¿Qué es un cable submarino? Fibra submarina explicada

Nuestro mundo inalámbrico depende de unos cientos de cables de fibra instalados en el fondo del océano

Aunque vivimos en un mundo cada vez más inalámbrico, esa conectividad depende de los cables debajo del océano.

Los cables submarinos o submarinos son cables de fibra óptica que conectan países de todo el mundo a través de cables tendidos en el fondo del océano. Estos cables, a menudo de miles de kilómetros de longitud, pueden transmitir grandes cantidades de datos rápidamente de un punto a otro.

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Un cable submarino es un cable de fibra óptica tendido en el océano, que conecta dos o más puntos de aterrizaje.

Rara vez mucho más anchos que una manguera de jardín, hoy en día los cables generalmente se componen de fibras ópticas que transportan la información, que luego se cubren con gel de silicona y luego se enfundan en varias capas de plástico, alambre de acero, cobre y nailon para proporcionar aislamiento a Proteja la señal y proteja el cable de los daños causados ​​por la vida silvestre, las anclas y la pesca, o el clima y otros eventos naturales.

El tendido de los cables se realiza mediante barcos modificados específicamente para este fin, transportando y tendiendo lentamente la infraestructura de la 'planta húmeda' en el lecho marino. Estos barcos especiales pueden transportar miles de kilómetros de cable óptico mar adentro. También se utiliza un arado submarino especial para atravesar y enterrar cables submarinos a lo largo del lecho marino más cerca de las costas donde las actividades navales, como el fondeo y la pesca, son más frecuentes y podrían dañar los cables submarinos.

"Hemos tenido cables submarinos durante más de 150 años", explica Gil Santaliz, fundador y director ejecutivo de la estación de aterrizaje de cables de Nueva Jersey NJFX, "y realmente han sido una forma de comunicación entre países y continentes".

"La aplicación más básica es comunicar lo que está sucediendo en una parte del mundo a otra, pero la hemos transformado para permitir que existan aplicaciones en varios países al mismo tiempo, para mejorar el rendimiento de las aplicaciones y encontrar aplicaciones ecológicas. lugares donde puede ejecutar aplicaciones con una huella de carbono cero y disfrutar de la aplicación en el país donde no tienen ese recurso".

El trabajo para demostrar el potencial de los cables submarinos comenzó en la década de 1840, cuando Samuel Morse, el inventor del código Morse, sumergió un cable aislado con cáñamo alquitranado y caucho indio en el agua del puerto de Nueva York y telegrafió a través de él en 1842.

El primer cable comercial se tendió en 1850, cuando la English Channel Submarine Telegraph Company tendió un cable telegráfico entre Inglaterra y Francia. Los pescadores lo cortaron semanas después pensando que se trataba de algas. Una empresa sucesora, Submarine Telegraph Company, tendió un segundo cable al año siguiente y siguieron más cables que unen las Islas Británicas con Europa continental.

En 1854 y terminado en 1858, la Atlantic Telegraph Company tendió el cable telegráfico transatlántico, que iba desde Valentia en el oeste de Irlanda hasta Bay of Bulls, Trinity Bay, Newfoundland y fue el primero en atravesar el Atlántico. Solo funcionó durante solo tres semanas antes de romperse sin posibilidad de reparación.

El primer telegrama oficial que pasó entre dos continentes, a razón de un solo carácter cada dos minutos, fue una carta de felicitación de la reina Victoria del Reino Unido al presidente de los Estados Unidos, James Buchanan, el 16 de agosto. Tras el deterioro progresivo de la señal, el cable se destruyó después de aplicar un voltaje excesivo para intentar aumentar la fuerza de transmisión. Si bien solo estuvo en funcionamiento por un corto tiempo, demostró que la comunicación intercontinental era posible y se colocó un segundo cable en 1865.

Los primeros cables transpacíficos se completaron en 1902 y 1903, conectando el territorio continental de EE. UU. con Hawái en 1902 y Guam con Filipinas en 1903.

