کابل های زیر دریا یی ، رشد انرژی و پهنای باند -قسمت سوم

عوامل مؤثر بر استقرار سیستمهای دریایی

قبل از شروع بخش سوم مقاله پارسیان فیبر ارتباط شما را دعوت می کند قسمت اول مقاله را ازین لینک و قسمت دوم مقاله را اینجا ببینید.

اینترنت، محرکی برای پهنای باند

در دهه ۸۰ و اوایل دهه ۹۰ میلادی، اپراتورهای کابلی دریا،ظرفیت سیستم های جدید خود را به صورت تعداد کانال صوتی بیان می کردند.

با افزایش ترافیک داده ها در اینترنت، دیگر در سیستم های جدید به تعداد کانال اشاره نمی شود و ظرفیت هر شبکه با نرخ بیت بیان می گردد که در آغاز به صورت مگابیت در ثانیه بوده و در حال حاضر به صورت گیگابیت و یا ترابیت در ثانیه سنجیده می شود.

در حال حاضر بیشتر ظرفیت کابل های زیردریایی، حداقل نه به طور مستقیم، برای مدارهای صوتی استفاده نمی شود.

علاوه بر اپراتورهای مخابراتی، ظرفیتی معادل ۵/۲یا ۰/۱۰گیگابیت در ثانیه به اپراتورهای اینترنت زیرساخت، شرکت های میزبان اینترنت و سایر اپراتورهای شبکه داده ها، به فروش می رسد.

رشد ۳۲ درصدی ترافیک اینترنت در سال

شرکت سیسکو، در گزارشی که در سپتامبر ۲۰۱۱ منتشر کرده، ارزیابی سالانه از ترافیک اینترنت را ارایه داده و نرخ رشد سالیانه ترافیک  IP را در سراسر جهان برای سا لهای ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۵ برابر ۳۲ درصد پیش بینی کرده است.

نرخ ترافیک به طور قابل ملاحظه ای در بعضی نقاط مثل خاورمیانه (با ۵۲ درصد) و آمریکای لاتین (با ۴۸ درصد) ، بالاتر برآورد می شود.

دستگاهها، اطلاعات و مراکز داده بیشتر

از عوامل مؤثر در رشد شبکه می توان دستگا ه های بیشتر، تلفن هایویژه هوشمند و تبلت ها، استفاده بیشتر از برنامه های کاربردی داده ها بر روی دستگاه های تلفن همراه، افزایش استفاده از ویدیو دیجیتال، و میزبانی و ذخیره سازی مورد نیاز برای ارایه خدمات را برشمرد.

به عنوان نمونه در پایان سال ۲۰۱۱ ، جهان۰/۶ میلیارد کاربر تلفن همراه داشت که۲/۱ میلیون نفر از آنها از خدمات پهن باند تلفن همراه استفاده می کردند.

برای خط ثابت به اینترنت، در جهان ۶/۰ میلیارد مشترک ثابت پهن باند بود. در پایان سال ۲۰۱۱ ، جهان ۳/۲ میلیارد کاربر ثابت داشته است.

مراکز داده ها، کمک به بار ترافیک

تنها بخشی از تمام ترافیک اینترنت بر روی کابل های زیر دریا قرار می گیرد، اما ترافیک بین المللی نیز که تا حدودی به دلیل خدمات ارتباطی جدید در آفریقا و جنوب آسیا در حال افزایش است، با نرخ مشابه در نظر گرفته می شود.

روند تعیین محل مراکز داده نیز می تواند در تقاضا برای فیبر در کابل های زیر دریا تأثیر بگذارد.

مراکز داده در ایسلند، که در آنجا انرژی با هزینه پایین و آلودگی کمتر در دسترس است، و بازارهای جدید از جمله در سوئد و گرینلند، که در آنها آب و هوا برای کاهش هزینه های خنک کننده مناسب است، از موارد توسعه جدید هستند.

رو شهای جدید بهینه سازی زمان تأخیر

یکی دیگر از موارد توسعه در سالهای اخیر، کاهش زمان تأخیر برای ترافیک اطلاعات تجاری در بازار مالی و گسترش ویدئو کنفراس هاست.

