Articolo STF Mag: Come il rilevamento distribuito delle fibre sta facendo progressi nel monitoraggio dei cavi sottomarini

Sep 21, 2023

Come pubblicato nel numero di settembre di SubTel Forum Magazine

Quando il primo messaggio telegrafico inviato tramite cavo sottomarino fu trasmesso nel 1868 tra il Regno Unito e il Canada, la mancanza di capacità del cavo e di ripetitori limitò la trasmissione via cavo a 2 parole al minuto. Anche se frammentari, i messaggi arrivavano più velocemente del successivo metodo di trasmissione più veloce: le navi a vapore, che avrebbero richiesto 10 giorni per viaggiare tra le due località.[1] Nel giro di due anni la velocità di trasmissione era già aumentata a 20 parole al minuto. 150 anni dopo, i cavi sottomarini si sono evoluti fino a diventare autostrade di comunicazione, responsabili del trasporto del 99% del traffico Internet e cloud a livello globale attraverso circa 500 cavi sottomarini che si estendono per 1,3 milioni di chilometri di fondali oceanici.[2]

Anche i cavi elettrici sottomarini sono considerati un punto di svolta nel settore energetico in quanto soluzione per la trasmissione di elettricità ad alta tensione sott’acqua. I casi d'uso dei cavi sottomarini continuano a svilupparsi. Svolgono un ruolo centrale nello sfruttamento dell'energia offshore, con progetti impressionanti come il North Sea Link[3] recentemente completato che attirano l'attenzione sulla necessità dei paesi di sfruttare i benefici di una maggiore attività eolica oceanica e della produzione di energia dalle maree. Data la crescente dipendenza dell’economia globale sia dalla connettività (Internet e cloud) che dalla trasmissione di energia, i cavi sottomarini sono quindi sempre più vitali, motivo per cui è fondamentale che le innovazioni nella mitigazione delle minacce continuino ad evolversi per garantire una fornitura affidabile di connettività ed energia critiche per le nostre comunità.

Proprio come l’evoluzione degli stessi cavi sottomarini, il rilevamento distribuito in fibra ottica e, in particolare, le tecnologie di rilevamento e rilevamento delle vibrazioni (VID+R), hanno visto una rapida crescita e stanno raggiungendo un punto di flessione nell’adozione. Il rilevamento in fibra avvantaggia gli operatori via cavo fornendo per la prima volta una consapevolezza istantanea delle minacce su ogni metro della lunga risorsa lineare. Questo tipo di informazioni fruibili in tempo reale determina evidenti risparmi sui costi ed evita tempi di inattività. Sebbene il rilevamento in fibra ottica sia sempre più adottato per i cavi di telecomunicazione, rimane una soluzione meno conosciuta per i cavi di alimentazione. Con il mercato del rilevamento distribuito in fibra (DFS) che si prevede crescerà ad un tasso di crescita annuo composto del 7,3% nei prossimi otto anni, raggiungendo un valore di mercato totale di 2.553,5 milioni di dollari entro il 2030[4], gli operatori di energia sottomarina hanno molto da guadagnare da prestando attenzione a questa tecnologia nei prossimi anni.

L'evoluzione del rilevamento distribuito della fibra per il monitoraggio dei cavi elettrici sottomarini

Indubbiamente, la stragrande maggioranza delle interruzioni dei cavi sottomarini ogni anno sono causate da aggressioni esterne, tra cui il trascinamento delle ancore e gli eventi di pesca a strascico da parte dei pescherecci. Gli impatti dei disastri naturali come gli tsunami sono un’altra delle principali cause di sconvolgimento, insieme ai cambiamenti geologici. A volte il danno è massiccio ed evidente, come l’interruzione del cavo sottomarino nel Mar Mediterraneo nel 2008 che ha lasciato milioni di persone senza Internet[5], o il taglio del cavo elettrico sottomarino nel 2020 che ha lasciato senza elettricità 18.000 case sull’isola di Skye, costringendo il fornitore ricorrere a una centrale elettrica alimentata a gasolio per fornire elettricità di riserva[6]. Altre volte, incidenti mancati o colpi parziali possono danneggiare i cavi senza interrompere immediatamente l'alimentazione. Tali danni latenti possono passare inosservati per un periodo prima che si verifichi l'inevitabile guasto del cavo, richiedendo riparazioni anche anni dopo l'evento dannoso. In ogni caso, rotture e guasti dei cavi interrompono la fornitura vitale. I costi di riparazione possono arrivare fino a 10 milioni di sterline, o 12 milioni di dollari, e di solito sono accompagnati da danni alla reputazione e perdite di entrate oltre ai costi diretti di riparazione. In genere, sarà necessario mobilitare una nave da giunzione e l'operazione di giunzione può spesso richiedere dai 40 ai 60 giorni per completare la riparazione[7], aumentando i costi.

Come ben sanno gli operatori di cavi sottomarini, si tratta di uno dei pochi pezzi di infrastruttura critica che sono essenzialmente invisibili una volta dispiegati sul fondo dell’oceano – a differenza di quasi tutte le altre infrastrutture critiche, i proprietari di cavi sottomarini non hanno praticamente idea di cosa stia succedendo. attorno ai loro beni. Esistono tecniche di protezione che monitorano ciò che accade direttamente sopra i cavi. I metodi tradizionali includono il monitoraggio dei beacon AIS, il pattugliamento delle navi di superficie e il rilevamento aereo; tuttavia, questi metodi sono facili da evitare (beacon AIS spenti), presentano ampi divari spazio/temporali nella sorveglianza della risorsa, sono costosi e i loro tempi operativi sono limitati e influenzati dalle condizioni meteorologiche. Fondamentalmente, questi approcci di sorveglianza non sono direttamente sulla risorsa e non coprono l’intera lunghezza della risorsa 24 ore su 24, 7 giorni su 7, 365 giorni l’anno. Entra nella tecnologia di rilevamento in fibra distribuita.