海底光缆通信系统概述

图1-1给出了一个典型的跨洋海底光缆通信系统，其系统构成大致可分为岸上设备和水下设备两个部分。

岸上设备主要是指线路终端设备（Line Terminal Equipment）、远供电源设备（Power Feed Equipment）、线路监测设备（Line Monitor Equipment）、网络管理设备（Network Management Equipment）以及海洋接地装置（Ocean Grounding Device）等设备。其中，线路终端设备负责再生段端到端通信信号的处理、发送和接收；远供电源设备通过光缆远供导体向海底中继器馈电并通过海水和海洋接地装置回流，远供采用高电压、小电流的方式，供电电流在1A左右，供电电压可高达几千伏；线路监测设备自动监测海底光缆和中继器的状态，在光缆和中继器故障的情况下，自动告警并进行故障定位。

水下设备主要包括海底光缆（Submarine Cable）、光放大器（Optical Am-plifier）和水下分支单元（Branching Unit）。海底光缆有着与陆地光缆相同的光纤并加装了铠装保护，同时还安装了远供电源导体，其电阻小于1Ω/km。远供导体负责将电流输送到海底中继器，海底中继器分流并利用海水作为回流导体，完成电源远供过程。海底分支单元实现海底光缆的分支和电源远供的倒换。

图1-1 跨洋海底光缆通信系统

海底光缆通信系统大体上可分为两类：第一类是有中继通信系统，适用于中、长距离跨洋国际通信；另一类是无中继通信系统，适合于距离较短的海岛间的通信。与有中继通信系统相比，无中继通信系统在供电设备和监测方面稍有不同。首先，无中继通信系统没有远供电源向中继器供电；其次，无中继通信系统对海底设备的监测采用端到端测量方式，而有中继通信系统则是利用中继器的回环耦合器对海底设备的状态进行监测。

在现代通信中，海底光缆通信具有十分重要的意义。其主要优势是：通信质量高、传输时延低（与卫星比较）、不受气象条件影响（与无线传输比）、传输容量大、工作寿命长（25年以上，卫星寿命一般为7～10年）、故障率低（25年系统故障3次以下）。与陆地光缆通信系统相比，海底光缆通信系统的光缆工程施工牵涉面少、建设成本和维护费用低、效益高、抗灾害能力强。与其他通信手段相比，海底光缆通信还具有通信质量稳定、可靠，保密性和隐蔽性好，抗毁、抗干扰等特点。因此，在跨洋通信、洲际通信领域，海底光缆不仅完全取代了原有的海底通信电缆，也已逐步取代卫星通信，迅速成为最主要的国际通信手段。目前，海底光缆通信业务量约占国际通信业务量的90%，是互联网的“中枢神经”。没有海底光缆通信系统，互联网只能算是每个大陆自己的局域网。正是分布在地球上密密麻麻的像“血管”一样的海底光缆通信系统，实现了洲际间的网络联接，在国际间的信息交流中发挥着重要的作用。(www.xing528.com)

发展我国的海底光缆通信技术，建设国家海底光缆通信工程，掌握海底光缆通信系统的运维管理，意义非常重大。一方面，尽管海底光缆通信技术是陆地光缆通信技术在海域的延续发展和应用，但由于海底光缆通信系统应用的特殊物理环境，其技术和特点与陆地光缆通信有较大的区别，见表1-1。因此，与陆地光缆通信系统相比，海底光缆通信的设备和系统更复杂、要求更高，工程建设的难度更大、施工更复杂，系统开通后的对运维管理和维修抢通要求更高。目前，海底光缆通信系统技术只掌握在世界上少数国家手里，再加上海底光缆通信系统的战略地位和在全球通信中的作用，不难看出，一个国家是否拥有自己的海底光缆通信技术，关系到在技术层面上是否拥有更完善、更稳定可靠的通信手段，是衡量通信大国、通信强国的重要标准之一。

表1-1 海底光缆通信系统和陆地光缆通信系统的主要区别

另一方面，我国是一个海洋大国，海岸线总长度3.2万km，其中大陆海岸线长达1.8万km，海域面积达300万km²，沿海分布有大小岛屿6500余个，拥有国际海洋专属开发权的海域面积7.5万km²。如果没有自己的海底光缆通信网络，就难以完成保卫海疆、维护海洋利益和开发利用海洋的使命。缺少了海底光缆通信技术，就意味着通信发展规划的失衡，综合发展实力薄弱，一旦出现突发情况，或者出现不可抗拒的自然灾害甚至发生战争等，空中信道和一般陆上信道中断、阻塞、被扰或被窃，将使国家蒙受不可估量的损失。因此，大力发展建设海底光缆通信系统在政治、军事等方面都有着深远意义。

海底光缆通信系统不仅连接了全球互联网，也是连接全球经济的重要枢纽。如今，面向日益增长的流量需求和物联网时代，海底光缆通信必然迎来新一轮的增长期，再创奇迹。