海底光缆

海底光缆（Submarine Optical Fiber Cable），又被称为“海底通信电缆”，^[9]海底光缆是一种被绝缘材料包裹的导线，敷设在海底传输电话和互联网信号。^[5]海底光缆的结构坚固且材料轻便，光纤接头需要具备高强度，确保接续时光纤的强度和表面不受损伤。^[1]

海底光缆是由海底电缆演变而来的。经历了海底电报电缆阶段、海底同轴电话电缆阶段。^[9]1850年，盎格鲁-法国电报公司在英国和法国之间铺设了世界上第一条海底电缆。^[10]1986 年，美国ATT公司在西班牙的加纳利群岛和特内里费岛之间铺设了全球第一条商用海底光缆。^[11]中国光通信研究始于20世纪70年代。20世纪90年代，中国海缆通信逐步迈向海底光缆通信时代。^[9]

海底光缆的结构主要分为三部分，包括缆芯护套结构与材料、铠kǎi装及外披层。缆芯是光缆的核心部分。^[6][7]海底光缆是在复杂的海洋环境中进行敷设^[注1]的系统，其设计要求很高，例如要耐腐蚀、防海水、耐高压、耐氢损等。^[12][13]海底光缆按传输距离可分为有中继海底光缆和无中继海底光缆，按敷设的海域条件可分为深海海底光缆和浅海海底光缆。按作用可分为海底通信光缆和海底光力光缆。^[14][15][16]

海底光缆同陆地光缆以及人造卫星相比，具有明显的优势。投资成本低、保密性较好、安全稳定等。但是也存在容易损坏、敷设及维修难等问题。^[6]海底光缆的出现和广泛应用，通过连接不同国家和地区，彻底改变了国际间的电信交流方式，成为全球范围内连接网络的关键基础设施之一。^[5][6]

从国际海底电缆发展历史上看，大致可以分为以下3个阶段

1850年，盎格鲁-法国电报公司在英国和法国之间铺设了世界上第一条海底电缆，但品质较差且没有特别的保护措施。

1851年11月13日，第一条受保护的电缆横跨英吉利海峡完成，但只能发送莫尔斯电报。

1852年，海底电报公司首次使用电缆线将伦敦和巴黎连接起来。

1853年，英格兰一个电缆横跨北海，被架设到荷兰。

1863年，电缆从孟买连接到阿拉伯半岛。

1858年铺设的一条跨大西洋海底电缆只使用了3周就中断。虽然1865年进行了再铺设，但电缆再次中断。

1866年，英国成功铺设了连接美英两国的跨大西洋海底电缆，实现了欧美大陆之间的电报通信。

1866年英国在美、英两国之间铺设跨大西洋海底电缆(TheAtlanticCable)取得成功，实现了欧美大陆之间跨大西洋的电报通信。1876年，贝尔发明了电话后，海底电缆具备了新的功能，各国开始大规模铺设海底电缆。

1902年，环球海底通信电缆建成，但传送信息仍然是单线单路的，如果要传送多路信息，就需要在电缆中布设多根芯线。

1902-1903年，海底电缆从美国大陆连接夏威夷，1902年连接关岛，1903年连接菲律宾。1902年加拿大、澳大利亚、新西兰和斐济也完成连线。

以上参考资料来源：^[9][10]

20世纪20年代，海底电缆通信逐渐被短波无线电通信所取代，因为无线电通信更便宜、方便和易于维护。然而，无线电通信受到电离层的不稳定性影响，并且频宽不足导致混频问题。为了解决这些问题，英美等国开始将陆用同轴传送电话的方法用于海底电缆通信。1921年，第一条海底同轴电话电缆在美国佛罗里达州和古巴哈瓦那之标志着海底同轴电缆传输方式实用化。后来建成了多条海底同轴电缆，包括连接英美加的长距离海底同轴电缆通信系统和跨越太平洋海底电缆通信技术的应用推动了全球通信的发展，到20世纪80年代已经完成了贯通欧亚澳美的20000公里海底电话电缆网络。^[9]

