海底光纜的真相

北莫寒

在描述將互聯(lián)網(wǎng)囊括在內(nèi)的線路系統(tǒng)時，作家尼爾·斯蒂芬森將地球比作一個電腦主板。從掛著電纜的電線桿到埋設(shè)光纖的警告標志，人類生存的世界被數(shù)不清的線路包圍，這些線路構(gòu)成了互聯(lián)網(wǎng)的基石。

實際上，我們能看到的地面互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施只是冰山一角，還有無數(shù)光纜鋪設(shè)在海洋深處。以下盤點的是關(guān)于海底光纜的一些真相。

工程漫長而昂貴

99%的國際數(shù)據(jù)通過海底通訊光纜傳輸。海底光纜的長度有的可達幾萬公里，有的深度相當(dāng)于珠穆朗瑪峰的高度。海底光纜由鋪設(shè)船鋪設(shè)，鋪設(shè)過程并不是簡單地將鐵砧固定的光纜沉入海底。通常情況下，光纜必須穿過海底的平坦表面，避開珊瑚礁、沉船、魚類棲息地以及其他生態(tài)棲息地和常見障礙物。

鋪設(shè)在淺水域的光纜直徑與普通易拉罐相當(dāng)，深海的光纜直徑較小，與一根魔法筆差不多。由于鋪設(shè)至海底2400米的光纜數(shù)量不多，因此不需要使用太多鍍鋅屏蔽線。淺水區(qū)的光纜借助高壓水噴流埋到海床下面。鋪設(shè)跨度1.6千米的海底光纜的成本取決于光纜總長度和目的地，一條跨洋光纜的鋪設(shè)成本可達數(shù)億美元。

鯊魚喜歡撕咬海底光纜

鯊魚很喜歡撕咬海底光纜，原因眾說紛紜。有的說與電磁場有關(guān)，有的說只是因為好奇，更有人開玩笑地說它們有意破壞人類的通訊基礎(chǔ)設(shè)施，而后發(fā)動地面攻擊。

不管原因是什么，鯊魚撕咬光纜是一個不爭的事實。為了解決這個問題，谷歌等公司為他們的光纜采取了防護措施，即使用抗鯊魚撕咬外皮包裹光纜。

脆弱如地下光纜

似乎每隔幾年，建筑工人的推土機都會無意間挖斷光纜，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)斷線。海洋中雖然沒有工程機械破壞光纜，但也存在很多威脅。除鯊魚外，海底光纜還受船錨、漁船拖網(wǎng)和自然災(zāi)害的威脅。

多倫多的一家公司提議鋪設(shè)一條穿過北極的光纜，將東京和倫敦連接在一起。在此之前，這種設(shè)想不可能實現(xiàn)，但由于氣候變化導(dǎo)致冰蓋消融，只要擁有雄厚的資金，鋪設(shè)這樣一條光纜的想法便可以成為現(xiàn)實。

通過海底光纜連接世界

1854年，第一條跨洋電報電纜開始鋪設(shè)，連接紐芬蘭和愛爾蘭，4年后發(fā)出第一封電報，內(nèi)容為：懷特豪斯收到持續(xù)5分鐘的信號，線圈信號太弱，無法傳遞。請慢一點并且有規(guī)律。電報中的懷特豪斯指的是大西洋電報公司的首席電氣技師瓦爾德曼·懷特豪斯。

情報機構(gòu)喜歡竊聽海底光纜

在冷戰(zhàn)高潮時期，前蘇聯(lián)經(jīng)常在兩個主海軍基地之間傳輸經(jīng)過簡單加密的信號。當(dāng)時的前蘇聯(lián)官員認為深度加密很麻煩，是一種不必要的做法，因為兩座基地使用一條海底光纜連接，穿過布滿感應(yīng)器的前蘇聯(lián)領(lǐng)海，美國人不可能冒著點燃第三次世界大戰(zhàn)的風(fēng)險破壞光纜。

