Apesar da crescente onda de conectividade sem fio, é importante lembrar que essa interligação global ainda se apoia nos cabos submarinos.

Essas linhas de fibra óptica submarina interligam nações globalmente, operando a partir de instalações no leito oceânico. Com extensões frequentemente abrangendo milhares de quilômetros, esses cabos têm a capacidade de transmitir volumes substanciais de dados de forma ágil e eficiente entre diferentes pontos.

O que é um cabo submarino?

Atualmente, os cabos submarinos, em sua maioria, consistem em fibras ópticas revestidas com gel de silicone e depois envolvidas em diferentes camadas de plástico, fiação de aço, cobre e nylon para fornecer isolamento para proteger o sinal e o cabo contra danos causados por vida selvagem, âncoras e pesca, ou clima e outros eventos naturais.

Os cabos são colocados usando navios modificados especificamente para esse propósito, transportando e instalando lentamente a infraestrutura da "planta molhada" no fundo do mar. Esses navios especiais podem transportar milhares de quilômetros de cabo óptico mar adentro. Um arado submarino especial também é usado para cortar e enterrar cabos submarinos ao longo do leito do mar, mais perto das costas, onde as atividades navais, como ancoragem e pesca, são mais frequentes e podem danificar os cabos submarinos.

"Temos cabos submarinos há mais de 150 anos", explica Gil Santaliz, fundador e CEO da estação de pouso de cabos NJFX, em Nova Jersey, "e eles realmente têm sido uma forma de comunicação entre países e continentes".

"A aplicação mais básica é comunicar o que está acontecendo em uma parte do mundo para outra, mas transformamos isso para permitir que aplicativos existam em vários países ao mesmo tempo, para melhorar o desempenho dos aplicativos e encontrar soluções ecológicas de localização, onde você pode executar aplicativos com uma pegada de carbono zero e desfrutar do aplicativo no país onde eles não têm esse recurso."

Cabo Submarino: conectando o mundo há 170 anos

O trabalho para demonstrar o potencial dos cabos submarinos começou na década de 1840, quando Samuel Morse, o inventor do Código Morse, submergiu um cabo isolado com cânhamo alcatroado e borracha da Índia na água do porto de Nova York e transmitiu através dele em 1842.

O primeiro cabo comercial foi instalado em 1850, quando a Companhia de Telégrafos Submarinos do Canal da Mancha colocou um cabo telegráfico entre a Inglaterra e a França. Semanas depois, os pescadores o cortaram pensando que fosse alga. Uma empresa sucessora, Submarine Telegraph Company, instalou um segundo cabo no ano seguinte e mais cabos foram conectados, unindo as Ilhas Britânicas ao continente europeu.

Em 1854 e concluído em 1858, o cabo telegráfico transatlântico, que ia de Valentia, no oeste da Irlanda, até Bay of Bulls, Trinity Bay, Terra Nova, foi o primeiro a atravessar o Atlântico e foi instalado pela Atlantic Telegraph Company. Ele funcionou apenas por três semanas antes de quebrar irreparavelmente.

O primeiro telegrama oficial a passar entre dois continentes, a uma velocidade de um único caractere a cada dois minutos, foi uma carta de felicitações da Rainha Vitória do Reino Unido para o presidente dos Estados Unidos, James Buchanan, em 16 de agosto. Após a deterioração progressiva do sinal, o cabo foi destruído após a aplicação de tensão excessiva para tentar aumentar a força de transmissão. Embora tenha operado por um curto período de tempo, demonstrou que a comunicação intercontinental era possível e um segundo cabo foi instalado em 1865.

Os primeiros cabos transpacíficos foram concluídos em 1902 e 1903, conectando o continente dos EUA ao Havaí em 1902 e Guam às Filipinas em 1903.

O primeiro cabo telefônico submarino, TAT-1, foi instalado entre 1955 e 1956. Um projeto conjunto entre o Correio do Reino Unido (do qual a BT fez parte por vários anos), a American Telephone and Telegraph Company (agora AT&T) e a Canadian Overseas Telecommunications Corporation, conseguiu realizar 35 chamadas telefônicas simultâneas.

