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商務(wù)咨詢/顧問(wèn)/請(qǐng)@yellowscholar?作者：黃先生斜杠青年

#時(shí)間深度 #海底電纜

海洋光纖網(wǎng)絡(luò)如何代表技術(shù)的勝利，也是全球數(shù)據(jù)的瓶頸。

今天，我想復(fù)興“我們世界的奇跡”系列，并談?wù)勎艺J(rèn)為值得更多認(rèn)可和贊賞的事物：全球的海底電信有線網(wǎng)絡(luò)。這些電纜承載了95%以上的國(guó)際數(shù)據(jù)流量，實(shí)現(xiàn)了全球通信、商業(yè)和協(xié)作。它們是互聯(lián)網(wǎng)的脊梁，也是世界上最令人印象深刻的人類(lèi)工程壯舉之一。

但這個(gè)網(wǎng)絡(luò)是如何形成的呢？它是如何運(yùn)作的？我為什么認(rèn)為它值得在我現(xiàn)代“世界奇觀”榜單中排在#3位，與東大的大運(yùn)河、三角洲工程或全球氣象衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等傳奇基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目齊名？讓我們來(lái)看看。

我是斜杠青年，一個(gè)PE背景的雜食性學(xué)者！?致力于剖析如何解決我們這個(gè)時(shí)代的重大問(wèn)題！?使用數(shù)據(jù)和研究來(lái)解真正有所作為的因素！

海底電纜的歷史可以追溯到19世紀(jì)，當(dāng)時(shí)第一條電報(bào)電纜于1858年橫跨大西洋鋪設(shè)。經(jīng)過(guò)多次嘗試和多年的反復(fù)試驗(yàn)，最終實(shí)現(xiàn)了歐洲與北美之間的近乎即時(shí)通信。這具有革命性意義，隨后幾十年間，更多電纜橫跨其他海洋和地區(qū)鋪設(shè)，形成了徹底改變掙痣、商業(yè)和社會(huì)的全球電報(bào)網(wǎng)絡(luò)。

第一條跨大西洋電話電纜于1956年安裝，實(shí)現(xiàn)了大陸間的語(yǔ)音通話。它使用同軸銅線，可同時(shí)承載36個(gè)通話。這些電纜的容量和質(zhì)量隨著時(shí)間有所提升，但仍受限于每隔幾百公里就需要電氣放大。這使得安裝和維護(hù)成本高昂，網(wǎng)絡(luò)相對(duì)不可靠。

突破出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代，當(dāng)時(shí)引入了光纖技術(shù)。光纖電纜利用光脈沖通過(guò)細(xì)長(zhǎng)的玻璃或塑料絲傳輸數(shù)據(jù)。它們相比銅線有幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：可以承載更多數(shù)據(jù)（多上千倍），免受電磁干擾，且需要更少的放大（每隔幾千公里一次）。這些特性使光纖電纜比前輩更便宜、更快、更可靠。

第一條橫跨大西洋的光纖電纜于1988年鋪設(shè)。其容量為280兆比特每秒（Mbps），相當(dāng)于4萬(wàn)通電話。此后，光纖電纜的容量和數(shù)量呈指數(shù)增長(zhǎng)，遵循摩爾定律。最新一代電纜每波長(zhǎng)可傳輸最高400吉比特每秒（Gbps），并利用多種波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)總?cè)萘康奶忍孛棵耄═bps）。作為對(duì)比，美國(guó)的平均寬帶速度大約是100 Mbps。

現(xiàn)今

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如今，已有400多條海底電纜在運(yùn)行，覆蓋超過(guò)120萬(wàn)公里（約74.5萬(wàn)英里）的海底。它們連接了除南極洲外的所有大陸（盡管有計(jì)劃改變南極洲）。它們由掙腐、電信公司、谷歌和臉書(shū)等互聯(lián)網(wǎng)巨頭以及各種利益相關(guān)者的聯(lián)盟共同擁有和運(yùn)營(yíng)。建造成本高達(dá)數(shù)億美元，需要專(zhuān)門(mén)的艦船和設(shè)備來(lái)鋪設(shè)和維修。