El primer cable telefónico submarino, TAT-1, se tendió entre 1955 y 1956. Un proyecto conjunto entre la Oficina de Correos del Reino Unido (de la que BT formó parte durante varios años), la compañía American Telephone and Telegraph (ahora AT&T) y la Corporación Canadiense de Telecomunicaciones en el Extranjero, pudo realizar 35 llamadas telefónicas simultáneas.

El octavo cable de comunicaciones transatlánticas, TAT-8, fue el primer cable submarino de fibra óptica. Construido en 1988 por un consorcio de empresas encabezado por AT&T, France Télécom y British Telecom, el cable podía transportar 280 Mbits por segundo. Se retiró en 2002.

Hoy hay más de 400 cables submarinos en operación. Algunas islas cercanas conectadas pueden tener menos de 50 millas de largo. Otros, atravesando el Pacífico, pueden alcanzar más de 10.000 millas de longitud. Algunos conectan puntos individuales a través de un cuerpo de agua, otros tienen múltiples puntos de aterrizaje que conectan varios países.

La Antártida es el único continente al que aún no llega un cable de telecomunicaciones submarino, aunque, según se informa, se está considerando uno para mejorar la conectividad de los investigadores en la región.

Después de elegir la ruta deseada, los barcos especializados comienzan a trabajar en el tendido del cable, que se deja caer al fondo del océano. Estos barcos sostienen carretes gigantes de cables antes de desplegarlos de forma lenta y precisa y colocarlos en el fondo del océano. A medida que los cables comienzan a acercarse a tierra, los cables a menudo se entierran en zanjas creadas por arados submarinos para protegerlos de daños.

Aunque se informó que hubo 16 casos de enredos de ballenas con cables telegráficos submarinos antes de 1966, hoy en día los cables rara vez interfieren con la vida silvestre local una vez colocados, aunque a veces permiten que las anémonas y similares se fijen en un área donde de otra manera no podrían. asentarse.

Se sabe que los tiburones muerden ocasionalmente los cables submarinos, posiblemente atraídos por las señales eléctricas, más recientemente por Google en 2014. Pero tales eventos son raros y pueden contrarrestarse con un blindaje de cable adicional.

El año pasado se trasladaron más de 500.000 vieiras para tender un cable de fibra en el lecho marino frente a Port Erin y Port Grenaugh, en la Isla de Man, en las Islas Británicas. El cable de telecomunicaciones Havhingsten de 584 millas (940 km) conectará la isla con Irlanda, el Reino Unido y Dinamarca.

Los cables contienen varios repetidores, que aumentan la señal a lo largo del cable aproximadamente cada 100 km. En cada extremo, los cables llegan a tierra dentro de una estación de aterrizaje de cables, desde donde se enrutan los datos hasta su ubicación final.

"Los cables de fibra óptica aprovechan la multiplexación por división de longitud de onda densa (DWDM), una tecnología mediante la cual múltiples longitudes de onda, cada una operando a velocidades de cientos de gigabits por segundo, permiten maximizar la capacidad de transporte de información de un cable submarino", explica Brian Lavallée, senior director de marketing de soluciones en la empresa de redes y telecomunicaciones Ciena. "Los amplificadores ópticos, que todavía se conocen como repetidores en el espacio de redes submarinas, amplifican estas señales a intervalos regulares a medida que atraviesan sus rutas transoceánicas".

De la misma manera que OpenRAN y los contenedores crean más desagregación entre componentes, Lavallée dice que la introducción de Open Cables y la desagregación de SLTE de la 'planta húmeda' significa que los sistemas de cable pueden actualizarse de forma más rutinaria y una mayor diversidad de opciones al seleccionar nuevos componentes

"El modelo Open Cables dio como resultado que numerosos nuevos proveedores de actualizaciones se unieran a la industria de redes submarinas, y los operadores de cable submarino han entendido y apreciado el beneficio de una elección más amplia de proveedores y tecnología SLTE. Los sistemas submarinos, como Southern Cross, ahora son capaces de más más de 80 veces su capacidad de diseño original con actualizaciones a la tecnología SLTE".

En cada extremo de un cable hay una estación de aterrizaje de cable; Al igual que un centro de datos "normal", alberga importantes equipos de red que alimentan el cable y controlan sus operaciones.

