Cáp quang biển là gì? Bản đồ các tuyến cáp quang biển hiện nay

Cáp quang biển là gì? Bản đồ các tuyến cáp quang biển hiện nay kết nối Việt Nam và thế giới

Cáp quang biển là gì?

Cáp quang biển là gì, vì sao lại chúng ta cần biết về hệ thống cáp quang biển? Có thể bạn chưa biết, mặc dù chúng ta đang sống trong một thế giới kết nối internet không dây, nhưng kết nối đó thực sự phụ thuộc vào 1 hệ thống các dây dẫn dưới lòng đại dương.

Cáp quang biển (cáp ngầm đại dương) là hệ thống cáp quang internet kết nối các quốc gia trên thế giới thông qua cáp đặt dưới đáy đại dương. Những sợi cáp này – thường có chiều dài hàng nghìn km – có thể truyền một lượng lớn dữ liệu nhanh chóng từ điểm này sang điểm khác.

Lịch sử phát triển của cáp quang biển

Năm 1842, giữa tiết trời lạnh lẽo, nhà phát minh Samuel Morse đã đem 1 đoạn dây được cách điện bởi sợi dầu gai và cao su nhúng xuống nước, rồi ông đánh điện qua nó. Ở đầu bên kia cảng New York, người ta nhận được những tín hiệu bằng mã Morse (Moóc-xơ). Sự kiện đã đặt cột mốc đầu tiên cho những tuyến cáp quang biển nhân loại.

Năm 1850, Công ty Điện tín của ngài John Watkins Brett đã thành công hạ ngầm tuyến cáp điện tín xuyên Eo biển Anh, nối liền thông tin hai nước Anh – Pháp. Đây là tuyến cáp xuyên biển thương mại đầu tiên được lắp đặt, đánh dấu bước tiến dài trong phát triển cáp đại dương.

Việc có thể giao tiếp một cách tức thì giữa hai địa điểm cách xa nhau là một điều kỳ diệu, bởi vậy mà Tổng thống Buchanan (Mỹ) khẳng định đây là “chiến thắng vinh quang hơn cả chiến tranh chinh phục vì nó phục vụ con người chứ không phải giết người!”.

Đến năm 1900, đã có hơn 200.000 km cáp được lắp đặt dưới đáy đại dương. Năm 1956, đường cáp điện thoại xuyên Đại Tây Dương được lắp đặt và đưa vào sử dụng. Năm 1988 đường cáp quang đầu tiên kết nối Châu Mỹ và Châu Âu xuất hiện. Công nghệ ngày một phát triển, tốc độ truyền tải ngày càng tăng cao. Hiện dưới đáy đại dương trên toàn thế giới có khoảng hơn 300 tuyến với độ dài khoảng 900.000 km.

Cấu tạo của cáp quang biển

Vào mỗi thời kỳ khác nhau, cấu tạo cáp quang biển cũng có sự thay đổi rõ rệt và ngày càng phát triển theo hướng tích cực.

Đơn cử như vào thế kỷ 19, cáp quang biển về cơ bản chỉ có các lớp bảo vệ sau (từ ngoài vào trong): Lớp bọc sắt bọc lấy dây thép bên trong => Lớp cao su Ấn Độ => Lớp Gutta-perchar (có tính đàn hồi như cao su, dẻo, không dẫn điện). Tất cả các lớp này đều có nhiệm vụ là bảo vệ lõi dây đồng bên trong, các sợi cáp đồng bện xoắn vào nhau. Mỗi đầu nối trên cảnh đất liền đều có thêm hệ thống bảo vệ phụ trợ.

Năm 1930, lớp cao su và lớp gutta-percha được thay thế bằng polyethylene ra, nhưng phải đến năm 1945 hệ thống cáp quang biển sử dụng vật liệu này mới chính thức hạ thủy và đưa vào sử dụng.

