水面下的台海危機?海底電纜:中國灰色地帶戰略新章|數位專題|P#新聞實驗室
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水面下的台海危機?

海底電纜:中國灰色地帶戰略新章

距離中國沿海僅48公里的馬祖東引,連接台灣本島2條海底電纜,罕見在6天內接連被中國船隻毀損,島上訊號全無。這可能是未來台海衝突的一場預演嗎?

發布時間:2023/7/30
更新時間:2023/8/5

2月2日,從馬祖東引連接新北市淡水的台馬2號海纜,被中國籍漁船勾斷;6天後,台馬3號海纜又因中國籍貨輪行經下錨而故障。互為備援系統的兩條台馬海纜,首度在極短時間內相繼遭破壞,導致馬祖對外通訊中斷。

潛藏在海床下的海底電纜,是台灣作為海島國家聯外通訊的重要命脈。在串連國內離島之外,本島還有14條國際海底電纜從淡水、八里、頭城與枋山等4個站點登陸,將台灣連上阡陌縱橫的全球光纖路網。

2022年美國眾議長裴洛西(Nancy Pelosi)訪台後,中國祭出3天環台實彈演習報復,軍演範圍涵蓋國際海纜太平洋快線行經海域,導致維修工程延宕。《華爾街日報》當時警告,切斷海纜阻絕台灣與世界的聯繫,可能是中國武力犯台的第一步。

位處台海最前線,馬祖提前經歷「類斷網」帶來的巨大衝擊。「光是Line上面一則文字訊息,都要15到20分鐘才傳得出去。」民進黨連江縣黨部主委李問說,儘管中華電信當天就啟動微波備援,當地民眾手機訊號仍微弱如同斷網。

網路銀行暫停服務,電子支付也失效,只能以現金交易,訂房網站無法連上,觀光業受到重創。在寒冷的冬夜,居民裹著外套聚集在中華電信服務處外,就是為了使用網速更快的Wi-Fi熱點,一度成為島上奇觀。

馬祖兩條海纜故障期間,居民聚集在中華電信門口收訊。(圖/李問提供)

中華電信3月起緊急擴充微波設備,將頻寬從2.2Gbps提升到3.8Gbps,不過與馬祖平時尖峰用量8Gbps仍有一大段距離,每則文字訊息還是得花上1到2分鐘才能成功送出。3月31日台馬3號海纜修復,當地網路通訊始得恢復正常。

無可取代的國際通訊要角

李問詳細記錄馬祖這場長達50天的斷網困境,投書《外交家雜誌》,讓國際社會了解台灣通訊系統正面臨的風險。兩條海底電纜毀損,究竟何以造成馬祖這場斷網危機?

國立清華大學電機工程學系教授馮開明解釋,手機看似可以隨時隨地上網,「不過我們日常生活的通訊方式,只有手機到基地台這段是無線傳輸,所有基地台後面都還是要靠光纖線路串接。」

通訊衛星有一定延遲性,容易受地面電磁波干擾,傳輸量也較低,目前全球超過95%國際網路流量都仰賴海底電纜傳輸。
國立清華大學電機工程學系教授 馮開明

換句話說,日常使用的手機通訊,其實是採分段混用有線與無線,「而真正要做到全段都是無線通訊的話,現在就只有衛星能辦到,」馮開明指出。

作為四面環海的島國,台灣無法藉陸纜外連他國,海纜成為與世界保持聯繫的關鍵要道。

海底電纜材質構造

資料來源:能源教育資源中心

海底電纜直徑約17到21公分,外層以絕緣材質鎧裝包覆管芯光導纖維。馮開明指出,最外層的聚乙烯可以抵擋水壓重量,防止纜線被海水腐蝕;銅鋁金屬則能抵抗拉力,避免洋流或潮汐拉扯纜線,「光纖的材質是玻璃,只有大約一根頭髮粗,結構是非常脆弱的。」

