跨洋海底通信电缆的工作原理
我们的整个星球都紧紧包裹在有线和无线网络中，用于各种目的。整个信息网络的很大一部分由数据电缆组成。今天，它们不仅铺设在空中或地下，甚至还铺设在水下。海底电缆的概念并不新鲜。
第一个这样雄心勃勃的想法的实施始于 1858 年 8 月 5 日，当时美国和英国这两个大陆的国家终于通过一条跨大西洋的电报电缆连接起来，该电缆在一个月内保持良好状态，但很快就开始坍塌，最后因腐蚀而破裂。直到 1866 年，沿途的交通才可靠地恢复。
四年后，一条来自英国的电缆铺设到印度，直接连接孟买和伦敦。当时最好的实业家和科学家参与了项目的开发：惠斯通、汤姆森和西门子兄弟。尽管这些事件发生在一个半世纪以前，但即使在那时，人们仍在铺设数千公里长的通信线路。
这一领域和其他领域的工程思想工作也在 1956 年得到发展。与美国的电话连接也已建立。这条线路堪称“来自大洋彼岸的声音”，就像阿瑟·克拉克的同名书一样，讲述了这条跨洋电话线的建设故事。
肯定有很多人对电缆的设计方式感兴趣，该电缆设计用于在水下 8 公里的深度工作。显然，这种电缆必须耐用且绝对防水，强度足以承受巨大的水压，在安装和未来多年使用期间都不会损坏。
因此，电缆必须由特殊材料制成，即使在机械拉伸负载下也能保持通信线路可接受的操作特性，而不仅仅是在安装期间。
例如，考虑一下谷歌 9,000 公里的太平洋光缆，该光缆于 2015 年连接俄勒冈州和日本，提供 60 TB/s 的数据传输能力。该项目的成本为3亿美元。
光缆的传输部分在任何地方都不稀奇。主要特点是保护深海电缆，在如此大的深度下使用时保护光芯传输信息，同时增加通信线路的使用寿命。让我们依次看看电缆的所有组件。
电缆绝缘外层传统上由聚乙烯制成。选择这种材料作为外部涂层并非偶然。聚乙烯耐潮，不与海水中的碱和盐溶液发生反应，聚乙烯不与有机酸或无机酸反应，甚至包括浓硫酸。
尽管世界海洋的水域包含元素周期表中的所有化学元素，但聚乙烯是这里最合理和合乎逻辑的选择，因为排除了与任何成分的水的反应，这意味着电缆不会遭受环境。
聚乙烯被用作绝缘材料，并用于 20 世纪中叶建造的第一条洲际电话线。但由于聚乙烯本身具有天然孔隙率，无法完全保护电缆，因此还需要使用额外的保护层。
聚乙烯下面是聚酯薄膜，这是一种基于聚对苯二甲酸乙二醇酯的合成材料。聚对苯二甲酸乙二醇酯具有化学惰性，可耐受非常恶劣的环境，其强度是聚乙烯的十倍，耐冲击和磨损。聚酯薄膜在包括太空在内的工业领域得到了广泛的应用，更不用说在包装、纺织品等方面的众多应用了。
聚酯薄膜下面有一个电枢，其参数取决于特定电缆的特性和用途。它通常是实心钢丝编织层，赋予电缆强度和抵抗外部机械负载的能力。来自电缆的电磁辐射会吸引鲨鱼，鲨鱼会咬住电缆，如果没有配件，简单地被钓具抓住就可能成为威胁。
镀锌钢筋的存在使您可以安全地将电缆留在底部，而无需将其放入沟槽中。电缆由均匀的线圈在多层中加固，每一层的缠绕方向都与前一层不同。结果，这种电缆一公里的质量达到几吨。但是不能使用铝，因为它在海水中会发生反应生成氢气，这对光纤是有害的。
但是铝聚乙烯跟随钢筋，它作为一个单独的屏蔽和防水层。铝箔是铝箔和聚乙烯箔粘合在一起的复合材料。该层在大体积的电缆结构中几乎是不可见的，因为它的厚度只有大约 0.2 毫米。
此外，为了进一步加强电缆，还有一层聚碳酸酯。它足够坚固，同时重量轻。使用聚碳酸酯，电缆变得更能抵抗压力和冲击，聚碳酸酯用于生产防护头盔并非巧合。其中，聚碳酸酯具有高热膨胀系数。
聚碳酸酯层下面是铜（或铝）管。它是电缆芯结构的一部分，起屏蔽作用。该管内直接是带有封闭光纤的铜管。
不同光缆的光纤管数量和配置可以不同，必要时可适当缠绕。该结构的金属部件在这里为再生器提供动力，再生器恢复光脉冲的形状，光脉冲在传输过程中不可避免地会失真。
管壁和光纤之间放置疏水性触变凝胶。
深海光缆的生产地点通常尽可能靠近大海，最常见的是靠近港口，因为这种光缆重达数吨，最好由尽可能长的部件组装而成，至少 4每公里（这样一块的重量是 15 吨！！！）。
长距离运输如此沉重的电缆并非易事。陆路运输采用双轨平台，这样可以整件卷起来而不会损坏里面的纤维。
最后，电缆不能简单地从船上扔到水中。一切都必须具有成本效益和安全性。首先，他们获得使用不同国家沿海水域的许可，然后获得工作许可，等等。
然后他们进行地质调查，评估铺设区域的地震和火山活动，查看气象学家的预报，计算电缆所在区域发生水下滑坡和其他意外事件的概率。
他们考虑了深度、底部密度、土壤性质、火山、沉船和其他可能干扰工作或需要延长电缆的外来物体的存在。只有在仔细校准细节到最小的细节之后，他们才会开始将电缆装载到船上并进行铺设。
电缆连续铺设。它通过船上的一个海湾被运送到产卵场，在那里它沉入海底。机器以正确的速度展开电缆，同时在船沿着路线行驶时保持张力。如果电缆在安装过程中断裂，可立即吊上船进行修复。