我们世界的奇观 #3：海底电缆

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商务咨询/顾问/请@yellowscholar♥作者：黄先生斜杠青年

#时间深度 #海底电缆

海洋光纤网络如何代表技术的胜利，也是全球数据的瓶颈。

今天，我想复兴“我们世界的奇迹”系列，并谈谈我认为值得更多认可和赞赏的事物：全球的海底电信有线网络。这些电缆承载了95%以上的国际数据流量，实现了全球通信、商业和协作。它们是互联网的脊梁，也是世界上最令人印象深刻的人类工程壮举之一。

但这个网络是如何形成的呢？它是如何运作的？我为什么认为它值得在我现代“世界奇观”榜单中排在#3位，与东大的大运河、三角洲工程或全球气象卫星网络等传奇基础设施项目齐名？让我们来看看。

我是斜杠青年，一个PE背景的杂食性学者！♥致力于剖析如何解决我们这个时代的重大问题！♥使用数据和研究来解真正有所作为的因素！

海底电缆的历史可以追溯到19世纪，当时第一条电报电缆于1858年横跨大西洋铺设。经过多次尝试和多年的反复试验，最终实现了欧洲与北美之间的近乎即时通信。这具有革命性意义，随后几十年间，更多电缆横跨其他海洋和地区铺设，形成了彻底改变挣痣、商业和社会的全球电报网络。

第一条跨大西洋电话电缆于1956年安装，实现了大陆间的语音通话。它使用同轴铜线，可同时承载36个通话。这些电缆的容量和质量随着时间有所提升，但仍受限于每隔几百公里就需要电气放大。这使得安装和维护成本高昂，网络相对不可靠。

突破出现在20世纪80年代，当时引入了光纤技术。光纤电缆利用光脉冲通过细长的玻璃或塑料丝传输数据。它们相比铜线有几个优势：可以承载更多数据（多上千倍），免受电磁干扰，且需要更少的放大（每隔几千公里一次）。这些特性使光纤电缆比前辈更便宜、更快、更可靠。

第一条横跨大西洋的光纤电缆于1988年铺设。其容量为280兆比特每秒（Mbps），相当于4万通电话。此后，光纤电缆的容量和数量呈指数增长，遵循摩尔定律。最新一代电缆每波长可传输最高400吉比特每秒（Gbps），并利用多种波长实现总容量的太比特每秒（Tbps）。作为对比，美国的平均宽带速度大约是100 Mbps。

现今

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如今，已有400多条海底电缆在运行，覆盖超过120万公里（约74.5万英里）的海底。它们连接了除南极洲外的所有大陆（尽管有计划改变南极洲）。它们由挣腐、电信公司、谷歌和脸书等互联网巨头以及各种利益相关者的联盟共同拥有和运营。建造成本高达数亿美元，需要专门的舰船和设备来铺设和维修。

电缆由多层材料组成，保护它们免受水压、磨损和海洋生物的侵害。核心是光纤——一层超纯玻璃，细如人发，包裹在一层塑料中。核心周围是同心钢和铝层用于结构加固，外层为聚乙烯护套提供进一步的隔热和保护。

数据通过激光产生的光脉冲通过光纤传输。这些脉冲代表二进制数字（比特），即数字信息的基本单位。单根光纤可以同时传输多种波长（颜色）的光，采用一种称为波分复用的技术。结合调制方案和纠错技术的进步，使现代电缆能够以最小损耗传输数千公里的每秒数十太比特数据。

然而，即使有这些先进技术，电缆也无法完全避免损坏。它们面临渔网、船锚、海底滑坡，甚至鲨鱼咬伤的威胁。因此，这些矿区被精心规划，避开繁忙的航道和地质不稳定的区域，并埋藏在靠近海岸线的海床下。他们还每隔50到100公里设置一个中继台，以增强信号并补偿损耗。

光缆中继器。

除了技术挑战外，海底电缆网络的建设和维护还涉及复杂的经济和挣痣问题。著名的是，漂亮国在“常春藤钟”行动期间，窃听并监控了堪察加海岸外的苏联通信电缆，以截获堪察加基地打击部队与符拉迪沃斯托克苏联海军总部之间的命令。他们的窃听方法尤其有创意，因为不需要中断电缆的运行。相反，他们的监控设备包裹在现有电缆上，探测其电磁场的变化，以便将通信数据转移到漂亮国情报部门手中。

