簡介
概述
海底光纜，SubmarineOpticalFiberCable。又稱海底通訊電纜，是用絕緣材料包裹的導線，鋪設在海底，用以設立國家之間的電信傳輸。首批海底通訊電纜提供電報通訊。後來的電纜則最次引入電話通訊，以及電腦網絡通訊。現代的電纜還用上光纖技術去傳遞數位訊息，并且設立更先進的電話通訊互聯網與私人數據通訊。
海底光纜系統作為一種高質量、低成本、大容量的傳輸手段日益受到人們的青睐，特别是使用EDFA（摻餌光纖放大器）作為中繼器的光直接放大多中繼技術，使傳輸容量從560Mb／s一舉提高7倍，已開發了每纖可傳輸5Gb／s信号的海底光纜系統。
海底光纜一般鋪設于深海或者淺海，或者河道，不易于受損。世界各國的網絡可以看成是一個大型局域網，海底和陸上光纜将它們連接成為互聯網，光纜是Internet的“中樞神經”，而美國幾乎是Internet的“大腦”。連接“中樞神經”和“大腦”的是海底光纜系統，它分為岸上設備和水下設備兩大部分。岸上設備将語音、圖象、數據等通信業務打包傳輸。水下設備負責通信信号的處理、發送和接收。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。
作用
世界各國的網絡可以看成是一個大型局域網，海底和陸上光纜将它們連接成為互聯網，光纜是Internet的“中樞神經”，而美國幾乎是Internet的“大腦”。美國作為Internet的發源地，存放着很多的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com、.net網站或發電子郵件，數據幾乎都要到美國繞一圈才能到達目的地。連接“中樞神經”和“大腦”的是海底光纜系統，它分為岸上設備和水下設備兩大部分。岸上設備将語音、圖象、數據等通信業務打包傳輸。水下設備負責通信信号的處理、發送和接收。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。
互聯網服務現在本身就弱，運營商與用戶簽約時本來就沒有就速率進行過詳細約定。當海纜斷了之後，首先要照顧的是專門的租用業務，其次是話音業務和數據業務，再次才能排上互聯網。
海纜現在是分區維護的，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。如果發生戰争，也可能有人破壞光纜。但是，不管怎麼說，海纜是現在通信的最好解決辦法，别的方法如衛星、微波可以作為補充，但是現在看來無法取代海纜，因為它們的信道有限。能讓廣大用戶以便宜的方式進行溝通的方式，非海纜莫屬。
優勢
海底光纜是用絕緣外皮包裹的導線束鋪設在海底，分海底通信光纜和海底光力光纜。前者主要用于通訊業務，後者主要用于水下傳輸大功率光能。與人造衛星相比，海底光纜有很多優勢：海水可防止外界光磁波的幹擾，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工作25年，而人造衛星一般在10到15年内就會燃料用盡。
材質
海底光纜的結構要求堅固、材料輕，但不能用輕金屬鋁，因為鋁和海水會發生電化學反應而産生氫氣，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内部産生氫氣，同時還要防止氫氣從外部滲入光纜。為此，在90年代初期，研制開發出一種塗碳或塗钛層的光纖，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，要求接續保持原有光纖的強度和原有光纖的表面不受損傷。
興起曆史
海纜通信已有100多年的曆史。據不完全統計，從1987年至2001年間，世界總共建設了大大小小的海底光纜系統170多個，大約有130餘個國家通過海底光纜聯網。
商業電纜
全世界第一條海底電纜是1850年在英國和法國之間鋪設，由JohnWatkinsBrett's盎格魯-法國電報公司（Anglo-FrenchTelegraphCompany）開設一條穿越英吉利海峽的電纜，品質粗劣，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，大不列颠及愛爾蘭被連接在一起。1852年海底電報公司第一次将纜線聯系倫敦到巴黎。1853年，英格蘭由一個電纜橫跨北海，被加入到荷蘭。
