海底(海底)光ファイバーケーブルは、海底通信ケーブルとも呼ばれ、絶縁材料で包まれたワイヤーで、海底に敷設され、国間の通信伝送を確立します。
海底光ファイバーケーブルシステムは、主に光ファイバーケーブルとインターネットを接続するために使用されます。陸上機器と水中機器の2つの部分に分かれています。海底光ファイバーケーブルは、水中機器の中で最も重要で最も脆弱な部分です。
設備構造
海底光ケーブルは、絶縁シースに包まれたワイヤーバンドルで海底に敷設されています。海水は外部光や磁気波の干渉を防ぐことができるので、海底ケーブルの信号対雑音比は高い。海底光ケーブルの通信に時間遅延はありません。海底光ケーブルの設計寿命は25年の連続運転であり、人工衛星は一般的に10年から15年以内に燃料を使い果たします。
海底光ケーブルの基本構造は、ポリエチレン層、ポリエステル樹脂又はアスファルト層、鋼ストランド層、アルミニウム防水層、ポリカーボネート層、銅またはアルミニウムチューブ、パラフィン、アルカン層、光ファイバー束などです。
海底光ケーブルシステムは、主に光ケーブルとインターネットを接続するために使用されます。陸上機器と水中機器の2つの部分に分かれています。海岸ベースの機器は、音声、画像、データなどの通信サービスをパックし、送信します。水中機器は、通信信号の処理、送受信を担当しています。水中機器は、海底光ファイバーケーブル、リピータ、および「ブランチユニット」の3つの部分に分かれています:潜水艦光ファイバーケーブルは最も重要で最も脆弱な部分です。
深海光ケーブルの構造はより複雑です:光ファイバーはU字型の溝プラスチック骨格に設定され、溝はコアを形成するためにグリースまたは弾性プラスチックで満たされています。コアは高強度の鋼線で包まれています。ラッピングプロセス中に、すべてのギャップは防水材料で満たされるべきです。その後、銅テープの層を鋼線に巻き付け、継ぎ目を溶接して鋼線と銅管を圧縮と張力の抵抗組み合わせを形成します。ポリエチレンシースの層は、鋼線と銅管の外側に追加する必要があります。このような密な多層構造は、光ファイバを保護し、破断を防止し、海水の侵入を防ぐことである。サメがはびこる地域では、ポリエチレンシースの追加層が海底ケーブルの外側に追加されます。
海底光ケーブルの構造は、材料に強く、軽くすることが必要ですが、アルミニウムと海水が電気化学的に反応して水素を生成するため、軽金属アルミニウムは使用できず、水素分子が光ファイバのガラス材料に拡散し、光ファイバの損失を増大させます。そのため、海底光ケーブルは、水素が内部に発生するのを防ぐだけでなく、水素が外部から光ケーブルに侵入するのを防ぐ必要があります。このため、1990年代初期には、水素の浸透や化学腐食を防ぐために、カーボンまたはチタンコーティングされた光ファイバーが開発されました。また、光ファイバコネクタは高強度であることが必要であり、損傷による元の光ファイバと元の光ファイバの表面の強度を維持するための接続が必要となる。
主な種
海洋環境や水深の違いにより、深海光ケーブルと浅海光ケーブルに分けることができます。それに応じて、光ケーブル構造は、単層装甲層と二重層装甲層で表される。製品モデル表現法では、DKは単層装甲に使用され、SKは二層アーマーに使用されます。仕様は、繊維の数と種類で表されます。
役割と機能に応じて、次の
海底通信ケーブル、潜水艦光パワーケーブル。前者は主に通信サービスに使用され、後者は主に高出力光エネルギーの水中伝送に使用されます。
技術原理
世界各国のネットワークは、大規模なローカルエリアネットワークと見なすことができます。潜水艦と陸上光ケーブルは、インターネットを形成するためにそれらを接続します。光ケーブルはインターネットの「中心神経」であり、米国はインターネットのほぼ「脳」です。インターネット発祥の地として、米国は多くの Web サーバーと IM (MSN など) サーバーを格納しています。ドメイン名をグローバルに解決する 13 のルート サーバーのうち、10 台は米国にあります。ほとんどの.comや.netのウェブサイトにログインするか、電子メールを送信し、データはほとんどすべてが目的地に到達するために米国を回る必要があります。
海底ケーブルは別々に維持され、安全上の目的で、海底ケーブルも通常の時間に維持する必要があります。誰かが海底ケーブルを釣り上げ、光ファイバーを追加した場合、情報が盗まれる可能性があります。戦争が発生した場合、誰かが光ファイバーケーブルを損傷する可能性があります。海底ケーブルは、今日の通信に最適なソリューションです。サテライトやマイクロ波などの他の方法はサプリメントとして使用できますが、チャネルが限られているため、海底ケーブルを交換することはできません。これは、ユーザーの大半が安価な方法で通信できるようにする方法です。
