کابل ها چگونه کار می کنند؟

کابل های زیردریایی مدرن از فناوری فیبر نوری استفاده می کنند. لیزرها در یک انتها با سرعت بسیار سریع فیبرهای شیشه ای نازک را به گیرنده های انتهای دیگر کابل شلیک می کنند. این الیاف شیشه برای محافظت در لایه هایی از پلاستیک (و گاهی اوقات سیم فولادی) پیچیده می شوند.

بیشتر بخوانید: کابل قدرت با روکش پی وی سی

ضخامت کابل های زیر دریا چقدر است؟

در بیشتر سفرهای خود در سراسر اقیانوس، کابل معمولاً به اندازه یک شلنگ باغچه عرض دارد. رشته هایی که سیگنال های نوری را حمل می کنند بسیار نازک هستند - تقریباً به اندازه قطر موی انسان.

این الیاف در چند لایه عایق و محافظ پوشانده شده اند. کابل‌هایی که نزدیک‌تر به ساحل گذاشته می‌شوند از لایه‌های زرهی اضافی برای محافظت بیشتر استفاده می‌کنند.

آیا کابل ها واقعاً در کف اقیانوس قرار دارند؟

بله، کابل ها تا آخر پایین می روند. کابل‌های نزدیک‌تر به ساحل برای محافظت در زیر بستر دریا دفن شده‌اند، که توضیح می‌دهد که چرا هنگام رفتن به ساحل، کابل‌ها را نمی‌بینید، اما در اعماق دریا کابل‌ها مستقیماً در کف اقیانوس قرار می‌گیرند.

بیشتر بخوانید: خرید سیم های نصب ثابت

البته، مراقبت های قابل توجهی انجام می شود تا اطمینان حاصل شود که کابل ها امن ترین مسیر را دنبال می کنند تا از مناطق گسل، مناطق ماهیگیری، مناطق لنگر انداختن و سایر خطرات جلوگیری شود. برای کاهش آسیب‌های ناخواسته، صنعت کابل‌سازی زیر دریا نیز زمان زیادی را صرف آموزش سایر صنایع دریایی در مورد مکان‌یابی کابل‌ها می‌کند.

چند کیلومتر کابل وجود دارد؟

از اوایل سال 2023، ما بر این باوریم که نزدیک به 1.4 میلیون کیلومتر کابل زیردریایی در سراسر جهان در حال خدمت است.

برخی از کابل ها بسیار کوتاه هستند، مانند کابل CeltixConnect 131 کیلومتری بین ایرلند و بریتانیا. در مقابل، سایرین بسیار طولانی هستند، مانند کابل گیت‌وی آسیا آمریکا به طول 20000 کیلومتر.

این کابل ها کجا هستند؟

بهترین راه برای پاسخ به این موضوع مراجعه به نقشه کابل زیردریایی TeleGeography است.

ما دائماً در حال به روز رسانی این منبع رایگان برای نشان دادن کابل های فعال و برنامه ریزی شده جهان هستیم. همانطور که روی نقشه خواهید دید، تقریباً همه کشورهایی که خط ساحلی دارند به یک کابل زیردریایی متصل هستند.

کشورها باید کابل های متعددی داشته باشند تا از اتصال قابل اعتماد در صورت آسیب دیدن کابل اطمینان حاصل کنند.

به عنوان مثال، چرا کابل های زیادی بین برخی از قاره ها وجود دارد اما هیچ کابلی بین استرالیا و آمریکای جنوبی وجود ندارد؟

برای پاسخ به این، من با نقل قول از هنری دیوید ثورو شروع می کنم:

اختراعات ما معمولاً اسباب بازی های زیبایی هستند که توجه ما را از چیزهای جدی منحرف می کنند. آنها فقط ابزارهای بهبود یافته ای برای یک هدف بهبود نیافته هستند، ما عجله زیادی برای ساختن یک تلگراف مغناطیسی از مین تا تگزاس داریم. اما ممکن است مین و تگزاس هیچ چیز مهمی برای برقراری ارتباط نداشته باشند."

کابل‌های زیردریایی بین مکان‌هایی ساخته می‌شوند که چیزی «مهم برای برقراری ارتباط» دارند.

