Cáp quang biển không chỉ để truyền tải Internet

Bộ khuếch đại sóng trên các đường cáp quang biển có thể được tích hợp cảm biến cảnh báo sóng thần. Ảnh: Alcatel.

Cư dân của Vanuatu, một quần đảo ở Nam Thái Bình Dương, không xa lạ với lũ lụt. Đáy đại dương xung quanh khu vực này thường xuyên bị rung chuyển bởi các trận động đất, gây ra sóng thần.

Nếu được cảnh báo trước, người dân sẽ có đủ thời gian để lên vùng đất cao hơn trước khi sóng thần đổ bộ, cứu được nhiều mạng sống. Nhưng mạng lưới phao biển sâu được thiết kế để phát hiện sóng thần, gồm 65 chiếc trên khắp thế giới, phân bổ quá thưa thớt để có thể cảnh báo sớm cho các vùng như Vanuatu.

Một dự án thuộc Liên Hợp Quốc (LHQ) đang tìm cách giải quyết vấn đề này thông qua hệ thống cáp viễn thông dưới đáy biển.

Cáp quang biển tích hợp cảm biến

Dọc theo các cáp quang có các bộ khuếch đại tín hiệu cách nhau khoảng 50 km. Các cảm biến áp suất, gia tốc và nhiệt độ dùng để cảnh báo sớm sóng thần có thể được “đính kèm” lên cáp quang, tận dụng nguồn điện từ các bộ khuếch đại này để vận hành, và sau đó truyền dữ liệu qua chính đường cáp.

Nhờ vậy, các nhà khoa học có thể thu thập nhanh thông tin về đáy biển, ở quy mô chưa từng có, và cảnh báo sóng thần sớm hơn nhiều so với hiện nay.

Trên thế giới có hơn 420 tuyến cáp quang biển, với tổng chiều dài 1,3 triệu km. Ảnh: TeleGeography.

Việc thêm cảm biến vào cáp biển đã có từ khoảng 10 năm. Nhưng theo Bruce Howe tại Đại học Hawaii, người dẫn đầu dự án Nhóm quan sát khoa học và viễn thông đáng tin cậy (SMART) tại LHQ, điều khó khăn là làm sao để thuyết phục ngành công nghiệp viễn thông dưới đáy biển, trị giá 5 tỷ USD mỗi năm, tích hợp các cảm biến khoa học vào phần cứng đắt tiền mà họ đã thiết kế.

Lo ngại của ngành viễn thông nằm ở các bộ khuếch đại. Thiết bị này cần phải được điều áp ở độ sâu nhiều kilomet dưới mặt nước, và việc thêm các cảm biến bên ngoài, lấy nguồn và giao tiếp với bộ khuếch đại sẽ làm phức tạp thiết kế.

Năm ngoái, một công ty khởi nghiệp được Mỹ tài trợ, Subsea Data Systems, đã chế tạo một bộ khuếch đại nguyên mẫu đảm bảo các yếu tố này. Công nghệ sẽ sớm được thử nghiệm trên 3 bộ khuếch đại ngoài khơi bờ biển Sicily để thuyết phục các chính phủ và các công ty viễn thông.

Cải thiện đáng kể khả năng cảnh báo sóng thần

Công ty cáp viễn thông lớn Alcatel gần đây đã tuyên bố sẽ có công nghệ cáp tích hợp cảm biến vào năm 2025. Cũng vào năm đó, Bồ Đào Nha có kế hoạch triển khai hệ thống cáp tích hợp cảm biến trị giá 150 triệu euro, kết nối Lisbon với các đảo Madeira và Azores. Liên minh châu Âu đã chỉ định 100 triệu euro để phát triển cơ sở hạ tầng kết nối kỹ thuật số, bao gồm các dự án cáp thông minh.

Nếu công nghệ cáp tích hợp cảm biến được dùng trên tuyến nối Vanuatu và New Caledonia, một quốc đảo láng giềng, thì mức độ an toàn công cộng sẽ được cải thiện đáng kể. Trong một nghiên cứu mới, các hà khoa học dự án SMART ước tính với hệ thống cáp ngầm thông minh, cư dân ở 2 khu vực này sẽ được cảnh báo sóng thần sớm 12 phút.

“Chỉ 5 hoặc 10 phút cảnh báo sớm tạo ra sự khác biệt rất lớn”, Laura Kong, Giám đốc Trung tâm Thông tin Sóng thần Quốc tế, cho biết.

Các nhà nghiên cứu đặt nhiều hy vọng cho cáp biển tích hợp cảm biến. Ngoài ý tưởng về tuyến cáp nối Vanuatu và New Caledonia, SMART đang đề xuất phát triển các đường cáp tích hợp cảm biến ở New Zealand, Địa Trung Hải, Scandinavia và cả Nam Cực.