海底電纜

海底電纜，又稱海底通訊電纜（Submarine communication cables），是用絕緣材料包裹的導線，鋪設在海底，用於設立國家或地區之間的電信或電力傳輸。

首批海底通訊電纜提供電報通訊，後來開始引入電話通訊，以及網際網路通訊。現代的電纜還使用了光纖技術，並且設立更先進的電話通訊、網際網路與專用資料通訊，被稱為海底光纜。海底光纜不僅歷史悠久，對比通訊衛星在傳輸資料上也有著壓倒性的優勢。雖然人造衛星的方案看似簡單不少，但是通訊衛星均部屬在 3.5 萬公里高的地球同步軌道或甚至更遠的閃電軌道上，封包來回花費的時間與海底光纜相比會長很多，通訊品質和速度也無法與之相比。

典型海底光纜的結構解析：

聚乙烯外皮

聚酯樹酯或瀝青層

鋼絞線層

鋁製防水層

聚碳酸酯層

銅管或鋁管

石蠟，烷烴層

光纖束

現代電纜通常直徑約 25 毫米（0.98 英寸），深海段重約 1.4 噸 / 公里（2.5 短噸 / 英里；2.2 噸長 / 英里），儘管大部分電纜較長，但深海段較重的電纜用於海岸附近的淺水部分。截至 2005 年時，除南極洲之外，海底電纜已經覆蓋並聯通地球上所有洲。南極洲是唯一沒有海底電纜聯結的洲。所有電話，影片和電子郵件流量必須透過衛星，因為光纖電纜不能承受南極洲 10 米深冰流，-80˚C 低溫以及大量的突發狀況。

歷史

1.1 概念及試驗

1839 年，（William Cooke）和查爾斯・惠斯通（Charles Wheatstone）開始進行第一次試驗，用一條銅線，加上簡單的包裹，純試驗性質。庫克和惠斯通在 1839 年發表了他們的電報之後，橫跨大西洋的海底線的想法開始被認為是未來的走向。

薩繆爾・摩爾斯（Samuel Morse）早在 1840 年就宣佈了對海底電纜的展望，並於 1842 年將一根用焦麻和印度橡膠絕緣的電線浸沒在紐約港的水中，並透過電線進行了電報。次年秋天，惠斯通在斯旺西灣進行了類似的實驗。要確保長海底電纜的成功，必須使用良好的絕緣體來覆蓋導線並防止電流洩漏到水中。早在 19 世紀初期，普魯士的電氣工程師 Moritz von Jacobi 就曾嘗試過印度橡膠。

另一種可以透過加熱熔化的絕緣膠，可以很容易地塗在電線上，並於 1842 年問世。為英國東印度公司服務的蘇格蘭外科醫生威廉・蒙哥馬利（William Montgomerie）將 Palattaum 古塔膠樹的黏性果汁 Gutta-percha 引入歐洲。二十年前，蒙哥馬利曾在新加坡見過用古塔膠製成的鞭子，他相信這對製造外科器械很有用。邁克爾・法拉第（Michael Faraday）和惠斯通（Wheatstone）很快就發現了古塔膠的優點，並且在 1845 年，後者建議應使用它來覆蓋從多佛（Dover）到加來（Calais）鋪設的電線。 1847 年，時任普魯士軍官的威廉・西門子（William Siemens）在道依茨和科隆之間穿越萊茵河鋪設了第一根成功的水下電纜，使用的是古塔膠（gutta percha）絕緣材料。1849 年，東南鐵路線的電工查爾斯・文森特・沃克（Charles Vincent Walker）在福克斯通（Folkestone）沿岸將兩英里長的塗有古塔膠的鋼絲浸沒在水中，並成功進行了測試。

1.2 早年：銅質通訊電纜

歷史上的第一條海底電纜是在 1850 年在英國和法國之間鋪設的，那是由 John Watkins Brett 的盎格魯 - 法國電報公司（Anglo-French Telegraph Company）開設的一條穿越英吉利海峽的電纜，從現在的角度來看當時的電纜品質粗劣，沒有其他任何保護。1851 年 11 月 13 日，第一次架設了擁有受保護核心的電纜，即真正的電纜，1852 年，大不列顛及愛爾蘭被連線在一起。1852 年海底電報公司第一次用纜線將倫敦到巴黎連線在一起。1853 年，英格蘭一個電纜橫跨北海，被架設到荷蘭。

