海底光缆—地球的神经网络

海底光缆是互联网的“中枢神经”，承载了全球90%以上的国际语音和数据传输，没有它，互联网只是一个局域网。

▲海底光缆分布图

一直以来，它因埋藏于海底深处而披上神秘面纱，今天我们带你走进海底光缆的世界。

海底光缆长什么样子?

海底光缆与陆地光缆一样，里面是头发丝大小的纤芯，不过，海底光缆需更为加强的铠装保护，且还有一个重要的组成部分——远供电源导体，它将电输送到海底中继器。

远供导体和海底中继器到底是什么关系?我们先来看看海底光缆系统组成。

海底光缆系统由两部分组成：岸上设备和水下设备。

水下设备主要包括光缆、光放大器/中继器和水下分支单元。

岸上设备主要包括光缆终端设备、远供电源设备、线路监测设备、网络管理设备和接地装置等设备。

光缆终端设备负责两端信号处理、发送和接收;检测设备就是告警监控和故障定位等。

重点说说这个远供电源设备。

众所周知，尽管光纤速度快、带宽足，但由于衰耗，它不能无限制的进行信号传输，所以，为了实现长距离传输，需要在中间加中继器(信号放大器)。

这个问题在陆地上很容易解决，但是到了海底就变得棘手了。

茫茫大海，哪来的电源为中继器供电?

所以，如上图所示，海底光缆系统在两端的陆地上配置了远供电源设备，它通过海底光缆的远供导体向海底中继器馈电，从而解决供电的问题。

这个供电采用的是高电压、低电流的直流供电，供电电流1安培左右，供电电压可高达几千伏。

再说说海底光缆的加强铠装保护。

尽管海底光缆不用担心挖掘机那一铲子，但是会受到船锚、自然灾害(地震、海啸等)等影响，还有充满好奇的鲨鱼闲着没事过来磨磨牙，一旦遭到破坏影响极大，修复一趟极不容易，所以，需要加强铠装保护。

铠装保护根据海水的深浅度不同而不一样。通常在海水较浅的地方，需要更强的铠装保护，主要是为了抵御过往船只的威胁。而在海水很深的地方，几乎不需要加强铠装，光缆直径不到20毫米。

下图是各种海底光缆样本。

再来介绍一下中继器。长啥样呢?

这是在光缆敷设船上的中继器。

从图片上可以看到，中继器直径比海底光缆大得多，正是因为这家伙的尺寸限制了海底光缆的纤芯数量。因为光缆的纤芯越多，中继器就会成比例扩大，同时对供电的要求也随之加大。

这些海底光缆和中继器一旦放进海里后，如果不出现故障，几十年就可以不用管它了。

那接下来我们来看一看海底光缆系统的岸上设备部分吧。

供电几千伏电压的电源机房到底长什么样(无比好奇)?

下图左边蓝色的机柜就是远端供电设备。

这个蓝色机柜里面由直流变换器组成，每一个变换器提供几千伏直流电，且是N+1备份的。

这是电源监控界面，实时显示海底光缆的供电电压情况。

和所有的电源机房一样，这里也有备电电池，断电时可由电池供电。

场面何其壮观!

除了备电电池，还有用于备电的柴油发电机...

最后是线路终端设备机房。

海底光缆上岸后，会接入陆地终端设备，再通过配线架连接到传输终端设备，最后连接到各大数据中心。

▲配线架机房

这样一来，海底光缆就连通了全球互联网了。

那海底光缆断了之后是怎么修复的呢?

海底光缆的修复非常复杂，茫茫大海，要找到几千米深处的不到10厘米的光缆，还要判断故障点，仿若大海捞针。

不过，这难不倒那些聪明能干的通信工程师。

▲海底光缆修复动态图

首先，得用OTDR仪器找到故障点，判断断点具体位置，再派出水下机器人(ROV)在断点处剪断光缆，接着将光缆的两端拉到在船上进行熔接。这个熔接过程相当复杂，因为需对光缆里的头发丝粗细的光纤一根一根熔接。

▲ROV

完成光缆熔接后，将修复好的光缆抛入海中，并对其进行"冲埋"，即用高压水枪将海底的淤泥冲出一条沟，再将修复的海底光缆"安放"进去，这一过程也由机器人完成。