海底光纜傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)展望

由于國(guó)際通信業(yè)務(wù)的急劇增加和新技術(shù)新材料的不斷涌現(xiàn)，海底光纜通信系統(tǒng)發(fā)展前景更加廣闊。第三代海底光纜傳輸系統(tǒng)將采用光放大和相干光傳輸?shù)燃夹g(shù)，線路傳輸速率高達(dá)5Gbit/s，每對(duì)光纖通信能力達(dá)60 480路超大容量系統(tǒng)。預(yù)計(jì)1996年左右TPC-5或TAT-12/13第三代海底光纜系統(tǒng)將投產(chǎn)使用。為了使海底光纜有更大的靈活性，海底光纜將會(huì)出現(xiàn)多點(diǎn)分支，構(gòu)成多點(diǎn)到多點(diǎn)的網(wǎng)路系統(tǒng)，與大陸通信系統(tǒng)相連，構(gòu)成通往世界各地的縱橫交錯(cuò)通信網(wǎng)。

海底光纜傳輸系統(tǒng)主要是由設(shè)在陸地上的海纜登陸局內(nèi)的終端設(shè)備（包括光終端傳輸設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、供電設(shè)備和光纜終端設(shè)備）和設(shè)在海中的光中繼器、海底光纜所構(gòu)成。①光終端傳輸設(shè)備提供海底光纜系統(tǒng)與陸上光纜中繼系統(tǒng)的雙向接口設(shè)備。它將139.264Mbit/s數(shù)字流和插入的監(jiān)控以及業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)等輔助比特，變換為147.8Mbit/s數(shù)字流，然后再將2個(gè)同步的147.8Mbit/s數(shù)字流，變換為295.6Mbit/s線路傳輸?shù)乃俾剩▽?duì)280Mbit/s傳輸系統(tǒng)），或者將4個(gè)147.8Mbit/s數(shù)字流，變換為591.2Mbit/s線路傳輸速率（對(duì)560Mbit/s傳輸系統(tǒng)）。再經(jīng)電/光轉(zhuǎn)換，輸出光信號(hào)到海底光纜線路上。同時(shí)終端設(shè)備還應(yīng)提供與此相反的變換過(guò)程；②監(jiān)控設(shè)備，由海底光纜傳輸系統(tǒng)的監(jiān)控信號(hào)、監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)比特差錯(cuò)率、激光器偏流、收信光功率等，完成對(duì)線路的日常測(cè)試，存儲(chǔ)測(cè)試數(shù)據(jù)，預(yù)報(bào)系統(tǒng)可能發(fā)生的障礙，一旦系統(tǒng)發(fā)生障礙，準(zhǔn)確地測(cè)出障礙地點(diǎn)，以便及時(shí)搶修?？刂苽溆貌考蛡溆孟到y(tǒng)的倒換。確保系統(tǒng)正常運(yùn)行；③供電設(shè)備，由海底光纜中的供電導(dǎo)體與大地構(gòu)成的串聯(lián)直流供電回路，對(duì)中繼器進(jìn)行供電。供電有主備用設(shè)備雙重保證，當(dāng)一臺(tái)變換器發(fā)生障礙時(shí)，另一臺(tái)變換器在不中斷業(yè)務(wù)的條件下，通過(guò)自動(dòng)（或人工）倒換承擔(dān)系統(tǒng)供電；④光纜終端設(shè)備，從海中進(jìn)局的海底光纜，終端在光纜終端設(shè)備上，將光纜中的光纖與供電導(dǎo)線分開(kāi)，分別接到局內(nèi)光纜和供電電纜上并引至光終端傳輸設(shè)備和供電設(shè)備中繼器，中繼器由再生中繼回路、監(jiān)控回路和供電回路組成。再生中繼回路將光終端傳輸設(shè)備或前一個(gè)中繼器送來(lái)的光信號(hào)，經(jīng)過(guò)光/電轉(zhuǎn)換后，對(duì)信號(hào)放大、整形、再生，再經(jīng)電/光轉(zhuǎn)換，輸出光信號(hào)到海底光纜線路上。中繼回路信號(hào)的工作速率為295.6Mbit/s或591.2Mbit/s。中繼器外殼用特殊的合金制成，具有高機(jī)械強(qiáng)度特性，并具有防震、抗壓、散熱和高密閉性的要求，確保中繼器在海底正常工作；⑥海底光纜，海底光纜的結(jié)構(gòu)應(yīng)具有抗壓力、耐張力、耐磨損、防腐蝕、防魚咬和高密閉性，根據(jù)海洋中的不同底質(zhì)條件，配有輕重鎧裝結(jié)構(gòu)和防魚咬等不同外護(hù)套的海底光纜。海底光纜中的光纖，具有高強(qiáng)度、低損耗、微彎不敏感，以及對(duì)氫氣影響參數(shù)較穩(wěn)定。