光缆的出现促进了有线通信的发展，尤其是海底有线通信和互联网的飞跃发展。光导纤维是光缆的核心。1970年，美国康宁玻璃公司制造出第一根超低耗光纤样品，随后各国开始加大光纤通信研究力度。随着技术进步，1979年日本电报电话公司研制出极低损耗的光纤，到1990年康宁研制的光纤衰耗已接近理论极限。光纤通信还需要光源器件和接收器件的进一步发展。尽管光纤通信技术只有短短40多年的历史，但取得了惊人的进展。^[9]

1986 年，美国ATT公司在西班牙的加纳利群岛和特内里费岛之间铺设了全球第一条商用海底光缆，全长仅120km^[11][17]

1987 年，连接英国一比利时的海底光缆建成，全长120km；连接法国大陆与柯西嘉的海底光缆建成，全长380km；连接日本九洲一冲绳的海底光缆建成，全长800km；连接本州一北海道的海底光缆系统建成，全长300km^[18]

1988 年，全球第一条跨洋海底光缆系统 (TAT-8)在美英法之间建成，该系统横跨大西洋，全长6700km，传输速度远超传统的同轴电缆通信，这标志着海底光缆时代的正式到来^[11][17][10]

1989年，第一条横跨太平洋的海底光缆建成，全长13200km。从此，海底光缆通信系统的建设全面展开，促进了全球通信网的发展^[19][10]

1996 年底，横穿太平洋的海底光缆系统建成，全长 2.5万km，可提供12万条话路，是当时用于画面传输的最长的海底光缆^[20]

1997年3月中美海底光缆工程启动，该工程投资12亿美元，全长 2.6万km，14 家公司参与建设^[20]

1997年3月，亚欧海底光缆 SFA-ME-WE3 工程启动，连接33个国家和地区，全长3.8万km，带宽达20Gbps，93家电信公司参与建设，总投资达13亿美元^[20]

1997 年底，环球海底光缆系统 FLAG建成，全长2.8万公里，可提供60万条话路，是当时建成的全球最长的海底光缆^[20]

1998年初，美洲2号光缆系统开工，全长8000公里，投资3.7亿美元，30家公司参与建设，可提供60万条话路^[20]

1998年5月，横跨大西洋一号光缆建成，它连接美、德、英、荷四国，全长1.4万公里，可提供30万条话路^[20]

新中国成立前的中国海底电缆发展状况是曲折的。在1871年，外国公司在海参经过日本长崎到上海铺设了一条电报电缆。1886年，中国第一条海底电缆是由清朝时期台湾首任巡抚刘铭传铺设的，通联台湾全岛以及大陆的水路电线，主要用于台湾府向清廷通报台湾的天灾治安财经，并提供商务通信使用，由清代台湾台南安平通往澎湖，长53n mile(1n mile-1852m)。1894年台湾被割让，海底电缆终止运营。新中国成立前，中国海底电缆通信基本上都是由外国公司掌握。^[10][9]

新中国成立后，海底电缆发展受到帝国主义封锁的影响，对外海底电缆通信大幅减少。在国内外严峻形势下，为加强沿海地区包括岛屿的设防安全，保持海防部队通信畅通，中国海缆通信系统的建设管理落入军队通信部门之手。通过打捞利用旧中国废弃的海缆、仿制苏联同轴海缆系统，并利用小型舰艇改装成布缆船来实施敷设和维护，军事化的海缆通信系统初具规模。直到1976年中日海缆敷设后，海缆通信开始国际化。海底光缆技术已广泛应用，中日海缆通信于1993年成功开通，可提供7560条电路，是最初中日海底同轴电缆能力的15倍。^[9]

中国光通信研究始于20世纪70年代。在1985年，光纤通信进入实用化阶段，并且研发出合中国沿海城市特点的浅海光缆。20世纪90年代，中国海缆通信逐步迈向海底光缆通信时代。随着经济的发展，沿海城际海底光缆和岛屿之间的海底光缆通信系统得到了快速发展，逐渐取代了同轴海缆通信系统。^[9]

1990年11月，中国在青岛邻近海城建成了第一条无中断实用化海底光缆。^[17]

1993年12月15日，中国参加投资建设的第一条国际海底光缆系统——中日海底光缆系统建成并投入使用。^[17]

1996年，中韩海缆系统建成，连接中国青岛和韩国泰安，全长549km。^[17]

