عوامل مؤثر بر استقرار سیستم های دریایی

در دهه 80 و اوایل دهه 90 میلادی، اپراتورهای کابلی دریا، ظرفیت سیستم‌های جدید خود را به صورت تعداد کانال صوتی بیان می‌کردند. با افزایش ترافیک داده‌ها در اینترنت، دیگر در سیستم‌های جدید به تعداد کانال اشاره نمی‌شود و ظرفیت هر شبکه با نرخ بیت بیان می‌گردد که در آغاز به صورت مگابیت در ثانیه بوده و در حال حاضر به صورت گیگابیت و یا ترابیت در ثانیه سنجیده می‌شود. در حال حاضر بیشتر ظرفیت کابل‌های زیردریایی، حداقل نه به طور مستقیم، برای مدارهاي صوتی استفاده نمی‌شود. علاوه بر اپراتورهای مخابراتی، ظرفیتی معادل ۲/۵ یا ۱۰/۰ گیگابیت در ثانیه به اپراتورهای اینترنت زیرساخت، شرکت‌های میزبان اینترنت و سایر اپراتورهای شبکه داده‌ها، به فروش می‌رسد.رشد 32 درصدی ترافیک اینترنت در سالشرکت سیسکو، در گزارشی که در سپتامبر 2011 منتشر کرده، ارزیابی سالانه از ترافیک اینترنت را ارايه داده و نرخ رشد سالیانه ترافیک IP را در سراسر جهان برای سال‌های 2010 تا 2015 برابر 32 درصد پیش بینی كرده است. نرخ ترافیک به طور قابل ملاحظه‌ای در بعضی نقاط مثل خاورمیانه (با 52 درصد) و آمریکای لاتین (با 48 درصد)، بالاتر برآورد می‌شود.دستگاه ها، اطلاعات و مراکز داده بیشتراز عوامل مؤثر در رشد شبکه می‌توان دستگاه‌های بیشتر، تلفن‌های ویژه هوشمند و تبلت‌ها، استفاده بیشتر از برنامه‌های کاربردی داده‌ها بر روی دستگاه‌های تلفن همراه، افزایش استفاده از ویديو دیجیتال، و میزبانی و ذخیره سازی مورد نیاز برای ارايه خدمات را برشمرد. به عنوان نمونه در پایان سال 2011 ،جهان ۶/۰ میلیارد کاربر تلفن همراه داشت که ۱/۲ میلیون نفر از آنها از خدمات پهن باند تلفن همراه استفاده می‌کردند. برای خط ثابت به اینترنت، در جهان ۰/۶ میلیارد مشترک ثابت پهن باند بود. در پایان سال 2011 ،جهان ۲/۳ میلیارد کاربر ثابت داشته است.مراکز داده ها، کمک به بار ترافیکتنها بخشی از تمام ترافیک اینترنت بر روی کابل‌های زیر دریا قرار می‌گیرد، اما ترافیک بین‌المللی نیز که تا حدودی به دلیل خدمات ارتباطی جدید در آفریقا و جنوب آسیا در حال افزایش است، با نرخ مشابه در نظر گرفته می‌شود. روند تعیین محل مراکز داده نیز می‌تواند در تقاضا برای فیبر در کابل‌های 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 هزینه‌های خنک کننده مناسب است، از موارد توسعه جدید هستند.روش های جدید بهینه سازی زمان تأخیریکی دیگر از موارد توسعه در سال‌های اخیر، کاهش زمان تأخیر برای ترافیک اطلاعات تجاری در بازار مالی و گسترش ویدئو کنفرانس‌هاست. زمان تأخیر کم، سود مالی قابل توجهی را برای شرکت‌های ســرمایه‌گذاری در استفــاده از رایانه برای تجارت برنامه‌ریزی شده فراهم می‌آورد. دستیابی به این امر با ارتقاء سیستم‌های انتقال موجود، و همچنین برنامه‌ریزی برای ایجاد مسیرهای جدید با هدف کاهش مسافت شبکه و به منظور کاهش زمان تأخیر، که بر حسب میلی ثانیه (MS) اندازه‌گیری می‌شود انجام می‌گیرد. بنا به گزارش‌ها، سیستم 1-AC نصب شده در سال 1998 که دو سوی اقیانوس اطلس را به هم وصل می‌نماید، پایین‌ترین رکورد تأخیر برابر ۶۴/۸ میلی ثانیه را دارد.