- أ +
قدم بالتفصيل ما هو الكبل البحري
خلفية
أصبح الإنترنت جزءًا لا غنى عنه في حياتنا, والكابل البحري هو "العصب المركزي" من الإنترنت. يحمل أكثر من 90% لنقل الصوت والبيانات الدولية في العالم. بدونه, الإنترنت هو مجرد شبكة محلية.
في الوقت الحالي, هناك اكثر من 400 الكابلات الضوئية البحرية في العالم, بطول إجمالي يبلغ حوالي 1.2 مليون كيلومتر, وهي ثلاثة أضعاف المسافة من الأرض إلى القمر. فقط 5% من نقل البيانات الدولية على الإنترنت يعتمد على الكابلات الأرضية, والباقي 95% كلها تعتمد على الكابلات الضوئية البحرية. يشبه الكبل البصري الغواص الشريان الأورطي في جسم الإنسان, نقل المعلومات المرسلة من جميع أنحاء العالم بشكل مستمر, ربط العالم بإحكام.
تعريف الكابلات البحرية
غواصة (تحت البحر) كابل الألياف الضوئية, المعروف أيضًا باسم كابل الاتصال البحري, عبارة عن سلك ملفوف بمادة عازلة ويتم وضعه في قاع البحر لإنشاء إرسال اتصالات بين الدول. يستخدم نظام الكابلات الضوئية البحرية بشكل أساسي لتوصيل الكبل البصري والإنترنت. وهي مقسمة إلى قسمين: معدات الشاطئ والمعدات تحت الماء. يعتبر الكبل البصري البحري هو الجزء الأكثر أهمية والأكثر ضعفًا في المعدات الموجودة تحت الماء.
هيكل الكابلات البحرية
الكبل البصري البحري هو نفس الكبل البصري الأرضي, مع نواة بحجم الشعر في المنتصف, لكن الكبل البصري البحري يحتاج إلى حماية أقوى للدروع. من الخارج الى الداخل, وهي مقسمة إلى: طبقة بولي ايثيلين, راتنجات البوليستر, طبقة حبلا فولاذية, طبقة مقاومة للماء من الألومنيوم, طبقة راتنج حمض الكربونيك, أنبوب نحاسي, البارافين, طبقة الألكان, وأخيرًا إلى الألياف الضوئية.
التحليل الإنشائي لكابل بحري نموذجي:
- ملاحظة غمد البولي ايثيلين: بولي ايثيلين (بولي ايثيلين, اختصار: PE) هو أحد أكثر أنواع البلاستيك استخدامًا في الحياة اليومية, ويستخدم على نطاق واسع في صناعة الأكياس البلاستيكية, أفلام, البراميل وغيرها من المنتجات. لديها مقاومة جيدة للتآكل, لذلك يتم استخدامه لصنع الجلد الخارجي للكابل البحري.
- راتينج بوليستر أو طبقة بيتومين; ملحوظة: راتنجات البوليستر مقاومة للماء جيدة, آثار التجوية ومكافحة الشيخوخة, والسعر منخفض.
- طبقة حبلا فولاذية; ملحوظة: حبلا الصلب هو سلك مصنوع عن طريق لف أسلاك فولاذية متعددة, والتي تستخدم بشكل رئيسي لتحسين قوة شد الكابل.
- طبقة ألمنيوم مقاومة للماء
- طبقة بولي كربونات
- أنابيب النحاس أو الألومنيوم
- البارافين, طبقة الألكان
- حزم الألياف
حماية العديد من الطبقات لمنع تآكل مياه البحر. طبقة البوليمر للطبقة الخارجية لمنع التفاعل بين مياه البحر والكابل الفولاذي المقوى لتوليد الهيدروجين. حتى لو كانت الطبقة الخارجية متآكلة حقًا, الأنابيب النحاسية, البارافين, وراتنج الكربونات في الطبقة الداخلية سيمنعان الهيدروجين من الإضرار بالألياف. ولكن بغض النظر عن مدى جودة تصميم هذه الآلية, مع تراكم الوقت وتدمير القوة الخارجية, ستظل الألياف الضوئية للكابل البحري تالفة.
غواصة | عمر كابل تحت الماء
بشكل عام, عمر الكابل البصري 25 سنوات.