2月2日故障的台馬2號海纜,淡水到東引段光纖12芯全數斷裂,因此完全喪失通訊傳輸功能。

截至2023年4月止,台灣國內海底電纜在最近6年內共故障29次,原因大多與船錨、底拖網和抽砂船有關。

國立台灣海洋大學河海工程學系教授簡連貴剖析,台灣海峽平均水深僅約60公尺,船隻來往頻繁,儘管纜線犁埋在深1.5到2公尺的海床下,仍相當容易遭到人為破壞。

海纜受損的原因還包括自然災害,2006年恆春地震連帶造成海底土石流,導致枋山登陸站到呂宋海峽之間至少8條海底纜線斷裂,不僅影響台日韓星等亞洲國家與英美之間的電信通訊,部分銀行外匯交易也被迫中斷。

馮開明指出,海底電纜不只是串起全球數位經濟生活的重要骨幹,與國防安全也息息相關。美國2020年發起乾淨網路計畫,同時納管軟硬體,包括電信服務與海底電纜。

Google與Meta宣布合資興建的跨太平洋光纜(PLCN),就因為資安疑慮被美國聯邦政府要求取消登陸香港,並維持連接支線台灣與菲律賓,預計在2024年完工。

「海底電纜要不要設點,首先要看國家本身經濟或科技實力夠不夠,再來投資者也會希望找友好國家合作,避免被竊聽。」馮開明說,每多一條國際海纜登陸,就代表台灣在網際網路傳輸的區域重要性提升,於國防層面也象徵多一分保障,「因為如果共軍要打台灣,只要攻擊我們的海底電纜,非常輕易就可以讓台灣與世隔絕。」

CSNA兵推:
攻擊台灣海纜 中國將在戰爭佔絕對優勢

美國華府智庫「新美國安全中心」CSNA在2021年發布兵推報告指出,若台海衝突爆發,國際海底纜線與登陸站很可能將是共軍首要攻擊的目標設施,意圖切斷台灣對外連網。

國立政治大學東亞所榮譽教授丁樹範指出,俄烏戰爭初期,烏克蘭總統澤倫斯基(Volodymyr Zelensky)利用網路視訊,在英國、美國與加拿大等國會發表演說,成功爭取國際支持,對內也能穩定民心,讓民調支持度一路上升,藉此就能一窺網路通訊系統在戰爭如何扮演舉足輕重的角色。

2022年裴洛西訪台,中國為此祭出環台軍演,更稱將展開常態性戰備警巡。丁樹範認為,本次軍演主要目的可能是測試「封鎖台灣」,並防止外國勢力干預介入,以東北演訓區防範美日、東南區域防堵澳洲。

對照台灣海纜分布位置,可以發現其中有4個演訓區域及2枚以上導彈試射落點,都涵蓋國際海纜行經或登陸水域。

CSNA兵推模擬兩岸交火,共軍若以駭客及飛彈攻擊海纜登陸站,同時從軟硬體兩面夾攻,一舉切斷台灣對外通訊,中國將取得絕對的軍事優勢,因為台灣在全力對抗中國侵略的同時,還得同時分散注意力修復網路通訊設備。

兵推報告更指出,中國可能瞄準印太地區海底纜線攻擊,導致台灣、日本、關島和夏威夷等海島對外斷聯,並大幅降低關島傳輸資訊的能力。

關島位處第二島鏈核心地帶,連有至少10條國際海底電纜,成為台灣、日本等第一島鏈連接至美國和澳洲的通訊傳輸交會點。

2023年蔡英文訪美過境外交,在洛杉磯會晤美國眾議長麥卡錫(Kevin McCarthy),中國再度宣布啟動環台軍演。山東艦穿越巴士海峽,不僅抵達台灣東部海域,更展開首次西太平洋巡航,在4月16日距離關島僅400海浬。

國防安全研究院助理研究員鐘志東指出,航母現身軍演具有一定震懾效果,不過戰鬥機才是現代作戰真正的攻擊主力。

「航母作為載具,一旦戰爭爆發,不太可能大搖大擺開到關島旁邊,山東艦這次巡航還是耀武揚威的意義比較大。」鐘志東認為,即使共軍在作戰期間派出雙航母戰鬥群,能否突破第一島鏈仍是未知。中國山東號和遼寧號皆非核動力母艦,高度仰賴油彈補給艦,且艦載戰機數相加仍不及一艘美國尼米茲號。

