海底電纜的結構與發展

1988年，在美國與英國、法國之間敷設了越洋的海底光纜(TAT-8)系統，全長6700公里。 

   這條光纜含有3對光纖，每對的傳輸速率為280Mb／s，中繼站距離為67公里。這是第一條跨越大西洋的通信海底光纜，標志著海底光纜時代的到來。1989年，跨越太平洋的海底光纜(全長13200公里)也建設成功，從此，海底光纜就在跨越海洋的洲際海纜領域取代了同軸電纜，遠洋洲際間不再敷設海底電纜。

   光纖的傳輸容量大，中繼站間的距離長，適用于海底長距離的通信。用于海底光纜的光纖比陸地光纜所用的光纖有更高的要求；要求低損耗、高強度、制造長度長，光纜的中繼距離長，一般都在50公里以上，在光纖的傳輸性能方面要求在25年以內不會變化。在海底光纜的結構方面：要求能經受強大的壓力和拉力，特別是深海光纜(敷設在水深1000米以上海底的光纜)，在敷設和維修作業中除了光纜本身的重量外，還要加上海浪加到光纜上的動態應力，在如此大的負荷條件下，光纜的應變要限制在0.7～0.8%之內；海底光纜的結構要求堅固、材料輕，但不能用輕金屬鋁，因為鋁和海水會發生電化學及應而產生氫氣，氫分子會擴散到光纖的玻璃材料中，使光纖的損耗變大。因此海底光纜既要防止內部產生氫氣，同時還要防止氫氣從外部滲入光纜。為此，在90年代初期，研制開發出一種涂碳或涂鈦層的光纖，能阻止氫的滲透和防止化學腐蝕。光纖接頭也要求是高強度的，要求接續保持原有光纖的強度和原有光纖的表面不受損傷。

   按照上述要求和特點，海底光纜的基本結構是將經過一次或兩次涂層處理后的光纖螺旋地繞包在中心，加強構件(用鋼絲制成)的周圍。幾種典型的深海光纜的結構：深海光纜，光纖設在螺旋形的U形槽塑料骨架中，槽內填滿油膏或彈性塑料體形成纖芯。纖芯周圍用高強度的鋼絲繞包，在繞包過程中要把所有縫隙都用防水材料填滿，再在鋼絲周圍繞包一層銅帶并焊接搭縫，使鋼絲和銅管形成一個抗壓和抗拉的聯合體，這個銅管還是傳送遠供電流的導體。在鋼絲和銅管的外面還要再加一層聚乙烯護套。這樣嚴密多層的結構是為了保護光纖、防止斷裂以及防止海水的侵入，同時也是為了在敷設和回收修理時可以承受巨大的張力和壓力。

   即使是如此嚴密的防護，在80年代末還是發現過深海光纜的聚乙烯絕緣體被鯊魚咬壞造成供電故障的實例。海纜系統的遠程供電十分重要，海底電纜沿線的中繼器，要靠登陸局遠程供電工作。海底光纜用的數字中繼器功能多，比海底電纜的模擬中繼器的用電量要大好幾倍，供電要求有很高的可靠性，不能中斷。因此在有鯊魚出沒的地區，在海底光纜的外面還要加上鋼帶繞包兩層和再加一層聚乙烯外護套。

   進入90年代，海底光纜已經和衛星通信成為當代洲際通信的主要手段。我國自1989年開始到1998年底已經先后參與了18條國際海底光纜的建設與投資。其中第一個在中國登陸的國際海底光纜系統是1993年12月建成的中國——日本(C-J)海底光纜系統。1996年2月中韓海底光纜建成開通，分別在我國青島和韓國泰安登陸、全長549公里；1997年11月，我國參與建設的球海底光纜系統(FLAG)建成并投入運營，這是第一條在我國登陸的洲際光纜系統，分別在英國、埃及、印度、泰國、日本等12個國家和地區登陸，全長27000多公里，其中中國段為622公里；由中國電信和新加坡等地的電信公司共同發起的亞歐海底光纜系統，延伸段正在建設，該系統連接亞洲、歐洲和大洋洲，在33個國家和地區登陸，全長達38000公里，是世界上最長的海底光纜，采用先進的8波長波分復用技術，主干路由的設計容量高達40Gb／s，在我國上海、汕頭兩地登陸，1999年底建成開通。

   海底光纜承擔的洲際通信業務量逐年上升，已經超過了衛星通信的業務量，成為現代洲際通信的主力。