AT&T Bell Telephone Laboratories Оливер Бакли готовятся к разговору с Великобританией на открытии первого трансатлантического телефонного кабеля в 1956 году.
Менее, чем через пять лет после прокладки TAT-1 провели TAT-2. Для этой линии использовали технологию мультиплексирования каналов: клиенту выделялся канал только в те моменты, когда он действительно говорил. Так удалось довести число каналов до 87. Линия работала до 1982 года.
TAT-3 соединил Великобританию и Нью-Джерси, США. Здесь уже было 138 голосовых каналов, поддерживающих 276 одновременных соединений. Линию проложили в 1963 году, а проработала она до 1986.
Таким образом, около 100 лет прошло между прокладкой первого трансатлантического телеграфного кабеля и первого телефонного кабеля. Когда же появился интернет?
Пошёл интернет
В 1969 году DARPA, Агентство Министерства обороны США по перспективным исследованиям, создало ARPANET – Advanced Research Projects Agency Network. Сеть была необходима на случай войны с СССР – как надёжная система передачи информации.
В октябре 1969 года информацию передали между двумя терминалами, расстояние между которыми составляет 600 километров: один находился в Калифорнийском университете, второй в Стэнфордском. Суть теста была в том, что первый оператор вводил слово «login», а второй подтверждал, что видит его на экране.
К 1971 году количество терминалов достигло 19, а в 1973 году к сети стали подключать иностранные организации – они находились в Великобритании и Норвегии.
И чтобы подключить Европу, понадобились всё те же телефонные кабели, которые проложили ещё в 1950-х. По сути, на суше всё работало так же – DARPA арендовало линии у телефонной компании AT&T.
В 1980-е годы были разработаны оптоволоконные кабели. Они обладали большей пропускной способностью, были тоньше и легче медных кабелей. И уже к 1988 году по дну Атлантического океана проложили первый оптоволоконный кабель.
Это был TAT-8. Система, спроектированная консорциумом из американской AT&T, французской France Telecom и британской British Telecom проработала до 2002 года.
По подводным кабелям передаётся более 95% всей информации. От кабелей зависит не только то, будем ли мы сидеть на Хабре, в социальных сетях и мессенджерах, а то, будут ли передаваться данные между банками и организациями. Так что особенно важна сохранность линий связи, даже если идущая между ними информация дублируется.
Кто может повредить кабель?
Судно – задев его якорем.
Так в 2019 году островное государство Тонга, состоящее из 170 островов, осталось без интернета. Спасением стал спутниковый интернет, хотя он и сильно медленнее. В течение нескольких дней кабель отремонтировали. А в 2008 году без связи остались 75 млн жителей Среднего Востока и Индии: коммуникационный трафик упал на 65%. В процессе расследования выяснили, что кабель был разорван якорем массой от 5 до 6 тонн.
Стихия – причиной обрыва может быть землетрясение.
В 2006 году южнее Тайваня произошло землетрясение, из-за которого Китай остался без связи с внешним миром. Не открывались Google и Yahoo!, перестали работать программы MSN, с трудом открывались российские сайты. Оборвались одновременно несколько кабелей.
Фауна – акулы нападают на кабель.
Периодически акулы решают перекусить кабелем. Им редко удаётся это сделать, а их зубы иногда остаются в защитной оболочке кабелей.
Видео: акула атакует подводный кабель
Люди – например, искатели сокровищ.
В 2013 годах аквалангисты, которые искали обломки кораблей, обнаружили на дне кабель и решили его украсть. Их вскоре задержали.
Перспективные проекты
Прокладка кабелей по морскому дну не останавливается. Есть ряд интересных перспективных проектов в разных странах, включая Россию.
«Полярный экспресс»
Кабель «Полярный экспресс» длиной в 12 650 километров соединит Мурманск и Владивосток. Он пройдёт по дну Северного Ледовитого и Тихого океанов.
Кабель станет альтернативой спутниковой связи и обеспечит наименьшую задержку сигнала. Проект планируют завершить к 2026 году.
JUNO Cable System
К 2024 году планируют завершить прокладку магистрали между Калифорнией, США, и префектурами Тиба и Миэ в Японии. Магистраль JUNO Cable System будет иметь протяжённость в 10 000 километров.
Линию строят американская NEC с японской Seren Juno Network Co, Ltd. Пропускная способность составит 350 Тбит/с.
Topaz
Google планирует к 2023 году соединить Азию и Канаду. Магистраль пройтёт от Ванкувера, Канада, до префектур Миэ и Ибараки в Японии.
Пропускная способность составит 240 Тбит/с.
Итог
По данным на 2022 год, всего в мире около 450 кабельных систем протяжённостью около 1,35 млн километров, что в три раза больше, чем расстояние от Земли до Луны. Осталось только провести канал в Антарктиду, ведь остальные материки уже соединены. Карту подводных кабелей можно рассмотреть по ссылке: Submarine Cable Map
3D визуализация подводных кабелей
И благодаря этим достижениям науки и технологий вы можете воспользоваться VPS в России по системе «Все включено!»
Тарифы белорусских VPS серверов тут
