Submarine Cable Nedir?

Tüm dünyadaki internet trafiğinin %99’unu omuzlarında taşıyan ve iletişimimizin omurgasını oluşturan internetin isimsiz kahramanları; denizaltı fiber kablolar.

Aşağıdaki resimden okyanus altından geçen fiber kabloları görebilirsiniz.

Submarine Cable Map

2022 Tarihi itibariyle şu anda aktif veya yapım aşamasında olan toplam 486 kablo sistemi ve 1.306 iniş noktası bulunmaktadır. Kullanılan bu kabloların toplam uzunluğu Mayıs 2022 itibariyle 1.350.000Km olarak tahmin edilmektedir ve saniyedeki hızları terabit seviyesindedir.

Bu kabloların uzunlukları farklılık göstermekle birlikte, Kıbrıs ve Türkiye arasında kullanılan Turcyos-1 isimli kablonun uzunluğu 110Km olabilirken, alttaki resimde görünen SEA-ME-WE3 isimli kablo şu an kullanılan en uzun kablo olma özelliğini taşır ve tam 39.000Km uzunluğundadır. Bu kablo 3 kıtanın birbiri ile iletişim kurmasına olanak sağlar.

SEA-ME-WE-3 FIBER CABLE

Erken Tarih: Telgraf ve Koaksiyel Kablolar

Su altı kablolarının tarihçesine baktığımızda ilk olarak 1842 yılında mors alfabesinin mucidi ve telgraf servis sahibi Samuel Morse tarafından, Hindistan — New York arası bakır bir tel olarak çekilmiştir.

İlk ticari kablo girişimi Jacob ve John Watkins Brett tarafından 1850’de denenmiş ancak başarılı olmamıştır. Brett’ler yeni bir şirket olan Submarine Telegraph Company’yi kurdular ve 1851'de yeni bir kablo döşediler. Bu kablonun birden fazla iletkeni ve demir tel zırhı vardı. Fransa ile telgraf iletişimi ilk kez o yılın Ekim ayında kuruldu. Bu, dünyanın herhangi bir yerinde hizmete giren ilk denizaltı telgraf kablosuydu.

Artan nüfus ve iletişimin güçlüğüne çözüm olarak görülen bu başarılı girişimler sayesinde talep arttı ve Great Eastern 1870 yılında Yemen’in Aden kentinden Hindistan’a ulaşan ilk ticari transatlantik telgraf kablosunu döşemeye devam etti.

Yakın Tarih: Fiber Optik Kablolar

Yakın tarihimize baktığımızda 1980’lerde fiber optik kablolar geliştirildi ve en büyük sorun olarak görünen düşük bant genişliği ve gecikme süreleri ortadan kalkmış oldu. Bununla birlikte iletişim ihtiyaçlarının giderek artması omurga sistemlerinin yatırımlarını arttırdı.

Deniz altı fiber kabloları teknik olarak kusursuz olsa da maliyeti oldukça yüksektir. Her ISP kendi deniz altı kablo maliyetini karşılayamayacağı için, global carrier’dan trafik ihtiyaçları doğrultusunda devre satın alırlar. Bazı carrierlar tüm maliyeti üstlenir ve upload(yukarı akış)-download(aşağı akış) oranlarına göre müşterilerinden kira alırlar. Bazı ISP’ler ortak şekilde maliyetleri üstlenerek denizaltı kablo sistemi döşerler. Özellikle son yıllarda çoğu özel ağ operatörlerinin kullandığı trafik miktarından daha çoğunu Google, Facebook, Amazon gibi içerik sağlayacıları kullandığından, bu tarz firmalar kendi omurga alt yapısına yatırım yapmaya başladı.

Yakın tarihten bir örnek vermek gerekirse; Google’ın 2020 yılında hayata geçirdiği Transatlantic Dunant denizaltı kablo sistemi Atlantik boyunca saniyede 250terabit/s gibi inanılmaz bir taşıma kapasitesine sahiptir.

Fiber Kabloların Sualtına Döşenmesi

Oldukça zor ve maliyetli olan bu işlem için ilk önce çevresel rahatsızlıkları ve sismik bozulmaları önlemek için kapsamlı bir deniz tabanı araştırması yapılır ve en uygun rota çizilir. Ardından bu işlem için özel olarak tasarlanan gemilere fiber optik kablolar devasa bobinlere sarmal şekilde yüklenir ve bir ucu geminin arka tarafından sarkıtılır. Kablonun iniş istasyonuna olan mesafesine göre gerekli tekrarlayıcı(sinyal güçlendirici) ve ayırıcılar gemiye yüklenir.

Gemi rotasına çıktıktan sonra kabloyu deniz altına yerleştirmek için plough/plow denilen alet deniz tabanına indirilir. Bu alet çapa görevi görür ve deniz tabını eşmek için kullanılır. Deniz tabanında ortalama 1500–2000 metre derinliğe 1.5–2 metrelik duruma göre 3 metrelik tüneller kazarak kabloyu yerleştirir. Animasyonlu anlatım için tıklayın.

