Підводний (підводний) волоконно-оптичний кабель, також відомий як підводний кабель зв'язку, являє собою провід, обмотаний ізоляційним матеріалом і прокладений на морському дні для встановлення телекомунікаційної передачі між країнами.
Підводна волоконно-оптична кабельна система в основному використовується для підключення волоконно-оптичного кабелю та Інтернету. Він поділяється на дві частини: берегове обладнання та підводне обладнання. Підводний волоконно-оптичний кабель є найважливішою і найбільш вразливою частиною підводного обладнання.
Структура обладнання
Підводний оптичний кабель прокладається на морському дні пучком дроту, загорнутою в ізоляційну оболонку. Морська вода може запобігти інтерференції зовнішніх світлових і магнітних хвиль, тому відношення сигнал/шум підводного кабелю є високим; немає затримки в часі зв'язку підводного оптичного кабелю. Проектний термін служби підводних оптичних кабелів становить 25 років безперервної експлуатації, тоді як штучні супутники зазвичай закінчують паливо протягом 10-15 років.
Основна структура підводного оптичного кабелю: шар поліетилену, шар поліефірної смоли або асфальту, шар сталевої жили, алюмінієвий водонепроникний шар, шар полікарбонату, мідна або алюмінієва трубка, парафін, шар алкану, пучок оптичних волокон тощо.
Підводна оптична кабельна система в основному використовується для підключення оптичних кабелів та Інтернету. Він поділяється на дві частини: берегове обладнання та підводне обладнання. Берегове обладнання упаковує та передає послуги зв'язку, такі як голос, зображення та дані. Підводне обладнання відповідає за обробку, відправку та прийом сигналів зв'язку. Підводне обладнання поділяється на три частини: підводний волоконно-оптичний кабель, ретранслятор і"блок": підводний волоконно-оптичний кабель є найважливішою і найбільш вразливою частиною.
Структура глибоководного оптичного кабелю складніша: оптичне волокно встановлюють в пластиковий каркас П-подібної канавки, а канавку заповнюють мастилом або еластичним пластиком для формування серцевини. Сердечник обмотаний високоміцним сталевим дротом. У процесі обгортання всі щілини слід заповнити водонепроникним матеріалом. Потім шар мідної стрічки обмотується навколо сталевого дроту і шов зварюється, щоб сталевий дріт і мідна труба утворили опір Комбінація стиснення і розтягування. На зовнішній стороні сталевого дроту та мідної труби слід додати шар поліетиленової оболонки. Така щільна багатошарова структура має захистити оптичне волокно, запобігти поломці та запобігти проникненню морської води. У місцях зараження акулами до зовнішньої сторони підводного кабелю додається додатковий шар поліетиленової оболонки.
Конструкція підводного оптичного кабелю має бути міцною та легкою за матеріалом, але не можна використовувати легкий металевий алюміній, оскільки алюміній і морська вода будуть електрохімічно реагувати з утворенням водню, а молекули водню будуть дифундувати в скляний матеріал оптичного волокна, що збільшить втрати оптичного волокна. Таким чином, підводний оптичний кабель повинен не тільки запобігати утворенню водню всередині, а й запобігати проникненню водню в оптичний кабель ззовні. З цієї причини на початку 1990-х років було розроблено оптичне волокно з вуглецевим або титановим покриттям для запобігання проникненню водню та хімічній корозії. Роз’єм для оптичного волокна також має бути високоміцним, тому з’єднання зберігає міцність оригінального оптичного волокна та поверхню оригінального оптичного волокна від пошкодження.
Основні види
За різними морськими середовищами та глибинами води його можна розділити на глибоководні оптичні кабелі та мілководні оптичні кабелі. Відповідно, структура оптичного кабелю представлена одношаровим шаром броні та двошаровим шаром броні. У методі представлення моделі продукту DK використовується для одношарової броні, а SK — для двошарової. Технічні характеристики виражаються кількістю і типом волокон.
