跨時代“戰(zhàn)績” 探秘隱于水下的海底光纜

你知道嗎？第一條越洋電纜誕生于19世紀(jì)，如今遍布全球的海底光纜，盤根錯雜就像人體內(nèi)的血管。少了它，當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)頂多是個巨型的局域網(wǎng)。實際上，全球90%以上的國際數(shù)據(jù)都是通過海底光纜傳輸。水下作業(yè)不比陸面，海底環(huán)境更加復(fù)雜多變，這也為海底光纜增添了些許的神秘色彩。究竟如何在海底鋪設(shè)光纜？本期我們便來一探究竟。

跨時代“戰(zhàn)績” 探秘隱于水下的海底光纜

實際作業(yè)時，是通過鋪設(shè)船鋪設(shè)海底光纜，位于淺水區(qū)的光纜借助高壓水噴流埋到海床下面，深水區(qū)則需要用犁狀設(shè)備來挖溝。鋪設(shè)在淺水域的光纜直徑與罐裝蘇打水相當(dāng)，深海的光纜直徑與一根魔筆差不多，這是因為由于鋪設(shè)到海底8000英尺（約合2440米）以下的的光纜數(shù)量不多，而且受到的外界影響小，不需要使用太多鍍鋅屏蔽線。

 

其中，鋪設(shè)海底光纜的成本取決于光纜總長度、深度和目的地。海底光纜的長度可達(dá)數(shù)十萬英里，深度有的可以達(dá)到相當(dāng)于珠穆朗瑪峰的高度，因此一條跨洋光纜的鋪設(shè)成本可達(dá)到數(shù)億美元。由于光纜要穿過海底平坦的表面，還要避開珊瑚礁、沉船、魚類棲息地以及其他生態(tài)棲息地和常見障礙物，因此還需要在鋪設(shè)前進(jìn)行海底地形勘探，這使得海底光纜的鋪設(shè)成為一項漫長而艱巨的工程。

 

實際上，海底電纜鋪設(shè)的歷史已有整整160年。第一條跨洋電報電纜是1854年開始鋪設(shè)的，連接著紐芬蘭與愛爾蘭，而這一切都要得益于古塔膠的出現(xiàn)，原因在于被古塔膠包裹的金屬電線可以布設(shè)在海底，電流在其中暢行無阻，同時又不會被海水耗散。

1854年，英國工程師吉斯博恩納負(fù)責(zé)鋪設(shè)從紐約到紐芬蘭的海底電纜。由于項目資金問題，吉斯博恩納來到紐約尋找投資幫助，并結(jié)識了美國富豪塞勒斯·韋斯特·菲爾德。在為紐約-紐芬蘭海底電纜投資后，菲爾德立刻全身心的投入到跨大西洋海底電纜的宏偉工程中。

從技術(shù)上講，跨英吉利海峽電纜與跨大西洋電纜是完全不同的。鋪設(shè)英吉利海峽電纜，風(fēng)平浪靜的天氣一天內(nèi)就可以完成；而以當(dāng)時輪船的航海技術(shù)，跨越大西洋，則要花去大概三個多星期的時間，還不算鋪設(shè)機(jī)械，僅整條跨洋電纜的重量就已超過當(dāng)時任何一條船舶的載重量。

如何理解？當(dāng)時，英國政府為菲爾德提供了皇家海軍最大的戰(zhàn)艦之一“阿伽門農(nóng)”號，美國政府則提供了一艘排水量為五千噸的戰(zhàn)艦“尼亞加拉”號，將兩艘艦船做特殊改裝，才各自裝下跨洋電纜的一半。

1857年8月，菲爾德帶領(lǐng)鋪設(shè)船隊從愛爾蘭起航，同行的還有莫爾斯等業(yè)界專家，以便實時監(jiān)測鋪設(shè)情況。“尼亞加拉”號一邊小心而緩慢的前行，一邊在后面用絞盤留下越洋電纜。電纜的一頭則被固定在愛爾蘭，船上時刻與愛爾蘭陸地保持聯(lián)系，確保電纜沒有斷裂。無奈途遇絞盤故障，導(dǎo)致已鋪設(shè)的電纜掉入海中，第一次嘗試以失敗告終。

1858年6月，菲爾德帶領(lǐng)船隊再次出征。這次，船隊計劃先航行到大西洋中央，將電纜的兩半接起來，然后兵分兩路，分別向歐洲和北美兩個方向鋪設(shè)。結(jié)果在到達(dá)大洋中間的預(yù)定接頭地點(diǎn)之前，船隊就遇上了暴風(fēng)雨，第二次嘗試又宣告失敗。

同年7月，菲爾德船隊再次出發(fā)，“阿伽門農(nóng)”與“尼亞加拉”于大西洋中部成功接頭，開始越洋電纜的鋪設(shè)。兩艘船上的各一半電纜對接在一起，然后“尼亞加拉”駛向美國，“阿伽門農(nóng)”駛向英國。8月5日，“尼亞加拉”到達(dá)紐芬蘭海岸，“阿伽門農(nóng)”也在同一天抵達(dá)愛爾蘭海岸，這一偉大事業(yè)終于完成。

中國的第一條海底電纜則可追溯至清朝，臺灣首任巡撫劉銘傳于1886年鋪設(shè)了通聯(lián)臺灣全島以及大陸的水路電線，主要用于發(fā)送電報。到了1888年，共完成架設(shè)兩條水線：一條是福州川石島與臺灣滬尾（淡水）之間的177海里水線，主要是提供臺灣府向清廷通報臺灣的天災(zāi)、治安、財經(jīng)，以及商務(wù)通訊使用；另一條是為臺南安平通往澎湖的53海里水線。

到了1969年，郵電部想靠大氣傳送光信號來實行了軍用通信，郵電部武漢郵電科學(xué)研究院接受任務(wù)，開始光纖通信研究，當(dāng)時光纖通信技術(shù)在歐美發(fā)達(dá)國家也才剛剛起步。由于武漢郵電科學(xué)研究院采用了石英光纖、半導(dǎo)體激光器和編碼制式通信機(jī)的正確技術(shù)路線，使我國在發(fā)展光纖通信技術(shù)上少走了很多彎路。在那個相對封閉的時期，研制光纖從原料提純、熔煉車床、拉絲機(jī)，再到光纖測試儀表和接續(xù)工具都要自主研發(fā)。

1976年上半年，武漢郵電學(xué)院講師趙梓森與同事們拉制出了我國第一根200米光纖樣品；1979年，他與同事又成功拉制出了我國第一條實用光纖，每公里衰耗為4分貝。同年9月，一條3.3公里的120路光纜通信系統(tǒng)在北京建成；1982年1月，郵電部“八二工程”在武漢開通了我國第一條8M/s實用化市話光纖工程，至此我國的光纖通信進(jìn)入實用階段。到了80年代中期，我國光纖通信的速率已達(dá)到144Mb/s，可傳送1980路電話，超過同軸電纜載波。

從1989年開始到1998年底，我國先后參與了18條國際海底光纜的建設(shè)與投資：1993年12月，建成中國——日本(C-J)海底光纜系統(tǒng)，全長1252公里，通信總?cè)萘窟_(dá)7560條通話電路；1996年2月中韓海底光纜建成開通，全長549公里；中美海底光纜系統(tǒng)，全長約30000公里；亞歐海底光纜指SEA-ME-WE3系統(tǒng)，全長約4萬公里，連接33個國家和地區(qū)等等，可謂碩果累累。