O oitavo cabo de comunicações transatlânticas, TAT-8, foi o primeiro cabo submarino de fibra óptica. Construído em 1988 por um consórcio de empresas liderado por AT&T, France Télécom e British Telecom, o cabo podia transportar 280 Mbits por segundo. Ele foi retirado em 2002.

Hoje em dia, existem mais de 400 cabos submarinos em operação. Algumas ilhas próximas conectadas podem ter menos de 50 milhas de comprimento. Outros, que cruzam o Pacífico, podem ter mais de 10.000 milhas de comprimento. Alguns conectam pontos individuais por meio de um corpo de água, enquanto outros têm múltiplos pontos de pouso que conectam vários países.

A Antártida é o único continente que ainda não possui um cabo submarino de telecomunicações, embora esteja sendo considerado um para melhorar a conectividade dos pesquisadores na região.

A tecnologia dos cabos evolui rapidamente

Após escolher a rota desejada, os navios especializados começam a trabalhar na instalação do cabo. Esses navios carregam bobinas gigantes de cabos antes de desenrolá-los lentamente e posicioná-los no leito do oceano. À medida que os cabos se aproximam da costa, muitas vezes são enterrados em valas criadas por arados submarinos para protegê-los de danos.

Embora tenham sido relatados 16 casos de emaranhamento de baleias com cabos telegráficos submarinos antes de 1966, hoje em dia os cabos raramente interferem na vida selvagem local depois de instalados, embora ocasionalmente permitam que anêmonas e coisas similares se fixem em áreas onde de outra forma não poderiam fazê-lo.

Sabe-se que tubarões ocasionalmente mordem cabos submarinos, possivelmente atraídos por sinais elétricos, como ocorreu com o Google em 2014. No entanto, esses eventos são raros e podem ser mitigados com blindagem adicional do cabo.

No ano passado, mais de 500.000 vieiras foram movidas para permitir a instalação de um cabo de fibra no leito do mar em frente a Port Erin e Port Grenaugh, na Ilha de Man, nas Ilhas Britânicas. O cabo de telecomunicações Havhingsten, com 584 milhas (940 km) de extensão, conectará a ilha à Irlanda, Reino Unido e Dinamarca.

Os cabos contêm vários repetidores, que amplificam o sinal a, aproximadamente, cada 100 km.

"Os cabos de fibra óptica aproveitam a multiplexação por divisão de comprimento de onda denso (DWDM), uma tecnologia em que múltiplos comprimentos de onda, cada um operando a velocidades de centenas de gigabits por segundo, permitem maximizar a capacidade de transporte de informações de um cabo submarino", explica Brian Lavallée, diretor sênior de marketing de soluções na empresa de telecomunicações e redes Ciena. "Os amplificadores ópticos, que ainda são conhecidos como repetidores no espaço de redes submarinas, amplificam esses sinais em intervalos regulares à medida que atravessam suas rotas transoceânicas."

Da mesma forma que o OpenRAN e os contêineres estão criando maior desagregação entre componentes, Lavallée diz que a introdução dos Cabos Abertos e a desagregação de SLTE da 'planta molhada' significam que os sistemas de cabos podem ser atualizados de forma mais rotineira e com maior diversidade de opções ao selecionar novos componentes.

"O modelo de Cabos Abertos resultou em muitos novos fornecedores de upgrades entrando na indústria de redes submarinas, e os operadores de cabos submarinos entenderam e apreciaram o benefício de uma variedade mais ampla de fornecedores e tecnologia SLTE. Sistemas submarinos, como o Southern Cross, agora são capazes de mais de 80 vezes sua capacidade de design original com upgrades para a tecnologia SLTE."

Em cada extremidade de um cabo, há uma estação de aterragem de cabos, assim como um data center, que abriga equipamentos de rede importantes que alimentam o cabo e controlam suas operações.

"Tradicionalmente, o equipamento de terminal de linha submarina (SLTE) e o equipamento de alimentação de energia (PFE) de um sistema de cabo submarino eram instalados na estação de aterragem de cabo", diz Lavallée. "Em alguns casos, o PFE é instalado em uma estação de aterragem de cabos, enquanto o SLTE é instalado em outro local interno, como uma central ou, cada vez mais, um data center."

