海底光纜設備結(jié)構(gòu)

海底光纜是用絕緣外皮包裹的導線束鋪設在海底，海水可防止外界光磁波的干擾，所以海纜的信噪比較高；海底光纜通信中感受不到時間延遲；海底光纜的設計壽命為持續(xù)工作25年，而人造衛(wèi)星一般在10到15年內(nèi)就會燃料用盡。

海底光纜的基本結(jié)構(gòu)為：聚乙烯層、聚酯樹酯或瀝青層、鋼絞線層、鋁制防水層、聚碳酸酯層、銅管或鋁管、石蠟，烷烴層、光纖束等

海底光纜系統(tǒng)主要用于連接光纜和Internet，它分為岸上設備和水下設備兩大部分。岸上設備將語音、圖象、數(shù)據(jù)等通信業(yè)務打包傳輸。水下設備負責通信信號的處理、發(fā)送和接收。水下設備分為海底光纜、中繼器和“分支單元”三部分：海底光纜是其中最重要的也是最脆弱的部分。

深海光纜的結(jié)構(gòu)比較復雜：光纖設在U形槽塑料骨架中，槽內(nèi)填滿油膏或彈性塑料體形成纖芯。纖芯周圍用高強度的鋼絲繞包，在繞包過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抗壓和抗拉的聯(lián)合體。在鋼絲和銅管的外面還要再加一層聚乙烯護套。這樣嚴密多層的結(jié)構(gòu)是為了保護光纖、防止斷裂以及防止海水的侵入。在有鯊魚出沒的地區(qū)，在海纜外面還要再加一層聚乙烯護套。

海底光纜的結(jié)構(gòu)要求堅固、材料輕，但不能用輕金屬鋁，因為鋁和海水會發(fā)生電化學反應而產(chǎn)生氫氣，氫分子會擴散到光纖的玻璃材料中，使光纖的損耗變大。因此海底光纜既要防止內(nèi)部產(chǎn)生氫氣，同時還要防止氫氣從外部滲入光纜。為此，在90年代初期，研制開發(fā)出一種涂碳或涂鈦層的光纖，能阻止氫的滲透和防止化學腐蝕。光纖接頭也要求是高強度的，要求接續(xù)保持原有光纖的強度和原有光纖的表面不受損傷。

根據(jù)不同的海洋環(huán)境和水深

可分為深海光纜和淺海光纜，相應地在光纜結(jié)構(gòu)上表現(xiàn)為單層鎧裝層和雙層鎧裝層。在產(chǎn)品型號表示方法上用DK表示單層鎧裝，用SK表示雙層鎧裝。規(guī)格由光纖數(shù)量和類別表示。

根據(jù)作用和功能可分為

分海底通信光纜和海底光力光纜。前者主要用于通訊業(yè)務，后者主要用于水下傳輸大功率光能。

世界各國的網(wǎng)絡可以看成是一個大型局域網(wǎng)，海底和陸上光纜將它們連接成為互聯(lián)網(wǎng)，光纜是Internet 的“中樞神經(jīng)”，而美國幾乎是Internet 的“大腦”。美國作為Internet 的發(fā)源地，存放著很多的Web和IM（如MSN）等服務器，全球解析域名的13個根服務器就有10個在美國，登錄多數(shù) .com 、.net 網(wǎng)站或發(fā)電子郵件，數(shù)據(jù)幾乎都要到美國繞一圈才能到達目的地。

海纜是分區(qū)維護的，出于安全目的，海纜平時也需維護。如果有人把海纜撈出來，加進光纖，就可以偷走信息。如果發(fā)生戰(zhàn)爭，也可能有人破壞光纜。海纜是通信的最好解決辦法，別的方法如衛(wèi)星、微波可以作為補充，但是看來無法取代海纜，因為它們的信道有限。是能讓廣大用戶以便宜的方式進行溝通的方式。

海纜系統(tǒng)的遠程供電十分重要，海底電纜沿線的中繼器，要靠登陸局遠程供電工作。海底光纜用的數(shù)字中繼器功能多，比海底電纜的模擬中繼器的用電量要大好幾倍，供電要求有很高的可靠性，不能中斷。因此在有鯊魚出沒的地區(qū)，在海底光纜的外面還要加上鋼帶繞包兩層和再加一層聚乙烯外護套。 即使是如此嚴密的防護，在80年代末還是發(fā)現(xiàn)過深海光纜的聚乙烯絕緣體被鯊魚咬壞造成供電故障的實例。

