九月底，微軟和 Facebook 擁有的跨大西洋通信 “Marea” 建成。它具有極高的傳輸速度，達(dá)到每秒 160 太比特、相當(dāng)于一秒鐘可以傳輸 5000 多部高清電影到 6600 公里以外的地方。

再早些時(shí)候，Google 也找了中國(guó)、新加坡、日本等地的五家電信運(yùn)營(yíng)商一起鋪設(shè)光纜。

根據(jù) TeleGeography 所做的調(diào)查，目前全球總計(jì)鋪設(shè)超過 370 余條海底光纜，總長(zhǎng)度超過100 萬(wàn)公里。其中最長(zhǎng)的是亞歐三號(hào)海底光纜（SeaMeWe－3），總長(zhǎng) 3.9 萬(wàn)公里，由法國(guó)電信和中國(guó)電信牽頭籌建。

你我今天能足不出戶的在家里接收到來自全球的信息，基本都依賴于鋪設(shè)在全球各地的海底光纜，這些光纜承載著 95%－99% 的國(guó)際數(shù)據(jù)通信。

既然已經(jīng)有如此密集的海底光纜網(wǎng)絡(luò)，為什么科技公司還要自己弄？

海底通信已經(jīng)有一百多年，光纜也鋪了 300 多條

海底通信最早出現(xiàn)在 1840 年代。當(dāng)時(shí)正值工業(yè)革命，技術(shù)進(jìn)步催生出古塔膠這種材料，用它包裹的金屬電線可以布設(shè)在海底。1850 年盎格魯-法國(guó)電報(bào)公司（Anglo-French Telegraph Company）公司在英法之間鋪設(shè)了世界第一條海底電纜。當(dāng)時(shí)既沒有電話更沒有互聯(lián)網(wǎng)，這條電纜被用來發(fā)送莫爾斯電報(bào)密碼。

在成功鋪設(shè)這條跨越英吉利海峽的海底電纜后，人們開始籌劃鋪設(shè)跨大西洋電纜，將歐洲和北美鏈接起來。但是跨英吉利海峽電纜和跨大西洋電纜的鋪設(shè)難度完全不同。

鋪設(shè)英吉利海峽電纜，風(fēng)平浪靜的情況下一天就足夠了；而跨越大西洋，以當(dāng)時(shí)的輪船行駛速度差不多要航行三個(gè)多星期，期間的天氣情況難以預(yù)料，稍有不慎就會(huì)造成光纜斷裂。

并且單船難以承載電纜的重量。為此處于電纜兩段的英美兩國(guó)各自出動(dòng)最大的軍艦，裝載一半跨洋電纜。經(jīng)歷數(shù)次失敗后，1858 年 8 月，跨大西洋電纜鋪成。英國(guó)女王向美國(guó)總統(tǒng)發(fā)出祝賀信。

現(xiàn)代意義上的海底光纜出現(xiàn)在 1980 年代。1988 年，美英法之間的首個(gè)越洋海底光纜（TAT-8）系統(tǒng)建成，該海底光纜全長(zhǎng) 6700 公里，含有 3 對(duì)光纖，每對(duì)的傳輸速率為每秒 280 兆比特。

1990 年代之后萬(wàn)維網(wǎng)出現(xiàn)，互聯(lián)網(wǎng)向整個(gè)社會(huì)開放。此時(shí)大量鋪設(shè)的海底電纜因?yàn)閹捰邢?、傳輸穩(wěn)定性差等問題，已經(jīng)無法滿足互聯(lián)網(wǎng)高速信息傳播的要求。

替代方案之一的衛(wèi)星通信也是帶寬有限并且價(jià)格昂貴。由此傳輸穩(wěn)定、速度快且價(jià)格相對(duì)低廉的海底光纜成為全球通信介質(zhì)首選。海底光纜的鋪設(shè)數(shù)量和里程數(shù)也從這個(gè)時(shí)候開始快速增加。

海底光纜是如何鋪設(shè)的？

那這些遍布全球的海底光纜如何鋪設(shè)？簡(jiǎn)單來說，海底光纜企業(yè)將光纜生產(chǎn)出來以后，會(huì)被轉(zhuǎn)移到專用的敷設(shè)船上。與此同時(shí)，他們會(huì)通過計(jì)算機(jī)模擬和實(shí)地勘察，確定敷設(shè)路線。

泰科電子（TE）海底通信部亞太區(qū)銷售總經(jīng)理鐘謙博士向《好奇心日?qǐng)?bào)》介紹說，他們?cè)谠O(shè)計(jì)線路時(shí)要盡量避免礁巖、已經(jīng)鋪設(shè)的光纜等障礙。實(shí)地勘探一般會(huì)先用船上聲納設(shè)備，遇到近海海底環(huán)境狀況復(fù)雜、聲納不方便探測(cè)的時(shí)候，他們還會(huì)派出潛水員查看。

泰科電子海底通信部門的前身是 AT&T 海底系統(tǒng)部門，它占據(jù)海底光纜市場(chǎng)近四成份額。

勘察、路線設(shè)計(jì)工作完成后，光纜就進(jìn)入鋪設(shè)環(huán)節(jié)。通常光纜鋪設(shè)公司會(huì)將光纜放入專門的敷設(shè)船，然后出海。接近鋪設(shè)位置后，敷設(shè)船再派出光纜埋設(shè)機(jī)，它底部有幾排排水孔。工作的時(shí)候這些孔會(huì)射出高壓水柱，以此在海底沖刷出一條溝槽，用來放置光纜。

