Prvi transatlantski kabel

Prije 150 godina, 16. kolovoza 1858., predsjednik Sjedinjenih Država James Buchanan

Od ideje do projekta

Prvi prijedlog odnosi na telegraf i Atlantskog oceana, bio je relej krug u kojem se poruke isporučuju brodova, morao biti poslan telegrafski od Newfoundlanda na ostatak Sjeverne Amerike. Problem je izgradnja telegrafskom linijom na kompleksne topografije otoka.

Tražeći pomoć inženjera zaduženog za projekt, potom je privukla američki biznismen i financijer Cyrus Field, koji je postao nezamjenjiv za projekt transatlantskog kabela. Tijekom posla, prešao je ocean više od 30 puta. Unatoč neuspjehu s kojima se Field suočavao, njegov je entuzijazam doveo do uspjeha.

Poduzetnik je odmah zaplijenio ideju transatlantskog prijenosa telegrafa. Za razliku od zemaljskih sustava u kojima su se pulsi regenerirao relejom, transoceanic linija je imala veze s jednim kabelom. Polje je dobilo uvjeravanja o mogućnosti prijenosa signala na velikim udaljenostima od Samuel Morse i Michael Faraday.

William Thompson je ovom teorijskom opravdanju, 1855., objavio zakon inverznih kvadrata. Vrijeme porasta pulsa koji prolazi kroz kabel bez induktivnog opterećenja određuje RC vremenska konstanta vodiča duljine L jednak rcL², gdje r i c su otpor i kapacitet po jedinici duljine, respektivno. Thomson je također pridonio tehnologiji rada podvodnog kabela. Usavršio je zrcalni galvanometar u kojemu su najmanji odstupanja zrcala uzrokovana strujom pojačani projektiranjem na zaslon. Kasnije je izumio uređaj koji bilježi signale tintom na papiru.

Tehnologija podvodnih kabela poboljšana je nakon nastanka 1843. godine u Engleskoj gutaperke. ovo Smola stabla, koja raste u Malajski poluotoka, bila savršena izolator, jer je termoplastični omekša kada se zagrije i vraća u krutom obliku nakon što se ohladi, čime se olakšava izolacija vodiča. Uvjeti tlaka i temperature na morskom dnu je poboljšana izolacijska svojstva. Gutaperke ostali glavni materijal izolacije podmorskih kabela prije otvaranja polietilena u 1933.

Terenski projekti

Cyrus Field vodio je dva projekta, od kojih je prvi propustio, a drugi je uspio. U oba slučaja, kabeli su se sastojali od jedne 7-jezgre žice okružene gutaperka i oklopljene čelične žice. Zaštićen od korozije pod uvjetom obmolennaya konoplje. Nautička milja uzorka kabela 1858 težila je 907 kg. Transatlantskim kabelom iz 1866. godine bio je težak, 1622 kg / milju, ali budući da je volumen veći, težio je manje u vodi. Vlačna čvrstoća bila je 3 tona i 7,5 tona.

Svi kabeli su imali jedan dirigent s povratkom na vodu. Iako morska voda ima manje otpora, podliježe zalutalnim strujama. Snaga je osigurana kemijskim izvorima struje. Na primjer, nacrt 1858. imao je 70 elemenata od 1,1 V. Te razine napona, kombinirane s nepravilnim i nehotičnim pohranom, dovele su do pojave duboko usađenog transatlantskog kabela. Upotreba zrcalnog galvanometra omogućila je upotrebu nižih napona u sljedećim linijama. Budući da je otpor oko 3 ohma po nautičnoj milji, struje reda milliampera, dovoljne za zrcalni galvanometar, mogu se provesti na udaljenosti od 2000 milja. U 1860-ima je uveden bipolarni telegrafski kod. Točke i udarci Morseovog koda zamijenjeni su impulse suprotne polarnosti. Tijekom vremena razvijene su složenije sheme.

Ekspedicije 1857-58 i 65-66 godina.