同陸地光纜相比，海底光纜有很多優(yōu)越性：一是鋪設不需要挖坑道或用支架支撐，因而投資少，建設速度快；二是除了登陸地段以外，電纜大多在一定深度的海底，不受風浪等自然環(huán)境的破壞和人類生產(chǎn)活動的干擾，所以，電纜安全穩(wěn)定，抗干擾能力強，保密性能好。

海底光纜通信已有一百多年歷史。

1850年盎格魯-法國電報公司開始在英法之間鋪設了世界第一條海底電纜，只能發(fā)送莫爾斯電報密碼。

全世界第一條海底電纜是1850年在英國和法國之間鋪設，由 John Watkins Brett 's 盎格魯-法國電報公司（Anglo-French Telegraph Company）開設一條穿越英吉利海峽的電纜，品質(zhì)粗劣，沒有其他任何保障。1851年11月13日，受保護的核心，即真正的電纜，被架設起來，1852年，大不列顛及愛爾蘭被連接在一起。

1852年海底電報公司第一次將纜線聯(lián)系倫敦到巴黎。1853年，英格蘭由一個電纜橫跨北海，被加入到荷蘭。第一次用纜線將倫敦和巴黎聯(lián)系起來。

1858年賽勒斯由西場（Cyrus West Field），他們說服英國工業(yè)家基金第一次嘗試在打下一個跨大西洋的電報電纜。從一開始，并在運作中，只有1個月。這項技術(shù)一直存在不少問題。科學家們試圖在1865年和1866年不斷嘗試更新的技術(shù)，大東電報局則用更為先進的技術(shù)，并產(chǎn)生了世界上第一個成功的跨大西洋電纜。1870年在印度又完成這項技術(shù)。

1863年電纜從孟買連結(jié)到阿拉伯半島。

1866年英國在美英兩國之間鋪設跨大西洋海底電纜(The Atlantic Cable)取得成功，實現(xiàn)了歐美大陸之間跨大西洋的電報通訊。

1876年，貝爾發(fā)明電話后，海底電纜具備了新的功能，各國大規(guī)模鋪設海底電纜的步伐加快了。

中國第一條海底電纜是清朝時期臺灣首任巡撫劉銘傳，在1886年鋪設通聯(lián)臺灣全島以及大陸的水路電線，主要作為發(fā)送電報用途，即臺南至澎湖電纜，由清代臺灣臺南安平通往澎湖，長53海里。

到1888年共完成架設 兩條水線，一條是福州川石島與臺灣滬尾（淡水）之間的177海里水線，主要是提供臺灣府向清廷通報臺灣的天災、治安、財經(jīng)，并提供商務通訊使用；另外一條 為臺南安平通往澎湖的53海里水線。福建外海川石島的大陸登陸點依舊存在，但是臺灣淡水的具體登陸點已經(jīng)不可考。

1902年環(huán)球海底通信電纜建成。

1902年至1903年，海底電纜從美國大陸連接夏威夷，1902年連接關(guān)島，1903年連接菲律賓。1902年加拿大，澳大利亞，新西蘭和斐濟也完成連線。

1987年，中國臺灣第一條海底電纜完成，即臺灣淡水與日本長崎之間。（已停用）

國際電纜登陸點有宜蘭頭城，即電纜從宜蘭縣頭城鎮(zhèn)連結(jié)，美、日、東北亞、東南亞、澳、紐、菲律賓等地。屏東枋山，即電纜從屏東縣枋山鄉(xiāng)連結(jié)中國大陸、琉球、日本、韓國、關(guān)島，以迄美國西海岸的加州和奧勒岡州。

1988年，中國大陸的第一條海底電纜是在1988年完成的，即福州川石島與臺灣（淡水）之間，長177海里。（已停用）

1988年，在美國與英國、法國之間敷設了越洋的海底光纜（TAT-8）系統(tǒng)，全長6700公里。這條光纜含有3對光纖，每對的傳輸速率為280Mb/s，中繼站距離為67公里。這是第一條跨越大西洋的通信海底光纜，標志著海底光纜時代的到來。

1989年，跨越太平洋的海底光纜（全長13200公里）也建設成功，從此，海底光纜就在跨越海洋的洲際海纜領(lǐng)域取代了同軸電纜，遠洋洲際間不再敷設海底電纜。

