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谷歌、Facebook、微软……一大堆互联网巨头正在各大洋的海底较劲 ... ...

2019-11-25 13:37| 发布者: | 查看: 25| 评论: 0

摘要:   文:张超  当你在朋友圈上传一段小视频或是一张照片,远在美国、英国、日本等地的朋友,几乎同时可以刷到,你有没有想过,朋友圈为什么可以跨越千山万水,在几乎没有延迟的情况下就能分享彼此?  这背后,靠 ...

  文:张超

  当你在朋友圈上传一段小视频或是一张照片,远在美国、英国、日本等地的朋友,几乎同时可以刷到,你有没有想过,朋友圈为什么可以跨越千山万水,在几乎没有延迟的情况下就能分享彼此?

  这背后,靠的是一根根像头发丝一样粗的高纯度光纤,这些光纤被铺设在海底,穿越太平洋、大西洋、印度洋,串联起国际互联网,影响着全球几十亿人的生活。


头发丝般的光纤

  而随着互联网公司规模的增长,以及云计算的飞速发展,像谷歌、亚马逊、Facebook、微软等互联网巨头,以及纷纷加入到海底光缆的竞赛中来,这其中,也不乏中国巨头的身影。

   承担 95% 全球数据流量 

  人类的第一条海底通信电缆诞生于 1850 年,铺设在英国和法国之间,只能传输摩斯电报密码。随着电报和电话技术的发展,海底电缆技术进一步发展,1902 年,环球海底通信电缆已经建成。

  随着互联网的兴起,海底电缆各种不足(带宽有限、传输稳定性差等)开始凸显,利用激光在光导纤维中传输数据信息的技术被开始运用在通信上,就是现在的光纤电缆(光缆)。

  现代意义上的海底光缆出现在上世纪 80 年代。1988 年,美英法之间的首个越洋海底光缆(TAT-8)系统建成,该海底光缆全长 6700 公里,传输速率为每秒 280Mb。

  而从上世纪 90 年代至今,海底光缆通信和卫星通信成为洲际通信的主要手段。然而对比卫星通信,海底光缆有压倒性优势。


全球数据通信依赖海底光缆

  卫星部署在地球同步轨道或者更远的闪电轨道上,信息封包来回花费的时间比海底光缆要长,带宽提供能力以及通信质量较海底光缆要差。另外,人造卫星的寿命普遍不及海底光缆,只有海底光缆的1/2 左右,因此仅在一些岛屿和内陆国家有部分市场。海底光缆在相当长的一段时间里都将是各国进行国际通信的最主要方式。

  目前,海底光缆承接着除了电话、传真、电视信号、金融行情、互联网信息等众多内容。

  去年初的一份统计数据显示,全球海底光缆总长度已超过 120 万公里,数量超过 448 条,这些海底光缆承担着全球 95% 的国际数据流量传输重任。

   鲨鱼最爱的“磨牙棒” 

  海底光缆不仅关系到民众的通信,还关系到国家安全,因此光缆最多有 7 层各种各样的保护层,比如石腊层、钢管层、铝制防水层、聚乙烯外皮等,有些海底光缆甚至比普通成年人手臂还粗。


海底光缆结构示意图

  即便如此,海底光缆也经常被弄断,通常来说,近海海域的光缆事故大部分都是人为引发,渔业捕捞、船只抛锚都是重要原因。

  2003 年 10 月,一艘渔船起锚时刮在了海底光缆上,使得通往崇明岛的海底光缆被扯断,直接导致崇明岛上 3 万多有线电视用户信号中断,花了 4 天时间才得以修复。

  2006 年 12 月,中国台湾恒春地震,附近海域 13 条国际海底光缆受损,导致中国、欧洲、南亚部分地区的语音通信接通率和网速明显下降,1 亿多中国网民一个多月无法正常上网。


损坏的海底电缆

  更让人哭笑不得的是,鲨鱼特别喜欢找海底光缆的麻烦。

  鲨鱼啃咬攻击海底电缆的记录最早可以追溯到 1985 年,大西洋加纳利群岛附近的海底电缆上,被发现嵌着鲨鱼的牙齿。

  1989 年,《纽约时报》报道,称鲨鱼经常啃咬攻击美国、欧洲和日本之间的海底光缆。

  而联合国在 2009 年的一份报告中也表示,遗留在海底光缆鞘套上的牙齿证明,包括梭鱼、浅海鲨鱼和深海鲨鱼在内的多种鱼类,长期以来都在啃咬光缆。


鲨鱼啃咬海底光缆

  为什么鲨鱼总要跟海底光缆过不去?

  有研究认为,海底光缆内部电流流动会引起电磁场,这会让鲨鱼误认为是垂死挣扎的鱼类,而加州州立大学的 Chris Lowe 教授则认为,其实就是鲨鱼好奇,把海底光缆当成了“磨牙棒”。

   互联网巨头抢了运营商饭碗 

  海底光缆不只是鲨鱼嘴里的“磨牙棒”,也是互联网巨鳄眼中的香饽饽。谷歌、Facebook、微软、亚马逊等公司,原本都是海底光缆的大客户,而现在纷纷开始自建海底光缆。

  互联网科技公司抢运营商的饭碗,这是为什么?

