El cable submarino de fibra óptica (submarino), también conocido como cable de comunicación submarino, es un cable envuelto con material aislante y colocado en el fondo marino para establecer la transmisión de telecomunicaciones entre países.
El sistema de cable de fibra óptica submarino se utiliza principalmente para conectar el cable de fibra óptica e Internet. Se divide en dos partes: equipos en tierra y equipos submarinos. El cable submarino de fibra óptica es la parte más importante y vulnerable del equipo submarino.
Estructura del equipo
El cable óptico submarino se coloca en el fondo marino con un haz de alambre envuelto en una vaina aislante. El agua de mar puede evitar la interferencia de la luz externa y las ondas magnéticas, por lo que la relación señal-ruido del cable submarino es alta; no hay demora en la comunicación del cable óptico submarino. La vida útil de diseño de los cables ópticos submarinos es de 25 años de operación continua, mientras que los satélites artificiales generalmente se quedan sin combustible dentro de 10 a 15 años.
La estructura básica del cable óptico submarino es: capa de polietileno, resina de poliéster o capa de asfalto, capa de hebra de acero, capa impermeable de aluminio, capa de policarbonato, tubo de cobre o aluminio, parafina, capa de alcano, haz de fibra óptica, etc.
El sistema de cable óptico submarino se utiliza principalmente para conectar cables ópticos e Internet. Se divide en dos partes: equipos en tierra y equipos submarinos. El equipo en tierra empaqueta y transmite servicios de comunicación como voz, imagen y datos. El equipo submarino es responsable del procesamiento, envío y recepción de señales de comunicación. El equipo submarino se divide en tres partes: cable submarino de fibra óptica, repetidor y "unidad de rama": el cable submarino de fibra óptica es la parte más importante y más vulnerable.
La estructura del cable óptico de aguas profundas es más complicada: la fibra óptica se coloca en el esqueleto de plástico de ranura en forma de U, y la ranura se llena con grasa o plástico elástico para formar el núcleo. El núcleo está envuelto con alambre de acero de alta resistencia. Durante el proceso de envoltura, todos los huecos deben llenarse con material impermeable. Luego se envuelve una capa de cinta de cobre alrededor del alambre de acero y se suelda la costura para hacer que el alambre de acero y el tubo de cobre formen una combinación de resistencia de compresión y tensión. Se debe agregar una capa de cubierta de polietileno en el exterior del alambre de acero y la tubería de cobre. Una estructura multicapa tan ajustada es para proteger la fibra óptica, evitar roturas y evitar la intrusión de agua de mar. En áreas donde los tiburones están infestados, se agrega una capa adicional de vaina de polietileno al exterior del cable submarino.
Se requiere que la estructura del cable óptico submarino sea fuerte y ligera en el material, pero no se puede usar aluminio metálico ligero, porque el aluminio y el agua de mar reaccionarán electroquímicamente para producir hidrógeno, y las moléculas de hidrógeno se difundirán en el material de vidrio de la fibra óptica, lo que aumentará la pérdida de la fibra óptica. Por lo tanto, el cable óptico submarino no solo debe evitar que se genere hidrógeno en el interior, sino también evitar que el hidrógeno penetre en el cable óptico desde el exterior. Por esta razón, a principios de la década de 1990, se desarrolló una fibra óptica recubierta de carbono o titanio para evitar la penetración del hidrógeno y la corrosión química. También se requiere que el conector de fibra óptica sea de alta resistencia, lo que requiere la conexión para mantener la resistencia de la fibra óptica original y la superficie de la fibra óptica original por daños.
Especies principales
De acuerdo con los diferentes entornos marinos y profundidades del agua, se puede dividir en cables ópticos de aguas profundas y cables ópticos de aguas poco profundas. En consecuencia, la estructura del cable óptico está representada por una capa de armadura de una sola capa y una capa de armadura de doble capa. En el método de representación del modelo de producto, DK se utiliza para la armadura de una sola capa, y SK se utiliza para la armadura de doble capa. Las especificaciones se expresan por el número y tipo de fibras.
