Ngành hàng hải vô hình chống đỡ Internet
(theverge.com)- 99% dữ liệu toàn cầu không đi qua vệ tinh mà đi qua cáp quang biển; mỗi khi xảy ra sự cố, một số ít tàu sửa chữa và thủy thủ đoàn lại ra khơi để giữ vững nền tảng vật lý của Internet
- Dưới đáy biển có khoảng 800.000 dặm cáp và gần 600 hệ thống; đứt cáp xảy ra khoảng 200 vụ mỗi năm, nhưng nhờ các tuyến dự phòng và cơ chế sửa chữa nên phần lớn không lộ rõ
- Trong đại động đất 3/11 ở Nhật Bản năm 2011, 7 trong 12 tuyến cáp xuyên Thái Bình Dương bị đứt, biến nguy cơ mất cả kết nối quốc tế trong thảm họa thành hiện thực
- Việc sửa cáp về cốt lõi vẫn giống thời cáp điện tín 150 năm trước: tàu dùng thiết bị dạng móc để kéo cáp lên; nguyên nhân chính không phải cá mập mà là hoạt động của con người như ngư nghiệp, tàu thuyền và neo
- Cáp mới được xây dựng ngày càng nhiều, nhưng tàu sửa chữa chỉ có 22 chiếc trong tổng số 77 tàu trên toàn cầu, còn đào tạo nhân lực cũng mất nhiều thời gian, khiến tính bền vững của ngành bảo trì vô hình này chịu áp lực
Nền tảng vật lý của Internet nằm dưới đáy biển
- Email, TikTok, tài liệu mật, chuyển khoản ngân hàng, giám sát vệ tinh và cuộc gọi FaceTime di chuyển giữa các châu lục qua cáp quang biển có độ dày cỡ một ống tưới vườn
- Theo TeleGeography, dưới đáy biển toàn cầu có khoảng 800.000 dặm cáp, gồm gần 600 hệ thống
- Cáp được chôn gần bờ, nhưng ở phần lớn các đoạn, chúng nằm trên đáy biển
- Các sợi thủy tinh mảnh như tóc ở lõi cáp truyền dữ liệu bằng laser
- Nếu mọi tuyến cáp đồng thời bị đứt, nền văn minh hiện đại sẽ khó vận hành bình thường
- Swift và hệ thống thanh toán giữa các ngân hàng Mỹ dùng cáp biển để quyết toán hơn 10 nghìn tỷ USD giao dịch mỗi ngày
- Sàn chứng khoán, giao dịch ngoại hối, điều phối sản xuất và logistics ở nước ngoài, cũng như liên lạc đối ngoại của chính phủ đều bị ảnh hưởng
- Vệ tinh không xử lý nổi 0,5% tổng lưu lượng
- Các quốc gia có kết nối tốt khó bị cô lập hoàn toàn nhờ các tuyến dự phòng, nhưng đứt cáp xảy ra trung bình hai ngày một lần, khoảng 200 lần mỗi năm
- Đơn vị khắc phục các sự cố này là khoảng hơn 20 tàu sửa chữa được bố trí tại các điểm chiến lược và khoảng 1.000 nhân sự sống trên tàu
Đại động đất Nhật Bản năm 2011 và nhiệm vụ khôi phục của Ocean Link
- Ngày 11/3/2011, tàu bảo trì cáp Ocean Link của KCS đang ở cách bờ biển phía đông Nhật Bản khoảng 20 dặm
- Tàu đang hoàn tất sửa chữa tuyến cáp quang dài 13.000 dặm nối Kitaibaraki của Nhật Bản với Point Arena của Mỹ
- Khi động đất xảy ra, con tàu rung lắc và thủy thủ đoàn di chuyển ra vùng biển sâu hơn để tránh sóng thần
- Khi đó Ocean Link đang ở vùng nước sâu chưa đến 500 feet
- Các thủy thủ vội thu hồi thiết bị lặn điều khiển từ xa Marcas
- Sóng thần đi qua bên dưới tàu khi tàu đang di chuyển ra xa bờ; sau đó họ cố gọi cho gia đình bằng điện thoại vệ tinh nhưng không kết nối được
- Trận động đất 3/11 của Nhật Bản được ghi nhận ở mức 9,1 độ Richter, sau đó là sóng thần và sự cố nhà máy điện hạt nhân Fukushima
- Số người thiệt mạng cuối cùng lên tới gần 20.000 người
