インターネットを支える見えない海運産業
(theverge.com)- 世界のデータの 99% は衛星ではなく海底光ケーブルを通っており、障害が起きるたびに少数の修理船と乗組員が海へ出て、インターネットの物理的基盤を支えている
- 海底には約 80万マイル のケーブルと600近いシステムが敷設されており、断線は年間 約200件 発生するが、冗長経路と修理体制のおかげでほとんど表面化しない
- 2011年の日本の 3/11大地震 では太平洋横断ケーブル12本のうち7本が切断され、災害時には国際接続まで失う可能性が現実のものとなった
- ケーブル修理は150年前の電信ケーブル時代と同じく、船が鉤型装置でケーブルを引き上げる方式が中核であり、主な原因はサメではなく 漁業・船舶・アンカー といった人間の活動である
- 新しいケーブル建設は増えている一方、修理船は世界77隻のうち 22隻 にとどまり、人材育成にも長い時間がかかるため、見えない保守産業の持続可能性が圧迫されている
海の下に敷かれたインターネットの物理基盤
- メール、TikTok、機密文書、銀行送金、衛星監視、FaceTime通話は、庭のホースほどの太さの 海底光ケーブル を通じて大陸間を移動する
- TeleGeographyによれば、世界の海底には約 80万マイル のケーブルがあり、ほぼ600のシステムで構成されている
- ケーブルは海岸近くでは埋設されるが、大半の区間では海底の上に置かれている
- 中心部の髪の毛のように細いガラス繊維が、レーザーでデータを伝送する
- すべてのケーブルが同時に切れれば、現代文明は正常に機能することが難しい
- Swiftと米国の銀行間決済システムは、1日 10兆ドル超 の取引清算に海底ケーブルを使っている
- 株式市場、為替取引、海外の製造・物流調整、政府の海外通信も影響を受ける
- 衛星では全トラフィックの 0.5%すら処理できない
- 接続性の高い国は冗長経路のおかげで完全に孤立しにくいが、ケーブル断線は平均すると2日に1回、年間 約200回 発生している
- この障害を復旧する主体は、戦略地点に配置された約 20数隻 の修理船と、船上で生活する約1,000人の人員である
2011年の日本大地震とOcean Linkの復旧任務
- 2011年3月11日、KCSのケーブル保守船 Ocean Link は日本東海岸から約20マイル沖にいた
- 日本のKitaibarakiと米国のPoint Arenaを結ぶ13,000マイルの光ケーブル修理を仕上げている最中だった
- 地震が発生すると船が揺れ、乗組員たちは津波を避けるためより深い海へ移動した
- 当時のOcean Linkは水深500フィート未満の海域にいた
- 乗組員たちは遠隔潜水機 Marcas を急いで回収した
- 津波は沖へ移動する途中で船の下を通過し、その後、衛星電話で家族に連絡しようとしたがつながらなかった
- 日本の3/11地震はマグニチュード 9.1 と記録され、津波と福島原発事故が続いた
- 死者は最終的にほぼ 2万人 に達した
- 50フィートの津波が福島原発の防波堤を越えて非常用発電機を浸水させ、原子炉冷却の失敗と炉心溶融につながった
- 地上の電話線と基地局が破壊されると、人々はメール、Skype、オンラインサービスに依存した
- 実際には日本の国際接続も危うかった
- 翌朝までに、日本の 12本の太平洋横断ケーブルのうち7本 が切断された
- エンジニアたちは残ったケーブルにトラフィックを迂回させたが、経路はほぼ最大容量に近かった
- NTTの運用センター責任者は、あと1本ケーブルが切れていたら米国向けトラフィックをすべて失っていたとみている
- 平時は、障害を最初に報告したケーブル所有者が修理順序を決める
- 当時はケーブル所有者たちがKCSに優先順位の決定を任せ、どのケーブルでも最も早く修理できるようにした
150年間ほとんど変わらない修理方式
- 海底ケーブル修理の基本は、切れた区間を新しいケーブル片でつなぎ直すことだ
- まずケーブルを切断するか、一方の端をつかんで引き上げる
- もう一方の端も引き上げて予備ケーブルを接続する
- 新しいケーブルをブイで示した最初のケーブルまで引いていき、そこでパッチする
- 深海ではこの工程のためにケーブル長が数マイル増える
- この方式は、19世紀にCyrus Fieldが大西洋電信ケーブルを回収・修理していた時代と本質的に変わらない
- 船が鉤型の grapnel を海底で引きずり、ケーブルを引っ掛けて引き上げる
- 現代の船舶は動的ポジショニングや各種切断装置を使うが、核心は依然として「船が大きな鉤を海底で引くこと」だ
- ACMAのAlasdair Wilkieは「ビクトリア時代のやり方そのまま」と語る
