海底光纜傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)概述

目前,海底光纜通信系統(tǒng)已廣泛應用于洲際間的國際通信,它作為一種大容量高質(zhì)量的數(shù)字通信傳輸媒介已受到各國的高度重視。到目前為止,已建成及在建的海底光纜傳輸系統(tǒng)已經(jīng)構成了一個全球性的國際通信網(wǎng)絡,并將成為今后國際及地區(qū)間通信的主要傳輸手段。1993年底,我國與日本和美國合作建成了我國第一條中日國際海底光纜系統(tǒng),此后又與韓國合作建成了中韓海底光纜系統(tǒng)。目前我國正積極參與其它幾條國際海底光纜系統(tǒng)的建設和規(guī)劃?？梢灶A料,在不久的將來,會建設起更多的海底光纜傳輸系統(tǒng)以提高我國的國際及國內(nèi)通信能力。

第一代海底光纜傳輸系統(tǒng)，采用工作波長1.3μm窗口的常規(guī)單模光纖和動態(tài)多縱模激光器，衰減系數(shù)為0.30～0.40dB/km，最大色散系數(shù)為3.5ps/（nm·km），傳輸速率為280Mbit/s，線路碼型為24B1P，每對光纖提供64kbit/s的信道3780個話路。系統(tǒng)的傳輸容量視光纜內(nèi)的光纖對數(shù)決定，一般海底光纜采用三對光纖，其容量是3 780個話路的三倍。平均中繼段長為50km，系統(tǒng)傳輸長度為8 000km；

第二代海底光纜傳輸系統(tǒng)，采用工作波長1.55Mm窗口的損耗最小的單模光纖衰減系數(shù)為0.15至0.20dB/km，最大色散系數(shù)為20ps/（nm·km），或采用1.55μm波長色散位移單模光纖，用動態(tài)單縱模激光器來代替動態(tài)多縱模激光器，其衰減系數(shù)為0.19～0.25dB/km，最大色散系數(shù)為3.5ps/（nm·km）傳輸速率為560Mbit/s，線路碼型為24BIP，每對光纖提供64kbit/s的信道7 560個話路，三對光纖的光纜系統(tǒng)傳輸容量為7 560個話路的三倍。中繼段平均長度為120km。系統(tǒng)傳輸長度10 000km。兩種類型海底光纜都具備敷設在8 000m水深的海洋中。

①具有高度可靠性。系統(tǒng)壽命為25年。在此期限內(nèi)，由于設備和主要器件損壞而引起的障礙不超過3次。主要元器件和系統(tǒng)均有備用，能自動（或人工）進行倒換；②光纜和中繼器能承受8 000m水深的壓力，還能承受敷設和打撈修理海纜時的張力，并具有防水汽滲透的密閉性，在惡劣的環(huán)境中能長時保證正常運行；③光纜制造長度長（最長能達75km），中繼段接續(xù)點少，在平均120km的中繼段里，只有一個接續(xù)點，接頭損耗??；光纖本身質(zhì)量高，損耗小，平均中繼段長。

海底光纜傳輸系統(tǒng)主要是由設在陸地上的海纜登陸局內(nèi)的終端設備（包括光終端傳輸設備、監(jiān)控設備、供電設備和光纜終端設備）和設在海中的光中繼器、海底光纜所構成。①光終端傳輸設備提供海底光纜系統(tǒng)與陸上光纜中繼系統(tǒng)的雙向接口設備。它將139.264Mbit/s數(shù)字流和插入的監(jiān)控以及業(yè)務聯(lián)絡等輔助比特，變換為147.8Mbit/s數(shù)字流，然后再將2個同步的147.8Mbit/s數(shù)字流，變換為295.6Mbit/s線路傳輸?shù)乃俾剩▽?80Mbit/s傳輸系統(tǒng)），或者將4個147.8Mbit/s數(shù)字流，變換為591.2Mbit/s線路傳輸速率（對560Mbit/s傳輸系統(tǒng)）。再經(jīng)電/光轉(zhuǎn)換，輸出光信號到海底光纜線路上。同時終端設備還應提供與此相反的變換過程；②監(jiān)控設備，由海底光纜傳輸系統(tǒng)的監(jiān)控信號、監(jiān)視系統(tǒng)運行狀態(tài)、監(jiān)測系統(tǒng)比特差錯率、激光器偏流、收信光功率等，完成對線路的日常測試，存儲測試數(shù)據(jù)，預報系統(tǒng)可能發(fā)生的障礙，一旦系統(tǒng)發(fā)生障礙，準確地測出障礙地點，以便及時搶修。控制備用部件和備用系統(tǒng)的倒換。確保系統(tǒng)正常運行；③供電設備，由海底光纜中的供電導體與大地構成的串聯(lián)直流供電回路，對中繼器進行供電。供電有主備用設備雙重保證，當一臺變換器發(fā)生障礙時，另一臺變換器在不中斷業(yè)務的條件下，通過自動（或人工）倒換承擔系統(tǒng)供電；④光纜終端設備，從海中進局的海底光纜，終端在光纜終端設備上，將光纜中的光纖與供電導線分開，分別接到局內(nèi)光纜和供電電纜上并引至光終端傳輸設備和供電設備中繼器，中繼器由再生中繼回路、監(jiān)控回路和供電回路組成。再生中繼回路將光終端傳輸設備或前一個中繼器送來的光信號，經(jīng)過光/電轉(zhuǎn)換后，對信號放大、整形、再生，再經(jīng)電/光轉(zhuǎn)換，輸出光信號到海底光纜線路上。中繼回路信號的工作速率為295.6Mbit/s或591.2Mbit/s。中繼器外殼用特殊的合金制成，具有高機械強度特性，并具有防震、抗壓、散熱和高密閉性的要求，確保中繼器在海底正常工作；⑥海底光纜，海底光纜的結構應具有抗壓力、耐張力、耐磨損、防腐蝕、防魚咬和高密閉性，根據(jù)海洋中的不同底質(zhì)條件，配有輕重鎧裝結構和防魚咬等不同外護套的海底光纜。海底光纜中的光纖，具有高強度、低損耗、微彎不敏感，以及對氫氣影響參數(shù)較穩(wěn)定。

由于國際通信業(yè)務的急劇增加和新技術新材料的不斷涌現(xiàn)，海底光纜通信系統(tǒng)發(fā)展前景更加廣闊。第三代海底光纜傳輸系統(tǒng)將采用光放大和相干光傳輸?shù)燃夹g，線路傳輸速率高達5Gbit/s，每對光纖通信能力達60 480路超大容量系統(tǒng)。預計1996年左右TPC-5或TAT-12/13第三代海底光纜系統(tǒng)將投產(chǎn)使用。為了使海底光纜有更大的靈活性，海底光纜將會出現(xiàn)多點分支，構成多點到多點的網(wǎng)路系統(tǒng)，與大陸通信系統(tǒng)相連，構成通往世界各地的縱橫交錯通信網(wǎng)。