海底通信
简介
海底电缆是用绝缘材料包裹的导体，敷设在海底和河流下，用于电信传输。现代海底电缆都使用光纤作为传输电话和互联网信号的材料。1850英法之间铺设了世界上第一条海底电缆。我国第一条海底电缆完成于1888，两条电缆，一条是福州石川岛与台湾省虎威(淡水)之间，长177海里，另一条是台南安平至澎湖，长53海里。
分类
海底电缆分为海底通信电缆和海底电力电缆。海底通信电缆主要用于通信服务，铺设海底电缆费用昂贵，但保密程度高。海底电力电缆主要用于水下传输大功率电能，与地下电力电缆功能相同，但应用场合和敷设方式不同。由于海底电缆工程是世界各国公认的复杂、高难度的大型工程，复杂的技术应用于环境勘探、海洋物理调查以及电缆的设计、制造和安装，世界上只有少数几家海底电缆制造商，主要是挪威、丹麦、日本、加拿大、美国、英国、法国、意大利等国，这些国家除了制造之外，还提供铺设技术。国内现在能生产海底电力电缆的厂家有沈阳电缆厂和上海电缆厂。目前，中国使用的海底电力电缆仍然需要进口。
使用
海底通信电缆主要用于长距离通信网络、长距离海岛、跨海军事设施等重要场合。海底电力电缆的敷设距离比通信电缆短得多，主要用于陆地岛屿、穿越河流或港湾、从陆地连接钻井平台或互连钻井平台。一般情况下，使用海底电缆传输电能无疑比相同长度的架空电缆更贵，但往往比使用小型孤立电站进行区域发电更经济，在近海地区更有收益。在有许多岛屿和河流的国家，这种电缆被广泛使用。
种族发生
1858年，人们在北美和欧洲之间铺设了世界上第一条海底电缆，1866年，英国在大西洋铺设了连接英美的海底电缆。与陆地电缆相比，海底电缆有很多优点:一是不需要挖隧道，也不需要用支架支撑，投资低，建设速度快；第二，除登陆区外，大部分电缆在一定测试下处于海底，不受风浪等自然环境的破坏和人类生产活动的干扰。因此，电缆安全稳定，抗干扰能力强，保密性好。1876年，贝尔发明电话后，海底电缆增加了新的内容，各国大规模铺设海底电缆的步伐加快。1902全球海底通信电缆建成。1906年，世界上第一台激光器问世，人们开始利用激光在光纤中传输的特性来传输信息。世界上有32个国家和地区通过海底光缆建立了最现代化的全球通信网络，可同时进行30万次电话通话或数据传输。海底光缆在中国也发展迅速。1993建成的中日海底光缆系统可开通7560条电话电路。1997年，上海南汇建成世界级光缆(旗)，连接全球20个国家，可开通12万电话电路。现在中国开始建设中美和亚欧两条光缆，通信总容量将飙升至654.38+0.32万。
类型和适用范围
浸渍纸包电缆——适用于交流不超过45kV和DC不超过400kV的线路，海底电缆只能安装在水深500m以内的水中；独立充油电缆-适用于高达750kV的直流或交流线路。因为电缆是充油的，所以可以在水深500m的海域铺设，没有任何困难；挤压绝缘(交联聚乙烯绝缘、三元乙丙橡胶绝缘)电缆-适用于高达200千伏的交流电压。与聚乙烯相比，乙丙橡胶可以防止分支现象和局部漏电，使海底电缆更有效地发挥作用；“油压”管缆——只适用于几公里长的电缆系统，因为它在机械上受限于将极长的电缆拉入管道；充气(压力辅助)电缆——用浸渍纸包裹的充气电缆比充油电缆更适用于长海底电缆网。然而，由于需要在深水中的高压下操作，设计电缆及其附件是困难的，深水通常限于300米的水深
制造工艺
海底电力电缆整个制造过程与一般电力电缆基本相同，但对电缆机械强度和防腐有一些特殊要求，要求电缆长度尽可能延长。浸渍纸电缆和挤压绝缘电缆的制造工艺简述如下。浸渍纸电缆先用绝缘纸包裹，然后真空干燥，浸油，导体芯完成后再包铅护套。这时候必须不断挤压。极长缆芯的挤出是极其重要的一步，必须日夜进行。充油电缆的线芯从储罐经虹吸输送管至铅压机，脱气油注入管内，反方向流向线芯，以隔绝线芯与空气的接触。线芯包好铅护套后，需要在旋转平台上盘绕(如果是充油或充气的电缆，可以单独加入适量的金属增强材料)，然后给电缆包聚乙烯护套(挤出聚乙烯护套也是连续作业)，最后再包两层镀锌钢丝铠装，并涂上油和麻浸渍。在最终生产过程中，铅护套和金属带必须在适当的阶段通过聚乙烯护套接地。交联聚乙烯电缆和乙丙橡胶绝缘海底电缆的生产工艺除了合成橡胶绝缘层的挤出硫化外，大部分与纸绝缘铅护套电缆相似，但不使用铅护套。
结构发展