زمان تأخیر کم، سود مالی قابل توجهی را برای شرکت های سرمایه گذاری در استفاده از رایانه برای تجارت برنامه ریزی شده فراهم می آورد.

دستیابی به این امر با ارتقاء سیستم های انتقال موجود، و همچنین برنامه ریزی برای ایجاد مسیرهای جدید با هدف کاهش مسافت شبکه و به منظور کاهش زمان تأخیر، که بر حسب میلی ثانیه ( MS ) اندازه گیری می شود

انجام می گیرد.

بنا به گزارش ها، سیستم AC-1 نصب شده در سال ۱۹۹۸ که دو سوی اقیانوس اطلس را به هم وصل می نماید، پایین ترین رکورد تأخیر برابر ۸/۶۴ میلی ثانیه را دارد.

هر دو شرکت امرالد اکسپرس و هیبرنیا اکسپرس ادعا می کنند که سیستم های مربوطه آنها، اطلاعات را به سرعت در اقیانوس اطلس انتقال می دهند.

در مورد سیستم اقیانوس اطلس هیبرنیا، زمان تأخیر از نیویورک و لندن کم و در حدود۶/۵۹ میلی ثانیه است.

جوزف هیلت معاون ارشد هیبرنیا در امور مالی در مصاحبه با هفتهنامه تجاری بلومبرگ که در مارس ۲۰۱۲ منتشر شد اظهار داشت

که در زدن هر دکمه، ” آن پنج میلی ثانیه اضافی می تواند برای آنها میلیون ها … (شرکت تجارت الکترونیکی) تمام شود. ”

نقطه به نقطه در مقابل شبکه

بسیاری از سیستم های کابل جدید، از جمله سیستم های جدید بکار گرفته شده در آفریقا، از واحد انشعابی استفاده می کنند.

این فنآوری در اواخر دهه ۱۹۹۰ توسعه یافته و نشان داده است که برای مدیریت ترافیکی و بهینه سازی در نصب کابل مؤثر است.

در نمونه های اخیر سه کابل به محل انشعاب وارد می شوند. این کابل ها، یا دارای تعداد زیاد فیبر و یا کابل هایی با تعداد مختلف فیبرهستند.

بنابراین، با این فنآوری می توان به تمام کشورها از یک کابل بین المللی، کابل با تعداد کمتر فیبر نسبت به کل سیستم منشعب کرد.

نتیجه آن است که سیستم های کابل زیردریایی در حال حاضر به عنوان شبکه های گرهی مطرح بوده و این تغییر قابل توجهی نسبت به شبکه های سالهای اولیه است که همه مسیرهای شبکه

به صورت نقطه به نقطه پیکربندی می شد.

شکست مسئله دیسپرشن (پخش) در دهه ۱۹۹۰

در دهه ۹۰ میلادی، فنآوری های جدید تقویت کنند ه های نوری و مولتی پلکس با تسهیم طول موج، نرخ انتقال بیت برای هر زوج فیبر را به ۵/۲تا ۵ گیگابیت در ثانیه رساندند.

این تحولات، باعث پیشرفت عمده ای در طراحی و تولید فیبرهای نوری برای سیستم های زیردریا و کنترل دیسپرشن فیبر(پخش سیگنال های نوری) در مسافت های طولانی شده است.

از سال ۲۰۰۰ به این سو، پیشرفت های قابل توجه در فشرده سازی بیشتر طول موج و نرخ مدولاسیون سریع تر، نرخ انتقال را به بالای یک ترابیت در ثانیه برای هر زوج فیبر رسانده است.

پهنای باند، همچنان رو به افزایش

در حالی که چالش موجود برای کابل های قدرت، انتقال ولتاژ بالاتر در مسافت های طولانی است، چالش کابل های مخابراتی، انتقال پهنای باند بالاتر در مسافت های طولانی است.