- Sóng thần cao 50 feet vượt qua đê chắn sóng của nhà máy điện hạt nhân Fukushima, làm ngập máy phát điện khẩn cấp, dẫn tới mất khả năng làm mát lò phản ứng và nóng chảy nhiên liệu hạt nhân
- Khi đường dây điện thoại mặt đất và trạm thu phát bị phá hủy, mọi người phụ thuộc vào email, Skype và các dịch vụ trực tuyến
- Trên thực tế, kết nối quốc tế của Nhật Bản cũng ở thế nguy cấp
- Đến sáng hôm sau, 7 trong 12 tuyến cáp xuyên Thái Bình Dương của Nhật Bản đã bị đứt
- Các kỹ sư chuyển hướng lưu lượng qua những tuyến cáp còn lại, nhưng các tuyến gần như đã đạt công suất tối đa
- Người phụ trách trung tâm vận hành của NTT cho rằng nếu thêm một tuyến cáp nữa bị đứt, toàn bộ lưu lượng đi Mỹ sẽ bị mất
- Thông thường, chủ sở hữu tuyến cáp báo sự cố trước sẽ được ưu tiên thứ tự sửa chữa
- Khi đó, các chủ sở hữu cáp giao quyền ưu tiên cho KCS để họ có thể sửa bất kỳ tuyến cáp nào nhanh nhất có thể
Phương pháp sửa chữa gần như không đổi suốt 150 năm
- Cốt lõi của việc sửa cáp biển là nối đoạn bị đứt bằng một mảnh cáp mới
- Trước tiên cắt cáp hoặc kéo một đầu cáp lên
- Kéo đầu còn lại lên và nối với cáp dự phòng
- Kéo cáp mới đến tuyến cáp đầu tiên đã đánh dấu bằng phao rồi vá nối
- Ở vùng biển sâu, quá trình này khiến chiều dài cáp tăng thêm vài dặm
- Phương pháp này về bản chất giống thời Cyrus Field thu hồi và sửa cáp điện tín xuyên Đại Tây Dương vào thế kỷ 19
- Tàu kéo grapnel dạng móc dưới đáy biển để câu cáp lên
- Tàu hiện đại dùng định vị động và nhiều loại thiết bị cắt khác nhau, nhưng cốt lõi vẫn là “tàu kéo một cái móc lớn dưới đáy biển”
- Alasdair Wilkie của ACMA nói rằng đó là “y hệt cách người Victoria từng làm”
- Thiết bị lặn điều khiển từ xa hữu ích ở vùng nước nông, nhưng ở biển sâu hơn khoảng 8.000 feet, thiết bị đơn giản lại phù hợp hơn
- Ca sửa chữa sâu nhất mà Ocean Link thực hiện sau trận động đất năm 2011 diễn ra ở độ sâu 6.200 mét, tức 20.340 feet
- Nguyên nhân chính gây đứt cáp không chỉ là thiên tai
- Theo ICPC, ngư nghiệp chiếm khoảng 40% sự cố
- Đánh bắt bằng lưới kéo đáy, neo tàu, neo của tàu du lịch, tàu chở hàng và thuyền giải trí thường xuyên làm hỏng cáp
- Năm 2023, một tàu cá Trung Quốc đã cắt đứt tuyến cáp tới một đảo ngoài khơi Đài Loan, trở thành vấn đề quốc tế
- Ngoài khơi Scotland, tàu đánh cá lưới kéo đáy đã cắt đứt nhiều tuyến cáp, khiến các đảo mất kết nối
- Ở Anguilla, một du thuyền lớn neo không đúng cách đã cắt đứt toàn bộ liên lạc của hòn đảo
- Câu chuyện cá mập ăn cáp Internet gần như là một huyền thoại bị phóng đại
- Cuối thập niên 1980, từng có trường hợp tìm thấy răng cá mập trên tuyến cáp thử nghiệm của AT&T gần quần đảo Canary
- Một cuộc điều tra của Bell Labs chỉ ra thủ phạm là cá mập crocodile shark biển sâu bị hút bởi trường điện từ của bộ lặp
- Sau khi gia cố bằng băng kim loại, vấn đề cá mập dường như đã được giải quyết
- Trong tuyên bố năm 2014, ICPC cho biết vết cắn của cá từ lâu không còn là nguyên nhân gây sự cố, và hầu như luôn là do con người
Một ngành mà tàu sửa chữa, nhân lực và cấu trúc thị trường cùng già đi
