Merenalainen (merenalainen) optinen kuitukaapeli, joka tunnetaan myös nimellä merenalainen viestintäkaapeli, on eristemateriaalilla kääritty lanka, joka on asetettu merenpohjaan maiden välisen televiestinnän muodostamiseksi.
Merenalaista valokaapelijärjestelmää käytetään pääasiassa valokaapelin ja Internetin yhdistämiseen. Se on jaettu kahteen osaan: onshore-laitteet ja vedenalaiset laitteet. Merenalainen kuitukaapeli on vedenalaisten laitteiden tärkein ja haavoittuvin osa.
Laitteen rakenne
Merenalainen optinen kaapeli vedetään merenpohjaan eristävään vaippaan käärittyyn lankakimpun avulla. Merivesi voi estää ulkoisen valon ja magneettisten aaltojen häiriöt, joten merikaapelin signaali-kohinasuhde on korkea; merenalaisen optisen kaapelin tiedonsiirrossa ei ole aikaviivettä. Merenalaisten optisten kaapelien suunniteltu käyttöikä on jatkuvassa käytössä 25 vuotta, kun taas keinosatelliittien polttoaine loppuu yleensä 10–15 vuodessa.
Merenalaisen optisen kaapelin perusrakenne on: polyeteenikerros, polyesterihartsi tai asfalttikerros, teräsnauhakerros, alumiininen vedenpitävä kerros, polykarbonaattikerros, kupari- tai alumiiniputki, parafiini, alkaanikerros, valokuitukimppu jne.
Merenalaista optista kaapelijärjestelmää käytetään pääasiassa optisten kaapelien ja Internetin yhdistämiseen. Se on jaettu kahteen osaan: onshore-laitteet ja vedenalaiset laitteet. Maalla sijaitsevat laitteet pakkaavat ja välittävät viestintäpalveluita, kuten ääntä, kuvaa ja dataa. Vedenalaiset laitteet vastaavat viestintäsignaalien käsittelystä, lähettämisestä ja vastaanottamisesta. Vedenalaiset laitteet on jaettu kolmeen osaan: merenalainen valokaapeli, toistin ja" haarayksikkö": merenalainen valokuitukaapeli on tärkein ja haavoittuvin osa.
Syvänmeren optisen kaapelin rakenne on monimutkaisempi: optinen kuitu asetetaan U-muotoiseen muovirunkoon, ja ura täytetään rasvalla tai elastisella muovilla ytimen muodostamiseksi. Ydin on kääritty erittäin lujalla teräslangalla. Käärimisen aikana kaikki raot tulee täyttää vedenpitävällä materiaalilla. Sitten teräslangan ympärille kääritään kerros kuparinauhaa ja sauma hitsataan, jotta teräslanka ja kupariputki muodostavat vastuksen Puristuksen ja jännityksen yhdistelmä. Teräslangan ja kupariputken ulkopuolelle tulee lisätä kerros polyeteenivaippaa. Tällainen tiivis monikerroksinen rakenne suojaa optista kuitua, estää rikkoutumisen ja estää meriveden tunkeutumisen. Alueilla, joilla hait ovat saastuneet, merenalaisen kaapelin ulkopuolelle lisätään ylimääräinen polyeteenivaippakerros.
Merenalaisen optisen kaapelin rakenteen edellytetään olevan vahva ja materiaaliltaan kevyt, mutta kevytmetallialumiinia ei voida käyttää, koska alumiini ja merivesi reagoivat sähkökemiallisesti muodostaen vetyä ja vetymolekyylit diffundoituvat valokuidun lasimateriaaliin, mikä lisää optisen kuidun häviötä. Siksi merenalaisen optisen kaapelin tulee paitsi estää vedyn muodostumista sisällä, myös estää vedyn tunkeutuminen optiseen kaapeliin ulkopuolelta. Tästä syystä 1990-luvun alussa kehitettiin hiili- tai titaanipinnoitettu optinen kuitu estämään vedyn tunkeutumista ja kemiallista korroosiota. Valokuituliittimen edellytetään myös olevan erittäin luja, mikä edellyttää, että liitäntä säilyttää alkuperäisen optisen kuidun lujuuden ja alkuperäisen valokuidun pinnan vaurioilta.
