Okyanus ötesi denizaltı iletişim kabloları nasıl çalışır?

Tüm gezegenimiz, çeşitli amaçlar için kablolu ve kablosuz ağlara sıkıca sarılmıştır. Tüm bu bilgi ağının çok büyük bir kısmı veri kablolarından oluşur. Ve bugün sadece hava veya yer altı ile değil, su altında bile döşeniyorlar. Bir denizaltı kablosu kavramı yeni değil.

Bu tür ilk iddialı fikrin uygulanmasının başlangıcı, iki kıtanın ülkeleri olan Amerika Birleşik Devletleri ve Büyük Britanya'nın nihayet bir ay boyunca iyi durumda kalan bir transatlantik telgraf kablosuyla birbirine bağlandığı 5 Ağustos 1858'e kadar uzanıyor. , ancak kısa sürede çökmeye başladı ve sonunda korozyon nedeniyle kırıldı. Rota boyunca iletişim, yalnızca 1866'da güvenilir bir şekilde restore edildi.

Dört yıl sonra Birleşik Krallık'tan Hindistan'a Bombay ve Londra'yı doğrudan bağlayan bir kablo döşendi. O zamanın en iyi sanayicileri ve bilim adamları projelerin geliştirilmesine katıldı: Wheatstone, Thomson, Siemens kardeşler. Bu olaylar bundan yaklaşık bir buçuk asır önce olmasına rağmen, o zaman bile insanlar binlerce kilometre uzunluğunda iletişim hatları oluşturuyorlardı.

Bu ve diğer alanlardaki mühendislik düşüncesi çalışmaları da 1956'da gelişti.Amerika ile telefon bağlantısı da kurulur. Hat, bu okyanus ötesi telefon hattının yapım hikayesini anlatan Arthur Clarke'ın aynı adlı kitabı gibi "okyanusun öte yanından gelen ses" olarak adlandırılabilir.

Elbette birçoğu, su altında 8 kilometreye kadar derinlikte çalışmak üzere tasarlanmış kablonun nasıl tasarlandığıyla ilgileniyor. Açıkçası, bu kablo dayanıklı ve kesinlikle su geçirmez olmalı, muazzam su basıncına dayanacak kadar güçlü olmalı, hem kurulum sırasında hem de uzun yıllar boyunca kullanım sırasında hasar görmemelidir.

Buna göre kablo, sadece kurulum sırasında değil, mekanik çekme yükleri altında bile iletişim hattının kabul edilebilir çalışma özelliklerini korumaya izin verecek özel malzemelerden yapılmış olmalıdır.

Örneğin, Google'ın 2015 yılında Oregon ve Japonya'yı 60 TB/sn veri aktarım kapasitesi sağlamak üzere birbirine bağlayan 9.000 kilometrelik Pasifik fiber optik kablosunu düşünün. Projenin maliyeti 300 milyon dolardı.

Optik kablonun verici kısmı hiçbir şeyde olağandışı değildir. Ana özellik, iletişim hattının hizmet ömrünü artırırken, bu kadar büyük bir derinlikte amaçlanan kullanımı sırasında bilgiyi ileten optik çekirdeği korumak için derin deniz kablosunun korunmasıdır. Kablonun tüm bileşenlerine sırayla bakalım.

Kablo yalıtımının dış katmanı geleneksel olarak polietilenden yapılır. Bu malzemenin dış kaplama olarak seçilmesi tesadüfi değildir.Polietilen neme karşı dayanıklıdır, okyanus suyunda bulunan alkaliler ve tuz çözeltileri ile reaksiyona girmez ve polietilen, konsantre sülfürik asit dahil olmak üzere organik veya inorganik asitlerle reaksiyona girmez.

Ve dünya okyanusunun suları periyodik tablonun tüm kimyasal elementlerini içermesine rağmen, buradaki en haklı ve mantıklı seçim polietilendir, çünkü herhangi bir bileşimdeki suyla reaksiyonlar hariç tutulur, bu da kablonun zarar görmeyeceği anlamına gelir. Çevre.

Yalıtım olarak ve 20. yüzyılın ortalarında inşa edilen ilk kıtalararası telefon hatlarında polietilen kullanılmıştır. Ancak doğal gözenekliliği nedeniyle tek başına polietilen kabloyu tam olarak koruyamadığı için ek koruyucu katmanlar da kullanılır.

Polietilenin altında, polietilen tereftalat bazlı sentetik bir malzeme olan bir mylar film bulunur. Polietilen tereftalat kimyasal olarak inerttir, çok agresif ortamlara dayanıklıdır, mukavemeti polietilenden on kat daha fazladır, darbeye ve aşınmaya karşı dayanıklıdır. Mylar, paketleme, tekstil vb. alanlardaki sayısız uygulama bir yana, uzay da dahil olmak üzere endüstride geniş uygulama bulmuştur.

