Googleが新たな大西洋ケーブルにさらなるデータを詰め込む方法

Googleは、大西洋を横断する光ファイバーケーブルを建設中で、同種のものとしては最速になると発表している。来年開通すれば、約250テラビット/秒の伝送速度になると同社は見積もっている。これは、バージニア州からフランスまで、議会図書館の全コンテンツを毎秒3回伝送できる速度だ。これは、バージニア州とスペイン間で約160テラビット/秒の伝送速度を誇るFacebookとMicrosoftのMareaケーブルよりも約56%高速だ。

光ファイバーネットワークは、細いガラス繊維を通して光を送ることで機能します。庭のホースほどの直径を持つ光ファイバーケーブルには、複数の光ファイバーペアが内蔵されています。Googleの新しいケーブルが高速なのは、より多くの光ファイバーペアを伝送できるからです。現在、ほとんどの長距離海底ケーブルは、6対または8対の光ファイバーペアで構成されています。Googleは金曜日、「Dunant」と名付けられた新しいケーブルは、Googleと海底ケーブルの設計、製造、敷設を手掛けるSubComが開発した新技術により、12対の光ファイバーペアを収容する初のケーブルになると発表しました。

デュナンが最速の座を長く保つことはできないかもしれない。日本のIT大手NECは、16対の光ファイバーを用いた長距離海底ケーブルを実現する技術を保有していると発表している。また、Googleのネットワークアーキテクチャおよび光エンジニアリング責任者であるビジェイ・ブシリカラ氏は、同社が既に24対の光ファイバーケーブルの検討を進めていると述べた。

大陸間ケーブルの急増と容量の増加は、インターネットトラフィックの継続的な増加を反映しています。ケーブルは、活動家が遠く離れた国に抗議活動をライブ配信したり、企業が世界中で商品を売買したり、国際的な恋愛を促進したりすることを可能にしました。「国際通信は衛星によって行われていると信じている人は、いまだに多くいます」とNECの桑原篤取締役は言います。「1980年代にはそうでしたが、現在では国際通信の99%は海底ケーブルです。」

膨大な容量が追加されているため、現時点では需要を上回っています。最近のニューヨーク・タイムズ紙の記事に掲載されたアニメーションは、1989年以降の海底ケーブル数の爆発的な増加を示していました。この増加は続いています。調査会社テレジオグラフィーのアラン・モールディン氏によると、主要な海底ケーブルルートの潜在容量のうち、現在使用されているのは約30%に過ぎず、2021年までに60本以上の新しいケーブルがサービスを開始する予定です。これは、通信会社が今後何年にもわたって必要とされる量をはるかに超える光ファイバーを地中と海中に埋設した1990年代のドットコムバブルを彷彿とさせます。

しかし、現在の新規ケーブルの増加は、通信事業者によるものではなく、Google、Facebook、Microsoftといった企業によるものです。これらの企業は、世界中のデータセンター間を行き交うストリーミング動画、写真、その他のデータのために、これまで以上に多くの帯域幅を必要としています。専門家によると、海底ケーブル技術の向上に伴い、既に海中に大量の光ファイバーが埋もれている状況でも、企業が大陸間により高速で新しいルートを建設するのは、決して理にかなった動きではないとのことです。

自分の運命をコントロールする

モールディン氏によると、利用可能な容量はまだ豊富にあるものの、GoogleやFacebookのような企業は自社利用のための専用容量を持つことを好んでいるという。大手テクノロジー企業がコンソーシアムを通じて新しいケーブルに投資したり、場合によっては自社でケーブルを建設したりしている理由の一つはここにある。

「ネットワーク計画を立てる際には、ネットワークに十分な容量があるかどうかを把握することが重要です」とGoogleのブシリカラ氏は語る。「その方法の一つは、自らケーブルを敷設し、自らの運命をコントロールすることです。」

もう一つの要因は、多様化です。ケーブルの数が増えれば、ケーブルが切れたり故障したりしても、データの代替ルートを確保できます。同時に、欧州や北米以外でも、スマートフォンなどを使ってインターネットを利用する人が増えています。欧州のデータセンター企業Interxionの幹部マイク・ホランズ氏は、企業が北米と南米、あるいは欧州とアフリカといった新たなルートを検討するようになったと指摘します。Mareaケーブルは、この両方の要件を満たしており、FacebookやMicrosoftに北アフリカや中東へのより高速なルートを提供すると同時に、地震などで従来のルートが1つ以上途絶えた場合でも、欧州への代替ルートを確保します。

ビットあたりのコスト

テクノロジー企業にも経済的なインセンティブがある。通信会社からケーブルをリースするのではなく自社で保有することで、Googleなどの巨大テクノロジー企業は長期的にコスト削減につながる可能性があるとモールディン氏は言う。

新たな海底ケーブルの建設・敷設コストは下がっていません。しかし、企業がこれらのケーブルを通じてより多くのデータをより速く送る方法を見つけるにつれて、その価値は高まります。

光ファイバー通信システムの性能を向上させる方法はいくつかあります。一つは、データを端から端まで送信するために使用するエネルギーを増やすことです。しかし、データ信号の劣化を防ぐため、海底ケーブルには約100キロメートルごとに中継器が必要だとヴシリカラ氏は説明します。これらの中継器は信号だけでなく、途中で発生するノイズも増幅してしまうため、エネルギー増強の効果は薄れてしまいます。

光ファイバーケーブル内の各ファイバーペアが伝送できるデータ量を増やすこともできます。「高密度波長分割多重」と呼ばれる技術により、現在では1つのファイバーペアで100以上の波長を送信することが可能になっています。

あるいは、ケーブルにより多くの光ファイバーペアを詰め込むことも可能です。従来、光ファイバーケーブルの各ペアには、「ポンプ」と呼ばれる中継コンポーネントが2つ必要でした。ポンプは中継器の筐体内でスペースを占有するため、ポンプを追加するには海底ケーブルシステムの構築、展開、保守方法の変更が必要になります、とSubComのCTO、ゲオルグ・モース氏は述べています。

この問題を回避するため、SubComをはじめとする企業は、空間分割多重（SDM）と呼ばれる技術を用いて、4つのリピーターポンプで4対の光ファイバーペアに電力を供給できるようにしている。これにより各ペアの容量は減少するが、必要なポンプ数を半分に減らすことで、それを補って余りあるペアを追加できるとモーズ氏は言う。

「これは以前から当社のツールキットに含まれていました」とモーズ氏は言うが、他の企業と同様に、サブコム社はファイバーペアあたりの波長を増やすことに重点を置いてきた。

その結果、これまで以上に多くのデータを伝送できるケーブルが実現しました。つまり、ケーブル上で送信されるデータ1ビットあたりの総コストが削減されます。

訂正、2019年4月5日午後3時50分（東部標準時）：この記事の以前のバージョンでは、GoogleとSubComがケーブルに光ファイバーペアを追加できるようにした技術について誤って記載していました。

WIREDのその他の素晴らしい記事