TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG CÁP QUANG BIỂN

Hiện nay công nghệ thông tin đóng vai trò không thể thiếu trong đời sống, làm việc, giải trí,… của mọi cá nhân, gia đình và cơ quan tổ chức. Cáp quang biển biển có nhiều ưu điểm vượt trội để đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao về thông tin của con người. Cáp quang biển giúp nối liền khoảng các giữa các quốc gia, các châu lục, các vùng miền,…..

Cáp quang ra đời vào năm 1966 và được các công ty viễn thông triển khai sử dụng vào cuối những năm 1970. Tuy nhiên, chỉ đến thập niên 90 của thế kỉ XX, Internet mới thực sự khiến công nghệ cáp quang bùng nổ.

ĐẶC ĐIỂM CỦA CÁP QUANG BIỂN

Hệ thống cáp quang dưới biển thường được ưa chuộng hơn truyền hình vệ tinh vì tốc độ và độ tin cậy của hệ thống này khá cao, hiếm khi bị hỏng. Nhờ vào tốc độ cao, loại cáp quang này luôn có thể cung cấp và hỗ trợ các đường dây dự phòng có sẵn.

Cáp quang biển được dùng để chỉ các cáp viễn thông có lõi bằng sợi thủy tinh hoặc nhựa, và sử dụng ánh sáng để truyền dẫn tín hiệu (cáp quang) được đặt dưới đáy biển. Ngày nay, cáp quang biển là cầu nối viễn thông, Internet giữa tất cả các châu lục toàn cầu (trừ vùng Nam Cực). Sợi cáp quang biển điển hình có đường kính 69 mm, nặng khoảng 10 kg/m (một số loại cáp mỏng và có khối lượng nhẹ hơn có thể được dùng tại các khu vực đáy biển sâu).

Mỗi sợi cáp quang biển được kết thành từ bó rất nhiều sợi cáp quang với lớp vỏ bảo vệ nhiều lớp để đảm bảo độ an toàn cho cáp trong môi trường đáy biển khắc nghiệt như: Nhựa PE, thép, nhôm, nhựa polycarbonate, đồng hoặc nhôm…

Tuy chịu đựng được môi trường nước biển với nồng độ muối cao, cáp quang không chịu được nhiệt độ đến -80oC và môi trường đóng băng quanh năm, vì thế đến nay vẫn chưa có đường cáp quang nào kết nối khu vực Nam Cực.

Về cơ cấu hoạt động, cáp quang truyền dẫn tín hiệu dưới dạng xung ánh sáng do một diode phát sáng (LED) hoặc laser truyền vào, sau đó, cảm ứng quang ở đầu phát chuyển xung ánh sáng này ngược trở lại thành dữ liệu.

Cáp quang có nhiều ưu điểm như mỏng hơn cáp đồng, chỉ truyền tín hiệu ánh sáng nên nhanh, không bị nhiễu, khó bị can thiệp (như nghe trộm, đánh cắp tín hiệu… ), không cháy (do không có điện chạy qua cáp). Đặc biệt, độ suy giảm tín hiệu của cáp quang cực kì thấp và có dung lượng truyền tải cao (mỗi sợi cáp quang nhỏ hơn cáp đồng nên một bó cáp cùng kích thước có thể gồm nhiều sợi cáp hơn, và do đó truyền tải được nhiều kênh tín hiệu hơn). Chính nhờ những đặc điểm về cơ cấu hoạt động và đặc tính vật lí của mình, cáp quang ngày nay đã trở thành phương tiện kết nối thông tin trọng yếu xuyên lục địa trên toàn cầu (Châu Á, Châu Âu, Châu Mỹ,… khoảng cách về thông tin được rút ngắn chỉ tính bằng giây (s))

So sánh bản đồ cũ với bản đồ về con đường giao thương năm 1912 và bản đồ cáp quang dưới biển ngày nay giúp chúng ta hình dung mọi thứ đã phát triển như thế nào

Nhờ vào những khoản đầu tư khổng lồ từ những công ty đang tìm kiếm để khai thác, hệ thống cáp quang dưới biển hiện nay đã trở thành những đường dây thương mại hiện đại bậc nhất.

Ví dụ như hãng công nghệ khổng lồ như Google đã đầu tư tới 300 triệu USD vào hệ thống cáp xuyên Thái Bình Dương để di chuyển dữ liệu nhanh hơn. Hay ngay cả Facebook cũng đầu tư rất nhiều tiền của vào hệ thống cáp quang ở Châu Á.

Không có nhiều thay đổi trong những năm qua. Các tàu trở cáp di chuyển dọc theo đại dương rồi từ từ tháo cáp để chúng chìm xuống đáy biển. SS Great Eastern là công ty đầu tiên thành công đặt một dây cáp quang xuyên Thái Bình Dương vào năm 1866. Lúc đó, cáp quang được sử dụng để truyền tải thông tin điện báo. Từ năm 1956, đường dây này bắt đầu truyền tải các tín hiệu điện thoại.

Đường dây cáp hiện nay mỏng hơn nhiều – khoảng 3 inch. Tại điểm sâu nhất ở rãnh Nhật Bản, cáp quang đi sâu tới 8,000m trong đại dương. Đó cũng là chiều cao của núi Everest.

