19世紀鋪設(shè)的第一條越洋電纜,畢竟那時候的科學(xué)技術(shù)還不像今天這么發(fā)達。茨威格在他的歷史特寫集《人類群星閃耀時》中,專門用《越過大洋的第一次通話》這一節(jié)講述了美國實業(yè)家塞勒斯·韋斯特·菲爾德(Cyrus West Field)是如何歷經(jīng)千辛萬苦完成人類歷史上第一次越洋電纜的鋪設(shè)的。
19世紀古塔膠的出現(xiàn),使得電報電纜穿越海洋的構(gòu)想具備了變?yōu)楝F(xiàn)實的條件。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,而不會被海水耗散。工程師布雷特(John Watkins Brett)在英吉利海峽鋪設(shè)了第一條海底電纜,但是一位漁民誤以為找到了大魚而把電纜從海底拽出。1851年,布雷特進行了第二次鋪設(shè),終于成功,英國和歐洲大陸成功的連接在了一起。
人們把目光轉(zhuǎn)向北美大陸,能不能把北美與歐洲連接起來呢?當(dāng)時,人們不知道電的更多特性,對電的應(yīng)用還處在童年階段;人們也不知道大西洋有多深,不知道海底地貌到底是什么樣的;假設(shè)電纜能鋪好,人們也不知道電傳輸功率夠不夠傳播如此遠的距離。連電報的發(fā)明者莫爾斯本人,也認為跨大西洋的海底電報電纜是一個不切實際的冒險。
1854年,英國工程師吉斯博恩納負責(zé)鋪設(shè)從紐約到紐芬蘭的海底電纜,但項目資金出現(xiàn)了問題,于是他到紐約尋求投資人的幫助。在那里,他結(jié)識了美國富豪塞勒斯·韋斯特·菲爾德。菲爾德很年輕,但是很富有,事業(yè)順風(fēng)順水,旺盛的冒險精神找不到寄托。雖然他不懂什么專業(yè)技術(shù),但類似于今天的投資人,他敏銳的把目光投向更遙遠的未來。在給紐約-紐芬蘭海底電纜投資后,他立刻全身心的投入到跨大西洋海底電纜的宏偉工程中。
菲爾德以令人難以置信的熱情和精力推動這項事業(yè),他迅速與業(yè)界專家、政府、金融界建立了聯(lián)系,在技術(shù)、法律、投資等環(huán)節(jié)步步跟進。在英國,短短幾天就募集到了35萬英鎊的投資,其中還包括拜倫夫人這樣的文化界名流。大家對未來充滿信心,堅信技術(shù)的發(fā)展會讓自己的投資得到回報。越洋電纜就是那個年代的微軟、谷歌和蘋果,菲爾德就是那個年代的蓋茨、佩奇和喬布斯。
從技術(shù)上說,跨英吉利海峽電纜和跨大西洋電纜完全不可同日而語。鋪設(shè)英吉利海峽電纜,風(fēng)平浪靜的一天就足夠了。而跨越大西洋,當(dāng)時的輪船差不多要航行三個多星期。不算鋪設(shè)機械,單是整條跨洋電纜的重量就遠遠超過當(dāng)時任何一條船舶的載重量。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(HMS Agamemnon),而美國政府提供了排水量五千噸的戰(zhàn)艦“尼亞加拉”號(USS Niagara)。這兩艘當(dāng)時最大噸位等級的艦船經(jīng)過特殊改裝,才各自能裝下跨洋電纜的一半。
位于海底的越洋電纜,必須非常結(jié)實,不能斷裂,但同時,又必須非常柔軟,否則很難鋪設(shè)。另一方面,它的工藝必須十分精密,否則,一點點瑕疵就可能導(dǎo)致電信號的不穩(wěn)定和中斷。好幾家工廠夜以繼日的生產(chǎn)著這種海底電纜。菲爾德的越洋電纜這項偉大工程,是當(dāng)時全世界的報紙頭條。
1857年8月5日,菲爾德的鋪設(shè)船隊從愛爾蘭起航,包括莫爾斯在內(nèi)的業(yè)界專家都在船上,實時監(jiān)測鋪設(shè)情況?!澳醽喖永碧栂裰┲胪戮€一樣,一邊小心翼翼的緩緩向前移動,一邊在后面用絞盤留下那根越洋電纜。電纜的一頭固定在愛爾蘭,船上的專家時刻與愛爾蘭的陸地保持聯(lián)系,以確保電纜沒有斷裂。
8月11日晚上,在成功鋪設(shè)355海里后,事故發(fā)生了。絞盤發(fā)生故障,已經(jīng)鋪設(shè)的電纜像斷線的風(fēng)箏一樣全掉進了海里。當(dāng)時還沒有合適的潛水技術(shù),根本無法把掉進海底的線頭重新拉上來。第一次嘗試宣告失敗。菲爾德?lián)p失了355海里的電纜外加十萬英鎊的投資。由于大西洋的氣候原因,第二次嘗試只能等到第二年夏天風(fēng)平浪靜的時候。
