Подводный коммуникационный кабель. История прокладки кабелей
Подводный коммуникационный кабель
Производим и поставляем оборудование для прокладки кабеля всеми методами (гидравлические кабельные судовые лебедки, системы хранения, смотки и размотки кабеля, кабельные морские гидравлические и электрические толкатели).
Для проведения телекоммуникационных сигналов через участки океана подводный коммуникационный кабель представляет собой кабель, проложенный на морском дне между наземными станциями. Первые подводные кабели связи, проложенные в середине прошлого столетия, осуществляли телеграфический трафик. Последующие поколения кабелей осуществляли телефонный трафик, трафик для передачи данных. Современные кабели используют волоконно-оптическую технологию для передачи цифровых данных, которые включают телефон, Интернет и трафик данных.
Современные кабели, как правило, составляют около 25 миллиметров в диаметре и весят около 1,4 кг на метр для глубоководных участков, которые составляют большую часть пробега. Хотя для мелководных участков воды вблизи берега используются более крупные и тяжелые кабели. Подводные кабели подключены ко всем мировым континентам, за исключением Антарктиды.
Ранняя история телеграфных и коаксиальных кабелей
Испытания
После того, как в середине прошлого века был изобретен телеграф, идея прокладки подводной линии через океан стала рассматриваться как возможный триумф будущего. Сэмюэль Морзе поверил в него, и погрузил провод из изолированный просмоленной пеньки и каучука в воду, и телеграфировал через него. Следующей осенью был проведен еще один подобный эксперимент. Для успеха длинной подводной линии был необходим хороший изолятор для покрытия проволоки и предотвращения утечки электрического тока в воду.
Еще одна изолирующая резинка, которая может плавиться под воздействием температуры и легко применяться для провода, появилась в середине прошлого века. В Европе начал использоваться гуттаперчевый клейкий сок. Прототипом послужили кнуты, сделанные из него. Вскоре были обнаружены достоинства гуттаперчи, как изолятора, и было решено использовать ее для покрытия кабеля, который предполагалось, проложить от одного города до другого. В середине века обычный электрик погрузил два километра проволоки, покрытой гуттаперчей, в воду. Эти испытания прошли успешно.
Первые коммерческие кабели
Правительство Европейского государства дало концессию. и в конце века была заложена первая линия телеграфа. Это был просто медный провод, покрытый гуттаперчей, без других средств защиты. Эксперимент обеспечил возобновление концессии, а затем был заложен качественный кабель.
Позднее были заложены другие успешные кабели. Они связали страны и обеспечили связь. Они были заложены пароходом, который впоследствии стал первым судном с постоянным оборудованием для прокладки кабеля.
В конце века для того, чтобы заложить телеграфный кабель, был использован пароход. Из-за штормов, приливных и песчаных движений возникали проблемы. Эти проблемы были изложены в докладе специалистов. Это было важно для того, чтобы помочь в будущих операциях по прокладке кабеля.
Трансатлантический телеграфный кабель
В конце века была предпринята первая попытка прокладки кабеля через океан. Тем не менее, технология не была способна поддерживать проект; она с самого начала столкнулась с проблемами, и эксплуатировалась в течение всего лишь месяца. Последующие попытки были более успешными. Крупнейший в мире пароход использовал более передовые технологии и уложил первый кабель.
Европейское господство кабеля
С конца 19 века преобладали европейские подводные кабельные системы. Со стороны предложения и со стороны спроса существовали неоспоримые преимущества. В Европе было множество предпринимателей готовых вложить огромное количество капитала, необходимого для строительства, прокладки и поддержания этих кабелей. Успешному процветанию кабельных компаний, информационных агентств, торговых и транспортных компаний, а также правительства способствовала обширная колониальная империя.
Европейские чиновники полагали, что телеграфные линии, которые прошли через другие территории, представляли угрозу безопасности, так как линии могли быть разрезаны, и сообщение прервалось бы во время войны. Они стремились создать всемирную сеть в пределах империи и подготовили стратегии для быстрого прерывания коммуникаций противника.
Для торговых компаний подводные кабели были экономическим благом, так как владельцы судов могли общаться с капитанами, когда корабли достигли своего места назначения на другой стороне океана, и на основании сообщений о ценах и предоставленной информации даже давали указания относительно того, куда идти дальше, чтобы забрать больше груза. Европейское правительство знало очевидные способы применения кабелей для поддержания административных связей с губернаторами во всей империи, а также в привлечении других народов и общении с воинскими частями в военное время. Географическое положение территории также было преимуществом, так как она включала в себя множество стран, что позволяло проложить кратчайший маршрут через океан. Это позволило значительно сократить расходы.
