150-летняя история подводных кабелей

150-летняя история подводных кабелей

Прокладка и поддержание длинных подводных кабелей в настоящее время является рутинной операцией. Качество материалов, используемых для изготовления первых кабелей непоследовательно, теория операции не была описана, а передающие и приемные инструменты были еще достаточно примитивными.

Как при ограниченной технологии того времени первые инженеры определяли оптимальный маршрут, проектируя очень длинный кабель, и размещали его благополучно на морском дне? За 150 лет с тех первых попыток до сегодняшних обычных кабельных экспедиций что-то изменилось, а что-то осталось прежним.

Общеизвестно, что вопрос появления телеграфного атлантического кабеля впервые был поднят тогда, когда Морзе, с совершенно необоснованным пока оптимизмом писал о возможности прокладки связи через Атлантический океан!

Возможно, в то время это было правильным, но начало подводной кабельной промышленности возникло из череды несвязанных событий. Медный провод для проведения сигналов был легко доступным, хотя и сомнительного качества. Для использования под водой требовался изолятор, гуттаперча, и каучук. Метод кабеля, чтобы придать ему прочность во время укладки и защиту впоследствии, был адаптирован из недавно введенных железных канатов, разработанных для работы на грузоподъемных машинах в глубоких шахтах. Военно-морские суда стали систематически проводить глубоководные зондирования.

С давних пор использовались кабельные корабли. Эти узкоспециализированные суда мгновенно узнаваемы по канатным шкивам в носовой части и/или корме, над которыми кабель опускается до глубины, и сложным механизмам, используемым для управления кабелем. До того момента, стандартные торговые суда приспосабливались для прокладки кабеля. Первый корабль по укладке кабеля был небольшим колесным пароходом, который с установленным на палубе барабаном кабеля заложил многоканальный кабель.

Первые атлантические кабельные экспедиции открыли широчайшие возможности. Корабли оснащались кабельной амуницией, из которой складывался механизм, используемый сегодня. Опыт, полученный при прокладке кабелей в трех атлантических экспедициях, был использован для хорошего эффекта в адаптации кабельных плаваний.

Канатные экспедиции раздирались постоянными неудачами, особенно при попытках заложить длинные кабели. Но каждый раз требовалось больше денег, и начинались новые экспедиции. Атлантический кабель был успешно уложен с третьей попытки. Он проработал в течение нескольких недель, и произошла еще одна дорогая авария. Часть проблемы заключалась в том, что мало внимания уделялось разработке и производству протяженных кабелей, и их работа не была основана на какой-либо звуковой теории.

Несмотря на преждевременный выход из строя, атлантический кабель стал важной вехой. Он показал, что протяженный кабель может успешно закладываться и эксплуатироваться. Было доказано, что это финансово жизнеспособно. Даже при очень медленной скорости передачи всего несколько слов в час, в лучшем случае, сообщения, отправленные правительством командирам, отменяли заказы в армии.

Публикация доклада правительства по расследованию провала кабеля стала поворотным моментом, и привела к истокам современной кабельной промышленности. Важность была реализована с помощью использования высококачественных материалов и тщательного контроля производства и хранения кабеля. Были разработаны теории передачи сигнала на длинных кабелях и инструменты, а также и методы для эффективной отправки сообщений.

Раннее коммерческое обещание было выполнено обильно этими кабелями. Несмотря на большую стоимость прокладки длинного кабеля, высокая отдача от инвестиций привела к буму в прокладке кабелей по всему миру. Последовали другие атлантические кабели, как и кабели, соединяющие многие части мира, а к концу века было десять атлантических кабелей.

Инженеры не бездействовали. Одной из главных проблем была быстрая и эффективная передача сигналов по кабелю, так как это было непосредственно связано с доходами. Шли постоянные улучшения в механической и электрической конструкции кабелей, а также автоматизированной передающей и приемной аппаратуре, заменяющей ручное управление.

Мультиплексирование позволило использовать кабель для передачи более одного сообщения одновременно. И сложными электромеханическими реле разрешались сигналы, которые направлялись непосредственно из подводного кабеля к соединительным без наземных линий повторного ввода. Теперь сообщения могли отправляться со скоростью 40 слов в минуту, и, несмотря на значительное снижение сборов, обусловленное в основном конкуренцией, кабельной промышленности это было по-прежнему выгодно.