تفاوت اصلی این است که بیشتر پیشرفت های حاصل در سا لهای اخیر، نه در مورد فیبر یا کابل، بلکه بهبود فنآوری در تقویت کننده ها و سیستم های انتقال حاصل شده است.

از اولین فیبرنوری کابل های زیردریایی نصب شده در دهه هشتاد میلادی تاکنون، به دلیل بهبود لیزر و مدولاسیون الکترونیکی نرخ بیت، در هر زوج فیبر، از ۲۸۰ مگابیت در ثانیه به ۶۲۲ مگابیت در ثانیه افزایش یافته است.

در قسمت قبلی این مقاله جدول جزئیات رشد در ظرفیت پهنای باند و پیاده سازی در سیستم های بین المللی از اواخر دهه ۱۹۸۰ تا اوایل قرن ۲۱ ارایه شد.

با توجه به رشد قوی در پهنای باند سیستم های نصب شده در ۸ سال گذشته (شکل ۱) نیاز به تشریح جزئیات تحولات سیستم اولیه را به حداقل می رساند.

شکل ۱٫ مسافت تجمعی کابل های نصب

علل افزایش نرخ بیت

سوال مهم این است که چگونه در صنعت مخابرات، موفق به افزایش ظرفیت پهنای باند کابل در بیش از بیست سال گذشتهشده اند؟

سه عامل برای بررسی می توان در نظر گرفت:

  1. تعداد جفت فیبر،

۲) تعداد طول موج ،که اغلب به عنوان لاندا یا کانال اشاره می شود

۳)سرعت انتقال در هر یک از طول موج که برحسب گیگابیت در ثانیه اندازه گیری می شود.

در یک سیستم دریایی، تعداد فیبر به صورت “جفت فیبر” بیان می شود، به طوری که ترافیک دو سویه قابل استفاده است.

با توجه به توسعه فنآوری تافتگری و واتافتگری که برای تجمیع و مجزا نمودن طول موج استفاده می شود، تعداد طول موج هایی که به طور مؤثر می توان مدیریت و بر روی آنها اطلاعات ارسال نمود، به طور قابل توجهی افزایش یافته است.

شکل ۲٫ پیشرفت ها برای دستیابی به ظرفیت های بالاتر

طول موج / کانال ها

همان طور که در شکل ۲ نشان داده شده، تا سال ۱۹۹۵ ، به جز سیستم های محدودی که در انتقال از چند طول موج استفاده می کردند هیچ سیستمی از نوع WDM مستقر نشده بود، در آن زمان تنها سه سیستم TAT -12 با سه طول موج، TPC-5 با دو طول موج و یک کابل داخلی ژاپن که WDM را با استفاده از ۴ طول موج مورد استفاده قرار می داد به صورت چند کاناله استفادهمی شد.

WDMسیستم هایی هستند که در آنها از چهار طول موج استفاده می شود.

صنعت کابل زیردریایی تا سال ۱۹۹۸ که فناوری DWDM   ( با بیش از از ۴ طول موج) به طور گسترده مطرح شد اصولاً سیستم های با ۲ و یا بیشتر طول موج را نمی شناخت.

بالاخره در سال ۱۹۹۹ سیستمهای با طول موجهای بیشتر مورد استفاده قرار گرفت.

در اواخر دهه ۹۰ ، سیستمهای DWDM ، فاصله کانالها را بهبود بخشیده و از ۱۰۰ گیگاهرتز (۸/۰ نانومتر) به ۵۰ گیگاهرتز کاهش داد.

این امر باعث شد که تولیدکنندگان بتوانند برای مصارف تجاری، تا ۳۶۰ طول موج را به طور مؤثر در تست آزمایشگاهی انتقال دهند.

مروری بر سیستم های نصب شده در اقیانوس اطلس

همان طور که در قسمت های قبل بیان شد، اولین کابل تلگراف دریایی در اقیانوس اطلس نصب شد.

از دهه ۱۹۲۰ تا اواسط دهه ۵۰ ، خدمات تلفنی در اقیانوس از طریق سیستم های رادیویی ارایه می شد. برای اولین بار در سال ۱۹۵۶ ، سیستم TAT – ۱ با ۳۶ کانال تلفنی در اطلس راه اندازی شد.

