Trialoogi toimetaja
Merealused side- ja energiakaablid jäävad tavainimesele tihti märkamatuks. Ometi mõjutavad need väga suurt osa meie harjumuspärasest igapäevaelust. Kaablite kaudu liiguvad andmed, elektriühendused, teenused ja majanduse toimimiseks vajalikud signaalid. Kuna viimastel aastatel on saanud Läänemerel kahjustada nii gaasitorud, elektrikaablid kui ka sidekaablid, sealhulgas Eesti, Soome ja Rootsi vahelised ühendused, on kaablitest tulenev julgeolek muutumas me riigile üha olulisemaks küsimuseks.
Sisekaitseakadeemia teaduskeskuse raportis on rõhutatud, et Balti riikide sõltuvus merepõhjas paiknevatest energia- ja andmesideühendustest mõjutab nendes toimuvate katkestuste kaudu meie sisejulgeoleku ja kriitiliste teenuste toimepidevust.
Välisajakirjandus on kirjeldanud Läänemerd piirkonnana, mille veealuse taristu haavatavus on tulnud viimatiste intsidentide tõttu selgelt nähtavale. Just seetõttu käivitas NATO 2025. aasta jaanuaris algatuse Baltic Sentry, mille eesmärk on suurendada liitlaste kohalolu Läänemerel ja tugevdada kriitilise meretaristu kaitset.
Samas ei piisa merealuse taristu kaitsmisel ainult sellest, et juhtunud intsidente lihtsalt uuritakse. Oluline on märgata võimalikku ohtu enne, kui häiringust saab katkestus.
Siin muutub oluliseks üks paljulubav praktika: kiudoptiline seire. Sama kaabel, mis kannab internetti ja andmeliiklust, võib anda ühtlasi infot selle kohta, mis toimub kaabli ümbruses. Kui kiud venib, liigub, kuumeneb või vibreerib, muutub seeläbi ka mööda kiudu liikuv valgussignaal. Kiudoptilise seire toel saab sidekaablist ühtaegu taristu seirevahend.
TalTechis toimunud optiliste võrkude ja sensoorika infopäeval jäi kõlama mõte, et kiudoptilist seiret ei pea pidama ainuüksi tulevikulubaduseks. „Juba praegu kasutatakse seda tehnoloogiat sidevõrkude, elektritaristu ja merealuste ühenduste jälgimiseks. Küll aga on kavas kujundada seirest sidevõrkude tavapärane ja automaatselt toimiv osa“ selgitas TalTechi Elektroonikainstituudi vanemteadur Kaida Kaeval.
Kiudoptilist seiret arendavad teiste hulgas Euroopa teadusprojekti ICON liikmed, kes otsivad viise, kuidas panna optilised sidevõrgud üheaegselt andmeid edastama ja ümbrust tajuma. ICON-i partnerid avasid infopäeval missioonikriitilise taristu seiret puudutavaid aspekte – Dublini Trinity Kolledži esindajad jagasid teaduslikku vaadet, telekommunikatsioonisüsteemide ja taristuseire lahendusi pakkuva Adtrani esindajad rääkisid seiretehnoloogia arendusest ning sidevõrgu operaatori Tampneti esindajad merealuse taristu opereerimisest.
Merealuse kriitilise taristu kaitseks on vaja ennetavat kiudoptilist seiret, mitte ainult intsidentide järel uurimist.
Rootsi sõjalaev Läänemerel. Piirkonna merejulgeolek on tihedalt seotud kriitilise taristu kaitsega. Foto: Nato
Kiudoptika võib toimida sensorina
Dublini Trinity College’i professor Aleksandra Kaszubowska selgitas, et kiudoptilise võrgu suur eelis tuleneb selle kättesaadavusest. Maailmas on juba rajatud tohutul hulgal optilist kiudu ning see paikneb sageli just muu olulise taristu, s.t teede, raudteede, elektrikaablite, torustike või merealuste ühenduste lähistel.
Tavapäraseid sensorvõrke võib olla kallis ja keeruline rajada, seda eriti siis, kui andureid tuleb paigaldada merepõhja või teistesse raskesti ligipääsetavatesse kohtadesse. Sellised sensorid vajavad energiat, hooldust ja andmete edastamise lahendust. Kiudoptilise seire puhul pole just kiu olemasolu tõttu probleemid nõnda teravad.