За роллю і функціями можна розділити на
Підводний кабель зв'язку та підводний оптичний кабель живлення. Перший в основному використовується для послуг зв'язку, а другий в основному використовується для підводної передачі світлової енергії високої потужності.
Технічний принцип
Мережі різних країн світу можна розглядати як велику локальну мережу. Підводний і наземний оптичні кабелі з'єднують їх, утворюючи Інтернет. Оптичний кабель - це"центральний нерв" Інтернету, а Сполучені Штати майже"мозок" Інтернету. Як батьківщина Інтернету, Сполучені Штати зберігають багато веб-серверів і миттєвих повідомлень (наприклад, MSN). З 13 кореневих серверів, які вирішують доменні імена в усьому світі, 10 знаходяться в Сполучених Штатах. Увійдіть на більшість веб-сайтів .com і .net або надішліть електронні листи, дані Майже всім потрібно об’їхати Сполучені Штати, щоб дістатися до пункту призначення.
Підводні кабелі тепер обслуговуються окремо, а з цілей безпеки підводні кабелі також потрібно обслуговувати в звичайний час. Якби хтось виловив підводний кабель і додав оптичне волокно, інформацію могли вкрасти. Якщо буде війна, хтось може пошкодити волоконно-оптичний кабель. Підводні кабелі - найкраще рішення для зв'язку сьогодні. Інші методи, такі як супутники та мікрохвилі, можна використовувати як доповнення, але здається, що вони не можуть замінити підводні кабелі, оскільки їхні канали обмежені. Це спосіб, який дозволяє більшості користувачів дешево спілкуватися.
Дистанційне живлення підводної кабельної системи є дуже важливим, а повторювачі вздовж підводного кабелю покладаються на дистанційне живлення посадкової станції. Цифровий ретранслятор, який використовується в підводному оптичному кабелі, має багато функцій, і споживана потужність у кілька разів більше, ніж у аналогового повторювача підводного кабелю. Джерело живлення вимагає високої надійності і не може бути перервано. Тому в місцях зараження акулами до зовнішньої сторони підводного оптичного кабелю слід додати два шари сталевої стрічки та шар зовнішньої поліетиленової оболонки. Навіть з таким жорстким захистом були випадки, коли поліетиленові ізолятори глибоководних оптичних кабелів були покусані акулами і спричиняли відключення електроенергії наприкінці 1980-х.
Основні риси
У порівнянні з наземними волоконно-оптичними кабелями, підводні волоконно-оптичні кабелі мають багато переваг: по-перше, їм не потрібно копати тунелі або підтримувати кронштейни, тому інвестиції невеликі, а швидкість будівництва висока; Через руйнування природного середовища, такого як вітер і хвилі, а також перешкоди виробничій діяльності людини, кабель є безпечним і стабільним, має сильну здатність проти перешкод і гарну конфіденційність.
Спосіб будівництва
Конструкція підводного оптичного кабелю повинна гарантувати, що оптичне волокно не піддається впливу зовнішніх сил і навколишнього середовища. Основні вимоги: він може адаптуватися до середовища підводного тиску, стирання, корозії, біології тощо; мати відповідний шар броні, щоб запобігти пошкодженню від тралів, якорів та акул; обриви волоконно-оптичного кабелю. У той же час мінімізуйте довжину морської води, що проникає в оптичний кабель; він може запобігти проникненню водню в оптичний кабель ззовні та водню, що утворюється всередині; має схему дистанційного живлення з низьким опором; витримує натяг під час укладання та переробки; термін служби середній Вимоги більше 25 років.
Глибоководний (понад 1000 метрів) підводний оптичний кабель має несталеву броньовану конструкцію, але структура сердечника кабелю та підсилювального елемента (зазвичай центральний сталевий дріт) повинні мати можливість захистити оптичне волокно, щоб запобігти високому тиск морської води та високий тиск під час укладання та переробки. напруга. Щоб запобігти пошкодженню акул, на оболонку глибоководного оптичного кабелю в морській зоні, де заражені акули, слід спірально намотати два шари сталевої стрічки і стиснути шар поліетиленової зовнішньої оболонки.
