“跑馬圈海” 承載95%數據傳輸量的海底電纜 蘊藏價值超19億美元

當你借助網絡與大洋彼岸的朋友視頻連線；當你鼠標輕點，瀏覽網頁開心海淘……你可曾想過，這些信息是如何“跨過千山萬水”來到你的眼前？或許你會仰望星空，為在太空中翱翔的衛星點贊。可你知道嗎，真正讓我們享受便利數字生活的，不是衛星，而是默默無聞的海底光纜（以下簡稱海纜）。

它們又被稱為海底通訊電纜，分布在大洋海底，宛如一條條“血管”。受數據通信業務增長預期影響，海纜布局競爭日益激烈，一些跨國互聯網公司也開始在這一領域跑馬圈“海”。

前不久，中國信息通信研究院發布的《中國光纜互聯互通白皮shu》（以下簡稱《白皮shu》）就指出，當前互聯網*已成為跨洋海纜的重要參與力量，目前互聯網*參與投資建設的海纜已經超過15條。

抗干擾、壽命長，肩負通信重任

調查顯示，目前鋪設的海纜已超過448條，總長度超過120萬公里，承載著世界95%以上的數據通信流量，是名副其實的數據“主動脈”。

“網絡傳輸主要包括光纜、微波、衛星等方式，其中光纜是目前主要的傳輸方式，絕大部分的數據需要通過海底通信光纜傳輸。”南開大學信息技術科學學院教授、博士生導師吳虹對科技日報記者說，光纜和通信衛星同于上世紀60年代問世，衛星存在一大劣勢，即地面收發信號時需要穿過太空和大氣層，因此耗時較長；而光纜能以接近光速的速度傳輸數據。

海纜以光纖為主要傳輸介質，用絕緣外皮包裹的導線束鋪設于海底，三芯海纜可防止外界光磁波的干擾，所以海纜信噪比較高，通信基本感受不到時延。海纜的設計壽命為25年，比人造衛星壽命要長很多。

“雖然衛星通信成本在不斷下降，但容量相對有限，當前和在未來一段時間，海纜仍是互聯互通的‘主角兒’。”中國信息通信研究院產業與規劃研究所副總工程師牟春波說，作為超大量傳輸系統，海纜有其特殊的應用場合，例如海島間、海島與大陸間通信，只有海纜能提供低成本、超大容量的傳輸系統，而通信衛星在成本和容量上都無法與海纜系統相比。

此外，海纜也是通信的重要手段。“海纜大部分是走公共海域，協調難度小；而構建聯通多國的陸地光纜系統協調難度大，需要各國在過境電路價格、建設和運維標準等方面達成一致。目前建設跨多國陸地光纜傳輸系統還沒有太多成功案例，海纜在未來一段時間仍將是通信主要的承載方式。”牟春波告訴科技日報記者，目前世界上除40多個內陸國家之外，其余的200多個國家地區全都是通過海纜實現數據信息傳遞。

“但海纜傳輸系統相對陸地來說建設難度大，建設周期長、成本高，因此海纜傳輸系統相對陸地光纜系統會優先采用xian進的光纖傳輸技術。目前一根海纜的傳輸容量可達80＊100G，甚至更高。”牟春波說。

要求高、略嬌氣，需特殊“裝束”保護

海洋深不可測，冰冷的洋流下隱藏著幾千米深的海溝……在如此復雜的水下環境，海纜是怎么被埋進去的？

牟春波解釋道，海纜傳輸系統被埋設在海洋中，特殊的工作環境也決定了海纜系統的特性，對它的要求不同于陸地光纜系統。例如，長距離海纜系統需要遠端供電以保證水下中繼器正常工作；海纜需要加強安全保護措施；水下中繼器、分支單元、接頭盒等設施要承受很大壓力，對密閉性、安全可靠性等要求都非常高。