中国已经部署了多个国际海底光缆系统。除了香港和台湾之外，已经运行的有中日、中韩、环球、亚欧、中美、亚太和城市间等七个系统，共计18条光缆。^[21]中国大陆地区共有7个海底光缆的登陆点，分别位于青岛、崇明、南汇、长乐、汕头、观音山和大噔岛。其中，上海已经成为亚太地区国际通信的重要枢纽。^[17]

中国与国际互联的海底光缆主要包括以下几个：FLAG欧亚海底光缆亚欧3号海底光缆；中美海底光缆；亚太2号海底光缆；EAC -C2C 海底光缆；跨太平洋海底光缆；中日海底光缆；中韩海底光缆。^[17]

海底光缆的结构主要分为三部分，包括缆芯护套结构与材料、铠装及外披层。缆芯是光缆的核心部分，包含一根或多根经过涂层处理的光纤。这些光纤通常由加强构件（钢丝制成）螺旋地绕包在中心位置，并放置在专制的不锈钢管中。该管外部还绕有高强度拱形结构的钢丝。护套结构和材料被用来保护光缆的内部结构。这一部分通常包含铜管，其主要作用是避免光缆在发生微/宏弯曲。铠装及外披层是光缆的最外层。它通常由耐腐蚀的金属材料制成，如铝或铜。^[6][7]

深海光缆的结构相对更复杂。它采用了多层保护措施，以确保光纤的安全运行和防止海水渗入。光纤被置于U形槽塑料骨架中，并填充有油膏或弹性塑料体来形成纤芯。这样可以增加纤芯的稳定性。纤芯周围使用高强度钢丝进行绕包。在绕包过程中，所有缝隙都要用防水材料填充，以确保光缆的防水性能。在钢丝的周围加上一层铜带，并通过焊接和搭接，使钢丝和铜管形成一个具有抗压和抗拉特性的联合体。这样可以增加光缆的强度和稳定性。在钢丝和铜管的外部，还需要再加上一层聚乙烯护套。这一层护套可以提供额外的防护，保护光纤免受外部压力和物理损伤的影响。对于鲨鱼频繁出没的海域，还需要在海底光缆外部再添加一层聚乙烯护套，以进一步提供保护层。这样可以防止鲨鱼咬断光缆，从而保护光缆的完整性。^[1][6]

不同国家生产的海底光缆在结构上基本相同，通常由1至3对光纤组成。由于光纤的脆弱性，为了增加光缆的机械强度和抵抗外力的能力，通常会采用由铝、铜或钢丝等制成的复合金属管进行保护。^[22]

中国研制的海底光缆大多适用于浅海环境，其敷设深度通常不超过500米。光缆的光纤筛选应变较大，一般均高于1%。采用了从瑞士SWISSCAB公司引进的设备和技术来生产海底光缆，为不锈钢复合套管结构，单管的最大光纤容量可达48芯。^[23]

法国海底光缆的制造主要由法国国通信研究中心主导，由Submar - com公司负责生产。这种海底光缆采用了骨架型结构，具有一些特点。它的结构是在中心放置骨架型光纤单元，并使用密封胶填充槽以确保光纤单元具有纵向水密性能。然后，在外部覆盖护套，并通过绞合钢丝层来增加强度，外面再包裹聚乙烯层以及氟fú孤焊焊接铜管。这样的设计可以有效地保护光缆免受外部影响。^[12][24]

日本电报电话公司（NTT）和国际电信电话公司（KDD）是负责研制海底光缆的机构，而日本大洋海底电线株式会社则是负责生产这些海底光缆的公司。日本生产的海底光缆具有一些独特特点。首先，它们采用了两层金属管结构，这使得它们具备了很高的抗水压能力和径向水密性。光纤单元被放置在中央，并且使用弹性材料作为缓冲层和纵向水密层。光纤单元外部绕有三个瓣形铝带，这些铝带通过拼接成铝管的方式连接在一起。在外部压力的作用下，这些铝管会更加牢固地啮合。其外径为7.1毫米。这些海底光缆还有一层高强度钢丝，外面覆盖着铜管。这个铜管是通过纵向包覆铜带并焊接而成的，其外径为11.4毫米。在铜管的外层，还有一层聚乙烯覆盖层，其外径为22毫米。^[12][24]