Según el rol y la función se pueden dividir en
Cable de comunicación submarino y cable de alimentación óptica submarino. El primero se utiliza principalmente para servicios de comunicación, y el segundo se utiliza principalmente para la transmisión submarina de energía lumínica de alta potencia.
Principio técnico
Las redes de varios países del mundo pueden considerarse como una gran red de área local. Los cables ópticos submarinos y terrestres los conectan para formar Internet. El cable óptico es el "nervio central" de Internet, y los Estados Unidos son casi el "cerebro" de Internet. Como el lugar de nacimiento de Internet, los Estados Unidos almacenan una gran cantidad de servidores Web y de mensajería instantánea (como MSN). De los 13 servidores raíz que resuelven nombres de dominio a nivel mundial, 10 están en los Estados Unidos. Inicie sesión en la mayoría de los sitios web .com y .net o envíe correos electrónicos, datos Casi todos tienen que recorrer los Estados Unidos para llegar al destino.
Los cables submarinos ahora se mantienen por separado, y por razones de seguridad, los cables submarinos también deben mantenerse en momentos normales. Si alguien pesca el cable submarino y agrega fibra óptica, la información podría ser robada. Si hay una guerra, alguien puede dañar el cable de fibra óptica. Los cables submarinos son la mejor solución para la comunicación hoy en día. Otros métodos como satélites y microondas se pueden utilizar como suplementos, pero parece que no pueden reemplazar los cables submarinos porque sus canales son limitados. Es una forma que permite a la mayoría de los usuarios comunicarse de forma barata.
La fuente de alimentación remota del sistema de cable submarino es muy importante, y los repetidores a lo largo del cable submarino dependen de la fuente de alimentación remota de la estación de aterrizaje. El repetidor digital utilizado en el cable óptico submarino tiene muchas funciones, y el consumo de energía es varias veces mayor que el del repetidor analógico del cable submarino. La fuente de alimentación requiere una alta fiabilidad y no se puede interrumpir. Por lo tanto, en áreas donde los tiburones están infestados, se deben agregar dos capas de cinta de acero y una capa de funda exterior de polietileno al exterior del cable óptico submarino. Incluso con una protección tan estricta, hubo casos en que los aisladores de polietileno de los cables ópticos de aguas profundas fueron mordidos por tiburones y causaron fallas de energía a fines de la década de 1980.
Características principales
En comparación con los cables de fibra óptica terrestre, los cables submarinos de fibra óptica tienen muchas ventajas: En primer lugar, no necesitan cavar túneles ni apoyarse en soportes, por lo que la inversión es baja y la velocidad de construcción es rápida; Debido a la destrucción del entorno natural, como el viento y las olas, y la interferencia de las actividades de producción humana, el cable es seguro y estable, con una fuerte capacidad antiinterferencia y un buen rendimiento de confidencialidad.
Método de construcción
El diseño del cable óptico submarino debe garantizar que la fibra óptica no se vea afectada por fuerzas externas y el medio ambiente. Los requisitos básicos son: puede adaptarse al entorno de presión submarina, abrasión, corrosión, biología, etc.; tener una capa de blindaje adecuada para evitar daños por las redes de arrastre de los barcos de pesca, anclas y tiburones; rotura del cable de fibra óptica Al mismo tiempo, minimice la longitud del agua de mar que penetra en el cable óptico; puede evitar que el hidrógeno penetre en el cable óptico desde el exterior y el hidrógeno generado en el interior; tiene un circuito de fuente de alimentación remota de baja resistencia; puede soportar la tensión durante la colocación y el reciclaje; la vida útil es promedio El requisito es más de 25 años.
El cable óptico submarino de aguas profundas (por encima de los 1.000 metros) adopta una estructura blindada sin acero, pero la estructura del núcleo del cable y el miembro de refuerzo (generalmente el cable de acero central) deben poder proteger la fibra óptica para evitar la alta presión del agua de mar y la alta presión durante la colocación y el reciclaje. tensión. Para evitar daños a los tiburones, se deben envolver en espiral dos capas de cinta de acero en la vaina del cable óptico de aguas profundas en el área del mar donde están infestados los tiburones, y se debe exprimir una capa de vaina exterior de polietileno.