跨大西洋的電報電纜
1858年賽勒斯由西場（CyrusWestField），他們說服英國工業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，隻有1個月。這項技術一直存在不少問題。科學家們試圖在1865年和1866年不斷嘗試更新的技術，大東電報局則用更為先進的技術，并産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。
印度，新加坡，遠東和澳大利亞
1863年電纜從孟買連結到阿拉伯半島。
海底電纜橫跨太平洋
1902年至1903年，海底電纜從美國大陸連接夏威夷，1902年連接關島，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。
中國大陸
中國大陸的第一條海底電纜是在1888年完成：
福建至台灣
福州川石島與台灣（淡水）之間，長177海浬。（已停用）
中國台灣
台灣的第一條海底電纜是在1887年完成：
台灣至日本：台灣淡水與日本長崎之間。（已停用）
台南至澎湖：
清代台灣台南安平通往澎湖，長53海浬。
國際電纜登陸點：
宜蘭頭城：電纜從宜蘭縣頭城鎮連結，美、日、東北亞、東南亞、澳、紐、菲律賓等地。
屏東枋山：電纜從屏東縣枋山鄉連結中國大陸、琉球、日本、韓國、關島，以迄美國西海岸的加州和奧勒岡州。
發展曆史
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，全長6700公裡。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公裡。這是第一條跨越大西洋的通信海底光纜，标志着海底光纜時代的到來。1989年，跨越太平洋的海底光纜（全長13200公裡）也建設成功，從此，海底光纜就在跨越海洋的洲際海纜領域取代了同軸電纜，遠洋洲際間不再敷設海底電纜。
即使是如此嚴密的防護，在80年代末還是發現過深海光纜的聚乙烯絕緣體被鲨魚咬壞造成供電故障的實例。
海纜系統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。海底光纜用的數字中繼器功能多，比海底電纜的模拟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。因此在有鲨魚出沒的地區，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。
進入90年代，海底光纜已經和衛星通信成為當代洲際通信的主要手段。中國自1989年開始到1998年底已經先後參與了18條國際海底光纜的建設與投資。其中第一個在中國登陸的國際海底光纜系統是1993年12月建成的中國——日本（C-J）海底光纜系統。1996年2月中韓海底光纜建成開通，分别在中國青島和韓國泰安登陸，全長549公裡；1997年11月，中國參與建設的全球海底光纜系統（FLAG）建成并投入運營，這是第一條在中國登陸的洲際光纜系統，分别在英國、埃及、印度、泰國、日本等12個國家和地區登陸，全長27000多公裡，其中中國段為622公裡。
由中國電信和新加坡等地的電信公司共同發起的亞歐海底光纜系統，延伸段正在建設，該系統連接亞洲、歐洲和大洋洲，在33個國家和地區登陸，全長達38000公裡，是世界上最長的海底光纜，采用先進的8波長波分複用技術，主幹路由的設計容量高達40Gb／s，将在中國上海、汕頭兩地登陸，預計1999年底建成開通。
數字基礎設施一直是非洲數字産業的立足點及核心業務，尤其是圍繞非洲大陸的海纜，發揮着将非洲接入全球互聯網的關鍵作用。此次2Africa海纜建設，具重大意義和價值。
首先，它是全球最長海纜之一，通過21個登陸點接入16個非洲沿海國家，将有力推動非洲數字化轉型；
第二，它的設計容量高達180Tbps，超過當前非洲所有海纜之和，将為非洲發展4G、5G通信奠定堅實的基礎；
第三，它由九家機構合作建設，有機會利用各家優勢提升自身服務能力；
第四，它将直接刺激21個登陸點乃至非洲各國的數據中心和雲服務建設，并為非洲移動互聯網應用和數字終端設備的發展創造有利條件；
第五，它将利用中國移動的全球網絡資源進一步向亞洲擴展，有機會成為連接亞非大陸數字生态的重要設施。