هر دو شرکت امرالد اکسپرس و هیبرنیا اکسپـرس ادعا می‌کنند که سیستم‌های مربوطه آنها، اطلاعات را به سرعت در اقیانوس اطلس انتقال می‌دهند. در مورد سیستم اقیانوس اطلس هیبرنیا، زمان تأخیر از نیویورک و لندن کم و در حدود ۵۹/۶ میلی‌ثانیه است.جوزف هیلت معاون ارشد هیبرنیا در امور مالی در مصاحبه با هفته نامه تجاری بلومبرگ که در مارس 2012 منتشر شد اظهار داشت که در زدن هر دکمه، " آن پنج میلی ثانیه اضافی می‌تواند براي آنها میلیون‌ها ... (شرکت تجارت الکترونیکی) تمام شود. "نقطه به نقطه در مقابل شبکهبسیاری از سیستم‌های کابل جديد، از جمله سیستم‌های جدید بکار گرفته شده در آفریقا، از واحد انشعابی استفاده می‌کنند. این فناوري در اواخر دهه 1990 توسعه یافته و نشان داده است که برای مدیریت ترافیک و بهینه سازی در نصب کابل مؤثر است. در نمونه‌های اخیر سه کابل به محل انشعاب وارد می‌شوند. این کابل‌ها، یا دارای تعداد زیاد فیبر و یا کابل‌هایی با تعداد مختلف فیبر هستند. بنابراین، با این فناوری می‌توان به تمام كشورها از یک کابل بین‌المللی، کابل با تعداد کمتر فیبر نسبت به کل سیستم منشعب كرد. نتیجه آن است که سیستم‌های کابل زیردریایی در حال حاضر به عنوان شبکه‌های گرهي مطرح بوده و این تغییر قابل توجهی نسبت به شبکه‌های سال‌های اولیه است که همه مسیرهای شبکه به صورت نقطه به نقطه پیکربندی می‌شد.شکست مسئله دیسپرشن (پخش) در دهه 1990در دهه 90 میلادی، فناوری‌های جدید تقویت کننده‌های نوری و مولتی پلکس با تسهیم طول موج، نرخ انتقال بیت برای هر زوج فیبر را به ۲/۵ تا 5 گیگابیت در ثانیه رساندند. این تحولات، باعث پیشرفت عمده‌ای در طراحی و تولید فیبرهای نوری برای سیستم‌های زیردریا و کنترل دیسپرشن فیبر (پخش سیگنال‌های نوری) در مسافت‌های طولانی شده است. از سال 2000 به اين سو، پیشــرفت‌های قابــل توجه در فشرده سازی بیشتر طول موج و نرخ مدوالسیون سریعتر، نرخ انتقال را به بالایی یک ترابیت در ثانیه برای هر زوج فیبر رسانده است.پهنای باند، همچنان رو به افزایشدر حالی که چالش موجود برای کابل‌های قدرت، انتقال ولتاژ بالاتر در مسافت‌های طولانی است، چالش کابل‌های مخابراتی، انتقال پهنای باند بالاتر در مسافت‌های طولانی است. تفاوت اصلی این است که بیشتر پیشرفت‌های حاصل در سال‌های اخیر، نه در مورد فیبر یا کابل، بلکه بهبود فناوری در تقویت کننده‌ها و سیستم‌های انتقال حاصل شده است. از اولین فیبرنوری کابل‌های زیردریایی نصب شده در دهه هشتاد میلادی تاکنون، به دلیل بهبود لیزر و مدولاسیون الکترونیکی نرخ بیت، در هر زوج فیبر، از 280 مگابیت در ثانیه به 622 مگابیت در ثانیه افزایش یافته است. در قسمت قبلی این مقاله جدول جزئیات رشد در ظرفیت پهنای باند و پیاده سازی در سیستم‌های بین‌المللی از اواخر دهه 1980 تا اوایل قرن 21 ارايه شد. با توجه به رشد قوی در پهنای باند سیستم‌های نصب شده در 8 سال گذشته نیاز به تشریح جزئیات تحولات سیستم اولیه را به حداقل می‌رساند.