Prvi transatlantski kabel

Prije 150 godina, 16. kolovoza 1858., predsjednik Sjedinjenih Država, James Buchanan, primio je čestitku kraljice Viktorije i poslao joj zauzvrat poruku. Prvu službenu razmjenu poruka o novonastalom transatlantskom telegrafskom kabelu obilježila je povorka i vatromet na gradskoj vijećnici u New Yorku. Praznici su bili zasjenjeni vatrom koja se dogodila iz tog razloga, a nakon 6 tjedana kabel je prestao raditi. Istina, prije toga nije dobro radio - poruka kraljice je poslana 165 sati.


Od ideje do projekta

Prvi prijedlog koji se odnosio na telegraf i Atlantski ocean bio je relejna shema u kojoj su poruke poslane brodovima slale telegrafom s Newfoundlanda na ostatak Sjeverne Amerike. Problem je u izgradnji telegrafske linije duž kompleksnog reljefa otoka. Poziv uz pomoć inženjera odgovornog za projekt, koji je kasnije privukao, postao je nezamjenjiv za projekt transatlantskog kabela američkog biznismena i financijera Cyrus Fielda. Tijekom svog rada prešao je ocean više od 30 puta. Unatoč neuspjesima s kojima se Field suočio, njegov je entuzijazam doveo do uspjeha.
Poslovni čovjek je odmah skočio na ideju transatlantskog telegrafskog prijenosa. Za razliku od zemaljskih sustava u kojima su releji obnavljali impulse, transoceansku liniju vodio je jedan kabel. Field je bio siguran u mogućnost slanja signala velikimudaljenost od Samuela Morsea i Michaela Faradaya.


William Thompson je dao teoretsko opravdanje, objavivši zakon recipročnih trgova 1855. godine. Vrijeme porasta impulsa kroz kabel bez induktivnog opterećenja određeno je konstantnim vremenom RC vodiča duljine L, koje je jednako rcL 2, gdje je r otpor i kapacitet po jedinici duljine. Thomson je također pridonio tehnologiji podvodnog kabela. Usavršio je zrcalni galvanometar, na koji su najsitnija odstupanja zrcala, uzrokovana strujom, pojačala projekciju na ekran. Kasnije je izumio uređaj koji registrira signale tintom na papiru. Tehnologija podmorskih kabela poboljšana je nakon pojave 1843. u Engleskoj u Guateperchu. Ova smola stabla koje raste na Malajskom poluotoku bila je idealan izolator, budući da je bio termoplastičan, omekšan zagrijavanjem i vraćen u čvrsti oblik nakon hlađenja, olakšavajući izolaciju vodiča. Pod pritiskom i temperaturom na dnu oceana poboljšala su se njegova izolacijska svojstva. Gutaperch je ostao glavni materijal za izolaciju podmorskih kabela prije otkrića polietilena 1933. godine.

Projekti gusjenica

Cyrus Field vodio je 2 projekta, od kojih je prvi propao, a drugi je završio s uspjehom. U oba slučaja, kabeli su se sastojali od jedne 7-žilne žice okružene gutaperkom i oklopljenom čeličnom žicom. Zaštitu od korozije pružila je prodirana konoplja. Morska milja modelnog kabela 1858. težila je 907 kg, a transatlantski kabel 1866. bio je teži,1622 kg /milju, ali budući da je njegov volumen bio veći, u vodi je težio manje. Vlačna čvrstoća iznosila je 3 tone i 75 tona.
Svi kabeli imali su jedan vodič s povratnom vodom. Iako je otpornost na morsku vodu manja, sklon je lutajućim strujama. Prehrana je provedena uz pomoć kemijskih izvora struje. Na primjer, projekt iz 1858. imao je 70 komada po 11 V. Ove naponske razine, povezane s neprikladnim i pažljivim skladištenjem, dovele su do neuspjeha duboko vodenih transatlantskih kabela. Upotrebom zrcalnog galvanometra sljedećim su vodovima dopušteni niži naponi. Budući da je otpor bio oko 3 ohma po morskoj milji, na udaljenosti od 2000 milja, struje reda miliampera bile su dovoljne za zrcalni galvanometar. 1860. uveden je bipolarni telegrafski kod. Morseove točke i potezi zamijenjeni su impulsima suprotnog polariteta. S vremenom su razvijeni složeniji sustavi.

