i modelli

Cavi sottomarini, così l’ingresso delle big tech cambia il business

Il crescente interesse degli over the top nel settore della costruzione dei cavi sottomarini è fondamentale per il loro modello di business e rappresenta un profondo cambio di paradigma sia sotto il punto di vista dei profili proprietari e finanziari dei cavi sia soprattutto sotto il profilo dello sviluppo delle tecnologie

16 Dic 2021
Valerio Francola

Senior Researcher at Astrid

Gordon A. Mensah

ricercatore Astrid

cavi sottomarini

Il modello di business e in generale l’industria dei cavi sottomarini sta notevolmente cambiando a seguito del forte interesse mostrato dagli over the top-big tech, in particolare nell’ultimo decennio, i quali hanno investito ingenti risorse nella costruzione di questo tipo di infrastrutture.

Un’evoluzione che Governi e istituzioni dovranno monitorare per tutti i motivi che andremo a esaminare. Cominciamo dai numeri.

I cavi sottomarini nuova frontiera di sicurezza: tutti i rischi e le lacune del diritto internazionale

Qualche dato sui cavi sottomarini

Il 99% del traffico delle comunicazioni internazionali avviene tramite cavi sottomarini, una infrastruttura che si estende ormai per oltre 1,3 milioni di chilometri. Contrariamente quindi a quanto spesso si può pensare riguardo all’utilizzo dei satelliti nel settore dello scambio e della trasmissioni di dati e informazioni (che hanno costi ben più elevati di realizzazione e velocità di trasmissione non paragonabili), si tratta quindi della più importante infrastruttura di rete che consente oggi di supportare la forte crescita della domanda di trasmissione di dati, alimentata dallo sviluppo di applicazioni ad alta intensità di larghezza di banda come (video streaming e servizi cloud). All’inizio del 2021, si contavano 426 cavi sottomarini in servizio in tutto il mondo; numero che tuttavia si modifica costantemente, man mano che nuovi cavi entrano in servizio e quelli più vecchi vengono smantellati[1].

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Solo per avere una idea. Il periodo 2016-2020, ha registrato in media una messa in posa di circa 67.000 chilometri aggiunti ogni anno: 39.000 chilometri nel 2016, 100.000 chilometri nel 2017, oltre 74.000 nel 2018, 34.700 nel 2019 e infine ben 90.000 chilometri nel 2020.

Si stima che, nei prossimi tre anni, i km aggiuntivi saranno – rispettivamente – nell’ordine di 120.000, 103.000 e 116.000 all’anno.

Una crescita significativa della rete dei cavi sottomarini fino al 2023 avverrà nelle regioni delle Americhe, dell’Asia australiana e dell’EMEA. Come anticipato, questa crescita è stimolata dalle esigenze infrastrutturali dei fornitori di contenuti, ma anche dalla necessità di sviluppare nuove rotte e dalla sostituzione di infrastrutture obsolete nelle Americhe, in Europa e in Africa. L’implementazione di nuove infrastrutture diversificherà il traffico, in particolare tramite i collegamenti tra mercati in crescita in Sud America, Europa e Africa, consolidandone anche la struttura.

Con i nuovi cavi pianificati lungo le rotte AustralAsia e Transpacific, si registrerà inoltre una crescita complessiva nell’Oceano Pacifico, con un aumento rispettivamente del 19% e del 13% di nuovi cavi sottomarini che si sviluppano in queste regioni. La crescita in AustralAsia è dovuta ancora una volta alla crescente domanda di capacità e data center nell’Asia orientale, nel Pacifico meridionale e in Australia. Questa regione e il Transpacifico continueranno probabilmente a crescere, poiché molti cavi hanno più di dieci anni e stanno emergendo nuovi driver di domanda. Infine, nella regione panorientale dell’Oceano Indiano si registra una crescita più lenta rispetto alle tendenze storiche, in gran parte dovuta alla sostenuta instabilità politica ed economica nella regione e alla saturazione dei mercati delle telecomunicazioni dell’Africa orientale.

I diversi modelli di business/investimento e il ruolo delle big tech

Le rotte transatlantiche hanno assunto fin dall’inizio della storia dell’industria dei cavi sottomarini un ruolo fondamentale e certamente continueranno a svolgerlo anche in futuro. La rotta New York – Londra è la più competitiva dal punto di vista commerciale. Si tratta infatti della rotta commerciale più antica e consente il passaggio di dati tra i due maggiori hub economici.

