Những đại lộ 'siêu tốc' dưới đáy đại dương - Kỳ 1: Sợi cáp quang thay tàu đưa thư

Mạng quốc tế thi thoảng lại bị sự cố đứt cáp biển. Người ta bực bội đợi tàu ngầm sửa chữa và hi vọng vệ tinh sẽ thay thế hoàn toàn. Nhưng ít ai biết rằng đường truyền này dù được mở đầu từ giữa thế kỷ 19 nhưng còn rất xa nữa vệ tinh mới có thể thay hẳn được chúng.

Ngày 29-7-1858, hai chiếc tàu chiến chạy hơi nước gặp nhau giữa Đại Tây Dương để nối hai đầu một sợi dây cáp mỏng chỉ 1,5cm, dài 4.000km từ Anh đến Mỹ, lần đầu tiên kết nối châu Âu và Bắc Mỹ bằng điện báo.

Mở đầu thời đại kết nối mới

Hai tuần sau đó, nữ hoàng Anh Victoria gửi chúc mừng đến tổng thống Mỹ James Buchanan sau sự kiện bắn pháo hoa và diễu hành với mô hình chiếc tàu đã kết nối cáp.

Thông điệp chúc mừng, nữ hoàng Anh ca ngợi "công trình quốc tế tuyệt vời" giữa hai quốc gia, thành tựu của gần hai thập kỷ nỗ lực. Trong khi đó, tổng thống Mỹ Buchanan khẳng định đây là "chiến công vinh quang hơn bất cứ cuộc chinh phạt thắng lợi nào trên chiến trường" bởi nó có lợi hơn cho con người.

Khi ấy, người ta mất đến 17 giờ để gửi đi thông điệp bằng mã Morse với tốc độ hơn hai phút cho mỗi ký tự. Đây là phương tiện truyền thông tốc độ nhanh nhất mà loài người từng có tại thời điểm đó. Dù sợi cáp hoạt động được chưa đến một tháng do gặp vô số sự cố kỹ thuật, nhưng cuộc cách mạng truyền thông toàn cầu đã bắt đầu...

Thông điệp xuyên Đại Tây Dương bằng điện báo đầu tiên giữa nữ hoàng Anh Victoria và tổng thống Mỹ James Buchanan - Ảnh: CNN

Thật ra, nhiều thử nghiệm đã được tiến hành từ trước đó và nhiều sợi cáp đã kết nối các nước châu Âu trong những năm trước. Tuy nhiên, tuyến cáp xuyên Đại Tây Dương đã đánh dấu cột mốc cho những bước ngoặt kết nối các châu lục trong hơn 150 năm qua. Trước năm 1858, liên lạc giữa châu Âu và châu Mỹ chỉ diễn ra bằng tàu, mà đôi khi những cơn bão nghiêm trọng khiến các tàu phải mất nhiều tuần để vượt biển.

Sau thất bại đầu tiên, người ta nhận ra tầm quan trọng của việc tăng chất lượng các sợi cáp, cải thiện kỹ thuật và thiết bị truyền tín hiệu... Sợi cáp xuyên Đại Tây Dương thứ hai được lắp đặt thành công cũng giữa Ireland và Newfoundland, Mỹ năm 1866, và người ta cũng khôi phục được tuyến cáp đầu tiên.

Từ năm 1866, các dây cáp mới được truyền 6-8 từ một phút, rồi tăng lên hơn 40 từ/phút vào cuối thế kỷ. Bất chấp việc lắp đặt cáp khi đó tốn kém khủng khiếp, những lợi ích và lợi nhuận từ chúng (một tin nhắn có phí đến 5 USD/từ vào năm 1866) là động lực để con người tiếp tục nối cáp xuyên biển...

Năm 1956, Transatlantic số 1 (TAT-1), cáp viễn thông dưới biển đầu tiên được lắp đặt. Và đến năm 1988, cáp TAT-8 đã truyền 280 megabyte mỗi giây - gấp khoảng 15 lần tốc độ kết nối Internet trung bình của hộ gia đình Hoa Kỳ - bằng sợi quang sử dụng ánh sáng để truyền dữ liệu với tốc độ chóng mặt. 

Sự xuất hiện của TAT-8, sợi cáp quang đầu tiên xuyên Đại Tây Dương đã đánh dấu một cột mốc khác của lĩnh vực cáp thông tin. Năm 2018, cáp Marea nối giữa Bilbao, Tây Ban Nha và bang Virginia của Mỹ với tốc độ truyền lên tới 160 terabit mỗi giây - nhanh hơn 16 triệu lần so với kết nối Internet trung bình của các hộ gia đình.

Ngày nay, có khoảng 380 sợi cáp biển hoạt động trên khắp thế giới với tổng chiều dài hơn 1,2 triệu km. Các đường cáp tập trung nhiều tại các điểm nóng về kinh tế thông tin như New York và Singapore. Tuy nhiên, chúng còn kết nối mọi nơi trên thế giới, kể cả các hòn đảo xa xôi ở Thái Bình Dương và Bắc Cực.

Còn lâu mới không dây

Khi mô tả hệ thống dây dẫn bao gồm Internet, nhà văn Neal Stephenson đã từng so sánh trái đất như bo mạch chủ máy tính. Từ các bó cáp trên những cây cột cho đến các đường cáp quang ngầm dưới lòng đất, xung quanh chúng ta là những bằng chứng cơ bản cho thấy Internet thực sự chỉ là một nùi các dây rất dài. Nhưng những gì chúng ta thấy chỉ là một phần nhỏ của mạng lưới và phần còn lại nằm sâu dưới đáy đại dương lạnh lẽo.