1858年6月10日,菲爾德的船隊第二次出發(fā)。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)果在到達大洋中間的預(yù)定接頭地點之前,船隊就遇上了暴風(fēng)雨?!鞍①らT農(nóng)”號上裝載著巨大的電纜,而且由于鋪設(shè)的需要,船體的重量分布很不均勻?!鞍①らT農(nóng)”號在大洋深處的暴風(fēng)雨中瀕臨覆滅。大家已經(jīng)開始考慮要把電纜扔進海里,以求保住性命。但是船長拒絕了。萬幸的是,“阿伽門農(nóng)”逃過一劫,死里逃生,順利到達預(yù)定地點??上У氖?,經(jīng)過這次風(fēng)暴的顛簸,大量的電纜被碰撞、掛擦,受到了嚴重的損害。鋪設(shè)了200多海里后,電纜兩端就再也不能互通信號了,這200多海里的電纜變成了廢鐵,第二次嘗試又宣告失敗。
這次失敗動搖了絕大多數(shù)投資商的信心,很多人要求菲爾德變賣剩下的電纜,彌補他們的損失。當(dāng)時的媒體也一片嘩然,到處都是質(zhì)疑的聲音。但菲爾德不為所動,一定要再試一次。
1858年7月17日,船隊靜悄悄的再次起航,這一次,沒有媒體報道,也沒有名流到場。菲爾德和他的事業(yè)已經(jīng)被全世界遺忘。7月28日,“阿伽門農(nóng)”和“尼亞加拉”在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,大家打出旗語互相道別,連接他們的只有這一根小小的電纜。8月5日,“尼亞加拉”到達紐芬蘭海岸,“阿伽門農(nóng)”也在同一天到達愛爾蘭海岸。海岸上沒有鮮花和人群,但這一偉大的事業(yè)已經(jīng)完成。
幾個小時后,世界一片歡騰,全世界的人們都在興奮的等待著這一刻。1858年8月16日,維多利亞女王發(fā)給美國總統(tǒng)布坎南的賀電通過海底電纜傳到北美,此時此刻,“尼亞加拉”號還在從紐芬蘭趕回紐約的途中。布坎南向英國女王回電,同時,禮炮鳴放100響,慶祝人類這一偉大的歷史時刻。
8月18日,菲爾德和他的團隊乘坐“尼亞加拉”回到紐約,迎接他的是盛大的全城巡游,菲爾德成為了和平時期的國家英雄。8月31日,又進行了總統(tǒng)和各界人士出席的更隆重的慶?;顒?。
但命運是殘酷的,幾天之后,海底電纜就斷線了,北美再也接收不到歐洲傳來的清晰的信號。謠言不脛而走,菲爾德淪為千夫所指,歡呼的浪潮用同樣的力度反撲向無辜的菲爾德。菲爾德是騙子,英國女王的電報是他捏造的,一切都是他在為沽名釣譽而做戲,他的團隊都是他的托兒...菲爾德千辛萬苦鋪設(shè)的海底電纜再次成為廢鐵,而他也名譽掃地,這一項目也被迫擱淺。
六年多的時間過去了,鋼鐵戰(zhàn)士一般的菲爾德沒有被命運擊倒。1865年,菲爾德再次出現(xiàn)在倫敦,帶著新的60萬英鎊的投資,重新啟動他的越洋電纜項目。此時,對于有線電報的研究已經(jīng)非常成熟。而著名工程師伊桑巴德·布魯內(nèi)爾(Isambard Kingdom Brunel)設(shè)計建造的世界第一巨輪“偉大的東方人”(Great Eastern)號也已經(jīng)建成,并且恰好閑置。擁有了新的電報技術(shù)和這艘排水量兩萬兩千噸的巨輪,之前無比困難的事情變得簡單了許多。7月23日,“偉大的東方人”號出航,開始了菲爾德的又一次嘗試。但在離北美還有兩天航程的時候電纜突然斷裂,這第四次嘗試再次失敗。
1866年7月13日,“偉大的東方人”號再次出發(fā),終于成功。不久,又成功找到了上次失敗的那條電纜,并且繼續(xù)鋪設(shè)成功。兩條電纜把歐洲和北美緊密的聯(lián)系在一起。在互聯(lián)網(wǎng)、全球村的今天看來,這好像是理所當(dāng)然的,但在當(dāng)時,這就是時代的奇跡。
菲爾德,讓我們記住這個名字,十年多的時間,失敗了四次,數(shù)十萬英鎊打了水漂,卻依然不放棄,鍥而不舍,終于金石可鏤。正如我們今天的互聯(lián)網(wǎng),菲爾德締造的這第一條越洋電纜是他送給全世界的禮物。人類對于同呼吸、共命運的理解又深了一層,浩瀚的大洋再也不是信息不可逾越的天塹。
全世界的網(wǎng)絡(luò)真是通過海底光纜聯(lián)通的么?