進入90年代，海底光纜和衛(wèi)星通信成為當代洲際通信的主要手段。

1989年開始到1998年底，中國先后參與18條國際海底光纜的建設與投資。

1993年12月，第一個在中國登陸的國際海底光纜系統(tǒng)是中國——日本（C-J）海底光纜系統(tǒng)。

1996年2月中韓海底光纜建成開通，分別在我國青島和韓國泰安登陸，全長549公里。

1997年11月，我國參與建設的全球海底光纜系統(tǒng)（FLAG）建成并投入運營，這是第一條在我國登陸的洲際光纜系統(tǒng)，分別在英國、埃及、印度、泰國、日本等12個國家和地區(qū)登陸，全長27000多公里，其中中國段為622公里。

2000年9月14日，隨著亞歐海底光纜上海登陸站的開通，由中國電信集團公司參與建設、連接亞歐海底33個國家和地區(qū)的亞歐海底光纜系統(tǒng)，經(jīng)過三年多的建設正式開通。它的建成標志著我國國際通信水平又邁上一個新臺階。

2014年8月12日，谷歌宣布，將與其他5家公司合作，建設價值3億美元的太平洋海底光纜系統(tǒng)，從而幫助亞洲用戶獲得更快的網(wǎng)速。這一名為“FASTER”的高速海底光纜將連接日本海岸線的兩處位置和美國西海岸城市，包括洛杉磯、舊金山、波特蘭和西雅圖。在該項目上與谷歌合作的五家公司包括中國移動、中國電信、法國Global Transit、日本KDDI和新加坡電信。在建設完成后，這一海底光纜的帶寬將達到60Tbps，是普通有線調(diào)制解調(diào)器帶寬的約1000萬倍。

谷歌還支持了另一個連接美國和日本的跨太平洋海底光纜系統(tǒng)UNITY。這一系統(tǒng)已于2010年投入使用。當時的海底光纜帶寬為7.68Tbps。

2016年初，美國軍方科學家正在開發(fā)一種可快速修復的海底光纜，它可以恢復被對手破壞的戰(zhàn)術(shù)軍事通信。

海底光纜設計要求

海底光纜設計必須保證光纖不受外力和環(huán)境影響，其基本要求是：能適應海底壓力、磨損、腐蝕、生物等環(huán)境；有合適的鎧裝層防止?jié)O輪拖網(wǎng)、船錨及鯊魚的傷害；光纜斷裂時，盡可能減少海水滲入光纜內(nèi)的長度；能防止從外部滲透到光纜內(nèi)的氫氣與防止內(nèi)部產(chǎn)生的氫氣；具有一個低電阻的遠供電回路；能承受敷設與回收時的張力；使用壽命一般要求在25年以上。

深海（深度在1000米以上）海底光纜采用無鋼絲鎧裝結(jié)構(gòu)，但光纜纜心的結(jié)構(gòu)和加強構(gòu)件（一般為中心鋼絲）必須能保護光纖，以防止海水的高壓力與敷設、回收時的高張力。為了防止鯊魚傷害，還應在鯊魚出沒海域的深海光纜護套上螺旋繞包二層鋼帶，并擠一層聚乙烯外護套。

淺海（水深在1000米以內(nèi)）海底光纜的纜心結(jié)構(gòu)與深海光纜相同，但淺海光纜要有單層或雙層鋼絲鎧裝。鎧裝層數(shù)和鋼絲外徑要根據(jù)海纜路由的海底環(huán)境、水深、能否埋設、漁撈等情況而定。

海底光纜鋪設過程

海底電纜工程被世界各國公認為復雜困難的大型工程。在淺海，如水深小于200米的海域纜線采用埋設，而在深海則采用敷設。水力噴射式埋設是主要的埋設方法。埋設設備的底部有幾排噴水孔，平行分布于兩側(cè)，作業(yè)時，每個孔同時向海底噴射出高壓水柱，將海底泥沙沖開，形成海纜溝；設備上部有一導纜孔，用來引導電纜（光纜）到海纜溝底部，由潮流將沖溝自動填平。埋設設備由施工船拖曳前進，并通過工作電纜作出各種指令。敷纜機一般沒有水下埋設設備，靠海纜自重敷設在海底表面。

