Ngày 29.7.1858, hai tàu chiến chạy bằng hơi nước đã gặp nhau ở giữa Đại Tây Dương. Chúng ở đó để kết nối hai tuyến cáp dài 4.000km, đường kính 1,5cm được đặt dưới đáy biển để châu Âu và Bắc Mỹ có thể lần đầu tiên liên lạc với nhau bằng điện tín.
2 tuần sau đó, Nữ hoàng Victoria của Vương quốc Anh gửi bức điện tín mừng thành công đến Tổng thống Mỹ James Buchanan. Sự kiện tiếp theo là cuộc tuần hành trên đường phố New York, mang theo bản sao con tàu kéo cáp và màn trình diễn pháo bông ngoạn mục tại Toà đô chính (City Hall).
Cáp đại dương đã có một bước tiến dài
Trong điện tín qua lại mừng thành công của hai quốc gia, Nữ hoàng Victoria hoan nghênh “nỗ lực quốc tế lớn của hai quốc gia” sau gần 20 năm nỗ lực; trong khi Tổng thống Buchanan thì xem đây là “chiến thắng vinh quang hơn cả chiến tranh chinh phục vì nó phục vụ con người chứ không phải giết người!”.
Điện tín mất 17 giờ để chuyển qua hai lục địa vì mỗi mã Morse phải mất 2 phút 5 giây. Dù tuyến cáp chỉ hoạt động được hơn một tháng rồi tê liệt do vấn đề kỹ thuật, nhưng một cuộc cách mạng thông tin toàn cầu đã chính thức bắt đầu. Năm 1866, những tuyến cáp mới được lắp đặt với tốc độ chuyển tải đạt từ 6-8 chữ/phút và tăng lên 540 từ/phút trước cuối thế kỷ. Năm 1956, cáp điện thoai đưới biển liên đại dương đầu tiên Transatlantic No. 1 (TAT-1) được lắp đặt thành công. Năm 1988, TAT-8 truyền được 280 megabytes/giây, tương đương 15 lần tốc độ kết nối Internet trung bình trên sợi quang học sử dụng ánh sáng để truyền dữ liệu.
- Xem thêm: Hệ thống cáp biển đang bị thách thức
Năm 2018, tuyến cáp Marea bắt đầu kết nối thành phố Bilbao của Tây Ban Nha và bang Virginia của nước Mỹ với tốc độ truyền lên đến 160 terabits/giây, tức 16 triệu lần nhanh hơn tốc độ kết nối Internet gia đình hiện nay. Hiện nay, trên thế giới có khoảng 380 tuyến cáp biển đang hoạt động với tổng chiều dài hơn 1,2 triệu km.
Hệ thống cáp biển là “lực lượng không nhìn thấy” nhưng có vai trò cực kỳ quan trọng trong việc phát triển Internet của thế giới đương đại. Trong những năm gần đây, những người khổng lồ Facebook, Google, Microsoft và Amazon đã bỏ ra nhiều tiền cho nó. Hệ thống cáp biển đảm nhiệm mọi hoạt động truyền thông tin và dữ liệu của chúng ta, nhưng trong thế giới của nối “mạng không dây” và smartphone, nhiều người không hề biết về sự tồn tại và “trọng trách cao cả” của hệ thống cáp biển.
Khi Internet trở nên cơ động hơn và “không dây” hơn, số dữ liệu truyền qua cáp quang dưới biển đã gia tăng kịch tính. Mạng lưới Internet toàn cầu phải nhờ đến sự hỗ trợ của cơ sở hạ tầng các tuyến cáp nằm dưới lòng biển. Nhưng chúng cũng rất dễ tổn thương, đặc biệt là thường bị đứt vì nhiều nguyên nhân khác nhau khiến đường truyền bị gián đoạn.
Nếu không có cáp dự phòng sẽ là thàm hoạ khi kết nối Internet đã trở thành một phần quan trọng không thể thiếu của cuộc sống. “Nhiều người sẽ cực kỳ kinh ngạc khi biết Internet vẫn còn lệ thuộc vào cáp biển thế nào” – Byron Clatterbuck, giám đốc điều hành Seacom, một công ty viễn thông đa quốc từng kéo nhiều tuyến cáp biển nối châu Phi với phần còn lại của thế giới, nói.
Cáp biển luôn có nguy cơ bị đứt
Các cư dân địa cầu ngày càng lệ thuộc vào các thiết bị di động và wi-fi nhưng có mấy ai nghĩ đến hay hiểu về công việc vất vả đặt những tuyến cáp dưới biển để giúp chúng ta kết nối với nhau? Nhiều người chỉ nhận thức được tầm quan trọng của cap khi nó bị đứt và nối mạng bị ngắt”.
Năm 2012, siêu bão Sandy tấn công bờ biển đông nước Mỹ gây thiệt hại 71 tỉ USD và làm hỏng nhiều tuyến cáp biển nối Bắc Mỹ với châu Âu. “Đây là vụ đứt cáp quy mô lớn – Frank Rey, giám đốc chiến lược mạng toàn cầu của Cloud Infrastructure and Operations, công ty con thuộc Microsoft, viết trong một thông báo – Thông tin liên lạc qua cáp từ Mỹ đến châu Âu và ngược lại bị cô lập hoàn toàn trong nhiều ngày.
Cơn bão được xem là lời cảnh báo về sự mong manh của những tuyến cáp quang xuyên đại dương mà phần lớn đến và đi từ hai bang phía Đông New York và New Jersey”. Để giảm thiệt hại, tuyến cáp biển mới Marea của Microsoft được lắp đặt từ bãi biển Virginia, cách xa hệ thống cáp cũ ở New York để phòng tái diễn cơn bão tương tự. Nhưng lỗi không chỉ do bão hay thiên nhiên. “Mỗi năm có khoảng 200 vụ đứt cáp mà đa số là do con người.
