海底電纜
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海底电缆,又稱海底通讯电缆(英語:Submarine communication cables),是用絕緣材料包裹的导线,铺设在海底,用於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,后来開始引入电话通讯,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。海底光纜不僅歷史悠久,對比通訊衛星在傳輸數據上也有著壓倒性的優勢。雖然人造衛星的方案看似简单不少,但是通信衛星均部屬在3.5萬公里高的地球同步軌道或甚至更遠的閃電軌道上,封包來回花費的時間與海底光纜相比會長很多,通訊品質和速度也無法与之相比。
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1. 聚乙烯外皮
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
現代電纜通常直徑約25毫米(0.98英寸),深海段重約1.4噸/公里(2.5短噸/英里;2.2噸長/英里),儘管大部分電纜較長,但深海段較重的電纜用於海岸附近的淺水部分[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洲。[3]南極洲是唯一沒有海底電纜聯結的洲。所有電話,影片和電子郵件流量必須通過衛星,因為光纖電纜不能承受南極洲10米深冰流,-80˚C低溫以及大量的突發狀況。[4]
历史
[编辑]概念及試驗
[编辑]1839年,威廉·庫克(William Cooke)和查爾斯·惠斯通(Charles Wheatstone)開始進行第一次試驗,用一條銅線,加上簡單的包裹,純試驗性質。庫克和惠斯通在1839年發表了他們的電報之後,橫跨大西洋的海底線的想法開始被認為是未來的走向。
萨缪尔·摩尔斯(Samuel Morse)早在1840年就宣布了對海底電纜的展望,並於1842年將一根用焦麻和印度橡膠绝緣的電線浸沒在紐約港的水中,並通過電線進行了電報。次年秋天,惠斯通在斯旺西灣進行了類似的實驗[5]。要確保長海底電纜的成功,必須使用良好的絕緣體來覆蓋導線並防止電流洩漏到水中。早在19世紀初期,普魯士的電氣工程師Moritz von Jacobi就曾嘗試過印度橡膠。
另一種可以通過加熱熔化的絕緣膠,可以很容易地塗在電線上,並於1842年問世。為英國東印度公司服務的蘇格蘭外科醫生威廉·蒙哥馬利(William Montgomerie)將Palattaum古塔胶樹的黏性果汁Gutta-percha引入歐洲。二十年前,蒙哥馬利曾在新加坡見過用古塔胶製成的鞭子,他相信這對製造外科器械很有用。邁克爾·法拉第(Michael Faraday)和惠斯通(Wheatstone)很快就發現了古塔膠的優點,並且在1845年,後者建議應使用它來覆蓋從多佛(Dover)到加來(Calais)鋪設的電線。 [6]1847年,時任普魯士軍官的威廉·西門子(William Siemens)在道依茨和科隆之間穿越萊茵河鋪設了第一根成功的水下電纜,使用的是古塔膠(gutta percha)絕緣材料。1849年,東南鐵路線的電工查爾斯·文森特·沃克(Charles Vincent Walker)在福克斯通(Folkestone)沿岸將兩英里長的塗有古塔膠的鋼絲浸沒在水中,並成功進行了測試。
早年:銅質通訊電纜
[编辑]歷史上的第一條海底電纜是在1850年在英國和法國之間鋪設的,那是由John Watkins Brett的盎格魯-法國電報公司(Anglo-French Telegraph Company)開設的一條穿越英吉利海峽的電纜,从现在的角度来看当时的电缆品質粗劣,沒有其他任何保护。1851年11月13日,第一次架设了拥有受保護核心的电缆,即真正的電纜,1852年,大不列顛及愛爾蘭被連接在一起。1852年海底電報公司第一次用纜線将倫敦到巴黎连接在一起。1853年,英格蘭一個電纜橫跨北海,被架设到荷蘭。
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f3/Atlantic_cable_Map.jpg/220px-Atlantic_cable_Map.jpg)
1858年塞勒斯·韦斯特·菲尔德(Cyrus West Field)說服英國工業家基金第一次嘗試建立一条跨大西洋的電報電纜。但完成後只維持了1個月。這項技術一直存在不少問題。於是科學家們不斷嘗試更新的技術,1865年和1866年大東電報局則用更為先進的技術,並產生了世界上第一個成功的跨大西洋電纜。1870年在印度用了這項新的技術。
中國大陸首條出現電報線路是由英國、俄國及丹麥鋪設,從香港經上海至日本長崎的海底電纜。由於清政府的反對,電纜被禁止在上海登陸。後來丹麥公司不理清政府的禁令,於1871年將線路引至上海公共租界,並在6月3日起開始收發電報。
當爪哇於1871年與澳大利亞北領地達爾文市相連時,海底電纜首先連接了世界各大洲(南極洲除外),這是因為預期到1872年澳大利亞陸上電報線將完工[7],從而連接南澳大利亞的阿德萊德,並至到澳大利亞。
台灣的第一、二條海底電纜是在1887年完成,包括由淡水連接福建連江川石島的海底電纜(長177海里,已停用)[8],以及安平連接澎湖的海底電纜(長53海里,已停用)[9]。
1902年至1903年,海底電纜從美國大陸連接到夏威夷,1902年連接到了關島,1903年連接到菲律賓。1902年加拿大,澳洲,新西蘭和斐濟也完成了連線。
1910年,鋪設淡水連接至日本長崎的海底電纜(已停用)。[10]
現代:光纖通訊電纜
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1980年代,開始有了光纖電纜的發展。1988年,跨大西洋電話電纜第一次使用了光學纖維TAT-8。
現今台灣本島之國際商用海底光纜接入點包括以下四者,共有15條7個機房,Meta與谷歌等均有投資持股:[11]
- 宜蘭頭城:電纜從宜蘭縣頭城鎮連結美國、日本、東北亞、東南亞、澳洲、紐西蘭、菲律賓等地。有APCN、APG、NCP、PLCN、SMW3等五條系統。[12]
- 新北淡水:電纜從新北市淡水區連結。共兩站,均位於新北市淡水海缆站。
- 新北八里:電纜從新北市八里區連結。有部屬EAC-C2C海纜。
- 屏東楓港:電纜從屏東縣枋山鄉楓港連結中國大陸、琉球、日本、韓國、關島,以迄美國西海岸的加州和奧勒岡州。
