کابل فیبر نوری زیردریایی (زیر دریا) که به عنوان کابل ارتباطی زیردریایی نیز شناخته می شود، سیمی است که با مواد عایق پیچیده شده و در بستر دریا قرار می گیرد تا انتقال مخابرات بین کشورها برقرار شود.
سیستم کابل فیبر نوری زیردریایی عمدتاً برای اتصال کابل فیبر نوری و اینترنت استفاده می شود. به دو بخش تجهیزات خشکی و تجهیزات زیر آب تقسیم می شود. کابل فیبر نوری زیردریایی مهمترین و آسیب پذیرترین بخش تجهیزات زیر آب است.
ساختار تجهیزات
کابل نوری زیردریایی با یک بسته سیمی که در یک غلاف عایق پیچیده شده است، روی بستر دریا گذاشته می شود. آب دریا می تواند از تداخل نور خارجی و امواج مغناطیسی جلوگیری کند، بنابراین نسبت سیگنال به نویز کابل زیردریایی بالا است. هیچ تاخیر زمانی در ارتباط کابل نوری زیردریایی وجود ندارد. عمر طراحی کابلهای نوری زیردریایی 25 سال کارکرد مداوم است، در حالی که ماهوارههای مصنوعی معمولاً ظرف 10 تا 15 سال سوخت ندارند.
ساختار اصلی کابل نوری زیردریایی عبارت است از: لایه پلی اتیلن، لایه رزین پلی استر یا لایه آسفالت، لایه رشته فولادی، لایه ضد آب آلومینیوم، لایه پلی کربنات، لوله مسی یا آلومینیومی، پارافین، لایه آلکان، بسته نرم افزاری فیبر نوری و غیره.
سیستم کابل نوری زیردریایی عمدتاً برای اتصال کابل های نوری و اینترنت استفاده می شود. به دو بخش تجهیزات خشکی و تجهیزات زیر آب تقسیم می شود. تجهیزات مستقر در ساحل خدمات ارتباطی مانند صدا، تصویر و داده را بسته بندی و انتقال می دهد. تجهیزات زیر آب وظیفه پردازش، ارسال و دریافت سیگنال های ارتباطی را بر عهده دارند. تجهیزات زیر آب به سه قسمت تقسیم می شوند: کابل فیبر نوری زیردریایی، تکرار کننده و" واحد شاخه"؛: کابل فیبر نوری زیردریایی مهم ترین و آسیب پذیرترین قسمت است.
ساختار کابل نوری اعماق دریا پیچیده تر است: فیبر نوری در اسکلت پلاستیکی شیار U شکل قرار می گیرد و شیار برای تشکیل هسته با گریس یا پلاستیک الاستیک پر می شود. هسته با سیم فولادی با استحکام بالا پیچیده شده است. در طول فرآیند بسته بندی، تمام شکاف ها باید با مواد ضد آب پر شوند. سپس یک لایه نوار مسی دور سیم فولادی پیچیده شده و درز آن جوش داده می شود تا سیم فولادی و لوله مسی ترکیبی از فشار و کشش را تشکیل دهند. یک لایه غلاف پلی اتیلن باید در قسمت بیرونی سیم فولادی و لوله مسی اضافه شود. چنین ساختار چند لایه محکم برای محافظت از فیبر نوری، جلوگیری از شکستن و جلوگیری از نفوذ آب دریا است. در مناطقی که کوسه ها آلوده هستند، یک لایه اضافی از غلاف پلی اتیلن به بیرون کابل زیردریایی اضافه می شود.
ساختار کابل نوری زیردریایی باید محکم و سبک باشد، اما از آلومینیوم فلزی سبک نمی توان استفاده کرد، زیرا آلومینیوم و آب دریا برای تولید هیدروژن واکنش الکتروشیمیایی می دهند و مولکول های هیدروژن به مواد شیشه ای فیبر نوری پخش می شوند. که باعث از بین رفتن فیبر نوری می شود. بنابراین، کابل نوری زیردریایی نه تنها باید از تولید هیدروژن در داخل جلوگیری کند، بلکه از نفوذ هیدروژن به داخل کابل نوری نیز از بیرون جلوگیری می کند. به همین دلیل، در اوایل دهه 1990، فیبر نوری با پوشش کربن یا تیتانیوم برای جلوگیری از نفوذ هیدروژن و خوردگی شیمیایی ساخته شد. کانکتور فیبر نوری نیز باید از استحکام بالایی برخوردار باشد و به اتصال برای حفظ استحکام فیبر نوری اصلی و سطح فیبر نوری اصلی در برابر آسیب نیاز دارد.