Mylar filmin altında, parametreleri belirli bir kablonun özelliklerine ve amacına bağlı olan bir armatür vardır. Kabloya harici mekanik yüklere karşı dayanıklılık ve direnç veren genellikle sağlam bir çelik örgüdür. Kablodan gelen elektromanyetik radyasyon, kabloyu ısırabilen köpekbalıklarını çekebilir ve herhangi bir bağlantı yoksa olta takımlarına yakalanmak bir tehdit haline gelebilir.

Galvanizli çelik takviyenin varlığı, kabloyu hendeğe koymanıza gerek kalmadan altta güvenle bırakmanıza olanak tanır. Kablo, her katmanın bir öncekinden farklı bir sarma yönüne sahip olduğu, düz bir tel bobini ile birkaç katman halinde güçlendirilmiştir. Sonuç olarak, böyle bir kablonun bir kilometrelik kütlesi birkaç tona ulaşır. Ancak alüminyum kullanılamaz çünkü deniz suyunda hidrojen oluşumu ile reaksiyona girer ve bu da optik fiberlere zarar verir.

Ancak alüminyum polietilen çelik takviyeyi takip eder, ayrı bir koruma ve su geçirmezlik tabakası olarak gider. Aluminopolietilen, birbirine yapıştırılmış alüminyum folyo ve polietilen folyodan oluşan kompozit bir malzemedir. Bu katman, kalınlığı sadece yaklaşık 0,2 mm olduğundan, kablo yapısının büyük bir bölümünde neredeyse görünmezdir.

Ayrıca kabloyu daha da güçlendirmek için bir polikarbonat tabakası vardır. Hafifken yeterince güçlüdür. Polikarbonat ile kablo, basınca ve darbeye karşı daha da dayanıklı hale gelir, koruyucu baretlerin üretiminde polikarbonatın kullanılması tesadüf değildir. Diğer şeylerin yanı sıra, polikarbonat yüksek bir termal genleşme katsayısına sahiptir.

Polikarbonat tabakanın altında bakır (veya alüminyum) bir boru bulunur. Kablo çekirdek yapısının bir parçasıdır ve kalkan görevi görür. Bu tüpün içinde doğrudan kapalı optik fiberlere sahip bakır tüpler bulunur.

Farklı kablolar için fiber optik tüplerin sayısı ve konfigürasyonu farklı olabilir, gerekirse tüpler uygun şekilde iç içe geçirilir. Yapının metal parçaları burada, iletim sırasında kaçınılmaz olarak bozulan optik darbenin şeklini eski haline getiren rejeneratörlere güç sağlamaya hizmet eder.

Tüp duvarı ile optik fiber arasına hidrofobik bir tiksotropik jel yerleştirilir.

Derin deniz fiber optik kablolarının üretimi genellikle denize olabildiğince yakın, çoğu zaman limanın yakınında bulunur, çünkü böyle bir kablo tonlarca ağırlığındadır, ancak onu mümkün olan en uzun parçalardan, en az 4'ten monte etmek daha iyidir. kilometrelerce (böyle bir parçanın ağırlığı 15 tondur !!!).

Bu kadar ağır bir kabloyu uzun bir mesafeye taşımak kolay bir iş değildir. Kara taşımacılığında, parçanın tamamının içindeki liflere zarar vermeden sarılması için ikiz raylı platformlar kullanılmaktadır.

Son olarak, kablo gemiden suya atılamaz. Her şey uygun maliyetli ve güvenli olmalıdır. Önce farklı ülkelerden kıyı sularını kullanma izni alıyorlar, sonra çalışma ruhsatı vs.

Daha sonra jeolojik araştırmalar yaparlar, döşeme alanındaki sismik ve volkanik aktiviteyi değerlendirirler, meteorologların tahminlerine bakarlar, kablonun uzanacağı alandaki su altı heyelan olasılığını ve diğer sürprizleri hesaplarlar.

Derinliği, dibin yoğunluğunu, toprağın yapısını, volkanların, batık gemilerin ve işe müdahale edebilecek veya kablonun uzatılmasını gerektirebilecek diğer yabancı cisimlerin varlığını dikkate alırlar. Ancak en ince ayrıntısına kadar özenle kalibre edilmiş detaylardan sonra kabloyu gemilere yüklemeye ve döşemeye başlarlar.

Kablo sürekli döşenir. Bir gemideki bir bölmeden geçerek dibe battığı yumurtlama alanına taşınır. Makineler, tekne rotayı izlerken gerginliği korurken kabloyu doğru hızda çözer.Kurulum sırasında kablo koparsa, gemiye kaldırılabilir ve hemen onarılabilir.