Za izgradnju prvog transatlantskog kabela izdavanjem dionica prikupljeno je 350.000 funti sterlinga. Američke i britanske vlade zajamčile su povrat ulaganja. Prvi pokušaj napravljen je 1857. godine. Dvije kabele, "Agamemnon" i "Niagara", bile su potrebne za transport kabela. Električari su odobrili način na koji je jedan brod spustio liniju od obalne postaje s naknadnim spajanjem drugog kraja s kabelom na drugom brodu. Prednost je bila to što se održava neprekinuto električno spajanje s obalom. Prvi pokušaj nije uspio, kada je oprema za polaganje kabela nestala 200 milja od obale. Izgubljeno je na dubini od 3,7 km.

Godine 1857. glavni inženjer Niagara, William Everett, razvio je novu opremu za polaganje kabela. Značajno poboljšanje bila je automatska kočnica, koja je radila kada je napetost dosegla određeni prag.

Nakon snažna oluja koja je gotovo potonuo „Agamemnon”, brodovi upoznao sredinom oceana, i 25 lipnja 1858 počeo ponovno stavi transatlantsku kabel. "Niagara" se preselila na zapad, i "Agamemnon" - na istoku. Dva su pokušaja bila prekinuta zbog oštećenja kabela. Brodovi su se vratili u Irsku za njegovu zamjenu.

17. srpnja flota ponovno otišla na sastanak jedni s drugima. Nakon manjih kvarova, operacija je bila uspješna. Na konstantnoj brzini od 5-6 čvorova, 4. kolovoza, "Niagara" je ušla u Trinity Bay. Newfoundland. Istoga dana, Agamemnon je stigao u zaljev Valentia u Irskoj. Kraljica Victoria poslala je prvu dobro opisanu poruku dobrodošlice.

Ekspedicija 1865. završila je u neuspjehu 600 kilometara od Newfoundlanda, a samo je pokušaj 1866. godine bio uspješan. Prva poruka nove linije poslan iz Vancouvera u London 31. srpnja 1866. Osim toga, utvrđeno je kraj kabela, izgubljen u 1865, a linija je uspješno završen. Brzina prijenosa iznosila je 6-8 riječi u minuti, po cijeni od 10 $ / word.

Telefonski priključak

Američka tvrtka ATT 1919. pokrenula je studiju o mogućnosti postavljanja transatlantskog telefonskog kabela. Godine 1921. postavljena je telefonska linija dubokih voda između Key Westa i Havane.

Godine 1928. predloženo je postavljanje kabela bez repetitora s jednim glasovnim kanalom preko Atlantskog oceana. Visoka cijena projekta (15 milijuna dolara) usred Velike depresije, kao i poboljšanja u radio tehnologiji, prekinula je projekt.

Do početka tridesetih godina razvoja elektronike omogućilo je stvaranje podvodnog kabelskog sustava s repetitorima. Zahtjevi za izgradnju međufaznih pojačala bili su bez presedana, budući da su uređaji morali raditi neprekidno na oceanskom podu već 20 godina. Pouzdanost komponenata, posebice elektroničkih cijevi, bila je podložna strožim zahtjevima. Godine 1932. već su postojale električne žarulje, koje su 18 godina uspješno položile test. Elementi radio-inženjerskog rada bili su mnogo slabiji od najboljih uzoraka, ali bili su vrlo pouzdani. Kao rezultat toga, TAT-1 radio je 22 godine, a niti jedna svjetiljka nije izlazila iz reda.

Drugi problem bio je instalacija pojačala na otvorenom moru na dubini od 4 km. Kada zaustavite brod za vraćanje repetitora na kabel s spiralnim oklopom može se pojaviti infleksije. Kao rezultat toga, korišteno je fleksibilno pojačalo koje može biti opremljeno opremom namijenjenom telegrafskom kabelu. Međutim, fizička ograničenja fleksibilnog prekidača ograničavala su njegov protok na 4-žični sustav.

British Post je razvio alternativni pristup s krutim ponavljačima mnogo većeg promjera i propusnosti.

