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海底电缆本文重定向自 海底電纜

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海底电缆,又称海底通讯电缆(英语:Submarine communication cables),是用绝缘材料包裹的导线,铺设在海底,用于设立国家或地区之间的电信或电力传输。

首批海底通讯电缆提供电报通讯,后来开始引入电话通讯,以及互联网通讯。现代的电缆还使用了光纤技术,并且设立更先进的电话通讯、互联网与专用数据通讯,被称为海底光缆。海底光缆不仅历史悠久,对比通讯卫星在传输数据上也有着压倒性的优势。虽然人造卫星的方案看似简单不少,但是通信卫星均部属在3.5万公里高的地球同步轨道或甚至更远的闪电轨道上,封包来回花费的时间与海底光缆相比会长很多,通讯品质和速度也无法与之相比。

典型海底光缆的结构解析:
1. 聚乙烯外皮
2. 聚酯树酯或沥青
3. 钢绞线层
4. 铝制防水层
5. 聚碳酸酯
6. 铜管或铝管
7. 石蜡烷烃
8. 光纤

现代电缆通常直径约25毫米(0.98英寸),深海段重约1.4吨/公里(2.5短吨/英里; 2.2吨长/英里),尽管大部分电缆较长,但深海段 较重的电缆用于海岸附近的浅水部分[1][2]。截至2005年时,除南极洲之外,海底电缆已经覆盖并联通地球上所有[3]南极洲是唯一没有海底电缆联结的洲。所有电话,影片和电子邮件流量必须通过卫星,因为光纤电缆必须要能承受南极洲10米深冰流,-80˚C低温以及大量的突发状况。[4]

历史

概念及试验

1839年,威廉·库克英语William Fothergill Cooke(William Cooke)和查尔斯·惠斯通(Charles Wheatstone)开始进行第一次试验,用一条铜线,加上简单的包裹,纯试验性质。库克和惠斯通在1839年发表了他们的电报之后,横跨大西洋的海底线的想法开始被认为是未来的走向。

萨缪尔·摩尔斯(Samuel Morse)早在1840年就宣布了对海底电缆的展望,并于1842年将一根用焦麻和印度橡胶缘的电线浸没在纽约港的水中,并通过电线进行了电报。 次年秋天,惠斯通在斯旺西湾进行了类似的实验[5]。 要确保长海底电缆的成功,必须使用良好的绝缘体来覆盖导线并防止电流泄漏到水中。 早在19世纪初期,普鲁士的电气工程师Moritz von Jacobi就曾尝试过印度橡胶

另一种可以通过加热熔化的绝缘胶,可以很容易地涂在电线上,并于1842年问世。为英国东印度公司服务的苏格兰外科医生威廉·蒙哥马利(William Montgomerie)将Palattaum古塔胶树的黏性果汁Gutta-percha引入欧洲。二十年前,蒙哥马利曾在新加坡见过用古塔胶制成的鞭子,他相信这对制造外科器械很有用。迈克尔·法拉第(Michael Faraday)和惠斯通(Wheatstone)很快就发现了古塔胶的优点,并且在1845年,后者建议应使用它来覆盖从多佛(Dover)到加来(Calais)铺设的电线。 [6]1847年,时任普鲁士军官的威廉·西蒙子(William Siemens)在道依茨和科隆之间穿越莱茵河铺设了第一根成功的水下电缆,使用的是古塔胶(gutta percha)绝缘材料。1849年,东南铁路线的电工查尔斯·文森特·沃克(Charles Vincent Walker)在福克斯通(Folkestone)沿岸将两英里长的涂有古塔胶的钢丝浸没在水中,并成功进行了测试。

早年:铜质通讯电缆

历史上的第一条海底电缆是在1850年在英国法国之间铺设的,那是由John Watkins Brett的盎格鲁-法国电报公司(Anglo-French Telegraph Company)开设的一条穿越英吉利海峡的电缆,从现在的角度来看当时的电缆品质粗劣,没有其他任何保护。1851年11月13日,第一次架设了拥有受保护核心的电缆,即真正的电缆,1852年,大不列颠及爱尔兰被连接在一起。1852年海底电报公司第一次用缆线将伦敦巴黎连接在一起。1853年,英格兰一个电缆横跨北海,被架设到荷兰。

1858年的跨大西洋海底电报电缆,但因存在技术问题,完成后只维持了一个月。

1858年塞勒斯·韦斯特·菲尔德(Cyrus West Field)说服英国工业家基金第一次尝试建立一条跨大西洋的电报电缆。但完成后只维持了1个月。这项技术一直存在不少问题。于是科学家们不断尝试更新的技术,1865年和1866年大东电报局则用更为先进的技术,并产生了世界上第一个成功的跨大西洋电缆。1870年在印度用了这项新的技术。

1863年电缆从孟买连结到阿拉伯半岛

中国大陆首条出现电报线路是由英国、俄国丹麦敷设,从香港上海日本长崎的海底电缆。由于清政府的反对,电缆被禁止在上海登陆。后来丹麦公司不理清政府的禁令,于1871年将线路引至上海公共租界,并在6月3日起开始收发电报。

当爪哇于1871年与澳大利亚北领地达尔文市相连时,海底电缆首先连接了世界各大洲(南极洲除外),这是因为预期到1872年澳大利亚陆上电报线将完工[7],从而连接南澳大利亚的阿德莱德,并至到澳大利亚

台湾的第一、二条海底电缆是在1887年完成,包括由淡水连接福建连江川石岛的海底电缆(长177海里,已停用)[8],以及安平连接澎湖的海底电缆(长53海里,已停用)[9]