Ngày nay, cấu tạo cáp quang biển có nhiều thay đổi tích cực, có tất thảy 8 lớp, lần lượt từ ngoài vào trong như sau (thứ tự hình dưới từ 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 ngày nay dù có kết cấu đa lớp vững chắc, song cũng không đảm bảo hoàn toàn bền vững với thời gian và tránh được mọi mối nguy hại, nhất là các mối nguy hại do chính con người gây ra như: Thả neo mỏ tàu thuyền trúng cáp, cắt trộm dây cáp… ngoài ra cáp quang bị đứt do động đất, núi lửa ngầm, giông bão, trượt bùn…

Mỗi khi có sự cố đứt cáp quang biển xảy ra, các website quốc tế sẽ chạy với tốc độ rùa bò. Để khắc phục đơn vị quản lý tuyến cáp phải xác định vị trí, dùng hệ thống đo kiểm điện tử kiểm tra, dùng tàu thuyền chuyên dụng vớt cáp lên sau đó mới tiến hành đấu nối, khắc phục sự cố. Nếu đoạn cáp đứt ở bờ biển nông, thời tiết thuận lợi thì thời gian khắc phục nhanh, đơn giản và ngược lại.

Vai trò của cáp quang biển

Mỗi một giây trôi qua, có hàng triệu cú click chuột, tìm kiếm, tin nhắn tức thời, email, … được thực hiện trên mạng internet, với công nghệ wifi hiện đại, chúng ta chẳng cần cắm dây mà vẫn có thể kết nối toàn cầu thông qua internet vệ tinh. Nhưng nguồn phát này chỉ chiếm 1% lưu lượng toàn thế giới mà thôi, 99% còn lại phụ thuộc vào hệ thống cáp quang biển.

Con số này đủ để chứng minh cáp quang biển có vai trò cực kỳ quan trọng tới cuộc sống con người. Không có hệ thống cáp quang biển đồng nghĩa với việc thông tin không được kết nối, ảnh hưởng đến hầu hết các lĩnh vực đời sống nhân loại và sự tụt hậu là điều đương nhiên.

Cáp quang biển chính là cầu nối viễn thông, kết nối internet giữa tất cả các châu lục trên thế giới (trừ Nam Cực). Cáp quang biển có thể tồn tại trong môi trường nước biển có nồng độ muối rất cao, nhưng nhược điểm là không thể chịu được nhiệt độ quá lạnh (thường là dưới -80 độ C hoặc nơi đóng băng quanh năm), đây là lý do vì sao cho đến tận hôm nay chúng ta vẫn chưa lắp đặt được cáp quang đến Nam Cực.

Hệ thống cáp quang biển là huyết mạch thông tin toàn cầu. Với Việt Nam, cáp quang biển được ví như “mạch máu” kết nối internet Việt Nam ra quốc tế, muốn phát triển không thể không có “mạch máu” này.

Các tuyến cáp quang biển hiện nay

Theo thống kê toàn cầu, trên thế giới hiện có hơn 300 tuyến cáp quang biển nối liền các khu vực, châu lục với độ dài khoảng 900.000 km (đủ quấn 3 vòng quanh trái đất ở bán kính rộng nhất). Tại Việt Nam, cho đến thời điểm hiện tại (Tháng 9/2021) chúng ta có tất cả 7 tuyến cáp quang biển đang được sử dụng. Cụ thể như sau:

Cáp quang biển AAG (Asia – America Gateway)

Bắt đầu hoạt động: tháng 11/2009

Dung lượng: 2.88 Terabit/s

Chiều dài: 20.000 km

Website: https://www.asia-america-gateway.com

Kết nối: Châu Á với miền Tây Hoa Kỳ đi qua 9 nước: Singapore, Hoa Kỳ, Philippines, Hồng Kông, Malaysia, Thái Lan, đảo Guam, Brunei và Việt Nam.

Chủ sở hữu: AT & T (Hoa Kỳ), BayanTel (Philippines), Bharti (Ấn Độ), BT Global Network Services (Anh), CAT Telecom (Thái Lan), ETPI (Philippines), Cơ quan quản lý ngành công nghệ thông tin truyền thông (Brunei Darussalam), Indosat (Indonesia), PLDT (Philippines), StarHub (Singapore), Ezecom-Công nghệ viễn thông(Campuchia), Telkom Indonesia (Indonesia), Telstra (Úc), Telekom Malaysia (Malaysia), Viễn thông New Zealand (New Zealand), Saigon Postal Corporation ( Việt Nam), FPT Telecom (Việt Nam), Viettel (Việt Nam) và VNPT (Việt Nam).

