Thứ Hai, 5 tháng 8, 2019

Internet không ở trên trời như bạn vẫn nghĩ !

Nhiều người nghĩ dữ liệu của chúng ta được lưu trên mây, nhưng không phải như vậy. Chúng chạy dọc đại dươngTất cả những gì diễn ra trên Internet là tập hợp của một loạt những ký tự nhị phân, được truyền dẫn xuyên qua đại dương bên trong những sợi cáp mỏng như sợi tóc. Trong quãng thời gian bạn đọc xong câu trên, dữ liệu đã kịp đi vài vòng Trái Đất.

Hơn 150 năm trước, cáp truyền dẫn đầu tiên chạy xuyên qua Đại Tây Dương đã giúp cho Nữ hoàng Anh Victoria gửi một bức điện tới Tổng thống Mỹ James Buchanan. Bức điện mất 16 giờ mới tới nơi.

Phác họa những tuyến cáp xuyên biển trên thế giới vào năm 2021. Những tuyến cáp màu vàng thuộc sở hữu của Amazon, Facebook, Google và Microsoft. Ảnh: NY Times.

Ngày nay, hơn 1 triệu km cáp quang đã được sử dụng để kết nối lục địa Âu - Á và châu Mỹ. Mặc dù hiện tại các phương tiện liên lạc không dây đã rất phổ biến, cách hiệu quả nhất để truyền tín hiệu xuyên qua đại dương vẫn là dùng cáp quang.

Dữ liệu truyền qua sợi cáp nhỏ hơn sợi tóc

Kể cả khi cáp quang là cách truyền dẫn dữ liệu “rẻ nhất”, những chuyên gia dự đoán dự án cáp quang xuyên biển của Google cũng sẽ có chi phí khoảng 350 triệu USD. Dự án mới nhất của Google là tuyến cáp quang nối giữa Mỹ và Chile, nơi Google đặt trung tâm dữ liệu lớn nhất Nam Mỹ.

Một sợi cáp quang có kích thước chỉ tương đương sợi tóc. Ảnh: NY Times.

“Nhiều người nghĩ dữ liệu của chúng ta được lưu trên mây, nhưng không phải như vậy. Chúng chạy dọc đại dương”, bà Jayne Stowell, người phụ trách dự án cáp quang của Google chia sẻ.

Để đặt cáp quang xuống biển không hề đơn giản. Đó là một quá trình tốn thời gian và nhân lực. Cáp quang cuối cùng sẽ được một con tàu có tên Durable hạ xuống lòng đại dương, nhưng trước đó nó sẽ được sản xuất tại nhà máy ở Newington, New Hampshire.

Nhà máy của SubCom tại đây sẽ sử dụng những cỗ máy đặc biệt để tạo ra một sợi cáp quang và bọc nó bằng lớp bảo vệ.

Hàng nghìn sợi cáp, sau khi được bọc lớp bảo vệ, sẽ được cuốn lại thành những cuộn cáp lớn để đưa lên tàu. Ảnh: NY Times.

Sợi cáp quang ban đầu chỉ là một tập hợp những sợi thủy tinh. Dữ liệu được truyền dưới dạng ánh sáng là những tia laser, phản xạ liên tục ở thành sợi thủy tinh và di chuyển với tốc độ ánh sáng.

Chính những tia sáng này sẽ được truyền từ đầu này qua đầu kia đại dương, và ở điểm đến sẽ được đưa vào một mạng lưới để cuối cùng trở thành những email hay trang web hiển thị trên thiết bị của chúng ta.

Nói cách khác, mặc dù phần lớn thiết bị hiện nay đều sử dụng những kết nối không dây như 4G hay Wi-Fi, tất cả những mạng không dây này đều có nền tảng là mạng có dây để có thể truyền dẫn dữ liệu.

Sau khi từng sợi cáp quang đã được sản xuất, chúng sẽ được đóng gói trong lớp đồng để truyền điện, sau đó là các lớp bảo vệ với chất liệu tùy thuộc vào địa điểm đặt cáp như nhựa, thép.

Các lớp bảo vệ là cần thiết để sợi cáp có thể chống chọi với môi trường khó lường dưới đáy đại dương. Tới lúc hoàn thiện, một cáp quang có kích thước tương đương một chiếc ống nước.

Mặc dù trong quá khứ phần lớn tuyến cáp thuộc về những công ty viễn thông, khoảng 10 năm qua những công ty công nghệ lớn nhất đã dần thay thế. Google đã sở hữu hoặc góp vốn vào ít nhất 14 tuyến cáp biển trên khắp thế giới. Amazon, Facebook và Microsoft cũng sở hữu những tuyến cáp để kết nối các trung tâm dữ liệu ở châu Mỹ, Á, Âu và Phi.

Đối với nhiều quốc gia, cáp biển là hạ tầng tối quan trọng và đôi khi có thể dẫn đến xung đột địa chính trị. Năm 2018, Australia từng ra lệnh cấm Huawei xây dựng tuyến cáp nối giữa nước này và đảo Solomon vì lo ngại nguy cơ an ninh mạng.

Những khó khăn không thể lường trước

Việc lắp đặt một hệ thống cáp quang xuyên biển thường phải được lên kế hoạch trước 1 năm để tránh những rủi ro về thiên tai. Tuy nhiên, kể cả khi đã đặt được xuống đáy đại dương, sợi cáp vẫn phải chịu những dòng nước mạnh, đá rơi, động đất hay cả những tác động từ tàu đánh cá. Mỗi sợi cáp có thời hạn sử dụng khoảng 25 năm.