"Tradicionalmente, el equipo terminal de línea submarina (SLTE) y el equipo de alimentación de energía (PFE) de un sistema de cable submarino se instalaban en la estación de aterrizaje del cable", dice Lavallée. "En algunos casos, el PFE se instala en una estación de aterrizaje de cables, mientras que el SLTE se instala en otro lugar tierra adentro, como una oficina central o, cada vez más, un centro de datos".

Aunque la capacidad de los cables existentes siempre está aumentando, el cable Dunant de Virginia a Francia de Google es actualmente el cable de mayor capacidad, capaz de 250 terabits por segundo.

Santaliz dice que mientras la capacidad de Internet satelital está aumentando y los costos están cayendo, los sistemas terrestres y submarinos están explotando.

“Están creciendo exponencialmente más rápido que incluso los muchachos de los satélites y empujando más y más a través de esas fibras de lo que todos creían posible”, dice. "Hace un año y medio y un sistema de 8 pares era un gran problema, y ​​antes de ese cuatro pares. Hoy están haciendo sistemas de 24 pares, y no solo van de A a B, van de A a B a C a D a E

"Yo diría que en los próximos cuatro años verás sistemas de petabits cruzando el Océano Atlántico", predice Santaliz.

Luego de una prueba a principios de este año, el cable transatlántico MAREA vio aumentar su capacidad potencial de 200 Tbps a 224 Tbps. El proyecto conjunto Microsoft-Facebook fue diseñado originalmente con una capacidad de 160Tbps.

En julio, TPG Telecom anunció planes para actualizar su cable submarino PPC-1 entre Sydney y Guam, aumentando la capacidad de datos del cable en un 50 por ciento utilizando el producto ICE6 800G de Infinera de 8 terabits por segundo actualmente a 12 terabits por segundo.

Investigadores japoneses lograron recientemente un nuevo récord de transmisión de datos, enviando información a una velocidad de 319 terabits por segundo.

Los cables eran tradicionalmente propiedad de empresas de telecomunicaciones de consorcios que se unían para distribuir los costos de fabricación y despliegue de un cable a cambio de poder utilizar parte del ancho de banda del cable. Hoy en día, las empresas de nube e hiperescala como Facebook, Google, Microsoft y Amazon invierten cada vez más en cables submarinos, tanto como parte de consorcios tradicionales como de proyectos privados.

Como cualquier otra infraestructura digital, los cables se pueden comprar y vender; Hawaiki Submarine Cable fue adquirido en julio por una filial del gigante naviero BW Group por 445 millones de dólares. Y como cualquier otra infraestructura digital, el principal riesgo de un cable es una interrupción inesperada.

Los cortes de fibra en tierra son bastante comunes; Los cables y equipos pueden ser devorados por roedores (ha sucedido recientemente en Australia y Nueva Zelanda) o cortados por obras de construcción. Incluso las vacas que pisaban un cable de fibra sobre el suelo alguna vez causaron cortes intermitentes.

Si bien los cables submarinos pueden no enfrentar el peligro de las vacas o la construcción, existen riesgos para los cables submarinos. Los cables submarinos tienen una mayor tolerancia a fallas que la fibra terrestre, pero los problemas que surgen pueden ser costosos, difíciles y lentos de solucionar debido al tiempo y esfuerzo requeridos para alcanzar primero los cables y luego levantarlos a la superficie.

“Las características son muy diferentes en el potencial de impacto de un cable submarino al de un cable terrestre”, explica Santaliz. "Un cable terrestre tiene 100 veces más posibilidades de que algo salga mal que el cable submarino, pero la solución en un cable terrestre puede ser de días, mientras que en un entorno submarino podría ser de semanas".

"Podría tener un problema con su cable submarino en un lado, conocido como falla de derivación, pero aún está operativo y se necesitaría otro evento para que ese cable realmente tenga un problema en el que no pueda operar. Puede tolerar una derivación culpa, pero luego les está diciendo a sus naves que se preparen para lidiar con esto de manera coordinada y planificada".

