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互联网如何悄无声息地跨越海洋

全球约 99% 的国际互联网流量依赖于铺设在海底的光缆。这些光缆通过比头发丝还细的光纤和激光脉冲,以极高速度传输数据。铺设过程漫长而复杂,船只航行缓慢,耗时数月。同时,光缆的维护和修复也面临着自然灾害、人类活动(尤其是船锚和渔船)以及行政许可等多重挑战。例如,首条跨大西洋光缆 TAT-8 在退役近 25 年后被回收,主要目的是为新光缆腾出铺设空间并回收其内部有价值的铜。

数据如何跨越海洋

全球现有超过 500 条 在役海底光缆,它们是支撑全球互联网的骨干。这些光缆共同承载了几乎所有的国际数据传输。

  • 内部结构: 每条光缆大约和花园水管一样粗,内部包含着多束比人类头发丝还细的 玻璃纤维
  • 传输原理: 激光 以每秒数十亿次的速度通过这些光纤发送编码光脉冲。沿途的信号增强器会放大激光信号,确保其能跨越长距离。
  • 传输容量: 同一根光纤可以同时传输数十种不同颜色的激光,每种颜色承载一个独立的数据流。一封从波士顿到墨尔本的电子邮件,可能与一个从纽约到东京的视频通话,在同一根光纤中并行传输。

漫长而复杂的铺设过程

将光缆铺设到海底是一项艰巨的任务,需要精确的规划和极大的耐心。

首先,工程师必须规划出一条能够避开水下障碍物(如山脉和断崖)的高效路线。光缆制造完成后,需要花费约一个月的时间才能将其盘绕到专用船只的巨大储存罐中。

铺设船只的行进速度非常缓慢,大约为 每小时 6 英里(相当于慢跑的速度)。船员们可能需要在海上连续工作数月。如果遇到恶劣天气,他们有时不得不切断光缆,将其末端系上浮标,待天气好转后再回来重新连接并继续工作。

风险与维护的挑战

尽管海底光缆设计坚固,但它们仍然面临着损坏的风险。据统计,每年大约会发生 150 到 200 起 “光缆事件”。

  • 故障原因: 大约 80% 的故障源于人类活动,最常见的是 船锚 拖拽或 渔船拖网 刮断。自然灾害,如火山爆发,也会导致光缆中断。
  • 修复困难: 修复光缆本身的技术操作并非最难的部分。

"通常更复杂的是获得所有必要的许可和执照,尤其是在涉及多个或重叠的管辖区时。"

  • 服务寿命: 每条光缆的平均使用寿命约为 25 年,之后便会老化或被技术更先进的新光缆取代。

回收旧光缆的价值

TAT-8(第一条跨大西洋光纤电缆)为例,它在 2002 年因故障而退役,维修成本过高。然而,它在海底闲置了近 25 年后才于近期被打捞上来。

回收这条旧光缆的主要动机并非完全出于环保,而是有更实际的考量:

  • 腾出空间: 为铺设新的、技术更先进的光缆清理出宝贵的走廊位置。
  • 回收材料: 回收光缆中仍然具有经济价值的 等材料。