تم تصميم الكابلات البحرية بحيث يكون عمرها الافتراضي على الأقل 25 سنوات, وأي خطر أقل من ذلك غير مقبول. خلال هذا الوقت, المد والجزر المتغيرة, التعرية, العواصف, ويمكن لمياه البحر أن تدمرها. حطام, الحياة البحرية تتشبث بالكابل, وقضم سمك القرش العرضي على الكابل بدافع الفضول كلها مدمرات محتملة للكابلات البحرية.
هذه الحوادث غير الخبيثة والتي تحدث بشكل طبيعي, مثل الزلازل, معدات الشباك الخيشومية وعضات سمك القرش, منصف "نادر للغاية" أسباب فشل الكابلات, حسب التلغراف, الذي يراقب جميع انقطاعات وأضرار الشبكة تحت سطح البحر. التهديد الكبير يمثله البشر: سفن كبيرة, مثل قوارب الصيد والسفن السياحية, يغرقون مراسيهم في أعماق المحيط, الذي يضرب الكابلات البحرية, وهو ما يمثل حوالي ثلثي حالات فشل الكابلات البحرية.
تغليف ونقل الكابلات البحرية
حسب طول اللوحة, هناك طريقتان بشكل عام: تحميل وتغليف اللوح
حزمة طبل
حزمة التفاف
مد الكابلات البحرية وتركيبها
كيف يتم وضع الكابلات البحرية?
هل يكفي مجرد رميها في البحر? من الواضح أنه لا.
تم التعرف على مشروع مد الكابلات الضوئية البحرية كواحد من أكثر المشاريع واسعة النطاق تعقيدًا وصعوبة من قبل البلدان في جميع أنحاء العالم.
يمكن تقسيم عملية التمديد بأكملها إلى قسمين, وهي التمدد في منطقة البحر الضحلة ووضع في منطقة البحر العميق.
دعونا نلقي نظرة على الصورة التالية, وهي عملية مد الكابلات الضوئية البحرية (بما فيها البحر الضحل و بحر عميق).
وضع الكابلات الضوئية للبحر الضحلة
بينهم, في منطقة البحر الضحلة, تبقى سفينة مد كبل الألياف الضوئية على بعد عدة كيلومترات من الساحل, ويسحب كابل الألياف الضوئية الموضوعة على الكيس العائم إلى الشاطئ من خلال الجر للجرار البري, ثم يزيل الكيس العائم, بحيث يغرق كابل الألياف الضوئية في قاع البحر.
يجب أن تحمل السفينة كمية كبيرة من كابلات الألياف الضوئية ليتم مدها. يمكن لسفينة تمديد كابلات الألياف الضوئية الحديثة حملها 2,000 كيلومترات من كبلات الألياف الضوئية ووضعها بسرعة 200 كيلومترات في اليوم.
وضع الكابلات البصرية في أعماق البحار
في منطقة أعماق البحار, تستخدم سفينة التمديد أولاً كاشفًا تحت الماء ومركبة تحكم عن بعد تحت الماء لإجراء المراقبة والتعديل تحت الماء لتجنب المناطق غير المستوية والصخرية في قاع البحر.
بعد الانتهاء من مسح الطريق, من الضروري وضع الكبل البصري.
في هذا الوقت, دخلت الحفارة في اللعب. سيتم وضعه مبدئيًا على الشاطئ وربطه بالطرف الثابت لكابل الألياف البصرية. وظيفتها تشبه إلى حد ما المحراث لحرث الحقل. للكابلات الضوئية, إنه ثقل موازن يغرق الكابلات الضوئية في قاع البحر.
يتم سحب الحفارة للأمام بواسطة وعاء التمديد. بالإضافة إلى كونه بمثابة ثقل موازن لكابل الألياف الضوئية ليغرق في قاع المحيط, يعمل في ثلاث خطوات:
- تتمثل الخطوة الأولى في استخدام مياه الصرف ذات الضغط العالي لإنشاء خندق حوله 2 متر في قاع البحر;
- الخطوة الثانية هي إدخال الكبل البصري في الأخدود من خلال فتحة الكبل البصري;
- والخطوة الثالثة هي تغطية الكابل البصري بمساعدة الرمل المجاور له.
ببساطة, سفينة مد كبل الألياف الضوئية هي مد الكابلات, والحفار هو وضع كابل الألياف البصرية الحقيقي. ومع ذلك, الكبل البصري عبر المحيط سميك نسبيًا ولديه مرونة ضعيفة, لذلك يجب التحكم بدقة في السرعة الأمامية للسفينة.