海底通信電纜主要用于長距離通訊網(wǎng)、通常用于遠距離島嶼之間、跨海軍事設(shè)施等較重要的場合?,F(xiàn)在99%的越洋互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸通過海底電纜進行傳輸。目前海底電纜共有39000公里長,共連接33個國家和四大洲。海底電纜最多可以搭載80Tbps的數(shù)據(jù)量,相當(dāng)于在一秒鐘內(nèi)傳輸4.7GB容量?,F(xiàn)代的海底電纜都是使用光纖作為材料,傳輸電話和互聯(lián)網(wǎng)信號,從這點上幾乎可以說全世界的網(wǎng)絡(luò)是通過海底光纜聯(lián)通的。
如何鋪設(shè)的?
海纜敷設(shè)主要包括電纜路由勘查清理、海纜敷設(shè)和沖埋保護三個階段。電纜敷設(shè)時要通過控制敷設(shè)船的航行速度、電纜釋放速度來控制電纜的入水角度以及敷設(shè)張力,避免由于彎曲半徑過小或張力過大而損傷電纜。其中,在淺灘段(南嶺側(cè))敷設(shè)時,電纜敷設(shè)船停在距離海岸4.5千米的地方,通過岸上的牽引機牽引,將放置在浮包上的電纜牽引上岸,電纜上岸后拆除浮包,使電纜下沉至海底。深海段敷設(shè)時,電纜敷設(shè)船釋放出電纜,使用水下監(jiān)視器、水下遙控車不斷地進行監(jiān)視和調(diào)整,控制敷設(shè)船的前進速度、方向和敷設(shè)電纜的速度,以繞開凹凸不平的地方和巖石避免損傷電纜。
在施工的最后階段,主要是對海底電纜進行深埋保護,減小復(fù)雜的海洋環(huán)境對海底電纜的影響,保證運行安全。在沙地及淤泥區(qū),用高壓沖水產(chǎn)生一條約2米深的溝槽,將電纜埋入其中,旁邊的沙土將其覆蓋;在珊瑚礁及粘土區(qū),用切割機切割一條0.6-1.2米深的溝槽,把電纜埋入溝槽,自然回填形成保護;在堅硬巖石區(qū),需在電纜上覆蓋水泥蓋板等硬質(zhì)物體實施保護。
我國海底光纜連接點
中國大陸的海底光纜連接點只有三個:
第一個是青島(2條光纜)。
第二個是上海(6條光纜)。
第三個是汕頭(3條光纜)。
由于光纜之間存在重合,所以實際上,中國大陸與Internet的所有通道,就是3個入口6條光纜。
1. APCN2(亞太二號)海底光纜
帶寬:2.56Tbps
長度:19000km
經(jīng)過地區(qū):中國大陸、香港、臺灣、日本、韓國、馬來西亞、菲律賓。
入境地點:汕頭,上海。
2. CUCN(中美)海底光纜
帶寬:2.2Tbps
長度:30000km
經(jīng)過地區(qū):中國大陸,臺灣,日本,韓國,美國。
入境地點:汕頭,上海。
3. SEA-ME-WE 3(亞歐)海底光纜
帶寬:960Gbps
長度:39000km
經(jīng)過地區(qū):東亞,東南亞,中東,西歐。
入境地點:汕頭,上海。
4. EAC-C2C海底光纜
帶寬:10.24Tbps
長度:36800km
經(jīng)過地區(qū):亞太地區(qū)
入境地點:上海,青島
5. FLAG海底光纜
帶寬:10Gbps
長度:27000km
經(jīng)過地區(qū):西歐,中東,南亞,東亞
入境地點:上海
6. Trans-Pacific Express(TPE,泛太平洋)海底光纜
帶寬:5.12Tbps
長度:17700km
經(jīng)過地區(qū):中國大陸,臺灣,韓國,美國
入境地點:上海,青島
作為比較,臺灣有9條光纜,香港和韓國各有11條光纜,而日本至少有11個入口15條光纜。
我國海底電纜歷史
1888年我國的第一條海底電纜建成,共有兩條,一是福州川石島與臺灣滬尾(淡水)之間,長177海里 另一條由臺南安平通往澎湖,長53海里。
