互聯(lián)網(wǎng)巨頭跑馬圈“?！?建設海底網(wǎng)絡(luò )光纜

承載95%國際數據傳輸量

蘊藏價(jià)值超19億美元這根“動(dòng)脈”引各國跑馬圈海

海底光纜施工船 | 視覺(jué)中國

  ICCSZ訊 當你借助網(wǎng)絡(luò )與大洋彼岸的朋友視頻連線(xiàn);當你鼠標輕點(diǎn)，瀏覽網(wǎng)頁(yè)開(kāi)心海淘……你可曾想過(guò)，這些信息是如何“跨過(guò)千山萬(wàn)水”來(lái)到你的眼前?或許你會(huì )仰望星空，為在太空中翱翔的衛星點(diǎn)贊?？赡阒绬?，真正讓我們享受便利數字生活的，不是衛星，而是默默無(wú)聞的海底光纜(以下簡(jiǎn)稱(chēng)海纜)。

  它們又被稱(chēng)為海底通訊電纜，分布在大洋海底，宛如一條條“血管”。受數據通信業(yè)務(wù)增長(cháng)預期影響，全球海纜布局競爭日益激烈，一些跨國互聯(lián)網(wǎng)公司也開(kāi)始在這一領(lǐng)域跑馬圈“?！?。

  前不久，中國信息通信研究院發(fā)布的《中國國際光纜互聯(lián)互通白皮書(shū)》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《白皮書(shū)》)就指出，當前互聯(lián)網(wǎng)巨頭已成為全球跨洋海纜的重要參與力量，目前互聯(lián)網(wǎng)巨頭參與投資建設的國際海纜已經(jīng)超過(guò)15條。

  抗干擾、壽命長(cháng)，肩負國際通信重任

  調查顯示，目前全球鋪設的海纜已超過(guò)448條，總長(cháng)度超過(guò)120萬(wàn)公里，承載著(zhù)世界95%以上的國際數據通信流量，是名副其實(shí)的數據“主動(dòng)脈”。

  “網(wǎng)絡(luò )傳輸主要包括光纜、微波、衛星等方式，其中光纜是目前最主要的傳輸方式，絕大部分的國際數據需要通過(guò)海底通信光纜傳輸?！蹦祥_(kāi)大學(xué)信息技術(shù)科學(xué)學(xué)院教授、博士生導師吳虹對科技日報記者說(shuō)，光纜和通信衛星同于上世紀60年代問(wèn)世，衛星存在一大劣勢，即地面收發(fā)信號時(shí)需要穿過(guò)太空和大氣層，因此耗時(shí)較長(cháng);而光纜能以接近光速的速度傳輸數據。

  海纜以光纖為主要傳輸介質(zhì)，用絕緣外皮包裹的導線(xiàn)束鋪設于海底，三芯海纜可防止外界光磁波的干擾，所以海纜信噪比較高，通信基本感受不到時(shí)延。海纜的設計壽命為25年，比人造衛星壽命要長(cháng)很多。

  “雖然衛星通信成本在不斷下降，但容量相對有限，當前和在未來(lái)一段時(shí)間，海纜仍是國際互聯(lián)互通的‘主角兒’?！敝袊畔⑼ㄐ叛芯吭寒a(chǎn)業(yè)與規劃研究所副總工程師牟春波說(shuō)，作為超大量傳輸系統，海纜有其特殊的應用場(chǎng)合，例如海島間、海島與大陸間通信，只有海纜能提供低成本、超大容量的傳輸系統，而通信衛星在成本和容量上都無(wú)法與海纜系統相比。

