Como funcionam os cabos de comunicação submarinos transoceânicos

Todo o nosso planeta está fortemente envolvido em redes com e sem fio para diversos fins. Uma proporção muito grande de toda essa rede de informações consiste em cabos de dados. E hoje eles são colocados não apenas por via aérea ou subterrânea, mas também debaixo d'água. O conceito de cabo submarino não é novo.

O início da implementação da primeira ideia tão ambiciosa remonta a 5 de agosto de 1858, quando os países de dois continentes, Estados Unidos e Grã-Bretanha, foram finalmente conectados por um cabo telegráfico transatlântico, que permaneceu em boas condições por um mês , mas logo começou a desmoronar e finalmente quebrou devido à corrosão. A comunicação ao longo da rota foi restaurada de forma confiável apenas em 1866.

Quatro anos depois, um cabo do Reino Unido foi lançado para a Índia, conectando Bombaim e Londres diretamente. Os melhores industriais e cientistas da época participaram do desenvolvimento dos projetos: Wheatstone, Thomson, os irmãos Siemens. Embora esses eventos tenham ocorrido há um século e meio, mesmo assim as pessoas estavam criando linhas de comunicação com milhares de quilômetros de extensão.

O trabalho de engenharia pensado nesta e noutras áreas desenvolveu-se também em 1956.uma conexão telefônica com a América também é estabelecida. A linha pode ser chamada de "voz do outro lado do oceano", como o livro de mesmo nome de Arthur Clarke, que conta a história da construção dessa linha telefônica transoceânica.

Certamente muitos estão interessados ​​\u200b\u200bem saber como o cabo é projetado, projetado para funcionar a uma profundidade de até 8 quilômetros debaixo d'água. Obviamente, este cabo deve ser durável e absolutamente à prova d'água, forte o suficiente para suportar uma enorme pressão de água, para não ser danificado durante a instalação e durante o uso futuro por muitos anos.

Assim, o cabo deve ser feito de materiais especiais que permitam manter as características operacionais aceitáveis ​​da linha de comunicação mesmo sob cargas mecânicas de tração, e não apenas durante a instalação.

Considere, por exemplo, o cabo de fibra ótica do Pacífico de 9.000 quilômetros do Google que conectou Oregon e Japão em 2015 para fornecer uma capacidade de transferência de dados de 60 TB/s. O custo do projeto foi de 300 milhões de dólares.

A parte transmissora do cabo óptico não é incomum em nada. A principal característica é a proteção do cabo de águas profundas para proteger o núcleo óptico que transmite informações durante o uso pretendido em uma profundidade tão grande, aumentando a vida útil da linha de comunicação. Vejamos todos os componentes do cabo por vez.

A camada externa do isolamento do cabo é tradicionalmente feita de polietileno. A escolha deste material como revestimento externo não é acidental.O polietileno é resistente à umidade, não reage com álcalis e soluções salinas presentes na água do mar, e o polietileno não reage com ácidos orgânicos ou inorgânicos, incluindo ácido sulfúrico concentrado.

E embora as águas do oceano mundial contenham todos os elementos químicos da tabela periódica, é o polietileno a escolha mais justificada e lógica aqui, porque as reações com água de qualquer composição são excluídas, o que significa que o cabo não sofrerá o ambiente.

O polietileno foi utilizado como isolamento e nas primeiras linhas telefónicas intercontinentais construídas em meados do século XX. Mas como o polietileno sozinho, devido à sua porosidade natural, não é capaz de proteger totalmente o cabo, também são usadas camadas protetoras adicionais.

Por baixo do polietileno há um filme de mylar, que é um material sintético à base de tereftalato de polietileno. O polietileno tereftalato é quimicamente inerte, resistente a ambientes muito agressivos, sua resistência é dez vezes maior que o polietileno, resistente ao impacto e ao desgaste. Mylar encontrou ampla aplicação na indústria, incluindo o espaço, sem mencionar inúmeras aplicações em embalagens, têxteis, etc.