Päälaji
Erilaisten meriympäristöjen ja vedensyvyyden mukaan se voidaan jakaa syvänmeren optisiin kaapeleihin ja matalanmeren optisiin kaapeleihin. Vastaavasti optisen kaapelin rakennetta edustaa yksikerroksinen panssarikerros ja kaksikerroksinen panssarikerros. Tuotemallin esitystavassa DK:ta käytetään yksikerroksisessa panssarissa ja SK:ta kaksikerroksisessa panssarissa. Tekniset tiedot ilmaistaan kuitujen lukumäärän ja tyypin mukaan.
Roolin ja toiminnan mukaan voidaan jakaa
Merenalainen viestintäkaapeli ja vedenalainen optinen virtakaapeli. Ensin mainittua käytetään pääasiassa viestintäpalveluihin, ja jälkimmäistä käytetään pääasiassa suuritehoisen valoenergian vedenalaiseen siirtoon
Tekninen periaate
Maailman eri maiden verkkoja voidaan pitää suurena lähiverkkona. Optiset merenalaiset kaapelit ja maakaapelit yhdistävät ne muodostaen Internetin. Optinen kaapeli on"keskushermo" Internetistä, ja Yhdysvallat on melkein"aivot" Internetistä. Internetin syntymäpaikkana Yhdysvallat tallentaa paljon Web- ja pikaviestipalvelimia (kuten MSN-palvelimia). 13 juuripalvelimesta, jotka ratkaisevat verkkotunnuksia maailmanlaajuisesti, 10 on Yhdysvalloissa. Kirjaudu useimpiin .com- ja .net-verkkosivustoihin tai lähetä sähköpostiviestejä, tietoja Lähes kaikkien on kierrettävä Yhdysvaltoihin päästäkseen määränpäähän.
Merikaapeleita huolletaan nyt erikseen ja turvallisuussyistä myös merikaapelit on huollettava arkipäivisin. Jos joku kalastaisi merenalaisen kaapelin ja lisäisi siihen optisen kuidun, tiedot voidaan varastaa. Jos on sota, joku voi vahingoittaa valokaapelia. Merenalaiset kaapelit ovat tämän päivän paras ratkaisu viestintään. Muita menetelmiä, kuten satelliitteja ja mikroaaltoja, voidaan käyttää täydentävinä, mutta näyttää siltä, että ne eivät voi korvata merenalaisia kaapeleita, koska niiden kanavat ovat rajalliset. Se on tapa, jonka avulla suurin osa käyttäjistä voi kommunikoida halvalla.
Merikaapelijärjestelmän etävirtalähde on erittäin tärkeä, ja merenalaisen kaapelin toistimet ovat riippuvaisia laskeutumisaseman etävirtalähteestä. Merenalaisessa optisessa kaapelissa käytetyllä digitaalisella toistimella on monia toimintoja ja virrankulutus on useita kertoja suurempi kuin merikaapelin analogisen toistimen. Virtalähde vaatii suurta luotettavuutta, eikä sitä voi keskeyttää. Siksi alueilla, joilla hait ovat saastuttamia, kaksi kerrosta terästeippiä ja kerros polyeteenistä valmistettua ulkovaippaa tulisi lisätä merenalaisen optisen kaapelin ulkopuolelle. Jopa näin tiukoilla suojauksilla oli tapauksia, joissa syvänmeren optisten kaapeleiden polyeteenieristimiä purevat hait ja ne aiheuttivat sähkökatkoja 1980-luvun lopulla.