Ngày nay, cáp biển dường như vô hình và lỗi thời trong thời đại Internet bị chi phối bởi những ông lớn như Google, Facebook, Amazon, hay tràn ngập những kết nối không dây, đám mây... Đa phần chúng ta kết nối với Internet trên điện thoại bằng WiFi và các gói cước. 

Tuy nhiên, những kết nối đó cuối cùng vẫn phải cần đến cáp để đưa dữ liệu xuyên lục địa và đại dương với tốc độ ánh sáng. Cáp biển vẫn đóng một vai trò như những "đại lộ" thông tin của thế giới. 99% trao đổi thông tin toàn cầu và hàng ngàn tỉ đôla giao dịch trên thế giới đều được thông qua các đường cáp biển.

"Người ta nghĩ rằng dữ liệu ở trên đám mây nhưng không phải vậy. Nó nằm dưới biển" - Jayne Stowell, người giám sát các dự án cáp biển của Google, khẳng định. Quả thật, chúng ta còn lâu mới có được mạng lưới thực sự "không dây". Chúng ta chỉ nhận ra tầm quan trọng của những sợi cáp xù xì đó khi chúng bị đứt.

Các “đại lộ” thông tin cáp biển chuyển đến 99% lượng thông tin toàn cầu - Ảnh: The Conversation

Nhiều công ty đang dồn nguồn lực cho các dự án cáp biển riêng mình. Chẳng hạn, Google đang thực hiện dự án đường cáp nối giữa Mỹ và Chile, nơi đặt trung tâm dữ liệu lớn nhất của công ty ở Nam Mỹ. Google cũng dự kiến hoàn thành đường cáp khác nối bang Virginia (Mỹ) với Pháp vào năm 2020. Công ty hiện có 13 trung tâm dữ liệu trên toàn cầu và tám trung tâm khác đang xây dựng để đáp ứng cho hàng nghìn tỉ lượt tìm kiếm mỗi năm và lượng video hơn 400 giờ được tải YouTube mỗi phút.

Trong kỷ nguyên hiện đại, hầu hết các đường cáp đều do các công ty viễn thông lắp đặt. Nhưng thập kỷ qua, các gã khổng lồ công nghệ Mỹ bắt đầu nắm quyền kiểm soát nhiều hơn. Google tham gia vào ít nhất 14 dự án cáp trên toàn cầu. Amazon, Facebook và Microsoft đã đầu tư vào những đường cáp khác, kết nối các trung tâm dữ liệu ở Bắc Mỹ, Nam Mỹ, châu Á, châu Âu và châu Phi, theo công ty nghiên cứu TeleGeography.

Thực tế, nhu cầu cáp biển sẽ còn tăng lên khi nhiều doanh nghiệp phụ thuộc vào dịch vụ điện toán đám mây. Công nghệ của tương lai như trí thông minh nhân tạo mạnh mẽ và những chiếc xe không người lái, tất cả đều cần tốc độ truyền tải dữ liệu nhanh hơn."Cáp biển là một phần hạ tầng rất quan trọng giúp những điều đó thành hiện thực. Tất cả dữ liệu đó sẽ đi qua cáp biển" - ông Debbie Brask, phó chủ tịch của SubCom và đang quản lý dự án Google, nhận định.

Một loạt vụ đứt Internet quy mô lớn khắp thế giới làm lo ngại an toàn của cáp biển. Nhưng ít ai nghĩ con người - chứ không phải thiên nhiên - mới là mối đe dọa lớn nhất với sợi cáp dưới đáy biển sâu...

Cáp biển nhanh và rẻ hơn vệ tinh

Ngày nay, chúng ta có hơn 1.000 vệ tinh trên quỹ đạo. Chúng ta thăm dò các sao chổi và đang thực hiện kế hoạch lên sao Hỏa. Có vẻ không gian sẽ là cách tốt hơn kết nối Internet so với lắp những sợi dây cáp dài dọc đáy đại dương. Các vệ tinh sẽ "xịn" hơn một công nghệ xuất hiện từ trước khi phát minh ra điện thoại?

Nhưng không, hoặc ít nhất là chưa. Mặc dù cả cáp quang và vệ tinh liên lạc đều được phát triển vào những năm 1960, các vệ tinh có vấn đề lớn: độ trễ và mất dữ liệu. Gửi và nhận tín hiệu từ không gian cần thời gian.

Trong khi đó, sợi quang có thể truyền thông tin với tốc độ 99,7% tốc độ ánh sáng. Internet sẽ thế nào nếu không có cáp biển, hãy nhìn Nam Cực, lục địa duy nhất không có kết nối mạng vật lý, phụ thuộc vệ tinh để phục vụ các nghiên cứu khí hậu quan trọng và cần truyền tải nhiều dữ liệu. Ngày nay, các trạm nghiên cứu ở Nam Cực tạo ra nhiều dữ liệu hơn mức chúng có thể truyền qua không gian.
Nguồn: https://tuoitre.vn/nhung-dai-lo-sieu-toc-duoi-day-dai-duong-ky-1-soi-cap-quang-thay-tau-dua-thu-2019121811131341.htm