O cabo de fibra ótica submarino (submarino), também conhecido como cabo de comunicação submarino, é um fio enrolado em material isolante e colocado no fundo do mar para estabelecer a transmissão de telecomunicações entre os países.
O sistema de cabo de fibra óptica submarino é usado principalmente para conectar o cabo de fibra óptica e a Internet. Está dividido em duas partes: equipamento onshore e equipamento subaquático. O cabo de fibra óptica submarino é a parte mais importante e vulnerável do equipamento subaquático.
Estrutura do equipamento
O cabo óptico submarino é colocado no fundo do mar com um feixe de fios envolto em uma bainha isolante. A água do mar pode evitar a interferência da luz externa e das ondas magnéticas, de modo que a relação sinal-ruído do cabo submarino é alta; não há retardo de tempo na comunicação do cabo óptico submarino. A vida útil dos cabos ópticos submarinos é de 25 anos de operação contínua, enquanto os satélites artificiais geralmente ficam sem combustível em 10 a 15 anos.
A estrutura básica do cabo óptico submarino é: camada de polietileno, resina de poliéster ou camada de asfalto, camada de fio de aço, camada impermeável de alumínio, camada de policarbonato, tubo de cobre ou alumínio, parafina, camada de alcano, feixe de fibra óptica, etc.
O sistema de cabos ópticos submarinos é usado principalmente para conectar cabos ópticos e a Internet. Está dividido em duas partes: equipamento onshore e equipamento subaquático. O equipamento baseado em terra embala e transmite serviços de comunicação como voz, imagem e dados. O equipamento subaquático é responsável pelo processamento, envio e recepção dos sinais de comunicação. O equipamento subaquático está dividido em três partes: cabo de fibra ótica submarino, repetidor e" unidade de ramal" ;: o cabo de fibra ótica submarino é a parte mais importante e mais vulnerável.
A estrutura do cabo óptico de alto mar é mais complicada: a fibra óptica é colocada no esqueleto de plástico com ranhura em forma de U e a ranhura é preenchida com graxa ou plástico elástico para formar o núcleo. O núcleo é envolto em fio de aço de alta resistência. Durante o processo de embalagem, todas as lacunas devem ser preenchidas com material impermeável. Em seguida, uma camada de fita de cobre é enrolada ao redor do fio de aço e a costura é soldada para fazer o fio de aço e o tubo de cobre formarem uma combinação de resistência de compressão e tensão. Uma camada de bainha de polietileno deve ser adicionada do lado de fora do fio de aço e do tubo de cobre. Essa estrutura multicamadas apertada protege a fibra óptica, evita quebras e previne a entrada de água do mar. Em áreas onde os tubarões estão infestados, uma camada adicional de bainha de polietileno é adicionada ao exterior do cabo submarino.
A estrutura do cabo óptico submarino deve ser forte e leve em material, mas o alumínio de metal leve não pode ser usado, porque o alumínio e a água do mar irão reagir eletroquimicamente para produzir hidrogênio, e as moléculas de hidrogênio se difundirão no material de vidro da fibra óptica, o que aumentará a perda da fibra óptica. Portanto, o cabo óptico submarino não deve apenas impedir que o hidrogênio seja gerado internamente, mas também evitar que o hidrogênio penetre no cabo óptico de fora. Por esse motivo, no início dos anos 1990, uma fibra óptica revestida de carbono ou titânio foi desenvolvida para evitar a penetração de hidrogênio e corrosão química. O conector de fibra óptica também deve ser de alta resistência, exigindo a conexão para manter a resistência da fibra óptica original e a superfície da fibra óptica original contra danos.
Espécies principais
De acordo com diferentes ambientes marinhos e profundidades de água, ele pode ser dividido em cabos ópticos de águas profundas e cabos ópticos de águas rasas. Correspondentemente, a estrutura do cabo óptico é representada por uma camada de armadura de camada única e uma camada de armadura de camada dupla. No método de representação do modelo de produto, DK é usado para armadura de camada única e SK é usado para armadura de camada dupla. As especificações são expressas pelo número e tipo de fibras.