Pääpiirteet
Verrattuna maanpäällisiin kuituoptisiin kaapeleihin merenalaisilla valokuitukaapeleilla on monia etuja: Ensinnäkin, niillä ei tarvitse kaivaa tunneleita tai tukea kannakkeilla, joten investointi on pieni ja rakentamisnopeus nopea; Luonnonympäristön, kuten tuulen ja aaltojen, tuhoutumisesta ja ihmisen tuotantotoiminnan häiriöistä johtuen kaapeli on turvallinen ja vakaa, ja sillä on vahva häiriönestokyky ja hyvä luottamuksellisuussuorituskyky.
Rakennusmenetelmä
Merenalaisen optisen kaapelin suunnittelussa on varmistettava, että optiseen kuituun eivät vaikuta ulkoiset voimat ja ympäristö. Perusvaatimukset ovat: se sopeutuu vedenalaisen paineen, kulumisen, korroosion, biologian jne. ympäristöön; niissä on oltava sopiva panssarikerros estämään kalastusalusten troolien, ankkurien ja haiden aiheuttamat vauriot; valokaapeli katkeaa Samalla minimoi optiseen kaapeliin tunkeutuvan meriveden pituus; se voi estää vedyn tunkeutumisen optiseen kaapeliin ulkopuolelta ja sisällä muodostuvan vedyn; siinä on pieniresistanssi etävirtalähdepiiri; se kestää jännityksen laskemisen ja kierrätyksen aikana; käyttöikä on keskimääräinen Vaatimus on yli 25 vuotta.
Syvänmeren (yli 1 000 metriä) merenalainen optinen kaapeli käyttää teräsvapaata panssaroitua rakennetta, mutta kaapelin sydämen ja vahvistusosan (yleensä keskiteräslangan) rakenteen on kyettävä suojaamaan valokuitua korkean valon estämiseksi. meriveden paine ja korkea paine asennuksen ja kierrätyksen aikana. jännitystä. Haivaurioiden estämiseksi syvänmeren optisen kaapelin vaippaan tulee kierrellä kaksi kerrosta teräsnauhaa merialueella, jossa hait ovat saastuneet, ja kerrosta polyeteenistä valmistettua ulkovaippaa tulee puristaa.
Matalan meren (1000 metrin säteellä vedestä) merenalaisen optisen kaapelin ydinrakenne on sama kuin syvänmeren optisen kaapelin, mutta matalan meren optisessa kaapelissa tulee olla yksikerroksinen tai kaksikerroksinen teräslankapanssari. Panssarikerrosten lukumäärä ja teräslangan ulkohalkaisija määräytyvät merenalaisen kaapelin reitin sukellusympäristön, veden syvyyden, haudattavissa olevan, kalastuksen jne. mukaan.
Asennusprosessi
Merenalainen kaapelihanke on tunnustettu monimutkaiseksi ja vaikeaksi laajamittaiseksi hankkeeksi maissa ympäri maailmaa. Matalassa meressä, jos veden syvyys on alle 200 metriä, kaapelit haudataan, kun taas syvässä meressä ne lasketaan. Hydraulinen suihkuhautaus on tärkein hautausmenetelmä. Haudatun laitteiston pohjassa on useita rivejä vesisuihkureikiä, jotka on jaettu rinnakkain molemmille puolille. Käytön aikana jokainen reikä suihkuttaa korkeapaineisia vesisuihkuja merenpohjaan samanaikaisesti huuhtoen pois merenpohjan sedimentin ja muodostaen merenalaisen kaapelikaivan; laitteiston yläosassa on kaapeli, sitä käytetään ohjaamaan kaapeli (optinen kaapeli) merenalaisen kaapelin pohjaan, ja oja täyttyy automaattisesti vuoroveden vaikutuksesta. Rakennuslaiva hinaa haudatut laitteet eteenpäin ja työkaapelin kautta annetaan erilaisia ohjeita. Kaapelinlaskukoneissa ei yleensä ole vedenalaisia hautauslaitteita, ja ne lasketaan merenpohjan pinnalle merenalaisen kaapelin painon mukaan.