Kaabli seisukorra mõõtmiseks saadetakse mööda kiudu liikuma valgussignaal ning jälgitakse, kuidas muutub valguse faas, intensiivsus või polarisatsioon ning mil moel signaal hajub. Kui avaldada kiule mehaanilist mõju, kutsub see esile muutusi nii tagasi- kui ka edasiliikuva suunaga signaalis. Selle põhjal on võimalik hinnata, kas kaabli läheduses kaevati, traaliti, ankurdati või liigutati raskeid masinaid. Samuti saab määrata, millises kaablilõigus muutus toimus.
Oluline on siiski mõista, et kiudoptiline seire ei suuda tuvastada automaatselt sündmuse põhjust ega anda vastust küsimusele, kas häire näol oli tegemist õnnetuse, hooletuse või tahtliku kahjustamisega. Seire mõõdab füüsilist muutust, mille tähendus selgub siis, kui mõõteandmeid võrreldakse muu infoga: laevaliikluse, ilmaandmete, hooldustööde, võrguandmete või varasematest sündmustest moodustunud mustritega.
ICON püüabki luua laiemat seirepilti ja sensorvõimekust. Projekti eesmärk ei ole lisada sidevõrgule lihtsalt üht eraldiseisvat sensorit, vaid arendada välja terviklik side- ja seirevõrk, mis oskab arvestada eesmärki ja konteksti: mida on vaja teada ning millises piirkonnas, millise täpsusega ja milliste andmete põhjal tasub neile küsimustele kõige mõistlikumalt vastata. Tulevikusuund on see, et võrk suudaks ise otsustada, millist seireviisi kasutada, kuhu signaal suunata ja kuidas saadud infot töödelda.
Kiudoptika ei kanna ainult andmeid, vaid võimaldab ka taristut seirata, eriti siis, kui see liita nutika ja kontekstitundliku seirevõrguga.
Estlinki merekaablid Eesti ja Soome vahel | Foto: Creative Commons CC BY-SA 3.0 DEED litsents
Sidevõrk on samuti kriitiline taristu
Adtran esindaja Jasper Müller rõhutas, et sidevõrke tuleb käsitleda kriitilise taristu kontekstis. Kiudoptilise kaabli katkemise puhul ei saa kannatada ainult ühendus – häire mõju võib ulatuda lennuliikluse, finantssüsteemide, pilveteenuste, tööstusjuhtimise ja teiste igapäevaselt vajalike teenusteni.
Mülleri sõnul reageeritakse võrguseires probleemile alles pärast katkestust, olgugi et eesmärk peaks olema varasem märkamine. Kui ühendus on juba kadunud, tuleb hakata rikke asukohta ja põhjust tagantjärele välja selgitama. Kiudoptiline seire aitab aga muutusi varem märgata ning tihti võimaldab selline märkamine ja varajane sekkumine katkestusi sootuks ennetada.
Adtrani näidetest tuli esile eri mõõtmismeetodite erinev info. Üks meetod aitab leida katkestusi ja ühenduskohti, teine näitab kaablile mõjuvat pinget ja temperatuurimuutusi, kolmas võimaldab märgata vibratsiooni või akustilisi sündmusi. Kiudoptilise seire suurim eelis on lihtne: vajalik taristu on juba paigas. Tuleb ühendada seireseadmed, õppida andmetest aru saama ning siduda saadav info operaatori igapäevase töövooga.
Müller tõi näite Eestis tehtud mõõtmise kohta. Hooldustöö käigus hakkas muutuma kaablile mõjuv pinge ning seda oli kiudoptilise seirega selgelt näha. Selline info aitab hinnata, kas kaabel jäi pärast tööde lõppu heasse seisundisse või vajab mõni kinnitus lisakontrolli. Seetõttu läheb kiudoptilist seiret vaja ka mujal kui ainult suurte merealuste intsidentide puhul. Samal meetodil on võimalik jälgida ka maismaal paiknevaid kaableid, kaevetöid, kappe, poste, kõrgepingetaristut ja teisi võrgulõike, mille kahjustused võivad põhjustada hiljem suuremaid rikkeid.
Laiemalt uurib sarnast andmepõhise võrguhalduse suunda ka Euroopa projekt ECO-eNET, mis suhtub kiudoptilisse sensoorikasse kui tulevikutehnoloogiase. Kiudoptiline lahendus võib aidata 6G-mobiilvõrkudes ressursse ümber jaotada ning ühendusi ümber suunata – juhul kui mõnes võrgulõigus halveneb jõudlus või tekib rikkeoht.