اروپا، آسیا و آمریکای لاتین همگی مقادیر زیادی داده برای ارسال و دریافت از آمریکای شمالی دارند. این شامل اپراتورهای ستون فقرات اینترنت می شود که اطمینان حاصل می کنند که ایمیل ها و تماس های تلفنی متصل هستند و ارائه دهندگان محتوا که باید مراکز داده عظیم خود را به یکدیگر مرتبط کنند. این توضیح می دهد که چرا شما کابل های زیادی را در این مسیرهای اصلی مشاهده می کنید.

برعکس، داده‌های زیادی وجود ندارد که مستقیماً بین استرالیا و آمریکای جنوبی ارسال شود. اگر این وضعیت تغییر کند، می‌توانید مطمئن باشید که کسی کابل جدیدی در اقیانوس آرام جنوبی می‌سازد.

این کابل ها متعلق به کیست؟

کابل ها به طور سنتی متعلق به اپراتورهای مخابراتی بودند که کنسرسیومی از همه طرف های علاقه مند به استفاده از کابل تشکیل می دادند. در اواخر دهه 1990، هجوم شرکت‌های کارآفرین تعداد زیادی کابل خصوصی ساختند و ظرفیت آن را به کاربران فروختند.

هر دو مدل کابل های کنسرسیوم و خصوصی هنوز هم وجود دارند، اما یکی از بزرگترین تغییرات در چند سال گذشته، نوع شرکت های درگیر در ساخت کابل است.

ارائه دهندگان محتوا مانند گوگل، فیس بوک، مایکروسافت و آمازون سرمایه گذاران اصلی کابل های جدید هستند. میزان ظرفیت به کار گرفته شده توسط اپراتورهای شبکه خصوصی - مانند این ارائه دهندگان محتوا - در سال های اخیر از اپراتورهای اصلی اینترنت پیشی گرفته است. در مواجهه با چشم‌انداز رشد گسترده پهنای باند، داشتن کابل‌های زیردریایی جدید برای این شرکت‌ها منطقی است.

چه کسی از این کابل ها استفاده می کند؟

شما انجام می دهید! این صفحه بر روی سروری در آمریکای شمالی میزبانی می شود. اگر در قاره دیگری در حال مشاهده آن هستید، ارائه دهنده اینترنت بالادست شما تقریباً مطمئناً از کابل زیردریایی برای رسیدن به سرور استفاده می کند.

کاربران ظرفیت کابل زیردریایی طیف وسیعی از انواع را شامل می شوند. اپراتورهای مخابراتی، اپراتورهای تلفن همراه، شرکت‌های چند ملیتی، دولت‌ها، ارائه‌دهندگان محتوا و مؤسسات تحقیقاتی همگی برای ارسال داده‌ها به سراسر جهان به کابل‌های زیردریایی متکی هستند. در نهایت، هر کسی که به اینترنت دسترسی دارد، صرف نظر از دستگاهی که استفاده می کند، پتانسیل استفاده از کابل های زیردریایی را دارد.

یک کابل چقدر اطلاعات می تواند حمل کند؟

ظرفیت کابل بسیار متفاوت است. به طور معمول، کابل های جدیدتر نسبت به کابل هایی که 15 سال پیش گذاشته شده بودند، قادر به انتقال داده های بیشتری هستند. کابل MAREA جدید قادر به حمل 224 ترابیت بر ثانیه است.

دو روش اصلی برای اندازه گیری ظرفیت کابل وجود دارد.

ظرفیت بالقوه مقدار کل ظرفیتی است که اگر صاحب کابل تمام تجهیزات موجود را در انتهای کابل نصب کند امکان پذیر است. این معیاری است که بیش از همه در مطبوعات به آن اشاره شده است.

ظرفیت روشن مقدار ظرفیتی است که در واقع از روی یک کابل عبور می کند. این رقم به سادگی یک معیار ظرفیت دیگر را ارائه می دهد. صاحبان کابل به ندرت تجهیزات انتقال را خریداری و نصب می کنند تا از همان روز اول به طور کامل از پتانسیل کابل استفاده کنند. از آنجایی که این تجهیزات گران است، مالکان ترجیح می دهند کابل خود را به تدریج ارتقا دهند، همانطور که تقاضای مشتری دیکته می کند.