船不斷往前開，然后用水下機器人沖一個溝，將光纜放入，然后再用水下機器人把泥沙沖回去，覆蓋光纜，然后不斷前進，當需要駁接時則在船上先接完成，然后密封，再繼續(xù)鋪設。海底光纜全部都為光纖的，電纜的已經(jīng)很少了，并且鋪設的全部都是埋進泥土里的了，就是用水下機器人沖一個溝然后放進去再埋上泥土。

水下機器人其實是利用一個高壓水泵，將水加壓到很高的壓力噴射出去，從而沖出溝槽來的。至于維護，這個沒有什么維護可言，通常不需要維護，只需要定期用水下機器人勘察是否光纜有露即可，如果有則將泥沙覆蓋上去。另外如果斷了，用衰減檢測儀測量就可以得到具體位置，然后去到那撈上來，進行駁接或者其他方式，通常都是將損壞的一段全部切掉，換上新的一段。

海底光纜國外

亞歐海底光纜系統(tǒng)西起英國，經(jīng)地中海連接法國、意大利等國，通過紅海進入印度洋到新加坡，然后再向東，經(jīng)馬來西亞、菲律賓、越南等到達中國，最后通達日本、韓國。它全長約3.8萬公里，連接33個國家和地區(qū)，共計39個登陸站。亞歐海底光纜系統(tǒng)在我國上海、汕頭各設1個登陸站。

2020年日本電氣完成安哥拉和巴西之間的跨大西洋海底光纜的建設。

海底光纜中國

海底光纜作為當代國際通信的重要手段，承擔了90%的國際通信業(yè)務，是全球信息通信的主要載體。也是我國光纖企業(yè)新的高利潤增長點。

我國海纜系統(tǒng)建設最大的問題便是海纜系統(tǒng)集成問題。國際市場采用通信設備總包商、光纜制造企業(yè)及施工單位共同合作的海纜建設模式，而我國海纜建設采用條塊化分割模式，由設計院與運營商進行前期論證和線路設計，由海纜制造企業(yè)提供海纜與附件，由海纜施工單位敷設，再由業(yè)主或運營商進行系統(tǒng)集成。這種模式不利于整合系統(tǒng)集成能力，不利于形成一到兩家的海纜系統(tǒng)集成商，更不利于中國海纜系統(tǒng)走向國際。

大型的海底光纜建設包括很多承包管理、風險規(guī)避等方面的內(nèi)容，應是我國企業(yè)急需提升的領(lǐng)域。

海底光纜的生產(chǎn)技術(shù)主要有海纜專用光纖制造、海纜專用激光焊接不銹鋼管光單元制造、內(nèi)層鋼絲鎧裝、無縫銅管制造、絕緣層擠制、外層鋼絲鎧裝、外被層PP繩與瀝青制造。

2008年成立的華為海洋總計參與近百個海底光纜鋪設或升級項目，該公司全球市場份額從不足5%提升到20%。近年來升級了兩條跨大西洋光纜：一條從南非到英國，另一條在巴哈馬群島和亞速爾群島。

2017年6月27日，在中國聯(lián)通2017年國際合作伙伴大會上，中國聯(lián)通、喀麥隆電信、華為海洋共同簽署了南大西洋國際海底光纜（SAIL）建設協(xié)議。SAIL海纜全長約6000公里，設計容量32Tbit/s，建成后將連接非洲大陸與美洲大陸，成為非洲和南美洲之間傳輸容量最大、時延最小的海纜路由，可提供優(yōu)質(zhì)可靠的洲際通信服務。

截止2020年6月，中國電信國際公司云資源整體布局已覆蓋“絲綢之路經(jīng)濟帶”“21世紀海上絲綢之路”沿線的主要城市。隨著5G時代的到來，中國電信正全面啟動5G規(guī)模建設，力爭2020年完成全國25萬個基站建設任務。

2020年8月海南文昌至香港海底光纜項目有序推進，整個海纜從香港到海南文昌登陸點，全程650公里，整個審批已經(jīng)進入中后期階段，整個海纜的施工周期大概是3個月左右。

海底光纜相關(guān)消息

2020年5月19日中國移動國際有限公司（CMI）、Facebook、南非電信運營商MTN GlobalConnect、法國電信運營商Orange、沙特電信公司、埃及電信、沃達豐及西印度洋電纜公司宣布將合作鋪設2Africa海底電纜以服務非洲大陸和中東，并經(jīng)由東非與其他海纜相連以進一步延伸至亞洲。2Africa海纜全長37,000公里，建成后將是全球最大的海底電纜項目之一。它在非洲16個國家有21個登陸點，將使非洲與歐洲（向東經(jīng)埃及）及中東（經(jīng)沙特阿拉伯）無縫互聯(lián)。

