隨著信息時(shí)代的到來，全球互聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代社會(huì)中發(fā)揮的作用越來越大，但少有人關(guān)注的是，總長(zhǎng)140萬公里、400-600條海底光纜才是承載全球信息互聯(lián)的關(guān)鍵——這些看似不起眼的海底光纜是5G網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算、視頻流、金融交易乃至科研、外交等不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施。另一方面，它們又經(jīng)常會(huì)因?yàn)楦鞣N原因而受損，如何減少這樣的風(fēng)險(xiǎn)，成為全球都高度關(guān)注的話題。

全球海底光纜分布圖（圖源：TeleGeography公司）

從電報(bào)網(wǎng)絡(luò)到全球光纖高速公路

1851年，第一條海底電纜穿過英吉利海峽，連接了英國(guó)與法國(guó)的電報(bào)網(wǎng)絡(luò)，有線電報(bào)網(wǎng)絡(luò)由此通過海底通信電纜逐步連接全球。20世紀(jì)初，英國(guó)率先建成連接英聯(lián)邦各國(guó)、環(huán)繞世界的電纜網(wǎng)絡(luò)。隨著電話和電視的大規(guī)模普及，海底通信電纜也在不斷升級(jí)。上世紀(jì)八九十年代光纖技術(shù)的發(fā)展，促成海底光纜的廣泛應(yīng)用，傳輸?shù)男畔⒘恳苍絹碓酱蟆Ｓ?guó)廣播公司網(wǎng)站介紹稱，如今的海底光纜每秒能夠傳輸數(shù)十乃至數(shù)百TB的數(shù)據(jù)，提供了當(dāng)今最快、最可靠的數(shù)據(jù)傳輸方法。報(bào)道描述稱，每秒1TB的速度足以在一瞬間傳輸大約十幾部?jī)尚r(shí)的4K高清電影，僅僅其中一條光纜就可以同時(shí)保證數(shù)百萬人觀看視頻或發(fā)送信息，而不會(huì)減慢速度。

美國(guó)電信市場(chǎng)調(diào)研公司TeleGeography的報(bào)告稱，目前全球約有400至600條光纖電纜在世界海底縱橫交錯(cuò)，總長(zhǎng)140萬公里，足以繞地球約35圈。美國(guó)商務(wù)部國(guó)家海洋和大氣管理局的數(shù)據(jù)顯示，這些電纜承載了全球95%以上的互聯(lián)互通的數(shù)據(jù)流。美國(guó)智庫戰(zhàn)略與國(guó)際問題研究中心在一份報(bào)告中解釋說，如果沒有這些鋪設(shè)在全球海底的數(shù)百條光纜作為數(shù)據(jù)高速公路，現(xiàn)代社會(huì)早已習(xí)慣的5G網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算、視頻流、金融交易以及科研、外交等都不可能實(shí)現(xiàn)。

中國(guó)信息通信研究院的報(bào)告顯示，雖然國(guó)際通信除了海底光纜外，還有陸纜和衛(wèi)星等方式，但后兩者都有各自的不足。陸纜主要用于鄰近國(guó)家的通信場(chǎng)景，跨越多個(gè)國(guó)家的陸纜組網(wǎng)運(yùn)營(yíng)尚不夠成熟；而衛(wèi)星通信技術(shù)雖然已經(jīng)得到較快發(fā)展，但受限于衛(wèi)星傳輸速度的帶寬，能夠同時(shí)容納的用戶數(shù)量有限，因此在比較長(zhǎng)的時(shí)間里，在國(guó)際通信中，海底光纜仍將起到主導(dǎo)作用。從全球光纜布局情況看，美國(guó)、英國(guó)、日本、新加坡以及中國(guó)香港等地憑借優(yōu)越的地理通達(dá)性和信息資源豐富的優(yōu)勢(shì)，成為許多國(guó)際海底光纜的起點(diǎn)或關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

讓西方尤其是美國(guó)密切關(guān)注的是，雖然海底光纜的運(yùn)營(yíng)商為數(shù)眾多，但具備海底光纜建設(shè)能力的企業(yè)卻屈指可數(shù)，長(zhǎng)期以來一直由美國(guó)SubCom公司、日本NEC公司和法國(guó)阿爾卡特海底網(wǎng)絡(luò)公司主導(dǎo)著海底光纜的建設(shè)，之前85%的海底光纜都由歐洲、美國(guó)和日本公司鋪設(shè)，“直到2008年中國(guó)公司加入了競(jìng)爭(zhēng)”。美國(guó)媒體聲稱，如今中國(guó)華海通信技術(shù)有限公司已成為全球領(lǐng)先的海底光纜企業(yè)之一，“在過去幾年中修復(fù)了全球近25%的現(xiàn)有海底光纜，并安裝了18%的新設(shè)光纜”。美國(guó)智庫大西洋理事會(huì)的學(xué)者布拉夫表示，憑借更低的建造成本，中國(guó)光纜鋪設(shè)公司與西方同行相比已變得極具競(jìng)爭(zhēng)力。美國(guó)《華爾街日?qǐng)?bào)》甚至警告稱，全球海底光纜需要頻繁維護(hù)，相關(guān)工程船只非常緊缺，全球大概只有五六十艘?！拌b于中國(guó)造船業(yè)整體都在以前所未有的速度發(fā)展，未來這些海底光纜的維護(hù)工作可能都將由中國(guó)公司來完成”。

