Подводные интернет-кабели: как они устроены и чем грозит их повреждение
Сегодня континенты соединяются друг с другом при помощи подводных интернет-магистралей, которые позволяют передавать большие массивы данных буквально за секунды. Однако кабели требуют особой защиты, поскольку могут подвергаться внешним воздействиям, а лазейки в инфраструктуре позволяют перехватывать данные.
Для чего нужны подводные кабели и как они работают
Современные подводные кабели — это пролегающие по дну океанов волоконно-оптические системы, которые передают данные в виде зашифрованных сигналов при помощи фотонов. В настоящее время они обеспечивают передачу более 95% всей информации в мире.
Несмотря на развитие спутниковой связи, инфраструктура кабелей продолжает развиваться, так как они имеют гораздо более высокую пропускную способность. На Земле насчитывается более 550 подводных интернет-кабелей протяженностью более 1,3 млн км. Современные кабели позволяют, к примеру, за секунды переместить эквивалент всей коллекции Библиотеки конгресса США в Австралию.
Первый трансатлантический кабель телеграфа, соединивший США с Великобританией, проложили в 1858 году. Тогда королева Виктория отправила телеграмму президенту США Джеймсу Бьюкенену — на ее доставку ушло 17 часов.
Первый межконтинентальный оптоволоконный кабель проложили по дну Атлантического океана в 1988 году. Этот кабель, TAT-8, принадлежит операторам AT&T, France Telecom и British Telecom.
Слабые места подводных кабелей
Подводные кабели остаются основным элементом информационной инфраструктуры, и в связи с этим возникают проблемы, связанные с их уязвимостями. Их несколько.
- Уязвимость к механическим повреждениям. Обычный оптоволоконный кабель состоит из внутреннего оптического ядра, заключенного в оболочку из стали и медного проводника. Для изоляции используется полиэтилен. Диаметр такого кабеля составляет всего 17–21 мм. Кабели прокладывают специальные суда, а при прокладке используется подводный плуг, который закапывает их на небольшую глубину для лучшего доступа. Все это делает сети уязвимыми к повреждениям со стороны человека или животного. Также на целостность инфраструктуры сильно влияют природные катаклизмы. Ежегодно происходит более 100 инцидентов, связанных с повреждением кабелей.
- Уязвимость к прослушке. Во времена холодной войны в начале 1970-х годов американские военные успешно перехватывали данные, которые передавались по советскому подводному кабелю в Охотском море. Даже в наши дни, когда данные начали шифровать, спецслужбы могут получить контроль над кабелями. В 2013 году экс-сотрудник АНБ США Эдвард Сноуден рассказал, как британские и американские спецслужбы «прослушивали» более 200 кабелей в рамках сделки с американским телекоммуникационным гигантом AT&T.
- Сосредоточенность кабелей в отдельных регионах. Большая их часть по-прежнему проходит через США, хотя некоторые страны уже объединились для прокладки новых маршрутов в свете шпионского скандала с АНБ. Еще 17% мирового интернет-трафика проходит через Египет. Telecom Egypt, главный интернет-провайдер страны, берет плату с владельцев кабелей за их прокладку по стране. Отдельные инициативы направлены против обхода монополии китайского технологического гиганта Huawei, которого заподозрили во встраивании в кабели лазеек для шпионов. При этом Huawei Marine проложила или отремонтировала около 100 кабелей по всему миру.
- Недостаточная развитость инфраструктуры для ремонта. Всего в мире насчитывается около 60 ремонтных судов, а в эксплуатацию они вводятся крайне редко. При этом большинство судов старше 20 лет.
Крупнейшие аварии и их последствия
Государство без интернета
Тихоокеанское островное государство Тонга с населением около 100 тыс. человек оставалось без интернета дважды — в 2019 и 2022 годах. Оба раза причиной стал разрыв подводного кабеля Tonga Cable, соединяющего Тонга и другое океанское государство — Фиджи. В первом случае разрыв произошел из-за того, что судно бросило якорь слишком близко от магистрали, тот зацепился за кабель и порвал его. В итоге Тонга пришлось перейти на спутниковый интернет, а через несколько дней проблему удалось локализовать и начать устранять. Во втором случае причиной повреждения кабеля стало извержение вулкана. Тогда королевство потеряло связь с внешним миром на несколько недель, так как ближайшее ремонтное судно находилось в 4700 км.
