當(dāng)你借助網(wǎng)絡(luò)與大洋彼岸的朋友視頻連線；當(dāng)你鼠標(biāo)輕點(diǎn)，瀏覽網(wǎng)頁(yè)開(kāi)心海淘……你可曾想過(guò)，這些信息是如何“跨過(guò)千山萬(wàn)水”來(lái)到你的眼前？或許你會(huì)仰望星空，為在太空中翱翔的衛(wèi)星點(diǎn)贊?？赡阒绬?，真正讓我們享受便利數(shù)字生活的，不是衛(wèi)星，而是默默無(wú)聞的海底光纜（以下簡(jiǎn)稱海纜）。

它們又被稱為海底通訊電纜，分布在大洋海底，宛如一條條“血管”。受數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)增長(zhǎng)預(yù)期影響，全球海纜布局競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，一些跨國(guó)互聯(lián)網(wǎng)公司也開(kāi)始在這一領(lǐng)域跑馬圈“?！?。

前不久，中國(guó)信息通信研究院發(fā)布的《中國(guó)國(guó)際光纜互聯(lián)互通白皮書(shū)》（以下簡(jiǎn)稱《白皮書(shū)》）就指出，當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)巨頭已成為全球跨洋海纜的重要參與力量，目前互聯(lián)網(wǎng)巨頭參與投資建設(shè)的國(guó)際海纜已經(jīng)超過(guò)15條。

抗干擾、壽命長(zhǎng)，肩負(fù)國(guó)際通信重任

調(diào)查顯示，目前全球鋪設(shè)的海纜已超過(guò)448條，總長(zhǎng)度超過(guò)120萬(wàn)公里，承載著世界95%以上的國(guó)際數(shù)據(jù)通信流量，是名副其實(shí)的數(shù)據(jù)“主動(dòng)脈”。

“網(wǎng)絡(luò)傳輸主要包括光纜、微波、衛(wèi)星等方式，其中光纜是目前最主要的傳輸方式，絕大部分的國(guó)際數(shù)據(jù)需要通過(guò)海底通信光纜傳輸。”南開(kāi)大學(xué)信息技術(shù)科學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師吳虹對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者說(shuō)，光纜和通信衛(wèi)星同于上世紀(jì)60年代問(wèn)世，衛(wèi)星存在一大劣勢(shì)，即地面收發(fā)信號(hào)時(shí)需要穿過(guò)太空和大氣層，因此耗時(shí)較長(zhǎng)；而光纜能以接近光速的速度傳輸數(shù)據(jù)。

海纜以光纖為主要傳輸介質(zhì)，用絕緣外皮包裹的導(dǎo)線束鋪設(shè)于海底，三芯海纜可防止外界光磁波的干擾，所以海纜信噪比較高，通信基本感受不到時(shí)延。海纜的設(shè)計(jì)壽命為25年，比人造衛(wèi)星壽命要長(zhǎng)很多。

“雖然衛(wèi)星通信成本在不斷下降，但容量相對(duì)有限，當(dāng)前和在未來(lái)一段時(shí)間，海纜仍是國(guó)際互聯(lián)互通的‘主角兒’?！敝袊?guó)信息通信研究院產(chǎn)業(yè)與規(guī)劃研究所副總工程師牟春波說(shuō)，作為超大量傳輸系統(tǒng)，海纜有其特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，例如海島間、海島與大陸間通信，只有海纜能提供低成本、超大容量的傳輸系統(tǒng)，而通信衛(wèi)星在成本和容量上都無(wú)法與海纜系統(tǒng)相比。

此外，海纜也是國(guó)際通信的重要手段。“海纜大部分是走國(guó)際公共海域，協(xié)調(diào)難度??；而構(gòu)建聯(lián)通多國(guó)的陸地光纜系統(tǒng)協(xié)調(diào)難度大，需要各國(guó)在過(guò)境電路價(jià)格、建設(shè)和運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)等方面達(dá)成一致。目前建設(shè)跨多國(guó)陸地光纜傳輸系統(tǒng)還沒(méi)有太多成功案例，海纜在未來(lái)一段時(shí)間仍將是國(guó)際通信最主要的承載方式?！蹦泊翰ǜ嬖V科技日?qǐng)?bào)記者，目前世界上除40多個(gè)內(nèi)陸國(guó)家之外，其余的200多個(gè)國(guó)家地區(qū)全都是通過(guò)海纜實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息傳遞。