1987年,中國臺灣第一條海底電纜完成,即臺灣淡水與日本長崎之間。(已停用)
1993年建成的中日海底光纜系統(tǒng),可開通7560條電話電路。
1996年2月中韓海底光纜建成開通,分別在中國青島和韓國泰安登陸、全長549公里。
1997年11月,中國參與建設(shè)的球海底光纜系統(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(shè)、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(shè)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。
2014年8月12日,谷歌宣布,將與其他5家公司合作,建設(shè)價值3億美元的太平洋海底光纜系統(tǒng),從而幫助亞洲用戶獲得更快的網(wǎng)速。這一名為“FASTER”的高速海底光纜將連接日本海岸線的兩處位置和美國西海岸城市,包括洛杉磯、舊金山、波特蘭和西雅圖。在該項目上與谷歌合作的五家公司包括中國移動、中國電信、法國Global Transit、日本KDDI和新加坡電信。在建設(shè)完成后,這一海底光纜的帶寬將達到60Tbps,是普通有線調(diào)制解調(diào)器帶寬的約1000萬倍。
2017年6月27日,在中國聯(lián)通2017年國際合作伙伴大會上,中國聯(lián)通、喀麥隆電信、華為海洋共同簽署了南大西洋國際海底光纜(SAIL)建設(shè)協(xié)議。SAIL海纜全長約6000公里,設(shè)計容量32Tbit/s,建成后將連接非洲大陸與美洲大陸,成為非洲和南美洲之間傳輸容量最大、時延最小的海纜路由,可提供優(yōu)質(zhì)可靠的洲際通信服務(wù)。
你說的是對的。
光纜對比電纜、無線傳輸,具有成本低、容量大、衰減小、安裝便利、對人體無傷害、對環(huán)境無污染等優(yōu)點,基于以上的特點,目前長途通信基本都是使用光纜,跨大洲、大洋的,都是使用海底光纜。
希望能幫到你。
全球網(wǎng)絡(luò)是通過海底電纜鋪設(shè)實現(xiàn)的
你說對了一半,我們互聯(lián)網(wǎng)用的光纜有陸地光纜和海底光纜,陸地光纜就是我們常常在電線桿看到的那個(不是最頂上的,是下面一點的那一堆線)。海底光纜顧名思義就是海下光纜,一般用于國家與國家之間數(shù)據(jù)傳輸。用衛(wèi)星的很少,因為衛(wèi)星燃料10到15年之類,燃料就會用盡。值得一提的是幾乎所有深海海底光纜都是美國的。
海底光纜鋪設(shè)就是把光纜放在海底光纜敷設(shè)船上,然后船慢慢開動的同時把光纜平鋪沉入海底。具體來說,光纜鋪設(shè)主要包括光纜路由勘查清理、光纜敷設(shè)和沖埋保護三個階段。
光纜鋪設(shè)通常是由挖掘海底的纜線埋設(shè)機來完成的,它有點像耕田時使用的犁,由海底光纜敷設(shè)船拖曳前進,并通過工作光纜作出各種指令。其底部有幾排噴水孔,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,形成光纜溝。而設(shè)備上部有一導(dǎo)纜孔,用來引導(dǎo)光纜到光纜溝底部。過去,常常借海流讓砂自然覆蓋在溝上面,以省去埋纜線的時間。而現(xiàn)在通常會用配備高壓水泵的水下機器人沖一個溝然后放進去再埋上泥土。
