Onderzeese (onderzeese) optische vezelkabel, ook bekend als onderzeese communicatiekabel, is een draad omwikkeld met isolatiemateriaal en op de zeebodem gelegd om telecommunicatietransmissie tussen landen tot stand te brengen.
Het onderzeese glasvezelkabelsysteem wordt voornamelijk gebruikt om de glasvezelkabel en internet te verbinden. Het is verdeeld in twee delen: onshore-apparatuur en onderwaterapparatuur. De onderzeese glasvezelkabel is het belangrijkste en meest kwetsbare onderdeel van de onderwateruitrusting.
Apparatuurstructuur:
De onderzeese optische kabel wordt op de zeebodem gelegd met een draadbundel gewikkeld in een isolerende mantel. Het zeewater kan de interferentie van extern licht en magnetische golven voorkomen, dus de signaal-ruisverhouding van de onderzeese kabel is hoog; er is geen vertraging in de communicatie van de onderzeese optische kabel. De ontwerplevensduur van onderzeese optische kabels is 25 jaar continu gebruik, terwijl kunstmatige satellieten over het algemeen binnen 10 tot 15 jaar zonder brandstof komen te zitten.
De basisstructuur van de onderzeese optische kabel is: polyethyleenlaag, polyesterhars of asfaltlaag, staalstrenglaag, aluminium waterdichte laag, polycarbonaatlaag, koper- of aluminiumbuis, paraffine, alkaanlaag, optische vezelbundel, enz.
Het onderzeese optische kabelsysteem wordt voornamelijk gebruikt om optische kabels en internet aan te sluiten. Het is verdeeld in twee delen: onshore-apparatuur en onderwaterapparatuur. De walapparatuur verpakt en verzendt communicatiediensten zoals spraak, beeld en data. De onderwaterapparatuur is verantwoordelijk voor het verwerken, verzenden en ontvangen van communicatiesignalen. Onderwaterapparatuur is onderverdeeld in drie delen: onderzeese glasvezelkabel, repeater en"takeenheid": de onderzeese glasvezelkabel is het belangrijkste en meest kwetsbare onderdeel.
De structuur van de diepzee-optische kabel is gecompliceerder: de optische vezel is geplaatst in het U-vormige groef plastic skelet en de groef is gevuld met vet of elastisch plastic om de kern te vormen. De kern is omwikkeld met hoogwaardig staaldraad. Tijdens het wikkelproces moeten alle openingen worden opgevuld met waterdicht materiaal. Vervolgens wordt een laag kopertape om de staaldraad gewikkeld en wordt de naad gelast om de staaldraad en de koperen buis een weerstand te laten vormen. Combinatie van compressie en spanning. Aan de buitenzijde van de staaldraad en koperen leiding dient een laag polyethyleen omhulsel te worden aangebracht. Zo'n strakke meerlaagse structuur is om de optische vezel te beschermen, breuk te voorkomen en het binnendringen van zeewater te voorkomen. In gebieden waar haaien worden geteisterd, wordt een extra laag polyethyleen omhulsel toegevoegd aan de buitenkant van de onderzeese kabel.
De structuur van de onderzeese optische kabel moet sterk en licht van materiaal zijn, maar lichtmetaalaluminium kan niet worden gebruikt, omdat aluminium en zeewater elektrochemisch zullen reageren om waterstof te produceren, en waterstofmoleculen zullen diffunderen in het glasmateriaal van de optische vezel, waardoor het verlies van de optische vezel zal toenemen. Daarom moet de onderzeese optische kabel niet alleen voorkomen dat waterstof binnenin wordt gegenereerd, maar ook voorkomen dat waterstof van buitenaf in de optische kabel dringt. Om deze reden werd begin jaren negentig een met koolstof of titanium gecoate optische vezel ontwikkeld om waterstofpenetratie en chemische corrosie te voorkomen. De optische vezelconnector moet ook zeer sterk zijn, waardoor de verbinding de sterkte van de originele optische vezel en het oppervlak van de originele optische vezel tegen beschadiging moet behouden.
belangrijkste soorten
Afhankelijk van verschillende mariene omgevingen en waterdiepten, kan het worden onderverdeeld in diepzee optische kabels en ondiepe optische kabels. Dienovereenkomstig wordt de optische kabelstructuur weergegeven door een enkellaags pantserlaag en een dubbellaags pantserlaag. In de productmodelrepresentatiemethode wordt DK gebruikt voor enkellaags pantser en SK voor dubbellaags pantser. De specificaties worden uitgedrukt door het aantal en type vezels.