部分國(guó)際人士近年頻繁以國(guó)家安全為由，無端抹黑中國(guó)海底光纜工程。新德里觀察者基金會(huì)安全戰(zhàn)略與技術(shù)中心主任薩米爾·帕蒂爾聲稱，“海底光纜存在遭到監(jiān)控的風(fēng)險(xiǎn)。中國(guó)可通過海底光纜實(shí)時(shí)收集其他國(guó)家的敏感數(shù)據(jù)。”美國(guó)“政客”新聞網(wǎng)9月爆料稱，美歐正在制定一項(xiàng)“加強(qiáng)海底光纜網(wǎng)絡(luò)安全”計(jì)劃，試圖將中國(guó)排除在項(xiàng)目之外。

中國(guó)外交部發(fā)言人毛寧曾駁斥稱，美國(guó)政府蓄意抹黑打壓中國(guó)和世界各地的信息通信類企業(yè)，目的就是要打造一個(gè)美國(guó)獨(dú)家主導(dǎo)、沒有任何對(duì)手、不受任何監(jiān)督的全球監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，為它肆意監(jiān)聽、竊密開“方便之門”。中國(guó)信息安全企業(yè)安天集團(tuán)稱，美方“舞動(dòng)綠洲”項(xiàng)目的目的就是“監(jiān)聽歐洲、亞洲遠(yuǎn)東地區(qū)的光纜數(shù)據(jù)”。美國(guó)最先進(jìn)的“海狼”級(jí)攻擊核潛艇“吉米·卡特”號(hào)也負(fù)責(zé)執(zhí)行海底光纜監(jiān)聽的秘密任務(wù)。

每年約有150-200起損壞事件

英國(guó)廣播公司網(wǎng)站介紹說，海底光纜的核心是數(shù)對(duì)光纖束，它們負(fù)責(zé)保證光信號(hào)在長(zhǎng)距離傳輸大量數(shù)據(jù)時(shí)不出現(xiàn)明顯衰減。光纖束的外面被海洋級(jí)聚乙烯、結(jié)構(gòu)加固件、銅或鋁套件等保護(hù)套層層包裹，旨在應(yīng)對(duì)惡劣的海底環(huán)境，包括水下壓力、磨損、捕魚活動(dòng)或船錨拖曳帶來的損壞。通常海底光纜的實(shí)際直徑受鋪設(shè)海底的深度、環(huán)境等諸多因素影響。淺海的海底光纜往往更容易受到外力破壞，因此保護(hù)更嚴(yán)密、直徑更大。

海底光纜的光纖束外面有層層保護(hù)

報(bào)道稱，鋪設(shè)海底光纜的過程首先從徹底的海底調(diào)查開始，通過在海圖上設(shè)置詳細(xì)的鋪設(shè)路線，繞開海底火山或峽谷等容易導(dǎo)致光纖受損的地形，并盡量減少對(duì)環(huán)境的影響。此后，配備有巨型光纜卷軸的專用光纜鋪設(shè)船在預(yù)定路線上航行。隨著鋪設(shè)船的移動(dòng)，光纜被打開并小心地鋪設(shè)在海底。在很多區(qū)域，尤其是人類海洋活動(dòng)頻繁的海域，需要水下纜線埋設(shè)機(jī)提供協(xié)助。它就類似耕田時(shí)使用的犁，由光纜鋪設(shè)船拖曳前進(jìn)，并根據(jù)指令向海底噴射出高壓水柱，將海底泥沙沖開形成光纜溝。在光纜鋪設(shè)到位后，通常還會(huì)用水下機(jī)器人填平光纜溝，以減少可能的外部傷害。此外，每隔一段距離還會(huì)安裝中繼器以放大光信號(hào)，確保數(shù)據(jù)長(zhǎng)距離傳輸而不會(huì)衰減。整個(gè)光纜鋪設(shè)過程根據(jù)情況不同，可能需要持續(xù)數(shù)月甚至數(shù)年。

盡管采用了各種保護(hù)措施，但海底光纜仍難免會(huì)遭遇損壞的情況。國(guó)際電纜保護(hù)委員會(huì)的海洋環(huán)境顧問邁克·克萊爾透露，“每年約有150到200起全球海底光纜損壞事件。但如果將其與140萬公里的總長(zhǎng)度相比，（海底光纜損壞的事件）并不是很多，而且在大多數(shù)情況下，當(dāng)這種損壞發(fā)生時(shí)，可以相對(duì)較快地修復(fù)?！?/p>

