Cáp ngầm chống thiên tai KDDI, NEC, thách thức liên tục
Trận động đất lớn ở phía Đông Nhật Bản đã gây ra thiệt hại lớn cho cáp ngầm. Tại KDDI, sự cố đã xảy ra tại 10 vị trí trên tuyến cáp quang biển bên bờ Thái Bình Dương, và phải mất khoảng nửa năm để khôi phục hoàn toàn. Vào tháng 1, một tuyến cáp ngầm đã bị hỏng do một vụ phun trào của núi lửa ngầm ngoài khơi bờ biển Tonga ở Nam Thái Bình Dương. Để bảo vệ "động mạch chủ thông tin", nơi đảm nhiệm 99% đường truyền Internet với nước ngoài khỏi thảm họa, những người liên quan đang ngày đêm nỗ lực.
KDDI có một con tàu chuyên dụng để sửa chữa cáp ngầm
"Đây là lần đầu tiên ở Nhật Bản xảy ra thiệt hại lớn như vậy." Hiroyuki Kuroda, trưởng nhóm KDDI, người đã điều phối việc thu xếp tàu để sửa chữa cáp ngầm vào năm 2011, nhớ lại:
■ Trạm hạ cánh cũng bị sập
Khi tình trạng cáp được ước tính dựa trên thông tin từ trung tâm giám sát mạng, tổng cộng có 10 sự cố, 3 sự cố ở ngoài khơi tỉnh Ibaraki, 6 ở ngoài khơi thành phố Choshi thuộc tỉnh Chiba, và 1 ở ngoài khơi tỉnh Kanagawa. ... "Cục đổ bộ", một cơ sở để nâng cáp tàu ngầm lên đất liền, cũng bị sập do sóng thần.
Trạm hạ cánh cáp ngầm của KDDI bị sập trong trận động đất ở Đông Nhật Bản
Người ta tin rằng mặt đất của đáy biển đã bị dịch chuyển bởi động đất và cáp tải khiến dây bị đứt. Ngay sau trận động đất ngày 11 tháng 3 năm 2011, KDDI bắt đầu tải các dây cáp thay thế lên con tàu chuyên dụng "KDDI Ocean Link" neo đậu tại Yokohama, và nhanh chóng đến địa điểm này khoảng một tuần sau đó.
Cáp cũng có thể bị hư hỏng do sạt lở đất, sạt lở đất và các hoạt động đánh bắt trên biển. Tuy nhiên, trong các trận động đất, dây cáp bị đứt thường bị chôn vùi trong cát và không thể phục hồi được. Công việc trùng tu vô cùng khó khăn và được hoàn thành vào tháng 8 năm 2011.
Cáp quang biển là một mạng cáp quang được đặt dưới đáy biển ở độ sâu từ 0 đến 8000 mét. Một lượng lớn dữ liệu có thể được trao đổi với tốc độ cao giữa các điểm được kết nối bằng dây cáp. Dung lượng mỗi cáp đã tăng khoảng 3000 lần trong vòng 20 năm qua, cho phép truyền video chất lượng cao. Độ trễ liên lạc là nhỏ và độ trễ cho chuyến đi khứ hồi từ Nhật Bản đến bờ biển phía Tây của Hoa Kỳ là khoảng 100 mili giây. Nó thường có thể hoạt động trong 25 năm ngay cả trong môi trường khắc nghiệt như biển sâu. Chịu trách nhiệm về khoảng 90% liên lạc internet với nước ngoài.
Phương pháp hạ cánh và sửa chữa cáp là một công việc thủ công ổn định.
Cáp ngầm, còn được gọi là động mạch chủ thông tin, là một hoạt động thủ công ổn định để bảo trì và vận hành. Một con tàu chuyên dụng chịu trách nhiệm sửa chữa tìm kiếm sợi cáp tại chỗ và cắt phần hư hỏng dưới đáy biển. Kéo một trong các dây cáp đã ngắt kết nối lên tàu và kiểm tra xem thông tin liên lạc với bề mặt cắt có hoạt động bình thường hay không. Sau đó, kéo cáp bên kia lên và gắn cáp dự phòng vào để sửa chữa. Cuối cùng, kết nối lại toàn bộ dây cáp trên tàu và cho chìm xuống đáy biển một lần nữa. Chuỗi công việc kéo dài 3-4 ngày. Bản thân quá trình này đã không thay đổi trong 50 năm.
■ Theo dõi kép là quan trọng
Một khi cáp bị hư hỏng trong một thảm họa, công việc thực địa tốn nhiều thời gian này là không thể tránh khỏi. Trong một thảm họa như Động đất Đông Nhật Bản, rất khó để tự gia cố cáp để không bị cắt. Kuroda nói: “Điều quan trọng là phải đảm bảo tính đa dạng của tuyến đường để có thể duy trì liên lạc ngay cả khi cáp bị đứt ở đâu đó”.