Cáp quang AAG có tên đầy đủ là Asia – America Gateway, sự ra đời của nó là một cuộc cách mạng về kết nối băng thông rộng giữa Châu Á và Hoa Kỳ. Hiện tại đường truyền quốc tế, tốc độ Internet Việt Nam ra thế giới phụ thuộc chính vào tuyến cáp quang này.

Cáp quang AAG khá nổi tiếng với cộng đồng mạng tại Việt Nam vì thường xuyên bị đứt và ngừng hoạt động kể từ khi được đưa vào sử dụng năm 2009. Đa phần những trục trặc xảy ra trong đoạn S1 tại vùng biển Việt Nam giữa Hong Kong và Singapo với chiều dài là 314 Km.

Trước năm 2009, Internet Việt Nam kết nối quốc tế hoàn toàn phụ thuộc vào hai tuyến cáp quang biển là T-V-H (Thailand-Vietnam-Hong Kong) và SMW3 (SEA-ME-WE 3) với lưu lượng khá thấp. TVH có lưu lượng thiết kế mỗi hướng chỉ 560Mbps, SMW3 lên đến 320Gbps, còn lại kết nối qua các tuyến cáp đất liền.

Hầu hết các nhà mạng lớn tại Việt Nam đều đang khai thác tuyến cáp AAG này, gồm VNPT, FPT Telecom, Viettel và SPT

Cáp quang biển SMW3 (SEA-ME-WE 3)

Hoàn thành: năm 2000

Dung lượng: 320 Gbp/s

Chiều dài: 39.000 km

Website: http://www.smw3.com

Kết nối: Đông Nam Á, Trung Đông và Tây Âu đi qua 32 nước và lãnh thổ là Đức, Bỉ, Anh, Pháp, Bồ Đào Nha, Morocco, Ý, Hy Lạp, Thổ Nhĩ Kỳ, Síp, Ả Rập Saudi, Djibouti, Oman, Các tiểu vương quốc Ả Rập, Pakistan, Ấn Độ, Sri Lanka, Myanmar, Thái Lan, Malaysia, Indonesia, Singapore, Úc, Brunei, Vietnam, Philippines, Ma Cao, Hồng Kông, Trung Quốc, Đài Loan, Hàn Quốc và Nhật Bản

Chủ sở hữu: France Telecom và China Telecom

Cáp quang biển SMW-3 còn được gọi SEA-ME-WE 3 là hệ thống cáp quang biển dài nhất thế giới, được thi công bởi France Telecom và China Telecom, và được quản lý bởi Singtel.

Tuyến cáp quang SMW-3 sử dụng công nghệ ghép bước sóng. Bản thân hệ thống cáp có hai cặp sợi, mỗi cặp mang 64 bước sóng (2007). Vào ngày 1 tháng 1 năm 2015, việc mở rộng công suất lần thứ 5 đã được phân phối cho tất cả các công ty quản lý. Dung lượng dữ liệu của mạng lưới cáp quang này được tăng lên đáng kể với công nghệ 100G. Tại Việt Nam, tuyến cáp quang biển này cập bờ tại Đà Nẵng.

Cáp quang biển AAE-1 (Asia Africa Europe 1)

Hoàn thành: năm 2017

Dung lượng: công nghệ truyền DWDM 100Gbps tiên tiến.

Chiều dài: 23.000 km

Website: https://www.aaeone.com

Kết nối: Từ Đông Á đến Nam Âu, Hong Kong, Việt Nam, Campuchia, Thái Lan, Malaysia, Singapore, Myanmar, Pakistan, Ấn Độ, Oman, UAE, Qatar, Yemen, Arab Saudi, Djibouti, Ai Cập, Hy Lạp, Ý, Pháp.