چرا شرکت ها به جای آن از ماهواره استفاده نمی کنند؟

ماهواره ها برای کاربردهای خاص عالی هستند. ماهواره ها برای رسیدن به مناطقی که هنوز با فیبر سیم کشی نشده اند، کار فوق العاده ای انجام می دهند. آنها همچنین برای توزیع محتوا از یک منبع به چندین مکان مفید هستند.

با این حال، به صورت بیت به بیت، هیچ کابل فیبر نوری قابل قبولی وجود ندارد. کابل ها می توانند داده های بسیار بیشتری را با هزینه ای بسیار کمتر از ماهواره ها حمل کنند.

دانستن اینکه دقیقاً چه مقدار از کل ترافیک بین المللی هنوز از طریق ماهواره انجام می شود دشوار است، اما بسیار کم است. آمار منتشر شده توسط کمیسیون ارتباطات فدرال ایالات متحده نشان می دهد که ماهواره ها تنها 0.37 درصد از کل ظرفیت بین المللی ایالات متحده را تشکیل می دهند.

خوب، اما در مورد دستگاه تلفن همراه من چطور؟ این بی سیم نیست؟

هنگام استفاده از تلفن همراه، سیگنال فقط به صورت بی سیم از تلفن شما به نزدیکترین برج تلفن همراه منتقل می شود. از آنجا، داده ها از طریق کابل های فیبر نوری زمینی و زیر دریا منتقل می شود.

آیا این کابل ها هرگز پاره نمی شوند؟

علل عیوب

منبع: ICPC

آره! خطاهای کابل رایج است. به طور متوسط ​​هر سال بیش از 100 مورد وجود دارد.

شما به ندرت در مورد این ایرادات کابل می شنوید زیرا اکثر شرکت هایی که از کابل ها استفاده می کنند از رویکرد "ایمنی در تعداد" برای استفاده پیروی می کنند و ظرفیت شبکه های خود را بر روی چندین کابل پخش می کنند به طوری که اگر یکی از آنها قطع شود، شبکه آنها به راحتی روی کابل های دیگر اجرا می شود در حالی که سرویس بازیابی می شود. روی آسیب دیده

حوادثی مانند کشتی‌های ماهیگیری و کشتی‌هایی که لنگرها را می‌کشند، دو سوم کل خطاهای کابل را تشکیل می‌دهند. عوامل محیطی مانند زلزله نیز در ایجاد خسارت نقش دارند. به طور معمول، اجزای زیر آب ممکن است خراب شوند. خرابکاری عمدی و نیش کوسه بسیار نادر است.

سیم سنج آمریکایی (AWG) یک سیستم اندازه گیری سیم است که در الکترونیک استفاده می شود که در مقیاس لگاریتمی کار می کند. با افزایش عدد AWG، قطر مقطع کابل واقعی کاهش می یابد. ممکن است به عنوان گیج سیم قهوه ای و شارپ (B&S) نیز شناخته شود.

آداپتورهای آنتن کانکتورهایی هستند که به طور ویژه طراحی شده اند که در یک انتها به یک کلاس خاص از کانکتور متصل می شوند و سازگاری با کلاس متفاوتی از کانکتور در انتهای مخالف آن را تسهیل می کنند. به عنوان مثال یک اتصال دهنده RP-TNC به نوع n است. یک آداپتور آنتن با کیفیت بالا، مشخصات الکتریکی دو کلاس اتصال دهنده را با ناپیوستگی ها به حداقل می رساند تا از بازتاب سیگنال و تلفات جلوگیری کند.

بیشتر بخوانید: بهترین کابل آنتن ماهواره

کابل آداپتور آنتن یک طول کواکسی است که با کانکتورهایی پوشیده شده است که سازگاری بین آنتن و اتصال پایین دست را تسهیل می کند که در غیر این صورت ناسازگار است. همانطور که در ادامه توضیح داده شد، کابل ممکن است یک پیگتیل باشد. مثالها عبارتند از:

SMA نر به RP SMA ماده

U.FL به SMA

RP SMA ماده به RP TNC ماده

آداپتور آنتن فکرا برای رادیو ماشین

تضعیف اندازه گیری از دست دادن قدرت سیگنال در طول کابل کواکسیال است - که بر حسب دسی بل (dB) در هر طول کابل اندازه گیری می شود و بر حسب متر یا فوت اندازه گیری می شود. نمودارهای میرایی معمولاً به عنوان بخشی از مشخصات انواع خاصی از کابل های کواکسیال برای تسهیل ارزیابی عملکرد آنها ارائه می شود.

