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为什么光缆要放置在海底,不怕被船只或潜艇刮

如果要问20世纪最伟大的发明是什么?相信大部分人都会指向互联网。但如果要问全世界的网络依靠什么来连接,可能大部分人的第一反应是通过卫星。这其实大错特错,因为全球互联网通信,尤其是跨远距离的通信超过95%的数据量,都是依靠海底光缆来实现的。截止目前,全球海底光缆的数量已经接近400条,总长度已经超过了140万公里,基本可以绕着地球环绕35圈。

如果海底光缆出现中断,那世界通信将会受到严重影响。因为光缆不但会被船只、潜艇挂断,甚至还可能会被鲨鱼给咬断,所以全世界几乎每隔一段时间都会发生光缆中断事件。看到这里,人们便会发出疑问,海底光缆是直接暴露在海水当中吗?为什么会被鲨鱼轻易找到呢?既然通信光缆在海底有中断的风险,那为什么不将光缆铺在陆地呢?又或者为什么不直接使用卫星通信呢?带着这些疑问,本期文章我们就来详细探讨一下。

在海底光缆发明之前,长距离的通信主要是依靠电报的形式。直到1850年,人们在英吉利海峡铺设了一条长约46公里的海底光缆,这才实现了有效的跨海长距离通信。而之所以不全面依靠卫星通信,主要是因为卫星通信有两个缺陷,一个是带宽有限,不可能支撑全部的民用领域。另一个是价格不菲,用来短时通信可以,而长时间使用普通群体根本耗费不起。相反,采用海底光缆,则拥有非常多的好处。不但信息容量大,而且抗干扰能力强,再加上保密性好、价格低廉等优势,所以19世纪往后,海底光缆的长度高速增长。

可以说,今天的全球互联网正是由海底光缆构建而成的。至于为什么不在陆地铺设光缆,道理就更加简单了。陆地地形往往高低起伏比较大,长距离的铺设成本太过高昂,而且陆地光缆很容易被人类的生产活动所干扰。相比之下,放在海底被干扰的概率就非常低了。那么海底光缆到底是怎么铺设的呢?难道往海里一扔就可以了吗?答案显然不是的。截止目前,海底光缆的铺设工程还普遍被认为是世界上最复杂的大型工程之一。整个铺设过程基本可以分为两个部分,一个是前海区域的埋设,另一个则是深海区域的敷设。

在浅海区域,工程船舶停留在距离海岸数公里的位置。利用岸上牵引机的牵引,将放置在浮包上的光缆向岸边牵引,然后拆除浮包,使光缆依靠自身重力沉至海底,并利用高压水柱在海底喷射出两三米深的壕沟,然后将光缆放入壕沟之内。但不用特意进行掩埋,因为海底洋流会自动将壕沟填平。而深海区域的敷设由于距离岸边比较远,因此需要用到大型的光缆敷设船,目前最先进的光缆敷设船基本可以载重2000公里的光缆,并以每天200多公里的速度进行铺设。

不过,因为深海区域地形比较复杂,无法通过目视得到海底的地形地貌。因此,在敷设的过程中,不但要使用水下监测器,还要使用水下的遥控车进行水下监测和调整,以避开那些海底不平整有岩石的地方。光缆敷设的流程虽然说起来比较容易,但在实际的施工过程中,敷设船要特别注意航行速度以及光缆的释放速度。因为光缆的入水角度以及敷设张力,很容易发生变化,一旦节奏没有掌握好就很容易使光缆发生折断。当前世界上能够进行光缆敷设的国家并不多,而我国恰恰就是其中之一。

讲完了光缆的辐射原理,最后我们再讲一下海底光缆为什么会中断。文章最开始我们就说到,海底光缆有被船只刮断,以及被鲨鱼咬断的风险。船只挂断比较好理解,当某些违规船只恰好将锚抛在了海底光缆区域,起锚时就非常容易刮到光缆。但要说光缆被鲨鱼咬断是不是有点夸张了呢?因为海底光缆本身就埋在三米深的壕沟当中,鲨鱼就算再有力气,也不可能掘地三米,而且光缆不能食用,没有血腥味儿,怎么会吸引鲨鱼呢?这是因为,在洋流的作用下,总有一部分的光缆会越埋越浅。

而光缆虽然没有血腥味,但因为要给信号中继器供电,所以光缆往往伴随有高电压的电力输送,而产生的电场就会让鲨鱼误以为这是食物。当然,除了以上两种中断的原因以外,海底光缆也会受到地震等自然灾害的影响。特别是海底强震,往往会造成多条光缆同时受损。比如台湾地区、日本地区就发生过这样的现象,不过地震影响的概率相对比较低。视频最后想问大家一个问题,如果海底光缆被意外弄断,那应该怎么维修呢?