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目前全球海底光纜分布圖
光纜大約有消防水管那么粗,但真正傳輸數(shù)據(jù)的光纖部分位于最中間,通常一條光纜中有一對或幾對光纖,由玻璃制成,只有頭發(fā)絲那么細。光信號就是從這些玻璃光纖中進行傳輸。
而光纖之外的部分全是保護層,通過各種材料和包裹設(shè)計來抵抗海底不那么友好的環(huán)境,如人類捕魚、海底水壓、船錨、地震,甚至鯊魚啃咬;另外,海水本身含鹽量非常高,一般材料如果長時間泡在鹽水里,容易遭腐蝕。光纜的特殊保護層使其可在沒有其他物理傷害的情況下,最多使用達25年的時間。但實際上,光纜都會因為技術(shù)更新而提前更換,就像手機沒壞,你卻更換更高性能的新手機一樣。

光纖

一條鯊魚想“嘗一嘗”光纜的味道。
我們身處一個Wi-Fi和無線流量的世界,當(dāng)你每天使用手機或電腦在互聯(lián)網(wǎng)信息的海洋中暢快地遨游時,是否想過,全球互聯(lián)網(wǎng)流量都是如何互聯(lián)互通的?信息通過滿天飛舞的無線電信號進入了我們的手機,但信息的最大洪流卻是在海底。
大約99%的跨洋網(wǎng)絡(luò)流量依靠的是海底光纜。海底光纜在2019年達到了近380根,總長達120萬千米左右,幾乎相當(dāng)于繞地球赤道30圈的長度。它們組成了一個巨大的“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”,是全球互聯(lián)網(wǎng)得以運行的中樞。只要是有海岸線的國家,幾乎都與海底光纜相連。
雖然人類已經(jīng)開發(fā)了通信衛(wèi)星和無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù),但這些技術(shù)遠不如海底光纜的流量和速度,在成本上卻高得多;而且,海底光纜不受天氣影響,傳輸非常穩(wěn)定。通信衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)主要用于沒有海底光纜連接的區(qū)域。

其實,在1850年,英國和法國之間就鋪設(shè)了世界第一條海底電纜,電話、電視、廣播等信號就是通過早期的海底電纜進行傳輸?shù)摹5娎|不可能實現(xiàn)當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)的速度和流量要求。
20世紀(jì)80年代,英美籍華裔物理學(xué)家高錕(kūn)和他的同事們開發(fā)了光纖通訊,1988年第一根光纜鋪設(shè)成功。光纖通訊的成功和后來的發(fā)展使今天的我們能享受便捷和高速的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。高錕也因此獲得了2009年的諾貝爾物理學(xué)獎。

在宇宙中,什么東西的速度最快?當(dāng)然是光,而光纜就是利用光的傳播來傳遞數(shù)字信號,因此速度非常快。現(xiàn)在一般的光纖每秒的傳輸量可以達到10Tb,大約相當(dāng)于200萬集電視劇的數(shù)據(jù)量。而最新型號的光纖每秒的傳輸量居然多達208Tb。
信息如何在光纖中傳輸呢?各種數(shù)字信息,如一段視頻、一封郵件等被編碼成光信號,其中的光子在玻璃光纖中來回折射著前行,就像一個皮球不斷在一個狹窄的管道里呈Z字形向前彈跳一樣。在光纖的末端,光信號又被解碼成電腦能懂的數(shù)字信息,讓人們收到。

繞成巨大線盤的光纜

光纜鋪設(shè)船

光纜鋪設(shè)船正在淺海處鋪設(shè)光纜。
鋪設(shè)海底光纜是一項復(fù)雜而艱巨的大工程,稱得上是一個人類奇跡。
首先,人們需要大約一年的時間做計劃,但即使做好了計劃,在鋪設(shè)之前,仍要派出特殊的船只按線路勘探海底情況,繪制海床地圖,以避開巖石、洋流、巖石滑坡、火山區(qū),以及高低起伏過多的海床。
光纜將被裝載在光纜鋪設(shè)船上,盤繞成巨大的線盤,再由工作人員出海鋪設(shè)。6000多千米的光纜,光是裝運上船,就需要大約1個月的時間。
在淺海區(qū),光纜鋪設(shè)船會放出水下挖掘機,挖掘機沉入海底,挖出一條溝渠(qú),將光纜埋進溝中;而在深海區(qū),借助水下檢測器和水下遙控車,工作人員一邊進行水下監(jiān)視,一邊調(diào)整路線,避開不安全的海床,將光纜直接放在海床上。