- Trên toàn cầu có 77 tàu phục vụ cáp, nhưng phần lớn tập trung vào lắp đặt cáp mới, vốn sinh lời cao hơn
- Chỉ có 22 tàu được chỉ định chuyên sửa chữa và tình trạng lão hóa rất nghiêm trọng
- Một số được cải tạo từ tàu kéo hoặc phà
- Global Marine muốn kéo dài tuổi thọ tàu lên 40 năm vì thiếu vốn
- 1 trong 4 tàu sửa chữa đã vượt quá 40 năm tuổi
- Để so sánh, tuổi thọ thiết kế của tàu chở hàng rời và tàu chở dầu là 20 năm
- Hoạt động bảo trì ban đầu gần như là chức năng nội bộ của các tập đoàn viễn thông độc quyền khổng lồ, nhưng sau khi các nhà mạng bị chia tách, bộ phận hàng hải được bán đi và chuyển thành hệ thống theo khu vực dựa trên hợp đồng
- Cable & Wireless Marine trở thành Global Marine
- Bộ phận hàng hải của AT&T hiện là SubCom có trụ sở tại New Jersey
- KCS vẫn là công ty con của KDDI
- Các chủ sở hữu cáp trả phí thường niên và tiền công sửa chữa theo ngày cho các hợp tác xã phi lợi nhuận như ACMA, còn tàu được chỉ định phải sẵn sàng ra khơi trong vòng 24 giờ sau khi nhận thông báo sự cố
- Hệ thống này đã xử lý được các vụ đứt cáp thông thường, nhưng biên lợi nhuận mỏng và thời hạn hợp đồng ngắn khiến việc thuyết phục đầu tư tàu mới trị giá 100 triệu USD trở nên khó khăn
- Khi các hyperscaler như Google và Meta bước vào ngành cáp, cấu trúc nhu cầu cũng thay đổi
- Từ khoảng năm 2016, các công ty công nghệ bắt đầu vượt ra ngoài việc mua băng thông và đầu tư hàng tỷ USD vào cáp biển riêng
- Mục tiêu là bảo đảm tính sẵn sàng của dịch vụ đám mây và đồng bộ thư viện nội dung
- Trước đây cáp nối các trung tâm dân cư, còn nay cấu trúc chuyển sang kết nối các trung tâm dữ liệu
- Mike Constable nói rằng 80% lưu lượng vượt Đại Tây Dương có thể là giao tiếp giữa máy với máy
- Với các doanh nghiệp bảo trì, số lượng cáp tăng vừa là cơ hội vừa là áp lực
- Số cáp cần sửa tăng lên
- Sức mua của các tập đoàn công nghệ khổng lồ có thể tạo áp lực cắt giảm chi phí lên các hãng vận hành tàu
Nút thắt mới do địa chính trị và tuyển dụng tạo ra
- Căng thẳng địa chính trị tác động trực tiếp tới tuyến đi của cáp mới và khả năng sửa chữa
- Việc xin phép sửa cáp trong các vùng biển tranh chấp ở Biển Đông ngày càng khó khăn
- Vì vậy một số hệ thống mới chọn các tuyến ít trực tiếp hơn, chẳng hạn qua Philippines
- Xung đột ở Trung Đông làm gia tăng lo ngại về điểm nghẽn cáp tại Red Sea
- Tháng 2/2024, một tàu hàng trúng rocket của Houthi đã kéo lê neo và làm hỏng 3 kết nối chính giữa châu Á và châu Âu, khiến chất lượng kết nối suy giảm
- Tính dễ tổn thương của Red Sea làm hồi sinh mối quan tâm tới tuyến Bắc Cực, nhưng tuyến đó vẫn có điểm yếu là không có tàu bảo trì có thể sửa chữa trong băng
- Sau vụ nổ đường ống Nord Stream, các chính phủ chú ý nhiều hơn tới an ninh hạ tầng dưới biển
- NATO tổ chức hội thảo về hạ tầng dưới biển và “seabed warfare”
- Vương quốc Anh triển khai tàu hải quân để tuần tra các kết nối dưới biển
- Liên minh châu Âu, Ấn Độ và những bên khác đề xuất đầu tư trực tiếp vào tàu bảo trì
- Tăng cường an ninh có những đánh đổi
