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海底光缆

发布日期:2018年6月11日 浏览:712次

海底电缆(undersea cable)是用绝缘材料包裹的导线,铺设在海底,用于电信传输。现代的海底电缆都是使用光纤作为材料,传输电话和互联网信号



海底光缆的结构

海底光缆系统由置于海底的光中继器和光缆构成。光纤要耐相当于几百至一千大气压的水压,耐磨耐腐蚀,耐受数千至1万伏的高电压,铺设时还要承受数吨的张力,有铠装层防止渔轮拖网、船锚及鲨鱼的伤害,光缆断裂时,尽可能减少海水渗入光缆内的长度,能防止从外部渗透到光缆内的氢气与防止内部产生的氢气,使用寿命要求在25年以上。海底中继器为光放大中继链路,由放大光信号的掺铒光纤(EDF)及相应的泵浦激光源构成,链路结构极其简单。除此之外,在陆地站点还设置了高压供电的电源装置和接受光信号的末端装置等。


海底光缆结构

典型海底光缆的结构包括:1 绝缘聚乙烯层、2 聚酯树酯或沥青层、3 钢绞线层、4 铝制防水层、5 聚碳酸酯层、6 铜管或铝管、7 石蜡,烷烃层、8 光纤束。

海底光缆分类

它采用绝缘外皮包裹的导线,分海底通信光缆和海底光力光缆。前者主要用于通讯业,后者主要用于水下传输大功率光能。根据不同的海洋环境和水深,还可分为深海光缆和浅海光缆,相应地在光缆结构上表现为单层铠装层和双层铠装层。

海底光缆特点

1。可防止电磁波干扰,信噪比较低;

2。海底光缆使用寿命一般为25年,

3.具有抗压、抗拉、抗海水入侵特性

4.易于填埋

海底光缆的作用

互联网服务现在本身就弱,运营商与用户签约时本来就没有就速率进行过详细约定。当海缆断了之后,首先要照顾的是专门的租用业务,其次是话音业务和数据业务,再次才能排上互联网。

专家称,海缆现在是分区维护的,出于安全目的,海缆平时也需维护。如果有人把海缆捞出来,加进光纤,就可以偷走信息。如果发生战争,也可能有人破坏光缆。但是,不管怎么说,海缆是现在通信的最好解决办法,别的方法如卫星、微波可以作为补充,但是现在看来无法取代海缆,因为它们的信道有限。能让广大用户以便宜的方式进行沟通的方式,非海缆莫属。

海底光缆的应用

海底光缆是目前世界上最重要的通信手段之一。1986年,美国ATT公司在西班牙加那利群岛和相邻的特内里弗岛之间,铺设了世界第一条商用海底光缆,全长120公里。1988年,美国与英国、法国之间铺设了世界第一条跨大西洋海底光缆(TAT-8)系统,全长6700公里,含有3对光纤,每对的传输速率为280Mb/s,中继站距离为67公里。这标志着海底光缆时代的到来。

1989年,跨越太平洋全长13200公里的(TPC-3)海底光缆也建设成功,从此,海底光缆就在跨洋洲际海缆领域取代了同轴电缆。铺设1000公里的同轴电缆大约需要500吨铜,改用光缆只需几吨石英玻璃材料就可以了。与昂贵的铜材相比,沙石中就含有石英,几乎取之不尽。此外一根头发般细小的光纤,其传输的信息量相当于一捆饭桌般粗细的铜线。一对金属电话线至多只能同时传送一千多路电话,而一对细如蛛丝的光导纤维理论上可以同时接通一百亿路电话!

据不完全统计,从1987年到2001年,全世界大大小小总共建设了170多个海底光缆系统,总长近亿公里,大约有130余个国家通过海底光缆联网。目前,全世界超过80%的通信流量都由海底光缆承担,最先进的光缆每秒钟可以传输7T(1T等于1024G)数据,几乎相当于普通1M家用网络带宽的730万倍。通过太平洋的海底光缆已经有五条,每天有数亿网民使用这些线路。

