Karta Visar undersökta kabelplatser som är kritiska för Internet

Nyligen har en digital blackout i Tonga - som orsakats av avskiljandet av landets enda undervattenskabel - genererat ett omfattande erkännande av de nedsänkta systemen som vår förbundna värld beror på.

Inte många människor inser att undervattenskablar transporterar nästan 100 procent av transoceanisk datatrafik. Dessa linjer ligger längst ner på havsbotten. De är ungefär tjocka som en trädgårdsslang och bär världens internet, telefonsamtal och till och med tv-överföringar mellan kontinenterna med ljusets hastighet. En enda kabel kan bära tiotals terabiter av information per sekund.

Se även: Stigande hav kommer att ta bort Internet-infrastruktur långt innan vi fruktade

Samtidigt undersöker min bok Undersea Network, Insåg jag att de kablar som vi alla är beroende av för att skicka allt från e-post till bankinformation över haven, förblir i stort sett oreglerad och obesvarad. Även om de läggs av endast ett fåtal företag - däribland det amerikanska företaget SubCom och det franska företaget Alcatel-Lucent - och ofta trampas längs smala stigar, har havets storhet ofta givit dem skydd. När en är trasig, som Tonga-kabeln var denna vecka, upphör datatrafiken.

Långt ifrån trådlöst

Det faktum att vi sträcker internettrafik genom havet - mitt i djuphavslevelser och hydrotermiska ventiler - strider emot de flesta människors fantasi på internet. Utvecklade vi inte satelliter och wifi för att överföra signaler genom luften? Har vi inte flyttat till molnet? Undersea kabelsystem låter som en sak i det förflutna.

Verkligheten är att molnet faktiskt är under havet. Även om de kanske verkar bakom tiderna är fiberoptiska kablar faktiskt toppmoderna globala kommunikationstekniker. Eftersom de använder ljus för att koda information och förblir oförhindrade av väder, bär kablarna snabbare och billigare än satelliter. De korsar också kontinenterna - ett meddelande från New York till Kalifornien reser sig också via fiberoptisk kabel. Dessa system kommer inte att ersättas med flygkommunikation när som helst snart.

Ett sårbart system?

Det största problemet med kabelsystem är inte tekniskt - det är mänskligt. Eftersom de går under jord, undervattens och mellan telefonpoler, fyller kabelsystem samma utrymme som människor gör. Som ett resultat är de av misstag bruten hela tiden. Lokala byggprojekt sätter upp markbundna linjer. Boaters släpp ankare på kablar. Och ubåtar kan identifiera system under havet.

De flesta mediedeklarationer om dessa system har dominerats av frågan om sårbarhet. Är de globala kommunikationsnäten verkligen i riskzonen för störningar? Vad skulle hända om dessa kablar skars? Ska vi alla vara oroliga för en digital blackout - oavsett orsak av olycka eller terrorister?

Svaret på detta är inte svartvitt. Varje enskild kabel är alltid i fara, men sannolikt mycket mer från båtar och fiskare än någon saboteur. Över historien har den enskilt största orsaken till störningar varit att människor oavsiktligt släppt ankare och nät. Internationella kabelskyddsutskottet har arbetat i flera år för att förhindra sådana raster.

Till följd av detta är kablar idag täckta av stålpansar och begravd under havsbotten vid sina kuständar, där det mänskliga hotet är mest koncentrerat. Detta ger en viss skyddsnivå. I djuphavet skyddar havet otillgängligheten i stor utsträckning kablar - de behöver bara täckas med en tunn polyetenmantel. Det är inte så mycket svårare att avskilja kablar i djuphavet, det är bara att de primära formerna av störningar är mindre benägna att hända. Havet är så stort och kablarna är så smala, sannolikheten är inte så hög att du skulle springa över en.

Sabotage har faktiskt varit sällsynt i undervattensledarnas historia. Det finns säkert händelser (men ingen nyligen), men dessa publiceras oproportionerligt. Tysklands razzia av Fanning Islands kabelstation i Stilla havet får stor uppmärksamhet. Och det var spekulation om sabotage i kabelstörningarna utanför Alexandria, Egypten 2008, vilket skar 70 procent av landets internet, vilket påverkar miljoner. Ändå hör du lite om de vanliga fel som uppstår, i genomsnitt cirka 200 gånger varje år.

Redundans ger ett visst skydd

Faktum är att det är oerhört svårt att övervaka dessa linjer. Kabelföretag har försökt att göra det i mer än ett sekel sedan de första telegraflinjerna lades på 1800-talet. Men havet är för stort och linjerna helt enkelt för långa. Det skulle vara omöjligt att stoppa varje fartyg som kom någonstans nära kritiska kommunikationskablar. Nationer skulle behöva skapa extremt långa, "no-go" zoner över havet, som i sig skulle djupt störa ekonomin. Även då kan kablarna fortfarande vara i fara från underjordiska jordskred.

Det finns bara flera hundra kabelsystem som transporterar nästan all transoceanisk trafik runt om i världen. Och dessa går ofta igenom smala tryckpunkter där små störningar kan få stora effekter. Eftersom varje kabel kan ha en extra mängd information, är det inte ovanligt för ett helt land att förlita sig på endast en handfull system. På många ställen, som Tonga, krävs det bara en enda kabelskärning för att ta ut stora svängningar på internet. Om de rätta kablarna stördes vid rätt tidpunkt kan det störa global internettrafik i veckor eller månader.

Det som skyddar global informationstrafik är det faktum att det finns viss redundans inbyggd i systemet. Eftersom det finns mer kabelkapacitet än det finns trafik, om det finns en paus, omdirigeras information automatiskt med andra kablar. Eftersom det finns många system som länkar till USA, och mycket internetinfrastruktur finns här, är det osannolikt att en enda kabelavbrott ger någon märkbar effekt för amerikanerna.

En enda kabelledning har varit och kommer att fortsätta att vara mottaglig för störningar. Och det enda sättet är att bygga ett mer mångsidigt system. Men som saker är, även om enskilda företag ser ut på sitt eget nätverk, finns det ingen ekonomisk incitament eller övervakningsorgan för att säkerställa att det globala systemet som helhet är robust. Om det är en sårbarhet att oroa sig för är det här.

Detta är en uppdaterad version av en artikel som ursprungligen publicerades den 3 november 2015.

Den här artikeln publicerades ursprungligen på The Conversation av Nicole Starosielski. Läs den ursprungliga artikeln här.