只要用精準打擊武器,攻擊4個國際海纜登陸站,就能一次性破壞整個網路系統。
丁樹範——國立政治大學東亞所榮譽教授

丁樹範分析,若以單純破壞台灣對外聯繫為根本目的,共軍有多種選擇,以成本考量,不需要一一切斷纜線,也未必需要攻擊距離3000公里外的關島,國際海纜登陸站是關鍵的網路設施節點,更可能成為共軍潛在的破壞目標。

藉由摧毀海底電纜相關設施,中國可以限制台灣指揮系統和戰略情報蒐集能力,加上網路傳輸受限,也將使民間資訊無法順利流通。CSNA在兵推模擬,共軍戰略支援部隊(SSF)利用Deep Fake技術偽造大量解放軍登陸台灣的影片,不僅可能混淆台灣軍方對進攻中心的認知,還能操縱影響大眾輿論與心理,實屬對台混合戰手段之一。

抽砂船駛入灰色地帶 中國對台侵擾常態化

「馬祖斷網事件相當可能是中國在演練封鎖台灣對外通訊,測試台灣政府如何反應,這是一種騷擾,也是標準的灰色地帶戰略。」《外交政策》(Foreign Policy)專欄作家Elisabeth Braw接受公視P#新聞實驗室專訪時提到,她認為兩條台馬電纜罕見在短期內被毀損,很可能並非巧合。

Elisabeth Braw關注全球新興國防議題,在《外交政策》多次發表針對台海灰色地帶衝突的觀察。灰色地帶戰略指在避免跨越戰爭門檻的情況下製造衝突,並藉此達成戰爭所能達到的目標或效果。

從共機擾台、環台軍演到認知心理戰,都是共軍近年常用手法,藉此消耗國軍戰備,影響台灣輿論並削弱抗敵意志。她認為,應將例行侵擾馬祖海岸線的中國抽砂船視為中國灰色地帶戰略一環,更應合理質疑是近年頻繁破壞台馬海纜的元兇之一。

中國抽砂船經常圍繞在馬祖群島6000公尺禁限制水域外作業,即使越過界線,海巡署駛出100噸艦艇前往驅離,面對上千噸的抽砂船仍顯得毫無示警力。

抽砂船出沒熱點分布在南竿、東莒與西莒附近海域,在海巡署強制執法範圍之外,更與台馬3號電纜行經水域重疊。2020年起,台灣至少有10件海底電纜遭抽砂船毀損的事故,且斷裂位置皆位在台馬3號纜線上。

國立台灣海洋大學河海工程系教授簡連貴說明,河口風化物質沉積在島嶼灣澳形成的海砂,與陸砂特性不同,是中國大型建設所需的重要材料之一,因此廈門、香港機場等填海造陸建設,都可能使用從台灣盜採的海砂。

抽砂船具有強大吸力,加上刀片攪動水下地盤,影響海床範圍至少深達10到20公尺,不僅能輕易破壞僅埋在海床下1.5到2公尺的電纜,還導致海岸線後退、海底地形迅速變遷,形成一場人為的生態浩劫。

Elisabeth Braw認為,中國盜採台灣離島砂石獲得單方面的雙贏,既能竊取工業化經濟建設所需材料,還達到侵蝕台灣海岸線的目的,對台灣造成海巡資源、自然環境和海纜網路系統等損耗。

馬祖距離中國海岸非常近,如同是台灣的阿基里斯腱,一再成為中國侵擾的首選目標。
Elisabeth Braw ——《外交政策》專欄作家

儘管仍沒有任何證據,能夠確定中國是蓄意破壞台馬海纜元兇,不過Elisabeth Braw表示,「中國當然可以說那只是漁船和商船,沒有任何軍艦或武力攻擊台灣——因為中國的意圖,正好也是不費一兵一卒,就能高度干擾台灣的經濟民生。」

Elisabeth Braw指出,共軍完全明白一旦對台動武,美國將會出兵援助,中國屆時還可能面臨全球制裁,「他們樂意選擇不需要開火的方式,因為他們明白只要不動武就不必付出代價,同時還能達到打擊台灣的效果,顯然這比開戰還要更有用。」

俄烏戰爭扮要角 低軌通訊衛星是什麼?