  一方面,互联网巨头自身的需求近几年变得越来越大,2014 年,Facebook、微软、谷歌等互联网巨头对跨大西洋海底光缆带宽用量首次超过电信公司等其他用户的用量。


互联网巨头的海底光缆带宽需求大

  另一方面,云计算的快速发展促进了数据中心在全球范围内的部署,各地数据中心之间数据流动大、带宽需求多、速度要求快,为了配合以数据中心为代表的一系列互联网基础设施,互联网巨头必须考虑加入海底光缆数据传输业务。

  除此之外,随着各大互联网公司各类应用和平台发展,需要为全球数十亿用户提供不间断的服务,比如 Facebook 的视频、VR、直播服务,微软的 Office 365、Skype、Xbox Live 和 Azure 平台服务等,都离不开大流量、低延迟的带宽,而单纯依靠租用运营企业带宽已不能满足其发展需要,这促使互联网公司开始自建海底光缆。

  短短几年间,美国互联网巨头已迅速成为海底光缆的主要参与者,通过大量投资,互联网企业正在逐步取代电信运营商的地位。


2019 年 4 月,谷歌资助的居里光缆(Curie)在智利着陆

  有数据统计,5 年前,美国互联网企业在海底光缆最为密集的北大西洋地区仅占5% 的市场份额,但预计只需再过3—4 年,这一数字可能飞升至 90%。

   海底暗战“合纵连横” 

  互联网巨头们争相在海底“织网”,其中就数谷歌动作最快。

  从 2010 年开始,谷歌已经陆续投资了 14 条海底光缆,其中 3 条海底光缆还是由其独资的,总长超过 10 万公里,总投资额超过了 300 亿美元,单条海底光缆耗资从几亿美元到几十亿美元不等。


工人们正在铺设海底光缆

  2010 年投入使用的 Unity 海底光缆,是由谷歌、澳洲电信、新加坡电信等 6 家企业共同拥有,连接日本千仓至加州雷东多海滩,全长约 9620 公里。

  2018 年投入使用的 Junior 海底光缆,则是谷歌首条独资的海底光缆,连接巴西里约热内卢和桑托斯,全长 390 公里。

  面对谷歌的先发优势,互联网巨头们也并不是一味硬碰硬,而是更多采用了“合纵连横”,Facebook 就是其中的佼佼者。


海底光缆正在铺设

  Facebook 和谷歌起码合作过 2 条海底光缆。

  两大巨头的合作始于 2016 年建设的 PLCN 海底光缆,连接了中国香港、中国台湾、菲律宾和美国加州,全长达 12971 公里,目前这条海底光缆基本已经建成。

  另一条合作的海底光缆是 Havfrue/AEC-2,连接美国新泽西州和西欧,全长达到 7200 公里,按照计划在今年底可以投入使用,有意思的是,亚马逊已经跟该条海底光缆挪威分支的所有者和登陆方签署协议,也要接入这条海底光缆。


Facebook 和谷歌的 Havfrue/AEC-2 海底光缆

  Facebook 不只和谷歌打得火热,也和微软多次合作。

  2017 年 9 月,Facebook 和微软在美国弗吉尼亚海滩和西班牙毕尔巴鄂之间建立的 6600 公里海底光缆“Marea”建成投用,其数据传输速度高达为每秒 160Tb,相比 1988 年的美英法 TAT-8 海底光缆系统,传输速率提高了整整 57 万倍。


Facebook 和微软的“Marea”海底光缆

  Facebook 的合作对象还包括亚马逊。

  一条是 2017 年开建的 Jupiter 海底光缆,连接亚洲与北美,长约 14000 公里;另一条是 2018 年开建的 BtoBE 海底光缆,连接美国、中国香港及新加坡,长约 16000 公里,两条海底光缆都预计将在明年投入使用。

  中国厂商也有机会 

  有数据显示,全球 40% 的海底光缆是在 2000 年之前建设完成,而海底光缆的使用寿命一般在 25 年左右,因此第一批投建的海底光缆已经到了生命周期的末端,随着新旧更替的窗口期出现,今后几年,海底光缆设计、施工、铺设工作将更加激烈。

  然而,这些工作技术难度很高,号称光电传输领域金字塔的塔尖。原本,全球范围内能进行这些工作的,只有欧洲阿尔卡特朗讯、美国 TE SubCom 和日本 NEC 这“三巨头”,三家市场份额相加将近 80%。


日本 NEC 公司制作海底光缆

  不过,“三巨头”的格局近年来并不太稳固,2018 年,TE Subcom 被母公司 TE Connectivity 以 3.25 亿美元的价格出售给另一家美国公司,阿尔卡特朗讯的海底光缆业务也曾被母公司诺基亚待价而沽,只是最终没有合适买家接盘。

  其实,中国企业也有机会在这个巨头垄断的市场突围,原本华为旗下海底光缆工程商“华为海洋”就是其中的代表,过去十年,“华为海洋”新建海底光缆长度超过 5 万公里,已成为全球第四大海底光缆工程商,市占率约 10-15%。


亨通光电的海底电缆在铺设过程中

  只是处于业务方向调整,目前“华为海洋”已经被出售,接下来将由亨通光电 100% 控股。去年 11 月,亨通光电海底光缆交付量突破 1 万公里,而在收购“华为海洋”后,亨通光电也将跻身全球第四大海底光缆工程商。

  除了亨通光电,目前我国的烽火通信也在几年发展中,成为了具备全产业链能力的海底光缆厂商,这意味着我国厂商也开始拥有海底光缆行业的入场券,逐渐切入制造业高端领域,在今后海底光缆的新旧更替中,将有希望挑战国际巨头。


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