Come vengono riparati i cavi Internet sottomarini: il processo effettivo, i rischi e la flotta che lo rende possibile

A casa riceviamo tutto tramite WiFi, ma il pianeta respira dati grazie ad arterie nascoste sotto il mare. Stiamo parlando di cavi sottomarini, una rete gigantesca che conta circa 1,4 milioni di chilometri si estendeva sui fondali oceanici per collegare continenti, centri dati e, in ultima analisi, i nostri telefoni cellulari e computer.

Quando uno di questi cavi è danneggiato, è necessario eseguire un'operazione marittima tanto precisa quanto complessa. Lungi dall'essere una semplice riparazione, la riparazione comporta imbarcazioni specializzate, robot sottomarini, tecnici che uniscono le fibre ottiche al microscopio e una logistica globale che include permessi, pezzi di ricambio e spesso diversi giorni di navigazione fino al punto di guasto.

Cosa sono e perché continuiamo a fare affidamento sui cavi sottomarini

I cavi sottomarini costituiscono la spina dorsale di Internet: attraverso di essi la rete circola in tutto il mondo. Il 95% del traffico dati internazionale, comprese chiamate, video su Streaming, giochi online e servizi cloud. A differenza dei satelliti, offrono molta più capacità, minore latenza e stabilità del segnale superiore, oltre a economie di scala imbattibili a lungo termine.

La mappa è impressionante: vengono contati diverse centinaia di sistemi, con stime che vanno da circa 300 e fino a 500 percorsie circa 1,4 milioni di chilometri di cavi in ​​funzione. La densità più elevata è concentrata nel Nord Atlantico (Europa-Stati Uniti) e nel Pacifico (Stati Uniti-Asia orientale), sebbene Ogni anno vengono aggiunte nuove connessioni e filiali regionali.

Un cavo tipico è costituito da un nucleo di fibre ottiche attraverso cui viaggiano le informazioni sotto forma di luce, protette da gel idrorepellenti, tubi metallici, strati di rame per l'alimentazione e rinforzi in acciaio e polietilene che lo proteggono da pressione, corrosione e abrasione. Nonostante il suo aspetto robusto, il nucleo è estremamente delicato: la fibra al suo interno è fragile e richiede perfetto allineamento.

Lo spessore effettivo dipende dalla sezione e dalla protezione. In mare aperto, i diametri possono variare nell'intervallo di da 25 a 50 mm, mentre esistono famiglie commerciali con varianti da 17 a 41 millimetri per determinate zone. Vicino alla costa, dove ci sono ancore e pesca, l'armatura cresce e ci sono cavi che superano il 20 centimetri di diametro, raggiungendo nei tratti più rinforzati un peso compreso tra 40 e 70 kg al metro.

La vita utile progettata è di circa 25 anni , dopodiché il sistema viene solitamente rimosso o sostituito. Lungo il suo percorso, il cavo è suddiviso in grandi segmenti e può includere ripetitori ottici a intervalli regolari; queste parti determinano anche come pianificare un accordo se è necessario recuperarli o sostituirli.

Come vengono progettati e posati questi cavi

Tutto inizia molto prima che la prima bobina venga spedita. Operatori e produttori conducono studi oceanografici, geologici e ambientali per mappare rotte che evitino montagne, valli, canyon e fondali instabili, così come zone di pesca intensa, zone con coralli, banchi di riproduzione dei pesci o passaggi di navigazione con elevato rischio di ancoraggio.

Oltre ai criteri tecnici, entrano in gioco i permessi dei vari Paesi e gli attraversamenti con altre infrastrutture (gasdotti, oleodotti, ecc.). altri cavi di comunicazione o di alimentazione) e la definizione dei punti di ormeggio presso le stazioni costiere. Questa progettazione lungimirante riduce al minimo gli incidenti successivi, sebbene, come vedremo, non li elimini completamente.

La posa dei cavi viene effettuata da navi posacavi dotate di tamburi giganti e sistemi di posizionamento. Durante la navigazione lungo il percorso pianificato, rilasciano il cavo con una tensione controllata in modo che riposare dolcemente sul fondale marinoIn acque poco profonde, un aratro sottomarino scava una trincea e seppellisce il cavo per proteggerlo dagli attrezzi da pesca e dalle ancore; in acque profonde, di solito viene posato direttamente sul fondo.

