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【分享】海底光纜相關知識 - 無圖版
todianlan --- 2013-05-10 14:31:50
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中文名稱：海底光纜 英文名稱：undersea light cable;underwater optical fabric cable定義1：在海底通電報、電話的通信光纜。所屬學科：海洋科技（一級學科）；海洋技術（二級學科）；海洋工程（三級學科）定義2：敷設在海底、利用光波在光導纖維中傳輸信息的導線索。
典型海底光纜的結(jié)構(gòu)解析 1 聚乙烯層 2 聚酯樹酯或瀝青層 3 鋼絞線層 4 鋁制防水層 5 聚碳酸酯層 6 銅管或鋁管 7 石蠟，烷烴層 8 光纖束 海底光纜海底光纜設計必須保證光纖不受外力和環(huán)境影響，其基本要求是：能適應海底壓力、磨損、腐蝕、生物等環(huán)境；有合適的鎧裝層防止?jié)O輪拖網(wǎng)、船錨及鯊魚的傷害；光纜斷裂時，盡可能減少海水滲入光纜內(nèi)的長度；能防止從外部滲透到光纜內(nèi)的氫氣與防止內(nèi)部產(chǎn)生的氫氣；具有一個低電阻的遠供電回路；能承受敷設與回收時的張力；使用壽命一般要求在25年以上。 深海（深度在1000米以上）海底光纜采用無鋼絲鎧裝結(jié)構(gòu)，但光纜纜心的結(jié)構(gòu)和加強構(gòu)件（一般為中心鋼絲）必須能保護光纖，以防止海水的高壓力與敷設、回收時的高張力。為了防止鯊魚傷害，還應在鯊魚出沒海域的深海光纜護套上螺旋繞包二層鋼帶，并擠一層聚乙烯外護套。 淺海（水深在1000米以內(nèi)）海底光纜的纜心結(jié)構(gòu)與深海光纜相同，但淺海光纜要有單層或雙層鋼絲鎧裝。鎧裝層數(shù)和鋼絲外徑要根據(jù)海纜路由的海底環(huán)境、水深、能否埋設、漁撈等情況而定。分類 海底光纜根據(jù)不同的海洋環(huán)境和水深，可分為深海光纜和淺海光纜，相應地在光纜結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為單層鎧裝層和雙層鎧裝層。在產(chǎn)品型號表示方法上用DK表示單層鎧裝，用SK表示雙層鎧裝。規(guī)格由光纖數(shù)量和類別表示。 海底光纜是用絕緣外皮包裹的導線束鋪設在海底，分海底通信光纜和海底光力光纜。前者主要用于通訊業(yè)
海底光纜鋪設路線務，后者主要用于水下傳輸大功率光能。與人造衛(wèi)星相比，海底光纜有很多優(yōu)勢：海水可防止外界光磁波的干擾，所以海纜的信噪比較低；海底光纜通信中感受不到時間延遲；海底光纜的設計壽命為持續(xù)工作25年，而人造衛(wèi)星一般在10到15年內(nèi)就會燃料用盡。 海底光纜的結(jié)構(gòu)要求堅固、材料輕，但不能用輕金屬鋁，因為鋁和海水會發(fā)生電化學反應而產(chǎn)生氫氣，氫分子會擴散到光纖的玻璃材料中，使光纖的損耗變大。因此海底光纜既要防止內(nèi)部產(chǎn)生氫氣，同時還要防止氫氣從外部滲入光纜。為此，在90年代初期，研制開發(fā)出一種涂碳或涂鈦層的光纖，能阻止氫的滲透和防止化學腐蝕。光纖接頭也要求是高強度的，要求接續(xù)保持原有光纖的強度和原有光纖的 海底光纜的修復表面不受損傷。 海纜斷裂一般有兩大原因。一是地震、海嘯等不可抗力，二是人為原因。一旦斷纜，不僅在國際通信上造成巨大影響，因此造成的損失更是無法估算。 海底電纜工程被世界各國公認為復雜困難的大型工程。在淺海，如水深小于200米的海域纜線采用埋設，而在深海則采用敷設。水力噴射式埋設是主要的埋設方法。埋設設備的底部有幾排噴水孔，平行分布于兩側(cè)，作業(yè)時，每個孔同時向海底噴射出高壓水柱，將海底泥沙沖開，形成海纜溝；設備上部有一導纜孔，用來引導電纜（光纜）到海纜溝底部，由潮流將沖溝自動填平。埋設設備由施工船拖曳前進，并通過工作電纜作出各種指令。敷纜機一般沒有水下埋設設備，靠海纜自重敷設在海底表面。 船不斷往前開，然后用水下機器人沖一個溝，將光纜放入，然后再用水下機器人把泥沙沖回去，覆蓋光纜，然后不斷前進，當需要駁接時則在船上先接完成，然后密封，再繼續(xù)鋪設。目前的海底光纜全部都為光纖的，電纜的已經(jīng)很少了，并且目前鋪設的全部都是埋進泥土里的了，就是用水下機器人沖一個溝然后放進去再埋上泥土。 水下機器人其實是利用一個高壓水泵，將水加壓到很高的壓力噴射出去，從而沖出溝槽來的。至于維護，這個沒有什么維護可言，通常不需要維護，只需要定期用水下機器人勘察是否光纜有外路即可，如果有則將泥沙覆蓋上去。另外如果斷了，用衰減檢測儀測量就可以得到具體位置，然后去到那撈上來，進行駁接或者其他方式，通常都是將損壞的一段全部切掉，換上新的一段。