Cáp dữ liệu dưới biển hoạt động như thế nào? Điều gì xảy ra khi dây cáp đã lỗi thời?

Bạn đã bao giờ tự hỏi làm cách nào một video YouTube có thể được gửi đi khắp thế giới chỉ trong mili giây? Hoặc làm thế nào bạn có thể trò chuyện video với một người bạn ở Úc từ Hoa Kỳ trong thời gian thực? Tất cả điều này đều có thể thực hiện được nhờ các tuyến cáp dưới biển trải dài hàng nghìn dặm dọc theo đáy biển để kết nối các lục địa, quốc gia và thành phố trên toàn thế giới. Đặt cáp dưới đáy biển cần loại cáp rất đặc biệt, rất nhiều sự chuẩn bị và một số thiết bị thực sự tuyệt vời.

Tại sao cáp dưới biển lại quan trọng như vậy?

Với rất nhiều phương tiện viễn thông cũ chạy qua vệ tinh, nhiều người sẽ nghĩ rằng dữ liệu truyền đi hàng nghìn dặm chỉ có thể được truyền tới một vệ tinh và đến quốc gia tiếp theo. Hóa ra, các vệ tinh không thể xử lý nhiều luồng thông tin như vậy. Nó quá đắt và mất tín hiệu và dữ liệu trong quá trình truyền là một vấn đề. Gửi hàng terabyte dữ liệu qua không gian có thể tốn hàng tỷ đô la cho mỗi dòng. Trên thực tế, “Chín mươi chín phần trăm dữ liệu quốc tế được truyền bằng dây dưới đáy đại dương được gọi là cáp thông tin liên lạc dưới biển”, theo Mental Floss. Vì vậy, phần lớn thông tin trên thế giới di chuyển qua đại dương trên hơn một triệu km cáp. Từ điểm này đến điểm khác, mỗi tuyến cáp có thể ngắn từ 131 km cho đến 20.000 km đối với cáp Asia America Gateway.

Cáp tàu ngầm là ngành kinh doanh cũ

Đặt cáp dọc theo đáy đại dương có vẻ như nó đòi hỏi công nghệ tiên tiến - và thiết bị được sử dụng ngày nay chắc chắn là vậy - nhưng chúng tôi thực sự đã làm điều đó hơn 160 năm! Cáp xuyên Đại Tây Dương đầu tiên được đặt vào năm 1858 để liên lạc bằng điện báo. Kết nối Newfoundland, Canada với Ireland, sau khi hoàn thành, chỉ mất vài phút để liên lạc giữa hai quốc gia. Thật không may, kết nối bắt đầu suy giảm và điện áp được tăng lên trong nỗ lực làm cho tín hiệu mạnh hơn, làm đứt cáp. Trong vài năm tiếp theo, hai dây cáp khác đã được chiên trước khi một loại cáp mới được sản xuất vào năm 1865, khắc phục sự cố này.

Giờ đây, các bộ lặp đặt dọc theo cáp sau mỗi 40-80 km, khuếch đại tín hiệu để đảm bảo nó có thể di chuyển hàng nghìn dặm. Cáp mới có thể xử lý hơn 200 Tbps dữ liệu và với tốc độ như vậy, hãy tưởng tượng một vài sợi cáp có kích thước bằng - sợi tóc người. Các sợi cáp quang có chiều rộng bằng sợi tóc mang dữ liệu đi khắp đại dương. Một dây cáp điển hình có thể có 4-12 trong số các sợi này bên trong và nếu được đặt ở vùng biển sâu hơn, nơi nó không cần bảo vệ nhiều, sẽ chỉ lớn hơn chiều rộng ngón tay cái của bạn một chút và nếu ở vùng nước nông hơn hoặc đại dương cực sâu nơi nó cần phải cứng hơn, nhỏ hơn một chút so với cổ tay của bạn. Ngay cả với những kích thước này, dữ liệu thực tế đang được truyền qua kính hoàn hảo có kích thước bằng một chiếc kim.

Làm thế nào là các dây cáp được thực hiện?

Quá trình này khá đơn giản, cáp được xếp lớp cho đến khi nó đủ cứng để tồn tại trong môi trường nơi nó sẽ tồn tại trong 25 năm tới. Nếu cáp được chôn dưới biển, nó thường nhỏ hơn. Cáp quang được bọc gel và nằm bên trong ống đồng mang điện. Một ống nhựa bao quanh đồng, tiếp theo là màng chắn nước bằng nhôm và các dây thép bện lại. Sau đó, chúng có thể được bện bằng nhiều dây thép hơn nếu cần bảo vệ thêm, tiếp theo là dây nylon, rồi đến hắc ín.