英国的海底光缆技术是英国电信研究所(BTRL)研究，由STC公司负责生产制造。这种光缆采用了一种特殊的结构设计，其中心部分是由钢丝包围的光纤单元，并填充有密封胶，然后外层再覆盖了一个保护层。整个光缆的直径为4mm。此外，光缆还采用了C型截面的铝管（后来改为铜管），围绕其外层绞制了一层高强度的钢丝，并再次包裹了一层孤焊铜管（有时这一层铜管可以省略），整体的外径达到了12mm。最后，整个光缆还被覆盖了一层聚乙烯材料，外径达到了26mm。^[12][24]

美国的海底光缆技术主要由贝尔研究所研发，Siplex负责生产。这种光缆采用了特殊的光纤单元结构，将光纤完全包裹在弹性体(Hytrel)中，既起到了缓冲作用，又可以防止水的渗入。具体结构是中心钢丝外面是弹性体，绞合一次被覆光纤，再外面是弹性体和尼龙护套。光纤单元的外径为2.97mm。在光纤单元外面，还有两层不同规格的高强度钢丝。铜带被焊接成铜管，并包裹在钢丝层的外面。铜管外面有一层低密度聚乙烯作为绝缘层，再外面是一层高密度聚乙烯护套。总体外径为25mm。这种结构是非常典型的深海光缆结构。为了防止鲨鱼咬断光缆，在上述结构外面再加一层钢带，并挤包一层高密度聚乙烯护套。^[12][24]

中继器是一种设备，用于将来自光纤线路上的微弱光数字信号进行恢复，使其变为较强的光数字信号，并输送到下一个光纤线路上。海底水下中继器需要配备防水性能极好的中继箱，以满足在恶劣环境下的工作需求。此类中继器的可靠性要求非常高，以保证数据传输过程的稳定性和可靠性。^[25]

光分路器，又称为分光器，是光纤链路中的重要无源器件之一。它具有多个输入端和多个输出端，可以将一根光纤中传输的光能量按照预定的比例分配给两根或多根光纤，或者将多根光纤中传输的光能量合并到一根光纤中。^[26]

光缆传输信号的原理是利用细小的玻璃纤维或石英玻璃纤维作为传输介质。通过发光二极管或固态激光器将电信号转化为光信号，并通过光纤电缆进行传输。在光缆中，信号经过检测器来进行传输。接收端使用光电二极管将接收到的光信号还原为电信号。在电磁兼容性测试中，光缆常用作在强电磁场环境下传输信号的线缆。同样，光缆也可以替代传统的信号电缆用于传输电磁场传感器检测到的微弱电信，避免环境电磁场的干扰。在核电磁脉冲试验中，光缆是不可或缺的设备。^[2][3][4]

海底光缆是在复杂的海洋环境中进行敷设的系统。根据敷设深度的不同，遇到的情况也各不相同。在浅海区和靠近岸边的海域，光缆可能会受到海底底质、海底污泥、生物、附着生物、鲨鱼、海水流动和海浪等的影响和侵袭。此外，还可能面临船只抛锚、渔具捕导线等外部因素的威胁。在敷设和打捞过程中，光缆还承受各种力的作用，同时还要应对与敷设深度相关的海水压力。深海区域中的海底光缆相对较平静，外部因素较少，但面临的海水压力更大，敷设和打捞时的张力也更大。海底光缆的设计要求很高。^[12][13]

根据《海底光缆通用规范》(GJB4489-2002)，海底光缆应满足一系列机械性能指标。为了评估光缆的机械性能，需要进行相关试验。工作拉伸负荷试验、反复弯曲试验、冲击试验、抗压试验，要求光缆的护套不能出现裂纹、开裂或断裂，并且光缆中的光纤不应有明显残余附加衰减。^[30]

按传输距离的不同，海底光缆可分为有中继海底光缆和无中继海底光缆。

中继海底光缆是一种长途跨洋通信海底光缆，主要分布在太平洋区和大西洋区，部分跨越两个大洋。这些海底光缆的线路长度长，登陆点众多，投资额巨大，并采用先进技术。在海底光缆市场中扮演着重要角色。^[14][15]

无中继海底光缆的布设重点位于东南亚地区，其次是北欧、地中海和加勒比海等区域。这些地区拥有众多岛屿，因此需要高密度的无中继海底光缆来连接岛屿与岛屿之间，以及岛屿与大陆之间的通信。^[14][15]

