當你借助網絡與大洋彼岸的朋友視頻連線﹔當你鼠標輕點，瀏覽網頁開心海淘……你可曾想過，這些信息是如何“跨過千山萬水”來到你的眼前？或許你會仰望星空，為在太空中翱翔的衛星點贊。可你知道嗎，真正讓我們享受便利數字生活的，不是衛星，而是默默無聞的海底光纜（以下簡稱海纜）。

　　它們又被稱為海底通訊電纜，分布在大洋海底，宛如一條條“血管”。受數據通信業務增長預期影響，全球海纜布局競爭日益激烈，一些跨國互聯網公司也開始在這一領域跑馬圈“海”。

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

　　抗干擾、壽命長，肩負國際通信重任

　　調查顯示，目前全球鋪設的海纜已超過448條，總長度超過120萬公裡，承載著世界95%以上的國際數據通信流量，是名副其實的數據“主動脈”。

　　“網絡傳輸主要包括光纜、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海底通信光纜傳輸。”南開大學信息技術科學學院教授、博士生導師吳虹對科技日報記者說，光纜和通信衛星同於上世紀60年代問世，衛星存在一大劣勢，即地面收發信號時需要穿過太空和大氣層，因此耗時較長﹔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，用絕緣外皮包裹的導線束鋪設於海底，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延。海纜的設計壽命為25年，比人造衛星壽命要長很多。

　　“雖然衛星通信成本在不斷下降，但容量相對有限，當前和在未來一段時間，海纜仍是國際互聯互通的‘主角兒’。”中國信息通信研究院產業與規劃研究所副總工程師牟春波說，作為超大量傳輸系統，海纜有其特殊的應用場合，例如海島間、海島與大陸間通信，隻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法與海纜系統相比。

　　此外，海纜也是國際通信的重要手段。“海纜大部分是走國際公共海域，協調難度小﹔而構建聯通多國的陸地光纜系統協調難度大，需要各國在過境電路價格、建設和運維標准等方面達成一致。目前建設跨多國陸地光纜傳輸系統還沒有太多成功案例，海纜在未來一段時間仍將是國際通信最主要的承載方式。”牟春波告訴科技日報記者，目前世界上除40多個內陸國家之外，其余的200多個國家地區全都是通過海纜實現數據信息傳遞。

　　“但海纜傳輸系統相對陸地來說建設難度大，建設周期長、成本高，因此海纜傳輸系統相對陸地光纜系統會優先採用最先進的光纖傳輸技術。目前一根海纜的傳輸容量可達80＊100G，甚至更高。”牟春波說。

　　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幾千米深的海溝……在如此復雜的水下環境，海纜是怎麼被埋進去的？

　　牟春波解釋道，海纜傳輸系統被埋設在海洋中，特殊的工作環境也決定了海纜系統的特性，對它的要求不同於陸地光纜系統。例如，長距離海纜系統需要遠端供電以保証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。

　　實際上，人類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，槽內填滿油膏或彈性塑料體形成的纖芯。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並焊接搭縫，使鋼絲和銅管形成一個抗壓和抗拉的聯合體。”牟春波介紹說，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，同時對可靠性的要求較高，不能斷電。因此在有鯊魚出沒的地區，海纜的外面通常還要加上兩層鋼帶繞包並再加一層聚乙烯外護套，保護光纖、防止斷裂以及被咬壞。

　　華為海洋網絡有限公司（以下簡稱華為海洋）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，海纜由於長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生氫氣，同時還要防止氫氣從外部滲入光纜。“與陸地光纜比，海纜工作環境復雜惡劣，因此每隔一段距離會有一個中繼器用來修復和加強信號。”上述華為海洋負責人說，這也是海纜比較“嬌氣”的一個原因。

　　該負責人還表示，鋪設時，要先將海纜裝到施工專用的敷設船上，然后船慢慢開動的同時把光纜平鋪沉入海底。

　　“敷設船上的纜線埋設機有點像干農活兒的犁，隨著海纜敷設船拖曳前進，其底部有幾排噴水孔，作業時每個孔同時向海底噴射出高壓水柱，將海底泥沙沖開，形成光纜溝。該設備上有一導纜孔，專業人員可借助此孔把光纜送到纜溝底部。過去，常常借海流讓砂自然覆蓋在溝上面，以省去埋纜線的時間。而現在，通常會用水下機器人沖一個溝，然后將海纜放進去再埋上泥土。”上述負責人說。

　　參與者少、數量有限，我國海纜建設滯后

　　直徑隻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”，搭建起世界互聯網和通信網絡。

　　海纜規模、通達方向等決定了一國在國際網絡中的地位，美國、英國、日本等國都是在國際海纜數量排名靠前的國家。隨著各國對國際海纜建設的重視，國際海纜建設還將進一步繁榮。

　　《白皮書》中提到，在互聯網巨頭的支持下，美國擁有全世界最豐富的互聯網內容，成為了全球內容的中心。不僅如此，近年來，谷歌、臉書等互聯網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，臉書與微軟合作的跨大西洋通信光纜Marea就已完工，全長6600公裡，其中數據傳輸速度高達每秒160TB，相當於一秒鐘能傳輸5000多部高清電影。“互聯網巨頭們參與海纜建設，主要是為滿足自有雲計算等業務全球布局的需求，減少整體成本，提高數據信息交互便捷性。”吳虹分析道，由於海纜建設和運營成本較高，未來隻有少數互聯網巨頭才有能力參與海纜建設。

　　“這可是一個有錢人的游戲。”吳虹開玩笑說，目前，我國隻有三家基礎電信企業能參與國際海纜建設，互聯網企業沒有相關業務許可。我國登陸海纜數量較少，與我國網絡大國地位不相符。

　　說起中國海纜現狀，牟春波顯得格外焦急。他說，全球海纜業是一個高度封閉和壟斷型市場，過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。經過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中繼海纜數量居世界第一，但受接入地點、政策審批等因素制約，在較為高端的長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，未來兩年海纜的市場估值將保持在19億美元上下。“海纜行業將迎來發展的黃金時期，除區域數據中心、雲計算、4K/8K視頻、5G及物聯網等技術興起因素的推動外，各國政策的支持以及互聯網巨頭的加入也會讓海纜業務進入爆發期。”牟春波說。

　　“在即將到來的5G時代，全球數據交換量將會激增，我們相信海纜系統會朝著更加大容量、高靈活性和高可靠性的方向發展。”吳虹說。

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