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海洋深处的信息控制权

 大科技杂志社 2023-04-07 发布于海南

 在陆地上,人们对各种交通通道司空见惯。但你知道吗?在大洋的海底,也匍匐着一条条蜿蜒漫长的“公路”,它们的总长度能绕地球几十圈,而使用这些公路的唯一“旅客”是数据和代码。

  说到这里,也许你能猜出来,大洋公路其实是海底电缆,全世界的跨国数据每日都在海底电缆中飞速奔驰,它的日交通量比世界上最繁华的公路还要大。如果没有海底电缆,就无法实现全世界的信息互联。而为了掌控信息霸权,世界大国们对大洋公路的争夺也日益激烈。

  海底电缆的星星之火

  任何新事物的出现都是默默无闻的,如今至关重要的海底电缆同样如此。它刚出现时,人们想不到,一条电线会带来巨大的利益且引发激烈的争夺。

  第一条海底电缆铺设时,互联网还没有诞生,这条电缆是为电报传输而生的。1854年,英国工程师吉斯博恩纳负责铺设从美国纽约到美洲最东边的纽芬兰岛的海底电缆,这条横跨大西洋的电缆在当时是史无前例的大工程,吉斯博恩纳并没有足够的资金支持他完成这项工作。幸运的是,他争取到了美国富豪塞勒斯·菲尔德的资金支持,他们以巨大的热情开始了这项工程。

  1858年7月,两艘大船装载着数千千米长的电缆,在大西洋中部短暂会合,将两条电缆连接在一起。随后它们分道扬镳,将这根电缆的两端分别带往美国和英国,意图用这根电缆将欧美大陆连接起来。这是经历了两次失败后,吉斯博恩纳和菲尔德想到的更便捷可行的铺设电缆的方法。

  1858年8月,两艘大船顺利抵达欧美大陆两岸,人类史上第一条跨洋海底电缆铺设完成,英国维多利亚女王发给美国总统布坎南的贺电通过海底电缆成功传到北美。消息一出美国举国欢庆,菲尔德一夜之间成为和哥伦布相提并论的国家英雄。不幸的是,这条电缆只工作了几天就罢工了,菲尔德也从英雄变成了“骗子”,他的境遇一落千丈。

  接下来几年,几乎没有人再记得这条短暂工作过的海底电缆了,但菲尔德并没有就此放弃。1865年,菲尔德再次投入大笔资金,重启了跨洋电缆的铺设工作。当年7月23日,菲尔德租借的最新型巨轮“伟大的东方人”号出航,开始了第四次铺设电缆的尝试。但在离北美洲大陆还有两天航程的时候电缆突然断裂,这次尝试再次失败。1866年7月13日,“伟大的东方人”号再次出发,这次成功找到了上次失败的那条电缆,并且继续铺设完成。人类终于拥有了第一条能持续工作的跨洋海底电缆。

  通往全球的海底光缆

  现在看来,菲尔德当年的投入有着更深远的意义,如果没有第一条海底电缆的出现,今天渗透到人们生活方方面面的全球互联网就不复存在。

  1988年,光纤材料的发展让海底电缆升级为海底光缆,逐渐成为全球互联网重要的基础设施。同时升级的还有海底光缆的铺设技术,人们再也不用经历当年菲尔德铺设电缆时一次又一次的失败了。

  深海环境复杂,海水腐蚀、海底压力、自然灾害(地震、海啸等)、人为影响(渔民打捞作业)和海洋生物等各种因素都威胁着光缆的安全。因此,首先要制造出包裹严密的光缆。光缆的“外套”包括塑胶层、沥青层、金属层和石蜡层等,层层保护最里层的光纤免受外部环境的影响和破坏。

  将这些又长又重的光缆搬运到巨轮上后,就可以开始铺设工程了。但是,铺设过程中,除了距离长外,另一大难点就是深度大。海洋最深处的垂直距离达到上万米,比珠穆朗玛峰还高,如果将光缆在海面上随手一丢,它根本不可能乖乖地自己“躺”到海床上。那么工程师是怎么将光缆铺设到这么深的海底的呢?根据海域深浅不同,铺设过程主要分为浅海区域和深海区域两个阶段。在浅海区域,铺缆船载着光缆开到距离登陆点数千米外的海上,再由小型的接驳船将光缆绑在浮标上牵引至岸边,然后拆除浮标,让光缆沉入海底,最后由潜水员或遥控机器人将光缆掩埋。