按照作用和功能可分为海底通信光缆和海底光力光缆。

海底通信光缆主要用于通讯业务。^[16][31]

海底光力光缆主要用于水下传输大功率光能。^[16][31]

按照不同的铠装材料、铠装层厚度和铠装层数等参数，ITU-T G.972 定义了五种不同保护类型的海底光缆结构。分别是轻型深海光缆、轻型单层铠装海底光缆、重型单层铠装海底光缆、轻型双层铠装海底光缆、重型双层铠装海底光缆。^[30]

按照敷设与运用的海域条件不同，海底光缆可分为深海与浅海两种。

深海海底光缆是一种特殊设计用于水深超过1000米的海域中的海底光缆。这种光缆采用无钢丝铠装的结构，通常具有4~12芯的光纤容量。为了保护光纤免受海水高压力和敷设回收修理时的高张力的影响，光缆的光纤周围填满油膏或塑料弹性体。此外，还在纤芯周围采用高强度的二层钢丝绕包或用三根圆弧形，并绕包一层钢丝，以增加抗压力和抗拉力。在钢丝外部纵向包裹一层铜带，通过焊接搭缝的方式连接。这种设计使钢丝和金属管形成了一个具有抗压力和抗拉力的联合体。铜管还用作远程输送电流的导体。然后，在钢丝或铜管的外层涂覆一层聚乙烯绝缘层，有些光缆还会在绝缘层外再涂覆一层聚乙烯护套。同时，在钢丝绕包过程中的间隙以及各个构件之间的间隙都必须填充挡水复合材料，光缆断裂时海水渗入。这样的设计和构造使得深海光缆具有良好的压力和拉力抗性能。^[32][15]

浅海海底光缆一般敷设在水深不超过1000米的海域中。与深海光缆相比，浅海光缆的缆心结构完全相同。浅海光缆的铠装可采用单层或双层钢丝铠装，钢丝的外径通常为4.0毫米6.0毫米和8.0毫米。铠装的层数和钢丝的外径需要根据敷设海缆的路由、海底环境条件（如水深和是否可以埋设）以及渔捞情况等综合考虑确定。^[15][32]

按浅海海底光缆受到的铠装保护程度不同，可以分为轻型光缆、保护型光缆、单铠装型光缆和双铠装型缆等。^[30]

海底光缆结构按照光纤的保护方法可分为紧缆芯结构和松缆芯结构两种。^[30]

紧缆芯结构中，光缆中的光纤得到紧密的保护，使得光纤的拉伸长度和光缆的拉伸长度相同。^[30]

松缆芯结构中，光纤在光缆中有一定的自由移动空间，光纤的拉伸长度小于光缆的拉伸长度，在光缆的拉伸长度达到规定数值之前，光纤处于零拉伸状态。^[30]

海底光缆的结构坚固且材料轻便。由于海水与铝发生电化学反应会产生氢气，这会导致氢分子扩散到光纤玻璃材料中，增加光纤的损耗。海底光缆不使用轻金属铝，20世纪90年代初期开发了涂碳或涂钦层的光纤，以阻止氢气渗透和化学腐蚀。另外，海底光缆的光纤接头需要具备高强度，确保接续时光纤的强度和表面不受损伤。^[1]

海底电缆施工过程被世界各国公认为是复杂困难的大型工程。^[10]

对于海底光缆施工，首先需要进行详细的海洋勘察工作。在多个方案之间进行比较后，选择一条安全可靠、易于施工维护并且能节约投资的光缆路线。海洋勘察的主要内容包括测量水深和海底地形，了解海底地质条件、沉积物分布、管线和电缆布置情况，确定潜在的障碍物（如沉船等），研究海水温度垂直分布以及海水的腐蚀性，分析潮流活动情况，识别海地震区域，了解航运、渔业以及海水养殖等相关信息。^[14][33]

在进行海底光缆路由设计时，必须遵守所有上级业务主管部门的审批程序。首先需要进行备选地点的评估，考虑自然环境、海底地形和地理位置的稳定性。同时还需考虑已有的海洋开发活动和海洋利用规划，必须与渔业、交通、矿产、市政和军事等各个部门取得一致同意。^[34]

