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中国海底光缆大揭秘(图解)

 朝花夕拾and 2016-05-19

   



中国国际海底光缆网络图解


 



   1986年,美国ATT公司在西班牙加那利群岛和相邻的特内里弗岛之间,铺设了世界第一条商用海底光缆,全长120公里。1988年,美国与英国、法国之间铺设了世界第一条跨大西洋海底光缆(TAT-8)系统,全长6700公里,含有3对光纤,每对的传输速率为280Mb/s,中继站距离为67公里。这标志着海底光缆时代的到来。


   海底光缆是目前世界上最重要的通信手段之一。目前,全世界超过80%的通信流量都由海底光缆承担,最先进的光缆每秒钟可以传输7T(1T等于1024G)数据,几乎相当于普通1M家用网络带宽的730万倍。通过太平洋的海底光缆已经有五条,每天有数亿网民使用这些线路。


   中国第一条海底电缆是清朝时期台湾首任巡抚刘铭传,在1886年铺设通联台湾全岛以及大陆的水路电线,主要作为发送电报用途。到1888年共完成架设两条水线,一条是福州川石岛与台湾沪尾(淡水)之间的177海里水线,主要是提供台湾府向清廷通报台湾的天灾、治安、财经,并提供商务通讯使用;另外一条为台南安平通往澎湖的53海里水线。福建外海川石岛的大陆登陆点依旧存在,但是台湾淡水的具体登陆点已经不可考。



海底线缆经常会结上厚厚的海底衍生物


 


   中国光纤通信发展史


 


   我国光通信起步较早,1969年,邮电部想靠大气传送光信号来实行军用通信,邮电部武汉邮电科学研究院(当时是武汉邮电学院)接受任务,便开始光纤通信研究。当时光纤通信技术在欧美发达国家也才刚刚起步。我国处于封闭状态,一切都要靠自己摸索。由于武汉邮电科学研究院采用了石英光纤、半导体激光器和编码制式通信机的正确技术路线,使我国在发展光纤通信技术上少走了不少弯路。


   就研制光纤来说,原料提纯、熔炼车床、拉丝机,还包括光纤的测试仪表和接续工具也全都要自己开发。1976年上半年,武汉邮电学院讲师赵梓森和同事们拉制出了我国第一根200米光纤样品。1979年,他和同事们拉制出了我国第一条实用光纤,每公里衰耗为4分贝。1979年9月,一条3.3公里的120路光缆通信系统在北京建成。1982年1月1日,邮电部“八二工程”在武汉开通了我国第一条8M/s实用化市话光纤工程。从此中国的光纤通信进入实用阶段。到80年代中期,我国光纤通信的速率已达到144Mb/s,可传送1980路电话,超过同轴电缆载波。于是光纤通信在传输干线上全面取代同轴电缆。


   2000年,我国光缆干线总长度达到120万公里,其中中国电信约占70%份额,其余约30%份额由中国联通、网通等公司拥有,共建成一级干线23条,在全国形成“八横八纵“的光缆骨干网实体结构,大多数干线直接采用2.5Gbit/s系统,覆盖全国省会以上的城市和70%的地市,全国通信网的传输光纤化比例已高达80%以上,沿海地区很多省光纤已到乡,大城市光纤已经通达入户。


   自1989年开始到1998年底,我国先后参与了18条国际海底光缆的建设与投资。其中第一个在中国登陆的国际海底光缆系统是1993年12月建成的中国——日本(C-J)海底光缆系统,从上海南汇至日本九州宫崎,全长1252公里,通信总容量达7560条通话电路,相当于建于1976年的中日海底同轴电缆的15倍以上。


   1996年2月中韩海底光缆建成开通,分别在中国青岛和韩国泰安登陆、全长549公里;1997年11月,中国参与建设的球海底光缆系统(FLAG)建成并投入运营,这是第一条在我国登陆的洲际光缆系统,分别在英国、埃及、印度、泰国、日本等12个国家和地区登陆,全长27000多公里,其中中国段为622公里。


 


   中美海底光缆


 


   中美海底光缆系统(CH-US)是连接亚洲和北美洲的中美海底光缆系统,也是目前世界重要的国际光缆之一,由世界23个电信机构共同出资建造,全长约30000公里,共有9个登陆站,中国的登陆站分别为上海崇明和广东汕头。其他登陆方还有日本、韩国、美国和中国台湾。该工程于1997年12月开工建设,其中北线于l999年12月初全部建成,并于2000年1月19日正式投入使用,是亚洲各国连通美国的主要电信线路。


   中美海底光缆共有4对光纤组成,形成具有自逾功能的环型网络结构,并以分支方式连接亚洲其他地区,系统容量为8x2.5Gb/s,最长再生距离11000公里。线路终端设备采用RS(255,239)前向纠错技术(线路速率10.7Gb/s,系统Q值改善5dB),自动预均衡技术、极化扰膜技术、色散管理技术、线路增益均衡技术。


 


   亚太2号海底光缆


 


   亚太2号(APCN2)国际海底光缆,全长1.9万公里,连接中国、日本、韩国、新加坡、马来西亚等国家和地区。初期投资为14亿美元,由中国电信、日本KDDI、NTT、日本电信、韩国电信、香港电讯、中华电信、新加坡电信、马来西亚电信、澳大利亚电信、中国联通等26家亚洲、欧洲和美洲的国际通信公司发起投资建设。采用环形结构方案,4对光纤,每对光纤的传输速率为每秒80G,这一系统还采用64波密集波分复用技术,初期开通容量为每秒80G,终期可扩容至每秒2560G。


    1999年6月16日,中国电信与亚太地区的主要电信公司一起,在中国昆明签署了《建设亚太2号光缆网络谅解备忘录》,并于2000年4月18日至19日在新加坡分别签署了工程《建设和维护协议》和总承包合同,2000年8月开始海上施工。2001年底陆续开通电路,并继续进行扩容。系统分别在中国的上海崇明、广东汕头、台湾、香港以及日本、韩国、新加坡、马来西亚和菲律宾登陆。


 


   海底光缆结构


 


   海底光缆系统由置于海底的光中继器和光缆构成。光纤要耐相当于几百至一千大气压的水压,耐磨耐腐蚀,耐受数千至1万伏的高电压,铺设时还要承受数吨的张力,有铠装层防止渔轮拖网、船锚及鲨鱼的伤害,光缆断裂时,尽可能减少海水渗入光缆内的长度,能防止从外部渗透到光缆内的氢气与防止内部产生的氢气,使用寿命要求在25年以上。海底中继器为光放大中继链路,由放大光信号的掺铒光纤(EDF)及相应的泵浦激光源构成,链路结构极其简单。除此之外,在陆地站点还设置了高压供电的电源装置和接受光信号的末端装置等。



   上典型海底光缆的结构包括:1绝缘聚乙烯层、2聚酯树酯或沥青层、3钢绞线层、4铝制防水层、5聚碳酸酯层、6铜管或铝管、7石蜡,烷烃层、8光纤束。



   上福莱号海底光缆布设船,1982年在美国建造,1987年完工,排水量5662吨,长103.1米的大东西,它和中国的关系也很密切,1995年铺设中国到韩国海底光缆,同年也参与越南到香港海底光缆铺设任务,1998年中国购买后长驻上海,为海底光缆提供维护工作。

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