- 遠隔操作潜水機は浅い水深では有用だが、約 8,000フィート を超える深海では単純な装置のほうが適している
- Ocean Linkが2011年の地震後に行った最深の修理は、水深 6,200メートル、すなわち20,340フィートで実施された
- ケーブル断線の主因は自然災害だけではない
- ICPCによれば漁業が障害の約 40% を占める
- 底引き網漁、船舶のアンカー、クルーズ船・貨物船・レジャーボートの錨がケーブルを頻繁に損傷する
- 2023年には中国漁船が台湾沖の島へ向かうケーブルを切断し、国際問題となった
- スコットランド沿岸では底引き網漁船が複数のケーブルを切断し、島々がオフラインになった
- Anguillaでは不適切に停泊した大型ヨットが島全体の通信を止めた
- サメがインターネットケーブルを食べるという話は、誇張された神話に近い
- 1980年代後半、AT&Tのカナリア諸島近海の試験ケーブルでサメの歯が見つかった事例があった
- Bell Labsの調査では、リピーターの電磁場に引き寄せられた深海のcrocodile sharkが原因とされた
- 金属テープで補強して以降、サメ問題は解決したとみられる
- ICPCは2014年の声明で、魚による噛みつきは長らく障害原因ではなく、ほぼ常に人間が原因だと述べた
修理船・人材・市場構造がともに老朽化する産業
- 世界にはケーブル船が 77隻 あるが、その大半は収益性の高い新規ケーブル敷設に集中している
- 修理専用に指定された船は 22隻 しかなく、老朽化も深刻だ
- 一部はタグボートやフェリーから改造されたものだ
- Global Marineは資金不足を理由に船の寿命を40年まで延ばそうとしている
- 修理船4隻に1隻はすでに40年を超えている
- これに対し、ばら積み船やタンカーの設計寿命は20年である
- 保守事業はもともと巨大通信独占企業の内部機能に近かったが、通信会社の分割後、海洋部門が売却され、契約ベースの地域別体制へと変わった
- Cable & Wireless MarineはGlobal Marineになった
- AT&Tの海洋部門は現在、ニュージャージー拠点のSubComとなっている
- KCSはKDDIの子会社として残っている
- ACMAのような非営利協同組合にケーブル所有者が年会費と修理日当を支払い、指定船は障害通知後 24時間以内 の出航待機を行う
- この体制は日常的な断線には対応してきたが、利益率が薄く契約期間も短いため、1億ドル 規模の新造船投資を説得しにくい
- GoogleやMetaのようなハイパースケーラーがケーブル産業に参入し、需要構造も変わってきた
- 2016年ごろから、テック企業は帯域購入を超えて自前の海底ケーブルに数十億ドルを投資し始めた
- 目的はクラウドサービスの可用性確保とコンテンツライブラリの同期である
- 以前は人口中心地を結んでいたが、今ではデータセンター同士を結ぶ構造へ変わっている
- Mike Constableは、大西洋を渡るトラフィックの 80% が機械間通信の可能性があると語る
- 保守事業者にとって、ケーブル増加は機会であると同時に圧力でもある
- 修理すべきケーブルは増える
- 巨大テック企業の購買力は、船舶運航事業者にコスト削減圧力をかけうる
地政学と採用が生んだ新たなボトルネック
- 地政学的緊張は、新しいケーブルルートと修理可能性に直接影響する
- 南シナ海の係争水域では、ケーブル修理許可の取得がますます難しくなっている
- このため一部の新規システムは、フィリピンなどを経由するより遠回りのルートを選んでいる
- 中東紛争は、Red Seaというケーブルのボトルネック区間への懸念を高めている
- 2024年2月には、Houthiのロケット攻撃を受けた貨物船がアンカーを引きずり、アジアと欧州の主要接続3本を損傷して接続品質を低下させた
- Red Seaの脆弱性は北極ルートへの関心を再び高めたが、そのルートには氷の中で修理できる保守船がないという弱点が残る
- Nord Streamパイプライン爆発以降、各国政府は海底インフラの安全保障により大きな関心を示している
- NATOは海底インフラと「seabed warfare」に関するシンポジウムを開催した
- 英国は海底接続を巡回する海軍艦艇を投入した
- 欧州連合やインドなどは、保守船への直接投資案を提案している
- セキュリティ強化にはトレードオフがある
- ケーブルを保護回廊に集めれば、悪意ある攻撃の監視はしやすくなるかもしれない
- しかし1度の海底地滑りで同じ回廊内のケーブルがすべて切れるリスクも高まる
- ケーブル位置をより秘密にする方法も両面性がある
