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本文內容摘自《中國測繪》2020年第5期
作為《人類群星閃耀時》書中的名篇,《越過大洋的第一次通話》繪就了一部人類科學技術與幽藍大海的鬥爭史。從1854年開始,造紙業富豪塞勒斯·韋斯特·菲爾德(Cyrus West Field,1819—1892)立志鋪設橫越大西洋、連接歐洲和北美的海底電纜,在克服重重阻力後歷時十餘年終獲成功。
1866年在愛爾蘭瓦倫西亞島施放大西洋電纜,電纜另外一頭連接著北美的紐芬蘭(愛爾蘭1979)
如今,電報早已不是流行的信息傳播方式,如非必需,分享與社交往往只選用免費的網絡軟體,連打個電話都顯「正式」與「奢侈」。值得一提的是,有一類海底電纜只傳輸電力,用於陸島之間、橫越江河或港灣、從陸上連接鑽井平臺或鑽井平臺間互相連接,以及將海上風電的產能輸出,距離較短,故不在此次探討之列。本文只關注與通訊有關的海底電(光)纜。
衝繩一呂宋一香港海底電纜開通極限明信片(日本1977)
以東協電纜地圖郵票為例
1961年,東南亞聯盟成立;1965年,新加坡從馬來西亞聯邦脫離後獨立;1967年8月8日,印度尼西亞、馬來西亞、新加坡、菲律賓、泰國五國外長在曼谷籤署《曼谷宣言》,東南亞國家協會(ASEAN)宣告成立;此後,汶萊、越南、緬甸、寮國和柬埔寨陸續加入東協。如何打破大海的阻隔,加強十國之間聯繫和合作,成為這個地區組織的頭等要事。位於馬來半島最南端的新加坡,毗鄰馬六甲海峽南口,地理位置優勢顯著,因此成為過境電纜登陸點的首選之地,再加上新加坡國際金融中心和轉口貿易中心的地位日漸形成,「信息至上」的理念對海底的電纜建設自然翹首企足。1978年、1980年和1983年,該國先後三次發行紀念海底電纜開通(新加坡—菲律賓馬尼拉段、新加坡—印尼雅加達段、新加坡—吉隆坡、曼谷段)共計12枚郵票和1枚小全張。同樣,菲律賓、泰國也在這一時期發行相關主題的地圖郵票。之後,多國還發行了SEA-ME-WE(South East Asia Middle East Western Europe)亞歐電纜系統的郵票,這條電纜以及後來的升級版均經過並登陸新加坡。
左上:新加坡一菲律賓海底電纜開通郵票(菲律賓1978)
左下:新加坡一印尼段海底光纜開通郵票(印尼1980)
右圖:東協海底電纜開通小全張(新加坡1983)
東協海底電纜開通郵票(泰國1983)
新加坡
印尼
斯裡南卡
沙烏地阿拉伯1986
東南亞-中東-西歐海底光纜開通郵票
海地光纜出現了
20世紀50年代,光導纖維在通訊領域運用的研究開始興起,高琨博士(Charles Kuen Kao,1933—2018)和霍克哈姆博士(George A.Hockham,1938—2013)即為該領域中的佼佼者。1966年,高琨發表《光頻率介質纖維表面波導》論文,描述了長程及高信息量光通信所需絕緣性纖維的結構和材料特性,並斷言只要解決好玻璃純度和成分等問題,就能用玻璃製作光學纖維來高效傳輸信息。儘管這一划破天際的理論自打出現就招致非議,但首個光纖系統在1981年成功問世並遍地開花,最終助力高琨先生在2009年成功問鼎諾貝爾物理學獎。
1988年,全長6700公裡的越洋海底光纜系統(TAT-8)鋪設完成,聯繫起美英法等國,這條光纜包含3對光纖,每對傳輸速率為280Mb/s。這是首條跨越大西洋的通信海底光纜,海底光纜時代由此揭開帷幕。次年,全長1.32萬公裡的跨太平洋光纜建設也宣告完工,在洲際海纜領域,電纜終被光纜替代。再往後,電纜式微,最好的證明就是20世紀90年代末中國村頭巷尾隨處可見「光纜無銅,請勿盜割」的標語。
登載著光纜路由圖的企業廣告郵資明信片(中國1999)
與同軸銅線的電纜不同,在外表絕緣、能抗海水腐蝕的聚乙烯等材料層層包裹下,深埋海底的光纜主要包含兩種核心結構:一是光纖——光信號的傳輸通道,細如髮絲,萬萬不可折斷;二是電線——為每間隔60多公裡設置的眾多中繼器供電,以對抗信號的衰減。
海地光纜鋪設離不開測繪