“但海纜傳輸系統(tǒng)相對(duì)陸地來(lái)說(shuō)建設(shè)難度大，建設(shè)周期長(zhǎng)、成本高，因此海纜傳輸系統(tǒng)相對(duì)陸地光纜系統(tǒng)會(huì)優(yōu)先采用最先進(jìn)的光纖傳輸技術(shù)。目前一根海纜的傳輸容量可達(dá)80＊100G，甚至更高?！蹦泊翰ㄕf(shuō)。

要求高、略嬌氣，需特殊“裝束”保護(hù)

海洋深不可測(cè)，冰冷的洋流下隱藏著幾千米深的海溝……在如此復(fù)雜的水下環(huán)境，海纜是怎么被埋進(jìn)去的？

牟春波解釋道，海纜傳輸系統(tǒng)被埋設(shè)在海洋中，特殊的工作環(huán)境也決定了海纜系統(tǒng)的特性，對(duì)它的要求不同于陸地光纜系統(tǒng)。例如，長(zhǎng)距離海纜系統(tǒng)需要遠(yuǎn)端供電以保證水下中繼器正常工作；海纜需要加強(qiáng)安全保護(hù)措施；水下中繼器、分支單元、接頭盒等設(shè)施要承受很大壓力，對(duì)密閉性、安全可靠性等要求都非常高。

實(shí)際上，人類在海底鋪設(shè)海纜的歷史已有100多年了。早在1850年，英國(guó)和法國(guó)就在英吉利海峽鋪設(shè)了歷史上第一條海纜。

“與百年前的銅芯海纜比，目前普遍應(yīng)用的海纜光纖都設(shè)在U形槽塑料骨架中，槽內(nèi)填滿油膏或彈性塑料體形成的纖芯。纖芯周圍用高強(qiáng)度的鋼絲繞包，在繞包過(guò)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(gè)抗壓和抗拉的聯(lián)合體?！蹦泊翰ń榻B說(shuō)，遠(yuǎn)程供電對(duì)海纜系統(tǒng)而言十分重要，海纜用的數(shù)字中繼器比在陸地用的模擬中繼器用電量要大好幾倍，同時(shí)對(duì)可靠性的要求較高，不能斷電。因此在有鯊魚(yú)出沒(méi)的地區(qū)，海纜的外面通常還要加上兩層鋼帶繞包并再加一層聚乙烯外護(hù)套，保護(hù)光纖、防止斷裂以及被咬壞。

華為海洋網(wǎng)絡(luò)有限公司（以下簡(jiǎn)稱華為海洋）是世界排名前四的海纜施工單位，該公司負(fù)責(zé)人告訴科技日?qǐng)?bào)記者，海纜由于長(zhǎng)期被浸泡在高濃度海水中，所以極易受到海水腐蝕。此外，氫分子會(huì)擴(kuò)散到光纖的玻璃材料中，加大光纖的損耗。因此海纜既要防止內(nèi)部產(chǎn)生氫氣，同時(shí)還要防止氫氣從外部滲入光纜。“與陸地光纜比，海纜工作環(huán)境復(fù)雜惡劣，因此每隔一段距離會(huì)有一個(gè)中繼器用來(lái)修復(fù)和加強(qiáng)信號(hào)?！鄙鲜鋈A為海洋負(fù)責(zé)人說(shuō)，這也是海纜比較“嬌氣”的一個(gè)原因。

該負(fù)責(zé)人還表示，鋪設(shè)時(shí)，要先將海纜裝到施工專用的敷設(shè)船上，然后船慢慢開(kāi)動(dòng)的同時(shí)把光纜平鋪沉入海底。

“敷設(shè)船上的纜線埋設(shè)機(jī)有點(diǎn)像干農(nóng)活兒的犁，隨著海纜敷設(shè)船拖曳前進(jìn)，其底部有幾排噴水孔，作業(yè)時(shí)每個(gè)孔同時(shí)向海底噴射出高壓水柱，將海底泥沙沖開(kāi)，形成光纜溝。該設(shè)備上有一導(dǎo)纜孔，專業(yè)人員可借助此孔把光纜送到纜溝底部。過(guò)去，常常借海流讓砂自然覆蓋在溝上面，以省去埋纜線的時(shí)間。而現(xiàn)在，通常會(huì)用水下機(jī)器人沖一個(gè)溝，然后將海纜放進(jìn)去再埋上泥土。”上述負(fù)責(zé)人說(shuō)。