سیستم جانشین آن از کابل های کواکسیال مشابه که برای ظرفیت های بالاتر طراحی شده بود و تا ۱۰۰۰۰ کانال تلفنی را انتقال می داد، قبل از نصب اولین کابل نوری اقیانوسی یعنی TAT-8 مورد استفاده قرار گرفت.

شکل ۳ مسیر و مسافت سیستم های کابل نوری را که از سال ۱۹۸۸ نصب آنها شروع شده، نشان می دهد.

تا اواسط دهه ۹۰ ، این سیستم های کابلی توسط کنسرسیومی از ارایه دهندگان وقت در هر دو طرف اقیانوس اطلس ساخته می شد.

شکل ۳٫ مسیر- مسافت و هزینه ی پروژه ها در اقیانوس اطلس

آتلانتیک کراسینگ (Ac )اولین پروژه کابل اقیانوسی بود که در دوره رونق مخابراتی دهه ۹۰ در سال ۱۹۹۸ کاملاً توسط بخش خصوصی نصب شد.

اکنون به سختی می توان باور کرد، ولی زمانی که مطالعه امکان سنجی برای AC- 1 در اواخر سال ۱۹۹۶ و اوایل سال ۱۹۹۷ انجام شد، سرویس دهندگان وقت اروپا هنوز از ظرفیت انتقال با چند E1 صحبت می کردند E1. واحد ظرفیت انتقال نوری برابر ۲/۰۴۸مگابیت در ثانیه است.

داده های نشان داده شده فقط مربوط به آن دسته از سیستم های اقیانوس اطلس است که از آمریکای شمالی به اروپا کشیده شده اند.

سیستمهای نصب شده از ۱۹۹۸ تا ۲۰۰۲ شامل ،TAT-14، AC- 2 سیستم آپولو، جمینی یا برج جوزا، کلمبوس ۳، فلگ آتلانتیک )نام جدید: گلوبال کام( و تیکو گلوبال نت ورک هستند. سیستم تیکو که در دوره رونق مخابرات برابر ۳ میلیارد دلار

قیمت گذاری شده بود در سال ۲۰۰۵ به مبلغ ۱۳۰ میلیون دلار به VSNL(Tata)a واگذار شد.

این سیستم ها نیازهای سیستم های TAT های قدیمی تر را برطرف می کرد و همگی تا سال ۲۰۰۴ کنارگذاشته شدند، بجز TAT – 14 که تنها کابلی است که هنوز فعال است.

کنار گذاشتن این سیستمها در بین سالهای ۲۰۰۳ تا ۲۰۰۸ با کاهش مسیر- مسافت با توجه به شکل ۳ کاملاً مشهود است.

حدود ده سال است که در اقیانوس اطلس سیستم جدیدی نصب نشده است.

البته در آینده نزدیک شاهد بکارگیری دو سیستم با تأخیرات زمان کم به نام هیبرنیا اکسپرس و امرالد اکسپرس خواهیم بود.

اهمیت این سیستمها آن است که ظرفیت انتقال در اقیانوس اطلس، با راه اندازی آنها به بیش از چهار برابر خواهد رسید.

نرخ بیت ۱۰۰ گیگا بیت در ثانیه در حال آزمایش

هر چقدر در سیستم های بکار گرفته شده تعداد طول موج افزایش یابد، نرخ بیت افزایش می یابد که باعث افزایش ظرفیت انتقال می شود.

در سال ۲۰۱۱ ، شرکت NTT سرعت انتقال ۱۰۰ گیگابیت در ثانیه را در یک کانال طول موج با موفقیت انجام داد و بر همین اساس تصمیم گرفته شد که تا پایان ۲۰۱۳ سیستم کابل PC-1 خود را در اقیانوس آرام با این فنآوری ارتقاء دهد.

سیستمانتقال ۱۰۰ گیگابیت در ثانیه با استفاده از یک طرح تشخیص منسجم و مدارهای مجتمع فوتونیکی انجام می گیرد.