中國現狀
海底光纜作為當代國際通信的重要手段，承擔了90%的國際通信業務，是全球信息通信的主要載體。也是中國光纖企業新的高利潤增長點。
中國海纜系統建設最大的問題便是海纜系統集成問題。國際市場采用通信設備總包商、光纜制造企業及施工單位共同合作的海纜建設模式，而中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，由海纜制造企業提供海纜與附件，由海纜施工單位敷設，再由業主或運營商進行系統集成。這種模式不利于整合系統集成能力，不利于形成一到兩家的海纜系統集成商，更不利于中國海纜系統走向國際。
大型的海底光纜建設包括很多承包管理、風險規避等方面的内容，應是中國企業急需提升的領域。
海底光纜的生産技術主要有海纜專用光纖制造、海纜專用激光焊接不鏽鋼管光單元制造、内層鋼絲铠裝、無縫銅管制造、絕緣層擠制、外層鋼絲铠裝、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，在中國聯通2017年國際合作夥伴大會上，中國聯通、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）建設協議。SAIL海纜全長約6000公裡，設計容量32Tbit/s，建成後将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，可提供優質可靠的洲際通信服務。
截止2020年6月，中國電信國際公司雲資源整體布局已覆蓋“絲綢之路經濟帶”“21世紀海上絲綢之路”沿線的主要城市。随着5G時代的到來，中國電信正全面啟動5G規模建設，力争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公裡，整個審批已經進入中後期階段，整個海纜的施工周期大概是3個月左右。
分類
海底光纜根據不同的海洋環境和水深，可分為深海光纜和淺海光纜，相應地在光纜結構上表現為單層铠裝層和雙層铠裝層。在産品型号表示方法上用DK表示單層铠裝，用SK表示雙層铠裝。規格由光纖數量和類别表示。
特點
海底光纜是用絕緣外皮包裹的導線束鋪設在海底，分海底通信光纜和海底光力光纜。前者主要用于通訊業務，後者主要用于水下傳輸大功率光能。與人造衛星相比，海底光纜有很多優勢：海水可防止外界光磁波的幹擾，所以海纜的信噪比較低；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工作25年，而人造衛星一般在10到15年内就會燃料用盡。
海底光纜的結構要求堅固、材料輕，但不能用輕金屬鋁，因為鋁和海水會發生電化學反應而産生氫氣，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内部産生氫氣，同時還要防止氫氣從外部滲入光纜。為此，在90年代初期，研制開發出一種塗碳或塗钛層的光纖，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，要求接續保持原有光纖的強度和原有光纖的表面不受損傷。
工程開發
典型結構
海底光纜的結構解析，見右圖。深海光纜的結構比較複雜：光纖設在U形槽塑料骨架中，槽内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。這樣嚴密多層的結構是為了保護光纖、防止斷裂以及防止海水的侵入。在有鲨魚出沒的地區，在海纜外面還要再加一層聚乙烯護套。
典型海底光纜的結構解析
1聚乙烯層
2聚酯樹酯或瀝青層
3鋼絞線層
4鋁制防水層
5聚碳酸酯層
6銅管或鋁管
7石蠟，烷烴層
8光纖束
設計要求
海底光纜設計必須保證光纖不受外力和環境影響，其基本要求是：能适應海底壓力、磨損、腐蝕、生物等環境；有合适的铠裝層防止漁輪拖網、船錨及鲨魚的傷害；光纜斷裂時，盡可能減少海水滲入光纜内的長度；能防止從外部滲透到光纜内的氫氣與防止内部産生的氫氣；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铠裝結構，但光纜纜心的結構和加強構件（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。為了防止鲨魚傷害，還應在鲨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米以内）海底光纜的纜心結構與深海光纜相同，但淺海光纜要有單層或雙層鋼絲铠裝。铠裝層數和鋼絲外徑要根據海纜路由的海底環境、水深、能否埋設、漁撈等情況而定。