參與者少、數(shù)量有限，我國(guó)海纜建設(shè)滯后

直徑只有成人大拇指粗的海纜每秒可傳輸100TB甚至更多數(shù)據(jù)，它們就像分布在海底的“血管”，搭建起世界互聯(lián)網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò)。

海纜規(guī)模、通達(dá)方向等決定了一國(guó)在國(guó)際網(wǎng)絡(luò)中的地位，美國(guó)、英國(guó)、日本等國(guó)都是在國(guó)際海纜數(shù)量排名靠前的國(guó)家。隨著各國(guó)對(duì)國(guó)際海纜建設(shè)的重視，國(guó)際海纜建設(shè)還將進(jìn)一步繁榮。

《白皮書(shū)》中提到，在互聯(lián)網(wǎng)巨頭的支持下，美國(guó)擁有全世界最豐富的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容，成為了全球內(nèi)容的中心。不僅如此，近年來(lái)，谷歌、臉書(shū)等互聯(lián)網(wǎng)巨頭也把目光聚焦到海纜身上，成為國(guó)際海纜建設(shè)中一股重要的新生力量。

早在2017年9月底，臉書(shū)與微軟合作的跨大西洋通信光纜Marea就已完工，全長(zhǎng)6600公里，其中數(shù)據(jù)傳輸速度高達(dá)每秒160TB，相當(dāng)于一秒鐘能傳輸5000多部高清電影?！盎ヂ?lián)網(wǎng)巨頭們參與海纜建設(shè)，主要是為滿足自有云計(jì)算等業(yè)務(wù)全球布局的需求，減少整體成本，提高數(shù)據(jù)信息交互便捷性。”吳虹分析道，由于海纜建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本較高，未來(lái)只有少數(shù)互聯(lián)網(wǎng)巨頭才有能力參與海纜建設(shè)。

“這可是一個(gè)有錢人的游戲?！眳呛玳_(kāi)玩笑說(shuō)，目前，我國(guó)只有三家基礎(chǔ)電信企業(yè)能參與國(guó)際海纜建設(shè)，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)沒(méi)有相關(guān)業(yè)務(wù)許可。我國(guó)登陸海纜數(shù)量較少，與我國(guó)網(wǎng)絡(luò)大國(guó)地位不相符。

說(shuō)起中國(guó)海纜現(xiàn)狀，牟春波顯得格外焦急。他說(shuō)，全球海纜業(yè)是一個(gè)高度封閉和壟斷型市場(chǎng)，過(guò)去幾十年包括連接到我國(guó)在內(nèi)的全球海纜系統(tǒng)基本上都由美國(guó)泰科、法國(guó)阿爾卡特朗訊、日本NEC這三家主導(dǎo)。經(jīng)過(guò)10年奮起直追，以華為海洋為首的中國(guó)公司迅速崛起，目前華為海洋在淺海架設(shè)的無(wú)中繼海纜數(shù)量居世界第一，但受接入地點(diǎn)、政策審批等因素制約，在較為高端的長(zhǎng)距離海底中繼系統(tǒng)方面，目前中國(guó)自主建設(shè)的海纜還較少。

數(shù)據(jù)顯示，未來(lái)兩年海纜的市場(chǎng)估值將保持在19億美元上下?！昂＠|行業(yè)將迎來(lái)發(fā)展的黃金時(shí)期，除區(qū)域數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算、4K/8K視頻、5G及物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)興起因素的推動(dòng)外，各國(guó)政策的支持以及互聯(lián)網(wǎng)巨頭的加入也會(huì)讓海纜業(yè)務(wù)進(jìn)入爆發(fā)期。”牟春波說(shuō)。

“在即將到來(lái)的5G時(shí)代，全球數(shù)據(jù)交換量將會(huì)激增，我們相信海纜系統(tǒng)會(huì)朝著更加大容量、高靈活性和高可靠性的方向發(fā)展?！眳呛缯f(shuō)。

(責(zé)編：趙超、楊波)

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