- 攻撃対象にされにくくできる
- しかし実際の最大の脅威である漁業事故や人為的ミスには、かえって弱くなる可能性がある
- 産業の低い認知度と新規人材確保の問題も悪化しかねない
- 人材問題は船より解決に時間がかかる
- 船は資金で造れるが、人は現場で何年も訓練しなければならない
- 職業の大半は現場で覚えるもので、長期間家を離れる必要があり、日程も不規則だ
- 船上のインターネット環境も劣悪で、KCSのKaida TakashiはOcean LinkにStarlinkを設置しようとしている
- 業界の低い認知度は採用の中核的な障壁だ
- ケーブル所有者は自社ケーブルが頻繁に切れるという評判を望まず、保守業者と秘密保持契約を結ぶ
- 国家安全保障上の懸念も業界の沈黙文化を強めている
- SubOpticの2022年の若手業界パネルでは、大衆認知を高めるべきだという意見が出た
- ある参加者は「ブランド問題ではなく、そもそもブランドが存在しない」と語った
Ocean Linkが残した154日間の修理記録
- Ocean Linkの最初の修理には1カ月を要し、失敗したgrapnel作業、漁具の絡まり、反復する放射線点検、嵐が重なった
- 6月には、千葉沖50マイルのJapan Trench深部に、複数のケーブルが交差するボトルネック区間が残っていた
- 8本のケーブルラインが互いに近接または重なって通っていた
- 1本をつかむ過程で隣のケーブルを切ってしまう可能性があった
- 各障害を個別に修理するのに十分な予備ケーブルがあるかも不確実だった
- Hiraiは、絡み合った区間を放棄し、その上に新しいシステムを敷く方式を選んだ
- 数マイル分のケーブルと2,000ポンドのbranching unitを放棄しなければならなかった
- その代わりループ数を減らして必要なケーブル量を抑えられた
- KCSのTakashi Kurokawaと同僚たちは、横浜港で10日間交代勤務しながら予備ケーブル片をつなぎ合わせた
- 10個の接続部、4個のrepeater、1個のbranching unitを組み立てた
- 3つの部分から成る 100マイル のシステムを保有する予備ケーブル片で構成した
- 光ファイバー接続は、ガラス繊維を清掃して直角に切断し、その後fusion splicerで電気アークを使って溶着する精密作業である
- 各接続部は海底の圧力下で最低 25年 、手を加えずに動作しなければならない
- 6月26日に試験は成功し、Ocean Linkはその日のうちに再出航した
- Hiraiは修理手順を 23段階 で計画した
- 南のMurayamaへ向かうケーブルを切断し、陸側の端をつかんで新しいケーブルを接続する
- 北側のケーブルをつかんで接続し、ブイ地点まで引いていく
- branching unitの2本の脚をそれぞれ最終接続した後、装置全体を海底へ下ろさなければならなかった
- 現場では Kuroshio Current が4ノットで流れており、船の位置維持は難しかったが、天候とうねりが良好だったため作業を進めた
- 8月にbranching unitの修理が終わり、福島危機が落ち着いたと判断した他の船も支援に到着した
- 最後の作業は、地震当日に中断されていたケーブル埋設を完了させることだった
- Ocean Linkは遠隔潜水機を再投入し、残ったケーブルを砂の下に埋めた
- 3/11地震は 20件超 のケーブル障害を引き起こし、Ocean Linkはそのうち 11件 を修理した
- 全作業は 154日間 にわたり、乗組員たちは国家的な喪の期間、卒業式、収穫祭、日常回復の時間を逃した
- Hiraiは帰港後に最終の日報を書き、横須賀へ戻る電車の中で携帯電話に見入る乗客たちを見ながら、自分たちは仕事をやり遂げたが、人々はその事実を知らないと思った
1件のコメント
Hacker Newsのコメント
6年間テクニカルダイバーとして水中の油圧・電気システムを修理していたので、この文章と演出がいっそう気に入ったのかもしれない。ただし、海底ケーブルよりはるかに浅い場所で働いていたし、友人の一人は敷設船のROVパイロットをしている。
壮大で見事な仕事で、ROVのカメラの前を奇妙で正体不明の生き物が素早くぼやけて横切るような不思議なこともよくある。
劇場では水中に潜んで、地上の観客1800〜2000人が「技術的な遅延」にいら立っている間に、水中リフトの安全装置や油圧漏れの可能性を点検したものだった。問題を解決したら客席の下から抜け出して、また仕事に戻っていた。
