Le câble à fibre optique sous-marin (sous-marin), également connu sous le nom de câble de communication sous-marin, est un fil enveloppé d'un matériau isolant et posé sur le fond marin pour établir la transmission des télécommunications entre les pays.
Le système de câble à fibre optique sous-marin est principalement utilisé pour connecter le câble à fibre optique et Internet. Il se divise en deux parties : les équipements terrestres et les équipements sous-marins. Le câble sous-marin à fibres optiques est la partie la plus importante et la plus vulnérable de l'équipement sous-marin.
Structure de l'équipement
Le câble optique sous-marin est posé sur le fond marin avec un faisceau de fils enroulé dans une gaine isolante. L'eau de mer peut empêcher l'interférence de la lumière externe et des ondes magnétiques, de sorte que le rapport signal/bruit du câble sous-marin est élevé ; il n'y a pas de retard dans la communication du câble optique sous-marin. La durée de vie nominale des câbles optiques sous-marins est de 25 ans en fonctionnement continu, tandis que les satellites artificiels manquent généralement de carburant en 10 à 15 ans.
La structure de base du câble optique sous-marin est la suivante : couche de polyéthylène, couche de résine polyester ou d'asphalte, couche de toron d'acier, couche étanche en aluminium, couche de polycarbonate, tube de cuivre ou d'aluminium, paraffine, couche d'alcane, faisceau de fibres optiques, etc.
Le système de câble optique sous-marin est principalement utilisé pour connecter des câbles optiques et Internet. Il se divise en deux parties : les équipements terrestres et les équipements sous-marins. L'équipement à terre emballe et transmet des services de communication tels que la voix, l'image et les données. L'équipement sous-marin est responsable du traitement, de l'envoi et de la réception des signaux de communication. Les équipements sous-marins sont divisés en trois parties : le câble sous-marin en fibre optique, le répéteur et le&''branchement&'' : le câble sous-marin en fibre optique est la partie la plus importante et la plus vulnérable.
La structure du câble optique en eau profonde est plus compliquée : la fibre optique est placée dans le squelette en plastique de la rainure en forme de U, et la rainure est remplie de graisse ou de plastique élastique pour former le noyau. Le noyau est enveloppé de fil d'acier à haute résistance. Pendant le processus d'emballage, tous les espaces doivent être comblés avec un matériau imperméable. Ensuite, une couche de ruban de cuivre est enroulée autour du fil d'acier et la couture est soudée pour que le fil d'acier et le tube de cuivre forment une résistance Combinaison de compression et de tension. Une couche de gaine en polyéthylène doit être ajoutée à l'extérieur du fil d'acier et du tuyau en cuivre. Une telle structure multicouche étanche vise à protéger la fibre optique, à empêcher la rupture et à empêcher l'intrusion d'eau de mer. Dans les zones où les requins sont infestés, une couche supplémentaire de gaine en polyéthylène est ajoutée à l'extérieur du câble sous-marin.
La structure du câble optique sous-marin doit être solide et légère, mais l'aluminium métallique léger ne peut pas être utilisé, car l'aluminium et l'eau de mer réagiront électrochimiquement pour produire de l'hydrogène et les molécules d'hydrogène se diffuseront dans le verre de la fibre optique. ce qui augmentera la perte de la fibre optique. Par conséquent, le câble optique sous-marin doit non seulement empêcher la génération d'hydrogène à l'intérieur, mais également empêcher l'hydrogène de pénétrer dans le câble optique depuis l'extérieur. Pour cette raison, au début des années 1990, une fibre optique revêtue de carbone ou de titane a été développée pour empêcher la pénétration d'hydrogène et la corrosion chimique. Le connecteur de fibre optique doit également être à haute résistance, ce qui nécessite que la connexion maintienne la résistance de la fibre optique d'origine et la surface de la fibre optique d'origine contre les dommages.
Espèce principale
Selon différents environnements marins et profondeurs d'eau, il peut être divisé en câbles optiques pour eaux profondes et câbles optiques pour eaux peu profondes. De manière correspondante, la structure du câble optique est représentée par une couche de blindage monocouche et une couche de blindage bicouche. Dans la méthode de représentation du modèle de produit, DK est utilisé pour une armure à couche unique et SK est utilisé pour une armure à double couche. Les spécifications sont exprimées par le nombre et le type de fibres.