  而在深海区域,要先使用水下检测器或水下遥控车进行水下环境监测,铺缆船根据监控结果调整路线以避开海底不平整、有岩石的地方,完成路线勘察之后,才能进行光缆铺设。铺缆船将一个与耕地所用的犁类似的机械——埋设犁放入海中,它承载着光缆到达海床。埋设犁首先喷出高压水流,在海底冲出一条深约2~3米的沟槽,再通过导缆孔将光缆放入沟槽,最后用周边的泥沙将光缆覆盖住。然后缓慢前移,直到完成整段光缆的铺设。

  除了困难重重的光缆埋设工作外,岸上还需要建设许多支持光缆工作的大型设备,主要包括远供电源设备、光缆终端设备、线路监测设备、网络管理设备和接地装置等。众所周知,尽管光纤速度快、带宽足,但由于衰耗,它不能无限制地进行信号传输,所以,为了实现长距离传输,需要在中间加中继器(信号放大器),远供电源设备的作用就是为中继器供电。光缆终端设备负责两端信号处理、发送和接收,光缆传输的数据先汇聚于此,再分流到各个国家的陆上数据中心;线路监测和网络管理设备就负责监控报警和故障定位等工作;接地装置则保障了用电安全。

  铺设安装工作完成后,后续的光缆故障维修工作也不容易,需要定位故障、检测维修、重新埋设等多个步骤。由此可见,修建维护一条光缆实在是一项耗费大量人力物力的大工程。

  打响光缆争夺战

  当然,与光缆带来的巨大经济效益及其背后隐藏的政治利益相比,巨额的成本也就算不得什么了。现今,许多科技巨头公司和所属国家为了争夺光缆的修建权和“上岸权”陷入了反复博弈。

  目前,科技巨头公司如谷歌、Facebook、微软和华为等科技公司都已铺设了数条私有的海底光缆。本来,这些公司修建的海底光缆是既满足企业利益又满足大众利益的好事,应由企业自行负责、自负盈亏。但在美国一些决策者看来,并非如此,他们认为,海底光缆与国家安全息息相关,光缆建设应经过政府同意。

  太平洋光缆网络是一项从2015年就开始启动的项目,香港一家名为PLDC的公司与美国的海底光缆铺设公司TE Subcomm合作,将用海底光缆连接中国香港和美国洛杉矶,这是第一条直接连接香港与美国的海底光缆,具有不可估量的商业价值。因此,2016年10月,谷歌和Facebook也宣布加入这条光缆的投资和建设,建造功能更强大的光缆。

  但2019年,美国政府出于“信息安全”的考虑,单方面暂停了位于美国的光缆铺设工程。直到2020年1月,美国的科技公司向政府提出申请,将本应搭设在香港的光缆终端设备改到了中国台湾,这才终于完成了这个项目。

  同样的故事在2021年再次上演。2018年,一条由亚、非、欧多个国家参与,华为海洋负责承建的跨洋光缆PEACE开始正式铺设。PEACE光缆全长12000千米,它计划以巴基斯坦为起点,途径东非,最后抵达欧洲的法国。2018年,光缆从中国到巴基斯坦的陆上直达部分建成了,2021年底,整条光缆就将完成全部的修建工作,到那时,这条光缆可以直连中国、非洲和欧洲。

  可是这时,这一光缆似乎犯了众怒。美国老牌媒体彭博社,以一篇题为《中国通往欧洲的7500英里海底光缆,加剧了互联网争端》的文章,带起了节奏。其他跟风的美国媒体宣称,这条光缆将成为中国监控其他国家数据通信的工具,侵犯他国的数据安全,意图干扰这个项目的成功完成。

  不过这次,法国还是选择了和中国连上这一根网线,法国总统马克龙表示“法国不必完全依靠美国的决定。”这是因为他们明白,世界不再是封闭的,想要实现信息共享和财富流通,跨洋光缆是必不可少的。正如德国总理所说“在数字时代和中国脱钩,可不是件什么好事儿。”中国现已成为世界第二大经济体,任何国家都不能在发展经济的过程中撇开中国。

  新时代的跨洋光缆,不再仅是一条普通的电线,更是国家经济与安全的命脉。

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