Il settore si è evoluto in modo significativo. Tradizionalmente dominato dalle grandi aziende di telecomunicazioni, oggi gli operatori tradizionali coesistono con giganti della tecnologia che investono nelle proprie infrastrutture. Aziende come Reti sottomarine globali Marine, SubCom, NEC o Alcatel Sono leader nella produzione, nella posa e nelle riparazioni su scala mondiale.

Perché si rompono: nemici comuni e segnali di avvertimento

La cattiva reputazione degli squali come mordicatori di cavi è esagerata: il loro impatto cumulativo nel corso dei decenni non raggiunge nemmeno 1% degli incidentiInfatti, la maggior parte dei guasti sono dovuti alle attività umane: reti a strascico e ancore che rimangono impigliate sono la causa della maggior parte dei guasti. Dal 65% al ​​75% del danno secondo le statistiche del settore.

I fenomeni naturali sono meno numerosi, ma possono causare gravi danni: terremoti, frane, eruzioni, tsunami e frane sottomarine In alcune regioni, svolgono un ruolo significativo. Nelle aree ad alta attività sismica, la percentuale di cedimenti dovuti all'attività geologica può raggiungere il 10%.

Ci sono casi esemplificativi. L'isola di Tonga è rimasta isolata dopo l'eruzione dell'Hunga Tonga: il cavo che la collegava alle Fiji, circa 827 km, è stato interrotto e l'arrivo della nave di riparazione ha richiesto circa dieci giorni di navigazione, prolungando i lavori per diverse settimane. A volte, anche con il supporto satellitare, la cenere vulcanica o il maltempo Degradano notevolmente quella risorsa.

Il rilevamento del guasto inizia a terra. Gli operatori monitorano il sistema e, in caso di improvvisa caduta di tensione o di segnale, avviano le misurazioni da entrambe le stazioni terminali. Le tecnologie di riflettometria ottica possono stimare la posizione del guasto con una precisione di circa decine di metri nei cavi moderni, il che velocizza l'intervento.

Le cifre globali variano a seconda della fonte, ma il settore gestisce tra 100 e 200 incidenti all'annoE anche se può sembrare inquietante, l'utente raramente se ne accorge: le reti sono sovradimensionate e ci sono percorsi alternativi per deviare il traffico mentre la sezione interessata viene riparata.

Ecco come si ripara passo dopo passo un cavo sottomarino

Un guasto attiva una procedura a tempo. Innanzitutto, il traffico viene deviato quando possibile, il probabile punto di guasto viene convalidato e viene mobilitata una nave. La flotta di riparazione viene schierata strategicamente in modo da essere generalmente entro 10 o 12 giorni di navigazione scenario peggiore, anche se il meteo e i permessi incidono sul programma.

Durante il transito, l'equipaggio carica i pezzi di ricambio, pianifica le manovre, controlla gli attraversamenti con altre infrastrutture e adatta il piano standard all'ambiente: profondità, correnti, possibilità di dover recuperare i ripetitori, necessità di aratro o ROV per le attività di sepoltura e ispezione.

Operazioni di taglio e cattura

Una volta in posizione, la prima manovra è solitamente la draga a fresa: un pezzo di equipaggiamento viene calato e trascinato lungo il fondale per tagliare il cavoUna volta confermato il taglio, la draga viene spostata per catturare una delle estremità, che viene sollevata sul ponte utilizzando le gru e gli argani della nave.

La prima estremità, denominata estremità 1, viene controllata dalla nave alla stazione di terra a cui è collegata. Se le letture sono corrette, viene condizionata e collegata a un boa di superficie, contrassegnato dal GPS per un successivo recupero. L'obiettivo è liberare l'area di lavoro per concentrarsi sull'estremità rimanente.

L'estremità 2, ancora sul fondo, viene poi catturata con un'altra manovra utilizzando dei rampini o un rampino, una specie di piccola ancora che viene trascinata fino ad agganciare il cavo. Una volta issata a bordo, la

Incroci, nuove sezioni e prove

Con l'estremità 2 ora affidabile, è giuntato a un nuova sezione del cavoLa nave posa questa sezione, sostituendo quella rimossa, che può estendersi da centinaia di metri a diversi chilometri. È un lavoro millimetrico, perché ogni giunzione richiede una sigillatura e una protezione complete.

La giunzione delle fibre è la parte più delicata: al microscopio, i filamenti vengono allineati per ridurre al minimo la perdita di luce, fusi e incapsulati con materiali che garantiscono tenuta totaleQuesto processo può richiedere molte ore (a volte fino a 16) a seconda del numero di fibre e del tipo di rinforzo.

