500 כבלי תקשורת לעולם כולו: התלות שיכולה לחזור אלינו כמו בומרנג

בבסיס תכנון תשתיות אסטרטגיות, קל וחומר כאלו בינלאומיות, עומד עיקרון הביזור: ככל שמרחיבים את סל הכלים, כך חומרת הסכנות פוחתת. עם זאת, המצב בתחום התקשורת חמור במיוחד, כשלפי הערכות כ־95% מתעבורת הנתונים העולמית מתבססים על קרוב ל־500 כבלים תת־ימיים.

● בלעדי | מכפיל כוח בתחום יירוט הכטב"מים? הפרויקט של רפאל והסטארט-אפ מחיפה
● פרשנות | הירי לישראל: משלמים בריבית דריבית על הבורות בנוגע לחות'ים

המשמעות חמורה במיוחד, ולא צריך להפליג בזמנים או במרחק כדי להבין עד כמה. המורדים החות'ים, למשל, פגעו בפברואר אשתקד באוניית סוחר בבעלות בריטית, רובימאר (Rubymar). בעקבות הפגיעה, הספינה הורידה עוגן אחד שקרע ארבעה כבלים שונים בים האדום - והביאה לפגיעה בכ־70% מתנועת המידע בין אסיה לבין אירופה.

השנה, נרשמו כבר פגיעות חשודות בכבלים בטייוואן ובין גרמניה לפינלנד, אבל גם תופעות טבעיות עושות את שלהן. ב־2022, הר הגעש התת־ימי הונגה טונגה התפרץ בדרום האוקיאנוס השקט, יצר גלי צונאמי וזרמים תת־מימיים שקרעו כבל שמחבר בין פיג'י לבין טונגה, שנותרה מנותקת מהעולם החיצון במשך שבועות.

כל אלו ממחישים עד כמה נדרשים פתרונות רבים ומהירים ככל הניתן, לביזור הסכנות. מאמר חדש של ד"ר אסף צחור, דיקן בית הספר לקיימות באוניברסיטת רייכמן, שפורסם בכתב העת היוקרתי Nature Electronics, בוחן את הסכנות בתלות המוחלטת בכבלי תקשורת תת־ימיים, ומציע שלושה פתרונות להרחבת אמצעי תעבורת הנתונים: רשתות לוויין מבוססות לייזר, מל"טים סולאריים וספינות אוויר סולאריות, ורשתות אופטיות תת־ימיות אלחוטיות מבוססות רובוטים.

העברת נתונים בלייזר

רשתות לוויין מבוססות לייזר משמשות כבר כיום להעברת נתונים, בעזרת לוויינים שנעים בגובה נמוך (LEO), של 2,000-160 ק"מ. הלוויינים משתמשים בקרני לייזר כדי להעביר נתונים ביניהן, בטרם העברתן לתחנת קרקעיות. הפוטנציאל של אותם לוויינים, מסביר ד"ר צחור, טמון ביכולתם לספק קצבי נתונים שמתקרבים לסיבים האופטיים, שנמצאים בים, וכן במרחב העצום שמופחת באיומים ביחס למעמקים.

"מגמת צמיחת הביקושים לתעבורת הנתונים ברורה", אומר ד"ר צחור לגלובס. "העלייה ניכרת בכל שלבי ארכיטקטורת הדאטה, מהאיסוף ועד אנליזות וקבלת החלטות. בין אם אלו מתבססים על בינה מלאכותית, או בלעדיה. התלות היא מוחלטת בתשתית מסוג אחד. ישנן הערכות פחות שמרניות שמדברות על תלות עולמית בכבלים ב־97%-99%. המגוון נדרש לניהול סיכונים".

בתחום הלוויינים יש מוצר שהפוטנציאל ממנו כבר ניכר: תוכנית TBIRD (TeraByte InfraRed Delivery), למשל, הצליחה בניסוי בסוף השנה שעברה להציג קישור של 200 ג'יגה־ביט בשנייה מהחלל לקרקע. במאמר מוסברים האתגרים ביצירת רשתות הלוויין מבוססות הלייזר, שבמסגרתן יידרש לדאוג לייצוב הקרן ולהתמודד עם התנועה המתמדת ועם השפעות פסולת חלל. בה בעת, יהיה צורך באלגוריתמים שיאיצו את עיבוד האותות, במטרה שהלוויינים יהפכו לגורם משמעותי בתעבורת הנתונים העולמית.