De acordo com o papel e a função podem ser divididos em
Cabo de comunicação submarino e cabo de alimentação óptica submarino. O primeiro é usado principalmente para serviços de comunicação e o último é usado principalmente para transmissão subaquática de energia luminosa de alta potência
Princípio Técnico
As redes de vários países do mundo podem ser consideradas uma grande rede local. Os cabos ópticos submarinos e terrestres os conectam para formar a Internet. O cabo óptico é o" nervo central" da Internet, e os Estados Unidos são quase o" cérebro" da Internet. Como berço da Internet, os Estados Unidos armazenam muitos servidores da Web e de mensagens instantâneas (como o MSN). Dos 13 servidores raiz que resolvem nomes de domínio globalmente, 10 estão nos Estados Unidos. Faça login na maioria dos sites .com e .net ou envie e-mails, dados. Quase todos precisam percorrer os Estados Unidos para chegar ao destino.
Os cabos submarinos agora são mantidos separadamente e, por motivos de segurança, os cabos submarinos também precisam ser mantidos em horários normais. Se alguém pescasse o cabo submarino e adicionasse fibra óptica, a informação poderia ser roubada. Se houver uma guerra, alguém pode danificar o cabo de fibra óptica. Os cabos submarinos são a melhor solução para comunicação hoje. Outros métodos, como satélites e microondas, podem ser usados como suplementos, mas parece que eles não podem substituir os cabos submarinos porque seus canais são limitados. É uma forma que permite que a maioria dos usuários se comunique de forma barata.
A fonte de alimentação remota do sistema de cabos submarinos é muito importante, e os repetidores ao longo do cabo submarino dependem da fonte de alimentação remota da estação de pouso. O repetidor digital usado no cabo óptico submarino tem muitas funções, e o consumo de energia é várias vezes maior do que o repetidor analógico do cabo submarino. O fornecimento de energia requer alta confiabilidade e não pode ser interrompido. Portanto, em áreas onde os tubarões estão infestados, duas camadas de fita de aço e uma camada externa de polietileno devem ser adicionadas ao exterior do cabo óptico submarino. Mesmo com uma proteção tão rígida, houve casos em que os isoladores de polietileno de cabos ópticos de alto mar foram picados por tubarões e causaram falhas de energia no final dos anos 1980.
Principais características
Comparados com os cabos de fibra ótica terrestre, os cabos de fibra ótica submarinos têm muitas vantagens: primeiro, eles não precisam cavar túneis ou suporte por suportes, então o investimento é baixo e a velocidade de construção é rápida; Devido à destruição do ambiente natural, como vento e ondas, e à interferência das atividades de produção humana, o cabo é seguro e estável, com forte capacidade anti-interferência e bom desempenho de confidencialidade.
Método de construção
O projeto do cabo óptico submarino deve garantir que a fibra óptica não seja afetada por forças externas e pelo meio ambiente. Os requisitos básicos são: pode se adaptar ao ambiente de pressão submarina, abrasão, corrosão, biologia, etc .; ter uma camada de blindagem adequada para evitar danos causados por redes de arrasto de barcos de pesca, âncoras e tubarões; O cabo de fibra óptica se rompe Ao mesmo tempo, minimize o comprimento da água do mar que penetra no cabo óptico; pode evitar que o hidrogênio penetre no cabo óptico de fora e o hidrogênio gerado de dentro; tem um circuito de alimentação remota de baixa resistência; pode suportar a tensão durante o assentamento e a reciclagem; a vida útil é média. O requisito é de mais de 25 anos.
O cabo óptico submarino de alto mar (acima de 1.000 metros) adota uma estrutura blindada livre de aço, mas a estrutura do núcleo do cabo e o membro de reforço (geralmente o fio de aço central) deve ser capaz de proteger a fibra óptica para evitar a alta pressão da água do mar e alta pressão durante o assentamento e a reciclagem. tensão. Para evitar danos aos tubarões, duas camadas de fita de aço devem ser enroladas em espiral na bainha do cabo óptico de alto mar na área do mar onde os tubarões estão infestados, e uma camada externa de polietileno deve ser espremida.