ب

BNC مخفف Bayonet Neill–Concelman است و به نوعی کانکتور آنتن با اندازه استاندارد اشاره دارد که با استفاده از مکانیزم سرنیزه و مهره کوپلینگ کوپل شده و ایمن می شود. در داخل کانکتور، یک پین نر برای اتصال الکتریکی به یک ظرف ماده وارد می شود. کانکتورهای BNC با امپدانس 50 یا 75 اهم در دسترس هستند و می توانند فرکانس هایی تا 4 گیگاهرتز را پشتیبانی کنند.

برنج یک آلیاژ مس-روی است که به عنوان ماده پایه برای اتصالات فرکانس رادیویی از اهمیت خاصی برخوردار است. به راحتی ماشین کاری می شود و در مهار انرژی فرکانس رادیویی و جلوگیری از گفتگوی متقابل بین قطعات الکترونیکی موثر است. اغلب با طلا، نقره، نیکل یا آلیاژهای اختصاصی روکش می شود.

خازن به توانایی کابل کواکسیال برای حفظ جریان الکتریکی در داخل آن اشاره دارد. ظرفیت کابل کواکسن به دلیل فضای بین هادی های داخلی و خارجی است و با فاصله آنها توسط لایه دی الکتریک تغییر می کند.

مجموعه‌های کابل آنتن کواکسیال، کابل‌های آنتن از پیش مونتاژ شده‌ای هستند که در هر انتها کانکتورهای مورد نیاز متصل شده‌اند. خرید کابل های آنتن از پیش مونتاژ شده با کیفیت بالا می تواند در هزینه و زمان خود مونتاژ کابل کواکس و کانکتورها با لحیم کاری یا چین خوردگی صرفه جویی کند.

کابل کواکسیال که به عنوان کابل کواکسیال نیز شناخته می شود، نوعی کابل است که در مجموعه کابل های آنتن استفاده می شود. این کابل ساختار منحصر به فردی دارد تا انتقال کارآمد سیگنال‌های فرکانس رادیویی را به دلیل سطح بالای محافظی که از سیگنال‌های ارسالی در برابر تداخل الکترومغناطیسی خارجی محافظت می‌کند، ارائه دهد. از لایه های زیر تشکیل شده است:

یک هادی داخلی مرکزی معمولا از یک رشته یا چند رشته مس یا فولاد با روکش مس ساخته می شود.

عایق اطراف از PTFE یا پلی اتیلن ساخته شده است.

یک لایه محافظ بافته شده از مس قلع ساخته شده است. این محافظ ممکن است دو برابر شود یا با یک لایه فویل مخصوص پوشانده شود.

یک ژاکت پلاستیکی انعطاف پذیر بیرونی.

کانکتورهای فرکانس رادیویی کواکسیال کانکتورهای الکتریکی هستند که به طور خاص برای اتصال به کابل کواکسیال و حفظ پیوستگی ساختاری، الکتریکی و عملکردی آن طراحی شده‌اند. این برای به حداقل رساندن نه تنها از دست دادن سیگنال بلکه عدم تطابق امپدانس و ایجاد انعکاس در محل اتصال بین کابل و کانکتور ضروری است. اتصال دهنده ها به گونه ای طراحی شده اند که یک اتحاد جفت شده ایمن از اجزای مکمل نر و ماده تشکیل دهند که ممکن است رزوه ای، سرنیزه ای یا فشاری به پایین باشد. انواع و رده‌های مختلف اتصالات فرکانس رادیویی مورد استفاده با کابل‌های آنتن، مهندسی دقیقی دارند و می‌توانند انتقال را در فرکانس‌های مایکروویو تسهیل کنند.

کابل های اتصال در هر دو طرف دارای جنسیت یکسان هستند.

مس برای سیم هادی مرکزی یا رشته ها در اکثر کابل های کواکسیال و همچنین لایه محافظ بافته شده استفاده می شود. این یک رسانای مؤثر جریان الکتریکی و گرما است و نسبتاً در برابر خوردگی مقاوم است. ماشینکاری آسان است و همچنین می توان از آن برای صفحات کواکس و عناصر اتصال استفاده کرد.

