海底電纜，真正的通信高速公路
by AK蝸牛
原文鏈接 海底電纜，真正的通信高速公路
數(shù)以百計(jì)的海底電纜位于世界各地的海床上，溝通了全球，增長了國際貿(mào)易。海底光纜，已經(jīng)成為全球必不可少的資源，使Internet可以到達(dá)地球的各個角落。相對于無線技術(shù)和衛(wèi)星通訊，海纜通訊具有在數(shù)據(jù)傳輸方面有天然強(qiáng)大的可靠性和高速。因此吸引了私人和公共資本在海底電纜的持續(xù)投入。
海底電纜的歷史
人類首次通過海底電纜進(jìn)行連接的可以追溯到1852年，當(dāng)時英國和法國之間通過英吉利海峽鋪設(shè)了電信網(wǎng)絡(luò)，連接兩國的電報(bào)網(wǎng)絡(luò)。真正的跨洋電纜安裝是在兩年以后，由于大西洋電報(bào)公司（Atlantic Telegraph Company）在加拿大的紐芬蘭島和愛爾蘭之間鋪設(shè)了用于電報(bào)傳輸?shù)碾娎|。然而，由于當(dāng)時的技術(shù)問題，直到1866年才實(shí)現(xiàn)第一次穩(wěn)定的跨大西洋連接，遠(yuǎn)早于1956年電話線的安裝。
另一個里程碑是光纖的出現(xiàn)。電信工程師官方協(xié)會（COIT）董事會成員兼技術(shù)開發(fā)和培訓(xùn)負(fù)責(zé)人MarianoMartínez和Noelia Miranda表示，現(xiàn)代海底電纜由光纖制成，并基于純玻璃纖維的特性光線通過內(nèi)部反射傳播。他們說：“由于整個電纜上存在光損耗，需要使用中繼器增強(qiáng)光信號的強(qiáng)度?！?/p>
海底電纜的安全
最大的技術(shù)難點(diǎn)之一是在水下惡劣環(huán)境下的材料耐久性?，F(xiàn)代海底電纜平均使用年限為25年。為了確保光纖的使用壽命，光纖由一系列保護(hù)內(nèi)部的同心層保護(hù)。這些通信層層由銅和聚乙烯制成。它們還具有鋼絞線保護(hù)層，以便能夠在海床上提供機(jī)械牽引力和阻力。如果電纜需要傳輸電力（中繼器需要），還需要專用管道，以防止接觸水造成危險(xiǎn)。
一旦確定了電纜的源和目的地，就會進(jìn)行測深調(diào)查，設(shè)計(jì)海纜通過的路線，即“對海床進(jìn)行3D分析，以確定電纜所處的最小湍流路徑，確保損壞的可能性最小?！?br>
大家知道，海底不是平坦的表面，而是具有凹陷，巖石，山脈等。因此在規(guī)劃電纜的最終通過路徑時要避開漁區(qū)和斷層，并在盡可能的情況下，選擇在沙地上鋪設(shè)電纜，而不是巖石平面。漁船和運(yùn)輸事故以及錨的使用也是潛在危險(xiǎn)，有時電纜甚至?xí)货忯~咬傷而損壞。
地震也會損壞海底電纜。 2006年發(fā)生在臺灣附近的一處（7.0級）地震，導(dǎo)致八根電纜中斷，嚴(yán)重影響了中國的通信。如今，隨海纜還放置了地震傳感器，一旦海底發(fā)生地震，警告可以迅速傳輸，為保障城市安全提供預(yù)警。
為了監(jiān)控海底電纜，并防止捕魚和運(yùn)輸業(yè)引起的中斷，登陸點(diǎn)Cable landing Station（海底電纜在此處著陸），在確保海纜的正常運(yùn)行方面起著至關(guān)重要的作用。登陸點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)中心一起工作，實(shí)時監(jiān)控整個海纜系統(tǒng)。
如果電纜損壞，需要使用船只，在海面進(jìn)行維修。 COIT工程師強(qiáng)調(diào)說：“受損的末端由潛艇機(jī)器人找回，然后在特殊的船上修復(fù)，連接或解決受損的問題?！?br>
除了電纜的物理安全性外，還有三項(xiàng)國際條約對海纜提供法律保護(hù)依據(jù)。包括允許在領(lǐng)海以外放置，維護(hù)和修理長達(dá)12海里海底電纜，以及國家有義務(wù)對故意或過失損壞海底電纜的責(zé)任人進(jìn)行刑事和民事處罰。
國際合作
海底電纜主要屬于大型電信公司，以及一些大型本地和國有公司也有股份，所以叫做財(cái)團(tuán)電纜（Consortium Cables），是一些公司如微軟，F(xiàn)acebook和Google之間協(xié)議的產(chǎn)物。
近期的一些國際海纜項(xiàng)目：
Google宣布打算投資三條新的海底電纜，連接世界五大洲。居里(Curie)，一條連接智利和洛杉磯的私人電纜；Havfrue，一條財(cái)團(tuán)電纜，將鏈接美國與丹麥和愛爾蘭；Hong-Kong-Guam cable system, 另一條財(cái)團(tuán)海纜，連接亞洲的通訊中心。
Bella項(xiàng)目，第一條直接連接歐洲和南美的電纜。目前該電纜已經(jīng)連接到美國，然后從美國連接到南美。歐盟委員會投資2650萬歐元，成為了Bella項(xiàng)目的最大投資者，Bella項(xiàng)將在葡萄牙阿連特茹和巴西福塔萊薩之間的大西洋下鋪設(shè)10,000公里長的電纜。
在西班牙，北部鋪設(shè)了另一條電纜：Marea，該項(xiàng)目由Telxius，F(xiàn)acebook和Microsoft推動，連接到弗吉尼亞海灘（美國東海 Sopelana Bizkaia），世界最大的海纜數(shù)據(jù)中心的集中地，“從而使兩個被大西洋隔開的人可以在不到一秒鐘的時間內(nèi)進(jìn)行通信?！?/p>
未來展望
無論私人公司和公共機(jī)構(gòu)，對投資海纜都有極大的熱情。截止2020年初的統(tǒng)計(jì)，全球總共鋪設(shè)了378條海底電纜，總長度為120萬公里。短期內(nèi)發(fā)展速度將會加快。根據(jù)DE-CIX委托的《電訊報(bào)》報(bào)告，在未來三年中，將有多達(dá)74套海纜系統(tǒng)投入使用，總長超過30萬公里，總投資超過88億美元
這些海底光纜非常重要，Noelia Miranda和MarianoMartínez認(rèn)為，盡管通信衛(wèi)星滿足了部分通信需求（尤其是電視和Internet），但是海底光纜才是真正的Internet高速公路：“ 99％通訊是跨洋通信，這種方式，可以比衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)速度快八倍?！?br>
并且海纜與衛(wèi)星不同，它們不受風(fēng)暴和旋風(fēng)等大氣現(xiàn)象的影響，并且它們穿越的路徑更短。例如，東京和洛杉磯之間的直線距離約為9000公里，光纜的傳播路徑通常會超過36,000公里，而使用通過衛(wèi)星傳送的Internet數(shù)據(jù)則必須先到達(dá)衛(wèi)星，然后再向下返回，導(dǎo)致使行程加倍（超過72,000公里）。
此外，COIT專家表示“按照以往經(jīng)驗(yàn)，未來技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展，將使容量增加一倍到四倍?！?br>
思科預(yù)測2024年的數(shù)據(jù)流量將增長24％，因此他們也提倡更加大力發(fā)展海洋觀測，以及改善電纜技術(shù)。
世界各地的海底電纜