海底光纜歷史商業(yè)電纜 全世界第一條海底電纜是1850年在英國和法國之間鋪設，由 John Watkins Brett 's 盎格魯-法國電報公司（Anglo-French Telegraph Company）開設一條穿越英吉利海峽的電纜，品質(zhì)粗劣，沒有其他任何保障。1851年11月13日，受保護的核心，即真正的電纜，被架設起來，1852年，大不列顛及愛爾蘭被連接在一起。1852年海底電報公司第一次將纜線聯(lián)系倫敦到巴黎。 1853年，英格蘭由一個電纜橫跨北海，被加入到荷蘭。跨大西洋的電報電纜 1858年賽勒斯由西場（Cyrus West Field），他們說服英國工業(yè)家基金第一次嘗試在打下一個跨大西洋
亞歐3號國際海底光纜的電報電纜。從一開始，并在運作中，只有1個月。這項技術一直存在不少問題�？茖W家們試圖在1865年和1866年不斷嘗試更新的技術，大東電報局則用更為先進的技術，并產(chǎn)生了世界上第一個成功的跨大西洋電纜。1870年在印度又完成這項技術。 海底電纜，以印度，新加坡，遠東和澳大利亞 1863年電纜從孟買連結(jié)到阿拉伯半島。海底電纜橫跨太平洋 1902年至1903年，海底電纜從美國大陸連接夏威夷，1902年連接關島，1903年連接菲律賓。1902年加拿大，澳大利亞，新西蘭和斐濟也完成連線。中國大陸 中國大陸的第一條海底電纜是在1888年完成： 福建至臺灣 福州川石島與臺灣（淡水）之間，長177海浬。（已停用）中國臺灣 臺灣的第一條海底電纜是在1887年完成： 臺灣至日本：臺灣淡水與日本長崎之間。（已停用） 臺南至澎湖： 清代臺灣臺南安平通往澎湖，長53海浬。 國際電纜登陸點： 宜蘭頭城：電纜從宜蘭縣頭城鎮(zhèn)連結(jié)，美、日、東北亞、東南亞、澳、紐、菲律賓等地。 屏東枋山：電纜從屏東縣枋山鄉(xiāng)連結(jié)中國大陸、琉球、日本、韓國、關島，以迄美國西海岸的加州和奧勒岡州。發(fā)展 1988年，在美國與英國、法國之間敷設了越洋的海底光纜（TAT-8）系統(tǒng)，全長6700公里。這條光纜含有3對光纖，每對的傳輸速率為280Mb／s，中繼站距離為67公里。這是第一條跨越大西洋的通信海底光纜，標志著海底光纜時代的到來。1989年，跨越太平洋的海底光纜（全長13200公里）也建設成功，從此，海底光纜就在跨越海洋的洲際海纜領域取代了同軸電纜，遠洋洲際間不再敷設海底電纜。 即使是如此嚴密的防護，在80年代末還是發(fā)現(xiàn)過深海光纜的聚乙烯絕緣體被鯊魚咬壞造成供電故障的實例。 海纜系統(tǒng)的遠程供電十分重要，海底電纜沿線的中繼器，要靠登陸局遠程供電工作。海底光纜用的數(shù)字中繼器功能多，比海底電纜的模擬中繼器的用電量要大好幾倍，供電要求有很高的可靠性，不能中斷。因此在有鯊魚出沒的地區(qū)，在海底光纜的外面還要加上鋼帶繞包兩層和再加一層聚乙烯外護套。 進入90年代，海底光纜已經(jīng)和衛(wèi)星通信成為當代洲際通信的主要手段。我國自1989年開始到1998年底已經(jīng)先后參與了18條國際海底光纜的建設與投資。其中第一個在中國登陸的國際海底光纜系統(tǒng)是1993年12月建成的中國——日本（C-J）海底光纜系統(tǒng)。1996年2月中韓海底光纜建成開通，分別在我國青島和韓國泰安登陸，全長549公里；1997年11月，我國參與建設的全球海底光纜系統(tǒng)（FLAG）建成并投入運營，這是第一條在我國登陸的洲際光纜系統(tǒng)，分別在英國、埃及、印度、泰國、日本等12個國家和地區(qū)登陸，全長27000多公里，其中中國段為622公里； 2000年9月14日，隨著亞歐海底光纜上海登陸站的開通，由中國電信集團公司參與建設、連接亞歐海底33個國家和地區(qū)的亞歐海底光纜系統(tǒng)，經(jīng)過三年多的建設正式開通。它的建成標志著我國國際通信水平又邁上一個新臺階。 亞歐海底光纜系統(tǒng)西起英國，經(jīng)地中海連接法國、意大利等國，通過紅海進入印度洋到新加坡，然后再向東，經(jīng)馬來西亞、菲律賓、越南等到達中國，最后通達日本、韓國。它全長約3.8萬公里，連接33個國家和地區(qū)，共計39個登陸站。亞歐海底光纜系統(tǒng)在我國上海、汕頭各設1個登陸站。為何難以修復 海底光纜通常埋在海床下1—2米深的地方，由于海床不是很規(guī)則，光纜有時候免不了會露出來。漁船下錨和使用拖網(wǎng)捕魚時都可能將光纜毀壞，因此，在海底有光纜通過的地方被劃作禁止拋錨區(qū)，不許船只停靠。這個原理和陸地上的光纜一樣，我們經(jīng)常在路上看到這樣的標志“地下有光纜，禁止施工”。海底光纜需要保護，也需加強技術提高海纜自身的抗拉性。 