Volgens de rol en functie kan worden onderverdeeld in:
Onderzeese communicatiekabel en onderzeese optische stroomkabel. De eerste wordt voornamelijk gebruikt voor communicatiediensten en de laatste wordt voornamelijk gebruikt voor de transmissie van krachtige lichtenergie onder water
Technisch principe:
De netwerken van verschillende landen in de wereld kunnen worden beschouwd als een groot lokaal netwerk. De optische kabels van de onderzeeër en het land verbinden ze om het internet te vormen. De optische kabel is de"centrale zenuw" van het internet, en de Verenigde Staten is bijna het"brein" van het internet. Als geboorteplaats van internet slaan de Verenigde Staten veel web- en IM-servers (zoals MSN) op. Van de 13 rootservers die wereldwijd domeinnamen omzetten, bevinden er zich 10 in de Verenigde Staten. Log in op de meeste .com- en .net-websites of verstuur e-mails, gegevens Bijna allemaal moeten ze de Verenigde Staten rond om de bestemming te bereiken.
Onderzeese kabels worden nu apart onderhouden en om veiligheidsredenen moeten onderzeese kabels ook op normale tijden worden onderhouden. Als iemand de onderzeese kabel eruit zou vissen en glasvezel zou toevoegen, zou de informatie kunnen worden gestolen. Als er oorlog is, kan iemand de glasvezelkabel beschadigen. Onderzeese kabels zijn tegenwoordig de beste oplossing voor communicatie. Andere methoden zoals satellieten en microgolven kunnen als aanvulling worden gebruikt, maar het lijkt erop dat ze onderzeese kabels niet kunnen vervangen omdat hun kanalen beperkt zijn. Het is een manier waarmee de meeste gebruikers op een goedkope manier kunnen communiceren.
De externe voeding van het onderzeese kabelsysteem is erg belangrijk, en de repeaters langs de onderzeese kabel zijn afhankelijk van de externe voeding van het landingsstation. De digitale repeater die in de onderzeese optische kabel wordt gebruikt, heeft veel functies en het stroomverbruik is meerdere malen groter dan dat van de analoge repeater van de onderzeese kabel. De voeding vereist een hoge betrouwbaarheid en kan niet worden onderbroken. Daarom moeten in gebieden waar haaien zijn besmet, twee lagen staaltape en een laag polyethyleen buitenmantel worden toegevoegd aan de buitenkant van de onderzeese optische kabel. Zelfs met zo'n strakke bescherming waren er eind jaren tachtig gevallen waarin de polyethyleen-isolatoren van optische diepzeekabels door haaien werden gebeten en stroomstoringen veroorzaakten.
Belangrijkste kenmerken:
In vergelijking met terrestrische glasvezelkabels hebben onderzeese glasvezelkabels veel voordelen: ten eerste hoeven ze geen tunnels te graven of te worden ondersteund door beugels, dus de investering is laag en de constructiesnelheid is snel; Vanwege de vernietiging van de natuurlijke omgeving zoals wind en golven en de interferentie van menselijke productieactiviteiten, is de kabel veilig en stabiel, met een sterk anti-interferentievermogen en goede vertrouwelijkheidsprestaties.
constructie methode:
Het ontwerp van de onderzeese optische kabel moet ervoor zorgen dat de optische vezel niet wordt beïnvloed door externe krachten en de omgeving. De basisvereisten zijn: het kan zich aanpassen aan de omgeving van onderzeese druk, slijtage, corrosie, biologie, enz.; een geschikte pantserlaag hebben om schade door vissersboottrawls, ankers en haaien te voorkomen; glasvezelkabelbreuken Minimaliseer tegelijkertijd de lengte van het zeewater dat in de optische kabel binnendringt; het kan voorkomen dat de waterstof van buitenaf in de optische kabel doordringt en de waterstof binnenin wordt gegenereerd; het heeft een extern voedingscircuit met lage weerstand; het is bestand tegen de spanning tijdens het leggen en recyclen; de levensduur is gemiddeld De eis is meer dan 25 jaar.
De diepzee (meer dan 1.000 meter) onderzeese optische kabel heeft een staalvrije gepantserde structuur, maar de structuur van de kabelkern en het versterkende onderdeel (meestal de centrale staaldraad) moet de optische vezel kunnen beschermen om te voorkomen dat de hoge druk van zeewater en de hoge druk tijdens het leggen en recyclen. spanning. Om schade door haaien te voorkomen, moeten twee lagen staaltape spiraalvormig worden gewikkeld op de mantel van de diepzee-optische kabel in het zeegebied waar de haaien zijn besmet, en moet een laag polyethyleen buitenmantel worden samengedrukt.
