Подводный (подводный) оптоволоконный кабель, также известный как подводный кабель связи, представляет собой провод, обернутый изоляционным материалом и проложенный на морском дне для установления связи между странами.
Подводная волоконно-оптическая кабельная система в основном используется для соединения оптоволоконного кабеля и Интернета. Он разделен на две части: береговое оборудование и подводное оборудование. Подводный оптоволоконный кабель - самая важная и наиболее уязвимая часть подводного оборудования.
Состав оборудования
Подводный оптический кабель проложен на морском дне жгутом проводов, обернутым изолирующей оболочкой. Морская вода может предотвратить интерференцию внешнего света и магнитных волн, поэтому отношение сигнал / шум подводного кабеля высокое; отсутствует временная задержка связи по подводному оптическому кабелю. Расчетный срок службы подводных оптических кабелей составляет 25 лет непрерывной работы, в то время как у искусственных спутников обычно заканчивается топливо в течение 10–15 лет.
Основная структура подводного оптического кабеля: слой полиэтилена, слой полиэфирной смолы или асфальта, слой стальной пряжи, водонепроницаемый слой алюминия, слой поликарбоната, медная или алюминиевая трубка, парафин, слой алкана, жгут оптических волокон и т. Д.
Подводная оптическая кабельная система в основном используется для соединения оптических кабелей и Интернета. Он разделен на две части: береговое оборудование и подводное оборудование. Береговое оборудование упаковывает и передает такие услуги связи, как голос, изображение и данные. Подводное оборудование отвечает за обработку, отправку и прием сигналов связи. Подводное оборудование разделено на три части: подводный оптоволоконный кабель, повторитель и ответвитель &: подводный оптоволоконный кабель является наиболее важной и наиболее уязвимой частью.
Конструкция глубоководного оптического кабеля более сложная: оптическое волокно вставлено в пластиковый каркас U-образной канавки, а канавка заполнена смазкой или эластичным пластиком для формирования сердечника. Сердечник обмотан высокопрочной стальной проволокой. В процессе обертывания все щели следует заполнить водонепроницаемым материалом. Затем слой медной ленты оборачивается вокруг стальной проволоки, и шов сваривается, чтобы стальная проволока и медная трубка образовывали сопротивление. Комбинация сжатия и растяжения. Снаружи стальной проволоки и медной трубы следует добавить слой полиэтиленовой оболочки. Такая плотная многослойная структура предназначена для защиты оптического волокна, предотвращения поломки и предотвращения проникновения морской воды. В местах, где обитают акулы, снаружи подводного кабеля добавляется дополнительный слой полиэтиленовой оболочки.
Структура подводного оптического кабеля должна быть прочной и легкой по материалу, но нельзя использовать легкий металлический алюминий, потому что алюминий и морская вода будут электрохимически реагировать с образованием водорода, а молекулы водорода будут диффундировать в стеклянный материал оптического волокна. что увеличит потери в оптическом волокне. Следовательно, подводный оптический кабель должен не только предотвращать образование водорода внутри, но и предотвращать проникновение водорода в оптический кабель извне. По этой причине в начале 1990-х годов было разработано оптическое волокно с углеродным или титановым покрытием для предотвращения проникновения водорода и химической коррозии. Коннектор оптического волокна также должен быть высокопрочным, чтобы соединение сохраняло прочность исходного оптического волокна и поверхность исходного оптического волокна от повреждений.
Основные виды
В зависимости от морской среды и глубины воды его можно разделить на глубоководные оптические кабели и мелководные оптические кабели. Соответственно, конструкция оптического кабеля представлена однослойным броневым слоем и двухслойным броневым слоем. В методе представления модели изделия DK используется для однослойной брони, а SK - для двухслойной брони. Технические характеристики выражаются количеством и типом волокон.
По роли и функциям можно разделить на
Подводный кабель связи и подводный оптический силовой кабель. Первый в основном используется для услуг связи, а второй в основном используется для подводной передачи мощной световой энергии.
Технический принцип
Сети разных стран мира можно рассматривать как большую локальную сеть. Подводный и наземный оптические кабели соединяют их, образуя Интернет. Оптический кабель - это центральный нерв" Интернета, а США - это почти мозг" Интернета. Соединенные Штаты, родина Интернета, хранят множество серверов Web и IM (например, MSN). Из 13 корневых серверов, которые разрешают доменные имена в глобальном масштабе, 10 находятся в США. Войдите в систему на большинстве веб-сайтов .com и .net или отправьте электронные сообщения и данные. Почти всем приходится объезжать Соединенные Штаты, чтобы добраться до пункта назначения.
Подводные кабели теперь обслуживаются отдельно, и в целях безопасности подводные кабели также необходимо обслуживать в обычное время. Если кто-то выудит подводный кабель и добавит оптическое волокно, информация может быть украдена. В случае войны кто-то может повредить оптоволоконный кабель. Подводные кабели - лучшее решение для связи на сегодняшний день. Другие методы, такие как спутники и микроволновые печи, можно использовать в качестве дополнений, но кажется, что они не могут заменить подводные кабели, потому что их каналы ограничены. Это способ, позволяющий большинству пользователей дешево общаться.