La estructura central del cable óptico submarino de aguas poco profundas (dentro de los 1000 metros de agua) es la misma que la del cable óptico de aguas profundas, pero el cable óptico de mar poco profundo debe tener una armadura de alambre de acero de una sola capa o de doble capa. El número de capas de armadura y el diámetro exterior del alambre de acero se determinan de acuerdo con el entorno submarino, la profundidad del agua, si se puede enterrar, la pesca, etc. de la ruta del cable submarino.
Proceso de colocación
El proyecto de cable submarino es reconocido como un proyecto complejo y difícil a gran escala por países de todo el mundo. En mares poco profundos, si la profundidad del agua es inferior a 200 metros, los cables se entierran, mientras que en aguas profundas, se colocan. El enterramiento por chorro hidráulico es el principal método de enterramiento. Hay varias filas de agujeros de pulverización de agua en la parte inferior del equipo enterrado, que se distribuyen en paralelo a ambos lados. Durante la operación, cada agujero rocía chorros de agua a alta presión al lecho marino al mismo tiempo para lavar el sedimento del fondo marino y formar una zanja de cable submarino; la parte superior del equipo tiene un fairlead, se utiliza para guiar el cable (cable óptico) hasta el fondo de la zanja del cable submarino, y la zanja se llena automáticamente por la marea. El equipo enterrado es remolcado hacia adelante por el barco de construcción, y se dan varias instrucciones a través del cable de trabajo. Las máquinas de tendido de cables generalmente no tienen equipo de entierro submarino, y se colocan en la superficie del fondo marino por el peso del cable submarino.
El bote sigue conduciendo hacia adelante, y luego enjuaga una zanja con el robot submarino, coloca el cable óptico y luego enjuaga la arena con el robot submarino, cubre el cable óptico y luego sigue avanzando. Cuando se necesita el atraque, la conexión se completa en el barco, y luego sella, y luego continúa la colocando. En la actualidad, todos los cables ópticos submarinos son fibras ópticas, y hay muy pocos cables, y todos los cables actualmente colocados están enterrados en el suelo, es decir, se utiliza un robot submarino para enjuagar una zanja y colocarla y luego enterrar el suelo.
El robot submarino en realidad utiliza una bomba de agua a alta presión para presurizar el agua a alta presión y rociarla, saliendo así de la zanja. En cuanto al mantenimiento, no hay mantenimiento en absoluto. Normalmente, no hay necesidad de mantenimiento. Solo necesita verificar si el cable óptico está expuesto de forma regular con un robot submarino y, si lo hay, cubrir el barro. Además, si se rompe, use el detector de atenuación para medirlo para obtener la posición específica, y luego vaya allí para pescarlo, conectarlo u otros métodos, generalmente corte toda la sección dañada y reemplácela por una nueva.
Manejo de incidentes
fractura
En general, hay dos razones principales para las roturas de cables submarinos. Una es la fuerza mayor, como terremotos y tsunamis, y la otra son las causas provocadas por el hombre. Una vez desconectado el cable, no solo tendrá un gran impacto en las comunicaciones internacionales, sino que la pérdida causada es aún más incalculable.
daño
Los cables a menudo son susceptibles a daños por parte de los arrastreros de pesca, anclas e incluso tiburones. Los cables a veces son destruidos por las tropas enemigas durante la guerra. El gran terremoto de Terranova en 1929 causó un colapso submarino a gran escala que causó daños al cable transatlántico.
Una vez que varios cables submarinos se dañan al mismo tiempo (por ejemplo, dañados por un terremoto), puede causar la interrupción de Internet regional y los servicios telefónicos de larga distancia, lo que resulta en pérdidas incalculables. Por ejemplo, el terremoto de Hengchun en 2006 es un ejemplo.
Repare el cable profundo y la pieza dañada se llevará a la superficie para su reparación. La parte dañada del cable de aguas profundas debe cortarse y llevarse a la superficie para su reparación. La pieza reparada será más larga que la original.