俄烏戰爭爆發後,俄軍大幅摧毀烏克蘭通訊基礎設施,聯合國指出至少需要17.9億美元經費,烏克蘭才能完全修復電信通訊系統。在戰爭初期,馬斯克旗下SpaceX就迅速開通Starlink星鏈服務,提供烏克蘭超過2.5萬組設備進行網路傳輸,不僅軍方能用其進行聯繫,也提供烏克蘭民眾作為對外聯絡管道。

通訊衛星就是今天不做,明天絕對會後悔的事情,台灣勢必得發展出相關技術。
鄭明宗——行政院數位發展部韌性建設司司長

衛星傳輸透過碟型天線發射與接收電磁波,不需經由實體線路,具有移動性強、隱蔽性高的特性,是戰爭期間維持國家通訊系統的重要備援選項之一。

行政院數位發展部韌性建設司司長鄭明宗表示,即使中華電信目前與新加坡共同持有ST-2同步衛星,不過以傳輸速率、頻寬與即時性等技術規格,距離地面較近的非同步衛星都更勝一籌,適合作為網路通訊使用。

同步與非同步衛星移動路徑

同步衛星
非同步衛星
註:圖示僅為示意,非實際距離

鄭明宗指出,考慮到我國戰爭時期,可能所有國際海纜都被破壞,僅剩衛星通訊一途之情境,數位部計劃透過非同步衛星,在國內700個終端設備站進行測試,包括災防告警系統、網際網路效能等項目。

不過海底光纜每秒可攜帶超過100Terabits資料,衛星通訊僅能以Gigabits計算 ,兩者通訊容量相差10萬倍。

「如果說海底電纜是高速公路,那通訊衛星就是鄉間小路。」由於傳輸速度與頻寬遠不及有線網路,鄭明宗表示,衛星通訊應用以政府、國防與緊急災害先行,並非作為一般民生使用。當戰爭爆發時,為維持政府及軍事指揮體系,中央及縣市地方政府須維持視訊通暢,將針對各縣市平均分布700個衛星試驗位置。

數位部現行計畫為PoC概念性驗證性質,鄭明宗表示,相關經驗仍能用於結案後實際建制參考,期待未來國際非同步衛星業者來台落地商轉。

其他業者方面,數發部在上半年受訪即透露,英國通訊商OneWeb有望今年第4季起在台提供服務,數發部長唐鳳也在8月中接受媒體專訪時證實,數發部並預期資費將低於SpaceX同級方案。此外,預計2026年正式開通全球服務的Amazon,則可能與我國太空中心合作。

數位部:提升通訊韌性須陸海空多管齊下

不過鄭明宗也直言,從無線衛星完全無法取代有線光纜,加上台灣與烏克蘭情境大不相同,四面環海的台灣僅能依賴海底纜線,並沒有陸纜的選項,「所以重點還是放在,我們一定要努力把最重要的高速公路保護好。」

俄烏戰爭使全球聚焦低軌衛星應用,惟通訊韌性並非僅仰賴單一技術、解決方案或供應業者達成,必須以多元異質網路架構多面向發展。
《數位部應變或戰時應用新興科技強化通訊網路韌性計畫》

鄭明宗告訴公視P#新聞實驗室,數位部正在研擬一種全新的海纜登陸方式,未來一條國際海纜線路,可能將有兩個分岔的登陸點。以24芯光纖纜線為例,其中22芯維持連接至原有登陸站,2芯則將分歧連往新建的隱匿機房,路線與登陸點為機密不對外公開,避免在戰爭時直接成為打擊目標,保留作為戰時備援使用。

