データは海底を流れています。例えば、米国からヨーロッパへインターネットトラフィックを送る場合、通信は衛星ではなく海底ケーブルを経由して送られます。約378本の海底パイプがあり、そこを通る情報はガラスファイバーで伝送されます。多くのパイプが大西洋を横断していますが、Googleは海底を走るケーブルとしては最大容量となる新たなパイプを建設中です。その仕組みについて、知っておくべきことをご紹介します。
アメリカからフランスへ
このケーブルは、赤十字の創設者アンリ・デュナンにちなんで「デュナン」と名付けられ、アメリカからフランスまで約6,000キロメートルにわたって伸びます。Google専用のケーブルなので、（当然のことながら）Googleのネットワークの一部となり、データセンター間の接続や社内データの伝送などに利用されます。つまり、アメリカからヨーロッパの人にメールを送信した場合、そのメールの情報は将来このケーブルを経由して送信される可能性があるということです。
12対の繊維ストランド
デュナンは大西洋を横断する最大容量のケーブルとなります。実際、毎秒250テラビットのデータ伝送が可能です。これを、毎秒160テラビットの容量を誇る「マレア」と呼ばれるもう一つの強力な海底ケーブルと比較してみてください。
同社は、シンプルでありながら複雑な方法でこれを実現しています。まずシンプルなのは、Mareaのような海底ケーブルは、光ファイバーの芯線をペアにしてデータを伝送することです。例えばMareaは8ペア、つまり合計16本の光ファイバーを使用しています。各ペアは2車線道路のようなもので、片方の光ファイバーでは一方方向に交通が流れ、もう片方の光ファイバーでは反対方向に交通が流れます。
デュナンはより多くの光ファイバー対を収容するため、より多くのデータを伝送できます。合計12対、つまり24本の光ファイバーが収容されます。簡単に言えば、高速道路が拡張され、より多くの車やトラックが通行できるようになるのと同じように、デュナンはより多くの情報を伝送できるようになります。
アルマジロは必須
ケーブルにファイバーを追加してより多くの情報を伝送できるようにするのは、一見単純な戦略のように思えます。しかし、深海で何年も稼働するように設計された機器を製造する場合、ケーブルメーカーはコスト、複雑さ、電力といった問題に対処する必要があります。
長いケーブルでデータを送信する際の問題は、信号強度が弱まることです。実際、あるガイドラインでは、ケーブルが62マイル（約97.6km）長くなるごとに「信号強度は99%低下する」とされています。これは、Google Cloud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担当ディレクター、Vijay Vusirikala氏の言葉です。
海底ケーブルは、業界で「アルマジロ」というニックネームを持つ中継器によってこの問題を解決します。防水性と海底生物の大きな圧力に耐えられるよう設計された中継器は、「長い円筒形のチューブで、両端が先細りになっているので、まさに南米のアルマジロのように見えます」とブシリカラ氏は言います。
アルマジロ、つまり中継器には電力が必要ですが、海底にはコンセントがないため、電力は陸上から供給され、ケーブル内の銅被覆を通って送られます。ブシリカラ氏によると、一般的に海底ケーブルは約80キロメートルごとに中継器が設置されています。
光ポンプ
アルマジロの内部には光ポンプと呼ばれる部品があり、信号を増幅する。「光ポンプとはレーザーの専門用語で、大量の光エネルギーを出力し、その光エネルギーが信号を増幅するのです」とヴシリカラ氏は言う。
各光ポンプは2本のファイバーで動作します。しかし、これらの部品はすべて海底にあるため、企業はこれらの部品が壊れることを非常に望んでいません。もし中継器が故障した場合、企業はそれを引き上げて交換しなければなりません。これは「100万ドル規模の作業」になることもあると、ブシリカラ氏は言います。
部品が重要かつ修理が困難な場合、最適な対処法は冗長性です。海底ケーブルの建設業者は、各ファイバーペアに複数の光ポンプを設置します。これにより、片方の光ファイバーが破損してもバックアップが確保されます。各光ファイバーペアには3つのポンプが設置される可能性があり、ケーブルが8つの光ファイバーペアで構成されている場合、中継器には例えば24個のポンプが設置される可能性があります。
この新しい Google ケーブルには 12 対の光ファイバーが含まれるため、この戦略に従うと、各リピーターに大量のポンプが必要になります。これは高価で複雑です。
その解決策は？「ポンプシェアリング、あるいはポンプファーミング」と呼ばれる手法だとヴシリカラ氏は言う。この場合、Googleは複数のポンプを用いて、1対の光ファイバーだけでなく、2対または4対の光ファイバーで信号を増幅する。高速道路の料金所のようなものだと考えれば、車線ごとに料金所を1つずつ設置するよりも、複数の車線を一度に処理できる料金所を1つ設置する方がシンプルだ。
これらはすべて難解なもののように思えるかもしれないが、ポンプファーミング方式のおかげで、Google はコストとシステムの複雑さを過度に高めることなく、最初から非常に大きな容量のケーブルを構築できるのだ。
デュナンケーブルは2020年に稼働開始予定。