實際上，人類在海底鋪設海纜的歷史已有100多年了。早在1850年，英國和法國就在英吉利海峽鋪設了歷*條海纜。

“與百年前的銅芯海纜比，目前普遍應用的海纜光纖都設在U形槽塑料骨架中，槽內填滿油膏或彈性塑料體形成的纖芯。纖芯周圍用高強度的鋼絲繞包，在繞包guo程中要把所有縫隙都用防水材料填滿，再在鋼絲周圍繞包一層銅帶并焊接搭縫，使鋼絲和銅管形成一個抗壓和抗拉的聯合體。”牟春波介紹說，遠程供電對海纜系統而言十分重要，海纜用的數字中繼器比在陸地用的模擬中繼器用電量要大好幾倍，同時對可靠性的要求較高，不能斷電。因此在有鯊魚出沒的地區，海纜的外面通常還要加上兩層鋼帶繞包并再加一層聚乙烯外護套，保護光纖、防止斷裂以及被咬壞。

華為海洋網絡有限公司（以下簡稱華為海洋）是世界*四的海纜施工單位，該公司負責人告訴科技日報記者，海纜由于長期被浸泡在高濃度海水中，所以極易受到海水腐蝕。此外，氫分子會擴散到光纖的玻璃材料中，加大光纖的損耗。因此海纜既要防止內部產生氫氣，同時還要防止氫氣從外部滲入光纜。“與陸地光纜比，海纜工作環境復雜惡劣，因此每隔一段距離會有一個中繼器用來修復和加強信號。”上述華為海洋負責人說，這也是海纜比較“嬌氣”的一個原因。

該負責人還表示，鋪設時，要先將海纜裝到施工的敷設船上，然后船慢慢開動的同時把光纜平鋪沉入海底。

“敷設船上的纜線埋設機有點像干農活兒的犁，隨著海纜敷設船拖曳前進，其底部有幾排噴水孔，作業時每個孔同時向海底噴射出高壓水柱，將海底泥沙沖開，形成光纜溝。該設備上有一導纜孔，專業人員可借助此孔把光纜送到纜溝底部。過去，常常借海流讓砂自然覆蓋在溝上面，以省去埋纜線的時間。而現在，通常會用水下機器人沖一個溝，然后將海纜放進去再埋上泥土。”上述負責人說。

參與者少、數量有限，我國海纜建設滯后

直徑只有成人大拇指粗的海纜每秒可傳輸100TB甚至更多數據，它們就像分布在海底的“血管”，搭建起世界互聯網和通信網絡。

海纜規模、通達方向等決定了一國在網絡中的地位，美國、英國、日本等國都是在海纜數量排名靠前的國家。隨著各國對海纜建設的重視，海纜建設還將進一步繁榮。

《白皮shu》中提到，在互聯網*的支持下，美國擁有*豐富的互聯網內容，成為了內容的中心。不僅如此，近年來，谷歌、臉書等互聯網*也把目光聚焦到海纜身上，成為海纜建設中一股重要的新生力量。

早在2017年9月底，臉書與微軟合作的跨大西洋通信光纜Marea就已完工，全長6600公里，其中數據傳輸速度高達每秒160TB，相當于一秒鐘能傳輸5000多部高清電影。“互聯網*們參與海纜建設，主要是為滿足自有云計算等業務布局的需求，減少整體成本，提高數據信息交互便捷性。”吳虹分析道，由于海纜建設和運營成本較高，未來只有少數互聯網*才有能力參與海纜建設。

“這可是一個有錢人的游戲。”吳虹開玩笑說，目前，我國只有三家基礎電信企業能參與海纜建設，互聯網企業沒有相關業務許可。我國登陸海纜數量較少，與我國網絡大國地位不相符。

說起中國海纜現狀，牟春波顯得格外焦急。他說，海纜業是一個高度封閉和壟斷型市場，過去幾十年包括連接到我國在內的海纜系統基本上都由美國泰科、法國阿爾卡特朗訊、日本NEC這三家主導。經過10年奮起直追，以華為海洋為首的中國公司迅速崛起，目前華為海洋在淺海架設的無中繼海纜數量居世界，但受接入地點、政策審批等因素制約，在較為的長距離海底中繼系統方面，目前中國自主建設的海纜還較少。

數據顯示，未來兩年海纜的市場估值將保持在19億美元上下。“海纜行業將迎來發展的黃金時期，除區域數據中心、云計算、4K/8K視頻、5G及物聯網等技術興起因素的推動外，各國政策的支持以及互聯網*的加入也會讓海纜業務進入爆發期。”牟春波說。

“在即將到來的5G時代，數據交換量將會激增，我們相信海纜系統會朝著更加大容量、高靈活性和高可靠性的方向發展。”吳虹說。