О доминировании этой отрасли в перспективе свидетельствуют несколько фактов. В конце 19 века в мире было тридцать судов для прокладки кабеля и двадцать четыре из них находились в собственности европейских компаний. В 19 веке европейские компании владели и управляли двумя третями кабелей в мире. К 20 веку их доля составляла уже 42,7 процента. Во время Первой мировой войны, телеграфная связь была почти полностью непрерывной, в то время, как количество кабелей по всему миру быстро сокращалось.
В 19 веке сеть европейских кабелей расширяется на восток, в Индийском океане. В конце 19 века по поручению европейского правительства Восток был связан с Европой по подводному кабелю комбинированной операции четырьмя кабельными компаниями. В 19 веке эти четыре компании были объединены, чтобы сформировать Европейскую телеграфную компанию.
Подводные кабели через океан
Первые океанские кабели были проложены в начале 20-го века. Они связали континентальные государства и острова.
88 лет спустя, кабельная система океана стала первой регенеративной системой, полностью пересекающей океан от континентальной части до островов.
Строительство
Трансатлантические кабели 19-го века состояли из внешнего слоя железа и стальной проволоки, обернутой в каучук. Упаковка гуттаперчи, которая окружала многожильный медный провод в ядре, обеспечивала сохранность кабеля. Участки, ближайшие к каждой береговой линии, имели дополнительную защиту провода. Гуттаперча, природный полимер, подобный резине, имел почти идеальные свойства для изоляции подводных кабелей, за исключением достаточно высокой диэлектрической проницаемости, которая сделала емкость кабеля высокой. В начале 20-го века в качестве альтернативы гуттаперчи проводились эксперименты с резиновой изоляцией,
Проблемы пропускной полосы
В отличие от современных кабелей, технология 19-го века не позволяла выполнить повторители усилители в кабеле. Для того, чтобы попытаться преодолеть электрическое сопротивление на огромной длине, использовалось большое напряжения. Но распределенная емкость и индуктивность объединялись, чтобы исказить импульсы по линии телеграфа. В итоге пропускная способность кабеля уменьшалась, строго ограничивая скорость передачи данных до 10 – 12 слов в минуту.
Уже в конце 19-го века было замечено, что электрические сигналы сдерживались при прохождении через изолированные провода или жилы, проложенные под землей. Была изложена причина возникновения индукции. Тот же самый эффект был замечен на ядрах, погруженных в воду, и в частности, на длинном кабеле между двумя европейскими странами. Было доказано, что эффект был создан проводом и землей (или водой), окружающей его. Выяснилось, что, когда провод заряжается от аккумулятора (например, при нажатии клавиши телеграфа), электрический заряд в проводе индуцирует противоположный заряд в воде, так как он перемещается вперед. Этот эффект вскоре был подробнейшим образом описан. Теперь его называют законом электромагнитной индукции. Поскольку два заряда притягиваются друг к другу, захватывающий заряд замедляется. Ядро действует, как конденсатор, распределенный по длине кабеля, который, в сочетании с сопротивлением и индуктивностью кабеля, ограничивает скорость, с которой сигнал проходит через проводник кабеля.
В ранних конструкциях кабеля этот эффект не удалось правильно проанализировать. Исследователи не учли эти проблемы и настаивали, что трансатлантический кабель осуществим. Впоследствии даже возник настоящий публичный спор. Одна сторона считала, что при достаточном напряжении любым кабелем можно управлять. Из-за чрезмерного напряжения, рекомендованного исследователями, первый трансатлантический кабель никогда не работал надежно, и в конце концов короткое замыкание в океане, когда напряжение было чрезмерно увеличено, вывело из строя конструкцию кабеля.
Был разработан генератор сложного электрического поля, который для обнаружения слабых сигналов телеграфа резонировал кабель к светолучевому зеркальному гальванометру. Изобретатель разбогател на нескольких связанных между собой изобретениях. Его вклад в этой области неоспорим. Это позволило создать точную конструкцию оборудования для оптимальной телеграфии. Влияние атмосферного электричества и геомагнитного поля на подводные кабели также побудило многих на ранние полярные экспедиции.
Был произведен математический анализ распространения электрических сигналов в телеграфных кабелях в зависимости от их емкости и сопротивления. Но для длинных подводных кабелей, эксплуатируемых при низких скоростях, не были учтены эффекты индуктивности. К концу 19 века были созданы современные телеграфные уравнения, которые включали эффекты индуктивности. Они имеют огромное значение для расширения теории линий передачи на более высоких частотах, необходимых для высокоскоростной передачи данных и голоса.