Erstellt am: 7. 8. 2016 - 19:00 Uhr
150 Jahre Transatlantikkabel
Im August haben die Verlegearbeiten für ein neues Glasfaserkabel quer über den Atlantik begonnen. Mit einer Übertragungskapazität von 160 Terabit pro Sekunde ist "Marea" nicht nur das bisher leistungsfähigste Kabel zwischen Europa und den USA, es ist auch das erste Kabel, das nicht von Telekoms oder Carriern kontrolliert wird, sondern von Internetkonzernen. Marea ist nämlich ein Joint Venture von Facebook und Microsoft, der Dritte im Bunde, die spanische Telefonica, ist nur über ihre Tochterfirma Telxius eingebunden, die für die Verlegung und das operative Management von "Marea" zuständig ist.
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Diese neue Verbindung wird - Zufall oder nicht - genau 150 Jahre nach der ersten zwischen den beiden Kontinenten verlegt, denn 1866 ging das erste Transatlantikkabel in Betrieb. Während die Verlegung eines Seekabels heute Routine ist und von darauf spezialisierten Schiffen vorgenommen wird, kam 1866 ein umfunktionierter Passagierdampfer zum Einsatz. Die 1854 in Großbritannien gebaute "Great Eastern" war mit 211 Metern Länge damals eines der größten Dampfschiffe überhaupt. Dieses erste, funktionstüchtige Kabel verlief auf der kürzestmöglichen Route zwischen Neufundland und dem Südzipfel Irlands.
Längeres Kabel, beschleunigter Transport
Jason Sobel, einer der führenden Techniker von Facebook über das Datencenter des Unternehmens in Ashburn, Virginia sowie die Ankündigung von Marea durch Microsoft
Die neue Hochleistungsverbindung von Facebook und Microsoft von Virginia Beach nach Bilbao ist deshalb ungewöhnlich, weil sie als einzige weiter südlich verläuft als alle anderen Kabel zwischen Europa und den USA. Mit 6.600 Kilometern ist es auch deutlich länger als alle übrigen Verbindungen, das 1866 verlegte Kupferkabel war im Vergleich dazu nur 3.400 Km lang. Die theoretischen Signallaufzeiten sind zwar in Kupfer und Glasfaser annähernd gleich, da sich die Signale annähernd mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten, Kupferkabel sind weitaus anfälliger für Störungen und weisen eine höhere Dämpfung auf. Dadurch kommt es zu höheren Fehlerraten, die durch Protokolle zur Fehlerkorrektur zwar korrigiert werden können, die Übertragungsrate wird dadurch aber naturgemäß gebremst.
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Kampf den Latenzen
Die unvermeidliche Dämpfung des Signals wird durch kleine Verstärker kompensiert, die sich in Abständen von mehreren Dutzend Kilometern im Kabel selbst befinden. Diese Verstärker werden über ein dünnes Kupferrohr, das gleichzeitig zum physischen Schutz der Glasfaserbündel dient, über Strom versorgt. Den sogenannten Nullleiter, also den zweiten Pol, der für den Stromfluss nötig ist, bildet das Salzwasser. Das Kupferrohr wird durch mehrere Isolationsschichten und geflochtene Schutzhüllen gegen das Eindringen von Wasser abgeschirmt. Der Datenstrom wird durch diese optischen Verstärker, die einen äußerst niedrigen Strombedarf haben, kaum gebremst, messbare Verzögerungen treten erst beim Switching in den Datencenters auf. Auch wenn die Switches dort auf derselben optischen Übertragungstechnologie basieren, entstehen Latenzen, die sich mit jeder dieser Umleitungen summieren.
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Im Kupferkabel von 1866 waren noch keine Verstärker, weil sie noch nicht erfunden waren. Die Signallaufzeiten waren damals nicht das Problem, sondern die Lesbarkeit der äußerst schwachen Signale. Diese ersten Übertragungen waren wie in den Jahrzehnten danach als Morsezeichen codiert. Welches übergeordnete Protokoll für Empfangsbestätigungen oder Ersuchen um Wiederholung dabei zum Einsatz kam, ist nicht überliefert. Das Protokoll dürfte jedenfalls dem Q-Code geähnelt haben, der seit 1909 in verschiedenen Varianten in der zivilen Luftfahrt, auf See, bei Funkamateuren und Militärs im Einsatz ist.