Kiudoptiline seire aitab kriitilises sidevõrgus rikkeid varem märgata ja katkestusi ennetada.
Balti riikide julgeolek sõltub üha enam ka merepõhjas kulgeva kriitilise taristu töökindlusest. Pilt: Alex Shuper / Unsplash
Seiresüsteem peab olema usaldusväärne
Kõige otsesemalt keskendus merealuse taristu kaitsele Tampneti esindaja Steinar Bjørnstad. Tampnet on offshore-sidevõrgu operaator, mille kiudoptilised kaablid ühendavad Põhjameres paiknevaid tööstusrajatisi ning maismaal asuvaid ühenduspunkte.
Bjørnstadi sõnul soovib Tampnet kaitsta kiudoptilise seire abil merealust taristut. Süsteem peab aitama märgata eeskätt ankurdamist, traalimist ja võimalikku sabotaaži – olukordi, mille käigus võivad kaablid otseseid kahjustusi saada.
Tampneti kogemus näitab, et seiresüsteem peab olema samapalju usaldusväärne, kui see on tundlik. Iga laev, mis kaabli lähedalt möödub või seda ületab, ei tähenda veel ohtu. Kui süsteem saadaks teate igast mööduvast alusest või väiksemast häiringust, poleks sellest operatiivkeskusele abi. Sellise tundlikkusega ülesehitatud süsteem tekitaks müra, mitte turvatunnet.
Seetõttu tuleb suuta eristada, kas alus sattus lihtsalt liikus kaabli läheduses liikuma või sai kaabel päriselt löögi, kas see nihkus või sattus tugeva mehaanilise mõju alla. Hajus akustiline seire ehk DAS aitab näiteks näha, kuidas liiguvad kaabli kohal traalerid. Polarisatsiooniseisundi seire ehk SoP annab aga märku kaablite iseeneslikest liikumistest.
Bjørnstad rääkis kalurist, kes teatas, et tema traal jäi tõenäoliselt kaabli külge kinni. Seireandmetes vastavat polarisatsioonimuutust ei tuvastatud, mistõttu sai Tampnet järeldada, et probleem polnud nende kaablis. Hiljem selguski, et traal oli kinni jäänud sadama-alal vette veerenud paaditreilerisse. Nii aitas seire vältida tarbetut ja kulukat kontrolli.
See näide võtab hästi kokku kogu teema tuuma. Kiudoptilise seire väärtus ei seisne mitte ainult selles, et selle kaudu on võimalik märgata muutusi. Väärtus tekib siis, kui süsteem aitab eristada tegelikku ohtu taustamürast, vähendab valehäireid ning annab operaatorile selge ja õigeaegse signaali.
„Tuleviku sidevõrk saab olema midagi enamat kui toru, mille kaudu liiguvad andmed ühest punktist teise. Üha enam peab võrk ise oma seisundist märku andma, aitama hinnata riske ja toetama otsuseid enne, kui väiksest häiringust kujuneb suur katkestus,“ ütles Kaeval, ICONi ja ECO-eNETi projektide Eesti-poolne koordinaator.
Ta tõdes, et Eesti jaoks on kiudoptiline seire eriti oluline, sest meie digitaalne ühiskond, energiavarustus ja Euroopa-ühendused sõltuvad nähtamatust, maa all, merepõhjas ja kõrgepingeliinidel kulgevast taristust. „Loodame väga, et ICON-i projektis arendatavatest seirefunktsioonidest saavad kasu nii meie side- ja andmekeskuste operaatorid kui ka elutähtsaid teenuseid pakkuvad organisatsioonid.“
Hea kiudoptiline seire ei märka lihtsalt kõike, vaid tunneb ära selle, mis on päriselt ohtlik.
Artiklis käsitletud ettekanded kõlasid 20. mail TalTechis toimunud ECO-eNET & ICON Projects Innovation Day üritusel „The Future of Optical Networks“. Päev keskendus optiliste võrkude tulevikule, kiudoptilisele seirele ning kriitilise taristu ja olemasolevate sidevõrkude seostatusele. Programmi kuulusid tehnoloogiademod, ekspertettekanded, arutelud ning optilise seire andmete ja masinõppe kasutamise teemaline töötuba.