Авария на крупнейшем кабеле
В июне 2022 года произошел разрыв интернет-кабеля Азия — Африка — Европа-1 (ААЕ-1) протяженностью 25 тыс. км, который соединяет Гонконг с Францией. Кабель обеспечивает интернетом более 20 стран — от Индии до Греции и Италии. Из-за аварии без связи остались более 100 млн человек. В Эфиопии интернет-охват упал на 90%. Облачные сервисы Google, Amazon и Microsoft не работали.
Разрыв на AAE-1 произошел в том месте, где кабель проходит по суше через Египет. Вероятной причиной обрыва назвали диверсию. Подключение восстановили через несколько часов. Европарламент в своем отчете подчеркнул, что в этом районе высок риск широкомасштабных сбоев в работе интернета, в том числе и из-за морского терроризма. В настоящее время через Египет проходит 16 кабелей, которые несут 17% мирового трафика.
Примечательно, что в 2013 году власти Египта уже арестовывали трех аквалангистов, которые перерезали другой кабель, SMW-4, обеспечивающий интернетом всю страну. Они заявили, что хотели украсть участок кабеля.
Авария на Востоке
В 2008 году при повреждении подводного кабеля без интернета остались 75 млн жителей Среднего Востока и Индии. Причиной аварии стал неудачно брошенный кораблем якорь. Она же вызвала еще серию инцидентов с перегрузкой сетевой инфраструктуры, так как слишком много трафика пустили в обход. В итоге не работали многие сайты и сервисы.
Коллапс компаний
В 2006 году из-за сильного землетрясения в 6,7 балла в Азии остались без интернета Тайвань и Гонконг. Стихия стала причиной выхода из строя 80% подводных кабелей, в том числе Азиатско-Тихоокеанской кабельной сети, которая связывает Северную и Юго-Восточную Азию, и линии SEA-ME-WE-2, которая тянется от Южной Кореи вокруг Евразии до Нидерландов. Из-за обрыва пострадало множество коммерческих компаний. Многие торговцы ценными бумагами в Гонконге и Сингапуре не смогли получить котировки и выполнить заказы, а дилеры заявили, что у них возникли трудности с доступом к международным поставщикам для получения информации.
Сбой в работе социальных сетей
5 марта 2024 года пользователи по всему миру сообщили о сбоях в работе соцсетей и других интернет-сервисов. Проблемы наблюдались у Facebook и Instagram (принадлежат Meta, признанной экстремистской и запрещенной в России), X (бывшая Twitter), Gmail, «Google Карты», Google Play, YouTube, TikTok, WhatsApp, Discord и др.
Ранее гонконгский провайдер HGC сообщил, что из-за атаки хуситов в Красном море оказались повреждены кабели Asia — Africa — Europe 1, Seacom, TGN и EIG. По оценкам компании, это затронуло порядка 25% трафика.
Пути решения проблем
Новые магистрали
Развитие спутникового интернета пока не способно полностью заменить кабели. В связи с этим государства и компании принимают меры для того, чтобы создать более разветвленную кабельную сеть, которая будет охватывать новые регионы, чтобы центров сосредоточения инфраструктуры стало больше.
Осенью 2022 года Google запустила подводный кабель Equiano, который соединил Западную Европу с Южной Африкой. Кабель длиной 15 тыс. км имеет самую высокую пропускную способность из всех, что протянуты до Африканского континента (150 Тбит/с). Он тянется из Португалии вдоль западного побережья Африки и заканчивается в южноафриканском Мелкбосстранде. Equiano получил несколько ответвлений, которые соединяют его с другими странами, включая Намибию и Того. В дальнейшем к кабелю планируется подключить Нигерию, Демократическую Республику Конго и остров Святой Елены. Таким образом, это первый кабель в регионе, который идет в обход Египта. Также Google объявила о строительстве кабелей Blue и Raman, которые соединят Индию с Францией, пройдя через Красное море, Израиль и Средиземное море.
