海底光纜的秘密

2020-12-02 騰訊網

海底光纜是網際網路的「中樞神經」，承載了全球90%以上的國際語音和數據傳輸，沒有它，網際網路只是一個區域網。

▲海底光纜分布圖

一直以來，它因埋藏於海底深處而披上神秘面紗，今天我們帶你走進海底光纜的世界。

海底光纜長什麼樣子？

海底光纜與陸地光纜一樣，裡面是頭髮絲大小的纖芯，不過，海底光纜需更為加強的鎧裝保護，且還有一個重要的組成部分——遠供電源導體，它將電輸送到海底中繼器。

遠供導體和海底中繼器到底是什麼關係？我們先來看看海底光纜系統組成。

海底光纜系統由兩部分組成：岸上設備和水下設備。

水下設備主要包括光纜、光放大器/中繼器和水下分支單元。

岸上設備主要包括光纜終端設備、遠供電源設備、線路監測設備、網絡管理設備和接地裝置等設備。

光纜終端設備負責兩端信號處理、發送和接收；檢測設備就是告警監控和故障定位等。

重點說說這個遠供電源設備。

眾所周知，儘管光纖速度快、帶寬足，但由於衰耗，它不能無限制的進行信號傳輸，所以，為了實現長距離傳輸，需要在中間加中繼器（信號放大器）。

這個問題在陸地上很容易解決，但是到了海底就變得棘手了。

茫茫大海，哪來的電源為中繼器供電？

所以，如上圖所示，海底光纜系統在兩端的陸地上配置了遠供電源設備，它通過海底光纜的遠供導體向海底中繼器饋電，從而解決供電的問題。

這個供電採用的是高電壓、低電流的直流供電，供電電流1安培左右，供電電壓可高達幾千伏。

再說說海底光纜的加強鎧裝保護。

儘管海底光纜不用擔心挖掘機那一鏟子，但是會受到船錨、自然災害（地震、海嘯等）等影響，還有充滿好奇的鯊魚閒著沒事過來磨磨牙，一旦遭到破壞影響極大，修復一趟極不容易，所以，需要加強鎧裝保護。

鎧裝保護根據海水的深淺度不同而不一樣。通常在海水較淺的地方，需要更強的鎧裝保護，主要是為了抵禦過往船隻的威脅。而在海水很深的地方，幾乎不需要加強鎧裝，光纜直徑不到20毫米。

下圖是各種海底光纜樣本。

再來介紹一下中繼器。長啥樣呢？

這是在光纜敷設船上的中繼器。

從圖片上可以看到，中繼器直徑比海底光纜大得多，正是因為這傢伙的尺寸限制了海底光纜的纖芯數量。因為光纜的纖芯越多，中繼器就會成比例擴大，同時對供電的要求也隨之加大。

這些海底光纜和中繼器一旦放進海裡後，如果不出現故障，幾十年就可以不用管它了。

那接下來我們來看一看海底光纜系統的岸上設備部分吧。

供電幾千伏電壓的電源機房到底長什麼樣（無比好奇）？

下圖左邊藍色的機櫃就是遠端供電設備。

這個藍色機櫃裡面由直流變換器組成，每一個變換器提供幾千伏直流電，且是N+1備份的。

這是電源監控界面，實時顯示海底光纜的供電電壓情況。

和所有的電源機房一樣，這裡也有備電電池，斷電時可由電池供電。

場面何其壯觀！

除了備電電池，還有用於備電的柴油發電機...

最後是線路終端設備機房。

海底光纜上岸後，會接入陸地終端設備，再通過配線架連接到傳輸終端設備，最後連接到各大數據中心。

▲配線架機房

這樣一來，海底光纜就連通了全球網際網路了。

那海底光纜斷了之後是怎麼修復的呢？

海底光纜的修復非常複雜，茫茫大海，要找到幾千米深處的不到10釐米的光纜，還要判斷故障點，仿若大海撈針。

不過，這難不倒那些聰明能幹的通信工程師。

▲海底光纜修復動態圖

首先，得用OTDR儀器找到故障點，判斷斷點具體位置，再派出水下機器人（ROV）在斷點處剪斷光纜，接著將光纜的兩端拉到在船上進行熔接。這個熔接過程相當複雜，因為需對光纜裡的頭髮絲粗細的光纖一根一根熔接。

▲ROV

完成光纜熔接後，將修復好的光纜拋入海中，並對其進行"衝埋"，即用高壓水槍將海底的淤泥衝出一條溝，再將修復的海底光纜"安放"進去，這一過程也由機器人完成。

好了，以上就是關於海底光纜的那些事，有遺漏或不當之處，歡迎留言。

圖片源於網絡

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