گونه های اصلی
با توجه به محیط های مختلف دریایی و اعماق آب، می توان آن را به کابل های نوری در عمق دریا و کابل های نوری کم عمق تقسیم کرد. به همین ترتیب، ساختار کابل نوری با یک لایه زره تک لایه و یک لایه زره دو لایه نشان داده می شود. در روش نمایش مدل محصول، DK برای زره های تک لایه و SK برای زره های دو لایه استفاده می شود. مشخصات با تعداد و نوع الیاف بیان می شود.
با توجه به نقش و عملکرد می توان تقسیم کرد
کابل ارتباطی زیردریایی و کابل برق نوری زیردریایی. اولی عمدتاً برای خدمات ارتباطی استفاده می شود و دومی عمدتاً برای انتقال زیر آب انرژی نور با قدرت بالا استفاده می شود.
اصل فنی
شبکه های کشورهای مختلف جهان را می توان به عنوان یک شبکه محلی بزرگ در نظر گرفت. کابل های نوری زیردریایی و زمینی آنها را به هم متصل می کنند تا اینترنت را تشکیل دهند. کابل نوری"عصب مرکزی" اینترنت، و ایالات متحده تقریباً"مغز" از اینترنت ایالات متحده به عنوان زادگاه اینترنت، تعداد زیادی سرور وب و پیام فوری (مانند MSN) را ذخیره می کند. از 13 سرور ریشه ای که نام دامنه را در سطح جهانی حل می کنند، 10 مورد در ایالات متحده هستند. به اکثر وب سایت های .com و .net وارد شوید یا ایمیل ارسال کنید، داده ها تقریباً همه باید برای رسیدن به مقصد در ایالات متحده بگردند.
کابل های زیردریایی در حال حاضر به طور جداگانه نگهداری می شوند و برای اهداف ایمنی، کابل های زیردریایی نیز باید در زمان های معمولی نگهداری شوند. اگر کسی کابل زیردریایی را بیرون بیاورد و فیبر نوری به آن اضافه کند، اطلاعات ممکن است دزدیده شود. اگر جنگی رخ دهد، ممکن است کسی به کابل فیبر نوری آسیب برساند. کابل های زیردریایی بهترین راه حل برای ارتباطات امروزی هستند. روش های دیگری مانند ماهواره و مایکروویو را می توان به عنوان مکمل استفاده کرد، اما به نظر می رسد که نمی توانند جایگزین کابل های زیردریایی شوند زیرا کانال های آنها محدود است. این راهی است که به اکثر کاربران اجازه می دهد تا به روشی ارزان با هم ارتباط برقرار کنند.
منبع تغذیه از راه دور سیستم کابلی زیردریایی بسیار مهم است و تکرار کننده ها در طول کابل زیردریایی به منبع تغذیه از راه دور ایستگاه فرود متکی هستند. تکرار کننده دیجیتالی که در کابل نوری زیردریایی استفاده می شود عملکردهای زیادی دارد و مصرف برق چندین برابر تکرار کننده آنالوگ کابل زیردریایی است. منبع تغذیه نیاز به قابلیت اطمینان بالایی دارد و نمی توان آن را قطع کرد. بنابراین، در مناطقی که کوسه ها آلوده هستند، باید دو لایه نوار فولادی و یک لایه غلاف بیرونی پلی اتیلن به قسمت بیرونی کابل نوری زیردریایی اضافه شود. حتی با وجود چنین محافظت محکمی، مواردی وجود داشت که عایق های پلی اتیلن کابل های نوری اعماق دریا توسط کوسه ها گاز گرفته شد و باعث قطع برق در اواخر دهه 1980 شد.
