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你未必知道的十个海底光缆真相

科普小知识2022-02-08 07:22:40
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当美国杂志《心理牙线》描述包括互联网在内的接线系统时,作家尼尔·斯蒂芬森把地球比作一个电脑主板。从挂着电缆的电线杆到嵌有光纤的警示牌,我们生活的世界被无数条线包围着。这些线路构成了互联网的基石。事实上,我们所能看到的地面互联网基础设施只是冰山一角,无数光缆被铺设在冰冷的海洋深处。以下是关于海底电缆的10个事实,你可能不知道。

你未必知道的十个海底光缆真相

铺设海底光缆是一项漫长而昂贵的工程。

99%的国际数据是通过海底通信电缆传输的。海底光缆的长度可达几十万英里,有些甚至深达珠穆朗玛峰。海底光缆是通过铺设船只铺设的,铺设过程不会简单地将铁砧固定的光缆沉入海底。通常,光缆必须穿过海底的平坦表面,铺设过程必须小心避开珊瑚礁、沉船、鱼类栖息地、其他生态栖息地和常见障碍。

光缆在浅水中的直径相当于罐装苏打水,而光缆在深海中的直径较小,类似于一支魔笔。由于铺设在海底8,000英尺(2,440米)处的光缆数量较少,因此不需要使用太多的镀锌屏蔽线。浅水中的光缆通过高压水射流被埋在海底。铺设1英里长海底电缆的成本取决于电缆的总长度和目的地。铺设一条跨海电缆的成本可能高达数亿美元。

你未必知道的十个海底光缆真相

如何铺设海底光缆?

鲨鱼喜欢咬海底电缆。

鲨鱼非常喜欢撕裂海底电缆。有不同的原因。有人说这与电磁场有关,有人只是出于好奇,有人甚至开玩笑说他们打算摧毁我们的通信基础设施,然后发动地面攻击。不管原因是什么,鲨鱼咬光缆是不争的事实,光缆有时会破坏互联网通信。为了解决这个问题,谷歌和其他公司已经对他们的光缆采取了保护措施,即使用防鲨鱼咬包皮。

你未必知道的十个海底光缆真相

3.海底光缆和地下光缆一样脆弱

似乎每隔几年,建筑工人的推土机就会意外切断光缆,导致网络中断。虽然海洋中没有工程机械来摧毁光缆,但仍然有许多威胁。除了鲨鱼,海底电缆也受到锚、拖网和自然灾害的威胁。一家多伦多公司提议在北极铺设一条光缆,连接东京和伦敦。在此之前,这一想法无法实现,但由于气候变化导致的冰盖融化,只要有充足的资金,铺设这种光缆的想法就能成为现实。

通过海底光缆连接世界并不是一个新想法。

1854年,第一条横跨大西洋的电报电缆开始铺设,连接纽芬兰和爱尔兰。四年后,第一份电报发出了,上面写着,“白宫收到了一个持续五分钟的信号。线圈信号太弱,无法传输。请慢而有规律。我已经安装了中间滑轮。”电报中的怀特豪斯指的是瓦尔德曼·怀特豪斯,大西洋电报公司的首席电气技师。电缆铺设四年后,查尔斯·狄更斯仍在写小说,沃尔特·惠特曼出版了《草叶集》,达拉斯正式成为得克萨斯州的一部分,美国参议院候选人林肯发表了关于“分离之家”的演讲

情报机构喜欢窃听海底光缆。

在冷战的高峰期,苏联经常在两个主要的海军基地之间传输简单的加密信号。当时,苏联官员认为深度加密既麻烦又没有必要,因为这两个基地是通过海底光缆连接起来的,并穿过覆盖着传感器的苏联领海。美国人不能冒险点燃第三次世界大战来摧毁光缆。此外,他们也不认为美国潜艇比目鱼能突破苏联国防军的监视。然而,正是这艘被忽视的美国潜艇发现了光缆并安装了一个巨大的窃听器,该窃听器每月返回一次收集到的信息。这项行动被称为“常春藤贝尔”。后来,前国家安全局分析师罗纳德·佩尔顿向苏联出售情报,揭露了常青藤联盟贝尔行动的秘密。现在,窃听海底电缆已经成为情报机构的“标准操作”。

6.许多*计划让光缆绕过美国以防止窃听。

美国在电子间谍方面有很大优势。美国的科学家、工程师和企业在发明和建设全球通信基础设施方面发挥了重要作用。大型数据线通常跨越美国边境和海域,降低了美国人窃听的难度。在美国国家安全局前雇员爱德华·斯诺登披露机密文件后,许多国家被激怒了,因为他们得知美国情报机构在拦截外国数据方面有多糟糕。现在,一些国家正在重新考虑互联网基础设施。巴西已经启动了一项向葡萄牙铺设通信电缆的计划,该计划不仅绕过了美国,还明确将美国公司排除在该计划之外。

7.海底光缆比卫星更便宜也更快。

我们将1000多颗卫星送入轨道,将探测器送入彗星,甚至计划进行载人火星探测任务。也许你会认为通过卫星连接互联网比海底光缆更理想。卫星肯定比海底光缆好,海底光缆是电话诞生之前发明的一项技术。然而,事实并非如此,至少目前不是这样。光缆和通信卫星都是在20世纪60年代引进的。卫星有一个主要的缺点,即发送和接收的信号需要穿越太空,这需要很长时间。光缆能以光速的99.7%传输数据。如果没有海底电缆,互联网就不会是这样。南极洲是唯一没有连接互联网的物理线路的大陆。它依靠卫星进行数据传输,带宽非常宝贵。南极洲正在进行的是一项非常重要的气候研究,它将产生大量数据。带宽绝不是一个小问题。目前,南极研究站产生的数据远远超过卫星传输的数据。

8.没有必要发动网络战来瘫痪互联网。你所需要的只是一台潜水机器和一把指甲钳。

好消息是切断海底通信电缆不是一件容易的事情,因为每条电缆都有数千伏的致命电压。坏消息是,这种破坏并非不可能,就像2013年在埃及发生的那样。2013年,在亚历山大北部地区,一群穿着潜水服的家伙故意切断了东南亚-中东-西欧光缆4。这条电缆长12500英里,连接三大洲。切断后,埃及的互联网速度立即下降了60%。

你未必知道的十个海底光缆真相

海底光缆的基本结构:聚乙烯层、聚酯树脂或沥青层、钢绞线层、铝防水层、聚碳酸酯层、铜管或铝管、石蜡、烷烃层、光纤束等。因此,它的直径通常为69毫米,每米重量高达10公斤。

9.海底光缆不容易修理。

如果你认为更换电缆很麻烦,想想更换海底电缆的困难。当海底光缆损坏时,专业维修船会赶到现场。如果光缆位于浅水区,可以派遣机器人将光缆发射并拖至水面。如果它在6500英尺(约1980米)的深海区域,维修船将使用特制的抓斗抓取光缆,然后将其提升到水面进行维修。有时,吊钩会切断受损的光缆,船只将通过将两端吊出水面进行修理。

10.海底光缆的寿命为25年

截至2014年,海底通信光缆数量已达到285条,其中22条已不再使用,被称为“黑色光缆”。海底光缆的使用寿命为25年。从容量的角度来看,海底光缆在其使用寿命期间在经济上是可行的。过去10年,全球数据消费呈现爆炸式增长趋势。2013年,互联网流量将达到人均5GB,2018年将增至14GB。这种增长无疑会带来容量问题,需要更频繁地升级光缆。然而,相位调制的新技术和海底线路终端设备的改进使一些地区的容量增加了8000%。海底光缆为互联网流量的激增做了充分的准备。