  此外，海纜也是國際通信的重要手段?！昂＠|大部分是走國際公共海域，協(xié)調難度小;而構建聯(lián)通多國的陸地光纜系統協(xié)調難度大，需要各國在過(guò)境電路價(jià)格、建設和運維標準等方面達成一致。目前建設跨多國陸地光纜傳輸系統還沒(méi)有太多成功案例，海纜在未來(lái)一段時(shí)間仍將是國際通信最主要的承載方式?！蹦泊翰ǜ嬖V科技日報記者，目前世界上除40多個(gè)內陸國家之外，其余的200多個(gè)國家地區全都是通過(guò)海纜實(shí)現數據信息傳遞。

  “但海纜傳輸系統相對陸地來(lái)說(shuō)建設難度大，建設周期長(cháng)、成本高，因此海纜傳輸系統相對陸地光纜系統會(huì )優(yōu)先采用最先進(jìn)的光纖傳輸技術(shù)。目前一根海纜的傳輸容量可達80*100G，甚至更高?！蹦泊翰ㄕf(shuō)。

  要求高、略嬌氣，需特殊“裝束”保護

  海洋深不可測，冰冷的洋流下隱藏著(zhù)幾千米深的海溝……在如此復雜的水下環(huán)境，海纜是怎么被埋進(jìn)去的?

  牟春波解釋道，海纜傳輸系統被埋設在海洋中，特殊的工作環(huán)境也決定了海纜系統的特性，對它的要求不同于陸地光纜系統。例如，長(cháng)距離海纜系統需要遠端供電以保證水下中繼器正常工作;海纜需要加強安全保護措施;水下中繼器、分支單元、接頭盒等設施要承受很大壓力，對密閉性、安全可靠性等要求都非常高。

  實(shí)際上，人類(lèi)在海底鋪設海纜的歷史已有100多年了。早在1850年，英國和法國就在英吉利海峽鋪設了歷史上第一條海纜。

  “與百年前的銅芯海纜比，目前普遍應用的海纜光纖都設在U形槽塑料骨架中，槽內填滿(mǎn)油膏或彈性塑料體形成的纖芯。纖芯周?chē)酶邚姸鹊匿摻z繞包，在繞包過(guò)程中要把所有縫隙都用防水材料填滿(mǎn)，再在鋼絲周?chē)@包一層銅帶并焊接搭縫，使鋼絲和銅管形成一個(gè)抗壓和抗拉的聯(lián)合體?！蹦泊翰ń榻B說(shuō)，遠程供電對海纜系統而言十分重要，海纜用的數字中繼器比在陸地用的模擬中繼器用電量要大好幾倍，同時(shí)對可靠性的要求較高，不能斷電。因此在有鯊魚(yú)出沒(méi)的地區，海纜的外面通常還要加上兩層鋼帶繞包并再加一層聚乙烯外護套，保護光纖、防止斷裂以及被咬壞。

  華為海洋網(wǎng)絡(luò )有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)華為海洋)是世界排名前四的海纜施工單位，該公司負責人告訴科技日報記者，海纜由于長(cháng)期被浸泡在高濃度海水中，所以極易受到海水腐蝕。此外，氫分子會(huì )擴散到光纖的玻璃材料中，加大光纖的損耗。因此海纜既要防止內部產(chǎn)生氫氣，同時(shí)還要防止氫氣從外部滲入光纜?！芭c陸地光纜比，海纜工作環(huán)境復雜惡劣，因此每隔一段距離會(huì )有一個(gè)中繼器用來(lái)修復和加強信號?！鄙鲜鋈A為海洋負責人說(shuō)，這也是海纜比較“嬌氣”的一個(gè)原因。

  該負責人還表示，鋪設時(shí)，要先將海纜裝到施工專(zhuān)用的敷設船上，然后船慢慢開(kāi)動(dòng)的同時(shí)把光纜平鋪沉入海底。

  “敷設船上的纜線(xiàn)埋設機有點(diǎn)像干農活兒的犁，隨著(zhù)海纜敷設船拖曳前進(jìn)，其底部有幾排噴水孔，作業(yè)時(shí)每個(gè)孔同時(shí)向海底噴射出高壓水柱，將海底泥沙沖開(kāi)，形成光纜溝。該設備上有一導纜孔，專(zhuān)業(yè)人員可借助此孔把光纜送到纜溝底部。過(guò)去，常常借海流讓砂自然覆蓋在溝上面，以省去埋纜線(xiàn)的時(shí)間。而現在，通常會(huì )用水下機器人沖一個(gè)溝，然后將海纜放進(jìn)去再埋上泥土?！鄙鲜鲐撠熑苏f(shuō)。