Vene jatkaa ajamista eteenpäin ja huuhtelee sitten kaivantoa vedenalaisella robotilla, laittaa optisen kaapelin sisään ja huuhtelee sitten hiekkaa takaisin vedenalaisella robotilla, peittää optisen kaapelin ja jatkaa eteenpäin. Kun telakointia tarvitaan, liittäminen tehdään veneeseen ja sen jälkeen tiivistetään ja jatketaan laskemista. Tällä hetkellä kaikki merenalaiset optiset kaapelit ovat optisia kuituja, ja kaapeleita on hyvin vähän, ja kaikki tällä hetkellä vedettävät kaapelit on haudattu maahan, eli vedenalaisella robotilla huuhdellaan kaivanto ja laitetaan se sisään ja sitten haudataan maaperää.
Vedenalainen robotti itse asiassa käyttää korkeapainevesipumppua paineistaakseen veden korkeaan paineeseen ja ruiskuttaakseen sen ulos, jolloin se syöksyy ulos kaivannosta. Mitä tulee huoltoon, huoltoa ei ole ollenkaan. Normaalisti huoltoa ei tarvita. Sinun tarvitsee vain tarkistaa, näkyykö optinen kaapeli säännöllisesti vedenalaisella robotilla, ja jos on, peitä muta. Lisäksi, jos se rikkoutuu, mittaa se vaimennustunnistimella saadaksesi tietyn sijainnin ja mene sitten sinne kalastamaan, yhdistämään tai muilla tavoilla, yleensä leikkaa kaikki vaurioituneet osat ja vaihda se uuteen.
Tapahtuman käsittely
murtuma
Merenalaisten kaapelien katkeamiseen on yleensä kaksi pääsyytä. Toinen niistä on ylivoimaiset esteet, kuten maanjäristykset ja tsunamit, ja toinen ihmisen aiheuttamia syitä. Kun kaapeli on irrotettu, sillä ei ole vain valtava vaikutus kansainväliseen viestintään, vaan aiheutuva menetys on vielä arvaamattomampi.
vahingoittaa
Kaapelit ovat usein alttiita kalastustroolareiden, ankkurien ja jopa haiden aiheuttamille vaurioille. Joskus vihollisjoukot tuhoavat kaapelit sodan aikana. Suuri Newfoundlandin maanjäristys vuonna 1929 aiheutti laajamittaisen sukellusveneen romahtamisen, joka aiheutti vaurioita Atlantin ylittävään kaapeliin.
Kun useita merenalaisia kaapeleita vaurioituu samanaikaisesti (esimerkiksi maanjäristyksen seurauksena), se voi aiheuttaa alueellisten Internet- ja kaukopuhelinpalvelujen katkeamisen, mikä johtaa mittaamattomiin tappioihin. Esimerkiksi Hengchunin maanjäristys vuonna 2006 on esimerkki.
Korjaa syvä kaapeli ja vaurioitunut osa tuodaan pintaan korjausta varten. Syvänmeren kaapelin vaurioitunut osa on leikattava pois ja tuotava pintaan korjausta varten. Korjattu osa on pidempi kuin alkuperäinen.
Joitakin tärkeitä kaapeleita lähellä satamia on pystytetty korjaamaan kaapeleiden korjaamiseen tarkoitettuja aluksia. Useita restaurointiyrityksiä, kuten CS Cyrus West Field, on perustettu lähellä Halifaxia, Nova Scotia. Joillakin suurilla teleoperaattoreilla, kuten France Telecomilla ja Japan Telecomilla, on omat merenalaiset kaapelialukset.
korjaus
Merenalaiset optiset kaapelit haudataan yleensä 1-2 metrin syvyyteen merenpohjan alle. Koska merenpohja ei ole kovin säännöllinen, optiset kaapelit paljastuvat väistämättä joskus. Valokuitukaapeli voi vaurioitua, kun kalastusvene ankkuroidaan tai kalastetaan troolilla. Siksi paikka, jossa valokuitukaapeli kulkee merenpohjassa, on nimetty ankkuroimattomaksi vyöhykkeeksi, eikä laivoja saa telakoida. Tämä periaate on sama kuin maalla olevien optisten kaapeleiden periaate. Näemme usein merkkejä, kuten"Maan alla on optisia kaapeleita ja rakentaminen on kiellettyä" tiellä. Merenalaiset optiset kaapelit on suojattava, ja tekniikkaa on vahvistettava itse merikaapelin vetolujuuden parantamiseksi.