A estrutura do núcleo do cabo óptico submarino em águas rasas (dentro de 1000 metros de água) é a mesma que a do cabo óptico em águas profundas, mas o cabo óptico em águas rasas deve ter uma armadura de fio de aço de camada única ou dupla. O número de camadas de armadura e o diâmetro externo do fio de aço são determinados de acordo com o ambiente submarino, a profundidade da água, se pode ser enterrado, pesca, etc. da rota do cabo submarino.
Processo de postura
O projeto do cabo submarino é reconhecido como um projeto complexo e difícil de grande escala por países de todo o mundo. Em mares rasos, se a profundidade da água for inferior a 200 metros, os cabos são enterrados, enquanto em mares profundos, eles são colocados. O enterramento a jato hidráulico é o principal método de enterramento. Existem várias filas de orifícios de pulverização de água na parte inferior do equipamento enterrado, que são distribuídos paralelamente em ambos os lados. Durante a operação, cada furo pulveriza jatos de água de alta pressão no fundo do mar ao mesmo tempo para lavar os sedimentos do fundo do mar e formar uma vala para cabos submarinos; a parte superior do equipamento possui guia de cabo, serve para guiar o cabo (cabo óptico) até o fundo da vala do cabo submarino, sendo a vala preenchida automaticamente pela maré. O equipamento enterrado é rebocado pelo navio de construção e várias instruções são fornecidas através do cabo de trabalho. As máquinas de colocação de cabos geralmente não possuem equipamento de enterramento subaquático e são colocadas na superfície do fundo do mar pelo peso do cabo submarino.
O barco continua avançando e, em seguida, abre uma trincheira com o robô subaquático, coloca o cabo óptico e, em seguida, limpa a areia de volta com o robô subaquático, cobre o cabo óptico e continua avançando. Quando a ancoragem é necessária, a conexão é concluída no barco e, em seguida, é feita a vedação e, a seguir, continua a estabelecer. Atualmente, todos os cabos ópticos submarinos são de fibras ópticas, e são poucos os cabos, e todos os cabos colocados atualmente estão enterrados no solo, ou seja, um robô subaquático é usado para limpar uma vala e colocá-la e, em seguida, enterrar o solo.
O robô subaquático na verdade usa uma bomba d'água de alta pressão para pressurizar a água a uma alta pressão e borrifá-la, correndo para fora da trincheira. Quanto à manutenção, não há manutenção alguma. Normalmente, não há necessidade de manutenção. Você só precisa verificar se o cabo óptico fica exposto regularmente com um robô subaquático e, se houver, cobrir a lama. Além disso, se ele quebrar, use o detector de atenuação para medi-lo para obter a posição específica, e então vá lá pescar, conectar ou outros métodos, geralmente corte toda a seção danificada e substitua por um novo.
Tratamento de incidentes
fratura
Geralmente, há duas razões principais para quebras de cabos submarinos. Um deles é de força maior, como terremotos e tsunamis, e o outro é causado pelo homem. Uma vez que o cabo seja desconectado, não terá apenas um grande impacto nas comunicações internacionais, mas a perda causada será ainda mais incalculável.
dano
Os cabos são freqüentemente suscetíveis a danos causados por arrastões de pesca, âncoras e até tubarões. Os cabos às vezes são destruídos pelas tropas inimigas durante a guerra. O terremoto Great Newfoundland em 1929 causou um colapso de submarino em grande escala que causou danos ao cabo transatlântico.
Uma vez que vários cabos submarinos são danificados ao mesmo tempo (por exemplo, danificados por um terremoto), isso pode causar a interrupção dos serviços regionais de Internet e telefonia de longa distância, resultando em perdas incalculáveis. Por exemplo, o terremoto Hengchun em 2006 é um exemplo.
Repare o cabo profundo e a parte danificada é trazida à superfície para reparo. A parte danificada do cabo de águas profundas deve ser cortada e trazida à superfície para reparo. A peça reparada será mais longa do que a original.