Ekspedicije 1857-58 i 65-66

Za polaganje prvog transatlantskog kabela, 350000 GBP je prikupljeno izdavanjem dionica. Američka i britanska vlada jamčile su povrat ulaganja. Prvi pokušaj je 1857. godine za prijevoz kabela bio potreban za 2 parobroda, "Agamemnon" i "Niagara". Električari su potvrdili način na koji je jedan brod zatvorio liniju od obalne stanice s naknadnim spajanjem drugog kraja kabelom na drugom plovilu. Prednost je bila da se uz održavanje kontinuirane električne veze s obalom. prvopokušaj nije uspio, kada je oprema za polaganje kabela propala na udaljenosti od 200 milja od obale. Izgubljen je na dubini od 37 km. Godine 1857. glavni inženjer iz Niagare, William Everett, razvio je novu opremu za polaganje kabela. Primjetno je poboljšanje automatske kočnice koja je djelovala kada napetost dosegne određeni prag. Nakon teške oluje koja je gotovo utopila Agamemnona, brodovi su se sreli usred oceana, a 25. lipnja 1858. ponovno su počeli polagati transatlantski kabel. "Niagara" se preselila na zapad, a "Agamemnon" - na istok. Napravljena su dva pokušaja, prekinuta oštećenjem kabela. Brodovi su se vratili u Irsku nakon što su ga zamijenili. 17. srpnja flota se ponovno susrela. Nakon manjih kvarova, operacija je bila uspješna. S konstantnom brzinom od 5-6 čvorova, Niagara je 4. kolovoza ušla u zaljev Trinity. Newfoundland. Istog dana Agamemnon je stigao u Valenciju u Irsku. Kraljica Viktorija poslala je prvu pozdravnu poruku gore opisanu. Ekspedicija 1865. završila je neuspjehom na 600 milja od Newfoundlanda, a samo je pokušaj iz 1866. bio uspješan. Prva poruka o novoj liniji poslana je iz Vancouvera u London 31. srpnja 1866. Osim toga, pronađen je kraj kabla izgubljenog 1865., a linija je također uspješno dovršena. Brzina prijenosa bila je 6-8 riječi po minuti po cijeni od 10 USD /riječi.

Telefonska komunikacija

Godine 1919., američka tvrtka AT & amp; T pokrenula je istraživanje mogućnosti polaganja transatlantskog telefonskog kabela. uGodine 1921. postavljena je duboka voda telefonske linije između Ki-Zapada i Havane. Godine 1928. predloženo je polaganje kabela bez repetitora s jednim glasovnim kanalom preko Atlantskog oceana. Visok trošak projekta (15 milijuna dolara) usred Velike depresije, kao i poboljšanja u području radio tehnologija, prekinuli su projekt. Početkom 1930-ih razvoj elektronike dopuštao je stvaranje podmorskog kabelskog sustava s repetitorima. Zahtjevi za dizajniranje pojačala srednje klase bili su bez presedana, budući da su uređaji morali nenametljivo raditi na dnu oceana 20 godina. Pouzdanost komponenti, uključujući elektronske svjetiljke, podliježe strogim zahtjevima. Godine 1932. već su postojale električne žarulje koje su uspješno položile ispit 18 godina. Rabljene radiotehnike značajno inferiorne od najboljih uzoraka, ali su vrlo pouzdane. Kao rezultat toga, TAT-1 je radio 22 godine, a nijedna svjetiljka nije bila u redu. Drugi problem bio je polaganje pojačala u otvorenom moru na dubini do 4 km. Na stajalištu broda može se pojaviti repetitor na kabelima s spiralnim oklopom. Kao rezultat, korišteno je fleksibilno pojačalo koje se može opremiti opremom za telegrafske kabele. Međutim, fizička ograničenja fleksibilnog transpondera ograničila su širinu pojasa na 4-žilni sustav. British Post je razvio alternativni pristup s krutim repetitorima koji su znatno veći u promjeru i širini pojasa.