Selon le rôle et la fonction peut être divisé en
Câble de communication sous-marin et câble d'alimentation optique sous-marin. Le premier est principalement utilisé pour les services de communication et le second est principalement utilisé pour la transmission sous-marine d'énergie lumineuse de haute puissance.
Principe technique
Les réseaux de divers pays du monde peuvent être considérés comme un grand réseau local. Les câbles optiques sous-marins et terrestres les relient pour former Internet. Le câble optique est le"nerf central" de l'Internet, et les États-Unis sont presque le"cerveau" d'Internet. En tant que berceau d'Internet, les États-Unis stockent de nombreux serveurs Web et de messagerie instantanée (tels que MSN). Sur les 13 serveurs racine qui résolvent les noms de domaine dans le monde, 10 se trouvent aux États-Unis. Connectez-vous à la plupart des sites Web .com et .net ou envoyez des e-mails, des données Presque tous doivent faire le tour des États-Unis pour atteindre la destination.
Les câbles sous-marins sont désormais entretenus séparément et, pour des raisons de sécurité, les câbles sous-marins doivent également être entretenus en temps normal. Si quelqu'un repêchait le câble sous-marin et ajoutait de la fibre optique, l'information pourrait être volée. S'il y a une guerre, quelqu'un peut endommager le câble à fibre optique. Les câbles sous-marins sont aujourd'hui la meilleure solution de communication. D'autres méthodes telles que les satellites et les micro-ondes peuvent être utilisées en complément, mais il semble qu'elles ne puissent pas remplacer les câbles sous-marins car leurs canaux sont limités. C'est un moyen qui permet à la majorité des utilisateurs de communiquer de manière peu coûteuse.
La téléalimentation du système de câble sous-marin est très importante et les répéteurs le long du câble sous-marin dépendent de la téléalimentation de la station d'atterrissage. Le répéteur numérique utilisé dans le câble optique sous-marin a de nombreuses fonctions et la consommation électrique est plusieurs fois supérieure à celle du répéteur analogique du câble sous-marin. L'alimentation électrique nécessite une grande fiabilité et ne peut pas être interrompue. Par conséquent, dans les zones où les requins sont infestés, deux couches de ruban d'acier et une couche de gaine extérieure en polyéthylène doivent être ajoutées à l'extérieur du câble optique sous-marin. Même avec une protection aussi stricte, il y a eu des cas où les isolants en polyéthylène des câbles optiques des grands fonds ont été mordus par des requins et ont causé des pannes de courant à la fin des années 1980.
Caractéristiques principales
Par rapport aux câbles à fibres optiques terrestres, les câbles à fibres optiques sous-marins présentent de nombreux avantages : d'abord, ils n'ont pas besoin de creuser de tunnels ou de support par des supports, donc l'investissement est faible et la vitesse de construction est rapide ; En raison de la destruction de l'environnement naturel tel que le vent et les vagues et l'interférence des activités de production humaine, le câble est sûr et stable, avec une forte capacité anti-interférence et de bonnes performances de confidentialité.
Méthode de construction
La conception du câble optique sous-marin doit garantir que la fibre optique n'est pas affectée par les forces extérieures et l'environnement. Les exigences de base sont : il peut s'adapter à l'environnement de pression sous-marine, d'abrasion, de corrosion, de biologie, etc. ; avoir une couche de blindage appropriée pour éviter les dommages causés par les chaluts, les ancres et les requins des bateaux de pêche ; ruptures de câble à fibre optique En même temps, minimisez la longueur d'eau de mer pénétrant dans le câble optique ; il peut empêcher l'hydrogène de pénétrer dans le câble optique depuis l'extérieur et l'hydrogène généré à l'intérieur ; il dispose d'un circuit d'alimentation à distance à faible résistance ; il peut résister à la tension lors de la pose et du recyclage ; la durée de vie est moyenne L'exigence est de plus de 25 ans.
Le câble optique sous-marin en eau profonde (au-dessus de 1 000 mètres) adopte une structure blindée sans acier, mais la structure de l'âme du câble et de l'élément de renforcement (généralement le fil d'acier central) doit pouvoir protéger la fibre optique pour empêcher la haute pression de l'eau de mer et la haute pression lors de la pose et du recyclage. tension. Afin d'éviter d'endommager les requins, deux couches de ruban d'acier doivent être enroulées en spirale sur la gaine du câble optique en haute mer dans la zone maritime où les requins sont infestés, et une couche de gaine extérieure en polyéthylène doit être pressée.
