海底ケーブルの切断はなぜ起こるのか、どうすれば影響を抑えられるのか？
先週末、紅海の海底回線が切断され、中東とアジアのインターネットアクセスが できなくなりました 。 発生から 3 日後になって、商業輸送が原因である可能性が高いと報告されました.
今回が初めてではありません。昨年 2 月、 沈没した MV ルビマールのいかり. によって 4 本の紅海ケーブルが切断されました。インターネット監視組織の NetBlocks は、 インドやパキスタンといった遠い国々も含め、停電により接続性が低下したと述べています。
世界中にケーブルが大規模に敷設され、常時監視の必要性がますます高まっています。データケーブルに加え、オフショア風力発電所からのパワーケーブルや石油ガスパイプラインも、攻撃や偶発的な損傷、自然劣化の影響を受けやすい海底にある極めて重要な電力の一部を形成しています。
国際ケーブル保護委員会によると、海底回線は約 170 万キロメートルあり、それらのケーブルでは毎年 150 件から 200 件の事故が起きています。このブログでは、このような重要インフラを保護するためにどのような物理的保護技術が存在するのか、これらの事故の影響を最小限に抑えるにはどうすればよいのか、また、被害の原因をより適切に特定するにはどうすればよいのかを取り上げます。
物理的保護
海底ケーブルは大洋を横断することができ、Meta は 25,000 マイルの世界一周ケーブルを計画している と報じられています。そのため、主たる技術は装甲や埋設であり、ケーブル保護は非常に困難となっています。
しかも、そうした保護は常に可能というわけではありません。いかりから保護するためにケーブルを深く埋設するにはコストがかかります。そうしてもなお、ケーブルは地震や同様の激震的な出来事の影響を受けやすいのです。ケーブルの装甲を強化することは、ケーブルそのものだけでなく、その敷設にもコストがかかります。
最後の選択肢は、ケーブルの表面を積極的にパトロールすることです。 フィンランドのバルト海一帯, のような比較的小規模のケーブルでは実現可能ですが、大規模には法外な費用がかかります。
費用対効果に優れた方法で切断から保護できない場合、切断による損害を抑えることはできるのでしょうか？
切断の影響を最小限に抑える
ケーブルの切断はよくあることで、コストも高くつきます。海上資産に関連する 保険金請求の原因の約 4 分の 3 は、ケーブルの切断です。平均ダウンタイムは62 日間 で 平均修理費用は 1,250 万ポンド. です。そしてそれは、通信事業者とそれに依存するすべての人々にかかるダウンタイムコストを含まない数字です。
正確な場所を特定するのが難しいため、多くの場合、修理は困難です。例えば、西アフリカの海岸線に沿って走るケーブルが 損傷した, 際、ナイジェリア通信委員会の広報担当者が特定することがきたのは、「コートジボワールとセネガルのどこか」まででした。
ただし、損傷の位置を特定し、早期に警告を発することが可能な技術があります。特に、分布型光ファイバーセンシング（DFOS）技術は、世界中のパイプラインやその他の重要インフラを保護する目的ですでに使用されています。
3 つの技術（ラマン、ブリルアン、コヒーレントレイリー）は、ケーブルに沿った光の伝わり方を測定し、ひずみ、温度、ケーブルが受ける振動の変化を定量化します (詳細情報についてはこちらを参照)。これらを実装することにより、センシングポイントをファイバーの長さ方向に連続的にとり、ファイバー自体をセンサーとして使用できます。
例えば、コヒーレントレイリー後方散乱解析を行う監視システムを利用することで、 分布型音響センシング（DAS） が可能になり、それに伴い、地震イベントやいかりに引きずられるケーブルなど、振動に基づくさまざまな要因を特定・分類できます。
妨害行為を防ぐことはできないかもしれませんが、DFOS 技術によって切断箇所を正確に特定し、修理を迅速に行うことができます。また、ケーブルのオペレーターは、何が原因で切断されたかを把握できます。さらに、海底を引きずるいかり（またはトロール/掘削）には識別可能な音声/振動パターンがあるため、オペレーターに早期警告を与えることもできます。すべてのボートは（理論的には）位置発信ビーコンを作動させることが義務付けられているため、オペレーターは損傷を起こす可能性があるボートを特定し、ケーブルが切断される前に警告を発することができます。
不具合を防ぐ
これらのケーブルは国の運営に不可欠であるため、原因の特定が不可欠です。
切断/不具合は突発的な出来事だけが原因で起こるわけではありません。その環境の性質上、ケーブルの不具合は、長期間にわたる自然現象によって日常的に発生する可能性もあります。
これを検出するための第 2 の技術として、 分散型温度と歪みセンシング（DTSS） と呼ばれるDFOS 技術があります。製造上の欠陥や、海流によって海底を引きずられ続けたり岩に引っ掛かったりすることによる劣化/疲労の両方を検出できます。
この技術を導入することで、故障が発生する前に、よりコスト効率よく、最小限の混乱で対策をスケジューリングできます。
洋上風力発電所からのパワーケーブルには、過剰送電による熱損傷でケーブルの寿命が短くなることによる不具合のリスクもあります。 分布型温度センシング（DTS）のためのラマン DFOS 技術散乱 を使用すると、継続的に監視し、伝送を低減する必要があるタイミングを特定できます。
そのような技術はいつ実用化されるか？
VIAVI の NITRO ファイバーセンシングのような DFOS システムは、パイプラインから軍事施設まで、さまざまな重要インフラを保護する目的にすでに利用されていますが、海底回線ではあまり一般的ではありません。
常時監視の必要性はますます高まっていますが、それは新しいケーブルの敷設とともに実現されるでしょう。
とはいえ、データセンターの相互接続（DCI）や通信ネットワーク、送電のニーズを満たすため、電気通信や公益事業向けの新しい海底ケーブルの数は急速に増加しています。センシング機能を実装することを法律で義務付けられているわけではありませんが、ケーブル所有者やインフラ事業者は、ますますこの技術の実装に期待を寄せています。こうしたケーブルが国家の重要インフラに指定され始めたことで、その方向の圧力は高まっており、特に政府の支援を受けている場合に顕著です。
さらに、既存のケーブルの多くが耐用年数を迎え、交換やアップグレードが必要になっています。
現在、この技術が海底ケーブルに用いられることはめったにありませんが、その費用対効果の高さから、状況は急速に変わるでしょう。次の大規模な故障が発生した際には、その原因も含めて、より迅速かつ正確に特定できることが期待されます。
