海底電纜至今已有100多年歷史。1850年,盎格魯-法國電報公司橫跨英吉利海峽,鋪設了人類第一條海底電纜。1866年,人們又跨越大西洋,在歐洲、北美洲之間鋪設全長4000多英裡的海底電纜。
20世紀60年代,雷射信息傳送技術問世。80年代,海底通信光纜進入發展期,1988年第一條跨大西洋海底通信光纜鋪設成功,1989年跨太平洋海底光纜鋪設成功。從此海底光纜取代海底電纜,成為遠距離傳輸信息的主流。
到現在,總長39000公裡的海底光纜已將四大洲33個國家連接在一起,成為四通八達的密集網絡。每天數以億計的信息在網絡中傳輸,成為世界繁榮和經濟發展不可或缺的組成部分。
海底光纜鋪設周期長、投入大、設備複雜;同時又有工作環境惡劣、維護困難、受損影響大等一系列問題。所以如何保護光纜,是一項重要工程。
依海水深度不同,海底電纜鋪設分登陸段、淺海段、深海段。鋪設也分埋設和敷設,淺海用埋設,深海用敷設。光纜也有輕質海纜、單鎧裝海纜、雙鎧裝海纜、多鎧裝海纜等多種,使用壽命在25年以上。
威脅海底光纜的主要因素有:人為因素、自然環境和生物因素等。
1、人為因素。
水深小於100米的淺水區,海洋環境複雜,漁船、船舶、海洋工程密集,海底生物眾多。
漁船捕魚常用拖網,拖網上的拖門重好幾噸,海底拖行時刺入海床0.3米以上。一旦刮到光纜,很容易將其拉斷。
船舶航行和錨地一般要遠離光纜路線,但近海遇到惡劣天氣時,船舶經常要緊急下錨。不同種類的錨刺入海床深度不同,下錨中也會有偏移。如果錨拋到光纜附近,起錨時就容易刮斷光纜。
在所有光纜事故中,漁網拖掛和船錨刮斷的比例佔總數2/3左右。
2、自然環境因素。
海洋環境複雜,地質變動頻繁,經常發生滑坡、沉積物遷移,地震、火山等各種地質災害。這些災害嚴重的直接將光纜切斷,輕則把深埋的光纜翻出來,使其裸露在外,進而被破壞。
歷年光纜事故中,自然因素佔1/3左右。其中,地震對光纜破壞最嚴重,2006年、2011年都有海底地震損壞光纜的事故發生。
3、海洋生物因素。
海洋生物對於光纜危害較小,但也偶有發生。比如海底鑿巖生物破壞光纜鎧裝,鯊魚也會撕咬電纜。曾經有一隻鯊魚在攝像頭監視下,眾目睽睽中就把光纜咬壞了。
海底光纜工作環境很惡劣,所以淺海區用高標準的雙鎧裝、多鎧裝海纜。把光纖封在鋼管裡,外面用鋼絲纏繞,再用聚乙烯材料套在外面,像穿了多層鎧甲,抗腐蝕、抗拉能力都很強。光纜直徑十幾釐米,比人的小臂還粗。
淺海區用水噴式設備和海犁設備埋設,用高壓水衝出深溝,放入光纜後再回埋。溝的深度通常在1.5米左右,有的地方達3米或更深,埋得越深光纜越安全。
深海區人類活動少,海洋生物稀少,光纜安全程度提高不少。所以選直徑20毫米左右的輕質光纜,直接敷設在海底,以節省成本提高效率。
海底光纜需要仔細保護,一旦受損就要花費大量人力物力尋找損傷位,再將光纜切斷,從海底拖上來修復。修復工作科技含量很高,只有專業人員才能將頭髮絲一般粗細的光纖熔接到一起。
至於潛艇,一般不會刮斷光纜,但卻以另外一種方式威脅它——竊密監聽。和風漫談原創,禁止抄襲。
光纜內有海量機密信息,價值巨大,自然是敵人眼中的「香餑餑」。美國「海狼」級核潛艇,就有盜取光纜信息的特殊任務。它能下潛到600米海底,放出水下機器人(ROV),在國際光纜上安裝特種設備,盜取機密信息。
為了反竊聽,光纜中也有一些反制措施,一旦被竊聽便會及時通知。這就是矛與盾的競爭了。
綜上所述,海底光纜是重要基礎設施,對世界經濟發展影響重大。日常使用中,光纜容易受漁船拖網,船舶下錨、地質變動、海洋生物等多方面損害,也會被敵方潛艇竊密。所以海底光纜的鋪設、保護、修復、安全等諸多方面,都是值得研究的大問題。我們要時刻關注,搶佔技術高峰,才能在競爭中立於不敗之地。
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