Осенью 2022 года Google также запустила кабель Grace Hopper, который объединил сетевую инфраструктуру США, Великобритании и Испании. Кабель идет от Нью-Йорка до британского города Бьюд в графстве Корнуолл, а его ответвление направляется в испанский Бильбао.
Наконец, Google проложит первый подводный кабель Topaz от канадского Ванкувера до городов Миэ и Ибараки в Японии. Ожидается, что проект завершится в 2023 году.
Meta (признана экстремистской организацией и запрещена в России) также реализует проект кабеля 2Africa Pearls, который соединит Европу, Азию и Африку. Общая протяженность кабеля составит свыше 45 тыс. км, что близко к мировому рекорду. Точки доступа кабеля будут располагаться в Омане, ОАЭ, Катаре, Бахрейне, Кувейте, Ираке, Пакистане, Индии и Саудовской Аравии, а страны Африки будут соединены между собой перекрестным подключением.
Телекоммуникационные компании AzerTelecom и «Казахтелеком» подписали соглашение о прокладке Транскаспийского оптоволоконного кабеля по дну Каспийского моря в рамках проекта Digital Silk Way («Цифровой шелковый путь»). Его целью станет создание надежного цифрового канала между Европой и Азией.
А консорциум Far North Fiber уже получил первые инвестиции для прокладки первого в мире арктического кабеля протяженностью почти 17 тыс. км. В Far North Fiber участвуют американская Far North Digital, японская Arteria Networks и финская Cinia. Новая линия соединит Европу, Азию и Северную Америку. Кабель протянется от Европы до Японии через Гренландию, Канаду и Аляску, охватит Норвегию, Финляндию и Ирландию. Завершить проект планируется к концу 2026 года.
Системы предотвращения аварий и ремонта
Для того чтобы снизить число аварий с участием судов, на них устанавливают сенсоры, которые подают сигнал тревоги, если корабли подходят слишком близко к кабелям. А ремонтные суда оснащают новейшим оборудованием. Обслуживающая кабели французская компания Optic Marine в 2022 году ввела в эксплуатацию судно CS Cable Vigilance, которое имеет на борту подводный беспилотник.
Одновременно модернизируют системы оповещения о разрывах. Например, австралийская компания Telstra использует систему Always On для почти мгновенного перенаправления интернет-трафика с одного кабеля на другой в случае возникновения проблемы. Это позволяет сократить время восстановления доступа в интернет с восьми часов до менее чем 30 минут.
А Великобритания объявила, что разрабатывает многоцелевой разведывательный корабль, который будет помогать ВМФ и Министерству обороны обеспечивать безопасность подводной телекоммуникационной инфраструктуры. Судно оснастят передовыми датчиками и группировкой дистанционно управляемых и автономных подводных дронов. Его спустят на воду в 2024 году.
Изменения в законодательстве
Из-за опасений шпионажа со стороны других стран некоторые государства уже вводят новые правила контроля кабелей. В 2020 году Федеральная комиссия по связи США призвала провести проверку наиболее значимых интернет-кабелей со станциями обслуживания в конкурирующих странах. Это четыре кабеля, которые соединяют США и Китай. По мнению регулятора, проверки позволят гарантировать, что другие страны не смогут блокировать или перехватывать трафик.
В 2021 году Австралия, Великобритания и США также создали трехсторонний оборонный альянс AUKUS, который направлен на противодействие влиянию Китая в спорной акватории Южно-Китайского моря и на защиту подводной инфраструктуры в регионе. Теперь страны сотрудничают в области «кибервозможностей, искусственного интеллекта, квантовых технологий и дополнительных подводных возможностей».