В настоящее время около 98% мирового интернет-трафика проходит под океаном по подводным кабелям, которые соединяют континенты и используют свет для передачи данных в виде зашифрованных сигналов. Благодаря упорству мечтателя по имени Сайлас Филд, 165 лет назад первый кабель связи пересек Атлантический океан.
Мечта о «звонке» из-за океана
В середине 18 века люди создали телеграф. Первоначально сигналы передавались по проводам, но по мере совершенствования сообщения стали передаваться с помощью радиоволн и света.
В 1837 году изобретатель Уильям Кук и физик Чарльз Уитстон представили первую коммерческую версию телеграфа, и вскоре после этого родилась идея соединить два континента. Именно Сэмюэл Морзе, создатель знаменитого алфавита из точек и тире, предложил соединить кабель из Евразии в Северную Америку.
Морс не был пионером в прокладке подводных телеграфных кабелей. Один из первых кабелей появился на дне реки Хугли в Индии в 1839 году благодаря Уильяму О'Шонесси, директору Ост-Индской телеграфной компании. Уильям О'Шонесси успел стать химиком и хирургом, прежде чем влюбился в Индию.
Сайласу Вест Филду, который не был ни изобретателем, ни инженером, удалось осуществить свою мечту о трансатлантическом кабеле. Он родился в семье священника и начал зарабатывать себе на жизнь в 15 лет. Он был разносчиком и работал на бумажной фабрике, которую позже пытался продать. И дело пошло. К 33 годам Филд накопил небольшое состояние, которого хватило бы ему на всю жизнь, и на время вышел на пенсию.
Однажды брат Филда, инженер-строитель, рассказал ему о Фредерике Гисборнском, который строил телеграфную линию из материковой части Канады через Ньюфаундленд у побережья. Филд увидел в этой проблеме большие перспективы и решил протянуть телеграф через Атлантику.
Идея на полтора миллиона долларов
Филд не смог справиться в одиночку, поэтому он связался с Сэмюэлем Морсом и Мэтью Морли, военно-морским офицером и океанографом, которые рассматривали возможность внедрения трансатлантического телеграфа независимо от Филда. Эксперты усилили оптимизм Филда. Оставалось только привлечь в бизнес других богатых людей.
карта прокладки телеграфных кабелей через Атлантический океан фотовикипедия.org
Филд нашел партнеров и очаровал их своими идеями. Пятеро сформировали Нью-Йоркскую, Ньюфаундлендскую и Лондонскую телеграфную компанию с капиталом в 1,5 миллиона долларов и получили права на землю на американском атлантическом побережье. Попутно компания обратилась к европейским ученым и инженерам Джону Бретту и Чарльзу Брайту.
В результате в 1856 году при поддержке стран обоих континентов была основана Атлантическая телеграфная компания. Самое сложное — реализация.
Груз в две тысячи тонн
В 19 веке было мало знаний о передаче информации на большие расстояния, и никто не знал, какие параметры кабелей необходимо для этого настроить. Например, физик Уильям Томсон и Чарльз Брайт, ставший главным инженером компании Atlantic Telegraph, предложили использовать медный сердечник большого диаметра для уменьшения сопротивления. Физик Майкл Фарадей и главный инженер-электрик Орандж Уайтхаус считали, что жилы кабеля должны быть тоньше, чтобы уменьшить задержку сигнала и емкость провода.
Проложите кабель со стороны корабля резьба
Компания выбрала второй, более простой и дешевый вариант. Сердечник состоит из семи медных проволок, скрученных между собой. Обмотали его гуттаперчей, потом просмолили полотном, потом обмотали железной проволокой. Диаметр кабеля составлял 16 мм. Одна только активная зона реактора весит 550 килограммов на километр, а их по планам должно было быть не менее 3,2 тысячи.
Перевезти такой груз на одном корабле было невозможно, поэтому для перевозки кабеля были переоборудованы два военных корабля — «Агамемнон» и «Ниагара». Монтаж кабеля состоял из двух частей и занял три недели.
Три попытки
Возник спор о том, как прокладывать кабели. Главный инженер предложил соединить две секции посреди океана и запустить корабль в противоположные стороны. Главный электрик посчитал, что нужно будет проложить кабель из Ирландии, подключить второй участок на полпути и проложить его до Канады. Я остановился в самом конце.