چین دار کردن یک روش اتصال برای اتصال کانکتور فرکانس رادیویی به کابل کواکسیال برای تشکیل مجموعه کابل است. Crimping یک اتصال الکتریکی بدون لحیم ایجاد می کند و می توان از آن برای اتصال پین و ساقه اتصال با استفاده از یک ابزار چین دار کالیبره شده ویژه استفاده کرد. مزایای کلیدی چین خوردگی نسبت به لحیم کاری کانکتورهای کابل آنتن عبارتند از: استحکام مکانیکی بهبود یافته، اتصال ضد گاز و رطوبت، و راحتی.

D

دی الکتریک ها عایق های الکتریکی هستند که هم سیم رسانا در یک کابل کواکسیال و هم هادی داخلی یک اتصال کواکسیال را احاطه می کنند. جریان الکتریکی قادر به عبور آزادانه از طریق این لایه عایق نیست که مقاومت بالایی دارد و از از دست دادن سیگنال جلوگیری می کند. قطر دی الکتریک و کامل بودن محفظه بر امپدانس، ظرفیت خازنی و کارایی محافظ هادی خارجی تأثیر می گذارد. از پلاستیک هایی مانند PTFE یا PE به عنوان دی الکتریک استفاده می شود.

E

کابل های اکستنشن کابل های کواکسی هستند که با کانکتورهای هم کلاس درپوش دارند. آنها یک دوشاخه با جنس مناسب در یک سر و یک جک با جنس مخالف در انتهای دیگر آن دارند. این کابل می تواند به خودش وصل شود. یک کابل پسوند امکان اتصال یک آنتن خارجی را فراهم می کند که می تواند در فاصله ای از خود دستگاه قرار گیرد. یک سر این کابل های آنتن را می توان به دستگاه رادیویی وصل کرد و سر دیگر کابل پسوند به آنتن متصل می شود. در حالت ایده آل، طول کابل تا حد امکان کوتاه باشد تا از دست دادن سیگنال در طول خط به حداقل برسد

کابل کواکسیال انعطاف پذیر اغلب برای ایجاد لینک های بی سیم با سرعت بالا استفاده می شود زیرا می توان آن را در فضاهای محدود نصب کرد. انعطاف پذیری آن به دلیل یک هادی داخلی مسی ریز است که توسط یک عایق پلیمری انعطاف پذیر، سپر بافته شده مس قلع کاری شده (با پوشش 90٪) و ژاکت پلاستیکی بیرونی احاطه شده است. ژاکت بیرونی فویل آلومینیومی دوم را می توان برای عایق اضافی اضافه کرد. این کابل های کواکسی نسبتاً نازک هستند و قطر آنها از 0.109 اینچ / 2.79 میلی متر (RG174) تا 0.405 اینچ / 10.28 میلی متر (RG 8) متغیر است. اگر از شعاع خمش فراتر رود، هم محور انعطاف‌پذیر می‌تواند مستعد پیچ ​​خوردن هر دو سپر و هادی داخلی باشد. برای بهبود انعطاف پذیری، ممکن است از یک هسته سیم جامد و فوم PTFE عایق استفاده شود. کواکس انعطاف پذیر معمولا دارای امپدانس 50 اهم است. مثالها عبارتند از:

RG 58

RG 59

RG 141

RG 142

RG 174

RG 178

فلوئورواتیلن پروپیلن (FEP) پلاستیکی است که برای تولید روکش بیرونی کابل کواکسیال استفاده می شود. معمولاً اکسترود شده و دارای پایداری حرارتی و مقاومت در برابر آب و هوا است.

کابل کواکسیال شکل پذیر از نظر عملکرد شبیه به کابل نیمه سفت و سخت است و طوری مهندسی شده است که می تواند چندین بار با دست اصلاح شود بدون اینکه به کواکس آسیبی وارد شود. بیشتر انواع از قیطان مسی به عنوان سپر بیرونی استفاده می کنند. انعطاف پذیری آنها مسیریابی و طرح بندی را بدون نیاز به ابزار آسان می کند.