數位部也規劃將在台灣東南部新設國際海纜站,台馬4號、台澎4號與澎金4號等3條增建國內海纜預計在2025年陸續完工,藉此分散風險。

韌性推動策略

待海底光纖上陸後,由基地台串起的有線通訊,數位部2024年起將啟用為期4年的災難漫遊計劃,「例如中華電信傳輸量最大,它被摧毀的機率最高,不過只要相對較小的業者還活著,大家就要能共用。」鄭明宗解釋,未來在天災或戰時,若A業者基地台受損,民眾可以透過漫遊方式連到B或C業者基地台,盼穩住基本民生通訊需求。

鄭明宗說,數位部從海陸空三面向著手,積極鞏固通訊韌性,「畢竟我們台灣是情境非常特殊的國家,像是他們這次就是先挑馬祖做演練。」放眼全球,尚無任何國家曾實施海底纜線雙重登陸的作法,但在不容忽視的台海風險面前,台灣必須做好準備。

守住國家通訊生命線 亟需部會整合

拓展多元管道提升網路通訊韌性的同時,既有海纜肩負通訊主力,依然面對極大風險。一旦電纜斷裂,從預約國際海纜修復船到抵台竣工,往往得等上好幾個月,曠日費時。

簡連貴建議,主管機關應成立相關產業策略聯盟,「例如分別去找有探測ROV的業者、有修復纜線能力的業者,還有埋設纜線機具的業者,聚集起來建立自行修復的能力,這是一個比較可行的方向。」

海纜修復技術具有高度專業性,簡連貴指出,國際維修船每輛造價高達上億元,由電信業者購買營運恐不符成本。國內主管機關應藉產業聯盟取得相關技術,以「海纜維修國家隊」概念,建立彈性支援調度機制,在危急情形下就能擁有自主修復的能力。

拓每一次海纜維修都動輒上千萬,行政院4月提出修法,若船隻過失勾斷纜線,罰金從20萬提高至200萬內;破壞海纜相關設備致災者,最重則可處無期徒刑,得併科1億罰金,期盼達到嚇阻效果。

不過李問認為,在肇事賠償責任歸屬層面,電信業者也應積極主動追討,台灣從未針對肇事船隻開鍘,罰則再高也等同無法實行。2021年澳洲一條國際海底電纜遭到賴比瑞亞船隻下錨破壞,澳洲政府隨即依法向船東提起訴訟。李問表示,中華電信作為部分官股企業,應研議針對肇事貨船、漁船及抽砂船要求賠償,向納稅人負責。

屏東枋山國際海纜登陸岸點,以消波塊堆疊,避免波浪拍打破壞纜線。(圖/馮開明提供)

「枋山登陸站有公告50公尺內禁止下錨,但這其實並沒有絕對的強制力,只能算是漁民彼此之間的一種默契。」簡連貴提醒,從漁業捕撈、交通運輸、再生能源建設到休閒遊憩活動,海洋有多重用途,台灣應落實海域空間規劃,才能確實並有效管理國內所有潛在影響海纜風險的因素。

但是截至本會期為止,《海域管理法》草案仍躺在立法院內。澳洲有海纜保護專法、日本則早已規劃海底電纜海域保護區,台灣卻仍缺乏一部完備的海域使用法規,從2018年海委會成立,海洋三法至今未補齊。

為避免海纜登陸情形與當地漁民使用範圍重疊,在申設階段必須經由個別地方漁會協調,其餘評估手續則分散在NCC、內政部、經濟部、海委會、環境部、文化部、海委會、農委會與地方政府等機關。從頻譜分配、路線劃定、水下文資審查級海域區劃等申請流程繁複,平均需要經過2年以上。

鄭明宗表示,為吸引更多國際業者來台登陸,未來將簡化申設流程,由國科會主導整合,定期召開會議追蹤進度,並於數位部成立專案辦公室,規劃資訊網站,加速協調作業,提升我國在亞太地區網路重要性,以保障台灣與世界接軌無阻。

中國從未放棄「武統」,從戰狼外交強力文攻、環台軍演高調武嚇,到抽砂船勾斷海纜,無聲侵蝕海峽灰色地帶,對台步步進逼,侵擾手法愈趨多元。海底電纜擔負聯外通訊關鍵命脈,涉及多種繁複專業,如何通盤整合強化通訊韌性因應,是台灣的當務之急。

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