Chủ sở hữu: British Telecom, China Unicom, Djibouti Telecom, Etaluat, Global Transit, HyalRoute, Jio, Metfone, Mobily, Omantel, Ooredoo, Oteglo, PCCW, PTCL, Retelit, Viễn thông Ai Cập, TeleYemen, TOT, VNPT, Viettel.

Tuyến cáp AAE-1 triển khai công nghệ truyền dữ liệu 100 Gbps, với dung lượng tải tối thiểu là 40 Gbps. Một trong các tính năng của AAE-1 là trong khi tuyến kết thúc tại hai PoP (Points of Presence) ở Singapore, tuyến tiếp tục kết nối xa hơn châu Á thông qua tuyến trên mặt đất, kết nối Thái Lan, Việt Nam, Cambodia và Hồng Kông. Theo cách này giúp AAE-1 là hệ thống có độ trễ thấp nhất giữa Hồng Kông, Ấn Độ, Trung Đông và châu Âu.

Tổng vốn đầu tư của dự án khoảng 820 triệu USD, trong tổng số 21 điểm cập bờ, Việt Nam là một nút giao quan trọng, điểm cập bờ của Việt Nam tại TP Vũng Tàu.

Cáp quang biển APG (Asia Pacific Gateway)

Hoàn thành: năm 2016

Dung lượng: 54.8 Terabit/s

Chiều dài: 10.400 km.

Kết nối: Trung Quốc, Hồng Kông, Nhật Bản, Hàn Quốc, Malaysia, Đài Loan, Thái Lan, Việt Nam và Singapore

Chủ sở hữu: Facebook, CAT Telecom, China Telecom, China Mobile International, China Unicom, Chunghwa Telecom, KT Corporation, LG Uplus, NTT Communications, StarHub, Global Transit, Viettel và VNPT

Cáp quang biển APG còn có tên gọi khác là Asia Pacific Gateway, hệ thống cáp quang biển Châu Á Thái Bình Dương (APG) khởi động vào năm 2009, hoàn thành và đưa vào phục vụ vào ngày 28 tháng 10 năm 2016.

Với tổng chiều dài 10,400 km, mạng cáp APG tận dụng khả năng truyền dẫn quang 100Gbps và công nghệ kết hợp kỹ thuật số để cung cấp dung lượng hơn 54 Tbps, cao nhất so với bất kỳ mạng nào ở châu Á.

Tuyến cáp này được xây dựng tránh các khu vực dễ xảy ra động đất và bão. Có các điểm kết nối ở Trung Quốc đại lục, Hồng Kông, Đài Loan, Nhật Bản, Hàn Quốc, Malaysia, Singapore, Thái Lan và Việt Nam.

Cáp quang biển liên Á TGN-IA (Tata TGN Intra-Asia)

Hoàn thành: Năm 2009

Đầu tư ban đầu: 200 triệu đô la Mỹ

Công xuất thiết kế: 3,84 Tb/s, 4 cặp sợi, mỗi cặp DWDM 96×10 Gbps

Chiều dài: 6.800 Km

Kết nối: Singapore, Việt Nam, Philippines, Hong Kong, Guam, Nhật

Chủ sở hữu: Tata Communications

Website: https://www.tatacommunications.com/

Cáp quang biển TGN-IA hay còn gọi là cáp quang biển Liên Á là một hệ thống cáp quang biển riêng của châu Á được xây dựng, sở hữu và vận hành bởi Tata Communications.

Tuyến cáp TGN-IA được thiết kế có chủ ý để tránh các khu vực dễ xảy ra động đất và các khu vực nguy hiểm khác, như bờ biển phía nam và phía đông của đảo Đài Loan. Hệ thống cáp TGN-IA cung cấp tuyến đường trực tiếp có độ trễ thấp giữa Tokyo và Singapore (63 ms). Và TGN-IA, TIC và TGN-Pacific cùng nhau tạo thành một mạng lưới cáp quang biển tích hợp để kết nối châu Á và Hoa Kỳ.

Cáp TGN-IA trải dài 6800 km, bao gồm 4 cặp cáp nối Singapore, Hồng Kông, Nhật Bản, Philippines, Việt Nam và đảo Guam, với công suất thiết kế 3,84 Tbit/s. Tại Việt Nam cáp Liên á TGN-IA cập bờ tại Vũng Tàu.