מל"טים כתחנות ממסר

תחום אמצעי הטיס הבלתי מאוישים עובר בשנים האחרונות תהליך שבו אמצעים רבים בו הופכים לדואליים. כלומר, בעלי שימושים צבאיים ואזרחיים כאחד. בתחום הפלטפורמות שפועלות בגבהים גבוהים, HAPS (High-altitude platform systems) ניתן למצוא מל"טים, בלונים או ספינות אוויר (זפלין). אותם הכלים פועלים בסטרטוספירה, השכבה השנייה באטמוספירה, וד"ר צחור מציין כי הם הוכיחו את יכולתם להוות תחנות ממסר.

יתרון מהותי בשימוש ב־HAPS על פני לווייני LEO הוא המרחק הקצר משמעותית, 30-20 ק"מ, שמבטיח שיהוי נמוך בהרבה מזה של הלוויינים. לעומת זאת, הן בשלב פיתוח מוקדם בהרבה, שבו טרם הוכחה כדאיות מסחרית. "סטארלינק לבד, מארחת יותר מ־10,000 קישורים אופטיים בין־לווינים בו זמנית", מדגיש דיקן ביה"ס לקיימות של רייכמן. "רוב תוכניות HAPS נותרו ברמת מוכנות טכנולוגית נמוכה יותר כמו זפיר של איירבוס (64-26 ימים באוויר), ואבות טיפוס של כדורים פורחים מפרויקט לון של אלפבית, בטרם סגירתו ב־2021".

פרויקט לון הספיק עוד לפני שנסגר להוכיח את הפוטנציאל הגלום בו כשסיפק אינטרנט חירום לפורטו ריקו מוכת האסון לאחר הוריקן מריה ב־2017. סגירת התוכנית הוכיחה כי לכל הפחות אין בשלות מסחרית, אבל זהו אינו האתגר היחיד של טכנולוגיות בגבהים משמעותיים. אלו נדרשים להתמודד עם התנאים המאתגרים בסטרטוספירה, כולל בהיבטי הטמפרטורה והקרינה. להערכת ד"ר צחור, הצלחה בהתמודדות עם אותם אתגרים תביא את מערכות ה־HAPS למצב שיוכלו לשמש למעבר כמה אחוזים מתעבורת הנתונים העולמית.

אלחוטי גם במים

החלופה השלישית שמציע ד"ר צחור דורשת השקעה רבה יותר מכל האפשרויות הקודמות, והיא יצירת רשתות אלחוטיות תת־מימיות מבוססות כלים אוטונומיים.

אותם האמצעים התת־ימיים משתמשים באורכי גל כחולים־ירוקים (550-450 ננומטר) כדי להקל על התפשטותם במי הים ועל חיבורם בין האחד לשני. בין כה וכה, טווח הפעולה בים מוגבל אבל רישות בעזרת כלים רבים וחיישנים שונים יוצר ארכיטקטורה מבוזרת שמפחיתה השפעות של כשל בודד בדרך.

בתחום יש אבות טיפוס ראשוניים כמו מערכת BlueComm שפותחה ב־Sonardyne12, והערכות הן כי פיתוחים מסוג זה יגיעו לבשלות תוך 20-15 שנה. זאת, בדומה למערכות כבלי התקשורת שהחלו להיפרס בשנות ה־70, אבל רק בשנות ה־90 הגיעו לבשלות.

לצד כל הטכנולוגיות, מדגיש ד"ר צחור כי מוכרח להתבצע שיתוף פעולה משמעותי בין המגזר הציבורי לפרטי, כדי להביא לפתרונות שבהם שני הצדדים חפצים. הוא קורא לממשלות להעניק מימון ייעודי, לקדם רגולציה ולחתור להסכמים בינלאומיים שיסדירו סוגיות קריטיות, כמו הקצאת תדרים.

הוא ממחיש את תועלת שיתוף הפעולה הפרטי־ציבורי דרך תעשיית השבבים: "בנקודה היסטורית בשנות ה־60, משרד ההגנה האמריקאי החליט להגיע לפריצות דרך בטכנולוגיות סיליקון. דאגו לתמריצים לחברות פרטיות והממשל יצר שוק, פעל להקמת מפעלים והידק את המחקר הבסיסי והיישומי. אם ממשלות יחליטו לתקצב את הפחתת התלות בכבלי תקשורת תת־ימיים, אז יהיה שוק. מערכות כמו לון שהוכיחה את עצמה באסון ועדיין נסגרה, מעידות על הצורך במעורבות ממשלתית".