علل افزایش نرخ بیتسوال مهم این است که چگونه در صنعت مخابرات، موفق به افزایش ظرفیت پهنای باند کابل در بیش از بیست سال گذشته شده‌اند؟ سه عامل برای بررسی می‌توان در نظر گرفت:1) تعداد جفت فیبر2) تعداد طول موج ،که اغلب به عنوان لاندا یا کانال اشاره می‌شود3) سرعت انتقال در هر یک از طول موج که برحسب گیگابیت در ثانیه اندازه‌گیری می‌شود.در یک استقرار سیستم های دریایی، تعداد فیبر به صورت "جفت فیبر" بیان می‌شود، به طوری که ترافیک دو سویه قابل استفاده است. با توجه به توسعه فناوری تافت‌گری و واتافت‌گری که برای تجمیع و مجزا نمودن طول موج استفاده می‌شود، تعداد طول موج‌هایی که به طور مؤثر می‌توان مدیریت و بر روی آنها اطلاعات ارسال نمود، به طور قابل توجهی افزایش یافته است.طول موج / کانال هاهمان طور که در شکل 2 نشان داده شده، تا سال 1995 ، به جز سیستم‌های محدودی که در انتقال از چند طول موج استفاده مي‌کردند هیچ سیستمی از نوع WDM مستقر نشده بود، در آن زمان تنها سه سیستم 12 -TAT با سه طول موج، 5-TPC با دو طول موج و یک کابل داخلی ژاپن که WDM را با استفاده از 4 طول موج مورد استفاده قرار میداد به صورت چند کاناله استفاده می‌شد. WDM سیستم‌هایی هستند که در آنها از چهار طول موج استفاده می‌شود. صنعت کابل زیردریایی تا سال 1998 که فناوری DWDM (با بیش از از 4 طول موج) به طور گسترده مطرح شد اصولا سیستم‌های با 2 و یا بیشتر طول موج را نمیشناخت.بالاخره در سال 1999 سیستم‌های با طول موج‌های بیشتر مورد استفاده قرار گرفت. در اواخر دهه 90، سیستم‌های DWDM ،فاصله کانال‌ها را بهبود بخشيده و از 100 گیگاهرتز (۰/۸ نانومتر) به 50 گیگاهرتز کاهش داد. این امر باعث شد که تولیدکنندگان بتوانند برای مصارف تجاری، تا 360 طول موج را به طور مؤثر در تست آزمایشگاهی انتقال دهند.مروری بر سیستم های نصب شده در اقیانوس اطلسهمان طور که در قسمت‌های قبل بیان شد، اولین کابل تلگراف دریایی در اقیانوس اطلس نصب شد. از دهه 1920 تا اواسط دهه 50 ،خدمات تلفنی در اقیانوس از طریق سیستم‌های رادیویی ارايه می‌شد. برای اولین بار در سال 1956، سیستم 1 – TAT با 36 کانال تلفنی در اطلس راه اندازی شد. سیستم جانشین آن از کابل‌های کواکسیال مشابه که برای ظرفیت‌های بالاتر طراحی شده بود و تا 10000 کانال تلفنی را انتقال می‌داد، قبل از نصب اولین کابل نوری اقیانوسی یعنی 8-TAT مورد استفاده قرار گرفت.تا اواسط دهه 90 ،این سیستم‌های کابلی توسط کنسرسیومی از ارايه دهندگان وقت در هر دو طرف اقیانوس اطلس ساخته می‌شد.