如果海底光纜出現(xiàn)故障，通常會(huì)派遣專業(yè)維修船查找故障點(diǎn)并進(jìn)行維修。英國(guó)廣播公司介紹稱，1929年加拿大紐芬蘭地震造成海底電纜損壞，最后花了9個(gè)月才得以修復(fù)。但阿爾卡特海底網(wǎng)絡(luò)公司負(fù)責(zé)海上運(yùn)營(yíng)的副總裁米克·麥戈文表示：“現(xiàn)代光纜的修復(fù)時(shí)間只需要一兩周，具體取決于實(shí)際位置和當(dāng)?shù)氐奶鞖?。所有這些維修船都戰(zhàn)略性地部署在世界各地?？紤]到海底光纜系統(tǒng)實(shí)際有多大時(shí)，維修所花費(fèi)的時(shí)間就顯得并不那么長(zhǎng)?！?/p>

據(jù)介紹，由于海底光纜的全球網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成形，因此少數(shù)幾根光纜中斷，數(shù)據(jù)可以通過其他線路傳遞，因此大部分人日常生活中可能很難有直接感受，最多只會(huì)出現(xiàn)略微的網(wǎng)絡(luò)延遲。麥戈文表示，雖然海底光纜的維修時(shí)間需要一兩周，但這并不意味著整個(gè)國(guó)家的互聯(lián)網(wǎng)都會(huì)癱瘓同樣長(zhǎng)的時(shí)間。許多國(guó)家的光纜數(shù)量和帶寬都超過了最低要求（即所謂冗余設(shè)計(jì)），即便其中部分海底光纜損壞，其他線路可以彌補(bǔ)不足?！按蠖鄶?shù)人永遠(yuǎn)不會(huì)注意到一根海底光纜是否出現(xiàn)損壞——也許只是一篇文章的加載時(shí)間比正常情況多了那么一兩秒鐘。”不過那些對(duì)數(shù)據(jù)時(shí)間敏感性高的部分行業(yè)，海底光纜的中斷問題所造成的影響就相當(dāng)大了。如果出現(xiàn)大面積海底光纜中斷，則可能導(dǎo)致嚴(yán)重的對(duì)外信息聯(lián)絡(luò)不暢或中斷。

修復(fù)已有成熟解決方案

主營(yíng)海底光纜維修的“全球海運(yùn)”海底工程公司負(fù)責(zé)歐洲、中東和非洲維護(hù)主管史蒂芬·霍登表示，如今大部分海底光纜故障都與人類活動(dòng)有關(guān)，如船舶拋錨或拖網(wǎng)漁船撒網(wǎng)掛住海底光纜。這些情況通常發(fā)生在距離海面200-300米的深度。他表示，全球只有10%-20%的光纜故障與自然災(zāi)害有關(guān)，常見的情況是光纜與海底巖石反復(fù)摩擦的地方出現(xiàn)破損。

從馬耳他到西西里島的受損海底光纜正在修復(fù)

海洋環(huán)境顧問克萊爾稱，有媒體會(huì)津津樂道地介紹“鯊魚咬穿光纜導(dǎo)致通信中斷”，這種情況在通信電纜時(shí)代曾出現(xiàn)過，但如今早已不復(fù)存在，因?yàn)楣饫|行業(yè)已經(jīng)普遍使用凱夫拉纖維來加強(qiáng)海底光纜的保護(hù)。

據(jù)介紹，如今業(yè)內(nèi)對(duì)于海底光纜的修復(fù)已經(jīng)有非常成熟的解決方案。布設(shè)在深海海底的光纜在設(shè)計(jì)時(shí)就注意輕薄，以方便維修——從海面以下數(shù)千米處拖出沉重的光纜會(huì)給維修工作帶來極大挑戰(zhàn)。維修者通常會(huì)用專業(yè)工具定位光纖破損的具體位置，然后維修船使用水下機(jī)器人或抓鉤工具，將埋在海底的光纜挖出并切掉破損部分。之后再將撈起的光纜兩端固定在船上，在顯微鏡的幫助下將光纖逐一拼接熔焊在一起，以確保良好的連接。新的海底光纜連接完成后，還需經(jīng)過反復(fù)測(cè)試，以確保通信及數(shù)據(jù)傳輸正常，最后再將其重新埋入海底。

為減少海底光纜損壞的情況，多國(guó)專家提議建立“光纜保護(hù)區(qū)”，以限制在海底光纜鋪設(shè)地點(diǎn)附近的高風(fēng)險(xiǎn)活動(dòng)。美國(guó)“趣味工程師”網(wǎng)站認(rèn)為，未來海底光纜可能仍會(huì)繼續(xù)承載世界上絕大多數(shù)的互聯(lián)網(wǎng)通信，但互聯(lián)網(wǎng)通信衛(wèi)星星座可以作為必要的應(yīng)急手段。