修復工作的第一步是找到斷點。海纜工程師可以通過電話和互聯(lián)網(wǎng)中斷情況找到斷點的大概位置。岸上終點站可以發(fā)射光脈沖，正常的光纖可以一直在海中傳輸這些脈沖，但是如果光纖在哪里斷了，脈沖就會從那一點彈回，岸上終點站這樣就可以找到斷點。之后就需要船只運來新的光纜進行修補，但第一步是要把斷的光纖撈上來。 業(yè)內(nèi)人士介紹說，如果光纜在水下不足2000米的深處，可以使用機器人打撈光纜，一般位于水深約3000米至4000米海域，只能使用一種抓鉤，抓鉤收放一次就需要12個小時以上。將斷掉的光纜撈到船上后需要在中間加纜，這一點也很難的，至少耗費16小時的時間，這個工作是由專業(yè)性很強的技師來完成的，這次這么大的事故，需要的技師很多，而這種活不是隨便就能做的。另外，這次故障點位于海纜密集區(qū)域，斷點不止一個，海纜還可能互相交錯，打撈時要注意不破壞其他光纜系統(tǒng)，所以任務很艱巨。
難以取代的海底光纜 互聯(lián)網(wǎng)服務現(xiàn)在本身就弱，運營商與用戶簽約時本來就沒有就速率進行過詳細約定。當海纜斷了之后，首先要照顧的是專門的租用業(yè)務，其次是話音業(yè)務和數(shù)據(jù)業(yè)務，再次才能排上互聯(lián)網(wǎng)。 專家稱，海纜現(xiàn)在是分區(qū)維護的，出于安全目的，海纜平時也需維護。如果有人把海纜撈出來，加進光纖，就可以偷走信息。如果發(fā)生戰(zhàn)爭，也可能有人破壞光纜。但是，不管怎么說，海纜是現(xiàn)在通信的最好解決辦法，別的方法如衛(wèi)星、微波可以作為補充，但是現(xiàn)在看來無法取代海纜，因為它們的信道有限。能讓廣大用戶以便宜的方式進行溝通的方式，非海纜莫屬。相關知識 海底光纜，似乎是個很遙遠的名詞：藍色的海洋下面，一根電纜孤零零的在海底延伸，也許還有各色的魚兒在它旁邊游弋。那些處在深深海底的電纜，跟我們的生活有多大關系呢？事實上，在它出現(xiàn)故障之前，很多人沒有意識到它的存在。 但是，一場地震讓人們正視海底光纜的重要性。 2006年12月26日晚上，在8分鐘內(nèi)臺灣南部沿海地區(qū)至少發(fā)生兩起6級以上的地震。次日凌晨起，北京、重慶、武漢等多地網(wǎng)通、電信用戶反映，無法正常訪問國外網(wǎng)站，包括雅虎在內(nèi)的多家國際知名網(wǎng)站均無法正常訪問，MSN等IM也無法正常登陸。從網(wǎng)站獲知臺灣地震導致msn不能使用時，很多朋友都很驚詫，甚至以為是惡搞。不過中國電信集團公關處人士證實了這一消息。 中國電信稱，中美海纜、亞太1號、亞太2號海纜、FLAG海纜、亞歐海纜、FNAL海纜等多條國際海底通信光纜發(fā)生中斷，中斷點在臺灣以南15公里的海域，這造成附近國家和地區(qū)的國際和地區(qū)性通信受到嚴重影響。 中國大陸至臺灣地區(qū)、美國、歐洲等方向國際港澳臺通信線路受此影響也大量中斷，從而導致國內(nèi)用戶訪問國際互聯(lián)網(wǎng)受阻，并使整個亞洲的商業(yè)交易陷入混亂。 隨后，中國信息產(chǎn)業(yè)部和相關電信運營商中國電信、中國網(wǎng)通啟動了應急預案，勘查因臺灣地震造成的國際海光纜受損情況，并積極修復，采取措施保障通信。據(jù)說，一個光纜故障點平均的修復金額為70萬~80萬美元，預計此次徹底修復海纜所需花費將達幾百萬美元。 這次光纜事件勾起了大眾的好奇心，什么是海底光纜？它長什么樣子，怎樣鋪設？萬一斷裂，怎樣維修？ 光纜是一種目前比較理想的通信介質(zhì)，它是鋪設信息高速公路的主干道。光纜是用硅石構(gòu)成的很多細絲，其外面用一種折射率低的物質(zhì)包起來而組成的特殊"電纜"。它與普通電纜不同，光纜是用光信號而不是用電信號來傳輸信息的。一般不受外界電場和磁場的干擾，不受帶寬限制，可以實現(xiàn)高達數(shù)千兆/秒(1000 Mbps以上)的傳輸速率，而且它的尺寸小、重量輕，傳送距離遠，可以達到數(shù)千公里。 與人造衛(wèi)星相比，海底光纜有很多優(yōu)勢：海水可防止外界電磁波的干擾，所以海纜的信噪比較低；海底光纜通信中感受不到時間延遲；海底光纜的設計壽命為持續(xù)工作25年，而人造衛(wèi)星一般在10到15年內(nèi)就會燃料用盡。 全世界第一條海底電纜是1850年在英國和法國之間鋪設。不過，第一條海底光纜卻是在1985年問世。 自此，海底光纜的建設在全世界的得到了蓬勃的發(fā)展。海底光纜以其大容量、高可靠性、優(yōu)異的傳輸質(zhì)量等優(yōu)勢，在通信領域，尤其是國際通信中起到重要的作用。 1988年，在美國與英國、法國之間敷設了越洋的海底光纜(TAT-8)系統(tǒng)，全長6700公里。這條光纜含有3對光纖，每對的傳輸速率為280Mb／s，中繼站距離為67公里。