ویژگی های اصلی
در مقایسه با کابلهای فیبر نوری زمینی، کابلهای فیبر نوری زیردریایی مزایای زیادی دارند: اول، آنها نیازی به حفر تونل یا پشتیبانی توسط براکت ندارند، بنابراین سرمایهگذاری کم است و سرعت ساخت سریع است. با توجه به تخریب محیط طبیعی مانند باد و امواج و تداخل فعالیت های تولید انسان، کابل ایمن و پایدار، با قابلیت ضد تداخل قوی و عملکرد محرمانه خوب است.
روش ساخت
طراحی کابل نوری زیردریایی باید اطمینان حاصل کند که فیبر نوری تحت تأثیر نیروهای خارجی و محیط قرار نمی گیرد. الزامات اساسی عبارتند از: می تواند با محیط فشار زیردریایی، سایش، خوردگی، زیست شناسی و غیره سازگار شود. دارای یک لایه زره مناسب برای جلوگیری از آسیب تراول قایق های ماهیگیری، لنگرها و کوسه ها. کابل فیبر نوری می شکند در همان زمان، طول نفوذ آب دریا به کابل نوری را به حداقل برسانید. می تواند از نفوذ هیدروژن به کابل نوری از بیرون و هیدروژن تولید شده در داخل جلوگیری کند. دارای مدار منبع تغذیه از راه دور با مقاومت کم است. می تواند در طول تخمگذار و بازیافت کشش را تحمل کند. عمر مفید متوسط است. نیاز بیش از 25 سال است.
کابل نوری زیردریایی اعماق دریا (بالاتر از 1000 متر) از ساختار زرهی بدون فولاد استفاده می کند، اما ساختار هسته کابل و عضو تقویت کننده (معمولاً سیم فولادی مرکزی) باید قادر به محافظت از فیبر نوری باشد تا از افزایش ارتفاع جلوگیری کند. فشار آب دریا و فشار بالا در طول تخمگذار و بازیافت. تنش به منظور جلوگیری از آسیب کوسه، دو لایه نوار فولادی باید به صورت مارپیچی روی غلاف کابل نوری در عمق دریا در منطقه دریایی که کوسه ها در آن آلوده شده اند پیچیده شود و یک لایه غلاف پلی اتیلن خارجی باید فشرده شود.
ساختار هسته کابل نوری زیردریایی دریای کم عمق (در فاصله 1000 متری آب) مانند کابل نوری دریای عمیق است، اما کابل نوری دریای کم عمق باید دارای یک زره سیم فولادی تک لایه یا دو لایه باشد. تعداد لایه های زره و قطر خارجی سیم فولادی با توجه به محیط زیردریایی، عمق آب، امکان دفن، ماهیگیری و ... مسیر کابل زیردریایی تعیین می شود.
فرآیند تخمگذار
پروژه کابل زیردریایی به عنوان یک پروژه پیچیده و دشوار در مقیاس بزرگ توسط کشورهای سراسر جهان شناخته شده است. در دریاهای کم عمق، اگر عمق آب کمتر از 200 متر باشد، کابل ها دفن می شوند، در حالی که در دریاهای عمیق، کابل کشی می شوند. دفن جت هیدرولیک روش اصلی دفن است. چندین ردیف سوراخ پاشش آب در پایین تجهیزات مدفون وجود دارد که به صورت موازی در دو طرف توزیع شده اند. در حین کار، هر سوراخ جت های آب پرفشار را به طور همزمان به کف دریا می پاشد تا رسوبات بستر دریا را شسته و یک ترانشه کابل زیردریایی تشکیل دهد. قسمت بالایی تجهیزات دارای سرب است، برای هدایت کابل (کابل نوری) به پایین ترانشه کابل زیردریایی استفاده می شود و ترانشه به طور خودکار توسط جزر و مد پر می شود. تجهیزات مدفون شده توسط کشتی ساختمانی به جلو کشیده می شود و دستورالعمل های مختلفی از طریق کابل کار داده می شود. ماشین های کابل گذاری معمولاً تجهیزات دفن زیر آب ندارند و با وزن کابل زیردریایی روی سطح بستر دریا گذاشته می شوند.
