Kỳ vĩ cáp viễn thông qua biển

Ngày cập nhật: 10/09/2019 08:48:38 | Lượt xem: 213.0 | |

Hệ thống cáp biển - công trình quốc tế vĩ đại

Vào ngày 29-7-1858, hai tàu chiến chạy bằng hơi nước đã gặp nhau giữa Đại Tây Dương. Tại đây, hai đầu của một sợi cáp dài 4.000km, rộng 1,5cm lần đầu tiên được kết nối. Theo đó, Châu Âu và Bắc Mỹ lần đầu tiên liên lạc được với nhau bằng điện báo.

Chỉ hơn 2 tuần sau, Nữ hoàng Victoria của Vương quốc Anh đã gửi một thông điệp chúc mừng tới Tổng thống Mỹ lúc bấy giờ là James Congannan.

Bản đồ của TeleGeography cho thấy hệ thống cáp biển trên Đại Tây Dương.

Sau đó, một cuộc diễu hành và màn bắn pháo hoa tưng bừng diễn ra trên đường phố New York với bản sao của con tàu đã giúp đặt cáp biển. Trong diễn văn khai trương đường cáp biển này, Nữ hoàng Victoria ca ngợi đây là "công trình quốc tế vĩ đại", là đỉnh cao của nỗ lực gần hai thập kỷ.

Việc nhắn tin thời đó mất 17 tiếng để gửi được tới nơi, với 2 phút 5 giây cho mỗi chữ cái được đánh bằng mật mã Morse. Đoạn cáp này hoạt động chưa đầy một tháng thì dừng vì nhiều lỗi kỹ thuật. Tuy nhiên, một cuộc cách mạng truyền thông toàn cầu bắt đầu.

Đến năm 1866, các đoạn cáp mới truyền tải được từ 6-8 từ mỗi phút, rồi tăng lên hơn 40 từ/ phút vào cuối thế kỷ 19.

Năm 1956, tuyến cáp biển dùng cho đàm thoại Transatlantic No.1 (TAT-1) - cáp điện thoại dưới nước đầu tiên được lắp đặt. Đến năm 1988, TAT-8 truyền được 280 megabyte mỗi giây, tức gấp 15 lần tốc độ kết nối internet trung bình của một hộ gia đình ở Mỹ, sử dụng cáp quang để truyền dữ liệu với tốc độ chóng mặt.

Năm 2018, cáp Marea bắt đầu hoạt động giữa khu vực Bilbao (Tây Ban Nha) với tiểu bang Virginia (Mỹ), với tốc độ truyền lên tới 160 terabit mỗi giây - nhanh hơn 16 triệu lần so với tốc độ kết nối internet trung bình tại nhà. Đến ngày nay, có khoảng 380 đường cáp biển hoạt động trên toàn thế giới, tổng chiều dài hơn 1,2 triệu kilomet.

Cáp ngầm là lực đẩy vô hình đối với internet hiện đại và nhiều năm gần đây được các tập đoàn internet khổng lồ Facebook, Google, Microsoft và Amazon tài trợ. Chúng giúp mang gần như tất cả thông tin liên lạc đến với người dùng. Và trong thế giới mạng không dây, điện thoại thông minh, hầu như mọi người không biết đến sự tồn tại của cáp.

Nhưng khi internet và mạng không dây phổ biến hơn, lượng dữ liệu truyền qua cáp biển cũng tăng theo cấp số nhân. "Người dùng không hiểu hoạt động của mạng lưới cáp khổng lồ cũng như không nghĩ về điều đó. Họ chỉ chú ý khi đường truyền internet bị cắt" - Byron Clatterbuck, Giám đốc điều hành của Công ty Seacom - công ty viễn thông đa quốc gia chịu trách nhiệm đặt nhiều tuyến cáp ngầm nối liền Châu Phi với phần còn lại của thế giới, nói.