Con l’avvento degli Over The Top (OTT), il mercato transatlantico si sta spostando dal collegamento di centri abitati – che caratterizza gli interessi degli operatori telefonici tradizionali (in origine i più interessati alle infrastrutture dei cavi sottomarini) – al collegamento di data center per fornitori di contenuti. Poiché i fornitori di contenuti come Amazon, Facebook, Google e Microsoft continuano a espandere la propria infrastruttura affermandosi sempre più come leader nello sviluppo dei cavi, le rotte si stanno diversificando notevolmente rispetto alle origini: non più quindi New York / Londra ma ad esempio da Virginia Beach alla Francia e alla Spagna, dal Brasile all’Europa e dal Brasile all’Africa o da quest’ultima all’Asia.

Anche per le rotte transpacifiche si riscontra la stessa trasformazione in atto in quelle transatlantiche, quindi con il rapido spostamento degli interessi di mercato verso l’interconnessione dei data center e non più dei centri abitati. I fornitori di servizi cloud stanno investendo importanti risorse nello sviluppo di infrastrutture lungo tutta l’area dell’Asia orientale e nel Pacifico con numerose nuove installazioni di data center annunciate in Indonesia, Singapore e Hong Kong. Tra i principali fornitori di servizi cloud che sono impegnati in questa espansione ci sono Alibaba, Amazon Web Services, Google Cloud e Microsoft. Sebbene queste rotte potrebbero non registrare mai lo stesso livello di domanda di quelle Transatlantiche e Transpacifiche, stanno diventando sempre più importanti per i piani infrastrutturali dei fornitori OTT e per lo sviluppo economico globale, poiché queste aziende cercano di aumentare la loro presenza in luoghi come Brasile, Argentina e Cile, per trarre vantaggio dalla crescita sostenuta che li contraddistingue.

Il modello proprietario

Il grande interesse delle OTT nei confronti dei cavi sottomarini è facilmente spiegabile con lo sviluppo esponenziale dell’economia dei dati registrato negli ultimi anni. Il modo con cui infatti le persone utilizzano e accedono ai dati è cambiato in modo significativo, passando dall’archiviazione dei dati locali o personali a servizi di file e applicazioni basati su cloud.

Per quanto riguarda il modello proprietario (e di finanziamento degli investimenti), vi sono due principali tipologie. Il più comune in assoluto è il modello rappresentato dal consorzio. Questa soluzione prevede un raggruppamento di imprese, che hanno un comune interesse rispetto ad un particolare percorso di flusso di dati, e quindi raggruppano risorse per la costruzione del cavo, condividendone la capacità di trasmissione. In un consorzio, il rischio viene distribuito tra i membri e le decisioni sulla gestione del sistema sono prese dal Comitato, in modo da condividere scelte che non abbiano un impatto negativo sui vari membri del consorzio.

L’altra modalità è quella della costruzione di cavi sottomarini ad opera di un singolo (single owner) che, sebbene riduca la complessità della gestione di un sistema, aumenta notevolmente il rischio finanziario per l’azienda proprietaria.

In questo caso, infatti, una singola società privata è in grado di finanziare la spesa di un cavo, sia per uso proprio, sia per rivendere capacità di trasmissione ad altri. Molto spesso, infatti, i cavi sottomarini presentano importanti economie di scala, rendendo vantaggioso investire in tecnologie di cavi in grado di supportare una capacità significativamente maggiore di quella di cui una singola azienda ha bisogno, e quindi rivendere la capacità extra ad altre imprese interessate.

Questo modello, inizialmente di limitata rilevanza (circa il 5%), ha conosciuto negli ultimi anni una forte crescita, soprattutto grazie all’attività degli OTT, che hanno iniziato a costruire cavi, conservandone la proprietà singola o condividendola al massimo con un numero limitato di partner.

Il finanziamento del sistema di costruzione

Come il modello di proprietà, anche il finanziamento del sistema di costruzione dei cavi sottomarini è suddiviso in proprietario multiplo e proprietario singolo con la possibile aggiunta di banche di sviluppo multilaterali (MDB). Un sistema a più proprietari prevede generalmente un modello di autofinanziamento delle singole società coinvolte senza che siano previsti finanziamenti esterni o che si faccia affidamento a operazioni di “prevendita di capacità” del cavo sottomarino. Dall’altra parte, un sistema single owner si finanzia solitamente attraverso una combinazione di capitale di una banca di investimento e “prevendita di capacità”. Sia i sistemi multiple owner che single owner possono ricevere finanziamenti da una banca multilaterale di sviluppo (MDB).

I miglioramenti strutturali dovuti all’ingresso OTT

Google, Amazon, Facebook e Microsoft hanno inizialmente optato per la strategia di unirsi a consorzi di cavi, ma ormai sempre più frequentemente hanno deciso di impegnarsi nella costruzione di queste infrastrutture in operazioni single owner. Recentemente, ad esempio, Facebook ha incaricato il gigante dell’elettronica e dell’informatica NEC Corporation di costruire il cavo sottomarino con la più alta capacità al mondo. Una volta terminato, trasporterà l’incredibile cifra di 500 terabit (circa 4000 dischi Blu-Ray di dati) al secondo tra il Nord America e l’Europa che, come è stato sottolineato in precedenza, rimane l’autostrada di dati più trafficata del mondo.