قایق به حرکت رو به جلو ادامه می دهد، و سپس با ربات زیر آب، یک سنگر را شستشو می دهد، کابل نوری را داخل آن قرار می دهد، و سپس با ربات زیر آب، ماسه ها را برمی گرداند، کابل نوری را می پوشاند و سپس به حرکت خود ادامه می دهد. هنگامی که به اسکله نیاز است، اتصال در قایق تکمیل می شود، و سپس Seal، و سپس به دراز کشیدن ادامه می دهد. در حال حاضر تمام کابلهای نوری زیردریایی فیبر نوری هستند و کابلها بسیار کم است و تمام کابلهایی که در حال حاضر گذاشته شده در خاک دفن شدهاند، یعنی از یک ربات زیر آب برای شستشوی یک سنگر و گذاشتن آن و سپس دفن آن استفاده میشود. خاک
ربات زیر آب در واقع از یک پمپ آب پرفشار استفاده می کند تا آب را با فشار بالا تحت فشار قرار دهد و آن را به بیرون پاشیده و در نتیجه با سرعت از سنگر خارج می شود. در مورد تعمیر و نگهداری، اصلاً تعمیر و نگهداری وجود ندارد. به طور معمول، نیازی به تعمیر و نگهداری نیست. فقط باید بررسی کنید که آیا کابل نوری به طور منظم با یک ربات زیر آب در معرض دید قرار دارد یا خیر، و اگر وجود دارد، گل را بپوشانید. علاوه بر این، اگر شکسته شد، برای اندازه گیری آن از ردیاب تضعیف استفاده کنید تا موقعیت خاص را به دست آورید و سپس به آنجا بروید تا آن را ماهیگیری کنید، آن را وصل کنید یا روش های دیگر، معمولاً تمام قسمت آسیب دیده را قطع کنید و آن را با قسمت جدید جایگزین کنید.
رسیدگی به حوادث
شکست، شکستگی
به طور کلی دو دلیل اصلی برای شکستن کابل زیردریایی وجود دارد. یکی فورس ماژور مانند زلزله و سونامی و دیگری عوامل دست ساز انسان. هنگامی که کابل قطع می شود، نه تنها تأثیر زیادی بر ارتباطات بین المللی خواهد داشت، بلکه ضرر ناشی از آن حتی غیرقابل محاسبه است.
خسارت
کابل ها اغلب در معرض آسیب توسط تراول های ماهیگیری، لنگرها و حتی کوسه ها هستند. گاهی اوقات کابل ها توسط نیروهای دشمن در زمان جنگ از بین می روند. زلزله بزرگ نیوفاندلند در سال 1929 باعث سقوط یک زیردریایی در مقیاس بزرگ شد که باعث آسیب به کابل فرا اقیانوس اطلس شد.
هنگامی که چندین کابل زیردریایی به طور همزمان آسیب می بینند (مثلاً در اثر زلزله آسیب می بینند)، ممکن است باعث قطع شدن اینترنت منطقه ای و خدمات تلفن راه دور و در نتیجه خسارات غیرقابل محاسبه شود. به عنوان مثال، زلزله هنگچون در سال 2006 یک نمونه است.
کابل عمیق را تعمیر کنید و قسمت آسیب دیده برای تعمیر به سطح آورده شود. قسمت آسیب دیده کابل آب عمیق باید قطع شود و برای تعمیر روی سطح آورده شود. قطعه تعمیر شده طولانی تر از قطعه اصلی خواهد بود.
برخی از کابل های مهم در نزدیکی بنادر برای تعمیر کشتی های اختصاص داده شده به تعمیر کابل ها نصب شده اند. چندین شرکت بازسازی مانند CS Cyrus West Field در نزدیکی هالیفاکس، نوا اسکوشیا تأسیس شده اند. برخی از اپراتورهای مخابراتی بزرگ، مانند فرانس تلکام و ژاپن تلکام، کشتی های کابلی زیردریایی خود را دارند.