Aşağıdaki resimlerde, denizaltı kablo döşeme işlemi için özel olarak tasarlanan gemileri ve toprak altına gömmek için kullanılan plough adlı aleti görebilirsiniz.

Denizaltı Kablo Gemisi

Denizaltı Kablo Gemisi

Plough

Sualtı Fiber Optik Kablo Yapısı

Toplamda 8 katmandan oluşur ve içten dışa doğru sıralayacak olursak;

1. Optik Fiberler

2. Jel

3. Bakır

4. Polikarbonat

5. Aluminyum

6. Çelik Kablolar

7. Polyester

8. Polietilen

A Submarine Fiber Cable

A Submarine Power Cable

Denizaltı Kabloların İniş Noktası (Kablo Sonlandırma Noktası)

Kabloların iniş noktaları seçilirken bazı kriterler göz önünde bulundurulur. Gemi çapaları ve balıkçılık nedenleriyle kabloların hasar görme riskini en aza indirmek için deniz trafiğinin az olduğu noktalar tercih edilir. Bununla birlikte gömülen kabloları ortaya çıkaracak potansiyel olarak kabloları hareket ettirecek dalgalı bölgelerden çok sığ ve kabloyu rahat gömmek için hafif eğimli kumlu deniz tabanları olan yerler tercih edilir.

SEA-ME-WE 4'ün Bangladeş’teki Cox ‘s Bazar’a iniş noktası

Bu iniş noktaları ülkeler için kritik önem düzeyine sahiptirler dolayısıyla yüksek güvenlik önlemi ile korunurlar ve olası sabotaj girişimlerine karşı konumlarını gizli tutarlar.

Örneğin, Avustralya hükümeti denizaltı kablo sistemlerinin “ulusal ekonomi için hayati” olduğunu düşünüyor. Buna göre, Avustralya İletişim ve Medya Kurumu (ACMA), Avustralya’yı dünyanın geri kalanına bağlayan kablolara potansiyel olarak zarar verebilecek faaliyetleri kısıtlayan koruma bölgeleri oluşturdu.

Ülkelerin bulut olarak adlandırılan internete çıkmaları için tek yol denizaltı kabloları değildir. Karasal kablolar kullanılarak trafik dağıtılır. Ancak karasal kablo altyapısı olmayan ya da kapasitesi sınırlı olan ülkelerde bu noktalara yapılacak bir saldırı ülkeyi internetsiz bırakabilir. Örneğin, 28 Mart 2011 tarihinde Gürcistan kökenli 75 yaşındaki Ayastan Shakaryan, kazı yaparken fiber kablolara zarar veriyor ve Ermenistan 5 saat boyunca internetsiz kalıyor.

Ülkemizin internet trafiğini dünyaya açan mevcut 5 denizaltı kablo noktaları aşağıdaki gibidir;

SeaMeWe-3 ve SeaMeWe-5 — Marmaris

MedNautilus Submarine System — İstanbul

Turcyos-1 — Bozyazı

Turcyos-2 — Samandağ

KAFOS — İğneada

Kablolarda Oluşan Hasarlar ve Kablo Tamiri

Her yıl 100’den fazla kablo hasarı meydana gelmektedir ve 1959–1996 yılları arası oluşan kablo hasarlarının sadece %9’u doğal afetler; deprem-akıntı neticesinde olmuştur. Bunlarla beraber en çok karşılaşılan kablo hasarları; balıkçılık faaliyetleri, çapalar ve sabotaj kaynaklı oluyor. Kimi zaman kablolara hasar veren bir köpekbalığı ısırığı olabiliyor.

Denizaltına çekilen bu kablolar elbette yedekli yapıya sahip olduklarından oluşan hasarlar neticesi trafik diğer kollardan geçerek bir etki yaratmıyor.

Oluşan hasar noktasının tespiti için bir zaman alan reflektometresi olan SSTDR-ODTR kullanılır. Yayılmış spektrum sinyalleri kabloya gönderilir ve ardından yansıyan sinyal gözlemlenir. Daha sonra, gönderilen sinyalin kopyası ile ilişkilendirilir ve kırılmayı bulmak için sinyallerin şekline ve zamanlamasına algoritmalar uygulanır.

Hasar yeri tespit sonrası sığ ve derin olmayan sularda onarımı dalgıçlar yapar. Daha derin yerler için özel kablo onarım gemileri lokasyona geçerler. En basit şekilde hasarlı olan kısım kesilir ve uzak uç gemiye çekilirek tamir edildikten sonra yakın uç ile tekrar birleştirilerek sualtına indirilir.

