采用光纤技术的海底光缆(Undersea fiber cable)系统自使用至今虽然才20 多年,但是与以前的模拟同轴电缆系统和卫星通信系统相比,在传输容量、可靠性和质量方面,已使全球通信发生了彻底的变革。进入21 世纪,随着光通信技术,如先进的光调制技术、色散补偿技术、前向纠错技术、平面集成波导等技术的不断进步,海底光缆通信系统的速率也在不断提高,从2.5 Gbit/s、5 Gbit/s 已提高到10 Gbit/s、40 Gbit/s[1]。甚至有人在2009 年已进行了26 个信道、100 Gbit/s 速率、401 km 无中继传输试验。这种基于波分复用+ 掺铒光纤放大器+ 同步数字序列(WDM+EDFA+SDH)技术的海底光缆系统,称为第三代海底光缆系统。在C 波段,EDFA 增益带宽通常只有20- 30 nm。采用C+L 波段66 nm 增益带宽的EDFA 中继器,已实现了
海底光缆无电中继器6 850 km 的传输。采用传输光纤受激拉曼散射(SRS:Stimulated Brillouin scattering)放大,在1 430- 1 502 nm 波长范围内,采用4 种泵浦源,在
1 536.4- 1 610.4 nm 波长范围内,信号增益带宽可以达到74 nm,这种系统比C+L 波段的EDFA 放大中继系统的结构更简单。在这么宽的范围内已实现了密集波分复用(DWDM)信号7 400 km 无电中继传输,该系统使用240 个波长,波长间距37.5 GHz,每个波长携带12 Gbit/s 的信号。
海底通讯电缆是用绝缘材料包裹的导线,铺设在海底用来实现国家之间的电信传输。首批海底通讯电缆提供电报通讯,后来开始引入电话通讯和互联网通讯,而现代的光缆还使用了光纤技术,因此被称为海底光缆。简单来说,海底光缆铺设就是把光缆放在海底光缆敷设船上,然后船慢慢开动的同时把光缆平铺沉入海底。具体来说,光缆铺设主要包括光缆路由勘查清理、光缆敷设和冲埋保护三个阶段。光缆敷设通常是由挖掘海底的缆线埋设机来完成的,它有点像耕田时使用的犁,由海底光缆敷设船拖曳前进,并通过工作光缆作出各种指令。其底部有几排喷水孔,作业时,每个孔同时向海底喷射出高压水柱,将海底泥沙冲开,形成光缆沟。而设备上部有一导缆孔,用来引导光缆(光缆)到光缆沟底部。
过去,常常借海流让砂自然覆盖在沟上面,以省去埋缆线的时间。而现在通常会用配备高压水泵的水下机器人冲一个沟然后放进去再埋上泥土。怎么“防腐”:海底光缆由于长期浸泡在浓度高的海水中,所以极易受到海水腐蚀。此外,氢分子会扩散到光纤的玻璃材料中,使光纤的损耗变大。因此海底光缆既要防止内部产生氢气,同时还要防止氢气从外部渗入光缆。目前,海底光缆的结构是将经过一次或两次涂层处理后的光纤螺旋地绕包在中心,加强构件(用钢丝制成)包在周围。海底光缆的基本结构通常为:聚乙烯层、聚酯树酯或沥青层、钢绞线层、铝制防水层、聚碳酸酯层、铜管或铝管、石蜡,烷烃层、光纤束等。因此其直径通常是69毫米,每米的重量高达10公斤,设计寿命为持续工作25年。
对海底电缆进行深埋保护,减小复杂的海洋环境对海底电缆的影响,保证运行安全。在沙地及淤泥区,用高压冲水产生一条约2米深的沟槽,将电缆埋入其中,旁边的沙土将其覆盖;在珊瑚礁及粘土区,用切割机切割一条0.6-1.2米深的沟槽,把电缆埋入沟槽,自然回填形成保护;在坚硬岩石区,需在电缆上覆盖水泥盖板等硬质物体实施保护。在有鲨鱼出没的地区,在海底光缆的外面还要加上钢带绕包两层和再加一层聚乙烯外护套。
海底电缆(undersea cable)是用绝缘材料包裹的电缆,铺设在海底,用于电信传输。海底电缆分海底通信电缆和海底电力电缆。现代的海底电缆都是使用光纤作为材料,传输电话和互联网信号。全世界第一条海底电缆是1850年在英国和法国之间铺设。中国的第一条海底电缆是在1888年完成。
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