Có đến 2/3 vụ đứt cáp do tại nạn từ các hoạt động của con người trên biển như lưới cá, neo tàu vướng vào cáp – Tim Stronge, phó chủ tịch phụ trách nghiên cứu tại công ty nghiên cứu thị trường viễn thông TeleGeography, nói – Tuy nhiên, hậu quả khó giải quyết nhất vẫn là dứt cáp do thiên tai như động đất hay sụp đất dưới biển”. Một trận động đất 7 độ Richter tại ngoài khơi phía Đông Nam đảo Đài Loan năm 2006, và những dư chấn sau đó đã cắt đứt 8 tuyến cáp biển khiến Internet mất hoàn toàn và liên lạc giữa Đài Loan với Hong Kong, Trung Quốc, Nhật Bản và Hàn Quốc, Philippines bị gián đoạn.
Theo Stronge, một lý do mà người dùng Internet hiện nay không quan tâm lắm đến tin đứt cáp vì các công ty Internet và viễn thông luôn có tuyến cáp dự phòng khi một tuyến bị đứt để bảo đảm việc truy cập mạng ra bên ngoài chỉ có thể yếu chứ không bao giờ bị mất. Nhiều vụ đứt cáp không được cảnh báo trước. Ví dụ tháng 1.2008, nhiều nơi ở Bắc Phi và Vịnh Persic bỗng mất kết nối hay truy cập rất chậm.
Dò tìm phát hiện 3 sợi cáp ngoài khơi Ai Cập bị đứt mà thủ phạm làm đứt sợi cáp nối Dubai và Oman là một chiếc neo nặng 5.400kg. Nguyên nhân có thể là do phá hoại. Trong báo cáo năm 2017, công ty tư vấn Anh Policy Exchange cảnh báo về nguy cơ cáp biển bị phá hoại cố tình, đặc biệt là tại những vị trí khó theo dõi. An ninh và kinh tế đều bị ảnh hưởng bởi những vụ phá hoại như thế.
“Hiện nước Anh có 50 tuyến cáp kết nối với thế giới bên ngoài. “Nếu cơ sở hạ tầng mạng có thể bị tấn công DDoS và tin tặc khiến nhiều cơ quan và công ty bị ảnh hưởng thì ngoài biến, cắt cáp là chọn lựa của những kẻ phá hoại” – Clatterbuck nói.
Đặt cáp dưới biển không hề là việc đơn giản
Vậy cáp được lắp đặt ngoài biển thế nào? Theo Clatterbuck của Seacom, thời gian kéo xong một tuyến cáp có khi kéo dài vài năm và chi phí nhiều triệu USD. Tiến trình bắt đầu bằng việc nghiên cứu bản đồ hàng hải để tìm lộ trình đặt cáp lý tưởng nhất. Các sợi cáp chỉ an toàn dưới biển sâu khi đáy biển tương đối bằng phẳng và không va dập thường xuyên với đá hay bị sụp đất.
“Nói chung là đặt cáp càng sâu càng tốt – Clatterbuck nói – Sợi cáp hầu như không gặp vấn đề khi nằm dưới độ sâu cần có. Nó sẽ nằm im ở đó lâu dài mà không sợ tác động của con người, bão tố và sóng. Đặt cáp khó hơn nhiều ở đoạn gần bờ biển. Một sợi cáp chỉ cần dày vài cm ở đáy biển sâu nhưng khi lên gần bờ và nối mạng với mạng Internet đất liền phải được “mặc áo giáp” đầy đủ. Hãy tưởng tượng chiếc vòi phun nước tưới vườn bên trong có những ống nhỏ chứa những sợi cáp rất mảnh. Vòi phun đươc bọc bằng đồng dẫn dòng điện đôi khi lên đến 10.000 volts cung cấp trực tiếp cho cable và những “repeater” của nó.
Những sợi cáp được nhúng vào urethane, phủ đồng và nhúng lần nửa vào urethane. Phần cáp sát bờ biển nông có nhiều đá nên cần có thêm lớp áo giáp cực kỳ chắc chắn để cáp không bị những kẻ phá hoại cắt trộm. Nơi nào càng có nhiều nguy cơ phá hoại, áo giáp càng dày; dày hơn vòi phun tưới vườn, có bọc thêm plastic, kevlar của áo giáp và cả thép không rỉ.
Tuỳ theo bờ biển, các công ty cáp có thể xây dựng thêm hào bê tông ra tận ngoài khơi để “nhốt” cáp trong đó”. Stronge của TeleGeography bổ sung: “Trước khi tàu kéo cáp ra khơi công ty luôn gửi trước một con tàu lập bản đồ đáy biển dọc lộ trình muốn đặt cáp. Những điểm có dòng chảy mạnh bên dưới và miệng núi lửa cũ và dốc lớn đều phải tránh. Một khi lộ trình đặt cáp đã kiểm tra, điều chỉnh xong và công trình kết nối cáp với đất liền đã hoàn thành, tàu kéo cáp mới mang theo hàng tấn vật liệu và trang bị cần thiết mới lên đường làm nhiệm vụ”.
Theo Clatterbuck, đôi khi phải mất cả tháng mới chất xong đồ lên tàu. Cáp Marea do Microsoft chịu chi phí chung với Facebook dài 6.600km, nặng 4,6 triệu kg, tương đương 34 con cá voi xanh và phải mất hơn 2 năm mới đặt xong.
