海底光纜，Submarine Optical Fiber Cable。又稱海底通訊電纜，是用絕緣材料包裹的導(dǎo)線，鋪設(shè)在海底，用以設(shè)立國家之間的電信傳輸。作為一種高質(zhì)量、低成本、大容量的傳輸手段日益受到人們的青睞。海纜通信已有100多年的歷史。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，從1987年至2001年間，世界總共建設(shè)了大大小小的海底光纜系統(tǒng)170多個(gè)，大約有130余個(gè)國家通過海底光纜聯(lián)網(wǎng)。
▲世界海底電纜鋪設(shè)圖一覽
2016年6月30日，一條由中國移動(dòng)、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(fù)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(diǎn)則有兩個(gè)：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)鳳凰科技援引谷歌海底光纜架構(gòu)團(tuán)隊(duì)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(tái)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?！?/strong>
盡管光纜只在美國和日本設(shè)有登陸點(diǎn)，但據(jù)項(xiàng)目經(jīng)理米山賢一介紹，該項(xiàng)目將不僅能使美日兩國獲益，整個(gè)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(huì)向東亞其他地區(qū)提供服務(wù)。
這么長的海底光纜是如何鋪設(shè)的呢?
簡單來說，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(dòng)的同時(shí)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(hù)三個(gè)階段。
光纜敷設(shè)通常是由挖掘海底的纜線埋設(shè)機(jī)來完成的，它有點(diǎn)像耕田時(shí)使用的犁，由海底光纜敷設(shè)船拖曳前進(jìn)，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(shí)，每個(gè)孔同時(shí)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(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(shí)間。而現(xiàn)在通常會(huì)用配備高壓水泵的水下機(jī)器人沖一個(gè)溝然后放進(jìn)去再埋上泥土。
▲此前在日本千葉近海敷設(shè)海底光纜
海底光纜是如何防腐的?
海底光纜由于長期浸泡在濃度高的海水中，所以極易受到海水腐蝕。此外，氫分子會(huì)擴(kuò)散到光纖的玻璃材料中，使光纖的損耗變大。因此海底光纜既要防止內(nèi)部產(chǎn)生氫氣，同時(shí)還要防止氫氣從外部滲入光纜。目前，海底光纜的結(jié)構(gòu)是將經(jīng)過一次或兩次涂層處理后的光纖螺旋地繞包在中心，加強(qiáng)構(gòu)件(用鋼絲制成)包在周圍。
海底光纜的基本結(jié)構(gòu)通常為：聚乙烯層、聚酯樹酯或?yàn)r青層、鋼絞線層、鋁制防水層、聚碳酸酯層、銅管或鋁管、石蠟，烷烴層、光纖束等。因此其直徑通常是69毫米，每米的重量高達(dá)10公斤，設(shè)計(jì)壽命為持續(xù)工作25年。
▲“FASTER”項(xiàng)目所用到的海底光纜結(jié)構(gòu)圖
海底光纜是如何修復(fù)的?
海底光纜常常會(huì)出現(xiàn)故障，有時(shí)候是來自船舶、鯊魚等不經(jīng)意間的破壞，有時(shí)候是敵軍的蓄意的破壞，更多的時(shí)候是地震所引起的問題。比如2006年受臺(tái)灣地震影響，多條國際海底通信光纜發(fā)生中斷，導(dǎo)致國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)用戶無法正常訪問國外網(wǎng)站。同樣2011年，受日本地震的影響，多條途經(jīng)日本相關(guān)海域的海底光纜出現(xiàn)故障，而后許多中國用戶發(fā)現(xiàn)無法登錄美國網(wǎng)站。
與鋪設(shè)光纜相比，修復(fù)光纜的難度有增無減，因?yàn)閺纳钸_(dá)幾百米甚至幾千米的海床上找到直徑不到10厘米的問題光纜，就如同大海撈針，而修復(fù)后再續(xù)接的難度也非常大。
▲海底電纜修復(fù)示意圖
而通常，一般海底光纜故障處理會(huì)經(jīng)過幾個(gè)步驟。首先，使用擴(kuò)頻時(shí)域反射儀來定位大致的故障位置。之后，通過潛水機(jī)器人找到受損海底光纜的精確位置，切斷故障位置，并將剩余兩端拖回修理船進(jìn)行修復(fù)。接下來，用備用海底光纜連接受損光纜的兩個(gè)斷點(diǎn)，經(jīng)測試后再放回海底。
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