電纜由多層材料組成，保護(hù)它們免受水壓、磨損和海洋生物的侵害。核心是光纖——一層超純玻璃，細(xì)如人發(fā)，包裹在一層塑料中。核心周?chē)峭匿摵弯X層用于結(jié)構(gòu)加固，外層為聚乙烯護(hù)套提供進(jìn)一步的隔熱和保護(hù)。

數(shù)據(jù)通過(guò)激光產(chǎn)生的光脈沖通過(guò)光纖傳輸。這些脈沖代表二進(jìn)制數(shù)字（比特），即數(shù)字信息的基本單位。單根光纖可以同時(shí)傳輸多種波長(zhǎng)（顏色）的光，采用一種稱為波分復(fù)用的技術(shù)。結(jié)合調(diào)制方案和糾錯(cuò)技術(shù)的進(jìn)步，使現(xiàn)代電纜能夠以最小損耗傳輸數(shù)千公里的每秒數(shù)十太比特?cái)?shù)據(jù)。

然而，即使有這些先進(jìn)技術(shù)，電纜也無(wú)法完全避免損壞。它們面臨漁網(wǎng)、船錨、海底滑坡，甚至鯊魚(yú)咬傷的威脅。因此，這些礦區(qū)被精心規(guī)劃，避開(kāi)繁忙的航道和地質(zhì)不穩(wěn)定的區(qū)域，并埋藏在靠近海岸線的海床下。他們還每隔50到100公里設(shè)置一個(gè)中繼臺(tái)，以增強(qiáng)信號(hào)并補(bǔ)償損耗。

光纜中繼器。

除了技術(shù)挑戰(zhàn)外，海底電纜網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和維護(hù)還涉及復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)和掙痣問(wèn)題。著名的是，漂亮國(guó)在“常春藤鐘”行動(dòng)期間，竊聽(tīng)并監(jiān)控了堪察加海岸外的蘇聯(lián)通信電纜，以截獲堪察加基地打擊部隊(duì)與符拉迪沃斯托克蘇聯(lián)海軍總部之間的命令。他們的竊聽(tīng)方法尤其有創(chuàng)意，因?yàn)椴恍枰袛嚯娎|的運(yùn)行。相反，他們的監(jiān)控設(shè)備包裹在現(xiàn)有電纜上，探測(cè)其電磁場(chǎng)的變化，以便將通信數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到漂亮國(guó)情報(bào)部門(mén)手中。

建造電纜需要大量前期投資、長(zhǎng)期規(guī)劃、國(guó)際合作以及謹(jǐn)慎的風(fēng)險(xiǎn)管理。這是一個(gè)典型的公共利益，造福所有人，但對(duì)個(gè)別實(shí)體來(lái)說(shuō)卻成本高昂。在海底電纜的大部分歷史中，這些電纜由電信運(yùn)營(yíng)商聯(lián)盟資助，這些運(yùn)營(yíng)商共同分?jǐn)偝杀竞褪杖搿Ｈ欢罱翊簌Z和東大這樣的威拳掙拳在國(guó)家支持的網(wǎng)絡(luò)上投入大量資金，要么直接建設(shè)自己的電纜，要么控制相關(guān)公司。

展望未來(lái)

像谷歌和臉書(shū)這樣的大型科技公司開(kāi)始超越傳統(tǒng)電信公司，開(kāi)始投資自有電纜，以滿足日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)需求，并更好地控制全球網(wǎng)絡(luò)。這一趨勢(shì)顯示數(shù)據(jù)和數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施在全球經(jīng)濟(jì)中日益重要，網(wǎng)絡(luò)拳力正從傳統(tǒng)電信運(yùn)營(yíng)商轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)占據(jù)網(wǎng)絡(luò)流量大量份額的科技巨頭。

例如，TAT-14（第14條財(cái)團(tuán)建造的跨大西洋電信電纜）于2020年退役，是自2003年雙子座電纜以來(lái)首條被替換的跨大西洋電纜。容量為9.48湯普每秒，航線從漂亮國(guó)延伸至多個(gè)北大西洋國(guó)家海岸，長(zhǎng)度約15.5公里。

但這一次，情況不同。取代TAT-14的有線網(wǎng)絡(luò)由5條關(guān)鍵分量電纜組成，稱為北大西洋環(huán)線。最新的是AEC-2（美歐連接）電纜，能夠傳輸108 Tbps。這與AEC-1近20 Tbps的容量相結(jié)合，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了之前網(wǎng)絡(luò)的容量。AEC-2 得到了 Facebook 和 Microsoft 的大力投資，在大型科技公司參與這些項(xiàng)目的趨勢(shì)中絕非例外。