Chiếc tàu Durable sẽ mang trên mình khoảng gần 6.500 km cáp, với trọng lượng 3.500 tấn. Để đưa cáp lên tàu, sợi cáp phải được đặt thủ công vào bể chứa. Một người công nhân sẽ cầm sợi cáp và đi quanh trục của bể, trong khi những người khác phải nằm đè lên cáp để tránh cho nó bị rối. Một đội có hàng chục người sẽ phải mất tới 4 tuần mới có thể hoàn thành việc đưa cáp vào bể chứa của tàu.

Các kỹ thuật viên trên tàu Durable đang đưa tuyến cáp vào bể chứa của tàu. Ảnh: NY Times.

Thuyền trưởng Yann Durieux cho biết một trong những trách nhiệm lớn nhất của ông là đảm bảo tinh thần cho các thành viên tàu trong vài tuần giữa biển. Đó là sự thật: xây dựng hạ tầng cho thế giới là công việc rất tốn nhân lực.

Tàu Durable có 80 thành viên, được chia thành những ca làm việc 12 giờ. Trên tàu có rất nhiều biển yêu cầu giữ trật tự, bởi lúc nào cũng có người đang ngủ. Durable mang đủ nhiên liệu và đồ ăn để có thể ra khơi trong 60 ngày.

“Đến giờ tôi vẫn bị say sóng. Đây không phải công việc mà ai cũng làm được”, Walt Oswald, một kỹ thuật viên làm việc trong nghề 20 năm chia sẻ. Anh vẫn phải sử dụng miếng dán đằng sau vành tai để đỡ say sóng.

Khi đã ra khơi, họ không thể tránh khỏi những điều kiện khắc nghiệt. Sóng có thể cao tới vài mét, và đôi khi thuyền trưởng phải ra lệnh cắt cáp, hạ xuống biển và di chuyển vào vùng an toàn hơn. Chỉ khi biển đã êm, con tàu mới quay trở lại, lấy cáp đã bị cắt lên và hàn lại trước khi tiếp tục công việc.

Một chiếc xe ủi đang chôn sợi cáp xuống dưới đáy biển. Ảnh: SubCom.

Tốc độ di chuyển của con tàu ngoài biển chỉ khoảng 10 km/h. Tàu vừa đi, cáp vừa được kéo ra để hạ xuống đáy biển. Càng gần bờ thì cáp càng dễ bị hư hại, do vậy khi tới gần bờ cáp phải chôn xuống dưới đáy biển.

Sau dự án này, Google sẽ tiếp tục triển khai dự án cáp nối giữa Virginia và Pháp, dự kiến hoàn thành vào năm 2020. Họ có tổng cộng 13 trung tâm lưu trữ trên khắp thế giới, và đang xây dựng 8 trung tâm nữa. Tất cả những trung tâm này sẽ được nối với nhau bằng những tuyến cáp biển, và là nền tảng cho hàng tỷ lượt tìm kiếm mỗi ngày trên Google.

“Công việc này giống như chơi hàng chục ván cờ cùng lúc vậy”, bà Stowell chia sẻ. Trên cổ bà là một sợi cáp quang, được đeo như đồ trang sức.

Khi mà ngày càng nhiều công ty cung cấp và phụ thuộc vào dịch vụ lưu trữ đám mây, nhu cầu cho những tuyến cáp mới sẽ tăng lên. Những công nghệ của tương lai như 5G, AI hay xe tự lái đều yêu cầu dữ liệu tốc độ cao. Kể cả những công nghệ phát Internet tới những vùng khó khăn như các nước nghèo, vùng núi cũng đều được dựa trên những tuyến cáp biển.

“Đây là phần hạ tầng quan trọng nhất giúp cho mọi việc đều tốt đẹp. Mọi dữ liệu đều đang được truyền qua những tuyến cáp biển”, bà Debbie Brask, phó chủ tịch của SubCom, đối tác của Google trong dự án này chia sẻ.

-------------------------------------------------------------------------------------------------

Google’s cable investments

There was an article recently on New York Times covering Google’s undersea projects. They have a nice map of the history of undersea cables and which of them Facebook, Google, Microsoft or Amazon “partly own, solely own or are a major capacity buyer of a cable owned by another company”.

Map published in New York Times. Graphics by Karl Russell, Troy Griggs and Blacki Migliozzi.

It looks like the share of these major content providers among all internet cables is increasing quite rapidly. And especially Google is taking lead of creating its own cable infrastructure.

There is an interview of Jayne Stowell, who oversees construction of Google’s undersea cable projects. Couple of nice comments:

“People think that data is in the cloud, but it’s not,”
“It’s in the ocean.”

“It really is management of a very complex multidimensional chess board,” said Ms. Stowell of Google, who wears an undersea cable as a necklace.

There is also interviews and pictures of guys working in the cable ship Durable that Google uses for its laying operations.

“I still get seasick,” said Walt Oswald, a technician who has been laying cables on ships for 20 years. He sticks a small patch behind his ear to hold back the nausea. “It’s not for everybody.”

Recommend to read!

Here’s couple more images of what Google is planning from company blog post.