从65438年到0988年，在美国、英国和法国之间铺设了跨洋海底光缆(TAT-8)系统，总长6700公里。这种电缆包含三对光纤，每对光纤的传输速率为280 MB/s，中继站距离为67公里。这是第一条横跨大西洋的通信海底光缆，标志着海底光缆时代的到来。1989年，横跨太平洋的海底电缆(全长13200 km)也成功建成。从此，海底电缆在跨洋洲际海底电缆领域取代了同轴电缆，海洋大陆之间不再铺设海底电缆。光纤传输容量大，中继站间距离远，适合海底远距离通信。海底光缆用的光纤比地面光缆用的光纤要求更高；它要求低损耗、高强度、制造长度长、光缆中继距离长，一般在50公里以上，光纤的传输性能在25年内不会改变。在海底光缆的结构方面，要求能承受强大的压力和拉力，尤其是深海光缆(铺设在水深超过1000m海底的光缆)。除了光缆本身的重量外，在敷设和维护过程中还要加上海浪对光缆施加的动应力。在如此大的负载条件下，光缆的应变应限制在0.7 ~ 0.8%。海底光缆的结构要求坚固，材质轻，但不能用轻金属铝，因为铝和海水会发生电化学反应产生氢气，氢分子会扩散到光纤的玻璃材料中，增加光纤的损耗。因此，海底光缆不仅要防止内部产生氢气，还要防止氢气从外部渗入光缆。因此，在90年代初，开发了碳涂层或钛涂层光纤，它可以防止氢渗透和化学腐蚀。光纤接头也要求强度高，要求保持原光纤的强度和原光纤的表面不被破坏。根据上述要求和特点，海底光缆的基本结构是将经过一两次包覆处理的光纤螺旋缠绕在中心，并对构件(由钢丝制成)进行加强。深海光缆的几种典型结构:深海光缆，光纤套在螺旋U型槽塑料骨架中，槽内填充油膏或弹性塑性体形成纤芯。纤维芯用高强度钢丝包裹。在缠绕过程中，所有缝隙都要用防水材料填充，然后在钢丝上缠绕一层铜带并焊接，使钢丝和铜管形成抗压和抗拉的结合体。这种铜管也是传输远程电源电流的导体。钢丝和铜管外应加聚乙烯护套。这种紧密的多层结构是为了保护光纤，防止光纤断裂，防止海水入侵，同时也是为了在铺设和恢复修复时承受巨大的张力和压力。即使有如此严密的防护，在20世纪80年代末，也有过深海光缆聚乙烯绝缘体被鲨鱼咬破导致停电的例子。海底电缆系统的远程供电非常重要，海底电缆沿线的中继器依赖于登陆局的远程供电。海底光缆使用的数字中继器功能很多，比海底光缆的模拟中继器大几倍。供电要求可靠性高，不能中断。所以在鲨鱼出没的地区，海底光缆外面要加两层钢带和一层聚乙烯护套。20世纪90年代，海底光缆和卫星通信已成为当代洲际通信的主要手段。中国从1989到1998年底参与了18国际海底光缆的建设和投资。第一个登陆中国的国际海底光缆系统是1993年2月建成的中日(C-J)海底光缆系统。1996 2月，中韩海底光缆建成开通，分别登陆中国青岛和韩国泰安，全长549公里；1997 165438+10月，我国参与建设了海底光缆系统(FLAG)，这是第一个在我国落地的洲际光缆系统，先后在英国、埃及、印度、泰国、日本等12个国家和地区落地，全长27000多公里，其中中国段67000公里。由中国电信和新加坡电信公司发起的亚欧海底光缆系统延伸工程正在建设中。该系统连接亚洲、欧洲和大洋洲，在33个国家和地区落地，总长3.8万公里。它是世界上最长的海底光缆。采用先进的8波长波长波分复用技术，干线路由设计容量高达40 Gb/s，落地中国上海、汕头，65438。海底光缆承担的洲际通信业务量逐年增加，已超过卫星通信的业务量，成为现代洲际通信的主力军。
性能指标和检查方法
主要是电气性能指标和机械物理性能指标。这些指标和检验方法与地下海底电缆结构的电力电缆相同。电气性能指标:导体的DC电阻和交流阻抗；绝缘层的绝缘电阻；介电损耗；电流承载能力；电缆的电容和电感；金属护套的感应电压和电流。机械物理性能指标:电缆的机械强度；导体的抗拉强度和伸长率；绝缘层材料的机械和物理性能等。检验方法:我国主要采用国际电工委员会推荐的标准，包括IEC60502、IEC540、IEC 60141-1 ~ IEC 60141-4等。世界上大多数电缆制造商都有自己的标准，主要是日本的JIS、英国的BS和加拿大的CSA。
因为海底电缆希望做得更长，以减少接头数量，所以最好在沿海生产。其包装应不同于其他电缆。通常，电缆被卷绕在电缆存储卷轴或转盘上，以便运输到电缆敷设船，电缆敷设船将电缆运输到敷设区域。电缆铺设船是专门为铺设电缆而设计和建造的。该船还必须配备龙门起重机、电缆绞车和注油系统等设施，但也可以使用其他配备专门用于铺设电缆的附加机械设备的船舶。