高度なデスクワークや金融、非物質的な製品が多い世界で、労働者階級として育ったせいか、私たちの脆い世界を物理的に支えている見えない人たちに強い敬意を抱くようになった。コロナ禍で、食料配達員や飲食店労働者がようやく目に入るようになったのもその一部で、医療従事者は言うまでもないが、いまなお多くの労働者が当然のように扱われている。
インターネットが遅いと愚痴る人と、嵐の海で厳しい条件のもと働く人を並べて思い浮かべると、その対比は滑稽でもあり、見方も変わる。ロープ作業もしていて、コロナ禍ではデスクワークが減ったのでそちらをもっと多くやるようになった。特に印象に残っているのは、NJのFBIビルの向かい側で、黒いバラクラバとマスク、黒い装備を身に着けて地上300フィートの高さにぶら下がり、外壁点検をしたことだ。1978年からプログラミングもしてきたが、満足するには仕事にある程度の物理性が必要だったし、それは幾重にも抽象化されたものではなく、世界とより直接つながっていると感じられるからだと思う。
ときどきデスクトップアプリやWebアプリケーションも作るが、ハードウェアに触れ、自分のコードが現実の物理世界に影響を与えるのを見る満足感には及ばない。
父は2000年代初頭にしばらくROV技術者をしていて、9・11直後とドットコムバブル崩壊後の2002年初めにレイオフされた。
出張は2回だけで、その最後はブラジル北部のRecifeで、船は故障対応のため待機していた。
母と妹と一緒に2001年のクリスマスにブラジルへ行けたことは忘れられない。顕微鏡の下で光ファイバーケーブル片の融着を見たり、港でROVを少し操縦してみたり、巨大なケーブルドラムの中に立ってみたりと、8歳の子どもにとってはどれもものすごくわくわくする体験だった。私にとって初めての海外であり、母にとって初めての飛行機でもあった。
ドットコムバブル崩壊がこの業界とその従事者にどれほど大きな打撃を与えたのかには驚かされる。父はその仕事から完全には立ち直れなかったようで、ごく最近まで、ドットコムブーム時に敷設された光ファイバーが多すぎて、追加敷設の必要がほとんどなかったと理解している。
この話題が面白いなら、Blind Man's Bluff: The Untold Story of American Submarine Espionageを強く勧める。
この本には、冷戦期にソ連の水中通信線を盗聴しようとしたOperation Ivy Bellsが出てくる。潜水艦がソ連のケーブルに録音装置を取り付けて、内容をすべて記録していた。
どうやってケーブルを見つけたのかも興味深い。ある技術者が、ミシシッピ川の近くで育ったとき、川岸に水中ケーブルがあるという標識をよく見たと話し、ソ連にも似たような標識があるはずだと推測した。
実際、潜水艦がひそかにソ連海域へ入り、潜望鏡を上げてみると、川岸にロシア語で「注意、水中ケーブル」と書かれた標識があった。
うわさでは、ソ連がこの事実を知ったあと、潜って装置を見つけ出し、分解の最中に奥深くで「Made in the USA」と刻まれたプレートを発見したという。
記事は興味深いが、Webサイトがひどい。読むにはこちらのリンクのほうが少しよい: https://archive.is/IpfNq
記事で引用されているTelegeographyは、インタラクティブな海底ケーブルマップを公開している: https://www.submarinecablemap.com
印刷版も買える: https://shop.telegeography.com/collections/telecom-maps/
記事の演出が苦手な人には、SafariのShow Reader Viewがよく効く。Firefoxも対応していて、Chromeは少し面倒だ。
記事そのものは好きになれそうなのに、演出の仕方のせいでかえって楽しみにくい。
最初の3場面で読むのをやめた。情報密度が低すぎるし、アニメーションが遅すぎる。
[1] https://en.m.wikipedia.org/wiki/Stanford_marshmallow_experim...
まだ読んでいないなら、Neal Stephensonが1996年にWiredに書いたMother Earth Mother Boardは、このジャンルの必読の古典だ。Wiredは最近ペイウォールを設けたようだが、archive.orgで読める。
https://web.archive.org/web/20151107094324/https://www.wired...
見落とされがちなグローバルインフラの一部を扱った素晴らしい記事だ。個人的には演出方法も気に入ったが、万人向けではないかもしれない。
海底ケーブルの世界をさらに扱った最新のVergecastエピソードもおすすめ: https://youtu.be/bJnt87JgKMU