Se han instalado algunos cables importantes cerca de los puertos para reparar buques dedicados a reparar cables. Varias compañías de restauración como CS Cyrus West Field se han establecido cerca de Halifax, Nueva Escocia. Algunos grandes operadores de telecomunicaciones, como France Telecom y Japan Telecom, tienen sus propios barcos de cable submarino.
reparar
Los cables ópticos submarinos generalmente se entierran a una profundidad de 1-2 metros por debajo del fondo marino. Debido a que el fondo marino no es muy regular, los cables ópticos inevitablemente estarán expuestos a veces. El cable de fibra óptica puede destruirse cuando el barco de pesca está anclado o utilizando una red de arrastre para pescar. Por lo tanto, el lugar donde el cable de fibra óptica pasa en el fondo marino está designado como una zona de no anclaje y no se permite el atraque de los barcos. Este principio es el mismo que el de los cables ópticos en tierra. A menudo vemos letreros como "Hay cables ópticos bajo tierra y la construcción está prohibida" en la carretera. Los cables ópticos submarinos deben protegerse y la tecnología debe fortalecerse para mejorar la resistencia a la tracción del cable submarino en sí.
El primer paso en el trabajo de reparación es encontrar el punto de ruptura. Los ingenieros de cable submarino pueden encontrar la ubicación aproximada del punto de ruptura a través de cortes telefónicos y de Internet. El terminal de tierra puede emitir pulsos de luz, y la fibra óptica normal siempre puede transmitir estos pulsos en el mar, pero si la fibra se rompe, el pulso rebotará desde ese punto, y el terminal de tierra puede encontrar el punto de ruptura de esta manera. Después de eso, los nuevos cables ópticos deben ser traídos por los barcos para su reparación, pero el primer paso es recuperar las fibras ópticas rotas.
Si el cable óptico está a menos de 2.000 metros de profundidad bajo el agua, puede usar un robot para salvar el cable óptico. Generalmente, se encuentra en el mar con una profundidad de agua de unos 3.000 a 4.000 metros. Solo se puede utilizar un tipo de gancho de agarre. Se tarda más de 12 horas en retraer la garra una vez. Es necesario agregar el cable en el medio después de pescar el cable óptico roto en el barco. Este trabajo es realizado por un técnico altamente profesional.
1. Después de que el robot se sumerge en el agua, escanea y detecta la ubicación precisa del cable óptico submarino dañado.
2. El robot desentierra el cable óptico submarino enterrado en el barro y lo corta con tijeras de cable. La cuerda se colocó en el bote, y el robot se ató a un extremo del cable óptico, y luego se sacó del mar. Al mismo tiempo, el robot instala un transpondedor inalámbrico en el corte.
3. Utilice el mismo método para sacar otra sección de cable óptico del mar. Al igual que con el mantenimiento de las líneas telefónicas, los instrumentos en el barco están conectados a ambos extremos del cable de fibra óptica, y la estación de aterrizaje del cable óptico submarino en dos direcciones se utiliza para detectar qué extremo del cable óptico está bloqueado. Después de eso, recupere la parte más larga del cable submarino con la parte bloqueada y córtela. La otra sección fue equipada con una boya y se dejó flotar en el mar temporalmente.
4. A continuación, conecte manualmente el cable óptico submarino de repuesto a los dos puntos de ruptura del cable óptico submarino. Conectar conectores de cable de fibra óptica es un trabajo con un "contenido técnico" extremadamente alto, que no es competente para la gente común. Debe ser una persona que haya sido especialmente capacitada y haya obtenido una licencia de una organización internacional antes de que pueda ser operada.
5. Después de conectar el cable óptico submarino de repuesto, después de repetidas pruebas, después de que la comunicación sea normal, se arrojará al agua de mar. En este momento, el robot submarino está a punto de "luchar" nuevamente: "enjuagar" el cable óptico submarino reparado, es decir, usar una pistola de agua a alta presión para eliminar el limo en el fondo marino de una zanja y "colocar" el cable óptico submarino reparado en él.
Al mismo tiempo, el clima severo, como los fuertes vientos y las olas en el mar, puede ralentizar el trabajo de restauración.