- Gom cáp vào các hành lang bảo vệ có thể giúp giám sát tấn công ác ý dễ hơn
- Nhưng cũng làm tăng rủi ro một vụ sạt lở dưới biển duy nhất cắt đứt toàn bộ cáp trong cùng hành lang
- Cách giữ bí mật hơn vị trí cáp cũng có hai mặt
- Có thể khiến cáp khó bị chọn làm mục tiêu tấn công hơn
- Nhưng lại có thể khiến cáp dễ bị tổn thương hơn trước mối đe dọa lớn nhất trên thực tế: tai nạn ngư nghiệp và sự bất cẩn của con người
- Mức độ nhận biết thấp về ngành và vấn đề thu hút nhân lực mới cũng có thể trầm trọng hơn
- Vấn đề nhân lực mất nhiều thời gian giải quyết hơn tàu thuyền
- Có thể dùng tiền để đóng tàu, nhưng con người phải được đào tạo tại hiện trường trong nhiều năm
- Hầu hết công việc được học tại chỗ, đòi hỏi xa nhà dài ngày và lịch trình thất thường
- Internet trên tàu cũng kém, nên Kaida Takashi của KCS muốn lắp Starlink trên Ocean Link
- Mức độ nhận biết thấp của ngành là rào cản cốt lõi trong tuyển dụng
- Chủ sở hữu cáp không muốn mang tiếng rằng cáp của mình hay bị đứt, nên ký thỏa thuận bảo mật với các đơn vị bảo trì
- Lo ngại an ninh quốc gia cũng củng cố văn hóa im lặng của ngành
- Tại một hội thảo dành cho người trẻ trong ngành của SubOptic năm 2022, có ý kiến rằng cần nâng cao nhận thức của công chúng
- Một người tham dự nói: “Đây không phải là vấn đề thương hiệu, mà là hoàn toàn không có thương hiệu”
154 ngày sửa chữa mà Ocean Link để lại trong hồ sơ
- Ca sửa chữa đầu tiên của Ocean Link mất một tháng, chồng chất các lần grapnel thất bại, vướng ngư cụ, kiểm tra phóng xạ lặp lại và bão
- Đến tháng 6, tại vùng sâu của Japan Trench cách bờ biển Chiba 50 dặm, vẫn còn một điểm nghẽn nơi nhiều tuyến cáp cắt qua nhau
- 8 đường cáp đi sát nhau hoặc chồng lên nhau
- Khi móc một tuyến, có khả năng cắt trúng tuyến cáp lân cận
- Cũng không chắc có đủ cáp dự phòng để sửa riêng từng sự cố hay không
- Hirai chọn bỏ đoạn rối và đặt một hệ thống mới lên phía trên
- Điều này đồng nghĩa phải bỏ lại vài dặm cáp và một branching unit nặng 2.000 pound
- Đổi lại, có thể giảm số vòng lặp và giảm lượng cáp cần dùng
- Takashi Kurokawa của KCS và các đồng nghiệp làm việc theo ca trong 10 ngày tại cảng Yokohama để nối các đoạn cáp dự phòng
- Họ lắp ráp 10 mối nối, 4 repeater và 1 branching unit
- Hệ thống 100 dặm gồm ba phần được tạo từ các đoạn cáp dự phòng sẵn có
- Nối sợi quang là công việc chính xác: làm sạch các sợi thủy tinh, cắt vuông góc, rồi dùng hồ quang điện trong fusion splicer để nung chảy và nối chúng lại
- Mỗi mối nối phải hoạt động không cần can thiệp trong ít nhất 25 năm dưới áp lực đáy biển
- Ngày 26/6, quá trình thử nghiệm thành công và Ocean Link lại ra khơi ngay trong ngày
- Hirai lên kế hoạch quy trình sửa chữa gồm 23 bước
- Cắt tuyến cáp hướng về Murayama ở phía nam, kéo đầu phía đất liền lên và nối với cáp mới
- Kéo tuyến cáp phía bắc lên, nối lại và đưa đến điểm đặt phao
- Sau khi nối cuối cùng từng trong hai nhánh của branching unit, toàn bộ thiết bị phải được hạ xuống đáy biển