در ماه اوت سال ۲۰۱۲ ، گلف بریج اینترنشنال اعلام کرد که اولین سیستم تجاری ۱۰۰ گیگابیت با تکرار کننده را در مدیترانه و در شبکه ای که مصر را به ایتالیا پیوند می دهد، نصب کرده است. هیبرنیا نیز در صدد تست سیستم ۱۰۰ گیگابیت در اقیانوس اطلس است.

سیستمهای ۴۰ گیگابیت

تعدادی از سیستم های موجود قرار است به پهنای باند ۴۰ گیگابیت در ثانیه ارتقاء یافته و یا برنامه ریزی برای ارتقاء به ۱۰۰ گیگابیت در ثانیه انجام شده است.

در حال حاضر در برخی موارد، انتقال به ۴۰ گیگابیت در ثانیه نیز اجرا شده است کراس ساوترن در اوایل سال ۲۰۱۲ اعلام کرد که سیستم خود را تا پایان فصل دوم سال به ۴۰ گیگابیت در ثانیه به روز رسانی می کند و همچنین قرار است با تجهیز

رابط کاربری به کارت های ۱۰۰ گیگابیت در ثانیه، پهنای باند را حتی بیشتر از حد نیاز اعلام شده ارایه کند.

طبق گزارش این شرکت، تقاضای سالیانه در سطح ۳۵ تا ۴۰ درصد در حال رشد است و تخمین زده می شود که پهنای باند مورد نیاز استرالیا و نیوزیلند به ۶۲۰ گیگابیت در ثانیه برسد.

در فوریه ۲۰۱۱ ، شرکت SME4 قرارداد ارتقاء ظرفیت لینک ۴۰ گیگابیت در ثانیه را با نصب تجهیزات در محل به ۱۰۰ گیگابیت امضا کرد.

این ارتقاء در سال ۲۰۱۲ ، پنجمین موردی است که برای دستیابی به ظرفیت ۶ ترابایت انجام می شود.

ظرفیت جدید در واقع ۲۵ برابر ظرفیت شبکه اصلی است که در سال ۲۰۰۰ با ۲۴۰ گیگابیت در ثانیه طرح و راه اندازی شد.

دورنمای کابل های زیر دریا

رشد گسترده اقتصادی در جوامع اقتصادی در حال ظهور نشان می دهد که مصرف برق قطعاً افزایش خواهد یافت.

افزایش نیازهای رو به رشد در بازارهای پیشرفته، بازار کابل های برق زیر دریا را نیز افزایش خواهد داد.

این رشد، تقاضای نصب کابل برای ارتباط مزارع بادی دریایی به شبکه های برق در سواحل و همچنین سیستمهای نظارتی و مانیتورینگ منابع طبیعی در کف دریا را افزایش خواهد داد.

بازارهای کابل نوری زیردریایی با موج افزایش تقاضا و رکود به دلیل ایجاد ظرفیت های اضافی رو به روست. همان طور که قبلاً مشاهده شده است، با افزایش نصب کابلهای زیر دریایی برای کشورهای جنوب صحرا، در سرمایه گذاری برای هر دو

حوزه زیرساخت مخابراتی و اهداف غیر مخابراتی آنها چندین برابر مؤثر بوده است.

همچنین بسیاری از این بازارها که قبلاً توسعه نیافته بودند تبدیل به مراکز اقتصادی شده، و سرمایه گذاری بیشتری در این کشورها جریان یافته است و باعث بالا رفتن سطح زندگی و افزایش سرمایه گذاری در زیرساخت های قدرت شده است.

این روند رشد قوی و به دنبال آن رکود فعالیت همراه با پیش بینی بازار برای فرصت های رشد در آینده ادامه خواهد یافت.

منبع: خبرنامه فدراسیون بین المللی کابلسازان (ICF)  ترجمه: مهندس محمدعلی مساواتی (کارشناس ارشد صنایع/کارشناس برق و الکترونیک)

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *