Ngày nay, việc sử dụng Internet qua mạng di động hay Wi-Fi đã trở nên bình thường. Đằng sau nó là một hệ thống phức tạp gồm cáp ngầm, cáp dưới nước và mới đây là những "chòm sao" vệ tinh.

Tuy nhiên, cáp ngầm vẫn là hình thức chiếm đa số. Theo Tech Radar, hiện có khoảng 380 tuyến cáp quang biển đảm nhiệm 99,5% lượng dữ liệu toàn cầu lưu thông dưới lòng đại dương, kết nối các trung tâm dữ liệu khổng lồ hỗ trợ điện toán đám mây, như Amazon Web Services, Microsoft Azure hay Google Cloud.

Công ty nghiên cứu viễn thông TeleGeography cho biết, mỗi năm có hơn 100 vụ hỏng cáp, tức trung bình khoảng ba ngày có một sự cố xảy ra. Nhiều trong số đó không được chú ý, nhất là ở các nước phát triển do có quá nhiều tuyến cáp hỗ trợ nhau, nhà mạng dễ dàng phân bổ lưu lượng nên băng thông Internet luôn ổn định và người dùng cuối không cảm nhận được việc đứt cáp.

Ảnh mô phỏng một sợi cáp quang biển. Ảnh: Christoph Burgstedt

Tuy nhiên, ở những nơi khác, kết nối mạng kém hơn nhiều và hệ thống mạng cũng dễ bị cắt đứt bằng các phương tiện thô sơ.

Năm 2018, Mauritania, quốc gia phía tây châu Phi bị gián đoạn Internet trong 2 ngày sau khi tuyến cáp từ bờ biển châu Phi đến châu Âu bị một tàu đánh cá làm đứt. Có 9 quốc gia khác trong khu vực trải qua tình trạng tương tự do lỗi từ ngư dân.

Một trường hợp hy hữu khác cũng xảy ra năm 2018 tại Gruzia, khi một phụ nữ bán phế liệu cắt một phần cáp ngầm bằng chiếc thuổng của mình. Hậu quả là nước láng giềng Armenia mất kết nối trong 5 giờ. Bà sau đó được truyền thông địa phương mệnh danh là "hacker thuổng". Năm 2019, hàng triệu người Yemen không thể truy cập mạng nhiều ngày sau khi cáp quang biển Falcon bị đứt.

Theo Tech Radar, việc hỏng cáp biển diễn ra thường xuyên khiến câu chuyện "cá mập cắn cáp" trở nên phổ biến những năm gần đây và dường như là lý do được đưa ra sau mỗi lần đứt cáp. Theo một số báo cáo, loài cá này nhầm sóng điện từ của cáp với dòng điện sinh học do cá tạo ra và cắn chúng. Dù vậy, nhiều nhà khoa học phản bác.

"Đây có lẽ là một trong những 'giai thoại' được trích dẫn nhiều trên báo chí. Đúng là cá mập từng cắn một vài sợi cáp, nhưng chúng không phải là mối đe doạ lớn", Alan Mauldin, Giám đốc nghiên cứu tại TeleGeography, nói. Nguyên nhân chủ yếu đến từ tác động bên ngoài, như mỏ neo tàu đánh cá hoặc công cụ khác của ngư dân.

Chênh lệch về số lượng cáp quang biển

Các quốc gia phát triển có hệ thống cáp quang biển lớn. Chẳng hạn, Nhật Bản có 26 tuyến cáp ngầm, Anh là 54 tuyến và Mỹ tới 91 tuyến. Thế nhưng, nhiều nước khác trên thế giới chỉ dựa vào một tuyến cáp duy nhất để kết nối Internet, hoặc hai nếu may mắn.

Thống kê của TechRadar Pro hồi tháng 8/2020 cho thấy, có 19 nước, tức 10% quốc gia trên toàn cầu, chỉ được hỗ trợ bởi một tuyến cáp quang biển duy nhất, trong đó có những nơi đông dân như Kazakhstan, Azerbaijan, Togo và Sierra Leone. Có 11 quốc gia dùng hai tuyến cáp quảng biển, với tổng số người dùng gần 450 triệu. Với số cáp ít ỏi, người dân có thể bị ngắt kết nối Internet bất cứ lúc nào nếu sự cố xảy ra.

Số lượng cáp quang biển kết nối tới Việt Nam cũng ở mức thấp so với các nước trong khu vực và trên thế giới. Việt Nam có hơn 97 triệu dân, hơn 68 triệu người sử dụng Internet nhưng chỉ có 7 tuyến cáp biển, có nghĩa trung bình 14 triệu dân trên một tuyến cáp. Trong số này, có một tuyến đã cũ khi được khai thác từ năm 1999 và chuẩn bị phải thanh lý, còn AAG và IA cũng đã vận hành 12 năm, từ 2009. Những tuyến cáp này đứt trung bình 10 lần mỗi năm, theo đại diện của Viettel Networks.

Cùng trong khu vực Đông Nam Á, Singapore có 30 tuyến cáp trên 5,85 triệu dân, Malaysia 22 tuyến trên 32,3 triệu dân, Thái Lan 10 tuyến trên 69,8 triệu dân.

Phương án dự phòng

Cáp biển đầu tiên sử dụng sợi quang là TAT-8, hoạt động năm 1988, gồm hai cặp cáp chính hoạt động và một cặp dự phòng. Hệ thống đạt tốc độ 280 Mb/giây cao nhất khi đó. Tổng số cáp ngầm tăng vọt vào giữa những năm 2000, nhưng sau đó chững lại do công suất không như mong đợi. Tuy nhiên, nhu cầu về băng thông do sự phát triển của thiết bị số thúc đẩy làn sóng sáng kiến cáp mới.

Hiện hệ thống cáp quang biển có tốc độ nhanh nhất là MAREA do Microsoft và Facebook đồng sở hữu, đạt kỷ lục 26,2 Tb/giây (số liệu năm 2019) - nhanh hơn gần 100.000 lần so với TAT-8.

Dù tăng trưởng theo cấp số nhân về số lượng và công suất, hàng triệu người có thể rơi vào cảnh "rớt mạng" nếu cáp bị lỗi. Hệ thống cáp quang biển chạy dưới lòng đại dương để giảm thiểu việc hư hỏng, nhưng môi trường biển khắc nghiệt cùng độ sâu lớn khiến việc tiếp cận để sửa chữa vô cùng khó khăn.

Thời gian gần đây, một số dự án vệ tinh Internet được kỳ vọng có thể giúp kết nối xuyên suốt hơn. Tuy nhiên, giới chuyên gia nhấn mạnh đây chỉ là biện pháp hỗ trợ. Theo Nicole Starosielski, tác giả cuốn The Undersea Network và là Phó giáo sư tại Đại học New York, vệ tinh chỉ là "một phương tiện dự phòng có thể chấp nhận được", không thể so sánh với tốc độ, băng thông mà cáp quang cung cấp. Các hệ thống vệ tinh hiện nay sẽ nhanh chóng bị quá tải nếu toàn bộ dân số một quốc gia cố gắng kết nối cùng lúc.

Trong Covid-19, ngày càng nhiều công ty làm việc theo hình thức trực tuyến. Tuy nhiên, không phải doanh nghiệp nào cũng sẵn sàng xử lý sự cố. Việc "rớt mạng" có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng và trên diện rộng cho cả các doanh nghiệp, cá nhân và thậm chí là toàn bộ nền kinh tế.

Theo số liệu của ISP Beaming, công ty nghiên cứu có trụ sở tại Anh, các doanh nghiệp Anh mất gần 60 triệu giờ làm vì sự cố Internet trong năm 2018. Trung bình, những công ty này trải qua hai lần ngừng hoạt động ở mức độ lớn, mỗi lần 16 tiếng. Tổng thiệt hại do các sự cố tới 700 triệu bảng.

Những 'ông lớn' cáp quang biển

Nhận ra tiềm năng lớn từ cáp quang biển, nhiều công ty công nghệ lớn đang nỗ lực đầu tư vào các hệ thống này. Theo TeleGeography, băng thông các tuyến cáp do Google, Amazon, Microsoft và Facebook hiện chiếm hơn 50%. Riêng Google hiện sở hữu 4 tuyến cáp lớn, gồm Curie, Dunant, Equiano và Junior.

Băng thông là yếu tố được những công ty này chú trọng thời gian qua, nhờ vào sự phát triển của các thiết bị IoT, 5G, AI, cùng khối lượng dữ liệu lớn được tạo ra và trao đổi giữa các doanh nghiệp.

Theo Alan Mauldin, hiện một số hãng bắt đầu sản xuất cáp với 12-16 cặp sợi quang, mỗi cặp sợi quang có thể truyền 4 triệu video độ nét cao đồng thời. Với tốc độ này, kỷ lục của MAREA sẽ sớm bị vượt qua.

Do tầm quan trọng của Internet, một số đặt nghi vấn rằng các tuyến cáp quang biển có thể là mục tiêu tấn công của khủng bố hoặc các nỗ lực phá hoại có chủ đích. Sau sự cố ở Mauritania năm 2018, nghị sĩ Anh Rishi Sunak từng nêu vấn đề rằng có khả năng kẻ khủng bố có thể sử dụng các loại móc chuyên dụng, gắn vào tàu đánh cá để phá hoại cáp, từ đó "giáng cho mạng Internet của Anh một đòn tê liệt".

Dù vậy, giới chuyên gia đánh giá những mối đe doạ như thế đang bị thổi phồng quá mức. "Hệ thống cáp quang biển không phải là mục tiêu thường xuyên của các cuộc tấn công. Chúng thường xuyên bị đứt bởi mỏ neo và lưới theo cách vô tình nhiều hơn là chủ ý", Nicole Starosielski nói. "Tất nhiên, các hệ thống cáp quang biển có thể là mục tiêu tấn công, nhưng không thường xuyên như những lĩnh vực khác".