在选择海底光缆路由的登陆点时，需要考虑以下因素：路由长度较短、避开暗礁和地形陡峭的区域、选择地形平缓且泥沙厚度较大的地方。尽量选择人烟稀少但交通便利的开阔地，以便于施工作业并确保工程船能轻易靠近。同时，附近应有维修海港和护岸等设施，以方便维护和修理工作。还要避开海流湍急的位置、开发热点区和填海造地区，以确保不会干扰渔业捕捞活动。^[34]

海底光缆需要考虑到敷设长度大于实际测量的长度。这是因为要考虑到测量精度、施工方法和深海浅海的长度等因素。为了确保敷设光缆的顺利进行，建议将海底光缆长度增加一个余量，一般来说，在埋设区域应增加3%的长度余量，而在非埋设区域则应增加5%的长度余量。这样可以在施工过程中避免出现敷设不足或无法达到目标点的情况。^[34]

根据不同的海洋环境和水深，海底光缆的敷设也分别采用不同的方法。^[10]

在浅海中，特别是航行频繁、渔业捕捞和海洋养殖等活动频繁的海域，通常需要将光缆埋设到海底，并掩埋在1米到1.5米的深之间，以保护光缆不受外部损坏。为此，可以采用水力喷射式埋设方法。具体来说，海底光缆埋设过程主要包括三个阶段：光缆路由的勘查清理，光缆的设以及冲埋保护。埋设设备底部装有多排喷水孔，平行分布在两侧。在作业时，每个孔都会同时向海底喷射高压水柱，将海底泥沙冲开，形成一个海缆沟。设备的顶部有一个导缆孔，用于引导光缆沿着海缆沟下沉到底部。在海流的用下，海缆沟会自动被填平。整个埋设设备会被一艘施工船拖曳前进，并通过工作电缆接收各种指令。^[10][14][33]

在深海中，通常采用敷设方式来将光缆铺设在海底。这种方法涉及使用配备高压水泵的水下机器人，它会冲刷出一个沟槽，然后将光缆放入其中，并覆盖上海底的泥沙。在敷设过程中，需要通过控制敷设船的行驶速度和光缆释放速度来控制光缆的入水角度，以避免光缆因弯曲半径过小或张力过大而受损。当在深海段进行敷设时，敷设船释放光缆，并使用水下监视器和水下遥控车来不断监视和调整，控制船只的前进速度、方向和光缆的敷设速度，以避开地形的起伏和岩石，以防止光缆受损。^[10]

海底光缆发生断裂时，会对国际通信产生巨大影响，导致无法估算的损失。通常有两个主要原因导致海底光缆断裂。^[1]

1.地震、海啸等不可抗力

例如在2006年年底，中国台湾地区发生了地震，这次地震造成了多条连接中国与欧美地区的海底光缆断裂。导致了国际通信的大规模中断，给世界各地的经济和社会活动带来了巨大的损失。在2009年，莫拉克台风和接近中国台湾地区的地震也引起了多条海底光缆的断裂，进一步加剧了国际通信的紧张局势。^[35]

2.人为原因

例如渔船作业经常是海底光缆故障的主要原因。渔船作业引起的故障占到了95%的比例，其中帆张网船(雷达网船)是造成九成故障的罪魁祸首。以2001年2月的一次事件为例，由于渔船作业的失误，中美之间跨太平洋的海底光缆受损，导致国内用户无法连接到国外的网站。在2004年4月，上海等地使用的环球海底光缆的网络通信突然中断，经过调查发现是因为某个渔船进入了光缆保护区，并且使用了被禁止的帆张网进行渔业生产作业，导致光缆断裂。^[35]

修复海底光缆是一项极为复杂的任务。当光缆发生故障时，首先需要在广阔的海洋中准确定位光缆的位置，然后从几千米深的海床上将直径不到10厘米的光缆打捞起来，这几乎等同于大海中找针。此外，由于修复工作必须在海面上进行，还必须考虑维修船只行驶时间以及海浪、天气等因素对修复工作的不利影响。修复海底光缆涉及到查找断点、打捞光缆、修补光纤、重新包裹和重新放置等多个步骤。^[36]