  參與者少、數量有限，我國海纜建設滯后

  直徑只有成人大拇指粗的海纜每秒可傳輸100TB甚至更多數據，它們就像分布在海底的“血管”，搭建起世界互聯(lián)網(wǎng)和通信網(wǎng)絡(luò )。

  海纜規模、通達方向等決定了一國在國際網(wǎng)絡(luò )中的地位，美國、英國、日本等國都是在國際海纜數量排名靠前的國家。隨著(zhù)各國對國際海纜建設的重視，國際海纜建設還將進(jìn)一步繁榮。

  《白皮書(shū)》中提到，在互聯(lián)網(wǎng)巨頭的支持下，美國擁有全世界最豐富的互聯(lián)網(wǎng)內容，成為了全球內容的中心。不僅如此，近年來(lái)，谷歌、臉書(shū)等互聯(lián)網(wǎng)巨頭也把目光聚焦到海纜身上，成為國際海纜建設中一股重要的新生力量。

  早在2017年9月底，臉書(shū)與微軟合作的跨大西洋通信光纜Marea就已完工，全長(cháng)6600公里，其中數據傳輸速度高達每秒160TB，相當于一秒鐘能傳輸5000多部高清電影?！盎ヂ?lián)網(wǎng)巨頭們參與海纜建設，主要是為滿(mǎn)足自有云計算等業(yè)務(wù)全球布局的需求，減少整體成本，提高數據信息交互便捷性?！眳呛绶治龅?，由于海纜建設和運營(yíng)成本較高，未來(lái)只有少數互聯(lián)網(wǎng)巨頭才有能力參與海纜建設。

  “這可是一個(gè)有錢(qián)人的游戲?！眳呛玳_(kāi)玩笑說(shuō)，目前，我國只有三家基礎電信企業(yè)能參與國際海纜建設，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)沒(méi)有相關(guān)業(yè)務(wù)許可。我國登陸海纜數量較少，與我國網(wǎng)絡(luò )大國地位不相符。

  說(shuō)起中國海纜現狀，牟春波顯得格外焦急。他說(shuō)，全球海纜業(yè)是一個(gè)高度封閉和壟斷型市場(chǎng)，過(guò)去幾十年包括連接到我國在內的全球海纜系統基本上都由美國泰科、法國阿爾卡特朗訊、日本NEC這三家主導。經(jīng)過(guò)10年奮起直追，以華為海洋為首的中國公司迅速崛起，目前華為海洋在淺海架設的無(wú)中繼海纜數量居世界第一，但受接入地點(diǎn)、政策審批等因素制約，在較為高端的長(cháng)距離海底中繼系統方面，目前中國自主建設的海纜還較少。

  數據顯示，未來(lái)兩年海纜的市場(chǎng)估值將保持在19億美元上下?！昂＠|行業(yè)將迎來(lái)發(fā)展的黃金時(shí)期，除區域數據中心、云計算、4K/8K視頻、5G及物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)興起因素的推動(dòng)外，各國政策的支持以及互聯(lián)網(wǎng)巨頭的加入也會(huì )讓海纜業(yè)務(wù)進(jìn)入爆發(fā)期?！蹦泊翰ㄕf(shuō)。

  “在即將到來(lái)的5G時(shí)代，全球數據交換量將會(huì )激增，我們相信海纜系統會(huì )朝著(zhù)更加大容量、高靈活性和高可靠性的方向發(fā)展?！眳呛缯f(shuō)。

       記者 孫玉松