海底ケーブルシステムのリモート電源は非常に重要であり、海底ケーブルに沿ったリピーターは着陸ステーションのリモート電源に依存しています。海底光ケーブルで使用されるデジタルリピータは多くの機能を持ち、電力消費量は海底ケーブルのアナログリピータの数倍の大きさです。電源は高い信頼性を必要とし、中断することはできません。したがって、サメがはびこる地域では、鋼テープの2層とポリエチレン外装の層を海底光ケーブルの外側に追加する必要があります。このような厳しい保護があっても、深海光ケーブルのポリエチレン絶縁体がサメに噛まれ、1980年代後半に停電を引き起こした例がありました。
主な機能
地上光ファイバーケーブルと比較して、潜水艦光ファイバーケーブルには多くの利点があります:まず、トンネルを掘ったり、ブラケットでサポートする必要はありませんので、投資は低く、建設速度は速いです。風や波などの自然環境の破壊や人間の生産活動の妨害により、ケーブルは安全で安定しており、強力な干渉防止能力と良好な機密性を備えています。
施工方法
海底光ケーブルの設計は、光ファイバが外部の力や環境の影響を受けないようにしなければなりません。基本的な要件は、潜水艦の圧力、摩耗、腐食、生物学などの環境に適応することができます。漁船のトロール、アンカー、サメからの損傷を防ぐために適切な装甲層を持っています。光ファイバーケーブルの切断同時に、光ケーブルに浸透する海水の長さを最小限に抑えます。それは、外部から光ケーブルに浸透する水素と内部で発生する水素を防ぐことができます。それは低抵抗のリモート電源回路を有する;それは敷設とリサイクル中の緊張に耐えることができます。寿命は平均要件は25年以上です。
海底深海(1,000m以上)の海底光ケーブルは、鉄製の装甲構造を採用していますが、ケーブルコアと補強部材(通常は中央鋼線)の構造は、敷設時やリサイクル時の海水の高圧と高圧を防ぐために光ファイバーを保護できる必要があります。緊張。サメの損傷を防ぐために、サメがはびこる海の領域の深海光学ケーブルの鞘に2層のスチールテープをスパイラルで包み、ポリエチレン外鞘の層を絞る必要があります。
海底光ケーブルの浅い海(水の1000メートル以内)の中心構造は、深海光ケーブルの場合と同じですが、浅海光ケーブルには単層または二重層の鋼線装甲が必要です。装甲層の数と鋼線の外径は、海底の環境、水深、潜水できるかどうか、海路の釣り等に応じて決定されます。
敷設プロセス
海底ケーブルプロジェクトは、世界中の国々によって複雑で困難な大規模プロジェクトとして認識されています。浅い海では、水深が200メートル未満の場合、ケーブルは深海に埋め、深海に敷設されます。油圧ジェットの埋め込みは主な埋め込み方法である。埋め込み機器の底部には、両側に平行に分散された水噴霧穴が数列あります。操作中、各穴は海底堆積物を洗い流し、海底ケーブルトレンチを形成するために同時に海底に高圧水ジェットを噴霧します。機器の上部にはフェアリードがあり、海底ケーブルトレンチの底部にケーブル(光ケーブル)を導くために使用され、トレンチは潮によって自動的に満たされます。埋め込み機器は建設船によって前方に引き上げ、様々な指示が作業用ケーブルを介して与えられます。ケーブル敷設機は、一般的に水中埋め込み機器を持っていない、海底ケーブルの重量によって海底の表面に敷設されています。
ボートは前方に運転し続け、水中ロボットでトレンチを洗い流し、光ケーブルを入れ、水中ロボットで砂を洗い流し、光ケーブルを覆い、前進し続けます。ドッキングが必要な場合、接続はボートで完了し、シール、そして、敷設を続けます。現在、海底光ケーブルはすべて光ファイバーであり、ケーブルが非常に少なく、現在敷設されているすべてのケーブルが土壌に埋もれている、つまり、水中ロボットを使用してトレンチを洗い流して入れて土壌を埋めます。
水中ロボットは実際に高圧ウォーターポンプを使用して水を高圧に加圧し、スプレーアウトし、それによってトレンチから飛び出します。メンテナンスに関しては、メンテナンスは一つもありません。通常、メンテナンスは不要です。光ケーブルが水中ロボットで定期的に露出しているかどうかを確認するだけで、泥を覆う必要があります。さらに、それが壊れた場合は、減衰検出器を使用して特定の位置を取得するためにそれを測定し、それを釣りに行き、それを接続するか、または他の方法で、通常、すべての損傷したセクションを遮断し、新しいものに置き換えます。
インシデント処理
骨折