بالإضافة الى, في قاع البحر مع تضاريس وعرة, يحتاج الروبوت إلى اكتشاف أفضل مسار باستمرار لمنع الصخور من إتلاف الكابل البصري.
لذلك, بشكل عام, عملية دفن الكابلات الضوئية هي الاستكشاف والتنظيف, وضع الكابلات البحرية وحماية الدفن.
خلال هذه العملية, يجب أن تولي سفينة مد الكابلات اهتمامًا خاصًا بسرعة الإبحار وسرعة تحرير الكبل البصري للتحكم في زاوية دخول الماء للكابل البصري وتوتر التمديد, وذلك لتجنب تلف الألياف الضوئية الهشة في الكبل البصري بسبب نصف قطر الانحناء الصغير جدًا أو التوتر المفرط.
كابل بحري تالف
غالبًا ما تكون الكابلات عرضة للتلف العرضي من شباك الجر بقوارب الصيد, المراسي أو الحياة البحرية, وأحيانًا من قبل قوات العدو في زمن الحرب. ال 1929 تسبب زلزال نيوفاوندلاند في انهيار هائل لقاع البحر, مما أدى إلى إتلاف العديد من الكابلات البحرية في نفس الوقت. قد يؤدي تلف الكابلات البحرية إلى انقطاع خدمات الإنترنت الإقليمية والهاتف البعيد المدى, تسبب في خسائر لا تحصى. علي سبيل المثال, ال 2006 كان زلزال هنغتشون مثالاً على ذلك. يقع هذا الانهيار الأرضي بالقرب من مضيق لوزون. محطة هبوط الكابلات البحرية في فانغشان ليست بعيدة, كما تتأثر الكابلات البحرية المارة.
إصلاح الكابلات البحرية تحت الماء
إن إصلاح كابلات الألياف الضوئية ليس بالمهمة السهلة, حتى أصغر الأضرار يمكن أن تتسبب في فشل الكابل. يتطلب الأمر الكثير من القوى العاملة والموارد المادية لإيجاد فجوة صغيرة في عشرات الآلاف من الكيلومترات من الكابلات البصرية.
لإصلاح كابل أعماق البحار, يجب تحديد موقع الموضع التالف أولاً, وسيتم إحضار الجزء التالف إلى السطح لإصلاحه. يجب قطع كابل حزام الماء العميق من الجزء التالف, ثم يتم إحضاره إلى السطح للتواصل مع الطرف الآخر, والجزء الذي تم إصلاحه سيكون أطول من الجزء الأصلي.
رسم تخطيطي لمبدأ إصلاح الكابلات البحرية
إصلاح خطوات محددة
يمكن تقسيم عملية إصلاح الكبل البصري البحري تقريبًا إلى الخطوات الخمس التالية:
تتمثل الخطوة الأولى في استخدام مقياس انعكاس المجال الزمني البصري (OTDR) لتحديد موقع الخطأ التقريبي, ثم استخدم روبوتًا تحت الماء لمسح واكتشاف الموقع الدقيق للكابل البحري التالف.
يستخدم OTDR مبدأ انعكاس المجال الزمني لإرسال واستقبال مجموعة كاملة من الإشارات أولاً. سيعكس الموضع المكسور الإشارة. تتم مقارنة الإشارة المنعكسة المستردة مع شكل الإشارة والوقت المحسوبين بواسطة الخوارزمية الرياضية, وذلك لتحديد الموضع المحدد لكسر الألياف. .
في الخطوة الثانية, يقوم الروبوت بحفر كابل الألياف الضوئية المدفون في قاع البحر, ثم يقطعها, تربط نهايات القطع بالحبال الموضوعة على السفينة, وتسحبه من البحر.
والخطوة الثالثة هي استكمال لحام إصلاح السفينة. عملية الربط هذه معقدة للغاية, لأن ألياف سمك الشعرة في الكابل البصري يجب تقطيعها واحدة تلو الأخرى.
في الخطوة الرابعة, بعد اكتمال توصيل الكبل البصري البحري الجديد, الاختبارات المتكررة مطلوبة لضمان الاتصال العادي ونقل البيانات.
الخطوة الخامسة هي إعادة إلقاء الكابل البصري البحري الذي تم إصلاحه في البحر, ثم استخدم الروبوت لدفنه وتغطيته بالرمل.
في هذه الحالة, تم إصلاح الكبل البصري البحري التالف بالكامل.