海底光缆的维修

1、机器人潜下水后,通过扫描检测,找到破损海缆的精确位置。

2、机器人将浅埋在泥中的海缆挖出,用电缆剪刀将其切断。船上放下绳子,由机器人系在光缆一头,然后将其拉出海面。同时,机器人在切断处安置无线发射应答器。

3、用相同办法将另一段光缆也拉出海面。和检修电话线路一样,船上的仪器分别接上光缆两端,通过两个方向的海缆登陆站,检测出光缆受阻断的部位究竟在哪一端。之后,收回较长一部分有阻断部位的海缆,剪下。另一段装上浮标,暂时任其漂在海上。

4、接下来靠人工将备用海缆接上中美海缆的两个断点。连接光缆接头,可是个“技术含量”极高的活,非一般人能够胜任,必须是经过专门的严格训练、并拿到国际有关组织的执照后的人员,才能上岗操作。像这样的“接头工”,上海电信方面目前只有三四名。

5、备用海缆接上后,经反复测试,通讯正常后,就抛入海水。这时,水下机器人又要“上阵”了:对修复的海缆进行“冲埋”,即用高压水枪将海底的淤泥冲出一条沟,将修复的海缆“安放”进去。

海底光缆敷设及其故障处理

海底通讯电缆是用绝缘材料包裹的导线,敷设在海底用来实现国家之间的电信传输。首批海底通讯电缆提供电报通讯,后来开始引入电话通讯和互联网通讯,而现代的光缆还使用了光纤技术,因此被称为海底光缆。

怎么敷设?

简单来说,海底光缆敷设就是把光缆放在海底光缆敷设船上,然后船慢慢开动的同时把光缆平铺沉入海底。

具体来说,光缆敷设主要包括光缆路由勘查清理、光缆敷设和冲埋保护三个阶段。光缆敷设通常是由挖掘海底的缆线埋设机来完成的,它有点像耕田时使用的犁,由海底光缆敷设船拖曳前进,并通过工作光缆作出各种指令。其底部有几排喷水孔,作业时,每个孔同时向海底喷射出高压水柱,将海底泥沙冲开,形成光缆沟。而设备上部有一导缆孔,用来引导光缆(光缆)到光缆沟底部。

过去,常常借海流让砂自然覆盖在沟上面,以省去埋缆线的时间。而现在通常会用配备高压水泵的水下机器人冲一个沟然后放进去再埋上泥土。

光缆敷设时要通过控制敷设船的航行速度、光缆释放速度来控制光缆的入水角度以及敷设张力,避免由于弯曲半径过小或张力过大而损伤光缆。深海段敷设时,光缆敷设船释放出光缆,使用水下监视器、水下遥控车不断地进行监视和调整,控制敷设船的前进速度、方向和敷设光缆的速度,以绕开凹凸不平的地方和岩石避免损伤光缆。

怎么"防腐"?

海底光缆由于长期浸泡在浓度高的海水中,所以极易受到海水腐蚀。此外,氢分子会扩散到光纤的玻璃材料中,使光纤的损耗变大。因此海底光缆既要防止内部产生氢气,同时还要防止氢气从外部渗入光缆。目前,海底光缆的结构是将经过一次或两次涂层处理后的光纤螺旋地绕包在中心,加强构件(用钢丝制成)包在周围。

海底光缆的基本结构通常为:聚乙烯层、聚酯树酯或沥青层、钢绞线层、铝制防水层、聚碳酸酯层、铜管或铝管、石蜡,烷烃层、光纤束等。因此其直径通常是69毫米,每米的重量高达10公斤,设计寿命为持续工作25年。

怎么修复?

海底光缆常常会出现故障,有时候是来自船舶、鲨鱼等不经意间的破坏,有时候是敌军的蓄意的破坏,更多的时候是地震所引起的问题。比如2006年受台湾地震影响,多条国际海底通信光缆发生中断,导致国内互联网用户无法正常访问国外网站。同样2011年,受日本地震的影响,多条途经日本相关海域的海底光缆出现故障,而后许多中国用户发现无法登录美国网站。

与敷设光缆相比,修复光缆的难度有增无减,因为从深达几百米甚至几千米的海床上找到直径不到10厘米的问题光缆,就如同大海捞针,而修复后再续接的难度也非常大。

而通常,一般海底光缆故障处理会经过5个步骤。首先,使用扩频时域反射仪来定位大致的故障位置。之后,通过潜水机器人找到受损海底光缆的精确位置,切断故障位置,并将剩余两端拖回修理船进行修复。接下来,用备用海底光缆连接受损光缆的两个断点,经测试后再放回海底。

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