Alguns cabos importantes próximos às portas foram configurados para consertar navios dedicados a consertar cabos. Várias empresas de restauração, como CS Cyrus West Field, foram estabelecidas perto de Halifax, Nova Escócia. Algumas grandes operadoras de telecomunicações, como a France Telecom e a Japan Telecom, têm seus próprios navios de cabos submarinos.
reparar
Os cabos ópticos submarinos são geralmente enterrados a uma profundidade de 1-2 metros abaixo do fundo do mar. Como o fundo do mar não é muito regular, os cabos ópticos inevitavelmente ficarão expostos às vezes. O cabo de fibra óptica pode ser destruído quando o barco de pesca está ancorado ou usando uma rede de arrasto para pescar. Portanto, o local onde o cabo de fibra óptica passa no fundo do mar é designado como uma zona sem âncora e nenhum navio está autorizado a atracar. Este princípio é igual ao dos cabos ópticos terrestres. Muitas vezes vemos sinais como" Existem cabos ópticos subterrâneos e a construção é proibida" na estrada. Os cabos ópticos submarinos precisam ser protegidos e a tecnologia precisa ser reforçada para melhorar a resistência à tração do próprio cabo submarino.
A primeira etapa do trabalho de reparo é encontrar o ponto de interrupção. Os engenheiros de cabos submarinos podem encontrar a localização aproximada do ponto de interrupção por meio de interrupções de telefone e Internet. O terminal de costa pode emitir pulsos de luz, e a fibra óptica normal sempre pode transmitir esses pulsos no mar, mas se a fibra estiver quebrada, o pulso vai se recuperar daquele ponto, e o terminal de costa pode encontrar o ponto de quebra desta forma . Depois disso, novos cabos ópticos precisam ser trazidos pelos navios para reparos, mas o primeiro passo é recuperar as fibras ópticas quebradas.
Se o cabo óptico estiver a menos de 2.000 metros de profundidade debaixo d'água, você pode usar um robô para recuperar o cabo óptico. Geralmente, ele está localizado no mar, com lâmina d'água de cerca de 3.000 a 4.000 metros. Apenas um tipo de gancho pode ser usado. Demora mais de 12 horas para retrair a garra uma vez. É necessário adicionar o cabo no meio após pescar o cabo óptico quebrado no navio. Este trabalho é realizado por um técnico altamente profissional.
1. Depois que o robô mergulha na água, ele verifica e detecta a localização precisa do cabo óptico submarino danificado.
2. O robô escava o cabo óptico submarino enterrado na lama e o corta com uma tesoura de cabo. A corda foi colocada no barco e o robô foi amarrado a uma extremidade do cabo óptico e, em seguida, puxado para fora do mar. Ao mesmo tempo, o robô instala um transponder sem fio no corte.
3. Use o mesmo método para puxar outra seção do cabo óptico para fora do mar. Assim como na manutenção das linhas telefônicas, os instrumentos do navio são conectados às duas extremidades do cabo de fibra óptica, e a estação de aterrissagem do cabo óptico submarino em duas direções é usada para detectar qual extremidade do cabo óptico está bloqueada. Em seguida, retire a parte mais longa do cabo submarino com a parte bloqueada e corte-o. A outra seção foi equipada com uma bóia e deixada para flutuar temporariamente no mar.
4. Em seguida, conecte manualmente o cabo óptico submarino sobressalente aos dois pontos de interrupção do cabo óptico submarino. Conectar conectores de cabo de fibra ótica é um trabalho com conteúdo técnico" extremamente alto" ;, que não é adequado para pessoas comuns. Deve ser uma pessoa especialmente treinada e obtida uma licença de uma organização internacional antes de poder ser operado.
5. Depois que o cabo óptico submarino sobressalente for conectado, após repetidos testes, depois que a comunicação estiver normal, ele será lançado na água do mar. Neste momento, o robô subaquático está prestes a" lutar" novamente:" nivelar" o cabo óptico submarino reparado, isto é, usa uma pistola de água de alta pressão para limpar o lodo no fundo do mar de uma trincheira, e" lay" o cabo óptico submarino reparado nele.
Ao mesmo tempo, condições meteorológicas severas, como ventos fortes e ondas no mar, podem retardar o trabalho de restauração.