2020年7月，在建設連接南美和亞太地區(qū)的首條海底光纜的問題上，智利政府最終選擇了日本的方案，將亞太地區(qū)的終點設在澳大利亞和新西蘭，而不是中國提出的設在上海。

根據(jù)國際市場研究機構(gòu)Technavio日前發(fā)布的報告，2020-2024年全球海底光纜市場規(guī)模預計將增長43.4億美元，期間年復合增長率將超過15%。

據(jù)報道，F(xiàn)acebook和谷歌正計劃鋪設兩條海底光纜，將美國的西海岸與新加坡和印度尼西亞連接起來。Facebook稱，這兩條光纜分別為“Echo”和“BiFrost”，將使上述地區(qū)的數(shù)據(jù)容量提高70%，同時也將提高互聯(lián)網(wǎng)的可靠性。Facebook將同時對這兩條電纜進行投資，而谷歌將只投資Echo。該項目仍有待監(jiān)管部門的批準，因此項目成本尚未披露。

海底光纜是國際互聯(lián)網(wǎng)的骨架。光纜的多少，代表一國與互聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)系是否緊密。

有人利用微軟的Bing地圖，以及wikipedia的數(shù)據(jù)，做出了一幅互動式的世界海底光纜分布圖。

中國大陸的海底光纜連接點只有三個，

第一個是青島（2條光纜）。

第二個是上海（6條光纜）。

第三個是汕頭（3條光纜）。

由于光纜之間存在重合，所以實際上，中國大陸與Internet的所有通道，就是3個入口6條光纜。

1. APCN2（亞太二號）海底光纜

帶寬：2.56Tbps

長度：19000km

經(jīng)過地區(qū)：中國大陸、香港、臺灣、日本、韓國、馬來西亞、菲律賓。

入境地點：汕頭，上海。

2. CUCN（中美）海底光纜

帶寬：2.2Tbps

長度：30000km

經(jīng)過地區(qū)：中國大陸，臺灣，日本，韓國，美國。

入境地點：汕頭，上海。

3. SEA-ME-WE 3（亞歐）海底光纜

帶寬：960Gbps

長度：39000km

經(jīng)過地區(qū)：東亞，東南亞，中東，西歐。

入境地點：汕頭，上海。

4. EAC-C2C海底光纜

帶寬：10.24Tbps

長度：36800km

經(jīng)過地區(qū)：亞太地區(qū)

入境地點：上海，青島

5. FLAG海底光纜

帶寬：10Gbps

長度：27000km

經(jīng)過地區(qū)：西歐，中東，南亞，東亞

入境地點：上海

6. Trans-Pacific Express（TPE，泛太平洋）海底光纜

帶寬：5.12Tbps

長度：17700km

經(jīng)過地區(qū)：中國大陸，臺灣，韓國，美國

入境地點：上海，青島

作為比較，臺灣有9條光纜，香港和韓國各有11條光纜，而日本至少有11個入口15條光纜。

海底光纜斷裂

海纜斷裂一般有兩大原因。一是地震、海嘯等不可抗力，二是人為原因。一旦斷纜，不僅在國際通信上造成巨大影響，因此造成的損失更是無法估算。

海底光纜損害

電纜往往容易遭到捕魚的拖網(wǎng)漁船，船錨破壞，甚至鯊魚咬斷。電纜有時也被敵軍部隊在戰(zhàn)時破壞。1929年紐芬蘭大地震，其引發(fā)的大規(guī)模的海底崩塌導致跨大西洋電纜損壞。

一旦多條海底電纜同時受損（如遭地震破壞），有可能導致區(qū)域性互聯(lián)網(wǎng)和長途電話服務的中斷，造成難以估算的損失，例如2006年恒春地震正是一例。

修理深電纜，損壞的部分是帶到水面上修理。深水帶的電纜必須剪斷被破壞的部份，再帶到水面上修復，重新修復的部份會較原來的更長一些。

一些港口附近重要的電纜線，成立有專門修復電纜的修復艦。新斯科細亞哈利法克斯附近就有設立數(shù)家像 CS Cyrus West Field等修復公司。有些大型的電信業(yè)者如法國電信、日本電信電話等擁有自己的海纜船。

