海底電纜，真正的通信高速公路
by AK蝸牛
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數以百計的海底電纜位於世界各地的海牀上，溝通了全球，增長了國際貿易。海底光纜，已經成爲全球必不可少的資源，使Internet可以到達地球的各個角落。相對於無線技術和衛星通訊，海纜通訊具有在數據傳輸方面有天然強大的可靠性和高速。因此吸引了私人和公共資本在海底電纜的持續投入。
海底電纜的歷史
人類首次通過海底電纜進行連接的可以追溯到1852年，當時英國和法國之間通過英吉利海峽鋪設了電信網絡，連接兩國的電報網絡。真正的跨洋電纜安裝是在兩年以後，由於大西洋電報公司（Atlantic Telegraph Company）在加拿大的紐芬蘭島和愛爾蘭之間鋪設了用於電報傳輸的電纜。然而，由於當時的技術問題，直到1866年才實現第一次穩定的跨大西洋連接，遠早於1956年電話線的安裝。
另一個里程碑是光纖的出現。電信工程師官方協會（COIT）董事會成員兼技術開發和培訓負責人MarianoMartínez和Noelia Miranda表示，現代海底電纜由光纖製成，並基於純玻璃纖維的特性光線通過內部反射傳播。他們說：“由於整個電纜上存在光損耗，需要使用中繼器增強光信號的強度。”
海底電纜的安全
最大的技術難點之一是在水下惡劣環境下的材料耐久性。現代海底電纜平均使用年限爲25年。爲了確保光纖的使用壽命，光纖由一系列保護內部的同心層保護。這些通信層層由銅和聚乙烯製成。它們還具有鋼絞線保護層，以便能夠在海牀上提供機械牽引力和阻力。如果電纜需要傳輸電力（中繼器需要），還需要專用管道，以防止接觸水造成危險。
一旦確定了電纜的源和目的地，就會進行測深調查，設計海纜通過的路線，即“對海牀進行3D分析，以確定電纜所處的最小湍流路徑，確保損壞的可能性最小。”
大家知道，海底不是平坦的表面，而是具有凹陷，岩石，山脈等。因此在規劃電纜的最終通過路徑時要避開漁區和斷層，並在儘可能的情況下，選擇在沙地上鋪設電纜，而不是岩石平面。漁船和運輸事故以及錨的使用也是潛在危險，有時電纜甚至會被鯊魚咬傷而損壞。
地震也會損壞海底電纜。 2006年發生在臺灣附近的一處（7.0級）地震，導致八根電纜中斷，嚴重影響了中國的通信。如今，隨海纜還放置了地震傳感器，一旦海底發生地震，警告可以迅速傳輸，爲保障城市安全提供預警。
爲了監控海底電纜，並防止捕魚和運輸業引起的中斷，登陸點Cable landing Station（海底電纜在此處着陸），在確保海纜的正常運行方面起着至關重要的作用。登陸點與網絡中心一起工作，實時監控整個海纜系統。
如果電纜損壞，需要使用船隻，在海面進行維修。 COIT工程師強調說：“受損的末端由潛艇機器人找回，然後在特殊的船上修復，連接或解決受損的問題。”
除了電纜的物理安全性外，還有三項國際條約對海纜提供法律保護依據。包括允許在領海以外放置，維護和修理長達12海里海底電纜，以及國家有義務對故意或過失損壞海底電纜的責任人進行刑事和民事處罰。
國際合作
海底電纜主要屬於大型電信公司，以及一些大型本地和國有公司也有股份，所以叫做財團電纜（Consortium Cables），是一些公司如微軟，Facebook和Google之間協議的產物。
近期的一些國際海纜項目：
Google宣佈打算投資三條新的海底電纜，連接世界五大洲。居里(Curie)，一條連接智利和洛杉磯的私人電纜；Havfrue，一條財團電纜，將鏈接美國與丹麥和愛爾蘭；Hong-Kong-Guam cable system, 另一條財團海纜，連接亞洲的通訊中心。
Bella項目，第一條直接連接歐洲和南美的電纜。目前該電纜已經連接到美國，然後從美國連接到南美。歐盟委員會投資2650萬歐元，成爲了Bella項目的最大投資者，Bella項將在葡萄牙阿連特茹和巴西福塔萊薩之間的大西洋下鋪設10,000公里長的電纜。
在西班牙，北部鋪設了另一條電纜：Marea，該項目由Telxius，Facebook和Microsoft推動，連接到弗吉尼亞海灘（美國東海 Sopelana Bizkaia），世界最大的海纜數據中心的集中地，“從而使兩個被大西洋隔開的人可以在不到一秒鐘的時間內進行通信。”
未來展望
無論私人公司和公共機構，對投資海纜都有極大的熱情。截止2020年初的統計，全球總共鋪設了378條海底電纜，總長度爲120萬公里。短期內發展速度將會加快。根據DE-CIX委託的《電訊報》報告，在未來三年中，將有多達74套海纜系統投入使用，總長超過30萬公里，總投資超過88億美元
這些海底光纜非常重要，Noelia Miranda和MarianoMartínez認爲，儘管通信衛星滿足了部分通信需求（尤其是電視和Internet），但是海底光纜纔是真正的Internet高速公路：“ 99％通訊是跨洋通信，這種方式，可以比衛星網絡速度快八倍。”
並且海纜與衛星不同，它們不受風暴和旋風等大氣現象的影響，並且它們穿越的路徑更短。例如，東京和洛杉磯之間的直線距離約爲9000公里，光纜的傳播路徑通常會超過36,000公里，而使用通過衛星傳送的Internet數據則必須先到達衛星，然後再向下返回，導致使行程加倍（超過72,000公里）。
此外，COIT專家表示“按照以往經驗，未來技術和設備的發展，將使容量增加一倍到四倍。”
思科預測2024年的數據流量將增長24％，因此他們也提倡更加大力發展海洋觀測，以及改善電纜技術。
世界各地的海底電纜