"Đứt" mạng

Vào năm 2012, cơn bão Sandy đổ bộ vào Bờ Đông nước Mỹ gây thiệt hại ước tính 71 tỉ USD và đánh sập một số sàn giao dịch quan trọng khi cáp biển nối Bắc Mỹ và Châu Âu bị đứt trong nhiều giờ.

Một phần của hệ thống cáp biển Marea dài 6.600km, được Microsoft và Facebook tài trợ, đang được tải lên tàu để ra khơi lắp đặt.

Cơn bão đã khiến Microsoft nghĩ đến chuyện hợp nhất các tuyến cáp xuyên Đại Tây Dương, đặt vào đất liền ở khu vực New York và New Jersey. Đối với tuyến cáp Marea mới nhất, Microsoft chọn thiết lập trụ sở tại bờ biển Virginia, cách xa cụm cáp ở New York để giảm thiểu sự gián đoạn nếu có cơn bão lớn khác tấn công vào thành phố New York.

Song hầu hết việc đứt cáp lại không phải do các yếu tố tự nhiên. Có khoảng 200 lần đứt mạng mỗi năm và phần lớn do con người gây ra như do các hoạt động đánh bắt cá, vướng lưới và cả tàu thả neo. Động đất gây đứt gãy dưới biển cũng là một trong các nguyên nhân khiến mất mạng.

Ví dụ, trận động đất mạnh 7 độ richter ngoài khơi bờ biển Tây Nam Đài Loan (Trung Quốc) vào năm 2006 cùng với các dư chấn sau đó khiến 8 dây cáp ngầm bị đứt, gây ra mất điện diện rộng cũng như gián đoạn internet ở Đài Loan, Hong Kong (Trung Quốc), Nhật Bản, Hàn Quốc và Philippines.

Cáp biển được lắp đặt ra sao?

Việc lắp đặt cáp biển mất nhiều thời gian và tốn hàng triệu USD, theo Seacom.

Quá trình bắt đầu bằng việc xem xét bản đồ của Hải quân để tìm ra lộ trình tốt nhất. Hệ thống cáp an toàn nhất khi ở vùng nước sâu - nơi đáy biển tương đối bằng phẳng để cáp không bị cọ xát với đá ngầm hay có nguy cơ bị các xáo trộn khác.

Mọi thứ trở nên khó khăn hơn khi cáp càng gần bờ. Một sợi cáp chỉ dày vài centimet song khi đặt dưới đáy đại dương, nó phải được bọc thép để chống gãy gập, ăn mòn.

Một tàu đang dỡ cáp Marea ra để lắp đặt.

"Hãy tưởng tượng giống như một cái vòi vươn dài, bên trong là những ống rất nhỏ chứa một cặp sợi cáp quang rất mỏng" - Byron Clatterbuck, Giám đốc điều  hành của Seacom - cho hay. Cái vòi đó được bọc đồng, dòng diện trực tiếp dẫn vào có khi lên đến 10.000 volt.

Cáp ở những khu vực có nhiều nguy cơ xáo trộn thì có thể dày hơn nhiều. Nó sẽ được bọc thêm nhựa, mạ sợi tổng hợp kevlar và thép không gỉ để đảm bảo không bị đứt. Và tùy thuộc vào độ phức tạp của biển, các công ty cáp có thể phải xây dựng các rãnh bê tông xa biển để nhét cáp vào nhằm bảo vệ chúng khỏi bị va vào đá.

"Trước khi tàu lắp đặt cáp ra khơi, một tàu chuyên dụng khác sẽ đi lập bản đồ đáy biển ở khu vực định thi công. Họ muốn tránh những khu vực có nhiều dòng hải lưu dưới biển, khu vực có núi lửa hay gồ ghề khúc khuỷu" - Tim Stronge, Phó Chủ tịch Công ty nghiên cứu thị trường viễn thông TeleGeography, cho hay. "Đôi khi có thể mất 1 tháng để tải cáp lên tàu", Tim nói. Cáp Marea dài 6.600km, nặng 4,6 triệu kg phải mất hơn 2 năm để lắp đặt xong.