Năm 2016, KDDI bắt đầu vận hành "FASTER" như một tuyến cáp ngầm kết nối Nhật Bản và Hoa Kỳ qua Thái Bình Dương. Ngoài KDDI, sáu công ty bao gồm China Mobile, một công ty viễn thông lớn của Trung Quốc và Google ở Hoa Kỳ đã hình thành một khoản đầu tư chung khoảng 30 tỷ yên vào năm 2014 để thành lập. Vào thời điểm năm 2011, KDDI vận hành hai tuyến cáp chính giữa Nhật Bản và Hoa Kỳ.
Mục đích là để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về nội dung dung lượng lớn như video, nhưng cần lưu ý đến sự dư thừa. Bằng cách chuẩn bị ba cáp, có thể tiếp tục liên lạc ngay cả khi một hoặc hai cáp bị hỏng. Trong Faster, điểm hạ cánh của cáp được phân nhánh thành hai nơi, ngoài khơi tỉnh Mie và ngoài khơi tỉnh Chiba. Nếu sự cố xảy ra ngoài khơi tỉnh Chiba, thông tin liên lạc có thể được duy trì trên tuyến đường ngoài khơi tỉnh Mie. Mạng cáp quang biển có thể hoạt động ngay cả khi một trong các trạm hạ cánh không hoạt động và có khả năng chống chịu thiên tai đã được chuẩn bị sẵn sàng.
Thảm họa ảnh hưởng đến cáp ngầm đã xảy ra trong 22 năm. Vào tháng Giêng, một vụ phun trào của một ngọn núi lửa ngầm ngoài khơi bờ biển Tonga đã làm hỏng cáp ngầm và làm gián đoạn thông tin liên lạc trên một số hòn đảo xa xôi. Cáp ngoài Tonga không được theo dõi kép, và nếu một cáp bị cắt, liên lạc sẽ bị ảnh hưởng. Khi lượng thông tin liên lạc dữ liệu trên thế giới tăng lên và tầm quan trọng của cáp ngầm hỗ trợ liên lạc thông tin tăng lên, cần phải tăng cường hơn nữa.
■ Rủi ro tấn công, bảo vệ bởi công cộng và tư nhân
Cáp tàu ngầm có nguy cơ gia tăng không chỉ về thiên tai mà còn về an ninh. Giáo sư Motohiro Tsuchiya của Đại học Keio, người chuyên về cáp ngầm chỉ ra rằng "những kẻ khủng bố có thể cố tình cắt cáp. Trong các cuộc xung đột quốc tế như Đài Loan dự phòng, có khả năng cắt với mục đích phá hủy cơ sở hạ tầng thông tin".
Công ước của Liên hợp quốc về Luật Biển bị cấm phá hủy cáp ngầm. Khi đặt cáp ngầm phải được phép của quốc gia có thẩm quyền trong lãnh hải. Tuy nhiên, "Vì sợi cáp được để ngoài biển nên nếu sợi cáp thực sự bị cắt thì không biết ai đã cắt. Rất khó để ngăn chặn việc cắt cáp", Tsuchiya nói.
Có những rủi ro khác ngoài sự mất kết nối vật lý. Nếu hệ thống của “trạm hạ cánh” nâng cáp quang biển bị tấn công mạng, nó sẽ cản trở việc kết nối liên lạc với nước ngoài.
Hiroyuki Kuroda, trưởng nhóm phụ trách cáp ngầm tại KDDI, nói rằng những nguy cơ tấn công như vậy không thể chỉ riêng các công ty tư nhân có thể ngăn chặn được. Điều quan trọng là phải tạo ra một hệ thống bảo vệ cơ sở hạ tầng quan trọng với khu vực công và tư nhân.
(Daiki Hiraoka)
■ NEC, sử dụng đúng cách tùy thuộc vào vị trí lắp đặt
NEC là công ty hàng đầu thế giới về sản xuất và lắp đặt cáp ngầm. Chọn các điểm đặt thích hợp để có thể thực hiện hoạt động ổn định ngay cả trong trường hợp xảy ra thảm họa, đồng thời tiến hành phát triển công nghệ như tăng cường độ bền của cáp. Nó có một chức năng hữu ích để quan sát động đất và sóng thần, và đang cải thiện khả năng ứng phó với thảm họa.
Công việc hạ cánh bằng tàu đặt cáp Strider
NEC xử lý mọi thứ từ dây cáp đến sản xuất bộ lặp, khảo sát hải dương học trước khi lắp đặt, lựa chọn tuyến đường và công việc lắp đặt. Nó đã có thành tích đi hơn 300.000 km tổng cộng. Với thế mạnh ở khu vực Châu Á - Thái Bình Dương, năm 2021, chúng tôi đã nhận được đơn đặt hàng từ nhà điều hành tuyến cáp quang biển thuộc sở hữu nhà nước của Palau cho dự án kết nối Palau với Đông Nam Á và lục địa Hoa Kỳ. Tại Nhật Bản, chúng tôi đã ký hợp đồng cung cấp tại Okinawa vào năm 2010.
■ 30% thị phần thế giới
Trong thị trường cáp quang biển dành cho truyền thông, Subcom của Mỹ chiếm 40%, NEC chiếm 30% và Alcatel-Lumarine Networks của Pháp chiếm 20%. Ba công ty chiếm phần lớn thị trường.