Sob o filme mylar existe uma armadura, cujos parâmetros dependem das características e finalidade de um determinado cabo. Geralmente é uma trança de aço sólido que dá ao cabo força e resistência a cargas mecânicas externas. A radiação eletromagnética do cabo pode atrair tubarões, que podem morder o cabo, e simplesmente ser pego pelo equipamento de pesca pode se tornar uma ameaça se não houver acessórios.

A presença de reforço de aço galvanizado permite deixar o cabo com segurança no fundo sem a necessidade de colocá-lo em vala. O cabo é reforçado em várias camadas por uma bobina de fio uniforme, cada camada tendo uma direção de enrolamento diferente da anterior. Como resultado, a massa de um quilômetro desse cabo atinge várias toneladas. Mas o alumínio não pode ser usado porque na água do mar ele reagiria com a formação de hidrogênio e isso seria prejudicial para as fibras ópticas.

Mas o polietileno de alumínio segue o reforço de aço, vai como uma camada separada de blindagem e impermeabilização. Aluminopolietileno é um material composto de folha de alumínio e folha de polietileno colados juntos. Essa camada é quase invisível em um grande volume da estrutura do cabo, já que sua espessura é de apenas 0,2 mm.

Além disso, para fortalecer ainda mais o cabo, há uma camada de policarbonato. É forte o suficiente enquanto é leve. Com o policarbonato, o cabo fica ainda mais resistente à pressão e ao impacto, não é por acaso que o policarbonato é utilizado na produção de capacetes de proteção. Entre outras coisas, o policarbonato possui um alto coeficiente de expansão térmica.

Debaixo da camada de policarbonato há um tubo de cobre (ou alumínio). Faz parte da estrutura do núcleo do cabo e atua como uma blindagem. Dentro deste tubo estão diretamente tubos de cobre com fibras ópticas fechadas.

A quantidade e configuração dos tubos de fibra ótica para diferentes cabos podem ser diferentes, se necessário, os tubos são devidamente entrelaçados. As partes metálicas da estrutura servem aqui para alimentar os regeneradores, que restauram a forma do pulso óptico, que é inevitavelmente distorcido durante a transmissão.

Um gel tixotrópico hidrofóbico é colocado entre a parede do tubo e a fibra óptica.

A produção de cabos de fibra ótica de alto mar geralmente está localizada o mais próximo possível do mar, na maioria das vezes perto do porto, pois esse cabo pesa muitas toneladas, mas é melhor montá-lo com as peças mais longas possíveis, pelo menos 4 quilômetros cada (o peso dessa peça é de 15 toneladas !!!).

Transportar um cabo tão pesado por uma longa distância não é uma tarefa fácil. Para o transporte terrestre, são utilizadas plataformas de trilhos duplos para que toda a peça possa ser enrolada sem danificar as fibras internas.

Finalmente, o cabo não pode simplesmente ser jogado do navio para a água. Tudo deve ser econômico e seguro. Primeiro eles obtêm permissão para usar águas costeiras de diferentes países, depois licença para trabalhar, etc.

Em seguida, eles realizam pesquisas geológicas, avaliam a atividade sísmica e vulcânica na área de assentamento, analisam as previsões dos meteorologistas, calculam a probabilidade de deslizamentos de terra subaquáticos e outras surpresas na área onde o cabo ficará.

Eles levam em consideração a profundidade, a densidade do fundo, a natureza do solo, a presença de vulcões, navios afundados e outros objetos estranhos que possam interferir na obra ou exigir a extensão do cabo. Somente após detalhes cuidadosamente calibrados nos mínimos detalhes, eles começam a carregar o cabo nos navios e colocá-lo.

O cabo é colocado continuamente. É transportado através de uma baía em um navio até o local de desova, onde afunda. As máquinas desenrolam o cabo na velocidade correta, mantendo a tensão enquanto o barco segue a rota.Se o cabo quebrar durante a instalação, ele pode ser içado a bordo e reparado imediatamente.