Cuối cùng là một lớp phủ nhựa để niêm phong toàn bộ gói hàng. Như bạn có thể thấy trong bức ảnh trên, sự khác biệt giữa cáp bảo vệ thấp và cáp cần được bảo vệ đáng kể là khá nhiều. Nếu bạn đang thắc mắc tại sao sợi quang lại được bọc trong ống đồng, đồng được cấp nguồn để chạy các bộ lặp đã đề cập trước đó để khuếch đại ánh sáng nhằm đảm bảo tín hiệu đủ mạnh để đến đích. Bạn có thể thấy một bộ lặp trong ảnh bên dưới, một số nặng hơn 250 kg hoặc 550 pound.

Có thể bạn quan tâm: Cáp quang chôn trực tiếp Single mode 24FO

Vậy các loại cáp này được lắp đặt như thế nào?

Đầu tiên, các dây cáp phải được tải lên một tàu có dây cáp sẽ đưa chúng ra biển. Một số tàu này có thể chứa tới 2.000 km cáp trên tàu. Có thể mất 3 đến 4 tuần chỉ để tải cáp, sau đó có thể được lắp đặt với tốc độ khoảng 200 km mỗi ngày với thiết bị phù hợp. Khi cáp đã ở trên tàu, bắt đầu từ bờ, cáp được đặt ra mép nước. Tàu đặt cáp càng vào gần bờ càng tốt mà không cần tiếp đất, và bắt đầu đào. Tàu kéo một loại máy cày đào rãnh và luồn dây cáp cùng một lúc. Đôi khi, cáp phải được nhấc lên nếu chạy qua cáp khác, hoặc nếu cáp không thể chôn được. Có rất nhiều kế hoạch về lộ trình mà con tàu sẽ đi - núi, thung lũng, rạn san hô, đá và đường đứt gãy đều được xem xét. Tốt hơn là, các dây cáp cũng sẽ được đặt ở những khu vực giảm thiểu nguy cơ hư hỏng do neo thuyền và tàu đánh cá. Để tiết kiệm thời gian trong quá trình này, tàu thậm chí có thể bắt đầu từ hai điểm riêng biệt và đặt cáp cho đến khi chúng gặp nhau, sau đó gắn hai cáp lại với nhau.

Cá mập và gián điệp!

Những nguy hiểm đối với cáp dưới biển là gì? Hóa ra là cá mập thấy chúng khá ngon. Trong nhiều trường hợp, cá mập đã bị bắt gặp đang gặm dây cáp và không ai thực sự chắc chắn tại sao. Mental Floss nói tốt nhất: “Có thể nó có liên quan gì đó đến trường điện từ. Có lẽ họ chỉ tò mò. Có thể họ đang cố gắng phá vỡ cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc của chúng tôi trước khi tiến hành một cuộc tấn công trên bộ. (Lý thuyết của tôi.) Vấn đề vẫn là cá mập đang nhai Internet, và đôi khi làm hỏng nó. Đáp lại, các công ty như Google đang che chắn dây cáp của họ trong các lớp bọc dây chống cá mập. "

Một mối nguy hiểm khác của cáp dưới biển là chúng nằm trên hoặc dưới đáy biển không được bảo vệ khỏi gián điệp. Liên Xô đã truyền đi các thông điệp được mã hóa yếu trong Chiến tranh Lạnh thông qua một đường cáp mà Liên Xô cho rằng đã được bảo vệ quá kỹ nên không đáng lo ngại. Hoa Kỳ đã phát triển một tàu ngầm đặc biệt mang tên USS Halibut để nghe lén đường dây cáp và nhận các đường truyền theo định kỳ. Kể từ đó, việc chạm vào các dây cáp truyền tải dưới nước để lấy thông tin đã trở nên phổ biến.

Điều gì xảy ra khi dây cáp đã lỗi thời?

Có nhiều lựa chọn cho các loại cáp không còn được sử dụng. Tuổi thọ điển hình của dây cáp được cho là khoảng 25 năm, nhưng chúng thực sự không bao giờ hết hạn sử dụng. Thông thường, trước khi hết 25 năm, công nghệ mới có nghĩa là các loại cáp đã trở nên lỗi thời và các loại cáp mới được chạy để có nhiều dung lượng dữ liệu hơn. Khi điều đó xảy ra, chúng có thể được định vị lại và đặt dọc theo một con đường mới, điều này rất tốt cho những khu vực không cần nhiều dung lượng và muốn tiết kiệm chi phí, vì chạy những loại cáp này thường tốn hàng trăm triệu đô la. Một số công ty giành được quyền kéo cáp lên và tận dụng chúng để lấy nguyên liệu thô. Chúng cũng có thể được để nguyên, trong trường hợp đó, chúng được gọi là sợi tối. Ngay cả khi không có tín hiệu chạy qua dây cáp, chúng tạo thành một mạng lưới địa chấn tuyệt vời cho các nhà khoa học nghiên cứu các cấu trúc địa chất và động đất.

>>>Xem thêm: Cáp quang và cáp trục đồng có thể thay thế cho nhau không?