Прокладка кабеля началась 5 августа 1857 года, но 11 августа кабель оборвался. Экипаж не выполнил требования и превысил допустимое напряжение.
Обратите внимание: Кикины палаты- первый каменный дом в Петербурге..
Пришлось вернуться в порт и провести несколько месяцев, оттачивая механизм подачи троса и тренируясь правильно его перематывать. Для второй попытки был выбран другой план — намотать кабель обратно в двух направлениях от середины океана. Корабли встретились 25 июня, соединили кабели и двинулись в противоположные стороны Атлантического океана. Однако 29 июня трос снова оборвался, и выяснилось, что некоторые тросы на палубе Агамемнона ранее были повреждены штормом.
кабелеукладочная машина на корме «Ниагары». Иллюстрированная газета Фрэнка Лесли, 1858 г. / Иллюстрация с сайта atlantic-cable.com
Неудачная попытка оставила на дне океана сотни километров кабелей. Реализация проекта была отложена на год, и в течение этого времени Филд просил совет директоров дать трансатлантическому телеграфу еще один шанс.
Третий успех: 29 июля 1858 года кабель был подключен к середине Атлантического океана и затонул на глубину 2745 метров. Тестовое сообщение было отправлено 10 августа, а телеграмма была открыта 16 августа, когда британская королева Виктория и американский президент Джеймс Бьюкенен обменялись поздравительными телеграммами.
Послание королевы содержало 103 слова, и его доставка в Америку заняла 16 часов, что намного быстрее, чем пароходная почта.
Эта линия проработала недолго. Было отправлено всего 732 сообщения, и связь окончательно оборвалась, также в сентябре 1858 года. Долгое время виновником считали инженера Белого дома, который слишком сильно поднял напряжение, чтобы усилить сигнал. Почти столетие спустя было установлено, что сам кабель был плохо изготовлен и не прослужит долго. Большинство инвесторов были разочарованы проектом, когда кабель вышел из строя, но не мистер Филд. Ему удалось получить финансирование для новой телеграммы от британского казначейства.
Поле названо в честь канадской горной вершины и вида древних роющих насекомых, обитавших на дне доисторического океана.
Новый кабель длиной 5100 километров, проложенный в 1866 году с помощью парохода «Грейт Истерн», успешно проработал несколько десятилетий. Я поднял старый трос снизу, починил его и снова включил в эксплуатацию.
… и три расстояния до Луны
Подводные кабели сначала использовались для телеграфной связи, затем для телефонной связи, а теперь передают цифровые данные. В настоящее время в мире имеется более 500 подводных кабелей связи. Некоторые короткие, а некоторые очень длинные. Примеры включают Тихоокеанский переход 1, который проходит по дну Тихого океана и простирается на 21 000 километров, и EAC-C2C, который огибает западное побережье Тихого океана и простирается на 36,5 тысяч километров.
Общая длина всех современных подводных кабелей достигает 1,3 миллиона километров. Это более чем в три раза больше расстояния от Земли до Луны!
Основную часть современных кабелей составляет тонкое оптическое волокно. Прозрачная стеклянная или пластиковая нить, которая передает сигналы с высокой скоростью, отражая свет. Оптическое волокно помещено внутри медной трубки, заполненной водоотталкивающим гелем. Верхняя часть трубки покрыта несколькими слоями полимера, алюминия и стальной оплетки.
Структура современных подводных оптических кабелей
По сравнению с XIX веком масса километра кабеля увеличилась почти в семь раз, до 3750 килограммов. Но их укладывали примерно так же, как и в поле. Судно несло трос, и команда постепенно его развязала. Только сегодня новые технологии помогают людям, и на заказ строятся специальные суда-кабелеукладчики (их в мире чуть более 60). Перед укладкой проводится большая подготовительная работа. Построены оптимальные безопасные маршруты, проводятся геологические изыскания.
В прибрежных зонах современные кабели прокладывают в траншеях, а с увеличением глубины – на морском дне. За день можно проложить десять-двенадцать километров кабеля. Кабели будут соединяться в специальной лаборатории на борту корабля, а если они оборвутся в морских глубинах, их отремонтируют с помощью роботов.
Оригинал статьи и другие материалы можно найти на сайте журнала «Энергия+:
https://e-plus.media/vse-publikatsii/
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Как упорный мечтатель проложил по дну океана первый кабель, связавший континенты.