Ensimmäinen askel korjaustyössä on löytää katkeamispiste. Merenalainen kaapeli-insinöörit voivat löytää katkaisukohdan likimääräisen sijainnin puhelin- ja Internet-katkosten avulla. Rantapääte voi lähettää valopulsseja, ja normaali valokuitu voi aina välittää näitä pulsseja meressä, mutta jos kuitu katkeaa, pulssi pomppaa takaisin siitä pisteestä ja rantapääte voi löytää katkaisukohdan tällä tavalla. . Sen jälkeen uudet optiset kaapelit on tuotava laivoilla korjattavaksi, mutta ensimmäinen askel on saada irti katkeavat optiset kuidut.
Jos optinen kaapeli on alle 2 000 metriä syvällä veden alla, voit pelastaa optisen kaapelin robotilla. Yleensä se sijaitsee meressä, jonka veden syvyys on noin 3 000 - 4 000 metriä. Vain yhden tyyppistä puristuskoukkua voidaan käyttää. Kouran sisäänvetäminen kerran kestää yli 12 tuntia. Kaapeli on lisättävä keskelle laivan rikkinäisen optisen kaapelin kalastuksen jälkeen. Tämän työn tekee erittäin ammattitaitoinen teknikko.
1. Kun robotti on sukeltanut veteen, se skannaa ja havaitsee vaurioituneen merenalaisen optisen kaapelin tarkan sijainnin.
2. Robotti kaivaa esiin mutaan upotetun merenalaisen optisen kaapelin ja leikkaa sen kaapelisaksilla. Köysi laitettiin veneeseen, ja robotti sidottiin optisen kaapelin toiseen päähän ja vedettiin sitten ulos merestä. Samaan aikaan robotti asentaa langattoman transponderin leikkaukseen.
3. Vedä toinen osa optista kaapelia merestä samalla menetelmällä. Kuten puhelinlinjojen huollossa, laivassa olevat instrumentit on kytketty valokaapelin molempiin päihin, ja merenalaisen optisen kaapelin laskeutumisaseman avulla havaitaan kahteen suuntaan, kumpi optisen kaapelin pää on tukossa. Ota sen jälkeen takaisin merikaapelin pidempi osa tukkeutuneen osan kanssa ja leikkaa se irti. Toinen osa varustettiin poijulla ja jätettiin väliaikaisesti kellumaan merelle.
4. Liitä seuraavaksi ylimääräinen vedenalainen optinen kaapeli manuaalisesti merenalaisen optisen kaapelin kahteen katkaisukohtaan. Valokuitukaapeliliittimien liittäminen on äärimmäisen korkean"teknisen sisällön" työtä, joka ei kuulu tavallisiin ihmisiin. Sen on oltava henkilö, joka on saanut erityiskoulutuksen ja saanut luvan kansainväliseltä organisaatiolta, ennen kuin sitä voidaan käyttää.
5. Kun ylimääräinen merenalainen optinen kaapeli on kytketty, se heitetään meriveteen toistuvien testien jälkeen, kun yhteys on normaali. Tällä hetkellä vedenalainen robotti on kohta"taistelee" uudelleen:"huuhtele" korjattu merenalainen optinen kaapeli, eli käytä korkeapainevesitykkiä merenpohjan lieteen huuhtelemiseen kaivannosta ja"lay" korjattu merenalainen optinen kaapeli siihen.
Samalla ankarat säät, kuten voimakkaat tuulet ja aallot merellä, voivat hidastaa kunnostustöitä.