海底電纜線路

　　敷設在海底的電纜線路，簡稱海纜。是一種有線電通信線路，用於傳送電報、電話、資料、圖像、廣播、電視節目等。

　　發展簡況　1850年英國在英吉利海峽敷設瞭世界上第一條海纜，由於沒有鎧裝保護，第二天就被外力損壞瞭。1851年改用鎧裝電纜投產使用。此後各國相繼敷設瞭許多短距離的海纜。1865年英國敷設橫渡大西洋的長距離海底電報電纜，第二年全線開通。這些早期的海纜隻有一根導線，用馬來膠作作絕緣體，經海水構成回路，隻能傳送低速電報，所以又稱電報水線。第一次世界大戰期間，這些海纜大部分遭到破壞。1956年同軸結構的海纜在加拿大和英國間敷設成功，可以開通48路載波電話。現在，海纜通信與衛星通信已成為洲際通信的主要手段。

　　在中國，1871年（清同治十年）丹麥大北電報公司從海參威經日本長崎到上海敷設瞭一條通電報用的海纜。後來這條海纜向南延伸，從上海經廈門到香港。1883年和1884年英商大東電報公司先後從上海到福州和從福州到香港敷設瞭海底電報電纜。這些海纜在太平洋戰爭中均遭到破壞。1976年10月，中國和日本在上海市和熊本縣之間建成一條中日海底同軸電纜，全長875.2公裡，可開通480個話路。1979年7月，臺灣省宜蘭縣和日本沖繩之間敷設瞭可開通480個話路的海底同軸電纜，全長675公裡。1980年臺灣省宜蘭縣和菲律賓呂宋之間敷設瞭一條海底電纜，全長1020公裡。1981年臺灣省和美國關島之間敷設瞭全長3080公裡可開通680個話路的海纜。此外，中國沿海主要島嶼之間或島嶼和陸地之間也敷設瞭不少海纜，傳送短距離載波電話。

　　系統組成　海底電纜線路主要由電纜、海底增音機和海底均衡器組成。

　　電纜　采用同軸結構的海底電纜，每條電纜中隻有一根同軸管，同軸管的芯線由內導體和同心外導體組成。海纜的同軸管，直徑比陸地上電纜的同軸管直徑大，其外導體內徑常用的有25.4毫米和38.1毫米的，也有50毫米的。海纜的同軸管內外導體之間填滿損耗較小的聚乙烯作為絕緣介質，能承受深海數百個大氣壓的壓力。海底電纜按照不同海域采用不同的保護結構：在淺海區，尤其在漁業活動頻繁的區域，為瞭防止被漁撈、船錨等外力損壞，電纜護套外部要加鋼絲鎧裝；在深海區受外力損壞的可能性較少，可采用以聚乙烯作外護層的無鎧裝電纜。無鎧裝電纜的內導體采用多根鋼絲外面縱包銅皮經擠壓而成的復合內導體，以增加其抗拉強度（圖1）。

圖1　海底同軸電纜結構

　　海底增音機和海底均衡器　為瞭補償信號在長距離傳輸中的衰減，每隔一定距離在海纜線路中需接入海底增音機，增音機由陸上通過電纜的內導體供電。

　　海纜線路的衰減經若幹處增音機補償以後積累起來的剩餘偏差，用海底均衡器來補償。海底均衡器有兩種：一種是根據電纜和增音機實測數據計算出來的傳輸偏差值預先設計和裝配的，還有一種海底均衡器是用來補償由於敷設效應、海水溫度等引起的不可預測的傳輸偏差的，因此必須在海纜敷設過程中邊測試、邊設計、邊調整、邊裝配。

　　海底設備難以檢修，所以海底增音機和海底均衡器的設計壽命一般都在20年以上，機殼要求在很高的水壓下仍具有良好的密閉性和耐腐蝕性。增音機和均衡器的機殼均采用圓筒型，以便於和電纜連接，一同敷設到海底（圖2）。

圖2　海底電纜增音機外形

　　海纜敷設　海底電纜用海纜敷設船敷設。海纜敷設船的結構和裝備與一般船不同。例如，在船首有滑輪，船尾有滑道，用以拉放海纜，船首吃水線下還設有橫向推進器。船內有儲藏海纜的電纜艙，有敷設海纜的鼓輪式或履帶式敷纜機和埋設海纜用的埋設機等。埋設機中裝有各種儀表，通過信號電纜將埋設機在海底工作的信息傳送到船上，以顯示海纜埋設作業情況。

　　在深海區，一般不采用埋設方式，海纜佈放後隨海底的起伏緊貼在海底。在淺海區或大陸架采用埋設方式，用埋設機在海底挖溝，海纜通過埋設機埋於海底泥沙裡，以防外力損傷。

　　在海纜敷設前要對海底地形、底質、水溫、海水潮流以及海水的硫化氫含量等進行詳細的調查，據以選定適宜的海纜路由。

1976年中國制造的第一艘海纜敷設船“郵電1”號建成下水，排水量為1327噸（見彩圖）。

中國海纜船“郵電1”號

　　特點　在水深1000米以下的海域，水溫一般保持在1～3℃范圍內，因而海纜的溫度基本不變，傳輸質量穩定。海底增音機和海底均衡器的元器件長期處於低溫、恒溫狀態，不易老化，工作穩定可靠。海水是良好的屏蔽體，可以防止外界電磁波的幹擾，所以海纜電路的信噪比較低。海纜與通信衛星比較，壽命較長，在20年以上；海纜傳輸延時也較小，所以適合高速數據傳輸；在通信距離較近，業務量較大的情況下，海纜比較經濟。但海纜易受外力損壞，修理較為困難。