La structure de base du câble optique sous-marin en mer peu profonde (à moins de 1 000 mètres d'eau) est la même que celle du câble optique en haute mer, mais le câble optique en mer peu profonde doit avoir une armure de fil d'acier à une ou deux couches. Le nombre de couches de blindage et le diamètre extérieur du fil d'acier sont déterminés en fonction de l'environnement sous-marin, de la profondeur de l'eau, de sa possibilité d'enfouissement, de la pêche, etc. du tracé du câble sous-marin.
Processus de pose
Le projet de câble sous-marin est reconnu comme un projet à grande échelle complexe et difficile par les pays du monde entier. En mer peu profonde, si la profondeur de l'eau est inférieure à 200 mètres, les câbles sont enterrés, tandis qu'en mer profonde, ils sont posés. L'enfouissement par jet hydraulique est la principale méthode d'enfouissement. Il y a plusieurs rangées de trous de pulvérisation d'eau au bas des équipements enterrés, qui sont répartis en parallèle des deux côtés. Pendant le fonctionnement, chaque trou pulvérise des jets d'eau à haute pression sur le fond marin en même temps pour emporter les sédiments du fond marin et former une tranchée de câble sous-marin ; la partie supérieure de l'équipement est munie d'un chaumard, il sert à guider le câble (câble optique) jusqu'au fond de la tranchée du câble sous-marin, et la tranchée est automatiquement comblée par la marée. L'équipement enterré est remorqué vers l'avant par le navire de construction, et diverses instructions sont données par le câble de travail. Les machines de pose de câbles n'ont généralement pas d'équipement d'enfouissement sous-marin et sont posées à la surface du fond marin par le poids du câble sous-marin.
Le bateau continue d'avancer, puis nettoie une tranchée avec le robot sous-marin, met le câble optique à l'intérieur, puis rince le sable avec le robot sous-marin, recouvre le câble optique, puis continue d'avancer. Lorsque l'amarrage est nécessaire, la connexion est terminée sur le bateau, puis Seal, puis continuez à poser. À l'heure actuelle, tous les câbles optiques sous-marins sont des fibres optiques, et il y a très peu de câbles, et tous les câbles actuellement posés sont enterrés dans le sol, c'est-à-dire qu'un robot sous-marin est utilisé pour nettoyer une tranchée et la mettre dedans puis enterrer le sol.
Le robot sous-marin utilise en fait une pompe à eau à haute pression pour pressuriser l'eau à haute pression et la pulvériser, se précipitant ainsi hors de la tranchée. Quant à l'entretien, il n'y a pas d'entretien du tout. Normalement, il n'y a pas besoin d'entretien. Il suffit de vérifier régulièrement si le câble optique est exposé avec un robot sous-marin, et s'il y en a, de recouvrir la boue. De plus, s'il se brise, utilisez le détecteur d'atténuation pour le mesurer afin d'obtenir la position spécifique, puis allez-y pour le pêcher, le connecter ou d'autres méthodes, généralement couper toute la section endommagée et la remplacer par une nouvelle.
Gestion des incidents
fracture
Il y a généralement deux raisons principales aux ruptures de câbles sous-marins. L'un est un cas de force majeure comme les tremblements de terre et les tsunamis, et l'autre est une cause humaine. Une fois le câble débranché, cela aura non seulement un impact énorme sur les communications internationales, mais la perte causée est encore plus incalculable.
endommager
Les câbles sont souvent susceptibles d'être endommagés par les chalutiers, les ancres et même les requins. Les câbles sont parfois détruits par les troupes ennemies en temps de guerre. Le tremblement de terre de Grand Terre-Neuve en 1929 a provoqué un effondrement sous-marin à grande échelle qui a endommagé le câble transatlantique.
Une fois que plusieurs câbles sous-marins sont endommagés en même temps (par exemple, endommagés par un tremblement de terre), cela peut provoquer l'interruption des services Internet régionaux et téléphoniques longue distance, entraînant des pertes incalculables. Par exemple, le tremblement de terre de Hengchun en 2006 en est un exemple.
Réparez le câble profond et la partie endommagée est ramenée à la surface pour réparation. La partie endommagée du câble en eau profonde doit être coupée et ramenée à la surface pour réparation. La pièce réparée sera plus longue que celle d'origine.