- Tại hiện trường, Kuroshio Current chảy với tốc độ 4 knot, khiến tàu khó giữ vị trí, nhưng thời tiết và sóng lừng thuận lợi nên công việc vẫn được tiến hành
- Đến tháng 8, việc sửa branching unit hoàn tất, và các tàu khác cho rằng khủng hoảng Fukushima đã ổn định cũng đến hỗ trợ
- Công việc cuối cùng là hoàn tất việc chôn cáp từng bị dừng lại đúng ngày xảy ra động đất
- Ocean Link triển khai lại thiết bị lặn điều khiển từ xa để chôn phần cáp còn lại dưới cát
- Trận động đất 3/11 gây ra hơn 20 sự cố cáp, và Ocean Link sửa 11 trong số đó
- Toàn bộ công việc kéo dài 154 ngày, khiến thủy thủ đoàn bỏ lỡ thời gian quốc gia để tang, lễ tốt nghiệp, lễ hội thu hoạch và quá trình đời sống thường nhật hồi phục
- Sau khi về cảng, Hirai viết báo cáo hằng ngày cuối cùng; trên chuyến tàu điện trở về Yokosuka, nhìn những hành khách mải mê với điện thoại, ông nghĩ rằng họ đã hoàn thành công việc và mọi người không hề biết điều đó
1 bình luận
Các bình luận trên Hacker News
Có lẽ vì tôi từng là thợ lặn kỹ thuật trong 6 năm, sửa các hệ thống thủy lực và điện dưới nước, nên tôi càng thích bài viết này và cách dàn dựng của nó hơn. Tuy vậy, tôi làm việc ở nơi nông hơn nhiều so với cáp ngầm dưới biển, và một người bạn của tôi là người điều khiển ROV trên tàu rải ống
Đó là công việc đồ sộ, tuyệt vời, và cũng có nhiều chuyện kỳ lạ, kiểu những sinh vật lạ lùng, không rõ là gì, lướt mờ thật nhanh trước camera ROV
Ở các địa điểm biểu diễn, tôi thường nấp dưới nước, kiểm tra cơ cấu an toàn của thang nâng dưới nước hoặc khả năng rò rỉ thủy lực trong lúc 1.800–2.000 khán giả trên mặt đất bực bội vì “trì hoãn kỹ thuật”. Khi xử lý xong vấn đề, tôi luồn ra dưới hàng ghế khán giả rồi quay lại làm việc
Trong một thế giới có nhiều công việc bàn giấy cao cấp, tài chính và sản phẩm phi vật chất, có lẽ vì lớn lên trong tầng lớp lao động mà tôi rất tôn trọng những con người vô hình đang nâng đỡ thế giới mong manh của chúng ta theo nghĩa vật lý. Việc những người giao đồ ăn và lao động nhà hàng chỉ đến thời COVID mới được chú ý cũng là một phần trong đó, chưa nói đến nhân viên y tế, nhưng vẫn còn rất nhiều lao động bị xem là hiển nhiên
Khi đặt cạnh nhau hình ảnh một người phàn nàn vì Internet chậm và một người làm việc trong điều kiện khắc nghiệt ngoài biển giữa bão, sự tương phản ấy vừa buồn cười vừa khiến góc nhìn thay đổi. Tôi cũng làm công việc dây rope access; trong thời COVID, khi việc bàn giấy ít đi, tôi làm nhiều hơn, và đặc biệt nhớ lần treo mình ở độ cao 300 feet trên một tòa nhà đối diện tòa FBI ở NJ, mặc balaclava đen, khẩu trang và trang bị đen để kiểm tra mặt ngoài tòa nhà. Tôi đã lập trình từ năm 1978, nhưng để thấy thỏa mãn thì công việc phải có một mức độ tính vật lý nào đó; có lẽ vì nó cho cảm giác kết nối trực tiếp hơn với thế giới, chứ không phải qua nhiều lớp trừu tượng
Thỉnh thoảng tôi cũng làm ứng dụng desktop hoặc ứng dụng web, nhưng chúng không thể sánh với cảm giác thỏa mãn khi chạm vào phần cứng và thấy code của mình tác động đến thế giới vật lý thật
