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海底光缆大揭秘

图1揭秘海底光缆变迁史

海底光缆是目前世界上最重要的通信手段之一。1986年，美国ATT公司在西班牙加那利群岛和相邻

的特内里弗岛之间，铺设了世界第一条商用海底光缆，全长120公里。1988年，美国与英国、法国之间铺

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2

80Mb/s，中继站距离为67公里。这标志着海底光缆时代的到来。

1989年，跨越太平洋全长13200公里的(TPC－3)海底光缆也建设成功，从此，海底光缆就在跨洋洲

际海缆领域取代了同轴电缆。铺设1000公里的同轴电缆大约需要500吨铜，改用光缆只需几吨石英玻璃

材料就可以了。与昂贵的铜材相比，沙石中就含有石英，几乎取之不尽。此外一根头发般细小的光纤，其

传输的信息量相当于一捆饭桌般粗细的铜线。一对金属电话线至多只能同时传送一千多路电话，而一对细

如蛛丝的光导纤维理论上可以同时接通一百亿路电话！

据不完全统计，从1987年到2001年，全世界大大小小总共建设了170多个海底光缆系统，总长近亿

公里，大约有130余个国家通过海底光缆联网。目前，全世界超过80%的通信流量都由海底光缆承担，最

先进的光缆每秒钟可以传输7T（1T等于1024G）数据，几乎相当于普通1M家用网络带宽的730万倍。

通过太平洋的海底光缆已经有五条，每天有数亿网民使用这些线路。

海缆通信技术的变迁

海底线缆通信已有一百多年历史，1850年盎格鲁-法国电报公司开始在英法之间铺设了世界第一条海

底电缆，只能发送莫尔斯电报密码。1852年海底电报公司第一次用缆线将伦敦和巴黎联系起来。1866年

英国在美英两国之间铺设跨大西洋海底电缆(TheAtlanticCable)取得成功，实现了欧美大陆之间跨大西洋

的电报通讯。1876年，贝尔发明电话后，海底电缆具备了新的功能，各国大规模铺设海底电缆的步伐加快

了。1902年环球海底通信电缆建成。

中国第一条海底电缆是清朝时期台湾首任巡抚刘铭传，在1886年铺设通联台湾全岛以及大陆的水路

电线，主要作为发送电报用途。到1888年共完成架设两条水线，一条是福州川石岛与台湾沪尾（淡水）

之间的177海里水线，主要是提供台湾府向清廷通报台湾的天灾、治安、财经，并提供商务通讯使用；另

外一条为台南安平通往澎湖的53海里水线。福建外海川石岛的大陆登陆点依旧存在，但是台湾淡水的具体

登陆点已经不可考。

同陆地电缆相比，海底电缆有很多优越性：一是铺设不需要挖坑道或用支架支撑，因而投资少，建设

速度快；二是除了登陆地段以外，电缆大多在一定深度的海底，不受风浪等自然环境的破坏和人类生产活

动的干扰，所以，电缆安全稳定，抗干扰能力强，必威体育官网网址性能好。

图2英国物理学家丁达尔和光反射试验示意图

光纤通信改变世界

光导纤维的出现使海缆通信取得跨越式发展。光，也许是最平常却最不平常的东西。它时刻在人身旁，

却又一直无法捕捉称量。1870年的一天，英国物理学家丁达尔（JohnTyndall)在皇家学会演讲厅讲述光

的全反射原理时，做了一个简单的实验：他在装满水的桶壁上钻个孔，然后用灯从桶上边把水照亮，结果

人们看到光线顺着流出的水柱而弯曲。1955年，英国伦敦帝国学院的卡帕（NarinderKapany）博士根据

光的折射原理，发明了用玻璃制成了极细的光导纤维。其后不断有科学家尝试利用玻璃纤维来传递信息，

但由于光线在长距离传输过程中衰减损耗耗率过高而难以实现。

直到上世纪60年代，英国华裔科学家高锟博士和研究小组，在详细研究了玻璃介质的传输损耗后，于

1966年7月，在PIEE杂志上发表了题为《用于光频的介质纤维表面波导》的论文，提出制造光纤的玻璃

纯度是降低光能损耗的关键，而熔炼石英正是可以制造高纯度玻璃的材质。他预言通过加强原材料提纯，

加入适当的掺杂剂，只要把光纤的衰耗系数降低到每公里20分贝以下就可用于通信。而当时世界上用于工

业和医学方面的光纤材料，衰耗系数高达每公里1000分贝！高锟的设想被认为是可望不可及的。为此，

他不得不担当起一个布“道者”的角色，四处拜访玻璃工厂，宣扬他的理论。

四年后的1970年，美国康宁玻璃（Corning