Certains câbles importants à proximité des ports ont été installés pour réparer les navires dédiés à la réparation des câbles. Plusieurs entreprises de restauration telles que CS Cyrus West Field ont été établies près d'Halifax, en Nouvelle-Écosse. Certains grands opérateurs télécoms, comme France Télécom et Japan Telecom, possèdent leurs propres navires câbliers sous-marins.
réparation
Les câbles optiques sous-marins sont généralement enterrés à une profondeur de 1 à 2 mètres sous le fond marin. Parce que le fond marin n'est pas très régulier, les câbles optiques seront inévitablement parfois exposés. Le câble à fibre optique peut être détruit lorsque le bateau de pêche est ancré ou qu'il utilise un chalut pour pêcher. Par conséquent, l'endroit où le câble à fibre optique passe sur le fond marin est désigné comme une zone sans ancrage et aucun navire n'est autorisé à accoster. Ce principe est le même que celui des câbles optiques terrestres. Nous voyons souvent des panneaux comme"Il y a des câbles optiques sous terre et la construction est interdite" sur la route. Les câbles optiques sous-marins doivent être protégés et la technologie doit être renforcée pour améliorer la résistance à la traction du câble sous-marin lui-même.
La première étape du travail de réparation consiste à trouver le point d'arrêt. Les ingénieurs des câbles sous-marins peuvent trouver l'emplacement approximatif du point d'arrêt grâce à des pannes de téléphone et d'Internet. Le terminal côtier peut émettre des impulsions lumineuses, et la fibre optique normale peut toujours transmettre ces impulsions dans la mer, mais si la fibre est cassée, l'impulsion rebondira à partir de ce point et le terminal côtier pourra ainsi trouver le point de rupture. . Après cela, de nouveaux câbles optiques doivent être apportés par les navires pour réparation, mais la première étape consiste à récupérer les fibres optiques cassées.
Si le câble optique est à moins de 2 000 mètres de profondeur sous l'eau, vous pouvez utiliser un robot pour récupérer le câble optique. Généralement, il est situé dans la mer avec une profondeur d'eau d'environ 3 000 à 4 000 mètres. Un seul type de grappin peut être utilisé. Il faut plus de 12 heures pour rétracter le grappin une fois. Il faut rajouter le câble au milieu après avoir pêché le câble optique cassé sur le bateau. Ce travail est effectué par un technicien hautement professionnel.
1. Une fois que le robot a plongé dans l'eau, il scanne et détecte l'emplacement précis du câble optique sous-marin endommagé.
2. Le robot déterre le câble optique sous-marin enfoui dans la boue et le coupe avec des ciseaux à câble. La corde a été posée sur le bateau et le robot a été attaché à une extrémité du câble optique, puis il a été retiré de la mer. Dans le même temps, le robot installe un transpondeur sans fil au niveau de la coupe.
3. Utilisez la même méthode pour tirer une autre section de câble optique hors de la mer. Comme pour la maintenance des lignes téléphoniques, les instruments du navire sont connectés aux deux extrémités du câble à fibre optique, et la station d'atterrissage du câble optique sous-marin dans les deux sens est utilisée pour détecter quelle extrémité du câble optique est bloquée. Après cela, reprenez la partie la plus longue du câble sous-marin avec la partie bloquée et coupez-la. L'autre section a été équipée d'une bouée et laissée flotter temporairement sur la mer.
4. Ensuite, connectez manuellement le câble optique sous-marin de rechange aux deux points d'arrêt du câble optique sous-marin. La connexion de connecteurs de câbles à fibres optiques est un travail avec un"contenu technique" extrêmement élevé, qui n'est pas compétent pour les gens ordinaires. Il doit s'agir d'une personne spécialement formée et ayant obtenu une licence d'une organisation internationale avant de pouvoir être exploité.
5. Une fois le câble optique sous-marin de rechange connecté, après des tests répétés, une fois la communication normale, il sera jeté dans l'eau de mer. A ce moment, le robot sous-marin est sur le point de"combattre" à nouveau :"rincer" ; le câble optique sous-marin réparé, c'est-à-dire, utilisez un pistolet à eau à haute pression pour chasser le limon sur le fond marin hors d'une tranchée, et&"posez &" ; le câble optique sous-marin réparé dans celui-ci.
Dans le même temps, des conditions météorologiques extrêmes telles que des vents forts et des vagues en mer peuvent ralentir les travaux de restauration.