Embora a capacidade dos cabos existentes esteja sempre aumentando, o cabo Dunant da Google, que vai da Virgínia à França, por muito tempo foi o cabo de maior capacidade, com 250 terabits por segundo.

Santaliz diz que enquanto a capacidade da internet via satélite aumenta à medida que os custos diminuem, os sistemas terrestres e submarinos estão em ascensão.

"Eles estão crescendo exponencialmente mais rápido do que até mesmo os satélites e estão empurrando mais e mais através dessas fibras do que todos acreditavam ser possível", diz ele. "Há um ano e meio, um sistema de 8 pares era um grande problema, e antes disso eram de quatro pares. Hoje eles estão fazendo sistemas de 24 pares, e eles não estão apenas indo de A para B, mas de A para B para C para D para E. Eu diria que nos próximos anos você verá sistemas de petabit cruzando o Oceano Atlântico", prevê Santaliz.

Após um teste no início de 2021, o cabo transatlântico MAREA teve um aumento em sua capacidade potencial de 200 Tbps para 224 Tbps. O projeto conjunto Microsoft-Facebook foi originalmente projetado com uma capacidade de 160 Tbps.

Em julho do mesmo ano, a TPG Telecom anunciou planos para atualizar seu cabo submarino PPC-1 entre Sydney e Guam, aumentando a capacidade de dados do cabo em 50% usando o produto ICE6 800G da Infinera, de 8 terabits por segundo atualmente para 12 terabits por segundo.

Em 2020, a Meta, junto com a Telecom Egypt, a China Mobile International, a MTN GlobalConnect, a Orange, a STC, a Vodafone e a West Indian Ocean Cable Company (WIOCC), anunciaram o cabo 2Africa, que irá contornar o continente africano. Com 45.000 km, será o maior cabo submarino do mundo e irá conectar 33 países com 46 pontos de aterrissagem em toda a África, Europa e Ásia quando estiver concluído. A Alcatel Submarine Networks (ASN) é responsável pela fabricação e implantação do cabo de 16 pares de fibras ópticas e 180Tbps, com previsão de conclusão em 2024.

Em julho de 2023, Meta, Microsoft, Aqua Comms e Vodafone anunciaram que as obras de construção e os testes do cabo submarino transatlântico Amitié foram concluídos. O sistema de cabo transatlântico, com 6.783 km de extensão, é o primeiro a conectar diretamente Boston à Europa e Bordeaux à América do Norte, com pontos de ancoragem em Lynn, Massachusetts; Widemouth Bay, Inglaterra; e Le Porge, França.

Construído pela Alcatel Submarine Networks, o Amitié possui 16 pares de fibras e uma capacidade de 400 Tbps, tornando-se o cabo de comunicações transoceânico de maior capacidade já implantado.

Custo versus resistência dos cabos submarinos

Tradicionalmente, os cabos eram de propriedade de empresas de telecomunicações consorciadas que se uniam para compartilhar os custos de fabricação e implantação de um cabo, em troca da capacidade de utilizar parte da largura de banda do cabo. Atualmente, empresas de nuvem e hiperescala, como Facebook, Google, Microsoft e Amazon, estão investindo cada vez mais nessas infraestruturas, tanto como parte de consórcios tradicionais quanto em projetos privados.

Assim como qualquer outra infraestrutura digital, os cabos podem ser comprados e vendidos; o Hawaiki Submarine Cable foi adquirido em julho de 2021 por uma subsidiária do gigante marítimo BW Group por 445 milhões de dólares.

O principal risco de um cabo? Uma interrupção inesperada

As interrupções de fibra em terra são bastante comuns; os cabos e equipamentos podem ser danificados por roedores (recentemente ocorreu na Austrália e na Nova Zelândia) ou cortados por obras de construção. Até mesmo vacas que pisam em um cabo de fibra acima do solo já causaram interrupções intermitentes.