Дистанционное электроснабжение подводной кабельной системы очень важно, и повторители на подводном кабеле полагаются на удаленное электроснабжение станции высадки. Цифровой повторитель, используемый в подводном оптическом кабеле, выполняет множество функций, а потребляемая мощность в несколько раз больше, чем у аналогового повторителя подводного кабеля. Электроснабжение требует высокой надежности и не может прерываться. Поэтому в местах, где обитают акулы, снаружи подводного оптического кабеля следует добавить два слоя стальной ленты и слой полиэтиленовой внешней оболочки. Даже при такой жесткой защите были случаи, когда полиэтиленовые изоляторы глубоководных оптических кабелей кусали акулы и вызывали перебои в подаче электроэнергии в конце 1980-х годов.
Основные особенности
По сравнению с наземными волоконно-оптическими кабелями, подводные волоконно-оптические кабели имеют много преимуществ: во-первых, им не нужно рыть туннели или использовать кронштейны, поэтому затраты невелики, а скорость строительства высокая; Из-за разрушения естественной среды, такой как ветер и волны, и вмешательства в производственную деятельность человека, кабель является безопасным и стабильным, с сильной защитой от помех и хорошими показателями конфиденциальности.
Метод строительства
Конструкция подводного оптического кабеля должна обеспечивать, чтобы оптическое волокно не подвергалось воздействию внешних сил и окружающей среды. Основные требования: он может адаптироваться к среде подводного давления, абразии, коррозии, биологии и т. Д .; иметь подходящий слой брони для предотвращения повреждений рыболовными тралами, якорями и акулами; обрывы оптоволоконного кабеля. В то же время минимизируйте длину проникновения морской воды в оптический кабель; он может предотвратить проникновение водорода в оптический кабель извне и образование водорода внутри него; имеет низкоомную схему дистанционного питания; выдерживает напряжение при укладке и переработке; Срок службы средний Требование более 25 лет.
Глубоководный (более 1000 метров) подводный оптический кабель имеет бронированную конструкцию, не содержащую стали, но конструкция сердечника кабеля и усиливающего элемента (обычно центральной стальной проволоки) должна обеспечивать защиту оптического волокна для предотвращения высоких давление морской воды и высокое давление при укладке и утилизации. напряжение. Чтобы предотвратить повреждение акул, два слоя стальной ленты должны быть намотаны по спирали на оболочку глубоководного оптического кабеля в районе моря, где обитают акулы, и должен быть сдавлен слой полиэтиленовой внешней оболочки.
Структура сердечника подводного оптического кабеля для мелководья (в пределах 1000 метров от воды) такая же, как и у глубоководного оптического кабеля, но оптический кабель для мелководья должен иметь однослойную или двухслойную броню из стальной проволоки. Количество слоев брони и внешний диаметр стальной проволоки определяются в зависимости от окружающей среды подводной лодки, глубины воды, возможности ее заглубления, рыбалки и т. Д. На трассе подводного кабеля.
Процесс укладки
Проект подводного кабеля признан сложным и сложным масштабным проектом странами всего мира. В мелководном море, если глубина воды менее 200 метров, кабели закапывают, а в глубоком море - прокладывают. Захоронение с помощью гидравлической струи является основным методом захоронения. На дне заглубленного оборудования имеется несколько рядов отверстий для распыления воды, расположенных параллельно с обеих сторон. Во время работы каждая скважина распыляет струи воды под высоким давлением на морское дно одновременно, чтобы смыть донные отложения и сформировать траншею для подводного кабеля; В верхней части оборудования имеется фартук. Он используется для прокладки кабеля (оптического кабеля) до дна подводной кабельной траншеи, и траншея автоматически заполняется приливом. Строительное судно буксирует заглубленное оборудование вперед, и через рабочий трос передаются различные инструкции. Машины для прокладки кабеля обычно не имеют оборудования для подводного заглубления и укладываются на поверхность морского дна под весом подводного кабеля.
Лодка продолжает движение вперед, затем с помощью подводного робота промывает траншею, вставляет оптический кабель, затем смывает песок обратно с помощью подводного робота, закрывает оптический кабель и затем продолжает движение вперед. Когда стыковка необходима, на лодке завершается соединение, затем пломбируется, а затем продолжается укладка. В настоящее время все подводные оптические кабели представляют собой оптические волокна, а кабелей очень мало, и все кабели, проложенные в настоящее время, зарыты в землю, то есть подводный робот используется, чтобы промыть траншею и заложить ее, а затем закопать почва.
Подводный робот фактически использует водяной насос высокого давления, чтобы нагнетать воду до высокого давления и распылять ее, тем самым выбегая из траншеи. Что касается обслуживания, то обслуживания нет вообще. Обычно в обслуживании нет необходимости. Вам нужно только проверять, регулярно ли оголяется оптический кабель с помощью подводного робота, и, если есть, прикрывать грязь. Кроме того, если он сломается, используйте детектор затухания, чтобы измерить его, чтобы получить конкретное положение, а затем пойти туда, чтобы выловить его, подключить или другими методами, обычно срезать весь поврежденный участок и заменить его новым.