海底光纜修復

海底光纜通常埋在海床下1—2米深的地方，由于海床不是很規(guī)則，光纜有時候免不了會露出來。漁船下錨和使用拖網(wǎng)捕魚時都可能將光纜毀壞，因此，在海底有光纜通過的地方被劃作禁止拋錨區(qū)，不許船只停靠。這個原理和陸地上的光纜一樣，我們經(jīng)常在路上看到這樣的標志“地下有光纜，禁止施工”。海底光纜需要保護，也需加強技術(shù)提高海纜自身的抗拉性。

修復工作的第一步是找到斷點。海纜工程師可以通過電話和互聯(lián)網(wǎng)中斷情況找到斷點的大概位置。岸上終點站可以發(fā)射光脈沖，正常的光纖可以一直在海中傳輸這些脈沖，但是如果光纖在哪里斷了，脈沖就會從那一點彈回，岸上終點站這樣就可以找到斷點。之后就需要船只運來新的光纜進行修補，但第一步是要把斷的光纖撈上來。

如果光纜在水下不足2000米的深處，可以使用機器人打撈光纜，一般位于水深約3000米至4000米海域，只能使用一種抓鉤，抓鉤收放一次就需要12個小時以上。將斷掉的光纜撈到船上后需要在中間加纜，這個工作是由專業(yè)性很強的技師來完成的。

1、機器人潛下水后，通過掃描檢測，找到破損海底光纜的精確位置。

2、機器人將淺埋在泥中的海底光纜挖出，用電纜剪刀將其切斷。船上放下繩子，由機器人系在光纜一頭，然后將其拉出海面。同時，機器人在切斷處安置無線發(fā)射應答器。

3、用相同辦法將另一段光纜也拉出海面。和檢修電話線路一樣，船上的儀器分別接上光纜兩端，通過兩個方向的海底光纜登陸站，檢測出光纜受阻斷的部位究竟在哪一端。之后，收回較長一部分有阻斷部位的海底光纜，剪下。另一段裝上浮標，暫時任其漂在海上。

4、接下來靠人工將備用海底光纜接上海底光纜的兩個斷點。連接光纜接頭，可是個"技術(shù)含量"極高的活，非一般人能夠勝任，必須是經(jīng)過專門的嚴格訓練、并拿到國際有關(guān)組織的執(zhí)照后的人員，才能上崗操作。

5、備用海底光纜接上后，經(jīng)反復測試，通訊正常后，就拋入海水。這時，水下機器人又要"上陣"了：對修復的海底光纜進行"沖埋"，即用高壓水槍將海底的淤泥沖出一條溝，將修復的海底光纜"安放"進去。