這是第一條跨越大西洋的通信海底光纜，這標志著海底光纜時代的到來。1989年，跨越太平洋的海底光纜(全長13200公里)也建設成功，從此，海底光纜就在跨越海洋的洲際海纜領域取代了同軸電纜，遠洋洲際間不再鋪設海底電纜。 據(jù)不完全統(tǒng)計，截止到20世紀末，世界總共建設了大大小小的海底光纜系統(tǒng)170多個，大約有130余個國家通過海底光纜聯(lián)網(wǎng)。 光纖的傳輸容量大，中繼站間的距離長，適用于海底長距離的通信。用于海底光纜的光纖比陸地光纜所用的光纖有更高的要求；要求低損耗、高強度、制造長度長，要求能經(jīng)受強大的壓力和拉力。 按照這些特定的要求，海底光纜的基本結(jié)構(gòu)是將經(jīng)過一次或兩次涂層處理后的光纖螺旋地繞包在中心，加強構(gòu)件(用鋼絲制成)的周圍。并放在專制的不銹鋼管中。該管外繞高強度拱形結(jié)構(gòu)的鋼絲。鋼絲層又包上銅管，又使得光纜鋪設時不發(fā)生微／宏彎。最后擠塑外護套。 深海光纜的結(jié)構(gòu)要求更高，光纖設在螺旋形的U形槽塑料骨架中，槽內(nèi)填滿油膏或彈性塑料體形成纖芯。纖芯周圍用高強度的鋼絲繞包，在繞包過程中要把所有縫隙都用防水材料填滿，再在鋼絲周圍繞包一層銅帶并焊接搭縫，使鋼絲和銅管形成一個抗壓和抗拉的聯(lián)合體，這個銅管還是傳送遠供電流的導體。在鋼絲和銅管的外面還要再加一層聚乙烯護套。這樣嚴密多層的結(jié)構(gòu)是為了保護光纖、防止斷裂以及防止海水的侵入，同時也是為了在敷設和回收修理時可以承受巨大的張力和壓力。即使是如此嚴密的防護，在80年代末還是發(fā)現(xiàn)過深海光纜的聚乙烯絕緣體被鯊魚咬壞造成供電故障的實例。因此在有鯊魚出沒的地區(qū)，在海底光纜的外面還要加上鋼帶繞包兩層后，再加一層聚乙烯外護套。 盡管如此，由于大量的網(wǎng)絡通信需求都被寄望于幾條小小的光纜時，這使得它們在危機到來時表現(xiàn)得異常脆弱。首先，它們經(jīng)過的水域往往是重要的海路運輸通道或漁船作業(yè)海域，2001年和2003年上海崇明島海域就發(fā)生過因漁船拖網(wǎng)、船只起錨而拉斷光纜的事件。其次，這些光纜所經(jīng)的地區(qū)剛好是世界上最活躍的地震多發(fā)地帶——環(huán)太平洋地震帶，地震往往造成光纜移位，甚至拉斷光纜。 如今，美國仍然是全球互聯(lián)網(wǎng)的中心地區(qū)，大量主要服務器和國際網(wǎng)站都在美國，這在客觀上導致國內(nèi)網(wǎng)民的大量海外訪問流量都是指向美國。而中美之間的光纜，幾乎都要經(jīng)過臺灣附近海域，此次地震就一次性造成6條以上的主要光纜中斷，中國用戶在訪問美國服務器時，就不得不繞道歐洲或者澳洲，速度大受影響。 海底光纜的鋪設和維修都異常困難。海底電纜工程被世界各國公認為復雜困難的大型工程。在淺海，如水深小于200米的海域纜線采用埋設，而在深海則采用敷設。水力噴射式埋設是主要的埋設方法。埋設設備的底部有幾排噴水孔，平行分布于兩側(cè)，作業(yè)時，每個孔同時向海底噴射出高壓水柱，將海底泥沙沖開，形成海纜溝；設備上部有一導纜孔，用來引導電纜（光纜）到海纜溝底部，由潮流將沖溝自動填平。埋設設備由施工船拖曳前進，并通過工作電纜作出各種指令。敷纜機一般沒有水下埋設設備，靠海纜自重敷設在海底表面。
同時，海上大風大浪等惡劣天氣可能造成修復工作的緩慢。中國電信近日表示，如果一切順利，因為臺灣地震而受損的海底光纜將最快1月15日左右恢復到正常水平。而來自臺灣和香港的消息則稱，海底光纜要到1月底才能完全修復。
所屬學科：資源科技（一級學科）；海洋資源學（二級學科）
海底光纜，Submarine Optical Fiber Cable。又稱海底通訊電纜，是用絕緣材料包裹的導線，鋪設在海底，用以設立國家之間的電信傳輸。
概念詳解世界各國的網(wǎng)絡可以看成是一個大型局域網(wǎng)，海底和陸上光纜將它們連接成為互聯(lián)網(wǎng)，光纜是Internet 的“中樞神經(jīng)”，而美國幾乎是Internet 的“大腦”。美國作為Internet 的發(fā)源地，存放著很多的Web和IM（如MSN）等服務器，全球解析域名的13個根服務器就有9個在美國，登錄多數(shù) --.com 、--.net 網(wǎng)站或發(fā)電子郵件，數(shù)據(jù)幾乎都要到美國繞一圈才能到達目的地。連接“中樞神經(jīng)”和“大腦”的是海底光纜系統(tǒng)，它分為岸上設備和水下設備兩大部分。岸上設備將語音、圖象、數(shù)據(jù)等通信業(yè)務打包傳輸。水下設備負責通信信號的處理、發(fā)送和接收。水下設備分為海底光纜、中繼器和“分支單元”三部分：海底光纜是其中最重要的也是最脆弱的部分。 