"Pero el costo es de millones cuando comienzas a lidiar con un cable fijo o submarino, donde los sistemas de cables terrestres serán decenas de miles para arreglar".

Hay, en promedio, alrededor de 100 fallas en los cables al año. Si bien los animales y los eventos naturales están detrás de algunos incidentes, la gran mayoría de los daños en los cables son causados ​​por la actividad pesquera y marítima.

Reparar un cable dañado lleva mucho tiempo; Una vez que se localiza una falla, un barco debe navegar por el área, encontrar y levantar el cable (ambos extremos si están completamente cortados) a la superficie, a menudo a través de una cuerda y un garfio o un robot sumergible. Puede llevar más de un día levantar un cable del fondo del océano a profundidades más profundas. Cualquier tramo de cable dañado se retira y luego el cable se vuelve a empalmar, se sella con adhesivos y una junta, y se vuelve a bajar al fondo del océano.

A principios de este año, GTT Communications presentó una orden judicial contra los pescadores locales en Irlanda para evitar que arrastren cerca de dos de sus cables submarinos frente a la costa de Kilmore Quay en el condado de Wexford.

En agosto, el cable de Singapur de Vocus Australia se rompió en "múltiples ubicaciones a profundidades desafiantes" frente a la costa de Perth, Australia. Aunque Vocus nunca declaró oficialmente la causa, se rumoreaba que el ancla de un barco había roto el cable. El cable fue reparado y declarado operativo 12 días después.

Los cables también pueden romperse por eventos naturales. En enero de 2020, dos cables submarinos frente a África Occidental resultaron dañados por deslizamientos de tierra submarinos posiblemente causados ​​por inundaciones en el río Congo.

"Las causas naturales representan solo alrededor del 10 por ciento de las fallas", dice Lavallée de Ciena, "pero cuando ocurren, tienden a romper los cables en varios lugares, lo que puede causar problemas en toda una región".

"Vimos que eso sucedió varias veces, en 2006 y 2009 frente a las costas de Taiwán, y en 2011 frente a las costas de Japón [después de los terremotos]".

Santaliz explica que hay dos finales de vida de un cable; hay un final físico de la vida en el que ya no funciona y debe retirarse, y el final económico de la vida en el que no vale la pena el dinero para ejecutar un cable que aún funciona.

"Puedes tener un cable que ha estado en el agua 18 años, pero debido a que se hace un nuevo sistema que tiene aterrizajes muy similares, la vida económica del sistema anterior no es viable", explica. "No pueden competir así por razones comerciales, por lo que, aunque el cable aún funciona, probablemente lo apaguen prematuramente porque simplemente no vale la pena mantenerlo".

El costo de mantener al menos dos puntos de cable, el personal y la reparación del cable según sea necesario representan costos fijos que dificultan la competencia si un cable con más capacidad sigue rutas y puntos de aterrizaje similares a los cables existentes.

Sin embargo, una vez que se retira un cable, a menudo se hace poco esfuerzo para recuperarlo. Si bien el cobre es valioso, es poco probable que recupere el costo de recuperar un cable. Y aunque muchos argumentarían que dejar que un cable se deteriore en el océano a largo plazo es dañino, desenterrarlo también podría perturbar la vida marina en el área. La reubicación de cables es técnicamente posible, pero rara vez sucede.

Santazli espera, sin embargo, que en el futuro bien podría haber más mandatos sobre la recuperación de cables submarinos por motivos ambientales, al menos dentro de las aguas territoriales de un país.

"Es una cuestión económica hoy en día, pero los ambientalistas se están volviendo mucho más activos exigiendo que reflexionemos sobre esto. Algunos estados de EE. UU. van a exigir que, al menos para nuestros límites, no dejes ese cable pudriéndose".

En mayo, Subsea Environmental Services y Red Penguin Associates anunciaron que habían sido seleccionados para desmantelar el sistema de cable de telecomunicaciones transatlántico TAT-14 de 15 428 km de 20 años de antigüedad. Según los informes, la fase de planificación del proyecto tomó casi un año, con trabajo en tierra solo en EE. UU., Reino Unido, Francia, Dinamarca y los Países Bajos que se completará a fines de 2021.

