我们主要靠什么与世界实现网络链接的?目前主要还是通过海底光缆与世界进行互联网链接。

海底光缆,又称海底通讯电缆,是用绝缘材料包裹的导线,铺设在海底,用以设立国家之间的电信传输,海底光缆系统主要用于连接光缆和Internet,。海底光缆的基本结构为:聚乙烯层、聚酯树酯或沥青层、钢绞线层、铝制防水层、聚碳酸酯层、铜管或铝管、石蜡,烷烃层、光纤束等。

世界各国的网络可以看成是一个大型局域网,光缆是Internet 的“中枢神经”。比如亚欧海底光缆系统西起英国,经地中海连接法国、意大利等国,通过红海进入印度洋到新加坡,然后再向东,经马来西亚、菲律宾、越南等到达中国,最后通达日本、韩国。它全长约3.8万公里,连接33个国家和地区,共计39个登陆站。

截止目前为止我国有四个入口(登陆站)和8条海底光缆,目前我国的登陆站设立在三个城市的四个地区,分别是山东青岛登陆站(隶属中国联通)、上海崇明登陆站(隶属中国电信)、上海南汇登陆站(隶属中国联通)和广东汕头登陆站(隶属中国电信)。

(图为汕头登录站)

同陆地光缆相比,海底光缆有很多优越性:一是铺设不需要挖坑道或用支架支撑,因而投资少,建设速度快;二是除了登陆地段以外,电缆大多在一定深度的海底,不受风浪等自然环境的破坏和人类生产活动的干扰,所以,电缆安全稳定,抗干扰能力强,保密性能好。

但是海底光缆的铺设工程被世界各国公认为最复杂且困难的大型工程之一,铺设过程可以分为两个部分,即浅海区域铺设和深海区域铺设,其中在深海区域还要经历勘查清理、海缆敷设和冲埋保护三个阶段。而完成海底光缆的铺设,主要依靠的是光缆敷设船及水下机器人,其中光缆敷设船要特别注意航行速度、光缆释放速度,以控制光缆的入水角度以及敷设张力,避免由于弯曲半径过小或张力过大而损伤光缆中脆弱的光纤

同时海底光缆的修复比铺设更加困难,从铺设完成的那一刻开始,海底通信就面临着各种威胁和挑战,一旦被破坏,通信就将被中断,在信息化的今天造成的影响不言而喻。在上世纪七八十年代,它们极易遭到捕鱼船(拖网)、船锚的破坏,甚至还会被鲨鱼咬断。还好,随着相关法规(禁止在海缆上方区域停船抛锚)和海缆防护能力的提升,这些破坏海缆的情况开始显著减少。目前有一种破坏无法避免,那就是地震,所以海底光缆的受损破坏不可避免,因此修复海底光缆就成了必不可少的工作。浅海域可借助人工来完成探索及简单修复,深海区域,可以使用扩频时域反射仪定位大致故障位置,然后借助水下机器人通过扫描检测寻找精确位置。机器人将埋在海底的光缆挖出剪断,并拉出水面,与此同时机器人还会在剪断处安置无线信号收发器为后续修复连接做准备。通过刚才无线信号收发器提供的定位,将另一端的光缆也拉出水面。随后借助船上的仪器分别接上光缆两端,并与最近的登陆站进行通信,以检测出光缆受阻断的部位究竟在哪一端,再将受损部分剪下,用新的光缆连接之前的两个断点,而整个对接过程对技术要求极高。新的海底光缆连接完成后,还需经过反复测试,以确保通讯及数据传输正常。随后,让海底光缆放入水中,再重新完成一次海底光缆的铺设过程。

海底光缆虽然已经成为构建全球“宽带”互联网的支柱,但对于政府及军事机构而言,海底光缆的安全性还不足,例如在美苏冷战时期著名的“常春藤之铃”行动,就是利用海底光缆实现了“监听”,而时至今日,窃听海底光缆甚至已成情报机构的一种“标准作业”。
此外还要关注的是,让一个国家的互联网瘫痪无需发动网络战,仅需水下呼吸器和一把海缆剪刀。这种事儿看似有些天方夜谭,但其实在2013年的埃及就发生了人为破坏海底光缆的行为(穿潜水服剪断海底光缆),导致埃及的网速瞬间下降了60%。想要在未来的全球互联网中占据主导地位,仅靠建设海底光缆是远远不够的,只有实现通信的多维度发展,例如尝试空中网络建设、以及加快卫星通信的发展等等,才能真正赢得未来!