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Archaische Fehlerkorrekturen
Beginnend mit "Q" besteht der einstmals für die britische Marine erstellte Code aus drei Buchstaben, der funktechnische oder geografische Informationen, aber auch Rückfragen zur Fehlerkorrektur und Steuerungsbefehle übermittelt. "QRV" sowie die Kennung der eigenen Station bedeutet zum Beispiel "ich bin empfangsbereit", ohne die eigene Kennung ist es eine Frage an die Gegenstation. "QRO" denotiert nach demselben Muster "ich erhöhe die Sendeleistung" oder stellt eine Aufforderung dazu dar, "QSB" gibt Auskuft über die Stärke des Signalschwunds, "QRN" bezeichnet den Rauschanteil, "QSL" ist die Empfangsbestätigung usw.
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"Point to Point"-Duplex, wie gehabt
Die Metadaten der analogen Kommunikation wurden - und werden bis heute - im Frage- und Antwortschema von den Operators auf beiden Seiten sozusagen manuell ausgetauscht. Aufgrund der starken Dämpfung des Signals war das Kabel extrem verrauscht und starkem Schwund ausgesetzt, samt "Fehlerkorrektur" konnte die Übertragung eines Telegramms im Morsecode mehrere Stunden dauern. Die für damalige Verhältnisse exorbitanten Preise von zehn Dollar pro Wort sorgten dafür, dass nur große Unternehmen und staatliche Organe die transatlantischen Telegrammservices während der ersten Jahrzehnte nutzten. Im digitalen Datenverkehr erledigen diese Aufgabe zwar Maschinen, technisch-strukturell gesehen ist es freilich immer noch dasselbe Duplex-Verfahren wie heute zum Datenaustausch im "Point to Point"-Verkehr.
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Die Strategie hinter "Marea"
Die Netzwerktochter der spanischen Telefonica Telxius bietet zum Beispiel "Carrier Grade Ethernet" über Glasfaser mit 10 bis 100 Gіgabit an
Im Falle von "Marea" sind diese beiden Punkte Bilbao in Spanien und Virginia Beach. Im selben US-Bundesstaat baut Microsoft seit 2010 eines der größten seiner modularen Datencenter auf, das bisherige Investitionsvolumen in Boydton, VA beläuft sich auf mindestens 850 Millionen Dollar. Facebook ist ebenso in Virginia mit einem großen Datencenter an der Ostküste vertreten, in beiden Fällen fungieren sie als "Slaves" der Datenzentralen an der Westküste der USA, wo beide Konzerne ihren Hauptsitz haben. Diese Center sind daher über nur zwei "Hops" an Bilbao in Spanien angebunden, die Übertragungsprotokolle auf der gesamten, fast 7.000 Kilometer langen Datenstrecke stehen dabei unter der Kontrolle der beiden Internetkonzerne.
Von Bilbao aus ist London nur einen "Hop" entfernt, von dort wickelt Microsoft derzeit schon einen Großteil seines europäischen Datenverkehrs ab. In Bilbao terminiert auch das weltumspannende Glasfasernetz des indischen Carriers Tata. Der Landepunkt in Nordspanien zeigt auch, dass Facebook wie Microsoft wohl auch hier große Datenzentren einrichten werden, um Südeuropa sowie die Wachstumsregionen in Nordafrika und Nahost möglichst frei von Verzögerungen anzubinden. Vor allem in den letztgenannten Regionen, wo vergleichsweise schwach dimensionierte regionale und lokale Netze und entsprechend hohe Latenzen die Regel sind, ist das Bedingung, um Echtzeitdienste ohne Aussetzer bzw. gar Timeouts abzuwickeln.
Leviathan und die Weltkommunikation
Die "Great Eastern" hieß ursprünglich sehr passend "Leviathan", umgetauft wurde sie nach einer Kesselexplosion mit mehreren Toten. Bereits hatte es beim Stapellauf zwei Tote gegeben, erst den von einem Schlaganfall Tags davor dahingerafften, ursprünglichen Eigentümer und Bauleiter des Schiffs, das nach seinem Konkurs längst schon Banken gehörte sowie einen Matrosen, als beim Wassern eine Ankerkette riss. Es folgten Havarien und eine erneute Pleite, weil die Kosten für den Passagierverkehr zwischen den Kontinenten die Einnahmen überstiegen. Erst dann wurde die Great Eastern zu einem Kabelleger umgebaut, der den Anfang des Zeitalters der Weltvernetzung markieren sollte.