AEC/北大西洋環(huán)線

下圖所示的電信增長(zhǎng)激增，主要由云計(jì)算的興起和內(nèi)容提供即服務(wù)的增長(zhǎng)推動(dòng)。

2022年，全球海底光纖電纜市場(chǎng)估計(jì)為220億美元。預(yù)計(jì)到2026年，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到308億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率為14.3%。2016年至2022年間，包括谷歌、Meta和Microsoft在內(nèi)的漂亮國(guó)科技巨頭在電纜上投資了約20億美元，占全球總額的15%。未來(lái)三年，他們將再投入39億美元，占總額的35%。內(nèi)容提供商在2012年前占總?cè)萘坎坏?0%，而在2022年則激增至71%。

有無(wú)內(nèi)容提供商投資的大西洋光纖對(duì)份額

隨著全球海底光纜網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，我們必須牢記關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的雙刃劍性質(zhì)。如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)娜哂嗪桶踩覀冊(cè)谶@些系統(tǒng)上構(gòu)建的一切都將面臨風(fēng)險(xiǎn)。

那么，為什么我認(rèn)為海底有線網(wǎng)絡(luò)值得在我們現(xiàn)代“世界奇觀”榜單中獲得#3名呢？

首先，這是一項(xiàng)非凡的工程壯舉。這些電纜是材料科學(xué)、光學(xué)物理和海洋工程的奇跡。網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模龐大——橫跨全球，電纜深度堪比珠穆朗瑪峰——令人敬畏。

其次，這體現(xiàn)了人類(lèi)合作與創(chuàng)造力。盡管面臨技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和掙痣挑戰(zhàn)，我們?nèi)猿晒Υ蛟炝艘粋€(gè)惠及所有人的全球基礎(chǔ)設(shè)施。它是我們互聯(lián)世界的有形體現(xiàn)。

第三，它對(duì)我們的數(shù)字經(jīng)濟(jì)和社會(huì)至關(guān)重要。這些電纜實(shí)現(xiàn)了全球通信、商業(yè)和協(xié)作。它們承載著我們的電子郵件、視頻、金融交易、科學(xué)數(shù)據(jù)等更多內(nèi)容。沒(méi)有它們，我們所知的互聯(lián)網(wǎng)就不會(huì)存在。

最后，它象征著我們對(duì)看不見(jiàn)的基礎(chǔ)設(shè)施和自然世界的依賴。這些電纜提醒我們數(shù)字世界的物理性，以及它對(duì)自然力量和人為錯(cuò)誤的脆弱性。它們激勵(lì)我們思考數(shù)字未來(lái)的可持續(xù)性和韌性。如果我們花越來(lái)越多的時(shí)間在越來(lái)越虛擬的世界里，我們將依賴他人來(lái)維護(hù)支持這些世界的基礎(chǔ)設(shè)施。

基于這些原因，我認(rèn)為海底有線網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代世界的奇跡。這是一個(gè)關(guān)于人類(lèi)成就、全球互聯(lián)互通，以及數(shù)字時(shí)代力量與脆弱的故事。我希望你們能像我一樣欣賞這座非凡的基礎(chǔ)設(shè)施。敬請(qǐng)期待下次，我們將一起倒數(shù)#2的現(xiàn)代世界奇觀名單！

我認(rèn)為這些電纜并不是公共物品的好例子。它們是完全可以排除的;如果線主不允許，你就無(wú)法通過(guò)電纜傳輸數(shù)據(jù)，而且很容易判斷是誰(shuí)在傳輸，因?yàn)樗麄冃枰鞯迷S可。大多數(shù)工廠由私營(yíng)公司建造和擁有，這些公司投資并收取收入，這似乎表明這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的高前期成本行業(yè)。

它們也是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，正如你舉谷歌等人自己構(gòu)建的例子所示，盡管目前它們對(duì)個(gè)人的競(jìng)爭(zhēng)不如對(duì)大型數(shù)據(jù)搬運(yùn)公司有更多競(jìng)爭(zhēng)，因?yàn)樗麄兊娜萘烤薮蟆?/p>

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