Provedba TAT-1

Projekt je obnovljen nakon Drugog svjetskog rata. Godine 1950. tehnologija fleksibilnog pojačala testirana je sustavom koji povezuje Key West i Havanu. U ljeto 1955. i 1956. godine prvi je transatlantski telefonski kabel položen između Obana u Škotskoj i Clarenvillea na br. Newfoundland, mnogo na sjeveru postojećih telegrafskih linija. Svaki kabel imao je dužinu od oko 1950 nautičkih milja i sastojao se od 51 ponavljatelja. Njihov broj određen je maksimalnim naponom na stezaljkama, koji se mogu koristiti za napajanje bez utjecaja na pouzdanost visokonaponskih komponenata. Napon je bio + 2000 V na jednom kraju i -2000 V na drugom kraju. Širina pojasa sustava zauzvrat određena je brojem ponavljača.

Osim ponavljača, instalirano je 8 podvodnih ravnina na istok-zapadnoj liniji i 6 na liniji istok-zapad. Korigirali su akumulirane pomake u frekvencijskom pojasu. Iako je ukupni gubitak širine pojasa 144 kHz 2100 dB, uporaba ekvalizatora i repetitora smanjila je tu vrijednost na manje od 1 dB.

Početak rada TAT-1

U prvih 24 sata nakon početka 25. rujna, 1956 je napravio 588 poziva iz Londona, Sjedinjenim Američkim Državama i 119 iz London Kanadi. TAT-1 je odmah utrostručio kapacitet transatlantskog mreže. Kabel frekvencija 20-164 kHz koji je dopušteno da imaju 36 govornih kanala (4 kHz), od kojih je 6 zajedničkih između Londona i Montrealu i 29 - između Londona i New Yorka. Jedan kanal je namijenjen telegrafa i usluge.

Sustav je uključivao kopnenu komunikaciju u Newfoundlandu i podvodnom vodom s Nova Scotia. Ove dvije linije sastojao se od jednog kabela od 271 nautičke milje s 14 krutih prekidača koji je dizajnirao britanski post. Ukupni kapacitet bio je 60 glasovnih kanala, od čega 24 povezano s Newfoundlandom i Novom Škotskom.

Daljnja poboljšanja TAT-1

TAT-1 linija košta 42 milijuna dolara. Cijena od milijun dolara po kanalu stimulirala je razvoj terminalne opreme koja bi učinkovitije koristila širinu pojasa. Broj glasovnih kanala u standardnom frekvencijskom području od 48 kHz povećan je s 12 na 16, smanjujući njihovu širinu od 4 do 3 kHz. Druga inovacija bila je privremena interpolacija govora (TASI), razvijena u Bell Labs. TASI je dopustio udvostručiti broj glasovnih krugova zbog stanki u govoru.

Optički sustavi

Porijeklo prekooceanski optički kabel TAT-8 je naručio 1988 g. Ponavljala impulsa regenerirane pretvaranjem signala optičkih u električne signale i obrnuto. Dva radi vlakana par radi na 280 Mbit / s. Godine 1989., zahvaljujući transatlantskog internet kabel, IBM je pristala financirati razinu T1 linija između Sveučilišta Cornell i CERN, koji je uvelike poboljšana odnos između SAD-a i Europske dio ranog Interneta.

Do 1993. godine diljem svijeta djelovalo je više od 125 tisuća kilometara TAT-8. Ta je brojka gotovo jednaka ukupnoj duljini analognih podmorskih kabela. Godine 1992. TAT-9 je ušao u službu. Brzina na vlaknima povećana je na 580 Mbit / s.

Tehnološki proboj

Krajem 1990-ih, razvoj optičkih pojačala dopiranog erbiom dovelo je do kvantnog skoka kao podmorskih kabelskog sustava. Svjetlosni signali s valnom duljinom od oko 1,55 μm postali su mogući izravno pojačavanje, a propusnost je prestala biti ograničena brzinom elektronike. Prvi optički poboljšani sustav proveden preko Atlantika bio je TAT 12/13 1996. godine. Brzina prijenosa na svakom od dva para vlakana bila je 5 Gbit / s.

Moderni optički sustavi mogu prenositi velike količine podataka tako da zalihost je presudno. U pravilu, moderni svjetlovodni kabeli, kao što su TAT-14, koji se sastoji od 2 odvojena transatlantskih kabela koji su dio topologije prstena. Dvije druge linije povezuju obalne postaje sa svake strane Atlantskog oceana. Podaci se šalju uz prsten u oba smjera. U slučaju otvorenog prstena se vraća. Promet se prenosi na parove rezervnih vlakana u radnim kabelima.