海底光纜系統(tǒng)作為一種高質(zhì)量、低成本、大容量的傳輸手段日益受到人們的青睞，特別是使用EDFA（摻餌光纖放大器）作為中繼器的光直接放大多中繼技術，使傳輸容量從560Mb／s一舉提高7倍，已開發(fā)了每纖可傳輸5Gb／s信號的海底光纜系統(tǒng)。 海底光纜是通信用的，一般鋪設于深海或者淺海，或者河道，不易于受損 敷設在海底的通信光纜，稱海底光纜。典型結(jié)構(gòu) 海底光纜的結(jié)構(gòu)解析，見右圖。深海光纜的結(jié)構(gòu)比較復雜：光纖設在U形槽塑料骨架中，槽內(nèi)填滿油膏或彈性塑料體形成纖芯。纖芯周圍用高強度的鋼絲繞包，在繞包過程中要把所有縫隙都用防水材料填滿，再在鋼絲周圍繞包一層銅帶并焊接搭縫，使鋼絲和銅管形成一個抗壓和抗拉的聯(lián)合體。在鋼絲和銅管的外面還要再加一層聚乙烯護套。這樣嚴密多層的結(jié)構(gòu)是為了保護光纖、防止斷裂以及防止海水的侵入。在有鯊魚出沒的地區(qū)，在海纜外面還要再加一層聚乙烯護套。 典型海底光纜的結(jié)構(gòu)解析 1 聚乙烯層 2 聚酯樹酯或瀝青層 3 鋼絞線層 4 鋁制防水層 5 聚碳酸酯層 6 銅管或鋁管 7 石蠟，烷烴層 8 光纖束 海底光纜海底光纜設計必須保證光纖不受外力和環(huán)境影響，其基本要求是：能適應海底壓力、磨損、腐蝕、生物等環(huán)境；有合適的鎧裝層防止?jié)O輪拖網(wǎng)、船錨及鯊魚的傷害；光纜斷裂時，盡可能減少海水滲入光纜內(nèi)的長度；能防止從外部滲透到光纜內(nèi)的氫氣與防止內(nèi)部產(chǎn)生的氫氣；具有一個低電阻的遠供電回路；能承受敷設與回收時的張力；使用壽命一般要求在25年以上。 深海（深度在1000米以上）海底光纜采用無鋼絲鎧裝結(jié)構(gòu)，但光纜纜心的結(jié)構(gòu)和加強構(gòu)件（一般為中心鋼絲）必須能保護光纖，以防止海水的高壓力與敷設、回收時的高張力。為了防止鯊魚傷害，還應在鯊魚出沒海域的深海光纜護套上螺旋繞包二層鋼帶，并擠一層聚乙烯外護套。 淺海（水深在1000米以內(nèi)）海底光纜的纜心結(jié)構(gòu)與深海光纜相同，但淺海光纜要有單層或雙層鋼絲鎧裝。鎧裝層數(shù)和鋼絲外徑要根據(jù)海纜路由的海底環(huán)境、水深、能否埋設、漁撈等情況而定。分類 海底光纜根據(jù)不同的海洋環(huán)境和水深，可分為深海光纜和淺海光纜，相應地在光纜結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為單層鎧裝層和雙層鎧裝層。在產(chǎn)品型號表示方法上用DK表示單層鎧裝，用SK表示雙層鎧裝。規(guī)格由光纖數(shù)量和類別表示。 海底光纜是用絕緣外皮包裹的導線束鋪設在海底，分海底通信光纜和海底光力光纜。前者主要用于通訊業(yè) 海底光纜鋪設路線務，后者主要用于水下傳輸大功率光能。與人造衛(wèi)星相比，海底光纜有很多優(yōu)勢：海水可防止外界光磁波的干擾，所以海纜的信噪比較低；海底光纜通信中感受不到時間延遲；海底光纜的設計壽命為持續(xù)工作25年，而人造衛(wèi)星一般在10到15年內(nèi)就會燃料用盡。 海底光纜的結(jié)構(gòu)要求堅固、材料輕，但不能用輕金屬鋁，因為鋁和海水會發(fā)生電化學反應而產(chǎn)生氫氣，氫分子會擴散到光纖的玻璃材料中，使光纖的損耗變大。因此海底光纜既要防止內(nèi)部產(chǎn)生氫氣，同時還要防止氫氣從外部滲入光纜。為此，在90年代初期，研制開發(fā)出一種涂碳或涂鈦層的光纖，能阻止氫的滲透和防止化學腐蝕。光纖接頭也要求是高強度的，要求接續(xù)保持原有光纖的強度和原有光纖的 海底光纜的修復表面不受損傷。 海纜斷裂一般有兩大原因。一是地震、海嘯等不可抗力，二是人為原因。一旦斷纜，不僅在國際通信上造成巨大影響，因此造成的損失更是無法估算。 海底電纜工程被世界各國公認為復雜困難的大型工程。在淺海，如水深小于200米的海域纜線采用埋設，而在深海則采用敷設。水力噴射式埋設是主要的埋設方法。埋設設備的底部有幾排噴水孔，平行分布于兩側(cè)，作業(yè)時，每個孔同時向海底噴射出高壓水柱，將海底泥沙沖開，形成海纜溝；設備上部有一導纜孔，用來引導電纜（光纜）到海纜溝底部，由潮流將沖溝自動填平。埋設設備由施工船拖曳前進，并通過工作電纜作出各種指令。敷纜機一般沒有水下埋設設備，靠海纜自重敷設在海底表面。 船不斷往前開，然后用水下機器人沖一個溝，將光纜放入，然后再用水下機器人把泥沙沖回去，覆蓋光纜，然后不斷前進，當需要駁接時則在船上先接完成，然后密封，再繼續(xù)鋪設。目前的海底光纜全部都為光纖的，電纜的已經(jīng)很少了，并且目前鋪設的全部都是埋進泥土里的了，就是用水下機器人沖一個溝然后放進去再埋上泥土。 