De kernstructuur van de ondiepe zee (binnen 1000 meter water) onderzeese optische kabel is dezelfde als die van de diepzee optische kabel, maar de ondiepe optische kabel moet een enkellaags of dubbellaags staaldraadpantser hebben. Het aantal pantserlagen en de buitendiameter van de staaldraad worden bepaald op basis van de onderzeese omgeving, de waterdiepte, of het kan worden begraven, vissen, enz. van de onderzeese kabelroute.
Legproces
Het onderzeese kabelproject wordt door landen over de hele wereld erkend als een complex en moeilijk grootschalig project. In ondiepe zeeën, als de waterdiepte minder dan 200 meter is, worden kabels begraven, terwijl ze in diepe zeeën worden gelegd. Ingraven met hydraulische straal is de belangrijkste ingraafmethode. Er zijn verschillende rijen watersproeigaten aan de onderkant van de ingegraven apparatuur, die aan beide zijden parallel zijn verdeeld. Tijdens bedrijf spuit elk gat tegelijkertijd hogedrukwaterstralen naar de zeebodem om het zeebodemsediment weg te spoelen en een onderzeese kabelgeul te vormen; het bovenste deel van de apparatuur heeft een kabelgeleider, deze wordt gebruikt om de kabel (optische kabel) naar de bodem van de onderzeese kabelgeul te leiden en de geul wordt automatisch opgevuld door het getij. De begraven apparatuur wordt door het constructieschip naar voren gesleept en via de werkkabel worden verschillende instructies gegeven. Kabellegmachines hebben over het algemeen geen onderwaterbegraafapparatuur en worden op het oppervlak van de zeebodem gelegd door het gewicht van de onderzeese kabel.
De boot blijft naar voren drijven en spoelt dan een greppel door met de onderwaterrobot, plaatst de optische kabel erin en spoelt dan het zand terug met de onderwaterrobot, bedekt de optische kabel en gaat dan verder. Wanneer het aanmeren nodig is, wordt de verbinding op de boot voltooid en vervolgens verzegeld en vervolgens verder gelegd. Op dit moment zijn alle onderzeese optische kabels optische vezels, en er zijn maar heel weinig kabels, en alle kabels die momenteel worden gelegd, zijn begraven in de grond, dat wil zeggen dat een onderwaterrobot wordt gebruikt om een greppel door te spoelen en erin te leggen en vervolgens de bodem.
De onderwaterrobot gebruikt eigenlijk een hogedrukwaterpomp om het water onder hoge druk te brengen en uit te spuiten, waardoor het uit de greppel snelt. Qua onderhoud is er helemaal geen onderhoud. Normaal gesproken is er geen onderhoud nodig. Je hoeft alleen maar met een onderwaterrobot te controleren of de optische kabel regelmatig bloot komt te liggen, en zo ja, de modder afdekken. Als het breekt, gebruik dan de verzwakkingsdetector om het te meten om de specifieke positie te krijgen, en ga er dan heen om het te vissen, het aan te sluiten of andere methoden, meestal snijdt u het beschadigde gedeelte af en vervangt u het door een nieuwe.
Incidentafhandeling
breuk
Er zijn over het algemeen twee hoofdredenen voor onderzeese kabelbreuken. De ene is overmacht, zoals aardbevingen en tsunami's, en de andere is door de mens veroorzaakte oorzaken. Als de kabel eenmaal is losgekoppeld, heeft dit niet alleen een enorme impact op de internationale communicatie, maar het veroorzaakte verlies is zelfs nog onberekenbaarder.
schade
Kabels zijn vaak gevoelig voor schade door visserijtrawlers, ankers en zelfs haaien. Kabels worden in oorlogstijd soms vernietigd door vijandelijke troepen. De aardbeving in Newfoundland in 1929 veroorzaakte een grootschalige instorting van de onderzeeër die schade aan de trans-Atlantische kabel veroorzaakte.
Als meerdere onderzeese kabels tegelijkertijd worden beschadigd (bijvoorbeeld beschadigd door een aardbeving), kan dit de onderbreking van regionale internet- en interlokale telefoondiensten veroorzaken, met onberekenbare verliezen tot gevolg. De aardbeving in Hengchun in 2006 is bijvoorbeeld een voorbeeld.
Repareer de diepe kabel en het beschadigde deel wordt voor reparatie naar de oppervlakte gebracht. Het beschadigde deel van de diepwaterkabel moet worden afgesneden en naar de oppervlakte worden gebracht voor reparatie. Het gerepareerde onderdeel zal langer zijn dan het originele.