Hasarlı kablonun tamirini gösteren animasyon

Starlink Uyduları vs Fiber Kablolar

Elon Musk’ın sahibi oldu SpaceX firması tarafından hayata geçirilen Starlink Uydu Takımyıldızı projesi toplamda 42.000 uydu ile kullanıcılarına internet hizmeti sağlamayı planlamaktadır. Peki bu uydular mevcut fiber altyapıyı geride mi bırakacak? Fiber ile kıyaslandığı zaman bu soru kesinlikle bir anlam ifade etmiyor. Ölçülen en yüksek Starlink indirme hızı 200Megabit/s’yi geçmemişken, bir fiber 1000 megabit/s hızı son kullanıcıya ulaştırabilir. Aynı zamanda bu hız simetrik ve tutarlı olabilir.

Önemli Olaylar

· 1914'te Almanya, Pasifik’teki Fanning Adası kablo istasyonuna baskın düzenlendi.

· 1986'da, TAT-8 fiber optik kablosunun prototip ve üretim öncesi testleri ve AT&T tarafından Kanarya Adaları bölgesinde gerçekleştirilen yerleştirme prosedürleri sırasında, kabloda köpekbalığı ısırığı hasarı meydana geldi. Bu, köpekbalıklarının 1 kilometre (0.62 mil) derinliğe dalacağını ortaya çıkardı; bu derinlik, o zamana kadar köpekbalıklarının bu tür derinliklerde aktif olmadığını düşünen deniz biyologlarını şaşırttı.

· 2005 yılının temmuz ayında, Karacı’ nın 35 kilometre (22 mil) güneyinde bulunan ve Pakistan’ın ana dış iletişimini sağlayan SEA-ME-WE 3 denizaltı kablosunun bir kısmı arızalandı ve Pakistan’ın dünyanın geri kalanıyla neredeyse tüm iletişimini kesintiye uğrattı ve yaklaşık 10 milyon İnternet kullanıcısını etkiledi.

· Mart 2007'de korsanlar, Tayland, Vietnam ve Hong Kong’u birbirine bağlayan TVH denizaltı kablosunun 11 kilometrelik (7 mil) bir bölümünü çaldı ve Vietnam’ın İnternet kullanıcılarını çok daha düşük hızlarda etkiledi. Hırsızlar, 100 tonluk kabloyu hurda olarak satmaya çalıştı.

· 2011 Tōhoku depremi ve tsunamisi, Japonya’ya iniş yapan bir dizi denizaltı kablosuna zarar verdi.

· Şubat 2012'de, EASSy ve TEAMS kablolarındaki kesintiler, Kenya ve Uganda’daki ağların yaklaşık yarısını küresel İnternet’ten ayırdı.

· Kasım 2014'te SEA-ME-WE 3, bilinmeyen bir kablo arızası nedeniyle Avustralya’nın Perth kentinden Singapur’a olan tüm trafiği durdurdu.

· 25.000 kilometreyi (16.000 mil) aşan AAE-1, Güneydoğu Asya’yı Mısır üzerinden Avrupa’ya bağladı. İnşaat 2017 yılında tamamlandı.

· Haziran 2021'de Google, Praia Grande, Brezilya ve Punta del Este, Uruguay’da ek bağlantılarla Amerika Birleşik Devletleri’nin doğu kıyısından Arjantin’in Las Toninas kentine kadar uzanacak en uzun denizaltı kablosunu inşa ettiğini duyurdu. Kablo, kullanıcıların Arama, Gmail ve YouTube gibi Google ürünlerine ve ayrıca Google Cloud hizmetlerine hızlı ve düşük gecikmeli erişimini sağlayacaktır.

· 15 Ocak 2022'de Hunga Tonga Hunga Ha’apai yanardağının denizaltı patlaması, Tonga’ya giden tek uluslararası kabloyu ve Tonga’nın adalar arası kablolarından en az birini kırdı, dünyanın geri kalanıyla iletişimi ciddi şekilde kesintiye uğrattı ve yalnızca sınırlı uydu iletişimi bıraktı. Beklenen onarım 2022 Şubat ortasına kadar sürecek.

Kaynakça

https://www.submarinecablemap.com/

https://en.wikipedia.org/wiki/Dunant_(submarine_communications_cable)

https://en.wikipedia.org/wiki/Pipe-and-cable-laying_plough

https://en.wikipedia.org/wiki/Optical_amplifier#Doped_fiber_amplifiers

https://en.wikipedia.org/wiki/Submarine_power_cable

https://en.wikipedia.org/wiki/Cable_layer

https://en.wikipedia.org/wiki/Submarine_communications_cable#cite_note-dangerstocables-55

https://archive.md/20120708035409/http://findarticles.com/p/articles/mi_m0DUJ/is_9_105/ai_n27568414/

https://blog.telegeography.com/frequently-asked-questions-about-undersea-submarine-cables

https://crushtymks.com/tr/energy-and-power/633-installing-a-submarine-transmission-cable-how-they-do-it.html

https://www.tachus.com/post/starlink-vs-fiber#:~:text=When%20compared%20to%20Fiber%20there,but%20are%20symmetrical%20as%20well.