水下機器人其實是利用一個高壓水泵，將水加壓到很高的壓力噴射出去，從而沖出溝槽來的。至于維護，這個沒有什么維護可言，通常不需要維護，只需要定期用水下機器人勘察是否光纜有外路即可，如果有則將泥沙覆蓋上去。另外如果斷了，用衰減檢測儀測量就可以得到具體位置，然后去到那撈上來，進行駁接或者其他方式，通常都是將損壞的一段全部切掉，換上新的一段。海底光纜歷史商業(yè)電纜 全世界第一條海底電纜是1850年在英國和法國之間鋪設，由 John Watkins Brett 's 盎格魯-法國電報公司（Anglo-French Telegraph Company）開設一條穿越英吉利海峽的電纜，品質(zhì)粗劣，沒有其他任何保障。1851年11月13日，受保護的核心，即真正的電纜，被架設起來，1852年，大不列顛及愛爾蘭被連接在一起。1852年海底電報公司第一次將纜線聯(lián)系倫敦到巴黎。 1853年，英格蘭由一個電纜橫跨北海，被加入到荷蘭。跨大西洋的電報電纜 1858年賽勒斯由西場（Cyrus West Field），他們說服英國工業(yè)家基金第一次嘗試在打下一個跨大西洋 亞歐3號國際海底光纜的電報電纜。從一開始，并在運作中，只有1個月。這項技術一直存在不少問題�？茖W家們試圖在1865年和1866年不斷嘗試更新的技術，大東電報局則用更為先進的技術，并產(chǎn)生了世界上第一個成功的跨大西洋電纜。1870年在印度又完成這項技術。 海底電纜，以印度，新加坡，遠東和澳大利亞 1863年電纜從孟買連結(jié)到阿拉伯半島。海底電纜橫跨太平洋 1902年至1903年，海底電纜從美國大陸連接夏威夷，1902年連接關島，1903年連接菲律賓。1902年加拿大，澳大利亞，新西蘭和斐濟也完成連線。中國大陸 中國大陸的第一條海底電纜是在1888年完成： 福建至臺灣 福州川石島與臺灣（淡水）之間，長177海浬。（已停用）中國臺灣 臺灣的第一條海底電纜是在1887年完成： 臺灣至日本：臺灣淡水與日本長崎之間。（已停用） 臺南至澎湖： 清代臺灣臺南安平通往澎湖，長53海浬。 國際電纜登陸點： 宜蘭頭城：電纜從宜蘭縣頭城鎮(zhèn)連結(jié)，美、日、東北亞、東南亞、澳、紐、菲律賓等地。 屏東枋山：電纜從屏東縣枋山鄉(xiāng)連結(jié)中國大陸、琉球、日本、韓國、關島，以迄美國西海岸的加州和奧勒岡州。發(fā)展 1988年，在美國與英國、法國之間敷設了越洋的海底光纜（TAT-8）系統(tǒng)，全長6700公里。這條光纜含有3對光纖，每對的傳輸速率為280Mb／s，中繼站距離為67公里。這是第一條跨越大西洋的通信海底光纜，標志著海底光纜時代的到來。1989年，跨越太平洋的海底光纜（全長13200公里）也建設成功，從此，海底光纜就在跨越海洋的洲際海纜領域取代了同軸電纜，遠洋洲際間不再敷設海底電纜。 即使是如此嚴密的防護，在80年代末還是發(fā)現(xiàn)過深海光纜的聚乙烯絕緣體被鯊魚咬壞造成供電故障的實例。 海纜系統(tǒng)的遠程供電十分重要，海底電纜沿線的中繼器，要靠登陸局遠程供電工作。海底光纜用的數(shù)字中繼器功能多，比海底電纜的模擬中繼器的用電量要大好幾倍，供電要求有很高的可靠性，不能中斷。因此在有鯊魚出沒的地區(qū)，在海底光纜的外面還要加上鋼帶繞包兩層和再加一層聚乙烯外護套。 進入90年代，海底光纜已經(jīng)和衛(wèi)星通信成為當代洲際通信的主要手段。我國自1989年開始到1998年底已經(jīng)先后參與了18條國際海底光纜的建設與投資。其中第一個在中國登陸的國際海底光纜系統(tǒng)是1993年12月建成的中國——日本（C-J）海底光纜系統(tǒng)。1996年2月中韓海底光纜建成開通，分別在我國青島和韓國泰安登陸，全長549公里；1997年11月，我國參與建設的全球海底光纜系統(tǒng)（FLAG）建成并投入運營，這是第一條在我國登陸的洲際光纜系統(tǒng)，分別在英國、埃及、印度、泰國、日本等12個國家和地區(qū)登陸，全長27000多公里，其中中國段為622公里； 2000年9月14日，隨著亞歐海底光纜上海登陸站的開通，由中國電信集團公司參與建設、連接亞歐海底33個國家和地區(qū)的亞歐海底光纜系統(tǒng)，經(jīng)過三年多的建設正式開通。它的建成標志著我國國際通信水平又邁上一個新臺階。 亞歐海底光纜系統(tǒng)西起英國，經(jīng)地中海連接法國、意大利等國，通過紅海進入印度洋到新加坡，然后再向東，經(jīng)馬來西亞、菲律賓、越南等到達中國，最后通達日本、韓國。它全長約3.8萬公里，連接33個國家和地區(qū)，共計39個登陸站。亞歐海底光纜系統(tǒng)在我國上海、汕頭各設1個登陸站。為何難以修復 海底光纜通常埋在海床下1—2米深的地方，由于海床不是很規(guī)則，光纜有時候免不了會露出來。