Cáp quang biển T-V-H (Thailand-Vietnam-Hong Kong)

Hoàn Thành: 1996

Dung lượng: 565 Mbit/s

Chiều dài: 3.367 km

Kết nối: Hong Kong, Việt Nam, Thái Lan.

Cáp quang biển TVH là tuyến cáp quang đi qua 3 nước, Hong Kong – Việt Nam – Thái Lan, là tuyến cáp quang biển lâu đời, có thể nói là từ thuở sở khai của internet Việt Nam. Liên lạc viễn thông qua tuyến T-V-H chủ yếu là qua nhánh đi Hồng Kông. Nhánh đi Thái Lan, lưu lượng không đáng kể, chỉ giữ vai trò dự phòng trong trường hợp các tuyến cáp khác trục trặc. Vì vậy, tuyến TVH nhánh đi Thái Lan gặp sự cố không ảnh hưởng tới hệ thống thông tin liên lạc từ Việt Nam ra nước ngoài.

Cáp quang TVH nổi tiếng nhất khu vực vào tháng 3 năm 2007, cáp này đã bị hỏng do “ngư dân” địa phương đã cắt bán phế liệu. Chi phí khôi phục của VNPT khoảng 1,3 triệu USD so với 2,6 triệu USD dự kiến ban đầu và thời gian sửa chữa rút xuống còn một tháng so với 88 ngày dự kiến. Theo thỏa thuận được ký kết giữa ba bên, phía CAT (Thái Lan) phải chịu chi phí khắc phục là 44,5%. Phía Reach (Hồng Kông) phải chịu 20,4%; và còn lại của một số công ty khai thác nhỏ khác.

Cáp quang biển SJC2 (Southeast Asia-Japan Cable 2)

Hoàn thành: cuối 2020

Dung lượng: 144Tbps

Chiều dài: 10,200km

Kết nối: qua 9 nước Trung Quốc, Hồng Kông, Nhật Bản, Hàn Quốc, Malaysia, Đài Loan, Thái Lan, Việt Nam và Singapore. Điểm cập bờ Việt Nam đặt tại thành phố Quy Nhơn.

Chủ sở hữu: China Mobile International, Chunghwa Telecom, Chuan Wei, Facebook, KDDI, Singtel, SK Broadband và VNPT

Thi công: https://www.nec.com

Cáp quang biển SJC2 còn có tên khác là Southeast Asia-Japan Cable 2, được ví như một đường cao tốc đa phương tiện thế hệ mới, cáp quang SJC2 có thể đóng vai trò nòng cốt trong việc tạo điều kiện hợp tác kinh tế và đổi mới kỹ thuật số giữa các quốc gia 2 tỷ dân trong khu vực này.

Thiết kế mạnh mẽ và linh hoạt sẽ cho phép SJC2 đối phó với những thay đổi trong tương lai về nhu cầu công suất. SJC2 sẽ cung cấp kết nối liền mạch và đa dạng mạng, đồng thời phục vụ bổ sung cho các tuyến cáp ngầm khác ở châu Á, trong số các loại khác, chẳng hạn như SJC ban đầu được chế tạo năm 2013

Cáp quang biển ADC (Chưa hoàn thành)

Dung lượng: 140 Tb/s

Chiều dài: 9.400 km

Kết nối: Việt Nam, Nhật Bản, Philippines, Trung Quốc, Singapore và Thái Lan.

Tuyến cáp ADC dự kiến sẽ hoàn thành vào quý IV/2022, Viettel hiện đang đầu tư vào hệ thống cáp quang biển này, cũng giống như SJC2, điểm cập bờ Việt Nam của ADC cũng đặt tại thành phố Quy Nhơn.

Phương pháp kéo và đặt mới cáp quang biển

Các công ty xây dựng và lắp đặt cáp quang biển nhìn chung thực hiện những điều sau:

1. Thiết kế tốc độ phù hợp nhất của cáp và tàu, xem xét độ sâu nước cùng với tuyến đặt cáp, thăng trầm của đáy biển và các loại cáp đặt.
2. Vận hành các phương tiện xử lý cáp như động cơ cáp hoặc hệ thống định vị của tàu theo đúng thiết kế.