L’impulso dato al settore dall’avvento degli OTT ha creato anche le condizioni per uno sviluppo tecnologico estremamente rapido. Le innovazioni del nuovo sistema non riguardano solo la sua estensione (il nuovo cavo “2Africa Pearls” collegherà ben tre continenti, Africa, Asia e Europa per un totale di 45.000 chilometri) ma comprendono anche improvement strutturali, come l’utilizzo di conduttori in alluminio (più economici rispetto a quelli in rame), o strategiche, come l’introduzione di boe che alimentino i ripetitori direttamente dall’oceano senza dover ricevere energia dalla terraferma, creando una combinazione tra convertitori di energie delle onde e pannelli solari.

La pressione sugli sviluppatori di fibra

La necessità di spingersi sempre oltre nello sviluppo di tecnologie in grado di trasmettere un maggiore sempre più grande di dati ha messo fortemente sotto pressione gli sviluppatori di fibra ottica. Per decenni, la capacità di dati di una singola fibra è aumentata fino a dover rallentare man mano che la velocità dei dati si avvicinava al limite di Shannon. Nel 2016 la velocità massima dei dati per coppia di fibre (ogni fibra che trasporta un segnale in una direzione) è stata di circa 10 terabit al secondo, ottenuta inviando segnali a 100 gigabit al secondo su 100 lunghezze d’onda separate attraverso la stessa fibra. Nel 2018, Facebook e Google hanno scommesso sull’ampliamento della banda di trasmissione delle fibre ottiche aggiungendo segnali a cento nuove lunghezze d’onda per spremere 24 terabit attraverso una singola fibra. Contemporaneamente si sta cercando di scommettere su un ulteriore nuovo approccio che prevede di aumentare il numero di fibre nei cavi che cercando di spingersi verso l’utilizzo di cavi in grado di trasportare da 16 a 25 coppie di fibre supportati dal miglioramento della trasmissione di potenza e degli amplificatori ottici. Ad esempio, il cavo Dunant di Google, entrato in servizio a gennaio 2021, ha 12 coppie di fibre con una capacità totale di 250 terabit al secondo, il cavo del consorzio Amitié e i cavi Grace Hopper di Google ora in costruzione nell’Atlantico, entrambi hanno 16 coppie con capacità di 350-370 terabit al secondo.

Il prossimo passo è lungo al momento allo studio è quello di sviluppare fibre che possono guidare diversi segnali luminosi alla stessa lunghezza d’onda lungo percorsi separati attraverso la fibra. Un approccio consiste nel fabbricare fibre con più nuclei di guida della luce paralleli che corrono lungo le loro lunghezze. Un altro è fabbricare nuclei più grandi dei soliti nove micrometri progettati per guidare diversi segnali luminosi separati attraverso la loro lunghezza senza confonderli insieme. Le due tecniche sono state combinate con successo in laboratorio, il che potrebbe moltiplicare la velocità dei dati.

Inoltre anche la stesura dei cavi sui fondali marini ormai si basa, anche in questo caso grazie ai grandi investimenti delle Big Tech, si basa ormai quasi interamente sull’uso di tecnologie avanzatissime di tipo “predittivo” in grado di studiare esattamente la morfologia dei fondali e garantendo quindi di individuare il miglior percorso lungo cui dislocare i cavi sottomarini, con il vantaggio evidente in termini sia di manutenzione del cavo (che non è esposto ad esempio a zone ad escursione termica come quelle vulcaniche) sia in termini di operatività della rete in caso di avvenimenti imprevisti.

Conclusioni

È chiaro quindi che il crescente interesse degli OTT nel settore della costruzione dei cavi sottomarini ritenuto di fondamentale importanza per il loro modello di business rappresenta un profondo cambio di paradigma sia sotto il punto di vista dei profili proprietari e finanziari dei cavi sottomarini sia soprattutto sotto il profilo dell’impulso esponenziale allo sviluppo delle tecnologie utilizzare nella costruzione delle infrastrutture e dei materiali utilizzati.

Si tratta di fenomeni su cui è importante che i governi nazionali e le istituzioni internazionali monitorino attentamente l’evoluzione con l’obiettivo di bilanciare tutti gli interessi in campo ed impendendo che i cavi sottomarini possano rappresentare una occasione di sviluppo e crescita dell’intera collettività e non soltanto delle grandi imprese internazionali.

  1. Qui è possibile consultare una mappa interattiva con tutti i cavi sottomarini realizzati fino al 31 agosto 2021: https://www.submarinecablemap.com/

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