1902年至1903年,海底电缆从美国大陆连接到夏威夷,1902年连接到了关岛,1903年连接到菲律宾。1902年加拿大,澳洲,新西兰和斐济也完成了连线。

1910年,铺设淡水连接至日本长崎的海底电缆(已停用)。[10]

现今台湾本岛之国际海底光缆接入点包括以下四者:

  • 宜兰头城:电缆从宜兰县头城镇连结美国、日本、东北亚、东南亚、澳洲、新西兰、菲律宾等地。
  • 新北淡水:电缆从新北市淡水区连结。
  • 新北八里:电缆从新北市八里区连结。
  • 屏东枫港:电缆从屏东县枋山乡枫港连结中国大陆、琉球、日本、韩国、关岛,以迄美国西海岸的加州和俄勒冈州。

金门至厦门之海底光缆共二条线,一条从金门县金宁乡古宁头到厦门市大嶝岛;另1条从金门县金宁乡慈湖乌山头到厦门市观音山。2条光缆系统是金厦专用线路,互为备用,能确保通讯品质与可靠性。[11]

现代:光纤通讯电缆

2007年电缆图

1980年代,开始有了光纤电缆的发展。1988年,跨大西洋电话电缆第一次使用了光学纤维TAT-8。

铺设及修复

电缆铺设船

  • TYCO[12]
  • NSW[13]
  • ASN Marine[14]
  • Elettra;
  • FT Marine[15]
  • Global Marine Systems Limited[16]
  • NTT World Engineering Marine Corporation (NTT-WEM)[17]
  • S. B. Submarine Systems[18]
  • YIT Primatel Ltd.
  • E-MARINE[19]
  • IT International Telecom Inc.[20]
  • Subsea 7.[21]

修复

光缆修复的动画

电缆往往容易遭到渔船的拖网、船锚或海洋生物的意外破坏,有时也会在战时被敌军破坏。1929年纽芬兰大地震所引发大规模的海底崩塌,使得多条海底电缆同时受损。海底电缆受损有可能导致区域性互联网长途电话服务的中断,造成难以估算的损失,例如2006年恒春地震正是一例。

修理深海电缆,首先要定位出损坏的位置,损坏的部分将带到水面上修理。深水带的电缆必须剪断被破坏的部分,再带到水面上与另一头对接,重新修复的部分会较原来的更长一些。

加拿大新斯科细亚哈利法克斯附近有设立像 CS Cyrus West Field等数家修复公司,拥有专门修复电缆的修复船。有些大型的电信业者如法国电信日本电信电话等也拥有自己的海缆船。

参见

注释

  1. ^ TechTeleData - Broadband Infrastructure and Consultancy. web.archive.org. 2016-05-26 [2020-05-09].
  2. ^ SeaCableHi.jpg (photo). (原始内容存档于2010-12-23).
  3. ^ 海底光缆10个真相:情报机关爱听鲨鱼爱咬. 新浪科技. [2016-06-29]. (原始内容存档于2016-06-29).
  4. ^ Conti, Juan Pablo, Frozen out of broadband, Engineering & Technology, 2009-12-05, 4 (21): 34–36, ISSN 1750-9645
  5. ^ Welcome globusz.com - Hostmonster.com. web.archive.org. 2013-04-14 [2020-05-09].
  6. ^ Guarnieri, Massimo. The Conquest of the Atlantic [Historical]. IEEE Industrial Electronics Magazine. 2014-03, 8 (1): 53–67 [2020-05-09]. ISSN 1941-0115. doi:10.1109/MIE.2014.2299492. (原始内容存档于2019-06-03).
  7. ^ corporateName=National Museum of Australia; address=Lawson Crescent, Acton Peninsula. National Museum of Australia - Overland telegraph. www.nma.gov.au. [2020-05-09]. (原始内容存档于2020-03-30) (英语).
  8. ^ 林俶宽; 廖学瑞; 丁金彪. 海底電纜工程技術探討──土建規劃設計篇 (PDF). 中华技术. 2012, 95: 48–59 [2018-05-17]. (原始内容存档 (PDF)于2018-05-18).
  9. ^ 傅朝卿. 台灣氣象建築史調查研究──期末報告 (PDF). 台湾气象建筑史调查研究 (中央气象局). 2001: 1 [2018-05-17]. (原始内容存档 (PDF)于2018-05-18).
  10. ^ 萧旭智. 差異速度與接力網絡:日治時期臺灣的電報與社會 (PDF). 传播研究与实践. 2016, 6 (2): 87–116 [2018-05-17]. (原始内容存档 (PDF)于2018-05-18).
  11. ^ 金廈海纜完工 確保兩岸通訊. [2012].[永久失效链接]
  12. ^ Tyco Telecommunications - Marine Services. [2005]. (原始内容存档于2007-11-01).
  13. ^ Norddeutsche Seekabelwerke GmbH. [2005]. (原始内容存档于2020-07-17).
  14. ^ Cables, Umbilicals and Accessories. [2005]. (原始内容存档于2003-02-20).
  15. ^ http://www.marine.francetelecom.com/en/. [2006]. (原始内容存档于2007-11-01). 外部链接存在于|title= (帮助)
  16. ^ Global Marine Systems Limited. [2005]. (原始内容存档于2007-11-12).
  17. ^ NTT World Engineering Marine Corporation (NTT-WEM). [2005]. (原始内容存档于2007-11-13).
  18. ^ S. B. Submarine Systems. [2005]. (原始内容存档于2007-09-28).
  19. ^ Emirates Telecommunications & marine Services FZE. [2006]. (原始内容存档于2007-09-28).
  20. ^ IT International Telecom Inc.. [2006]. (原始内容存档于2011-02-02).
  21. ^ Subsea 7.. [2007]. (原始内容存档于2013-04-20).

外部链接


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