在浩瀚无垠的海洋深处，隐藏着一条条连接世界的“神经中枢”——海底光缆。它承担了全球99%的跨洲通信和数据流量，是名副其实的国际通信主动脉。目前，全球现有超过430根海底光缆，总长度超过130万公里，绕地球35周！大多数国际数据都是通过这条海底的信息高速公路进行传输的。可以说，没有海底光缆，互联网只是一个局域网，世界各地的人们无法紧密连接在一起。

这些深埋于海底的光缆，在地球的各个角落默默无闻地传递着海量的信息。其建设不仅关乎国家间的信息交流，更直接影响到每一个人的网络使用体验，是现代社会不可或缺的重要基础设施。

那么到底什么是海缆？又如何在广阔的海洋深处敷设海缆呢？

海底光缆是什么？

我国早期海底电缆横截面（来源：中国电信博物馆）

01 海底电缆 VS 海底光缆

1850年，英国和法国之间成功铺设了世界第一条电报水线，全长46千米的电缆用绝缘材料包裹导线敷设在海底，实现了英国与欧洲大陆的直接连接，开启了人类海底电缆通信新时代。遗憾的是，这条水线很快就因其技术的不完善和人为破坏而中断。不过，这并未阻止海底电缆技术的进一步发展。1851年，英国改用铠装电缆并成功应用，此后各国相继铺设了许多短距离的海缆。到20世纪70年代初期，世界各国之间主要依靠卫星和海底电缆进行通信。

随着光通信技术的发展，容量更大、传输更快的光缆逐步取代了同轴电缆。海缆也因此被称为海底光缆。1988 年，美国与英国、法国之间敷设了世界第一条跨大西洋海底光缆（TAT-8）系统，全长6700公里，含有3对光纤，每对的传输速率为 280Mb/s，标志着海底光缆时代的到来。

中日海底电缆埋设施工现场

1990年，由我国邮电部电信总局、日本KDD公司和美国AT&T三方签约共同建设的国际通信工程——中日海底光缆，从中国上海南汇至日本九州宫崎，经历两年8个月建设后，于1993年12月15日正式建成并投入运营。中国海底光缆之路由此起步。

02 海底光缆如何防腐？

作为全球跨海间通信的最主要方式，海底光缆和我们家用光纤宽带线类似，也是靠光纤高速稳定地传输数据。与卫星通信相比，它具有带宽大、速度快、成本低等显著优势。

然而，海底光缆所处的环境极为复杂且严苛。长期浸泡在高浓度的海水中，光缆极易遭受海水的腐蚀。更为严重的是，氢分子会渗透进光纤的玻璃材料中，导致光纤的传输损耗显著增加。因此，海底光缆不仅需要防止内部产生氢气，还必须有效阻止外部氢气的渗入。

为了实现这一保护目标，光纤外围被层层包裹着保护结构，典型结构包括：绝缘的聚乙烯层、聚酯树脂薄膜带或沥青层、坚固的钢绞线层、防水的铝制层、聚碳酸酯层、铜管或铝管（这些金属管在通电时可以为光缆中继器供电，电压通常超过1万伏），以及石蜡和烷烃层。而所有这些保护层的最内部，才是负责核心光信号传输的光纤。

03 海底电缆的组成

海底光缆分为岸上设备和水下设备两大部分，岸上设备负责将语音、图像以及数据等通信业务打包传输，水下设备则主要负责通信信号的处理、发送和接收。

中日海缆增音机（中国电信博物馆馆藏）

中间吊起的设备就是“中继器”，神似“增音机”

水下设备包括海底光纤、中继器和分支单元。其中，中继器（信号放大器）是为了实现长距离传输，水下分支单元能够确保光缆分支或合路过程中的信号质量不受影响，而海底光纤则是最重要且最为脆弱的部分，整体的设计寿命为25年，每隔一个周期就需要进行更换。

海底光缆如何敷设?

由于海底环境的复杂性和不确定性，光缆在铺设过程中需要克服水深、海流、海底地形等多种因素的影响，因光纤脆弱，对铺设和维修要求很高，所以，海底光缆工程被世界公认为是最复杂且困难的大型工程之一。

浅海区域光缆敷设场景

跨洋光缆架设是一个复杂而精细的过程，首先需要使用专门的光缆铺设船，在铺设时要把光缆放在船上。在浅海区域作业时，光缆敷设船会停留在距离海岸数公里的位置，然后通过岸上牵引机的牵引，将放置在浮包上的光缆缓缓向岸边牵引。随后，拆除浮包，使光缆沉至海底。

“邮电 1 号”海缆敷设船（1976年七〇八所专门为敷设我国第一条国际海底电缆而自行设计建造敷设船）

而在深海区域，敷设船会先利用水下检测器和水下遥控车进行水下勘察和调整，以确保光缆能够避开海底不平整、有岩石的地方。完成路线勘察后，光缆的一端会被固定在岸上，然后光纤铺设船慢慢向外海出发。在敷设过程中，光缆会被沉入海底，同时利用下沉到海底的挖掘机（埋设犁）进行敷设。这台挖掘机由敷设船拖曳前行，它首先用高压水柱冲开海底的泥沙，形成2—3米的光缆沟，然后通过光缆孔铺设光缆，最后利用潮流将光缆沟两侧的泥沙覆盖在光缆上。

海缆敷设场景（示意图）

简单来说，光缆敷设船负责放缆线，而挖掘机（埋设犁）则负责将光缆敷设到海底。在这个过程中，必须避开珊瑚礁、沉船以及各种生物栖息地和其他常见障碍物，因此需要机器人不断探测最佳路径。同时，敷设船还需要特别注意航行速度和光缆释放速度的控制，以精确控制光缆的入水角度和敷设张力，从而避免由于弯曲半径过小或张力过大而损伤光缆中脆弱的光纤。

海淀光缆断了之后如何修复？

与敷设海底光缆相比，其维修工作的难度可谓“有过之而无不及”。通常情况下，海底光缆都是铺设在极深的海域，那里的压力远超地面上的30倍。在这样极端的环境条件下，直接进行人工维修几乎是不可能完成的任务。

来源：央视新闻

一般来说，海底光缆故障的处理需要经过以下步骤：

01 维修人员会使用光时域反射仪来定位故障的大致位置。随后，他们会派遣潜水机器人潜入海底，找到受损海底光缆的精确位置。一旦找到，机器人会切断故障位置，并将剩余的两端拖回修理船进行修复。

02 维修人员会用备用的海底光缆连接受损光缆的两个断点，并进行严格的测试，以确保修复工作的质量。

03 修复好的光缆被重新放回海底，恢复通信服务。

在全球网络化、数据化、智能化迅猛发展的背景下，无论是跨越大洋连接不同国家，还是为偏远地区提供通信服务，海底光缆都扮演着至关重要的角色，在全球通信网络系统中居于不可或缺的地位。我国现已成为世界上少数拥有完整海缆产业链的国家，深度参与国际海缆建设。

未来，随着技术的不断进步和合作的深入，海底光缆将更加稳固地连接世界的每一个角落，为人类的沟通与发展贡献更大的力量。我国也将以更加坚定的步伐逐梦深海，走在全球海底光缆事业的最前沿！