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知否 | 互联网如何跨越大洲大洋?海底电缆功不可没

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作者 | 晗冰

出品 | 网易科技《知否》栏目组(公众号:tech_163)

知否 | 互联网如何跨越大洲大洋?海底电缆功不可没

图示:2021年海底电缆分布图

我们知道,互联网是由海量的代码组成的。但这些代码是如何在世界各地“移动”的呢?

事实上,从纽约到悉尼,从香港到伦敦,互联网代码都是通过海底电缆来回穿梭于各大洲之间的。

迄今为止,已经有近120万公里的电缆将各大洲联系起来,以满足我们对通信和娱乐的需求。各大公司通常会集中资源,在海底电缆项目上进行合作。

但是现在谷歌“不走寻常路”,开展了第一个将美国和智利连接起来的海底电缆项目。而智利是谷歌在拉丁美洲最大的数据中心所在地。

负责谷歌海底电缆项目建设的Jayne Stowell介绍说:“人们往往认为数据在云中,事实上它们都在海洋里。”

海底电缆铺设是一个实施严格且耗时的过程。一艘名为“耐久号”(Durable)的长约139米的船最终将把电缆送到海上。电缆是在新墨西哥州纽灵顿(Newington)附近的一家大型工厂内组装的。这家工厂有很多专业的机械设备,用来维持电缆的张力,并将其包裹在保护层中。

知否 | 互联网如何跨越大洲大洋?海底电缆功不可没

最初的电缆是一簇簇细小的玻璃纤维。激光通过光纤技术将数据以接近光速的速度送入电缆中。数据在到达陆地并与现有网络连接后,就会传输到用户手中的设备上。

虽然我们大多数人现在主要通过Wi-Fi、入户光纤等方式使用互联网,但这些系统最终还是与海底电缆连接起来,迅速将信息传送到大洲或大洋彼岸。

知否 | 互联网如何跨越大洲大洋?海底电缆功不可没

在制造过程中,电缆穿过喷气发动机大小的高速轧机,将光纤包裹在铜质套管中,而铜质外壳会将电力输送到整条线路,以保持数据的流动。根据电缆的布设位置,随后还会在其中添加塑料、钢材和焦油来抵御不可预测的海洋环境。当制造完成后,整条电缆的粗细程度将会和花园里用的厚软管差不多。

知否 | 互联网如何跨越大洲大洋?海底电缆功不可没

经过一年的规划,工作人员绘制出了一条可以避免水下危险的电缆线路,但这些电缆仍然要承受大电流、岩崩、地震和拖网渔船的干扰。每条电缆预计可使用25年。

工作人员称之为“电缆高速公路”的传送带能够将电缆直接输送到“耐久号”上。这艘船将满载总长约6400多公里的电缆,总重约3500吨。

在船的内部,工人们把电缆卷进巨大的储存箱中。一个人快速将电缆绕成圈,而另一些人则躺下来把电缆固定好,以确保它不会卡住或打结。即使整个团队夜以继日地工作,也需要大约四周的时间才能装载完全部电缆。

知否 | 互联网如何跨越大洲大洋?海底电缆功不可没

第一条跨大西洋电缆于1858年建成,将美国和英国连接起来。维多利亚女王为了纪念这一时刻,向时任美国总统詹姆斯·布坎南(James Buchanan)发了一封电报,前后花了16个小时才传输完成。

尽管在那之后的几十年里,新的无线和卫星通信技术突飞猛进,但电缆传输仍然是最快、最有效的跨洋传输信息方式。当然,海底电缆也不便宜。专家表示,根据电缆的长度,该海底电缆项目的成本最高可达3.5亿美元。

目前电信公司铺设了大部分电缆,但在过去的十年里,美国科技巨头开始获得更多控制权。谷歌在全球至少投资了14条海底电缆。据研究公司称,亚马逊、Facebook和微软已经投资于其他公司,将位于北美、南美、亚洲、欧洲和非洲的数据中心连接起来。

知否 | 互联网如何跨越大洲大洋?海底电缆功不可没

“耐久号”上有53间卧室和60间浴室,最多可以容纳80名船员。整个作业团队分成两班,每班12小时。

这艘船将携带至少供船员使用60天的物资:大约200条面包、100加仑牛奶、500箱鸡蛋、800磅牛肉、1200磅鸡肉和1800磅大米。此外还有300卷纸巾,500卷卫生纸,700块肥皂和近600磅的洗衣粉。而且船上规定不准喝酒。

船上的技术人员表示,他已经铺设了20年的海底电缆,但他还是会晕船。

海上恶劣的天气总是不可避免。有时海浪高达6米,甚至需要船长下令切断海底电缆,以便船只能在更安全的水域航行。当情况好转时,船会返回,收回连接到漂浮浮标上的被切断电缆,将其重新拼接在一起,然后继续铺设。

船上的工作漫长枯燥。这艘船会在海上航行几个月,由于电缆是通过船尾开口从巨大的线槽中拉出来,因此船每小时的行驶速度仅为1.6公里。在离海岸更近的地方电缆更容易受到破坏,工作人员还需要用水下犁把电缆埋在海底。

在拉丁美洲项目之后,谷歌计划在2020年建成一条从弗吉尼亚到法国的新电缆。该公司在全球拥有13个数据中心,另有8个正在建设之中,这些数据中心需要为每年数以万亿次的谷歌搜索和每分钟上传到YouTube的逾400小时视频提供动力。

随着越来越多的企业依赖云计算服务,对海底电缆的需求只会继续增长。而诸如人工智能和自动驾驶汽车等未来技术,也都将需要更快的数据传输速率。以前没有互联网的地区现在开始接触网络,联合国报告称,全球一半以上的人口现在都能够上网。

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