1858 年塞勒斯・韋斯特・菲爾德（Cyrus West Field）說服英國工業家基金第一次嘗試建立一條跨大西洋的電報電纜。但完成後只維持了 1 個月。這項技術一直存在不少問題。於是科學家們不斷嘗試更新的技術，1865 年和 1866 年大東電報局則用更為先進的技術，並產生了世界上第一個成功的跨大西洋電纜。1870 年在印度用了這項新的技術。

1863 年電纜從孟買連結到阿拉伯半島。

中國大陸首條出現電報線路是由英國、俄國及丹麥鋪設，從香港經上海至日本長崎的海底電纜。由於清政府的反對，電纜被禁止在上海登陸。後來丹麥公司不理清政府的禁令，於 1871 年將線路引至上海公共租界，並在 6 月 3 日起開始收發電報。

當爪哇於 1871 年與澳大利亞北領地達爾文市相連時，海底電纜首先連線了世界各大洲（南極洲除外），這是因為預期到 1872 年澳大利亞陸上電報線將完工，從而連線南澳大利亞的阿德萊德，並至到澳大利亞。

臺灣的第一、二條海底電纜是在 1887 年完成，包括由淡水連線福建連江川石島的海底電纜（長 177 海里，已停用），以及安平連線澎湖的海底電纜（長 53 海里，已停用）。

1902 年至 1903 年，海底電纜從美國大陸連線到夏威夷，1902 年連線到了關島，1903 年連線到菲律賓。1902 年加拿大，澳洲，紐西蘭和斐濟也完成了連線。

1910 年，鋪設淡水連線至日本長崎的海底電纜（已停用）。

1.3 現代：光纖通訊電纜

1980 年代，開始有了光纖電纜的發展。1988 年，跨大西洋電話電纜第一次使用了光學纖維 TAT-8。

現今臺灣本島之國際商用海底光纜接入點包括以下四者，共有 15 條 7 個機房，Meta 與谷歌等均有投資持股：

宜蘭頭城：電纜從宜蘭縣頭城鎮連結美國、日本、東北亞、東南亞、澳洲、紐西蘭、菲律賓等地。有 APCN、APG、NCP、PLCN、SMW3 等五條系統。
新北淡水：電纜從新北市淡水區連結。共兩站，均位於新北市淡水海纜站。
新北八里：電纜從新北市八里區連結。有部屬 EAC-C2C 海纜。
屏東楓港：電纜從屏東縣枋山鄉楓港連結中國大陸、琉球、日本、韓國、關島，以迄美國西海岸的加州和奧勒岡州。

福州至新北之海底光纜共一條線，為福州市長樂區到新北市淡水區。此係統是福州至新北的直達海底電纜系統，名為：海峽一號（英文：Taiwan Strait Express-1，簡稱：TSE-1）

金門至廈門之海底光纜共二條線，一條從金門縣金寧鄉古寧頭到廈門市大嶝島；另 1 條從金門縣金寧鄉慈湖烏山頭到廈門市觀音山。2 條光纜系統是金廈專用線路，互為備用，能確保通訊品質與可靠性。

原定 2017 年由 Google、臉書投資的太平洋光纖網路（PLCN）大型計劃，該最先進海纜已鋪設至香港，但因為美國 FCC 未核發執照，至今只連線到臺灣與菲律賓

鋪設及修復

2.1 電纜鋪設船

TYCO
NSW
ASN Marine
Elettra;
FT Marine
Global Marine Systems Limited
NTT World Engineering Marine Corporation (NTT-WEM)
S. B. Submarine Systems
YIT Primatel Ltd.

E-MARINE
IT International Telecom Inc.

Subsea 7.

2.2 修復

電纜往往容易遭到天災、漁船的拖網、船錨或海洋生物的意外破壞，有時也會在戰時被敵軍破壞。所引發大規模的海底崩塌，使得多條海底電纜同時受損。海底電纜受損有可能導致區域性網際網路和長途電話服務的中斷，造成難以估算的損失，例如 2006 年恆春地震正是一例，此次海底土石流位於呂宋海峽附近，有多條國際樞紐，距離枋山的電纜登陸點不遠，途經的海纜亦受波及，

修理深海電纜，首先要定位出損壞的位置，損壞的部分將帶到水面上修理。深水帶的電纜必須剪斷被破壞的部份，再帶到水面上與另一頭對接，重新修復的部份會較原來的更長一些。

加拿大新斯科細亞哈利法克斯附近有設立像 CS Cyrus West Field 等數家修復公司，擁有專門修復電纜的修復船。有些大型的電信業者如法國電信、日本電信電話等也擁有自己的海纜船。