Vỏ bao gồm (theo thứ tự 1 – 8): Polyethylene, băng Mylar, dây kim loại (thép), chắn nước bằng nhôm, Polycarbonate, đồng hoặc nhôm ống, thạch dầu khí (giúp bảo vệ cáp khỏi nước), sợi quang học.

Cáp quang biển có nhiều ưu điểm như vậy nhưng khi lắp đặt hệ thống cáp quang biển gặp một số vấn đề khó khăn như: Chi phí cao và kết nối khó khăn. Trước hết, do đặc tính cấu tạo, giá thành bản thân cáp quang cùng các thiết bị đi kèm đã cao. Tiếp đến, do kết nối xuyên lục địa qua các đại dương, việc lắp đặt luôn chứa đựng nhiều vấn đề khó khăn, từ tìm kiếm khu vực đáy biển phù hợp cho đến tránh kết nối vào lúc thời tiết xấu. Ngoài ra, do chính đặc tính truyền dẫn ánh sáng, dây cáp cần được kéo thẳng, tránh bị gấp khúc hay gặp phải vật cản.

Gần đây, tuy việc kết nối qua vệ tinh đã được triển khai tại nhiều vùng và thử nghiệm trên diện rộng tại một số quốc gia, cáp quang biển vẫn giữ vai trò trọng yếu trong kết nối thông tin toàn cầu. Đến năm 2006, các liên lạc qua vệ tinh vẫn chỉ chiếm khoảng 1% lưu lượng thông tin quốc tế toàn cầu. Điều này cũng không lạ khi cho đến thời điểm hiện tại, lưu lượng truyền tải của các đường cáp quang có thể đạt đến hàng terabit/giây trong khi chỉ vào hàng megabit/giây với độ trễ cao hơn rất nhiều trên đường truyền vệ tinh. Thực tế cho thấy sự phụ thuộc vào các đường cáp quang quốc tế là vô cùng to lớn và bất kì sự cố nào ảnh hưởng đến các tuyến cáp xuyên biển cũng sẽ gây những hậu quả nghiêm trọng. Vì thế, để đảm bảo an toàn, thông suốt trong các kết nối thông tin, một quốc gia thường có nhiều tuyến cáp liên kết với các cổng Internet thế giới.

Vai trò của cáp quang biển đối với Việt Nam

Tại Việt Nam, các kết nối Internet quốc tế hiện tại, cũng tương tự nhiều nước khác trên thế giới, chủ yếu phụ thuộc vào các đường cáp quang biển. Các tuyến cáp chính bao gồm tuyến AAG (Asia-America Gateway), TVH (Thái Lan – Việt Nam – Hongkong) và SMW3 (hay còn gọi là SEA-ME-WE3). Trong các tuyến cáp quang biển này, trừ đường SMW3 đi theo chiều kết nối từ Châu Á sang Ấn Độ, vào Châu Âu, các tuyến còn lại đi theo hướng sang Châu Mỹ qua đảo Guam và Hawaii.

Cho đến ngày 8/3, các đường cáp này đều từng gặp sự cố, gây ảnh hưởng đến kết nối Internet giữa Việt Nam và thế giới. Trong đó, tuyến SMW3 tuy gặp một số sự cố như đứt đường truyền tại Pakistan, đứt cáp trong vụ động đất ngày 26/12/2006… nhưng hầu như chưa trực tiếp ảnh hưởng đến việc truyền dẫn dữ liệu với Việt Nam. Tuyến TVH vào tháng 3/2007 đã bị cắt trộm 11 km cáp cùng một số thiết bị đi cùng tại vùng biển Cà Mau. Việc đứt cáp TVH vào thời điểm đó đã gây ảnh hưởng cực kì nghiêm trọng đến việc truyền dẫn tín hiệu Internet quốc tế với Việt Nam do phải phụ thuộc vào tuyến SMW3 duy nhất còn lại. Điều đáng buồn là 11 km cáp quang này (vào khoảng 100 tấn, trị giá khoảng 6,8 triệu USD) sau đó được phát hiện bị đem bán với giá phế liệu. Tại thời điểm hiện tại, sự cố với đường cáp AAG tuy chưa được các nhà chức trách xác nhận nhưng nhiều người tin rằng có nguyên nhân do con người hơn là nguyên nhân tự nhiên. Bên cạnh đó, cần biết rằng sự cố với đường cáp quang biển thiệt hại không chỉ là đoạn cáp bị mất hoặc đứt gãy mà việc lắp đặt lại, thay mới thiết bị đi kèm là tổn thất rất đáng kể.

Dù với lí do khách quan hay chủ quan, rõ ràng đã đến lúc phải nhìn nhận lại về vấn đề kết nối thông tin toàn cầu vì việc đứt cáp quang biển không phải là vấn đề riêng tại Việt Nam khi mà bảo vệ đường cáp trên biển không phải là chuyện dễ dàng. Tuy nhiên, có lẽ cho đến khi có một giải pháp khả thi hơn, người dùng vẫn chỉ biết cầu mong không có thêm sự cố nào xảy đến với hai đường cáp còn lại cũng như đường cáp AAG sớm được phục hồi.