涨姿势：海底光缆是怎么铺设的？

周二有媒体报道称，谷歌支持中国移动、中国电信等斥资3亿美元管理建设的连接美国和日本的跨太平洋海底光缆系统，借此帮助亚洲用户获得更快网速。海底光缆到底是怎么铺设的？海底光缆是怎么防止被海水腐蚀的？出了故障又怎么修？

▲海底光缆

海底通讯电缆是用绝缘材料包裹的导线，铺设在海底用来实现国家之间的电信传输。首批海底通讯电缆提供电报通讯，后来开始引入电话通讯和互联网通讯，而现代的光缆还使用了光纤技术，因此被称为海底光缆。

怎么铺设？

简单来说，海底光缆铺设就是把光缆放在海底光缆敷设船上，然后船慢慢开动的同时把光缆平铺沉入海底。

具体来说，光缆铺设主要包括光缆路由勘查清理、光缆敷设和冲埋保护三个阶段。光缆敷设通常是由挖掘海底的缆线埋设机来完成的，它有点像耕田时使用的犁，由海底光缆敷设船拖曳前进，并通过工作光缆作出各种指令。其底部有几排喷水孔，作业时，每个孔同时向海底喷射出高压水柱，将海底泥沙冲开，形成光缆沟。而设备上部有一导缆孔，用来引导光缆(光缆)到光缆沟底部。

▲法国电信的光缆敷设船（资料图）

过去，常常借海流让砂自然覆盖在沟上面，以省去埋缆线的时间。而现在通常会用配备高压水泵的水下机器人冲一个沟然后放进去再埋上泥土。

光缆敷设时要通过控制敷设船的航行速度、光缆释放速度来控制光缆的入水角度以及敷设张力，避免由于弯曲半径过小或张力过大而损伤光缆。深海段敷设时，光缆敷设船释放出光缆，使用水下监视器、水下遥控车不断地进行监视和调整，控制敷设船的前进速度、方向和敷设光缆的速度，以绕开凹凸不平的地方和岩石避免损伤光缆。

怎么“防腐”？

海底光缆由于长期浸泡在浓度高的海水中，所以极易受到海水腐蚀。此外，氢分子会扩散到光纤的玻璃材料中，使光纤的损耗变大。因此海底光缆既要防止内部产生氢气，同时还要防止氢气从外部渗入光缆。目前，海底光缆的结构是将经过一次或两次涂层处理后的光纤螺旋地绕包在中心，加强构件(用钢丝制成)包在周围。

▲海底光缆的结构（资料图）

海底光缆的基本结构通常为：聚乙烯层、聚酯树酯或沥青层、钢绞线层、铝制防水层、聚碳酸酯层、铜管或铝管、石蜡，烷烃层、光纤束等。因此其直径通常是69毫米，每米的重量高达10公斤，设计寿命为持续工作25年。

怎么修复？

海底光缆常常会出现故障，有时候是来自船舶、鲨鱼等不经意间的破坏，有时候是敌军的蓄意的破坏，更多的时候是地震所引起的问题。比如2006年受台湾地震影响，多条国际海底通信光缆发生中断，导致国内互联网用户无法正常访问国外网站。同样2011年，受日本地震的影响，多条途经日本相关海域的海底光缆出现故障，而后许多中国用户发现无法登录美国网站。

与铺设光缆相比，修复光缆的难度有增无减，因为从深达几百米甚至几千米的海床上找到直径不到10厘米的问题光缆，就如同大海捞针，而修复后再续接的难度也非常大。

而通常，一般海底光缆故障处理会经过5个步骤。首先，使用扩频时域反射仪来定位大致的故障位置。之后，通过潜水机器人找到受损海底光缆的精确位置，切断故障位置，并将剩余两端拖回修理船进行修复。接下来，用备用海底光缆连接受损光缆的两个断点，经测试后再放回海底。