Provedba TAT-1

Projekt je bionakon Drugog svjetskog rata. Tehnologija fleksibilnog pojačala 1950. godine testirana je sustavom koji povezuje Key West i Havanu. U ljeto 1955. i 1956. postavljen je prvi transatlantski telefonski kabel između Obana u Škotskoj i Clarencevillea na otoku. Newfoundland, mnogo kraći od postojećih telegrafskih linija. Svaki kabel imao je duljinu od oko 1950 nautičkih milja i sastojao se od 51 repetitora. Njihov broj određen je maksimalnim naponom na terminalima, koji se može koristiti za hranu, bez utjecaja na pouzdanost visokonaponskih komponenata. Napon je bio +2000 na jednom kraju i -2000 na drugom. Širina pojasa sustava, zauzvrat, određena je brojem repetitora. Osim repetitora, na liniji istok-zapad bilo je 8 podvodnih equatora, a na zapad-istok 6. Ispravili su akumulirane pomake u frekvencijskom pojasu. Iako je ukupni gubitak u opsegu od 144 kHz iznosio 2100 dB, uporaba ekvilajzera i repetitora smanjila je ovu vrijednost na manje od 1 dB.

Početak TAT-1

U prvih 24 sata nakon lansiranja, 25. rujna 1956., napravljeno je 588 poziva iz Londona i Sjedinjenih Država i 119 iz Londona u Kanadu. TAT-1 je odmah utrostručio širinu transatlantske mreže. Frekvencijski pojas kabela iznosio je 20-164 kHz, što je omogućilo 36 govornih kanala (4 kHz), od kojih je 6 podijeljeno između Londona i Montreala i 29 - između Londona i New Yorka. Jedan kanal bio je namijenjen za telegraf i uslugu. Sustav je također uključivao kopnene veze preko Newfoundlanda i podvodne scene s Novom Škotskom. To suDvije linije sastojale su se od jednog kabela od 271 nautičke milje s 14 tvrdih repetitora, dizajniranih od strane UK pošte. Ukupni kapacitet bio je 60 govornih kanala, od kojih je 24 povezalo Newfoundland i Nova Scotia.

Daljnja poboljšanja TAT-1

Linija TAT-1 koštala je 42 milijuna dolara. Cijena od 1 milijun dolara po kanalu potaknula je razvoj terminalne opreme koja bi učinkovitije koristila propusnost. Broj glasovnih kanala u standardnom pojasu od 48 kHz povećan je s 12 na 16 smanjenjem njihove širine s 4 na 3 kHz. Još jedna inovacija bila je jezik privremene interpolacije (TASI), koji je razvio Bell Labs. TASI je dopustio udvostručenje broja govornih lanaca zbog pauze u govoru.

Optički sustavi

Prvi transoceanski optički kabel TAT-8 stupio je na snagu 1988. Repeateri regeneriraju impulse pretvaranjem optičkih signala u električni i natrag. Dva radna para vlakana radila su brzinom od 280 Mbit /s. Godine 1989., zahvaljujući ovom transatlantskom internetskom kabelu, IBM je pristao financirati liniju T1 između Sveučilišta Cornwall i CERN, što je uvelike poboljšalo vezu između američkog i europskog dijela ranog Interneta. Do 1993. u svijetu je operirano više od 125 tisuća kilometara TAT-8. Ta je brojka gotovo u skladu s ukupnom dužinom analognih podmorskih kabela. Godine 1992. TAT-9 je počeo s radom. Brzina vlakana povećana je na 580 Mbps.

Tehnološki napredak

Krajem 1990. razvoj optičkih pojačala dopiranih erbijem doveo je dokvantni skok kao podmorski kabelski sustavi. Svjetlosni signali s valnom duljinom od oko 155 mikrona mogu se izravno pojačati, a širina pojasa više nije ograničena na brzinu elektronike. Prvi optički poboljšani sustav, proveden preko Atlantskog oceana, bio je TAT 12/13 1996. godine. Brzina prijenosa za svaki od dva para vlakana bila je 5 Gbps. Moderni optički sustavi mogu prenositi tako velike količine podataka da je zalihost kritična. U pravilu, moderni optički kabeli kao što je TAT-14 sastoje se od dva odvojena transatlantska kabela koji su dio prstenaste topologije. Dvije druge linije povezuju obalne postaje s obje strane Atlantskog oceana. Podaci se prenose preko prstena u oba smjera. U slučaju stijene, prsten je samozapaljiv. Promet se pretvara u rezervne parove vlakana u radnim kabelima.

Povezane publikacije