تعمیر
کابل های نوری زیردریایی معمولاً در عمق 1-2 متری زیر بستر دریا مدفون می شوند. از آنجایی که بستر دریا خیلی منظم نیست، کابل های نوری ناگزیر گاهی اوقات در معرض دید قرار می گیرند. هنگامی که قایق ماهیگیری لنگر می اندازد یا از ترال برای ماهیگیری استفاده می کند، ممکن است کابل فیبر نوری از بین برود. بنابراین محل عبور کابل فیبر نوری از بستر دریا به عنوان منطقه بدون لنگر در نظر گرفته شده و هیچ کشتی اجازه پهلوگیری ندارد. این اصل مانند کابل های نوری در خشکی است. ما اغلب علائمی مانند"در زیر زمین کابل های نوری وجود دارد و ساخت و ساز ممنوع است" در جاده کابلهای نوری زیردریایی باید محافظت شوند و فناوری برای بهبود استحکام کششی خود کابل زیردریایی باید تقویت شود.
اولین قدم در کار تعمیر، یافتن نقطه شکست است. مهندسان کابل زیردریایی می توانند محل تقریبی نقطه شکست را از طریق قطعی تلفن و اینترنت پیدا کنند. ترمینال ساحلی می تواند پالس های نوری ساطع کند و فیبر نوری معمولی همیشه می تواند این پالس ها را در دریا منتقل کند، اما اگر فیبر شکسته شود، پالس از آن نقطه به عقب باز می گردد و ترمینال ساحلی می تواند نقطه شکست را به این ترتیب پیدا کند. . پس از آن، کابلهای نوری جدید باید توسط کشتیها برای تعمیر وارد شوند، اما اولین قدم بازیابی فیبرهای نوری شکسته است.
اگر عمق کابل نوری کمتر از 2000 متر در زیر آب باشد، می توانید از یک ربات برای نجات کابل نوری استفاده کنید. به طور کلی در دریا با عمق آبی حدود 3000 تا 4000 متر قرار دارد. فقط یک نوع قلاب گیره قابل استفاده است. بیش از 12 ساعت طول می کشد تا یک بار چنگال را جمع کنید. لازم است پس از ماهیگیری کابل نوری شکسته در کشتی، کابل را از وسط اضافه کنید. این کار توسط تکنسین بسیار حرفه ای انجام می شود.
1. پس از شیرجه رفتن ربات در آب، محل دقیق کابل نوری زیردریایی آسیب دیده را اسکن و تشخیص می دهد.
2. ربات کابل نوری زیردریایی مدفون در گل را بیرون می آورد و با قیچی کابل برش می دهد. طناب روی قایق گذاشته شد و ربات به یک سر کابل نوری بسته شد و سپس از دریا بیرون کشیده شد. در همان زمان، ربات یک ترانسپوندر بی سیم را در محل برش نصب می کند.
3. از همین روش برای بیرون کشیدن یک بخش دیگر از کابل نوری از دریا استفاده کنید. مانند تعمیر خطوط تلفن، ابزارهای کشتی به دو سر کابل فیبر نوری متصل می شوند و ایستگاه فرود کابل نوری زیردریایی در دو جهت برای تشخیص اینکه کدام انتهای کابل نوری مسدود شده است استفاده می شود. پس از آن قسمت بلندتر کابل زیردریایی را با قسمت مسدود شده پس بگیرید و قطع کنید. بخش دیگر با شناور نصب شد و به طور موقت روی دریا شناور شد.
4. سپس، کابل اپتیکال زیردریایی یدکی را به صورت دستی به دو نقطه شکست کابل نوری زیردریایی متصل کنید. اتصال کانکتورهای کابل فیبر نوری یک کار با"محتوای فنی" بسیار بالا است که برای افراد عادی مناسب نیست. قبل از اینکه بتوان آن را راه اندازی کرد، باید شخصی باشد که به طور ویژه آموزش دیده و از یک سازمان بین المللی مجوز گرفته باشد.
5. پس از اتصال کابل اپتیکال زیردریایی یدکی، پس از آزمایش های مکرر، پس از عادی شدن ارتباط، به داخل آب دریا پرتاب می شود. در این زمان، ربات زیر آب در شرف"مبارزه با" دوباره:"فلش" کابل نوری زیردریایی تعمیر شده، یعنی از یک تفنگ آب پرفشار برای شستشوی لجن کف دریا از یک سنگر استفاده کنید و"lay" کابل نوری زیردریایی تعمیر شده به آن.
در عین حال، آب و هوای شدید مانند بادهای شدید و امواج در دریا ممکن است کار مرمت را کند کند.