測繪,貫穿海底光纜生命的始終,它不僅支撐選線埋線的工作,而且提供精確定位數據,對日後巡線、修復工作至關重要。
海纜鋪設前,採用海洋調查船開展大規模的路由海上勘測調查,內容包括地形地貌測繪、底質調查、磁力探測等專業科目,綜合運用側掃聲吶系統、多波束測深系統、單波束測深儀、淺地層剖面儀、水下超短基線、全站儀等裝備,最終得出海纜鋪設的平面走向和埋設要求。
施工時,海纜鋪設船的引擎由電腦連接著GPS導航系統,能夠精密調整航向到達預定海域開展作業並固定姿態。在淺水區,潛水員負責埋入海纜。在人員無法到達時,投入挖掘機一般的海犁。船牽引著海犁,在海床上貼地向前並用高壓水噴射形成2米深的溝槽,在放入海纜後,又用海底沉積物將光纜覆蓋。當處於大陸坡後,還必須小心翼翼地提防海犁在下滑時翻覆並扯斷光纜。只有當到達足夠的深度,光纜才不容易受到人為幹擾和損壞,其鋪設變得相對簡單,但光纜的每一處空間位置都會被記錄備份,便於往後大海撈「線」。
TeleGeography海底光纜地圖
每年春天,位於美國加州的TeleGeography公司都會發布世界海底電纜地圖,該公司收集和分析有關世界業已公開的海底光纜的數據,以「將數據變為地圖」為使命,布局地圖背後的電信諮詢業務。現在全球95%以上的國際數據通過110多萬公里海底光纜進行傳輸,2019年的新版地圖全圖基於一幅歐美版世界地圖,用直線段的形式將當今世界420個海底電纜系統和1106個海纜登陸站攬括其中,包括已經投入運營的、在建的和有望在2021年底之前投產的。據悉,僅在2016年-2020年期間,全球共部署了107個海底電纜系統,全長超過40萬公裡,總價值超過138億美元。唯一不能打破的是SEA-ME-WE3(亞歐)海底光纜的長度記錄。這條於世紀之交如期落成的光纜經過西歐、中東、東南亞最後進入東亞,從汕頭和上海接入我國境內,行程3.9萬公裡,幾乎和赤道等長。
海纜行業的景氣在於,一方面是以需求為導向的建設,有望解決部分國家網絡傳輸的瓶頸,另一方面是使用壽命即將屆滿25年海纜的更換和升級,兩者疊加促成新的建設高峰。還有一個原因是財大氣粗的新科技公司也由過去單純的投資客之一,逐步躋身為海纜建設者,試圖打破電信公司的一統天下。所以,新科技公司才是光纜地圖潛在的大客戶。
曾經,斷網之事屢見報端,激起抱怨連連,現在從光纜地圖上看到,哪怕遭遇海嘯、海底地震等重大災難,由單線連接到樹形分支再發展為環形路徑的海底電纜提供了備選方案——信號只需繞道而行,無非只是多了時延和網絡擁堵。在全球疫情之下,交通、旅遊、商貿、跨國郵政等都受到影響,雖彼此不能見面,但人依舊心靈偎依。在這背後,光纜居功至偉,它們默默無聞、兢兢業業地傳播文字、照片和視頻信息,互聯互通起地球村的每個角落,肩負著全球通訊網絡最重要一環的使命。
結束語
回到1993年12月,中國開通了第一條國際海底光纜,這是中國不斷增強國家實力的眾多起點之一。兩年後,中韓海底光纜系統在1995年底開通。這條光纜由中國郵電部電信總局和韓國通信共同投資建設,由我國首次獨立承擔施工任務。海纜跨過東海,總長550公裡,起止點為青島和韓國西部的泰安郡,可開通7560條電路,成為我國國際電路進入太平洋國際通信網的重要通道。中韓兩國在1992年8月建交,所以這次光纜開通的象徵意義可謂深遠,兩國先後發行郵票慶祝,只不過地圖圖案都設計得中規中矩,導致價格多年來原地踏步、跑不過通脹,還好加字「祝賀中韓海底光纜開通」印刷的中國電話磁卡價格一路高漲。
中國(1995)
韓國(1996)
時至今日,亞洲仍有國家還沒開通一條海底光纜,在TeleGeography海底光纜地圖上特別打眼。因為缺少海底電纜的支撐,網際網路發展受到限制,這些國家的人民從網絡獲得快樂的便利性大打折扣,難怪小型DVD播放機還有強勁的市場需求。
文、圖 / 付強
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原標題:《海纜地圖背後的世界》
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