海底光缆,其实就是光纤,利用光在光导纤维中的传播特性来传输数据。但是,海底光缆又不是单纯的一根光纤,它实际上是一个复杂的传输系统。海底光缆系统由两部分组成:水下设备和岸上设备。水下设备,主要包括光缆、光放大器/中继器和水下分支单元。岸上设备,主要包括光缆终端设备、远供电源设备、线路监测设备、网络管理设备和海洋接地装置等设备。光缆终端设备负责两端信号处理、发送和接收。
检测设备就是告警监控和故障定位等等。这些都很好理解。那中继器和远供电源设备是干嘛用的呢?众所周知,尽管光纤速度快、带宽足,但是信号传送距离有限。由于光存在衰耗,它不能无限制的传送下去。所以,为了实现长距离传输,需要在中间加中继器(信号放大器)。而中继器,是需要用电的。所以,就要用到“远供电源设备”。远程供电示意图如上图所示,海底光缆系统在两端的陆地上配置了远供电源设备。
它通过海底光缆上的远供导体,向海底中继器馈电,从而解决供电的问题。这个供电采用的是高电压、低电流的直流供电,供电电流1安培左右,可供电电压可高达几千伏。所以说,如果你看到海底光缆的话,最好离远一点。。。我们来看看具体实物是怎样的吧!首先是中继器:吊着的那个,就是中继器很显然,中继器直径比海底光缆大得多。正是因为这家伙的尺寸限制了海底光缆的纤芯数量。
因为光缆的纤芯越多,中继器就会成比例的扩大,同时,对供电的要求也随之加大。顺便提一下,海底光缆内含多对光纤。比如,Google在2016年6月份铺设那条号称史上最快的海底光缆(东接美国俄勒冈州,西接日本千叶县和三重县,全长9000公里),其纤芯就由6对组成,其容量为60Tb/s(100Gb/s x 100波长 x 6对纤芯)。再看看岸上设备部分。
首先是远端电源设备,供电几千伏的电压的电源机房到底长什么样?上图左边蓝色的机柜就是远端供电设备这个蓝色机柜里面实际上是由直流变换器组成,每一个变换器提供几千伏直流电,且是N+1备份的。当然,和所有的电源机房一样,一定有电池备份,断电时切换到电池电源。成排的电池还有硕大无比的柴油发电机。。。再去看看线路终端设备机房。海底光缆上岸后,是从这里冒出地面,接入陆地终端设备的(如下图)。
这些黄色光缆接入到各种配线架。这些配线架实现对海底光缆线路的连接、分配和调度,并通过配线架连接到运营商的传输终端设备。配线架机房通过传输设备,再连接到各大数据中心。也就是说,这里就是互联网的出/入海口。目前,我们国家大陆地区海底光缆一共有4个登陆点,分别是青岛(2条光缆)、上海崇明(3条光缆)、上海南汇(3条光缆),还有汕头(3条光缆)。