Embora os cabos submarinos possam não enfrentar o perigo de vacas ou construções, existem riscos associados a eles. Os cabos submarinos têm uma tolerância maior a falhas do que a fibra terrestre, mas os problemas que surgem podem ser custosos, difíceis e demorados de serem resolvidos devido ao tempo e esforço necessários para primeiro alcançar os cabos e, em seguida, trazê-los à superfície.

"As características em potencial de impacto de um cabo submarino e de um cabo terrestre são muito diferentes", explica Santaliz. "Um cabo terrestre tem 100 vezes mais chances de apresentar problemas do que um cabo submarino, no entanto, a solução para um cabo terrestre pode ser em questão de dias, enquanto em um ambiente submarino pode levar semanas".

"Você pode ter um problema com seu cabo submarino em um lado, conhecido como falha de derivação, mas ainda assim ele está operacional e seria necessário outro evento para que esse cabo realmente tenha um problema e não possa funcionar. Ele pode tolerar uma falha de derivação, mas você estará instruindo suas equipes a lidar com isso de maneira planejada e coordenada".

"Mas, o custo é de milhões quando se lida com um cabo fixo ou submarino, enquanto os sistemas de cabos terrestres podem custar dezenas de milhares para reparar".

Em média, ocorrem cerca de 100 falhas de cabo por ano. Embora animais e eventos naturais estejam por trás de alguns incidentes, a grande maioria dos danos aos cabos é causada pela pesca e navegação.

Reparar um cabo danificado leva muito tempo; uma vez que uma falha é localizada, um navio deve navegar até a área, localizar e puxar o cabo (ambas as extremidades, se estiverem totalmente cortadas) até a superfície, frequentemente usando cordas e garras, ou um robô subaquático. Pode levar mais de um dia para elevar um cabo do fundo do oceano a profundidades mais rasas. Qualquer trecho danificado do cabo é removido e, em seguida, o cabo é re-empalmado, selado com adesivos e uma junta e, em seguida, abaixado de volta ao fundo do oceano.

Em 2021, a GTT Communications entrou com uma ordem judicial contra pescadores locais na Irlanda para impedi-los de realizar pesca de arrasto perto de dois de seus cabos submarinos em frente à costa de Kilmore Quay, no condado de Wexford. No mesmo ano, o cabo da Vocus Australia em Singapura se rompeu em 'múltiplos locais em profundidades desafiadoras' em frente à costa de Perth, na Austrália. Embora a Vocus nunca tenha oficialmente declarado a causa, havia rumores de que o cabo havia sido quebrado pela âncora de um navio. O cabo foi reparado e declarado operacional 12 dias depois.

Os cabos também podem se romper devido a eventos naturais. Em janeiro de 2020, dois cabos submarinos em frente à África Ocidental foram danificados devido a deslizamentos submarinos de terra, possivelmente causados por inundações no rio Congo.

"As causas naturais representam apenas cerca de 10% das falhas", diz Lavallée, da Ciena, "mas quando ocorrem, tendem a quebrar cabos em vários locais, o que pode causar problemas em toda uma região". "Vimos isso acontecer várias vezes, em 2006 e 2009 em frente à costa de Taiwan, e em 2011 em frente à costa do Japão [após os terremotos]".

Retirada e reciclagem de cabos

Santaliz explica que há dois extremos da vida de um cabo; há um fim de vida física em que ele já não funciona e precisa ser retirado, e o fim de vida econômica em que não vale a pena o investimento para operar um cabo que ainda está funcionando.

"Você pode ter um cabo que está na água há 18 anos, mas devido a um novo sistema que possui pontos de aterrissagem muito semelhantes, a vida econômica do sistema mais antigo não é viável", explica. "Eles não podem competir por razões comerciais, então mesmo que o cabo ainda esteja funcionando, provavelmente eles o desligarão prematuramente porque simplesmente não vale a pena mantê-lo".

O custo de manter pelo menos dois pontos de cabo, pessoal e realizar reparos conforme necessário representam custos fixos que tornam mais difícil competir se um cabo com maior capacidade segue rotas e pontos de aterrissagem semelhantes aos cabos existentes.