Enkele belangrijke kabels in de buurt van havens zijn opgezet om schepen te repareren die zich toeleggen op het repareren van kabels. Verschillende restauratiebedrijven zoals CS Cyrus West Field zijn gevestigd in de buurt van Halifax, Nova Scotia. Sommige grote telecomoperators, zoals France Telecom en Japan Telecom, hebben hun eigen onderzeese kabelschepen.
reparatie
Onderzeese optische kabels worden meestal begraven op een diepte van 1-2 meter onder de zeebodem. Omdat de zeebodem niet erg regelmatig is, zullen de optische kabels soms onvermijdelijk bloot komen te liggen. De glasvezelkabel kan worden vernietigd wanneer de vissersboot voor anker ligt of een sleepnet gebruikt om te vissen. Daarom is de plaats waar de glasvezelkabel op de zeebodem passeert, aangewezen als een niet-ankerzone en mogen er geen schepen aanmeren. Dit principe is hetzelfde als dat van optische kabels op het land. We zien vaak borden als"Er zijn optische kabels onder de grond en bouwen is verboden" op de weg. Onderzeese optische kabels moeten worden beschermd en de technologie moet worden versterkt om de treksterkte van de onderzeese kabel zelf te verbeteren.
De eerste stap in de reparatiewerkzaamheden is het vinden van het breekpunt. Onderzeese kabelingenieurs kunnen de geschatte locatie van het breekpunt vinden via telefoon- en internetstoringen. De walterminal kan lichtpulsen uitzenden en de normale optische vezel kan deze pulsen altijd in zee verzenden, maar als de vezel kapot is, zal de puls vanaf dat punt terugkaatsen en kan de walterminal het breekpunt op deze manier vinden . Daarna moeten nieuwe optische kabels door schepen worden aangevoerd voor reparatie, maar de eerste stap is het terughalen van de kapotte optische vezels.
Als de optische kabel minder dan 2000 meter diep onder water ligt, kun je een robot gebruiken om de optische kabel te bergen. Over het algemeen bevindt het zich in de zee met een waterdiepte van ongeveer 3.000 tot 4.000 meter. Er kan slechts één type grijphaak worden gebruikt. Het duurt meer dan 12 uur om de grijper eenmaal in te trekken. Het is noodzakelijk om de kabel in het midden toe te voegen nadat de gebroken optische kabel op het schip is gevist. Dit werk wordt gedaan door een zeer professionele technicus.
1. Nadat de robot in het water is gedoken, scant en detecteert hij de precieze locatie van de beschadigde onderzeese optische kabel.
2. De robot graaft de onderzeese optische kabel uit die in de modder is begraven en knipt deze door met een kabelschaar. Het touw werd op de boot gelegd en de robot werd aan het ene uiteinde van de optische kabel vastgemaakt en vervolgens uit de zee getrokken. Tegelijkertijd installeert de robot bij de snede een draadloze transponder.
3. Gebruik dezelfde methode om een ander deel van de optische kabel uit zee te trekken. Net als bij het onderhoud van telefoonlijnen, worden de instrumenten op het schip aangesloten op beide uiteinden van de glasvezelkabel en wordt het landingsstation voor de onderzeese optische kabel in twee richtingen gebruikt om te detecteren welk uiteinde van de optische kabel is geblokkeerd. Neem daarna het langere deel van de onderzeese kabel met het geblokkeerde deel terug en knip het af. Het andere gedeelte werd voorzien van een boei en liet het tijdelijk op zee drijven.
4. Sluit vervolgens handmatig de reserve onderzeese optische kabel aan op de twee breekpunten van de onderzeese optische kabel. Het aansluiten van glasvezelkabelconnectoren is een klus met een extreem hoge"technische inhoud", die voor gewone mensen niet competent is. Het moet een persoon zijn die speciaal is opgeleid en een vergunning heeft gekregen van een internationale organisatie voordat het kan worden geëxploiteerd.
5. Nadat de reserve onderzeese optische kabel is aangesloten, na herhaalde tests, nadat de communicatie normaal is, wordt deze in het zeewater gegooid. Op dit moment staat de onderwaterrobot op het punt om"vechten tegen" nogmaals:"flush" de gerepareerde onderzeese optische kabel, dat wil zeggen, gebruik een hogedruk waterpistool om het slib op de zeebodem uit een greppel te spoelen, en"leg" de gerepareerde onderzeese optische kabel erin.
Tegelijkertijd kunnen zwaar weer, zoals harde wind en golven op zee, de restauratiewerkzaamheden vertragen.