海底ケーブルの切断には、一般的に2つの主な理由があります。一つは地震や津波などの不可抗力であり、もう1つは人為的な原因です。ケーブルが切断されると、国際通信に大きな影響を与えるだけでなく、引き起こされる損失はさらに計り知れない。
損害
ケーブルは、多くの場合、釣りトロール機、アンカー、さらにはサメによって損傷を受けやすいです。ケーブルは戦時中に敵軍によって破壊されることがある。1929年のニューファンドランド大地震は、大西洋横断ケーブルに損傷を与えた大規模な潜水艦崩壊を引き起こしました。
複数の海底ケーブルが同時に損傷を受けると(地震による損傷など)、地域のインターネットや長距離電話サービスが中断し、計り知れない損失を引き起こす可能性があります。例えば、2006年の恒流地震の一例です。
深いケーブルを修理し、損傷した部品を表面に持って来て修理します。深海ケーブルの損傷部分は切断し、修理のために表面に持ち込む必要があります。修理した部品は元の部品より長くなります。
ポートの近くにある重要なケーブルは、ケーブルの修理専用の船舶を修理するために設定されています。CSサイラスウエストフィールドなどのいくつかの修復会社は、ハリファックス、ノバスコシア州の近くに設立されています。フランステレコムや日本テレコムなどの一部の大手通信事業者は、独自の海底ケーブル船を持っています。
修繕
海底光ケーブルは、通常、海底下1〜2メートルの深さに埋もれています。海底はあまり規則的ではないので、光ケーブルは必然的に時々露出します。光ファイバーケーブルは、漁船が停泊したり、トロールを使用して釣りを行うと破壊される可能性があります。したがって、光ファイバーケーブルが海底を通過する場所は、ノーアンカーゾーンとして指定され、船舶はドッキングできません。この原理は陸上の光ケーブルと同じです。道路には「地下に光ケーブルがあり、工事は禁止されている」という看板をよく見かけます。海底光ケーブルは保護する必要があり、海底ケーブル自体の引張強度を向上させる技術を強化する必要があります。
修復作業の最初の手順は、ブレークポイントを見つけることです。海底ケーブルエンジニアは、電話やインターネットの停止を通じて、ブレークポイントのおおよその位置を見つけることができます。海岸端子は光パルスを発する可能性があり、通常の光ファイバは常に海でこれらのパルスを送信することができますが、ファイバが壊れている場合、パルスはそのポイントから跳ね返り、海岸ターミナルはこのようにブレークポイントを見つけることができます。その後、修理のために船舶に新しい光ケーブルを持ち込む必要がありますが、最初のステップは壊れた光ファイバを取り出すことでした。
光ケーブルが水中深さ2,000メートル未満の場合は、ロボットを使用して光ケーブルを回収することができます。一般的に、それは約3,000〜4,000メートルの水深と海に位置しています。1種類のグラップリングフックのみ使用できます。一度グラップルを撤回するのに12時間以上かかります。船の壊れた光ケーブルを釣った後、途中でケーブルを追加する必要があります。この作業は、高度に専門的な技術者によって行われます。
1.ロボットが水中に飛び込んだ後、損傷した海底光ケーブルの正確な位置をスキャンして検出します。
2. ロボットは泥に埋もれた海底光ケーブルを掘り出し、ケーブルはさみで切ります。ロープはボートに置き、ロボットは光ケーブルの一方の端に縛られ、それから海から引き抜かれました。同時に、ロボットはカットに無線トランスポンダを設置します。
3. 同じ方法で、光ケーブルの別の部分を海から引き出します。電話回線のメンテナンスと同様に、船上の機器は光ファイバケーブルの両端に接続され、海底光ケーブル着陸ステーションは、光ケーブルのどの端がブロックされているかを検出するために使用されます。その後、ブロックされた部分で海底ケーブルの長い部分を取り戻し、それを遮断します。他のセクションはブイを取り付け、一時的に海に浮かぶように残しました。
4. 次に、予備の海底光ケーブルを海底光ケーブルの2つのブレークポイントに手動で接続します。光ファイバーケーブルコネクタを接続することは、一般の人々には適していない非常に高い「技術的な内容」を持つ仕事です。運営する前に、特別な訓練を受け、国際機関から免許を取得した人でなければなりません。
5.予備の海底光ケーブルが接続された後、繰り返しテストした後、通信が正常な後、海水に投げ込まれます。この時点で、水中ロボットは再び「戦う」しようとしています:修理された海底光学ケーブルを「フラッシュ」、つまり、高圧水砲を使用して海底のシルトをトレンチから洗い流し、修理された海底光ケーブルを「敷設」します。
同時に、強風や海上の波などの悪天候が修復作業を遅らせる可能性があります。