鋪設
海底電纜工程被世界各國公認為複雜困難的大型工程。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，作業時，每個孔同時向海底噴射出高壓水柱，将海底泥沙沖開，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，由潮流将沖溝自動填平。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，然後用水下機器人沖一個溝，将光纜放入，然後再用水下機器人把泥沙沖回去，覆蓋光纜，然後不斷前進，當需要駁接時則在船上先接完成，然後密封，再繼續鋪設。目前的海底光纜全部都為光纖的，電纜的已經很少了，并且目前鋪設的全部都是埋進泥土裡的了，就是用水下機器人沖一個溝然後放進去再埋上泥土。
水下機器人其實是利用一個高壓水泵，将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，這個沒有什麼維護可言，通常不需要維護，隻需要定期用水下機器人勘察是否光纜有外路即可，如果有則将泥沙覆蓋上去。另外如果斷了，用衰減檢測儀測量就可以得到具體位置，然後去到那撈上來，進行駁接或者其他方式，通常都是将損壞的一段全部切掉，換上新的一段。
事故處理
影響因素
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。
難以修複
海底光纜通常埋在海床下1—2米深的地方，由于海床不是很規則，光纜有時候免不了會露出來。漁船下錨和使用拖網捕魚時都可能将光纜毀壞，因此，在海底有光纜通過的地方被劃作禁止抛錨區，不許船隻停靠。這個原理和陸地上的光纜一樣，我們經常在路上看到這樣的标志“地下有光纜，禁止施工”。海底光纜需要保護，也需加強技術提高海纜自身的抗拉性。修複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網中斷情況找到斷點的大概位置。岸上終點站可以發射光脈沖，正常的光纖可以一直在海中傳輸這些脈沖，但是如果光纖在哪裡斷了，脈沖就會從那一點彈回，岸上終點站這樣就可以找到斷點。之後就需要船隻運來新的光纜進行修補，但第一步是要把斷的光纖撈上來。
業内人士介紹說，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，隻能使用一種抓鈎，抓鈎收放一次就需要12個小時以上。将斷掉的光纜撈到船上後需要在中間加纜，這一點也很難的，至少耗費16小時的時間，這個工作是由專業性很強的技師來完成的。另外，這次故障點位于海纜密集區域，斷點不止一個，海纜還可能互相交錯，打撈時要注意不破壞其他光纜系統，所以任務很艱巨。
修複過程
1、機器人潛下水後，通過掃描檢測，找到破損海底光纜的精确位置。
2、機器人将淺埋在泥中的海底光纜挖出，用電纜剪刀将其切斷。船上放下繩子，由機器人系在光纜一頭，然後将其拉出海面。同時，機器人在切斷處安置無線發射應答器。
3、用相同辦法将另一段光纜也拉出海面。和檢修電話線路一樣，船上的儀器分别接上光纜兩端，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。之後，收回較長一部分有阻斷部位的海底光纜，剪下。另一段裝上浮标，暫時任其漂在海上。
4、接下來靠人工将備用海底光纜接上中美海底光纜的兩個斷點。連接光纜接頭，可是個“技術含量”極高的活，非一般人能夠勝任，必須是經過專門的嚴格訓練、并拿到國際有關組織的執照後的人員，才能上崗操作。像這樣的“接頭工”，上海電信方面目前隻有三四名。
5、備用海底光纜接上後，經反複測試，通訊正常後，就抛入海水。這時，水下機器人又要“上陣”了：對修複的海底光纜進行“沖埋”，即用高壓水槍将海底的淤泥沖出一條溝，将修複的海底光纜"安放"進去。
同時，海上大風大浪等惡劣天氣可能造成修複工作的緩慢。
作用