Una volta raggiunta la boa, l'estremità 1 viene recuperata, le misurazioni verso la sua stazione costiera vengono nuovamente verificate e la giunzione finale, regolando con precisione la lunghezza della nuova sezione. Una volta completato, il tutto viene calato con cura sul fondale marino.

Sepoltura, ispezione e traffico di ritorno

Se il progetto originale richiedeva una protezione aggiuntiva, la posa della giunzione finale è accompagnata dall'interramento mediante aratura subacquea o con un ROV (veicolo telecomandato) che scava una trincea e ricopre il cavo. Il ROV viene utilizzato anche per ispezioni post-riparazione, localizzazione di guasti e attività di cattura in acque relativamente basse.

Una volta convalidato lo stato del segmento, il traffico dei clienti viene gradualmente migrato nuovamente verso questa rotta. Escludendo il transito delle navi, l'operazione marittima può durare da giorni 4 15 a, o di più se le condizioni del mare sono avverse, la profondità è estrema o il danno si trova in un punto di difficile accesso.

In acque poco profonde, vengono utilizzati anche subacquei e tecniche specifiche, anche con camere di lavoro a secco, quando la sicurezza lo consente. In acque profonde, l'intervento è limitato a manovre con ami, aratri e veicoli telecomandati; la disposizione delle fibre viene sempre effettuata sul ponte per controllare la contaminazione e l'umidità.

Segnale, ridondanza e perché difficilmente lo notiamo

Quando il cavo si rompe o il suo isolamento è compromesso, l'acqua di mare può interrompere l'alimentazione elettrica che supporta i ripetitori e le apparecchiature, causando un improvviso cambiamento di tensioneGli operatori se ne accorgono e iniziano a misurare da entrambi i lati per circoscrivere il problema.

Il passo successivo è l'attivazione della ridondanza. Le reti intercontinentali e regionali sono progettate con percorsi alternativi e larghezza di banda disponibile per supportare le sovrapposizioni di traffico. Pertanto, fatta eccezione per casi come le isole con un singolo cavo, l'utente finale difficilmente nota la ridondanza. un aumento temporaneo della latenza o congestione temporanea su servizi molto impegnativi.

La prova della maturità del settore è l'effettiva performance di sistemi specifici: esistono tratte transoceaniche di circa 13.000 km che sono trascorsi anni senza che sia stato segnalato un singolo guasto, grazie alla progettazione del percorso, a un adeguato rinforzo e a procedure di manutenzione.

Logistica, flotta e attori chiave

L'ecosistema della riparazione è importante tanto quanto quello della produzione. Una flotta limitata di navi per la posa e la manutenzione opera in tutto il mondo, con decine di unità in servizio e copertura per regione intervenire entro tempi ragionevoli. Rapporti recenti citano quasi 60 imbarcazioni impegnate in queste attività.

Le società specializzate coordinano la risposta: dalla disponibilità dell'imbarcazione, all'ottenimento dei permessi per entrare nelle acque giurisdizionali e alla caricamento dei pezzi di ricambio, alla gestione del traffico marittimo nell'area di lavoro. Il tutto in contatto con le stazioni terminali che monitorano il cavo in tempo reale.

Anche l'attività ha cambiato proprietario. Oltre ai tradizionali operatori di telecomunicazioni, i grandi fornitori di servizi cloud e le piattaforme digitali stanno investendo nei propri sistemi, con partecipazioni in decine di reti via cavo e nuovi progetti per migliorare i percorsi, la latenza e la resilienza.

Quando un sistema raggiunge la fine del suo ciclo di vita, viene dismesso o alcune sezioni vengono riconfigurate. Parte del materiale può essere recuperato per riutilizzare componenti o riciclare l'armatura, mentre vengono incorporate nuove generazioni con una maggiore capacità di fibra e migliori soluzioni di protezione costiera.

Rischi emergenti e come questa infrastruttura è protetta

Oltre alle cause consuete, emergono rischi contestuali. Le tensioni geopolitiche hanno messo in luce possibili Danni misteriosi ai cavi delle telecomunicazioni e nello spionaggio via cavo. Per mitigare questo problema, si sta lavorando su percorsi alternativi e diversità geografica, in modo che la caduta di un sistema non isoli un'intera regione.