Cha tôi từng làm kỹ thuật viên ROV một thời gian ngắn vào đầu những năm 2000, rồi bị sa thải vào đầu năm 2002, ngay sau 11/9 và sau khi bong bóng dot-com vỡ
Trong vỏn vẹn hai chuyến công tác của ông, chuyến cuối là ở Recife, miền bắc Brazil, nơi con tàu chờ sẵn để ứng phó sự cố
Tôi không thể quên việc được cùng mẹ và em gái đến Brazil vào Giáng sinh năm 2001. Tôi đã thử hàn nối các mẩu cáp quang dưới kính hiển vi, lái ROV một chút trong cảng, và đứng bên trong một tang cuốn cáp khổng lồ; với một đứa trẻ 8 tuổi thì mọi thứ đều cực kỳ phấn khích. Đó là lần đầu tiên tôi ra nước ngoài, và cũng là lần đầu mẹ tôi đi máy bay
Thật đáng kinh ngạc khi bong bóng dot-com vỡ đã gây thiệt hại lớn thế nào cho ngành này và những người làm trong đó. Tôi nghĩ cha tôi chưa bao giờ thật sự hồi phục sau công việc ấy, và theo tôi biết thì cho đến tận rất gần đây, lượng cáp quang được rải trong thời bùng nổ dot-com vẫn quá nhiều đến mức không cần rải thêm đáng kể
Nếu chủ đề này làm bạn hứng thú, tôi rất khuyến nghị cuốn Blind Man's Bluff: The Untold Story of American Submarine Espionage
Cuốn sách có nói về Operation Ivy Bells, chiến dịch trong Chiến tranh Lạnh nhằm nghe lén các tuyến liên lạc dưới nước của Liên Xô. Một tàu ngầm đã gắn thiết bị ghi âm lên cáp của Liên Xô để ghi lại mọi nội dung
Cách họ tìm ra cáp cũng thú vị. Một kỹ thuật viên kể rằng khi lớn lên gần sông Mississippi, anh thường thấy các biển báo có cáp ngầm dưới nước ở bờ sông, và suy đoán Liên Xô hẳn cũng có biển tương tự
Quả thật, khi tàu ngầm lén vào vùng biển Liên Xô và nhô kính tiềm vọng lên, trên bờ sông có tấm biển bằng tiếng Nga ghi “Chú ý, cáp ngầm dưới nước”
Nghe đồn sau khi Liên Xô biết chuyện, họ đã lặn xuống tìm thấy thiết bị, và trong lúc tháo rời, ở sâu bên trong họ phát hiện một tấm bảng có khắc “Made in the USA”
Bài viết thú vị nhưng website thì tệ. Liên kết này dễ đọc hơn một chút: https://archive.is/IpfNq
Telegeography được trích dẫn trong bài có công bố bản đồ cáp ngầm dưới biển tương tác: https://www.submarinecablemap.com
Cũng có thể mua bản in: https://shop.telegeography.com/collections/telecom-maps/
Với những ai thấy cách trình bày của bài gây khó chịu, Show Reader View của Safari hoạt động tốt. Firefox cũng hỗ trợ, còn Chrome thì hơi phức tạp
Tôi nghĩ bản thân bài viết thì có lẽ tôi sẽ thích, nhưng cách dàn dựng lại khiến việc thưởng thức trở nên khó khăn không cần thiết
Tôi dừng lại ở 3 cảnh đầu. Mật độ thông tin quá thấp và hoạt ảnh quá chậm
[1] https://en.m.wikipedia.org/wiki/Stanford_marshmallow_experim...
Nếu bạn chưa xem, Mother Earth Mother Board do Neal Stephenson viết trên Wired năm 1996 là tác phẩm kinh điển bắt buộc phải đọc của thể loại này. Có vẻ Wired gần đây đã dựng paywall, nhưng vẫn có thể xem trên archive.org
https://web.archive.org/web/20151107094324/https://www.wired...
Đây là một bài viết xuất sắc về một phần của hạ tầng toàn cầu thường bị bỏ qua. Cá nhân tôi cũng thích cách dàn dựng, nhưng có thể không hợp với tất cả mọi người
Tôi cũng đề xuất tập Vergecast mới nhất nói thêm về thế giới cáp ngầm dưới biển: https://youtu.be/bJnt87JgKMU