2016年6月30日,一條由中國移動、中國電信、馬來西亞的GlobalTransit、新加坡Singtel、日本KDDI、及Google共同出資,NEC負責(zé)興建的跨太平洋號稱“史上最快”的高速海底光纜“FASTER”正式投入使用。光纜橫跨太平洋,總長約9000公里。光纜在美國一側(cè)的俄勒岡州班登上岸;日方一側(cè)的登陸點則有兩個:分別為日本三重縣志摩市的志摩海底電纜登陸站和千葉縣南房總市的千倉第二海底電纜登陸站。之后再通過日本與亞洲其他國家的鏈接分送出去,加快與美國之間的網(wǎng)速。
據(jù)海底光纜架構(gòu)團隊的一名成員的話稱,“FASTER光纜60Tbps的總帶寬中,谷歌將使用其中的10Tbps帶寬。使用谷歌地圖和云平臺在內(nèi)的谷歌用戶都將從中受益。這是史上最快的海底光纜,大約比普通光纜快1000萬倍?!?/p>
盡管光纜只在美國和日本設(shè)有登陸點,但據(jù)項目經(jīng)理米山賢一介紹,該項目將不僅能使美日兩國獲益,整個亞太地區(qū)都能從中得益。這條光纜連接了美國西海岸,可為包括舊金山、洛杉磯、西雅圖和波特蘭等城市提供超高速網(wǎng)絡(luò)。經(jīng)由其他跨國海底光纜,也會向東亞其他地區(qū)提供服務(wù)。
海底通信電纜是用絕緣材料包裹的電線,鋪設(shè)在海底,實現(xiàn)國與國之間的電信傳輸。最早的海底通信電纜提供了電報通信,然后電話通信和互聯(lián)網(wǎng)通信被引入?,F(xiàn)代光纜也使用光纖技術(shù),所以它們被稱為海底光纜。
簡單地說,海底光纜的鋪設(shè)是將光纜放在海底光纜鋪設(shè)船上,然后在船緩慢移動時將光纜平放并沉入海底。
具體來說,光纜的鋪設(shè)主要包括勘探和清理、光纜鋪設(shè)和沖洗保護三個階段。在光纜路,電纜鋪設(shè)通常是通過挖掘海底的電纜鋪設(shè)機完成的。它有點像耕地用的犁。海底電纜敷設(shè)船通過工作電纜向前拖曳并做出各種指示。底部有幾排噴水孔。作業(yè)時,每個孔同時向海底噴射高壓水柱,沖走海底沉積物,形成光纜溝。設(shè)備的上部設(shè)置有用于將光纜(光纜)引導(dǎo)至電纜槽底部的電纜導(dǎo)向孔。
在過去,它經(jīng)常被用來讓沙子自然地被洋流覆蓋溝渠,以節(jié)省埋電纜的時間?,F(xiàn)在,裝備有高壓水泵的水下機器人通常被用來沖洗溝渠,然后將它放入并掩埋土壤。
由于長期浸泡在高濃度海水中,海底光纜極易受到海水腐蝕。此外,氫分子會擴散到光纖的玻璃材料中,使得光纖的損耗更大。因此,海底電纜不僅要防止內(nèi)部產(chǎn)生氫氣,還要防止氫氣從外部滲入電纜。目前,海底光纜的結(jié)構(gòu)是將經(jīng)過一兩次涂覆處理后的光纖繞中心螺旋纏繞,并繞加強件纏繞。
海底光纜的基本結(jié)構(gòu)通常是聚乙烯層、聚酯樹脂或瀝青層、鋼絞線層、鋁防水層、聚碳酸酯層、銅或鋁管、石蠟、烷烴層、光纖束等。因此,它的直徑通常為69毫米,每米重量高達10公斤,設(shè)計壽命為25年。
海底光纜經(jīng)常失靈,有時是由于船只、鯊魚和其他意外損害,有時是由于敵人的蓄意破壞,更經(jīng)常是由于地震引起的問題。例如,受2006年臺灣地震的影響,許多國際海底通信電纜被中斷,使國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)用戶無法正常訪問外國網(wǎng)站。同樣,2011年,受日本,地震影響,幾條穿過日本相關(guān)水域的海底光纜發(fā)生故障,許多中國用戶發(fā)現(xiàn)他們無法登錄美國網(wǎng)站。
與鋪設(shè)光纜相比,修復(fù)光纜越來越困難,因為從幾百米甚至幾千米深的海底尋找直徑小于10厘米的問題光纜就像大海撈針,修復(fù)后繼續(xù)連接也非常困難。