Основна структура підводного оптичного кабелю мілкого моря (у межах 1000 метрів води) така ж, як і глибоководного оптичного кабелю, але мілководний оптичний кабель повинен мати одношарову або двошарову сталеву дротяну броню. Кількість шарів броні та зовнішній діаметр сталевого дроту визначаються відповідно до середовища підводного човна, глибини води, чи можна її зарити, риболовлі тощо маршруту підводного кабелю.
Процес укладання
Проект підводного кабелю визнаний країнами всього світу складним і важким масштабним проектом. На мілководді, якщо глибина води менше 200 метрів, кабелі закопують, а на глибоких – прокладають. Гідравлічне заглиблення є основним методом захоронення. На дні закопаного обладнання є кілька рядів отворів для розпилення води, які розподілені паралельно з обох боків. Під час роботи кожен отвір одночасно розбризкує струмені води високого тиску на морське дно, щоб змити осад морського дна та утворити підводну кабельну траншею; верхня частина обладнання має ковпачок, який використовується для наведення кабелю (оптичного кабелю) до дна підводної кабельної траншеї, а траншея автоматично заповнюється припливом. Закопане обладнання буксирується вперед будівельним судном, а через робочий трос даються різні інструкції. Машини для прокладання кабелю, як правило, не мають підводного погребального обладнання і прокладаються на поверхні морського дна під вагою підводного кабелю.
Човен продовжує рухатися вперед, а потім промиває траншею підводним роботом, вставляє оптичний кабель, а потім змиває пісок назад за допомогою підводного робота, накриває оптичний кабель, а потім продовжує рухатися вперед. Коли знадобиться стикування, завершується з'єднання на човні, а потім ущільнюють, а потім продовжують укладання. На даний момент всі підводні оптичні кабелі є оптичними волокнами, а кабелів дуже мало, і всі кабелі, які зараз прокладені, закопані в ґрунт, тобто підводний робот використовується для промивання траншеї і закладення її, а потім закопування ґрунт.
Підводний робот фактично використовує водяний насос високого тиску, щоб нагнітати воду до високого тиску і розпорошувати її, тим самим вириваючи з траншеї. Щодо технічного обслуговування, то технічного обслуговування немає взагалі. Як правило, обслуговування не потребує. Вам потрібно лише перевіряти, чи оголюється оптичний кабель на регулярній основі за допомогою підводного робота, і якщо є, засипати бруд. Крім того, якщо він зламався, скористайтеся детектором загасання, щоб виміряти його, щоб отримати конкретне положення, а потім йдіть туди, щоб виловити його, підключити або іншими способами, як правило, відрізати всю пошкоджену ділянку і замінити її на нову.
Обробка інцидентів
перелом
Зазвичай є дві основні причини обривів підводного кабелю. Одна – це форс-мажорні обставини, наприклад, землетруси та цунамі, а інша – техногенні причини. Як тільки кабель буде від’єднано, це не тільки матиме величезний вплив на міжнародний зв’язок, але й втрати, завдані їм, стануть ще більш неоціненними.
пошкодження
Кабелі часто можуть бути пошкоджені рибальськими траулерами, якорями і навіть акулами. Кабелі іноді руйнуються ворожими військами під час війни. Великий землетрус у Ньюфаундленді в 1929 році спричинив масштабне обвалення підводного човна, що спричинило пошкодження трансатлантичного кабелю.
Якщо декілька підводних кабелів пошкоджуються одночасно (наприклад, унаслідок землетрусу), це може призвести до переривання регіонального Інтернету та міжміського телефонного зв’язку, що призведе до незліченних втрат. Наприклад, землетрус Хенчунь у 2006 році є прикладом.
Відремонтуйте глибокий кабель, а пошкоджену частину виносять на поверхню для ремонту. Пошкоджену частину глибоководного кабелю необхідно відрізати і винести на поверхню для ремонту. Відремонтована деталь буде довше оригінальної.