Обработка инцидентов
перелом
Обычно есть две основные причины обрывов подводных кабелей. Один - это форс-мажоры, такие как землетрясения и цунами, а другой - антропогенные причины. После отключения кабеля это не только окажет огромное влияние на международную связь, но и приведет к еще более непредсказуемым потерям.
повреждать
Тросы часто могут быть повреждены рыболовными траулерами, якорями и даже акулами. Кабели иногда уничтожаются вражескими войсками во время войны. Великое землетрясение на Ньюфаундленде в 1929 году привело к крупномасштабному обрушению подводной лодки, в результате чего был поврежден трансатлантический кабель.
Одновременное повреждение нескольких подводных кабелей (например, землетрясение) может вызвать прерывание работы регионального Интернета и междугородной телефонной связи, что приведет к неисчислимым потерям. Например, землетрясение в Хэнчуне в 2006 году является примером.
Отремонтируйте глубокий трос, и поврежденную часть вынесите на поверхность для ремонта. Поврежденную часть глубоководного кабеля необходимо отрезать и вывести на поверхность для ремонта. Отремонтированная деталь будет длиннее оригинальной.
Некоторые важные кабели возле портов были проложены для ремонта судов, занимающихся ремонтом кабелей. Несколько реставрационных компаний, таких как CS Cyrus West Field, были созданы недалеко от Галифакса, Новая Шотландия. Некоторые крупные операторы связи, такие как France Telecom и Japan Telecom, имеют собственные подводные кабельные суда.
ремонт
Подводные оптические кабели обычно закапывают на глубине 1-2 метра ниже морского дна. Поскольку морское дно не очень ровное, оптические кабели иногда неизбежно будут оголены. Оптоволоконный кабель может быть поврежден, когда рыболовное судно стоит на якоре или использует трал для ловли рыбы. Поэтому место, где оптоволоконный кабель проходит по морскому дну, обозначено как зона без якоря, и судам не разрешается швартоваться. Этот принцип такой же, как и у оптических кабелей на суше. Мы часто видим знаки вроде" Под землей проходят оптические кабели и строительство запрещено" в дороге. Подводные оптические кабели должны быть защищены, а технологии должны быть усилены для повышения прочности на растяжение самого подводного кабеля.
Первым шагом в ремонтных работах является поиск точки останова. Инженеры подводного кабеля могут определить приблизительное местоположение точки останова при отключении телефона и Интернета. Береговый терминал может излучать световые импульсы, и обычное оптическое волокно всегда может передавать эти импульсы в море, но если волокно сломано, импульс отразится от этой точки, и береговой терминал может таким образом найти точку разрыва. . После этого новые оптические кабели должны быть доставлены на судах для ремонта, но первым делом необходимо извлечь сломанные оптические волокна.
Если глубина оптического кабеля под водой составляет менее 2000 метров, вы можете использовать робота, чтобы спасти оптический кабель. Как правило, он расположен в море с глубиной от 3000 до 4000 метров. Можно использовать только один тип крюка. На однократное втягивание грейфера требуется более 12 часов. После ловли на корабле обрыва оптического кабеля необходимо добавить кабель посередине. Эту работу выполняет высокопрофессиональный техник.
1. После того, как робот ныряет в воду, он сканирует и определяет точное местоположение поврежденного подводного оптического кабеля.
2. Робот выкапывает погруженный в грязь подводный оптический кабель и разрезает его ножницами для кабеля. Веревку опускали на лодку, привязывали робота к одному концу оптического кабеля, а затем вытаскивали его из моря. При этом робот устанавливает на разрезе беспроводной транспондер.
3. Используйте тот же метод, чтобы вытащить из моря еще один отрезок оптического кабеля. Как и при обслуживании телефонных линий, приборы на корабле подключаются к обоим концам оптоволоконного кабеля, а станция приземления подводного оптического кабеля в двух направлениях используется для определения того, какой конец оптического кабеля заблокирован. После этого заберите более длинную часть подводного кабеля с заблокированной частью и отрежьте ее. Другая секция была оборудована буем и оставлена временно плавать в море.
4. Затем вручную подключите запасной подводный оптический кабель к двум точкам разрыва подводного оптического кабеля. Подключение разъемов оптоволоконного кабеля - это работа с чрезвычайно высокой технической составляющей, которая не подходит для обычных людей. Это должно быть лицо, прошедшее специальное обучение и получившее лицензию от международной организации, прежде чем оно сможет работать.
5. После подключения запасного подводного оптического кабеля, после повторных испытаний, после нормализации связи, он будет брошен в морскую воду. В это время подводный робот собирается" бороться с" снова:" промыть" отремонтированный подводный оптический кабель, то есть использовать водяной пистолет высокого давления, чтобы вымыть ил на морском дне из траншеи, и" положить" в него отремонтированный подводный оптический кабель.
В то же время суровые погодные условия, такие как сильный ветер и морские волны, могут замедлить реставрационные работы.