Ремонт глубоководных кабелей стал также теперь обычным явлением. Перед укладкой кабеля на новом маршруте, был сделан точный обзор для выяснения состояния дна и поиска безопасного пути для кабеля. Точность измерительного оборудования позволила инженерам определить положение разрыва с испытательных станций на берегу, а поврежденный кабель мог быть затем восстановлен и отремонтирован.

Поврежденные кабели по-прежнему буксировались из глубины, разрывы кабеля ремонтировались на борту корабля, а кабель отправлялся обратно в океан. Пожалуй, главное отличие заключается в том, что маршрут обследования и позиционирования ремонтных судов в настоящее время выполнялся с помощью спутниковых навигационных систем.

В начале 20 века кабель должен был принять вызов радио. Некоторые считали, что кабели в настоящее время устарели, но отсутствие безопасности при беспроводной передаче данных было очевидным, и кабели продолжали процветать. При дальнейшем техническом прогрессе в конструкции кабелей и оборудования, скорость достигала 400 слов в минуту. Но это было возможным до сих пор только для телеграфных сообщений.

Хотя телефонные разговоры передавались по коротким подводным кабелям еще в конце 19-го века, даже успехи 20-го века не смогли победить проблему проведения голоса в рамках Атлантического и других великих океанов. В отличие от наземных линий связи, уровень сигнала передачи голоса по подводному кабелю падал очень быстро, и без усиления ничего не принималось на другом конце.

До середины 20-го века не было оснований для того, чтобы использовать усилители. Это удовольствие предполагало огромные расходы, но при этом было недостаточно надежным. Использование его через каждые 20 километров вдоль 2000 километров кабеля было попросту нецелесообразным.

Первый трансатлантический телефонный кабель вступил в строй в середине 20-го века. На самом деле было два кабеля: один нес трафик в восточном, а другой в западном направлении. Этот кабель осуществлял 36 телефонных каналов, каждый из которых был эквивалентен 22 телеграфным цепям. Звонок стоимостью 3 рубля за минуту был настоящим чудом.

Опять же, как только этот прорыв был достигнут, начался быстрый прогресс. Далее телефонные кабели прокладываются часто через короткие промежутки времени по всему миру. Всего лишь десять лет спустя было уже 4000 телефонных каналов.

Еще одна проблема, связанная с господством кабелей, как средством связи на дальние расстояния, возникла с появлением спутников связи, которые изначально требовали значительного количества трафика. Основным недостатком спутников и в настоящее время, является время задержки при передаче туда-обратно.

Это стало источником дискомфорта при использовании для передачи голоса, так как словесные сигналы разрушались. Все мы используем это на телефоне, зная, когда остановиться и начать говорить. Также появляются большие задержки в передаче данных – сигнал через Атлантический океан принимался примерно восемь раз, чтобы затем уже отправиться через спутник.

К счастью, волоконно-оптический кабель пришел на помощь, и здесь мы вошли в современную эпоху кабельных коммуникаций. В конце 20-го века был введен первый волоконно-оптический кабель, проложенный через Атлантику. Это обеспечило 40000 телефонных каналов. Кабельная мощность возросла во много раз. Теперь появилась возможность передавать сигнал во все точки мира по действительно низким ценам.

Несмотря на все изменения, многие вещи остались прежними за 150 лет. В кабеле все еще есть проводник для передачи сигнала (стекло вместо меди), изолятор для защиты цепей от проникновения воды (полиэтилен вместо гуттаперчи) и силовой элемент (сталь вместо железа). Кабельные маршруты обследуются с помощью спутниковой навигации вместо небесной навигации, кабели по-прежнему закладываются с корабля во время движения вперед, при использовании двигателя, чтобы регулировать скорость закладки. Ремонтные работы выполняются сегодня, как и раньше. Они требовались во все времена. Это поднятие кабеля из глубины и сращивание по мере необходимости.

Что касается будущего, мы уверены, что кабель всегда будет основой глобальной сети. Наземная волоконно-оптическая технология будет продолжать расширять поставки высокоскоростных данных конечному пользователю, и беспроводная связь позволит нам подключиться к Интернету и совершать телефонные звонки. Подводные кабели будут предоставлять такие возможности по всему миру.

Первые инженеры кабелей, несомненно, будут впечатлены нашими современными технологиями, но мы уверены, что они также будут удивлены тем, что многое остается неизменным и сегодня.