漁船下錨和使用拖網(wǎng)捕魚時都可能將光纜毀壞，因此，在海底有光纜通過的地方被劃作禁止拋錨區(qū)，不許船只停靠。這個原理和陸地上的光纜一樣，我們經(jīng)常在路上看到這樣的標志“地下有光纜，禁止施工”。海底光纜需要保護，也需加強技術提高海纜自身的抗拉性。 修復工作的第一步是找到斷點。海纜工程師可以通過電話和互聯(lián)網(wǎng)中斷情況找到斷點的大概位置。岸上終點站可以發(fā)射光脈沖，正常的光纖可以一直在海中傳輸這些脈沖，但是如果光纖在哪里斷了，脈沖就會從那一點彈回，岸上終點站這樣就可以找到斷點。之后就需要船只運來新的光纜進行修補，但第一步是要把斷的光纖撈上來。 業(yè)內(nèi)人士介紹說，如果光纜在水下不足2000米的深處，可以使用機器人打撈光纜，一般位于水深約3000米至4000米海域，只能使用一種抓鉤，抓鉤收放一次就需要12個小時以上。將斷掉的光纜撈到船上后需要在中間加纜，這一點也很難的，至少耗費16小時的時間，這個工作是由專業(yè)性很強的技師來完成的，這次這么大的事故，需要的技師很多，而這種活不是隨便就能做的。另外，這次故障點位于海纜密集區(qū)域，斷點不止一個，海纜還可能互相交錯，打撈時要注意不破壞其他光纜系統(tǒng)，所以任務很艱巨。 難以取代的海底光纜 互聯(lián)網(wǎng)服務現(xiàn)在本身就弱，運營商與用戶簽約時本來就沒有就速率進行過詳細約定。當海纜斷了之后，首先要照顧的是專門的租用業(yè)務，其次是話音業(yè)務和數(shù)據(jù)業(yè)務，再次才能排上互聯(lián)網(wǎng)。 專家稱，海纜現(xiàn)在是分區(qū)維護的，出于安全目的，海纜平時也需維護。如果有人把海纜撈出來，加進光纖，就可以偷走信息。如果發(fā)生戰(zhàn)爭，也可能有人破壞光纜。但是，不管怎么說，海纜是現(xiàn)在通信的最好解決辦法，別的方法如衛(wèi)星、微波可以作為補充，但是現(xiàn)在看來無法取代海纜，因為它們的信道有限。能讓廣大用戶以便宜的方式進行溝通的方式，非海纜莫屬。相關知識 海底光纜，似乎是個很遙遠的名詞：藍色的海洋下面，一根電纜孤零零的在海底延伸，也許還有各色的魚兒在它旁邊游弋。那些處在深深海底的電纜，跟我們的生活有多大關系呢？事實上，在它出現(xiàn)故障之前，很多人沒有意識到它的存在。 但是，一場地震讓人們正視海底光纜的重要性。 2006年12月26日晚上，在8分鐘內(nèi)臺灣南部沿海地區(qū)至少發(fā)生兩起6級以上的地震。次日凌晨起，北京、重慶、武漢等多地網(wǎng)通、電信用戶反映，無法正常訪問國外網(wǎng)站，包括雅虎在內(nèi)的多家國際知名網(wǎng)站均無法正常訪問，MSN等IM也無法正常登陸。從網(wǎng)站獲知臺灣地震導致msn不能使用時，很多朋友都很驚詫，甚至以為是惡搞。不過中國電信集團公關處人士證實了這一消息。 中國電信稱，中美海纜、亞太1號、亞太2號海纜、FLAG海纜、亞歐海纜、FNAL海纜等多條國際海底通信光纜發(fā)生中斷，中斷點在臺灣以南15公里的海域，這造成附近國家和地區(qū)的國際和地區(qū)性通信受到嚴重影響。 中國大陸至臺灣地區(qū)、美國、歐洲等方向國際港澳臺通信線路受此影響也大量中斷，從而導致國內(nèi)用戶訪問國際互聯(lián)網(wǎng)受阻，并使整個亞洲的商業(yè)交易陷入混亂。 隨后，中國信息產(chǎn)業(yè)部和相關電信運營商中國電信、中國網(wǎng)通啟動了應急預案，勘查因臺灣地震造成的國際海光纜受損情況，并積極修復，采取措施保障通信。據(jù)說，一個光纜故障點平均的修復金額為70萬~80萬美元，預計此次徹底修復海纜所需花費將達幾百萬美元。 這次光纜事件勾起了大眾的好奇心，什么是海底光纜？它長什么樣子，怎樣鋪設？萬一斷裂，怎樣維修？ 光纜是一種目前比較理想的通信介質(zhì)，它是鋪設信息高速公路的主干道。光纜是用硅石構(gòu)成的很多細絲，其外面用一種折射率低的物質(zhì)包起來而組成的特殊"電纜"。它與普通電纜不同，光纜是用光信號而不是用電信號來傳輸信息的。一般不受外界電場和磁場的干擾，不受帶寬限制，可以實現(xiàn)高達數(shù)千兆/秒(1000 Mbps以上)的傳輸速率，而且它的尺寸小、重量輕，傳送距離遠，可以達到數(shù)千公里。 與人造衛(wèi)星相比，海底光纜有很多優(yōu)勢：海水可防止外界電磁波的干擾，所以海纜的信噪比較低；海底光纜通信中感受不到時間延遲；海底光纜的設計壽命為持續(xù)工作25年，而人造衛(wèi)星一般在10到15年內(nèi)就會燃料用盡。 全世界第一條海底電纜是1850年在英國和法國之間鋪設。不過，第一條海底光纜卻是在1985年問世。 自此，海底光纜的建設在全世界的得到了蓬勃的發(fā)展。