福州至新北之海底光纜共一條線,為福州市長樂區到新北市淡水區。此系統是福州至新北的直達海底電纜系統,名為:海峽一號(英文:Taiwan Strait Express-1,簡稱:TSE-1)
金門至廈門之海底光纜共二條線,一條從金門縣金寧鄉古寧頭到廈門市大嶝島;另1條從金門縣金寧鄉慈湖烏山頭到廈門市觀音山。2條光纜系統是金廈專用線路,互為備用,能確保通訊品質與可靠性。[13]
原定2017年由Google、臉書投資的太平洋光纖網路(PLCN)大型計劃,該最先進海纜已鋪設至香港,但因為美國FCC未核發執照,至今只連接到台灣與菲律賓[14]
鋪設及修復
[编辑]電纜鋪設船
[编辑]- TYCO[15]
- NSW[16]
- ASN Marine[17]
- Elettra;
- FT Marine[18]
- Global Marine Systems Limited[19]
- NTT World Engineering Marine Corporation (NTT-WEM)[20]
- S. B. Submarine Systems[21]
- YIT Primatel Ltd.
- E-MARINE[22]
- IT International Telecom Inc.[23]
- Subsea 7.[24]
修復
[编辑]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/34/Submarine_cable_repair_animation.gif/220px-Submarine_cable_repair_animation.gif)
電纜往往容易遭到天災、漁船的拖網、船錨或海洋生物的意外破壞,有時也会在戰時被敵軍破壞。1929年紐芬蘭大地震所引發大規模的海底崩塌,使得多條海底電纜同時受損。海底電纜受損有可能導致區域性互聯網和長途電話服務的中斷,造成難以估算的損失,例如2006年恆春地震正是一例,此次海底土石流位於呂宋海峽附近,有多條國際樞紐,距離枋山的电缆登陆点不遠,途經的海纜亦受波及,[25]
修理深海電纜,首先要定位出損壞的位置,損壞的部分将帶到水面上修理。深水帶的電纜必須剪斷被破壞的部份,再帶到水面上與另一頭對接,重新修復的部份會較原來的更長一些。
加拿大新斯科細亞哈利法克斯附近有設立像 CS Cyrus West Field等數家修復公司,擁有專門修復電纜的修復船。有些大型的電信業者如法國電信、日本電信電話等也擁有自己的海纜船。
參見
[编辑]注釋
[编辑]- ^ How submarine cables are made, laid, operated and repaired | TechTeleData - Broadband Infrastructure and Consultancy. web.archive.org. 2016-05-26 [2020-05-09]. (原始内容存档于2016-05-26).
- ^ SeaCableHi.jpg (photo). (原始内容存档于2010-12-23).
- ^ 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).
- ^ Conti, Juan Pablo, Frozen out of broadband, Engineering & Technology, 2009-12-05, 4 (21): 34–36, ISSN 1750-9645
- ^ Welcome globusz.com - Hostmonster.com. web.archive.org. 2013-04-14 [2020-05-09]. 原始内容存档于2013-04-14.
- ^ 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).
- ^ 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).
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- ^ 傅朝卿. 台灣氣象建築史調查研究──期末報告 (PDF). 台灣氣象建築史調查研究 (中央氣象局). 2001: 1 [2018-05-17]. (原始内容存档 (PDF)于2018-05-18).
- ^ 蕭旭智. 差異速度與接力網絡:日治時期臺灣的電報與社會 (PDF). 傳播研究與實踐. 2016, 6 (2): 87–116 [2018-05-17]. (原始内容存档 (PDF)于2018-05-18).
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- ^ 金廈海纜完工 確保兩岸通訊. [2012].[永久失效連結]
- ^ Google、臉書海纜 棄香港連台、菲. [2022]. (原始内容存档于2022-03-17).
- ^ Tyco Telecommunications - Marine Services. [2005]. (原始内容存档于2007-11-01).
- ^ Norddeutsche Seekabelwerke GmbH. [2005]. (原始内容存档于2020-07-17).
- ^ Cables, Umbilicals and Accessories. [2005]. (原始内容存档于2003-02-20).
- ^ 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) - ^ Global Marine Systems Limited. [2005]. (原始内容存档于2007-11-12).
- ^ NTT World Engineering Marine Corporation (NTT-WEM). [2005]. (原始内容存档于2007-11-13).
- ^ S. B. Submarine Systems. [2005]. (原始内容存档于2007-09-28).
- ^ Emirates Telecommunications & marine Services FZE. [2006]. (原始内容存档于2007-09-28).
- ^ IT International Telecom Inc.. [2006]. (原始内容存档于2011-02-02).
- ^ Subsea 7.. [2007]. (原始内容存档于2013-04-20).
- ^ 存档副本. [2022-03-17]. (原始内容存档于2022-03-17).
外部連結
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