Quy trình đặt cáp tàu ngầm quang học

1. Về phía bến cáp A, một đầu cáp được tàu cáp trả ra và hạ cánh. Trong giai đoạn này, các phao bóng được gắn dọc theo cáp để ngăn ngừa các hư hỏng có thể xảy ra đối với cáp.
   Cuối cùng, các phao được tách ra, cho phép dây cáp chìm xuống đáy biển.
2. Tàu thả cáp về phía ga đối diện B hoặc điểm chỉ định giữa đại dương.
3. Tại điểm chỉ định, tàu nối cáp với điểm cuối của cáp đã đặt trước đó từ ga B.
4. Sau mối nối cuối cùng, dây cáp được thả xuống đáy biển.

Quy trình sửa chữa nếu cáp quang biển bị sự cố

Có trường hợp cáp quang bị đứt, hư hỏng do động đất, chấn động, cá mập cắn, ngư cụ đánh bắt,… Trước tình hình đó, tàu cáp khẩn trương điều động đến hiện trường đứt cáp và sửa chữa cáp.

Tổng quan các bước

1. Xác định vị trí của điểm hỏng cáp.
2. Khôi phục cáp hỏng trên tàu
3. Cắt và tháo đoạn cáp hỏng
4. Nối cáp đã khôi phục và cáp dự phòng trong thùng cáp của tàu
5. Kiểm tra xác nhận và cải tạo lại cáp

Quy trình sửa chữa cáp quang ngầm

1. Khoảng cách của vị trí đứt cáp so với trạm hạ cánh được ước tính trước bằng một số thử nghiệm. Tàu cáp được điều hướng đến vị trí bởi DGPS. Đến nơi, dụng cụ dò và cắt cáp gắn vào đầu dây trả ra biển. Bằng cách kéo công cụ grapnel dưới đáy biển, dây cáp bị cắt.
2. Sợi dây có grapnel ở đầu của nó được trả ra khỏi tàu, và một đầu của sợi cáp đã cắt được grapnel bắt lại (Cable Catch) và được thu hồi về tàu (Cable Recovery). Có thể mất hơn một ngày để khôi phục cáp từ vùng biển sâu 8.000m. Thử nghiệm sợi quang và thử nghiệm điện của dây dẫn nguồn cấp điện của nó được thực hiện. Nếu vẫn còn lỗi, cáp được khôi phục thêm, phần hỏng được cắt và loại bỏ.
3. Tại phần cuối của cáp mà từ đó đoạn hỏng được loại bỏ, tiến hành xử lý chống thấm. Sau khi gắn dây neo và phao vào nó, một lần dây cáp được thả xuống biển. Tàu cáp di chuyển để tìm kiếm đầu kia của cáp và lặp lại quy trình tương tự như mục 2 ở trên.
4. Thử nghiệm sợi quang và thử nghiệm điện của ruột dẫn cấp nguồn của nó trên cáp phục hồi được thực hiện theo cách tương tự như mục 2. Nếu có sự cố, phần hư hỏng được cắt và loại bỏ. Cáp được nối với cáp dự phòng được lưu trữ trong thùng cáp (thông thường, công nghệ Universal Joint được sử dụng). Tàu cáp tiếp cận phao đã lắp trước đó cùng với việc trả cáp dự phòng.
5. Giữ cáp dự phòng, tàu cáp thu hồi cáp gắn vào phao một lần nữa và khớp nó với đầu đối diện của cáp dự phòng. Để xác nhận cuối cùng, thử nghiệm được tổ chức giữa hai trạm hạ cánh của cáp. Sau khi xác nhận thông tin liên lạc thường xuyên, cáp trên tàu được thả xuống đáy biển và công việc sửa chữa hoàn tất.

Nguồn: Cáp quang biển là gì? Bản đồ các tuyến cáp quang biển hiện nay kết nối Việt Nam và thế giới – wikimaytinh