互聯網服務現在本身就弱，運營商與用戶簽約時本來就沒有就速率進行過詳細約定。當海纜斷了之後，首先要照顧的是專門的租用業務，其次是話音業務和數據業務，再次才能排上互聯網。
專家稱，海纜現在是分區維護的，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。如果發生戰争，也可能有人破壞光纜。但是，不管怎麼說，海纜是現在通信的最好解決辦法，别的方法如衛星、微波可以作為補充，但是現在看來無法取代海纜，因為它們的信道有限。能讓廣大用戶以便宜的方式進行溝通的方式，非海纜莫屬。
中斷事件
漁船拉斷海底光纜
2003年10月，一艘漁船起錨時的拉拽，緻使通往崇明的海底光纜被意外拉斷。記者昨天從有關單位證實，這一發生在24日上午9時50分的意外事件造成崇明島上至少3萬有線電視用戶信号接收受阻，且這一情況已持續了近4天時間。
中美與亞歐海底光纜再次中斷
2001年9月20日10點30分左右，中美海纜南段(汕頭到美國slo)、西段(汕頭到上海崇明)、亞歐海纜的S2段(汕頭到新加坡tuas)三段在汕頭海纜站附近20公裡處發生中斷，其中四個至北美的155MInternet電路受到了影響。
中美海底光纜阻斷
2001年３月９日夜２１時１３分，中國電信集團接到中美海底光纜汕頭到上海段發出阻斷的報告。
震斷的影響
大量境外網絡無法訪問
Youtube、MySpace、Amazon等在内的美國網站大都不能訪問，微軟的官方網站也無法打開。隻有谷歌(Google)仍能正常訪問。英、法、德、俄等歐洲國家以及新加坡、澳大利亞等國家的一些媒體網站一整天都無法訪問。
MSN停工，QQ受熱捧
剛剛推出的聊天軟件LAVA-LAVA，該軟件的日注冊用戶數比平常增加了30%到50%。運營聊天軟件QQ的騰訊公司也傳出消息，表示上海、北京等地一些平時屏蔽QQ的企業也開啟了端口，QQ登錄用戶比平時有所增加。
境外域名的注冊停止海纜中斷已經波及到.COM等國際域名的正常注冊。域名注冊機構萬網昨天表示，公司與國際域名相關的業務主要包括國際域名的注冊、續費、信息修改等，目前已無法受理，另外，海外郵件的收發也受到影響。
外盤交易部分癱瘓
海底光纜發生中斷令國内部分國際外盤交易平台完全癱瘓，但主流的銀行交易系統沒有受到明顯影響。昨日下午4時許，一國内最主要外盤外彙交易平台公司總經理表示，他們從昨晚開始已不可以提供交易。
日韓通訊受到影響
日本主要的國際電話運營商KDDI公司27日表示，其固定電話業務受到地震影響。韓國最大的電訊公司KT公司發表聲明稱，該公司使用的6條海底光纜在地震中受損，導緻使用該公司服務的27家韓國公司和機構受到影響。
搶修需多方協調
斷裂的海底光纜是中國大陸至台灣地區、美國、歐洲等方向的國際線路，光纜的承建商與運營商衆多，在修複的過程中，參與承建與運營的各方要進行多方協調，攤派任務和經費，也是造成搶修困難的重要原因。
六成網民工作受影響
網上調查顯示，光纜故障造成約98%網友無法正常訪問境外網站，59%網友認為工作生活受到了嚴重影響。也有外企及外貿公司員工留言，稱MSN及雅虎、Hotmail等郵箱無法登錄影響了他們與國外同事或客戶的正常溝通。
警示北京奧運
這次台灣地震引發的斷網事件所造成的損失巨大，給即将在京舉行的2008年奧運會帶來了警示。中國網通對網絡安全在不同層面上采用多種方式予以保障。以無線備有線，不同網絡互相支持。
赴美法留學申請暫停
台灣地震引發的光纜損壞迫使很多中國赴美留學辦理工作大面積癱瘓，中國考生也無法參加申請法國留學的考試。據了解，這次網絡中斷影響最大的就是想要去美國和法國留學的學生。
機票網部分罷工
海底光纜中斷，一度影響了大陸部分電子客票預訂網站的正常使用，特别是國外用戶短時不能登錄這些網站預訂電子客票。記者從遊易網獲悉，目前大量的國外用戶都是通過登錄遊易網進行網絡查詢、預訂、購買機票。
無法升級殺毒軟件
年底是各種病毒肆虐的高峰，近1個月時間無法升級殺毒軟件，幾乎意味着這些用戶的電腦完全向病毒和黑客敞開了大門，而如此龐大數量的電腦被病毒攻陷，則會變成巨大的病毒感染源和黑客攻擊平台。
凸現IM本土化重要性
中美海纜等多條國際海底通信光纜發生中斷，使MSN等海外即時通訊工具的的正常通訊也随之受阻暫停。而使用這些通訊工具的用戶中，不少是天天需要對外彙報、協同工作的商業用戶。