①具有高度可靠性。系統(tǒng)壽命為25年。在此期限內(nèi)，由于設(shè)備和主要器件損壞而引起的障礙不超過(guò)3次。主要元器件和系統(tǒng)均有備用，能自動(dòng)（或人工）進(jìn)行倒換；②光纜和中繼器能承受8 000m水深的壓力，還能承受敷設(shè)和打撈修理海纜時(shí)的張力，并具有防水汽滲透的密閉性，在惡劣的環(huán)境中能長(zhǎng)時(shí)保證正常運(yùn)行；③光纜制造長(zhǎng)度長(zhǎng)（最長(zhǎng)能達(dá)75km），中繼段接續(xù)點(diǎn)少，在平均120km的中繼段里，只有一個(gè)接續(xù)點(diǎn)，接頭損耗小；光纖本身質(zhì)量高，損耗小，平均中繼段長(zhǎng)。

目前,海底光纜通信系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于洲際間的國(guó)際通信,它作為一種大容量高質(zhì)量的數(shù)字通信傳輸媒介已受到各國(guó)的高度重視。到目前為止,已建成及在建的海底光纜傳輸系統(tǒng)已經(jīng)構(gòu)成了一個(gè)全球性的國(guó)際通信網(wǎng)絡(luò),并將成為今后國(guó)際及地區(qū)間通信的主要傳輸手段。1993年底,我國(guó)與日本和美國(guó)合作建成了我國(guó)第一條中日國(guó)際海底光纜系統(tǒng),此后又與韓國(guó)合作建成了中韓海底光纜系統(tǒng)。目前我國(guó)正積極參與其它幾條國(guó)際海底光纜系統(tǒng)的建設(shè)和規(guī)劃?？梢灶A(yù)料,在不久的將來(lái),會(huì)建設(shè)起更多的海底光纜傳輸系統(tǒng)以提高我國(guó)的國(guó)際及國(guó)內(nèi)通信能力。

第一代海底光纜傳輸系統(tǒng)，采用工作波長(zhǎng)1.3μm窗口的常規(guī)單模光纖和動(dòng)態(tài)多縱模激光器，衰減系數(shù)為0.30～0.40dB/km，最大色散系數(shù)為3.5ps/（nm·km），傳輸速率為280Mbit/s，線路碼型為24B1P，每對(duì)光纖提供64kbit/s的信道3780個(gè)話路。系統(tǒng)的傳輸容量視光纜內(nèi)的光纖對(duì)數(shù)決定，一般海底光纜采用三對(duì)光纖，其容量是3 780個(gè)話路的三倍。平均中繼段長(zhǎng)為50km，系統(tǒng)傳輸長(zhǎng)度為8 000km；

第二代海底光纜傳輸系統(tǒng)，采用工作波長(zhǎng)1.55Mm窗口的損耗最小的單模光纖衰減系數(shù)為0.15至0.20dB/km，最大色散系數(shù)為20ps/（nm·km），或采用1.55μm波長(zhǎng)色散位移單模光纖，用動(dòng)態(tài)單縱模激光器來(lái)代替動(dòng)態(tài)多縱模激光器，其衰減系數(shù)為0.19～0.25dB/km，最大色散系數(shù)為3.5ps/（nm·km）傳輸速率為560Mbit/s，線路碼型為24BIP，每對(duì)光纖提供64kbit/s的信道7 560個(gè)話路，三對(duì)光纖的光纜系統(tǒng)傳輸容量為7 560個(gè)話路的三倍。中繼段平均長(zhǎng)度為120km。系統(tǒng)傳輸長(zhǎng)度10 000km。兩種類型海底光纜都具備敷設(shè)在8 000m水深的海洋中。