A medida que la tecnología de cable ha mejorado y los costos se han reducido, los países remotos que alguna vez tendrían que depender de satélites o de una infraestructura más lenta están viendo rápidamente un aumento masivo en la capacidad de cable local. En marzo se anunció que las Islas Galápagos obtendrían un nuevo enlace submarino a Ecuador que ofrecería un ancho de banda de hasta 20 terabits por segundo (Tbps), aumentando la capacidad actual de las Islas por un factor de diez.

Sin embargo, las decisiones sobre rutas de cable y participantes deben tomarse cada vez más con concesiones a posibles consecuencias políticas y regulatorias.

Si bien el tendido de fibra terrestre a menudo puede ser un problema político, generalmente se debe a que las personas y las empresas exigen más de sus representantes locales. Sin embargo, con los cables submarinos, su naturaleza transnacional significa que las relaciones internacionales pueden afectar dónde se coloca un cable y qué empresas están involucradas. Las gélidas relaciones internacionales, particularmente entre EE. UU. y China, significan que muchos cables propuestos se están reconsiderando o incluso cancelando por completo.

A principios de este año, el cable submarino de Micronesia Oriental, que debía conectar las naciones insulares del Pacífico de Nauru, Kiribati y los Estados Federados de Micronesia (FSM), fue descartado debido a la política. Se informó que el proyecto liderado por el Banco Mundial se negó a adjudicar el contrato en lugar de dejarlo ir a la compañía de cable china HMN Technologies por temor a la seguridad nacional. Nauru está negociando con Australia para construir un cable que conectaría la isla al sistema Coral Sea Cable en su lugar.

El año anterior, se canceló un cable de Hong Kong a EE. UU. debido al deterioro de las relaciones. El cable de Hong Kong Americas (HKA) liderado por Facebook se anunció por primera vez en 2018, con un consorcio de Tata Communications, Telstra y las empresas estatales chinas China Unicom y China Telecom Global Limited involucradas. Facebook retiró su solicitud de la FCC en medio de "preocupaciones constantes del gobierno de los EE. UU." sobre los enlaces de comunicación directa entre los dos países.

Facebook, junto con Amazon, retiró previamente una solicitud para el sistema de cable rápido Bay-to-Bay, que habría conectado Singapur, Malasia, Hong Kong y EE. UU., por razones similares. Aunque como un sustituto potencial, las dos compañías buscan desarrollar el cable CAP-1 Filipinas-California sin el socio previamente anunciado China Mobile para evitar problemas con los reguladores.

Pacific Light Cable Network (PLCN), un proyecto de Google y Facebook para unir Los Ángeles directamente con China y Hong Kong, se redujo por razones similares a las del sistema B2BE. Posiblemente como reemplazo, las compañías anunciaron recientemente un proyecto de cable entre EE. UU. y Singapur llamado Echo junto con el cable Japón-Singapur Apricot, los cuales evitan China.

Los cables existentes también son problemas políticos potenciales. En el Reino Unido, el Ministerio de Defensa dijo recientemente que la Royal Navy iba a construir un nuevo barco de vigilancia para ayudar a proteger los cables submarinos de Internet del país. La Vigilancia oceánica de funciones múltiples incluirá una serie de sensores y una serie de drones submarinos autónomos y operados de forma remota para buscar interferencias extranjeras en los cables submarinos, incluidos los esfuerzos para cortar o interceptar la fibra.

El Ministerio de Defensa afirmó que Rusia estaba "invirtiendo y desarrollando importantes capacidades submarinas, incluidas capacidades en aguas profundas que pueden amenazar los cables submarinos".

El cable Oman Australia Cable (OAC) de 9.800 km (6.000 millas), que se espera que esté completamente conectado a fines de 2021, conectará la capital de Omán, Muscat, con Perth en la costa oeste de Australia. Sub.co dijo que la ruta del cable fue planeada para evitar posibles eventos climáticos extremos y eludir las aguas territoriales en disputa, como el Estrecho de Sunda y el Mar de China Meridional.