Một khi cáp quang biển được đặt, hoạt động ổn định là điều kiện tiên quyết trong nhiều thập kỷ. "Điều quan trọng là chọn một con đường đẻ ít có khả năng gây ra thất bại." Kohei Suzuki thuộc Bộ phận Hệ thống Hàng hải cho biết:
Địa hình tự nhiên như núi lửa và các đứt gãy dưới đáy biển là trở ngại lớn cho dây cáp. Điều này là do sức nóng của núi lửa có thể làm tan chảy cáp, hoặc chênh lệch độ cao có thể khiến cáp bị quá tải và hư hỏng.
Tiến hành khảo sát sơ bộ trên một tàu nghiên cứu có tham khảo các hải đồ đã xuất bản. Khám phá địa hình bằng cách áp dụng sóng âm vào đáy biển. Chọn vị trí đặt bằng cách lặp lại các công việc ổn định như kiểm tra địa chất của đáy biển.
NEC đang phát triển một loại cáp có thể trao đổi thêm thông tin
Ngoài ra, có sẵn bốn loại cáp với độ dày khác nhau. Chọn loại cáp phù hợp với từng vị trí mỗi lần.
Ví dụ, ở những nơi nông, dễ bị ảnh hưởng bởi giao thông của tàu thuyền và gió bão, sử dụng cáp tăng cường độ bền bằng cách quấn dây sắt xung quanh cáp. Mặt khác, nó phải mỏng ở vùng biển sâu, chẳng hạn như vài nghìn mét dưới biển. Nếu các điều kiện như địa hình phức tạp, loại cáp có thể được thay đổi cho từng vị trí.
■ Quan sát động đất và sóng thần
Phương pháp đẻ cũng được nghĩ ra. Chôn trong cát dưới đáy biển hoặc đeo thiết bị bảo vệ từ trên cao xuống. Những thủ thuật này làm giảm khả năng hư hỏng cáp do chuyển động của nước xảy ra trong quá trình chuyển hướng của tàu đến và đi. Thương mại đang nở rộ ở những khu vực cần cáp ngầm. Luôn luôn có rủi ro cho việc chuyển hướng của tàu.
Cáp tàu ngầm cũng rất hữu ích để quan sát động đất và sóng thần (do Viện Nghiên cứu Quốc gia về Khoa học Trái đất và Phòng chống Thiên tai cung cấp)
Ngoài vai trò là động mạch chủ của thông tin và liên lạc, NEC còn chịu trách nhiệm sản xuất và lắp đặt các loại cáp ngầm hữu ích để đo động đất và sóng thần.
Trong hệ thống quan sát địa chấn sóng thần kiểu cáp ngầm, một thiết bị quan sát có thể đo sức mạnh của động đất và áp lực nước của sóng thần sẽ được xây dựng bằng cách kết nối cáp ngầm. Kết quả quan sát có thể nhanh chóng được truyền vào đất liền. Trong trường hợp trận động đất có tâm chấn là đáy biển, có thể biết cực đại xảy ra động đất trong vài chục giây và sóng thần xuất hiện sớm hơn vài chục phút. Nó được kỳ vọng sẽ góp phần giảm thiểu thiệt hại bằng cách truyền thông tin về động đất và sóng thần nhanh hơn.
■ Chiến lược cho toàn bộ thông tin liên lạc là vô hình
Tại NEC, hệ thống CNTT (công nghệ thông tin) chiếm hơn một nửa doanh số bán hàng, nhưng NEC cũng có công nghệ có thể cung cấp tất cả các loại hệ thống truyền thông. Các trạm gốc "5G" chuẩn truyền thông tốc độ cao trên đất liền, liên lạc qua vệ tinh nhân tạo trong không gian, và cáp ngầm trên biển có thể được sử dụng trong mọi môi trường.
Vào năm 2021, chúng tôi đã nhận được đơn đặt hàng từ Facebook (hiện tại là Meta) về việc lắp đặt một tuyến cáp ngầm để liên lạc kết nối châu Âu và Hoa Kỳ qua Bắc Đại Tây Dương. Đây là đơn hàng đầu tiên nhận được ở Bắc Đại Tây Dương.
Vào tháng 10 năm 2009, họ thông báo rằng họ đã phát triển một tuyến cáp ngầm mới tạo điều kiện liên lạc với sự hợp tác của OCC, công ty sản xuất cáp và Sumitomo Electric Industries. Người ta mong đợi rằng lượng thông tin có thể được truyền đạt có thể được tăng lên.
Mặc dù nó có sự hiện diện mạnh mẽ với cáp ngầm, nó đã phải vật lộn với sự mở rộng ra nước ngoài của truyền thông không dây. Dự kiến, việc trao đổi dữ liệu với nước ngoài sẽ tiếp tục tăng và tầm quan trọng của thông tin liên lạc sẽ tăng lên. Sức mạnh toàn diện của NEC có thể là một thế mạnh, nhưng chiến lược tổng thể tóm tắt những thành tựu đạt được trên từng lĩnh vực truyền thông vẫn chưa thể hiện rõ. Cần phải tạo ra một chiến lược tận dụng thành tích của cáp ngầm trong các lĩnh vực khác.