它有點(diǎn)像耕田時(shí)使用的犁，由海底光纜敷設(shè)船拖曳前進(jìn)，并通過工作光纜作出各種指令。其底部有幾排噴水孔，作業(yè)時(shí)，每個(gè)孔同時(shí)向海底噴射出高壓水柱，將海底泥沙沖開，形成光纜溝。而設(shè)備上部有一導(dǎo)纜孔，用來引導(dǎo)光纜到光纜溝底部。

以此循環(huán)往復(fù)，越洋光纜鋪設(shè)即告完成。

不過海底光纜生意更難的地方在于維護(hù)。海底通信系統(tǒng)對(duì)可靠性的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陸地系統(tǒng)。如果陸地系統(tǒng)出了故障，維修團(tuán)隊(duì)開工程車去，可能兩三個(gè)小時(shí)就到了，不久就修復(fù)好了。但是在太平洋中的系統(tǒng)出了故障的話，船只出去一天就是幾十萬(wàn)的費(fèi)用，包括燃料、人力、船只費(fèi)用等，而且距離遙遠(yuǎn)、不易到達(dá)，所以對(duì)可靠性的要求非常地嚴(yán)。

鐘謙認(rèn)為其中保證海底光纜可靠性最關(guān)鍵的兩點(diǎn)是機(jī)械性能好，即通過外裹鋼絲起到保護(hù)光纖的作用；以及，再在里面裹聚乙烯層進(jìn)行絕緣保護(hù)。

如果海底通信系統(tǒng)真的出現(xiàn)了故障，需要進(jìn)行故障定位。第一步通過光導(dǎo)，打進(jìn)光纖的激光信號(hào)會(huì)在斷裂地方反彈。工程師會(huì)根據(jù)光傳輸?shù)臅r(shí)間測(cè)算距離，從而估算從岸這一端起，光纜大概斷的位置。第二步通過電壓，因?yàn)楣饫|帶電，那么在出現(xiàn)故障的地方電壓會(huì)改變，根據(jù)電壓變化可以估算光纜在什么地方斷掉。

“然后我們就會(huì)派維修船出去。因?yàn)楝F(xiàn)在的定位技術(shù)是非常準(zhǔn)確的，基本上就能鎖定在幾公里之內(nèi)。維修船到達(dá)這個(gè)范圍的時(shí)候，就用短距離的、更高分辨率的光學(xué)手段定位?；旧显趲装倜椎揭还锏姆秶畠?nèi)，就可以把故障點(diǎn)確認(rèn)下來。”鐘謙告訴《好奇心日?qǐng)?bào)》。

既然這么麻煩，為何科技公司要自己鋪設(shè)？

Facebook、Google、微軟這些大科技公司是為了擁有更高帶寬、更快傳輸速度的網(wǎng)絡(luò)，自己牽頭鋪設(shè)海底光纜。

比如這兩年流行的視頻、VR、直播等服務(wù)，對(duì)數(shù)據(jù)容量的需求在不斷地增加。并且，科技巨頭在全球設(shè)有數(shù)據(jù)中心，用戶在美國(guó)往 Facebook 上傳了一張照片，實(shí)際上全球有好多點(diǎn)同時(shí)都同步上傳了這張照片，這在流量上面會(huì)有很大的需求。以及還會(huì)有備份的需求，即一旦一處服務(wù)器出現(xiàn)故障會(huì)馬上切換到另外一邊。

Google 有一條去年 6 月剛剛開始商用的海底光纜 FASTER，它長(zhǎng)約 9000 公里、連接美國(guó)和日本的海底光纜，帶寬達(dá)到每秒 60 太比特，是當(dāng)時(shí)全球最快的海底光纜。其鋪設(shè)成本大約是 3 億美元。此外，Google 還準(zhǔn)備跟 Facebook 共同出資建造的跨太平洋光纜，預(yù)計(jì) 2018 年投入使用，帶寬比 FASTER 多一倍。

當(dāng)然，這背后還有光纜技術(shù)本身的進(jìn)步，使得現(xiàn)在可以鋪設(shè) 10000 公里以上兩地直連的光纜，不需要中途另設(shè)光纜登陸點(diǎn)。

參與建設(shè) FASTER 光纜的泰科電子表示，從建纜的過程來說，Google 和其他電信運(yùn)營(yíng)商沒有什么不同的，大家都是俱樂部的形式，即合作建設(shè)、共同維護(hù)，如果一條光纜出現(xiàn)通信故障，可以相互臨時(shí)借用光纜資源。

其中的差異在于，運(yùn)營(yíng)商在全球范圍內(nèi)擁有比科技公司更多的光纜，它們希望光纜更加穩(wěn)定，其中可能會(huì)以犧牲部分性能為代價(jià)。而科技公司會(huì)性能優(yōu)先。

制圖/馮秀霞

題圖/WIRED

喜歡這篇文章？去 App 商店搜 好奇心日?qǐng)?bào) ，每天看點(diǎn)不一樣的。