查找断点。常用的方法是在光缆起始或终止点进行操作。将光缆取下，并使用设备向光纤中发送光脉冲。当光脉冲遇到光纤断裂面时，会产生特殊的反射光。通过计算光传播的时间和折射率等因素，可以准确地确定断点的位置。^[36]打捞。在水下深度不超过2000米的情况下，可以利用遥控机器人进行水下扫描和检测，准确定位损坏光缆的位置。然后使用电缆剪刀将埋在泥中的光缆切断并提取出来。随后，通过绳子将两段光缆分别系在船上，由船上人员将其拉至海面。同时，在光缆切断处安装无线发射应答器。^[1][36]在水深约3000米6000米的海域，由于机器人无法底工作，只能采用一种使用抓钩的方法来抓起海底的光缆。这个过程非常慢且稳定，每次收放抓钩都需要花费12个小时以上。由于海底的光缆通常是平铺的，从三四千米深的海底将其拉起来会牵扯到方圆几千米的范。此外，在海域中有许多密集铺设的海缆，它们可能会交错在一起。因此在打捞海缆的过程中，需要非常小心，以免损坏其他海缆系统。^[36]修补。更换损坏的光缆是一个极具挑战性的任务。光纤非常细小，直径通常只有几十到几百微米，约为人体头发粗细的百分之一。一条光缆由许多光纤组成，每根光纤都需要被精确对齐，并用光纤熔接机逐一熔接。这项技术要求非常高，只有经过严格培训并获得国际认证的专业人员才能胜任。^[1][36]重新包裹并放置。一旦光缆修复完好并通过反复测试确认通讯正常，它就准备投入海中了。在浅海区域，会利用水下机器人对修复后的海底光缆进行“冲埋”处理。具体做法是使用高压水枪将海底的泥沙冲刷出一条槽，然后将修复好的海底光缆安置在其中。^[36][1]

海底光缆具备巨大的传输能力和出色的保密性，是一种高质量的通信传输方式。它集聚了众多优势，已成为承载国际通信业务的主要手段，是全球信息传播的重要基础。^[37]

海底光缆使用光纤具有如下优点：

传输频带非常宽，通信容量大差错率低

传输损耗小，中继距离长

抗雷电和抗电磁干扰性能强

无串音干扰不易被窃听

数据不易被截取，保密性好

体积小，重量轻

以上参考资料来源：^[3][4]

一是铺设海底光缆不需要挖掘道路或建立支撑结构，因此投资成本较低且建设速度较快。二是除了与陆地相连的部分外，大部分光缆都位于深海中，远离风浪和其他自然环境的破坏以及人类生产活动的干扰。这使得海底光缆具有良好的安全性和稳定性，并且能够很好地抵抗干扰，保证数据的保密性。^[6][37]

一是由于海水的存在，海缆可以有效地防止外界电磁波的干扰，因此海缆的信噪比较低。二是在海底光缆通信中，几乎感受不到时间延迟的存在，这对于实时性要求较高的应用非常重要。三是海底光缆的设计寿命可达持续工作25年，而人造卫星往往在10年至15年内就会耗尽燃料。选择使用海底光缆作为通信介质是更加长效和稳定的选择。^[6]

网络通信的需求量巨大，如果只依赖于几条光缆进行传输，这使得它们在危机时显得非常容易受到影响。^[6]

海底光缆的敷设通常会经过重要的水域，这些水域往往是海上运输和渔船作业的主要通道。在2001年和2003年在上海崇明岛海域就发生过两起光缆被拖网船只误拉断的事件。^[6]

在全球因特网中，美国是一个重要的中心地区，许多主要服务器和国际网站都位于美国。由于一些光缆经过世界上最活跃的地震多发地带之一——环太平洋地震带，地震经常导致光缆的移位或拉断。这种情况给中国用户访问美国服务器带来了困扰。中美之间的光缆几乎都需要通过台湾附近海域，当地发生地震导致主要光缆中断时，中国的用户在访问美国服务器时不得不绕道欧洲或澳洲，从而影响了信息传输速度。^[6]

海底光缆的敷设和维修被广泛认为是一项困难的工程。在浅海区域（水深小于200米）通常采用埋设的方式进行光缆敷设，而在深海区域则需要借助先进的船舶和遥控潜水器等施工设备进行敷设。这样的工程必须面对深海高压和海水扰动等不利因素，与光缆的敷设相比，修复海底光缆更加复杂。每个环节都需要克服许多困难才能确保修复工作能顺利进行。^[6][37]