Anche la sorveglianza è in evoluzione: si sta studiando l'impiego di sensori acustici, l'impiego di ROV per i pattugliamenti e l'integrazione di sistemi di analisi per rilevare attività anomale in prossimità delle rotte. Parallelamente, sono in corso discussioni. quadri di tutela giuridica e coordinamento internazionale per rispondere rapidamente agli incidenti deliberati.

Anche l'ambiente naturale non si ferma. Nei delta e negli estuari con un apporto di sedimenti in aumento, come il Congo, sono state osservate frane sottomarine in grado di danneggiare i cavi. Questi eventi insegnano agli ingegneri a spostare i percorsi da determinati punti e a rinforzarli. protezione nelle sezioni sensibili dove evolvono le dinamiche del fondo.

I cavi sono già utilizzati anche come sensori passivi per la scienza e la sicurezza: la loro interazione con l’ambiente consente loro di rilevare vibrazioni che rivelano passaggio di navi, balene, tempeste e persino terremoti in mare aperto, fornendo dati preziosi per comprendere i rischi.

Un esempio reale: quando tutto dipende da un singolo thread

Tornando al caso di Tonga, l'interruzione successiva all'eruzione ha evidenziato la fragilità di avere un'unica connessione internazionale. Sebbene fosse disponibile un backup satellitare, la cenere sospesa ne ha ostacolato le prestazioni e la capacità disponibile era... molto limitato e costosoLa nave addetta alle riparazioni salpò da un porto distante circa 4.700 km e impiegò circa dieci giorni per arrivare.

Una volta in zona, il lavoro consisteva nel pescare il cavo con ami da fondo, tagliare la sezione danneggiata, legare una boa a una delle estremità, portare l'altro sul ponte per unire una nuova sezione e, infine, recuperare la boa per completare la giunzione finale e affondare nuovamente con cautela l'insieme.

Da lì, le sezioni necessarie sono state interrate e sono stati utilizzati dei ROV per ispezionare il risultato, con una capacità di discesa fino a circa 2.500 metropolitane Secondo l'equipaggio della nave, la connettività telefonica è stata ripristinata prima dei servizi dati, che hanno impiegato più tempo per tornare ai normali livelli di utilizzo.

Questo tipo di incidente ha spinto numerosi paesi e arcipelaghi a pianificare percorsi ridondanti e diversificare i punti di ormeggio, con l'obiettivo di ridurre l'esposizione a interruzioni prolungate dovute a eventi naturali o attività umane.

Scadenze, costi e aspettative realistici

Quanto tempo ci vuole per tutto questo? La risposta onesta è: dipende. Se le condizioni sono favorevoli e la nave è nelle vicinanze, l'intervento marittimo può essere risolto in meno di due settimane, anche se il tempo totale dal rilevamento al ritorno alla normalità a volte può arrivare fino a diverse settimane o mesi in caso di guasti complessi o in zone lontane dalla costa.

Fattori quali la disponibilità delle navi, il tempo Per quanto riguarda i permessi, la distanza dalla faglia, il clima della zona e la necessità di recuperare o sostituire elementi intermedi influenzano la tempistica. E per quanto riguarda i costi, dove i giorni di operatività della nave sono un fattore determinante, quantità di cavo da sostituire e le ore di lavoro tecnico per la giunzione e l'ispezione.

In generale, quando il sistema prevede percorsi alternativi paralleli, l'operatore può reindirizzare immediatamente il traffico e gli utenti finali difficilmente se ne accorgono. Senza questa ridondanza, l'impatto è maggiore, il che spiega perché i progetti moderni optino per più collegamenti e stazioni per paese o regione.

Guardando al breve termine, l'appetito per la larghezza di banda sta crescendo fortemente. Le applicazioni di intelligenza artificiale, i videogiochi e il cloud gaming stanno guidando nuove rotte e aumentando la capacità. Centinaia di migliaia di chilometri aggiuntivi sono stati annunciati nei prossimi anni, accompagnati da miglioramenti della latenza e un rafforzamento della resilienza complessiva della rete.

Il fatto che Internet funzioni tramite fibra sottomarina non è un capriccio: è l'unico modo praticabile per interconnettere il mondo con qualità, capacità e costi ragionevoli. Quando si verifica un'interruzione, entra in gioco una macchina ben oliata. individua, solleva, unisce e sigilla Con precisione chirurgica. Dalla pianificazione del percorso alle giunzioni finali sul ponte, la catena di decisioni e tecniche consente alla rete di continuare a pulsare quasi sempre senza che ce ne accorgiamo.

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Isaac

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