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揭秘水下的海底光缆如何铺设 堪称“跨时代战绩”

[日期:2015-11-11] 来源:http://www.boat123.cn/hangye_2422.html  作者:www.boat123.cn/ [字体: ]
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你知道吗?第一条越洋电缆诞生于19世纪,如今遍布全球的海底光缆,盘根错杂就像人体内的血管。少了它,当今的互联网顶多是个巨型的局域网。实际上,全球90%以上的国际数据都是通过海底光缆传输。水下作业不比陆面,海底环境更加复杂多变,这也为海底光缆增添了些许的神秘色彩。究竟如何在海底铺设光缆?本期我们便来一探究竟。

跨时代“战绩” 探秘隐于水下的海底光缆

实际作业时,是通过铺设船铺设海底光缆,位于浅水区的光缆借助高压水喷流埋到海床下面,深水区则需要用犁状设备来挖沟。铺设在浅水域的光缆直径与罐装苏打水相当,深海的光缆直径与一根魔笔差不多,这是因为由于铺设到海底8000英尺(约合2440米)以下的的光缆数量不多,而且受到的外界影响小,不需要使用太多镀锌屏蔽线。

其中,铺设海底光缆的成本取决于光缆总长度、深度和目的地。海底光缆的长度可达数十万英里,深度有的可以达到相当于珠穆朗玛峰的高度,因此一条跨洋光缆的铺设成本可达到数亿美元。由于光缆要穿过海底平坦的表面,还要避开珊瑚礁、沉船、鱼类栖息地以及其他生态栖息地和常见障碍物,因此还需要在铺设前进行海底地形勘探,这使得海底光缆的铺设成为一项漫长而艰巨的工程。

实际上,海底电缆铺设的历史已有整整160年。第一条跨洋电报电缆是1854年开始铺设的,连接着纽芬兰与爱尔兰,而这一切都要得益于古塔胶的出现,原因在于被古塔胶包裹的金属电线可以布设在海底,电流在其中畅行无阻,同时又不会被海水耗散。

1854年,英国工程师吉斯博恩纳负责铺设从纽约到纽芬兰的海底电缆。由于项目资金问题,吉斯博恩纳来到纽约寻找投资帮助,并结识了美国富豪塞勒斯·韦斯特·菲尔德。在为纽约-纽芬兰海底电缆投资后,菲尔德立刻全身心的投入到跨大西洋海底电缆的宏伟工程中。

从技术上讲,跨英吉利海峡电缆与跨大西洋电缆是完全不同的。铺设英吉利海峡电缆,风平浪静的天气一天内就可以完成;而以当时轮船的航海技术,跨越大西洋,则要花去大概三个多星期的时间,还不算铺设机械,仅整条跨洋电缆的重量就已超过当时任何一条船舶的载重量。

如何理解?当时,英国政府为菲尔德提供了皇家海军最大的战舰之一“阿伽门农”号,美国政府则提供了一艘排水量为五千吨的战舰“尼亚加拉”号,将两艘舰船做特殊改装,才各自装下跨洋电缆的一半。

1857年8月,菲尔德带领铺设船队从爱尔兰起航,同行的还有莫尔斯等业界专家,以便实时监测铺设情况。“尼亚加拉”号一边小心而缓慢的前行,一边在后面用绞盘留下越洋电缆。电缆的一头则被固定在爱尔兰,船上时刻与爱尔兰陆地保持联系,确保电缆没有断裂。无奈途遇绞盘故障,导致已铺设的电缆掉入海中,第一次尝试以失败告终。

1858年6月,菲尔德带领船队再次出征。这次,船队计划先航行到大西洋中央,将电缆的两半接起来,然后兵分两路,分别向欧洲和北美两个方向铺设。结果在到达大洋中间的预定接头地点之前,船队就遇上了暴风雨,第二次尝试又宣告失败。

同年7月,菲尔德船队再次出发,“阿伽门农”与“尼亚加拉”于大西洋中部成功接头,开始越洋电缆的铺设。两艘船上的各一半电缆对接在一起,然后“尼亚加拉”驶向美国,“阿伽门农”驶向英国。8月5日,“尼亚加拉”到达纽芬兰海岸,“阿伽门农”也在同一天抵达爱尔兰海岸,这一伟大事业终于完成。

中国的第一条海底电缆则可追溯至清朝,台湾首任巡抚刘铭传于1886年铺设了通联台湾全岛以及大陆的水路电线,主要用于发送电报。到了1888年,共完成架设两条水线:一条是福州川石岛与台湾沪尾(淡水)之间的177海里水线,主要是提供台湾府向清廷通报台湾的天灾、治安、财经,以及商务通讯使用;另一条是为台南安平通往澎湖的53海里水线。

到了1969年,邮电部想靠大气传送光信号来实行了军用通信,邮电部武汉邮电科学研究院接受任务,开始光纤通信研究,当时光纤通信技术在欧美发达国家也才刚刚起步。由于武汉邮电科学研究院采用了石英光纤、半导体激光器和编码制式通信机的正确技术路线,使我国在发展光纤通信技术上少走了很多弯路。在那个相对封闭的时期,研制光纤从原料提纯、熔炼车床、拉丝机,再到光纤测试仪表和接续工具都要自主研发。

1976年上半年,武汉邮电学院讲师赵梓森与同事们拉制出了我国第一根200米光纤样品;1979年,他与同事又成功拉制出了我国第一条实用光纤,每公里衰耗为4分贝。同年9月,一条3.3公里的120路光缆通信系统在北京建成;1982年1月,邮电部“八二工程”在武汉开通了我国第一条8M/s实用化市话光纤工程,至此我国的光纤通信进入实用阶段。到了80年代中期,我国光纤通信的速率已达到144Mb/s,可传送1980路电话,超过同轴电缆载波。

从1989年开始到1998年底,我国先后参与了18条国际海底光缆的建设与投资:1993年12月,建成中国——日本(C-J)海底光缆系统,全长1252公里,通信总容量达7560条通话电路;1996年2月中韩海底光缆建成开通,全长549公里;中美海底光缆系统,全长约30000公里;亚欧海底光缆指SEA-ME-WE3系统,全长约4万公里,连接33个国家和地区等等,可谓硕果累累。

 

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