同時，海上大風大浪等惡劣天氣可能造成修復工作的緩慢。

叢書序

前言

第1 章　海底光纜通信系統(tǒng)介紹 1

1. 1　概述 1

1. 2　海底光纜通信系統(tǒng)簡介 2

1. 3　海底光纜通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程 5

1. 3. 1　世界海底通信的發(fā)展歷程 5

1. 3. 2　國內(nèi)海底光纜通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程 8

1. 3. 3　海底光纜通信系統(tǒng)發(fā)展 14

1. 3. 4　推動海底光纜通信發(fā)展的主要因素 17

1. 3. 5　海底光纜通信的重要性 18

1. 3. 6　海底光纜通信系統(tǒng)的運維特點及面臨的問題 18

1. 3. 7　海底光纜通信系統(tǒng)發(fā)展展望 20

1. 4　海底光纜通信系統(tǒng)標準簡介 22

1. 4. 1　標準化的必要性、作用 22

1. 4. 2　標準化組織介紹 23

1. 4. 3　ITU-T 的海底光纜通信標準介紹 25

1. 4. 4　國內(nèi)的主要標準介紹 31

1. 4. 5　小結(jié) 36

參考文獻 38

第2 章　海底光纜系統(tǒng)分類與組成 39

2. 1　海纜通信系統(tǒng)組成及工作原理 39

2. 1. 1　海纜系統(tǒng)分類及組成 39

2. 1. 2　海底光纜網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu) 43

2. 1. 3　海底光纜系統(tǒng)傳輸技術(shù)體制 47

2. 1. 4　海底光纜系統(tǒng)保護倒換機制 51

2. 2　海纜通信系統(tǒng)設備 52

2. 2. 1　岸上端站設備 52

2. 2. 2　水下設備 93

Ⅷ

參考文獻 105

第3 章　海底光纜通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 106

3. 1　影響海底光纜通信系統(tǒng)性能的主要因素 106

3. 1. 1　光信噪比 106

3. 1. 2　色散 107

3. 1. 3　非線性 108

3. 2　前向糾錯技術(shù) 108

3. 3　色散補償與色散管理技術(shù) 113

3. 3. 1　單模光纖的色散及對系統(tǒng)的影響 113

3. 3. 2　色散補償技術(shù) 115

3. 3. 3　色散管理技術(shù) 121

3. 4　光調(diào)制技術(shù) 123

3. 4. 1　光調(diào)制技術(shù)基礎 123

3. 4. 2　光調(diào)制技術(shù)分類 125

3. 4. 3　調(diào)制編碼方式 126

3. 4. 4　超高速系統(tǒng)其他調(diào)制方式 129

3. 5　偏振復用/相干接收技術(shù) 131

3. 5. 1　偏振復用/相干接收技術(shù)在100Gbit/ s 海底光纜通信系統(tǒng)中的應用 133

3. 5. 2　偏振復用技術(shù) 133

3. 5. 3　相干檢測技術(shù) 134

3. 6　數(shù)字信號處理(DSP) 技術(shù) 136

3. 6. 1　DSP 在高比特率光纖通信系統(tǒng)中的作用 136

3. 6. 2　DSP 技術(shù)的實現(xiàn) 138

3. 6. 3　100Gbit/ s DSP 140

3. 7　超高速傳輸技術(shù) 141

3. 7. 1　100Gbit/ s 系統(tǒng)對OSNR 的要求 141

3. 7. 2　超高速技術(shù)實現(xiàn)方式 142

3. 7. 3　基于CO-WDM 技術(shù)的超高速傳輸技術(shù) 144

3. 7. 4　基于OFDM 技術(shù)的超高速傳輸技術(shù) 146

3. 7. 5　基于奈奎斯特技術(shù)的超高速傳輸技術(shù) 148

參考文獻 150

第4 章　海底光纜通信系統(tǒng)設計 152

4. 1　系統(tǒng)設計基本原則 152

4. 1. 1　概述 152

4. 1. 2　總體設計要求 153

4. 2　規(guī)模容量的確定 154

4. 2. 1　規(guī)模容量確定原則 154

4. 2. 2　海底光纜通信系統(tǒng)制式 155

Ⅸ

4. 3　技術(shù)方案的確定 156

4. 3. 1　無中繼系統(tǒng)技術(shù)方案 156

4. 3. 2　有中繼系統(tǒng)技術(shù)方案 160

4. 4　終端設備的選型 162

4. 4. 1　基本要求 162

4. 4. 2　光傳輸終端 163

4. 4. 3　光放大器 177

4. 5　海底設備的選型 180

4. 5. 1　海纜接頭盒 180

4. 5. 2　海底分支器 182

4. 5. 3　海底光中繼器 183

4. 5. 4　海底光均衡器 184

4. 6　海底光纜的選型 184

4. 6. 1　光纖選型 185

4. 6. 2　光纜選型 185

4. 7　海纜監(jiān)測系統(tǒng)設計 188

4. 8　遠供電源系統(tǒng)設計 189

4. 9　網(wǎng)管系統(tǒng)設計 191

4. 10　系統(tǒng)可靠性設計 192