Các nguy cơ thiệt hại

Việc mất mạng thường đột ngột xảy ra. Vào tháng 2-2008, toàn bộ Bắc Phi và Vịnh Ba Tư bỗng nhiên mất mạng hoặc tốc độ internet "chậm hơn rùa bò". Nguyên nhân của sự gián đoạn này cuối cùng được tìm ra là do 3 dây cáp ngoài khơi Ai Cập bị hỏng. Ít nhất 1 cáp nối Dubai và Oman bị đứt do một tàu thả neo trúng.

Còn nhiều nguyên nhân thiệt hại khác đôi khi không được nói ra vì có thể gợi liên tưởng đến việc phá hoại có chủ đích. Điều đó đặt ra vấn đề khác về nguy cơ đe dọa đối với cáp biển: Việc cố tình tấn công của con người.

"An ninh vẫn là một thách thức", nhà lập pháp Anh Rishi Sunak viết trong một bài báo vào năm 2017. "Mối đe dọa về việc khai thác các lỗ hổng đang gia tăng. Một cuộc tấn công thành công sẽ giáng đòn chí mạng vào an ninh và sự thịnh vượng của Anh", ông Sunak nói.

Tuy nhiên, với hơn 50 cáp kết nối với Anh, thì "nếu muốn phá hoại internet toàn cầu hay cắt đứt ở một địa điểm cụ thể, bạn phải thực hiện đồng thời trên nhiều dây cáp". Do đó, có thể sẽ dễ dàng hơn khi kẻ phá hoại nhắm mục tiêu vào cơ sở hạ tầng internet trên bờ với các cuộc tấn công mạng và DDoS.

Nguy cơ gián điệp

Khai thác cáp ngầm dưới biển không phải là điều mới mẻ. Trong Chiến tranh Lạnh, các tàu ngầm Mỹ đã vận chuyển các thợ lặn với trang thiết bị đặc biệt để tấn công hệ thống cáp của Liên Xô ở biển Okhotsk nhằm chặn mọi liên lạc.

Việc giám sát bí mật kéo dài gần một thập kỷ, cho đến khi thông tin về hoạt động này, có mã là Ivy Bells, được Ronald Pelton - một cựu chuyên gia truyền thông của Cơ quan An ninh quốc gia Mỹ - bán cho Liên Xô.

Ngày nay, hơn 99% thông tin liên lạc quốc tế được truyền qua cáp quang mà hầu hết nằm dưới biển, theo TeleGeography. Theo các nhà nghiên cứu của AT & T Labs, bằng cách nhắm mục tiêu vào cơ sở hạ tầng internet, những kẻ tấn công có thể đánh sập các phần mạng mà chúng không thể giám sát và buộc mọi người hướng vào phần cáp mà chúng kiểm soát, từ đó thông tin liên lạc bị lộ. Cách dễ nhất để làm không phải làm với đoạn cáp biển mà là điểm kết nối với đất.

Các tài liệu do Edward Snowden - cựu nhân viên Cơ quan An ninh Quốc gia Mỹ (NSA) - cung cấp cho thấy, năm 2012, Cơ quan Tình báo tín hiệu Anh (GCHQ) đã "bí mật truy cập vào hệ thống mạng", xử lý thông tin từ 600 triệu "thông tin từ điện thoại" và làm tổn hại hơn 200 sợi cáp quang. Tuy nhiên, GCHQ từ chối bình luận về thông tin Snowden tiết lộ.

Việc gắn đầu dò hay thiết bị giám sát vào cáp mà không làm gián đoạn lưu lượng hoặc tín hiệu cảnh báo không phát ra sẽ rất khó khăn. Chưa kể, nguy cơ bị điện giật khá cao, Stronge cho biết.

(Theo cand.com.vn) Gia Minh