No entanto, uma vez que um cabo é retirado, muitas vezes há pouco esforço para recuperá-lo. Embora o cobre seja valioso, é improvável que o custo de recuperação de um cabo seja compensado. E embora muitos argumentariam que permitir que um cabo se deteriore no oceano a longo prazo seja prejudicial, desenterrar um cabo também poderia perturbar a vida marinha na área. A realocação dos cabos é tecnicamente possível, mas raramente ocorre.

No entanto, Santaliz espera que no futuro possa haver mais regulamentos em relação à recuperação de cabos submarinos por motivos ambientais, pelo menos dentro das águas territoriais de um país.

"É uma questão econômica atualmente, mas os ambientalistas estão se tornando muito mais ativos exigindo que analisemos isso mais profundamente. Alguns estados dos EUA vão exigir que, pelo menos dentro dos nossos limites, você não deixe esse cabo se deteriorar".

Em maio, a Subsea Environmental Services e a Red Penguin Associates anunciaram que foram selecionadas para desmontar o sistema de cabo de telecomunicações transatlântico TAT-14, com 20 anos de idade. Segundo relatos, a fase de planejamento do projeto durou quase um ano, e o trabalho em terra nos Estados Unidos, Reino Unido, França, Dinamarca e Holanda será concluído até o final de 2021.

A política dos cabos submarinos

À medida que a tecnologia de cabos melhorou e os custos diminuíram, os países remotos que costumavam depender de satélites ou de infraestrutura mais lenta estão experimentando rapidamente um aumento maciço na capacidade local de cabos. Em março de 2021, foi anunciado que as Ilhas Galápagos teriam uma nova conexão submarina com o Equador, oferecendo uma largura de banda de até 20 terabits por segundo (Tbps), aumentando a capacidade atual das ilhas em um fator de dez.

No entanto, as decisões sobre rotas de cabos e participantes estão cada vez mais sendo tomadas considerando possíveis consequências políticas e regulatórias.

Embora o estabelecimento de fibras terrestres muitas vezes possa ser uma questão política, geralmente se deve a demandas das pessoas e empresas aos seus representantes locais. No entanto, com os cabos submarinos, sua natureza transnacional significa que as relações internacionais podem afetar onde um cabo é colocado e quais empresas estão envolvidas. As relações internacionais tensas, especialmente entre os EUA e a China, significam que muitos cabos propostos estão sendo reconsiderados ou até mesmo cancelados completamente.

O cabo submarino da Micronésia Oriental, que deveria conectar as nações insulares do Pacífico de Nauru, Kiribati e Estados Federados da Micronésia (FSM), foi descartado devido a questões políticas. Foi relatado que o projeto liderado pelo Banco Mundial se recusou a conceder o contrato em vez de deixá-lo para a empresa chinesa de cabos HMN Technologies, devido a preocupações com a segurança nacional. Nauru está negociando com a Austrália para construir um cabo que ligaria a ilha ao sistema Coral Sea Cable.

Igualmente, um cabo de Hong Kong para os EUA foi cancelado em 2021 devido a relações tensas. O cabo Hong Kong Americas (HKA), liderado pelo Facebook, foi anunciado pela primeira vez em 2018, com um consórcio da Tata Communications, Telstra e as empresas estatais chinesas China Unicom e China Telecom Global Limited, todas envolvidas. O Facebook retirou sua solicitação à FCC devido a "preocupações constantes do governo dos Estados Unidos" sobre as ligações de comunicação direta entre os dois países.

O Facebook, juntamente com a Amazon, anteriormente retirou um pedido para o Bay-to-Bay Express Cable System, que teria conectado Singapura, Malásia, Hong Kong e os EUA, por razões semelhantes. Embora como um possível substituto, as duas empresas estão buscando desenvolver o cabo CAP-1 Filipinas-Califórnia sem o parceiro anteriormente anunciado, a China Mobile, para evitar problemas com os reguladores.

O Pacific Light Cable Network (PLCN), um projeto do Google e do Facebook para ligar diretamente Los Angeles à China e Hong Kong, foi reduzido por razões semelhantes ao sistema B2BE. Possivelmente como substituto, as empresas anunciaram recentemente um projeto de cabo entre os EUA e Singapura chamado Echo, juntamente com o cabo Apricot entre Japão e Singapura, ambos evitando a China.