4. 11　系統(tǒng)維護余量設計 194

4. 12　系統(tǒng)工程設計 195

4. 12. 1　海底光纜通信工程內(nèi)容 195

4. 12. 2　海底光纜通信工程要求 200

4. 12. 3　海底光纜路由桌面預選 201

4. 12. 4　海底光纜路由現(xiàn)場勘察 203

4. 12. 5　海底光纜敷設安裝要求 211

4. 12. 6　海底光纜登陸站要求 216

4. 13　維護工具及儀表的配置 217

參考文獻 218

第5 章　海底光纜通信系統(tǒng)工程建設技術(shù) 220

5. 1　工程建設概述 220

5. 2　通信系統(tǒng)工作環(huán)境要求 220

5. 2. 1　機房層高及室內(nèi)凈高要求 220

5. 2. 2　設備供電環(huán)境要求 220

5. 2. 3　設備電磁屏蔽要求 221

5. 2. 4　設備防雷與接地要求 221

5. 2. 5　通信系統(tǒng)裝機條件要求 221

5. 3　通信系統(tǒng)設備安裝 222

Ⅹ

5. 3. 1　設備選型要求 222

5. 3. 2　設備配置要求 223

5. 3. 3　設備布置要求 223

5. 3. 4　設備安裝要求 224

5. 3. 5　局內(nèi)工程布線要求與線纜選擇 224

5. 3. 6　電源系統(tǒng)及接地 226

5. 4　通信系統(tǒng)線路工程敷設 227

5. 4. 1　海底光纜線路路由的選擇原則 227

5. 4. 2　海底光纜的敷設和工程設計要求 228

5. 4. 3　海纜登陸站的選擇 229

5. 4. 4　遠供系統(tǒng)工程設計要求 229

5. 4. 5　輔助系統(tǒng)工程設計要求 230

5. 5　海底光纜通信系統(tǒng)測試 230

5. 5. 1　通信設備測試 230

5. 5. 2　通信系統(tǒng)測試 245

5. 5. 3　工程施工注意事項及測試儀表簡介 253

5. 6　通信系統(tǒng)工程驗收 260

5. 6. 1　海底光纜線路工程驗收 260

5. 6. 2　海底光纜傳輸設備安裝工程驗收 264

參考文獻 270

第6 章　海底光纜通信系統(tǒng)維護管理技術(shù) 272

6. 1　概述 272

6. 1. 1　海底光纜通信系統(tǒng)維護管理的目的和作用 272

6. 1. 2　海底光纜通信系統(tǒng)維護管理的內(nèi)容 272

6. 2　系統(tǒng)開通和業(yè)務調(diào)度 273

6. 2. 1　光傳輸終端設備業(yè)務開通及調(diào)度 273

6. 2. 2　遠供電源設備業(yè)務開通 277

6. 2. 3　海底光中繼器業(yè)務開通 280

6. 2. 4　光放大器業(yè)務開通 280

6. 3　端站設備維護管理技術(shù) 280

6. 3. 1　SDH 設備維護管理 281

6. 3. 2　WDM 設備維護管理 283

6. 3. 3　OTN 設備維護管理 286

6. 3. 4　遠供電源設備維護管理 289

6. 4　線路設備維護管理技術(shù) 295

6. 4. 1　海底光中繼器的維護 295

6. 4. 2　海底光均衡器的維護 297

6. 4. 3　海底分支器的維護 297

Ⅺ

6. 5　光纜線路維護技術(shù) 298

6. 5. 1　光纜線路維護建議 298

6. 5. 2　光纜線路的故障類型 299

6. 5. 3　故障定位方法 300

6. 5. 4　故障修復程序 304

6. 5. 5　故障修復方法 305

參考文獻 307

第7 章　海底光纜在其他領(lǐng)域的應用 308

7. 1　概述及應用歷史 308

7. 1. 1　概述 308

7. 1. 2　海底電纜/光纜應用歷史 309

7. 2　海底光纜科學觀測站 311

7. 2. 1　科學目標 311

7. 2. 2　設計原則要求 311

7. 2. 3　近海觀測站 312

7. 3　區(qū)域科學觀測站 313

7. 3. 1　系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu) 313

7. 3. 2　傳感器和器具 316

7. 3. 3　電源子系統(tǒng) 317

7. 3. 4　通信子系統(tǒng)及定時 318

7. 3. 5　遙測和控制 319

7. 3. 6　傳感器平臺機械設計 320

7. 3. 7　連接器及其光纜終結(jié)盒 321

7. 3. 8　設計和可靠性考慮 323

7. 3. 9　運行、維護和管理 324

7. 4　近海油氣通信系統(tǒng) 325

7. 4. 1　光纖通信用于油氣生產(chǎn)平臺 325

7. 4. 2　供電設計考慮 326

7. 4. 3　平臺與分支單元連接 327

7. 4. 4　運行和維修 329

7. 5　其他應用 329

7. 5. 1　海底光纜在光纖傳感器系統(tǒng)中的應用 329

7. 5. 2　光纖水聽器陣列在軍事上的應用 330

7. 5. 3　水下綜合信息網(wǎng) 333

參考文獻 333

附錄　本書部分縮略語英-漢對照 3342100433B

《海底光纜規(guī)范(GB/T 18480-2001)》由中國標準出版社出版。作者是中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局。