此外，他們也不認為美軍的大比目魚號潛艇能突破前蘇聯(lián)防御部隊的監(jiān)視。然而，就是這艘被他們忽視的美國潛艇發(fā)現(xiàn)了光纜并安裝了一個巨大的竊聽器，竊聽器每月傳回一次收集的信息。這次行動被稱為“常春藤之鈴”。后來，前美國國安局分析師羅納德·佩爾頓向前蘇聯(lián)出賣情報，泄露了“常春藤之鈴”行動的秘密。

現(xiàn)在，竊聽海底光纜已成為情報機構(gòu)的一種標準作業(yè)。

多國光纜繞過美國防竊聽

在電子間諜活動方面，美國擁有巨大優(yōu)勢。美國的科學(xué)家、工程師和企業(yè)在發(fā)明和建造全球通訊基礎(chǔ)設(shè)施方面扮演了重要角色。大型數(shù)據(jù)線路往往穿過美國邊境和海域，降低了美國人竊聽的難度。

前國安局雇員愛德華·斯諾登曝光機密文件之后，很多國家了解到美國情報機構(gòu)在截獲外國數(shù)據(jù)方面所達到的惡劣程度，陷入無比憤怒之中。

現(xiàn)在，一些國家正在重新考慮構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。巴西啟動了一項計劃，鋪設(shè)一條通往葡萄牙的通訊光纜，這條光纜不僅繞過美國，同時還特意將美國的公司排除在計劃之外。

海底光纜成本更低速度更快

人類已將1000多顆衛(wèi)星送入太空，將探測器送上彗星，甚至還計劃實施載人火星探索任務(wù)。也許你會認為利用衛(wèi)星連接互聯(lián)網(wǎng)是一個比海底光纜更為理想的做法，衛(wèi)星一定會勝過海底光纜這個在電話誕生前發(fā)明的技術(shù)。然而，實際情況并非如此。

光纜和通訊衛(wèi)星都是上世紀60年代問世的，衛(wèi)星存在一大劣勢，即發(fā)送和接收的信號需穿過太空，耗時較長。光纜則能以達到光速99.7%的速度傳輸數(shù)據(jù)。

南極洲是唯一一個沒有實體線路連接互聯(lián)網(wǎng)的大陸，依靠衛(wèi)星進行數(shù)據(jù)傳輸，帶寬非常珍貴。在南極洲進行的是非常重要的氣候研究，會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，帶寬絕不是個小問題。

讓互聯(lián)網(wǎng)癱瘓的關(guān)鍵

切斷海底通訊光纜并非易事，因為每一條都擁有數(shù)千伏的致命電壓。但這種破壞并非不可能。

2013年，在亞歷山大港北部地區(qū)，一群身穿潛水服的家伙故意切斷了東南亞-中東-西歐4號光纜。這條電纜全長約2萬公里，連接3個大陸。切斷之后，埃及的網(wǎng)速瞬間下降了60%。

不易修復(fù)

如果你認為換根網(wǎng)線是件麻煩事，不妨想一想更換一段海底光纜所要面臨的困難。當(dāng)海底光纜出現(xiàn)破損，專業(yè)維修船便會趕赴現(xiàn)場。如果光纜位于淺水區(qū)，可以派機器人下水，將光纜拖到水面。

如果是1900米以下的深海區(qū)，維修船會使用專業(yè)抓鉤抓住光纜，而后提至水面進行維修。有時抓鉤會切掉受損光纜，維修船讓兩端升出水面，進行修復(fù)。

壽命為25年

截至2014年，海底通訊光纜數(shù)量已達到285條，其中22條不再使用，被稱為黑光纜。海底光纜的壽命為25年，從容量的角度上說，海底光纜在服役期內(nèi)具有經(jīng)濟上的可行性。

過去10年里，全球數(shù)據(jù)消費量呈爆炸性增長趨勢。2013年，互聯(lián)網(wǎng)流量達到人均5GB，2018年將增至14GB。這種增長無疑會帶來容量問題，需要更頻繁地升級光纜。

不過，相位調(diào)制方面的新技術(shù)以及海底線路終端設(shè)備的改進讓一些區(qū)域的容量增加了8000%，海底光纜為互聯(lián)網(wǎng)流量的激增做好了充足準備。