Город в терабайтах: откуда в Екатеринбурге интернет и как он попадает в наши дома. Часть 1

Сетевое сердце

Из миллионов километров оптоволоконных сетей России только 1,4% (около 7 000 км) приходится на Свердловскую область. В Екатеринбурге магистральные сети связи «стекаются» в переулок Асбестовский, в здание центрального узла связи «Ростелекома».

Центральный узел оптической магистрали — это комплекс сетевого оборудования – ядро сети. Сравнение его с сердцем неслучайно: именно здесь поток интернета разделяется на множество каналов, чтобы в нужных объемах и с необходимой скоростью поступать во внутригородскую и внутриобластную сеть.

По своим функциям это оборудование напоминает устройства, регулирующие поток воды в ирригационных системах в садоводстве: вода, поступающая по основному каналу, направляется через отводные каналы на орошаемые поля. Сложная система управления позволяет регулировать объемы, скорость, время подачи воды, а также другие существенные факторы. Оптическое сетевое оборудование, конечно, гораздо умнее, но суть его работы — та же.

Почки, печень и другие органы

Здесь же располагается основное оборудование систем передачи оператора. Именно оно обеспечивает интернетом, мобильной и голосовой связью, а также интерактивным телевидением жителей города и области. Именно сюда поступает внешний сигнал с магистральных линий, а потом распределяется до абонентов. И наоборот: от компьютера пользователя — до серверов, на которых хранятся видео, картинки и проч.

Оборудование узла доступа – сложная система, которая включает в себя множество элементов: волоконно-оптические системы передачи, маршрутизаторы, коммутаторы, серверное оборудование, работающие как единый организм. От работы этих объектов зависит качество услуг не только «Ростелекома», но и других операторов связи, государственных структур, крупных федеральных компаний.

Современные технологии допускают передачу данных по паре оптических волокон со скоростью сотни гигабит в секунду, ведь переносчиком информации в данном случае будет свет, а его скорость перемещения — самая высокая во Вселенной. В упрощенном смысле двоичный код передается так: если свет горит —то это 1, не горит — тогда 0. Оптоволоконный интернет-кабель передает чередование нулей и единиц с такой скоростью, что невооруженным глазом это просто невозможно увидеть.

Оборудование DWDM

За смену импульсов отвечает передатчик, преобразующий электрические сигналы в световые. Попав туда, световые сигналы оказываются в плену у оптоволокна: свет не может выйти из стеклянного проводника, вместо этого он отражается обратно в волокно. Этот принцип позволяет передавать световые импульсы в волокне на очень большие расстояния. Участки регенерации составляют сотни километров.

После того как сигнал разделен, его нужно преобразовать из световых импульсов обратно в электрический сигнал, содержащий информацию.

Маршрутизатор

Это оборудование распределяет контент по направлениям и определяет маршрут его движения в соответствии с IP-адресом. Маршрутизатор — это сетевое устройство, которое соединяет различные компьютерные сети и управляет обменом данными между ними.

Здесь же проходит проверка IP-адресов, адресация хостов, портов, подсчет трафика. Пропускная способность современных маршрутизаторов может доходить до 1,6 Тбит (204,8 Гб) в секунду. Вес маршрутизатора — больше 100 кг.

Мозг системы

В центре обработки данных (ЦОД) «Ростелеком» хранит и обрабатывает информацию с сайтов, государственных ведомств и учреждений, а также коммерческих компаний. «Ростелекому» свое оборудование доверили 60 клиентов и 50–80 тысяч сайтов. Самые крупные из них — «ИнтернетПро» (NetAngels) и Google, который хранит здесь материалы, популярные у уральских пользователей. Это позволяет абонентам загружать контент быстрее.

Екатеринбургский ЦОД — один из крупнейших: общая емкость жестких дисков составляет 648 Тбайт (это где-то 414 720 фильмов).

При обработке данных оборудование сильно греется, а оптимальная температура в помещении должна быть 18–21 градус. Поэтому в зале установлены специальные мощные холодильники-кондиционеры. В помещении поддерживается постоянный уровень влажности 40–60%, а также установлена специальная система гидроизоляции, защищающая оборудование от протечек воды и затопления.

Как и в любом центре обработки данных, здесь имеется фальшпол — под керамическими плитами спрятаны километры проводов. К каждой телекоммуникационной стойке подведена мощность в 3,5 кВт, а также оптика от коммутаторов пропускной способностью до 10 Гбит/с.

На случай возгорания имеется система газового пожаротушения. Через 30 секунд после аварии в помещение пойдет газ, который полностью вытеснит кислород и тем самым не даст пламени разгореться. Помещение в этом случае останется без кислорода.

Подземный червь

Из ЦОДа и центральных узлов провода, как черви, расползаются по районам, улицам и закоулкам. Подземное царство поистине огромно. Кабельная канализация «Ростелекома» — самая протяженная в Екатеринбурге. Помимо собственных оптоволоконных линий там размещены кабели других операторов связи.

Если на кабеле происходит прорыв, ее точное место определяет умная аппаратура, и на починку отправляется специальная бригада. Монтажникам не приходится каждый раз раскапывать нужный провод, они попадают к месту устранения аварии через смотровое устройство кабельной канализации, которые располагаются через каждые 50 метров друг от друга и сверху закрываются чугунными крышками с надписью ГТС. Поэтому поломки в «Ростелекоме» устраняются максимально оперативно — и клиентам, которых у компании тысячи, не приходится долго ждать.

Несмотря на то что оптоволоконный кабель очень хрупок, он дает самое стабильное соединение и высокую скорость передачи данных (свыше100 Мбит/с по одной паре оптических волокон). Именно он проложен от узлового коммутатора до вашего дома, где находится следующий распределительный узел — точка коллективного доступа (ТКД).

Во второй части проекта мы расскажем, как интернет от ТКД добирается до квартир, ноутбуков и телефонов по проводам и по воздуху.