海底光纜以其大容量、高可靠性、優(yōu)異的傳輸質(zhì)量等優(yōu)勢，在通信領域，尤其是國際通信中起到重要的作用。 1988年，在美國與英國、法國之間敷設了越洋的海底光纜(TAT-8)系統(tǒng)，全長6700公里。這條光纜含有3對光纖，每對的傳輸速率為280Mb／s，中繼站距離為67公里。這是第一條跨越大西洋的通信海底光纜，這標志著海底光纜時代的到來。1989年，跨越太平洋的海底光纜(全長13200公里)也建設成功，從此，海底光纜就在跨越海洋的洲際海纜領域取代了同軸電纜，遠洋洲際間不再鋪設海底電纜。 據(jù)不完全統(tǒng)計，截止到20世紀末，世界總共建設了大大小小的海底光纜系統(tǒng)170多個，大約有130余個國家通過海底光纜聯(lián)網(wǎng)。 光纖的傳輸容量大，中繼站間的距離長，適用于海底長距離的通信。用于海底光纜的光纖比陸地光纜所用的光纖有更高的要求；要求低損耗、高強度、制造長度長，要求能經(jīng)受強大的壓力和拉力。 按照這些特定的要求，海底光纜的基本結(jié)構(gòu)是將經(jīng)過一次或兩次涂層處理后的光纖螺旋地繞包在中心，加強構(gòu)件(用鋼絲制成)的周圍。并放在專制的不銹鋼管中。該管外繞高強度拱形結(jié)構(gòu)的鋼絲。鋼絲層又包上銅管，又使得光纜鋪設時不發(fā)生微／宏彎。最后擠塑外護套。 深海光纜的結(jié)構(gòu)要求更高，光纖設在螺旋形的U形槽塑料骨架中，槽內(nèi)填滿油膏或彈性塑料體形成纖芯。纖芯周圍用高強度的鋼絲繞包，在繞包過程中要把所有縫隙都用防水材料填滿，再在鋼絲周圍繞包一層銅帶并焊接搭縫，使鋼絲和銅管形成一個抗壓和抗拉的聯(lián)合體，這個銅管還是傳送遠供電流的導體。在鋼絲和銅管的外面還要再加一層聚乙烯護套。這樣嚴密多層的結(jié)構(gòu)是為了保護光纖、防止斷裂以及防止海水的侵入，同時也是為了在敷設和回收修理時可以承受巨大的張力和壓力。即使是如此嚴密的防護，在80年代末還是發(fā)現(xiàn)過深海光纜的聚乙烯絕緣體被鯊魚咬壞造成供電故障的實例。因此在有鯊魚出沒的地區(qū)，在海底光纜的外面還要加上鋼帶繞包兩層后，再加一層聚乙烯外護套。 盡管如此，由于大量的網(wǎng)絡通信需求都被寄望于幾條小小的光纜時，這使得它們在危機到來時表現(xiàn)得異常脆弱。首先，它們經(jīng)過的水域往往是重要的海路運輸通道或漁船作業(yè)海域，2001年和2003年上海崇明島海域就發(fā)生過因漁船拖網(wǎng)、船只起錨而拉斷光纜的事件。其次，這些光纜所經(jīng)的地區(qū)剛好是世界上最活躍的地震多發(fā)地帶——環(huán)太平洋地震帶，地震往往造成光纜移位，甚至拉斷光纜。 如今，美國仍然是全球互聯(lián)網(wǎng)的中心地區(qū)，大量主要服務器和國際網(wǎng)站都在美國，這在客觀上導致國內(nèi)網(wǎng)民的大量海外訪問流量都是指向美國。而中美之間的光纜，幾乎都要經(jīng)過臺灣附近海域，此次地震就一次性造成6條以上的主要光纜中斷，中國用戶在訪問美國服務器時，就不得不繞道歐洲或者澳洲，速度大受影響。 海底光纜的鋪設和維修都異常困難。海底電纜工程被世界各國公認為復雜困難的大型工程。在淺海，如水深小于200米的海域纜線采用埋設，而在深海則采用敷設。水力噴射式埋設是主要的埋設方法。埋設設備的底部有幾排噴水孔，平行分布于兩側(cè)，作業(yè)時，每個孔同時向海底噴射出高壓水柱，將海底泥沙沖開，形成海纜溝；設備上部有一導纜孔，用來引導電纜（光纜）到海纜溝底部，由潮流將沖溝自動填平。埋設設備由施工船拖曳前進，并通過工作電纜作出各種指令。敷纜機一般沒有水下埋設設備，靠海纜自重敷設在海底表面。一旦光纜出現(xiàn)問題，在茫茫大海中，從深達幾百米甚至幾千米的海床上找到直徑不到10厘米的海纜，就如同大海撈針。再探測到光纜的斷裂點，并將之打撈上來，重新接續(xù)好放回海底，其技術難度可想而知。
同時，海上大風大浪等惡劣天氣可能造成修復工作的緩慢。中國電信近日表示，如果一切順利，因為臺灣地震而受損的海底光纜將最快1月15日左右恢復到正常水平。而來自臺灣和香港的消息則稱，海底光纜要到1月底才能完全修復。rsj0315 --- 2013-05-13 18:12:42
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圖片是復合纜
jianpingg --- 2015-02-02 14:55:15
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樓主
xf30 --- 2017-03-10 16:42:31
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圖片是光電復合海底電纜