建造电缆需要大量前期投资、长期规划、国际合作以及谨慎的风险管理。这是一个典型的公共利益，造福所有人，但对个别实体来说却成本高昂。在海底电缆的大部分历史中，这些电缆由电信运营商联盟资助，这些运营商共同分摊成本和收入。然而，最近，像大鹅和东大这样的威拳挣拳在国家支持的网络上投入大量资金，要么直接建设自己的电缆，要么控制相关公司。

展望未来

像谷歌和脸书这样的大型科技公司开始超越传统电信公司，开始投资自有电缆，以满足日益增长的数据需求，并更好地控制全球网络。这一趋势显示数据和数字基础设施在全球经济中日益重要，网络拳力正从传统电信运营商转移到数据占据网络流量大量份额的科技巨头。

例如，TAT-14（第14条财团建造的跨大西洋电信电缆）于2020年退役，是自2003年双子座电缆以来首条被替换的跨大西洋电缆。容量为9.48汤普每秒，航线从漂亮国延伸至多个北大西洋国家海岸，长度约15.5公里。

但这一次，情况不同。取代TAT-14的有线网络由5条关键分量电缆组成，称为北大西洋环线。最新的是AEC-2（美欧连接）电缆，能够传输108 Tbps。这与AEC-1近20 Tbps的容量相结合，远远超过了之前网络的容量。AEC-2 得到了 Facebook 和 Microsoft 的大力投资，在大型科技公司参与这些项目的趋势中绝非例外。

AEC/北大西洋环线

下图所示的电信增长激增，主要由云计算的兴起和内容提供即服务的增长推动。

2022年，全球海底光纤电缆市场估计为220亿美元。预计到2026年，市场规模将达到308亿美元，复合年增长率为14.3%。2016年至2022年间，包括谷歌、Meta和Microsoft在内的漂亮国科技巨头在电缆上投资了约20亿美元，占全球总额的15%。未来三年，他们将再投入39亿美元，占总额的35%。内容提供商在2012年前占总容量不到10%，而在2022年则激增至71%。

有无内容提供商投资的大西洋光纤对份额

随着全球海底光缆网络的不断发展，我们必须牢记关键基础设施的双刃剑性质。如果没有适当的冗余和安全，我们在这些系统上构建的一切都将面临风险。

那么，为什么我认为海底有线网络值得在我们现代“世界奇观”榜单中获得#3名呢？

首先，这是一项非凡的工程壮举。这些电缆是材料科学、光学物理和海洋工程的奇迹。网络的规模庞大——横跨全球，电缆深度堪比珠穆朗玛峰——令人敬畏。

其次，这体现了人类合作与创造力。尽管面临技术、经济和挣痣挑战，我们仍成功打造了一个惠及所有人的全球基础设施。它是我们互联世界的有形体现。

第三，它对我们的数字经济和社会至关重要。这些电缆实现了全球通信、商业和协作。它们承载着我们的电子邮件、视频、金融交易、科学数据等更多内容。没有它们，我们所知的互联网就不会存在。

最后，它象征着我们对看不见的基础设施和自然世界的依赖。这些电缆提醒我们数字世界的物理性，以及它对自然力量和人为错误的脆弱性。它们激励我们思考数字未来的可持续性和韧性。如果我们花越来越多的时间在越来越虚拟的世界里，我们将依赖他人来维护支持这些世界的基础设施。

基于这些原因，我认为海底有线网络是现代世界的奇迹。这是一个关于人类成就、全球互联互通，以及数字时代力量与脆弱的故事。我希望你们能像我一样欣赏这座非凡的基础设施。敬请期待下次，我们将一起倒数#2的现代世界奇观名单！

我认为这些电缆并不是公共物品的好例子。它们是完全可以排除的;如果线主不允许，你就无法通过电缆传输数据，而且很容易判断是谁在传输，因为他们需要征得许可。大多数工厂由私营公司建造和拥有，这些公司投资并收取收入，这似乎表明这是一个标准的高前期成本行业。

它们也是竞争对手，正如你举谷歌等人自己构建的例子所示，尽管目前它们对个人的竞争不如对大型数据搬运公司有更多竞争，因为他们的容量巨大。

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