海底光缆网络是全球通信的支柱，它承载着云计算、移动互联网、人工智能、物联网等新技术和应用的数据传输需求。随着这些领域的快速发展，对信息基础设施的要求也越来越高，海底光缆的重要性日益凸显。^[38]

截至2023年，全球已部署了大约400条海底光缆，总长度达到了120万公里。随着全球一体化程度的提高以及数字经济的蓬勃发展，国际带宽需求迅速增长。海底光缆在跨越洋海的国际数据传输中承担了超过95%的任务。作为现代国际通信的重要工具，海底光缆负责处理90%的国际通信业务，是全球信息通信的主要支柱。^[16]

世界上大约有200多个国家和地区，其中只有44个国家没有海岸线，不需要依赖海底光缆进行国际数据传输。而其他国家和地区则需要建设海底光缆来满足快速增长的国际通信需求。海底光缆建设主要由日本电气(NEC)，美国SubCom LLC和法国阿尔卡特海底网络等领先公司负责，这些公司掌握着世界领先的技术。海底光缆的建设对于全球信息通信的发展非常重要，负责处理90%的国际通信业务，并在跨海洋的国际数据传输中承担了超过95%的任务。^[16]

中国信息通信研究院发布的《中国国际光缆互联互通白皮书(2018年)》表示，美国在海底光缆领域的数量是中国的8倍，而人均带宽是中国近20倍。与此相比，日本的海缆数量是中国的两倍多，人均带宽为中国的近10倍；英国的海缆数量是中国的5倍多，人均带宽则是中国的72倍；新加坡的海缆数量是中国的两倍多，而人均带宽高出中国262倍。这些数据不仅凸显了海底光缆建设对满足高带宽需求的重要，缆展方面相对滞后的现状。^[38]

2015年4月24日，中国联通与全球6个合作伙伴启动了新的跨太平洋国际海底光缆工程（简称NCP）。该项目总投资超过5亿美元，连接中国大陆、中国台湾、韩国、日本和美国，全长达13000公里。该海底光缆采用先进100G波分复用传输技术，拥有超过80Tbps的设计容量，预计将于2017年建成。中国联通将提供上海南汇登陆站，该项目完成后将成为亚洲至北美之间传输容量最大、技术最先进的海底光缆系统。这将显著提升中国联通的国际网络安全性，并为用户提供更可靠的通信服务。^[39]

2017年6月27日，中国联通、喀麦隆电信与华为海洋共同达成了一项重要协议，即南大西洋国际海底光缆（SAIL）的建设。该海缆长约6000公里，设计容量为32Tbit/s。一旦建成，它将连接非洲和美洲大陆，成为非洲与南美洲之间传输容量最大、时延最小的海缆路由。这一项目将为跨洲通信提供高质量和可靠的服务。^[40]

2022年5月，中国移动国际有限公司（CMI）宣布，与中国联通国际有限公司（CUG）、Converge Information and Communications Technology Solutions, Inc.（Converge）以及PPTEL SEA H2X Sdn. Bhd（PPTEL SEA H2X）等亚洲合作伙伴达成合作协议，共同推动SEA-H2X国际海缆系统的建设。该海缆系统全长约5,000公里，跨越中国香港特别行政区、中国海南、菲律宾、泰国、东马来西亚和新加坡，并有可能扩展至越南、柬埔寨、西马来西亚和印度尼西亚。^[41]

2024年5月24日，国家安全部发文，深海安全是国家安全的重点领域之一。海底光缆作为全球信息互联互通的关键基础设施，是潜藏万丈深蓝的神经网络，是链接世界各地的无形桥梁，是事关深海安全的重要因素，与互联网时代的经济社会发展息息相关，对于保障我国家安全具有重要意义。海底光缆已成为个别国家眼中窃取情报信息，甚至谋求地缘政治利益的工具。国家安全机关会在党中央坚强领导下，坚持总体国家安全观，严密防范、依法打击境外势力对我海底关键基础设施和跨境信息数据开展的渗透、破坏、窃密活动，有力加强维护新兴领域安全的能力和水平，全力捍卫我国主权、安全和发展利益。^[42]