Деякі важливі кабелі поблизу портів були встановлені для ремонту кораблів, призначених для ремонту кабелів. Кілька реставраційних компаній, таких як CS Cyrus West Field, були створені поблизу Галіфакса, Нова Шотландія. Деякі великі телекомунікаційні оператори, такі як France Telecom і Japan Telecom, мають власні підводні кабельні судна.
ремонт
Підводні оптичні кабелі зазвичай закопуються на глибині 1-2 метри під морським дном. Оскільки морське дно не дуже рівне, оптичні кабелі іноді неминуче будуть оголюватися. Волоконно-оптичний кабель може бути знищений, коли рибальський човен стоїть на якорі або використовує трал для риби. Таким чином, місце, де волоконно-оптичний кабель проходить по морському дну, позначається як зона без якорів, і суднам не допускається причалити. Цей принцип такий же, як і у оптичних кабелів на суші. Ми часто бачимо таблички на кшталт"Є оптичні кабелі під землею і будівництво заборонено" на дорозі. Підводні оптичні кабелі повинні бути захищені, а технологія повинна бути зміцнена, щоб підвищити міцність на розрив самого підводного кабелю.
Першим кроком у ремонтних роботах є пошук точки розриву. Інженери з підводних кабелів можуть знайти приблизне розташування точки розриву через відключення телефонної мережі та Інтернету. Берегова термінала може випромінювати світлові імпульси, а звичайне оптичне волокно завжди може передавати ці імпульси в морі, але якщо волокно розірвано, імпульс відскочить від цієї точки, і береговий термінал зможе знайти точку розриву таким чином. . Після цього нові оптичні кабелі потрібно привезти на кораблі для ремонту, але першим кроком є вилучення зламаних оптичних волокон.
Якщо оптичний кабель знаходиться на глибині менше 2000 метрів під водою, ви можете використовувати робота, щоб врятувати оптичний кабель. Як правило, він розташований у морі з глибиною води від 3000 до 4000 метрів. Можна використовувати тільки один тип грейферного гака. Один раз втягування грейфера займає більше 12 годин. Після вилову зламаного оптичного кабелю на кораблі необхідно додати кабель посередині. Цю роботу виконує високопрофесійний технік.
1. Після того, як робот занурюється у воду, він сканує та визначає точне розташування пошкодженого підводного оптичного кабелю.
2. Робот викопує підводний оптичний кабель, закопаний у бруд, і розрізає його кабельними ножицями. Мотузку поклали на човен, а робота прив’язали до одного кінця оптичного кабелю, а потім витягли з моря. При цьому робот встановлює бездротовий транспондер на розріз.
3. Використовуйте той самий метод, щоб витягнути ще одну частину оптичного кабелю з моря. Як і при обслуговуванні телефонних ліній, прилади на кораблі підключаються до обох кінців волоконно-оптичного кабелю, а станція посадки підводного оптичного кабелю в двох напрямках використовується для визначення того, який кінець оптичного кабелю заблокований. Після цього заберіть назад більш довгу частину підводного кабелю з заблокованою частиною і відріжте її. Іншу секцію встановили буєм і залишили тимчасово плавати в морі.
4. Далі вручну під’єднайте запасний підводний оптичний кабель до двох точок розриву підводного оптичного кабелю. Підключення роз'ємів оптоволоконного кабелю - це робота з надзвичайно високим"технічним змістом", яка не під силу звичайним людям. Це має бути особа, яка пройшла спеціальну підготовку та отримала ліцензію від міжнародної організації, перш ніж вона зможе працювати.
5. Після підключення запасного підводного оптичного кабелю, після повторних випробувань, після нормального зв'язку, він буде викинутий у морську воду. У цей час підводний робот збирається"боротися з" знову:"флюш" відремонтований підводний оптичний кабель, тобто за допомогою водяної гармати високого тиску вимити мул на морському дні з траншеї, і"прокласти" в нього відремонтований підводний оптичний кабель.
У той же час сувора погода, наприклад сильний вітер і хвилі на морі, можуть уповільнити відновлювальні роботи.
