ट्रान्सोसेनिक सबमरीन कम्युनिकेशन केबल्स कसे कार्य करतात

आपला संपूर्ण ग्रह विविध उद्देशांसाठी वायर्ड आणि वायरलेस नेटवर्कमध्ये घट्ट गुंडाळलेला आहे. या संपूर्ण माहिती नेटवर्कमध्ये खूप मोठ्या प्रमाणात डेटा केबल्स असतात. आणि आज ते केवळ हवा किंवा भूमिगतच नव्हे तर पाण्याखाली देखील ठेवलेले आहेत. सबमरीन केबल ही संकल्पना नवीन नाही.

अशा पहिल्या महत्त्वाकांक्षी कल्पनेच्या अंमलबजावणीची सुरुवात 5 ऑगस्ट 1858 पासून झाली, जेव्हा युनायटेड स्टेट्स आणि ग्रेट ब्रिटन या दोन खंडातील देशांना शेवटी ट्रान्सअटलांटिक टेलिग्राफ केबलने जोडले गेले, जे एक महिना चांगल्या स्थितीत राहिले. , परंतु लवकरच कोसळण्यास सुरुवात झाली आणि शेवटी गंजामुळे तुटली. मार्गावरील दळणवळण केवळ 1866 मध्ये विश्वसनीयरित्या पुनर्संचयित केले गेले.

चार वर्षांनंतर मुंबई आणि लंडनला थेट जोडणारी युनायटेड किंगडमची केबल भारतात टाकण्यात आली. त्या काळातील सर्वोत्तम उद्योगपती आणि शास्त्रज्ञांनी प्रकल्पांच्या विकासात भाग घेतला: व्हीटस्टोन, थॉमसन, सीमेन्स बंधू. या घटना दीड शतकापूर्वी घडल्या असल्या, तरीही लोक हजारो किलोमीटर लांबीच्या दळणवळणाच्या ओळी निर्माण करत होते.

या आणि इतर क्षेत्रातील अभियांत्रिकी विचारांचे कार्य देखील 1956 मध्ये विकसित झाले.अमेरिकेशी दूरध्वनी संपर्कही स्थापित केला आहे. आर्थर क्लार्कच्या त्याच नावाच्या पुस्तकाप्रमाणे या ओळीला "महासागराच्या पलीकडून आवाज" म्हटले जाऊ शकते, जे या ट्रान्ससेनिक टेलिफोन लाईनच्या बांधकामाची कथा सांगते.

केबलची रचना कशी केली जाते, पाण्याखाली 8 किलोमीटरपर्यंत खोलीवर काम करण्यासाठी डिझाइन केलेली आहे याबद्दल खात्रीने अनेकांना रस आहे. साहजिकच, ही केबल टिकाऊ आणि पूर्णपणे जलरोधक असणे आवश्यक आहे, पाण्याचा प्रचंड दाब सहन करण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे, स्थापनेदरम्यान आणि भविष्यातील अनेक वर्षांच्या वापरादरम्यान खराब होणार नाही.

त्यानुसार, केबल विशेष सामग्रीची बनलेली असणे आवश्यक आहे जे केवळ स्थापनेदरम्यानच नव्हे तर यांत्रिक तन्य भारांच्या अंतर्गत देखील संप्रेषण लाइनची स्वीकार्य ऑपरेशनल वैशिष्ट्ये राखण्यास अनुमती देईल.

उदाहरणार्थ, Google च्या 9,000-किलोमीटर पॅसिफिक फायबर ऑप्टिक केबलचा विचार करा ज्याने 60 TB/s डेटा ट्रान्सफर क्षमता प्रदान करण्यासाठी 2015 मध्ये ओरेगॉन आणि जपानला जोडले. प्रकल्पाची किंमत 300 दशलक्ष डॉलर्स होती.

ऑप्टिकल केबलचा प्रसारित भाग कोणत्याही गोष्टीमध्ये असामान्य नाही. संप्रेषण लाईनचे सेवा जीवन वाढवताना, एवढ्या मोठ्या खोलीवर त्याच्या हेतूने वापरल्या जाणार्‍या ऑप्टिकल कोर ट्रान्समिटिंग माहितीचे संरक्षण करण्यासाठी खोल समुद्रातील केबलचे संरक्षण करणे हे मुख्य वैशिष्ट्य आहे. यामधून केबलचे सर्व घटक पाहू.

केबल इन्सुलेशनचा बाह्य स्तर पारंपारिकपणे पॉलिथिलीनचा बनलेला असतो. बाह्य कोटिंग म्हणून या सामग्रीची निवड अपघाती नाही.पॉलीथिलीन आर्द्रतेला प्रतिरोधक आहे, समुद्राच्या पाण्यात असलेल्या अल्कली आणि मिठाच्या द्रावणांवर प्रतिक्रिया देत नाही आणि पॉलीथिलीन सेंद्रिय किंवा अजैविक ऍसिडसह प्रतिक्रिया देत नाही, अगदी एकाग्र सल्फ्यूरिक ऍसिडसह.

आणि जरी जागतिक महासागराच्या पाण्यात नियतकालिक सारणीचे सर्व रासायनिक घटक असतात, परंतु पॉलीथिलीन ही येथे सर्वात न्याय्य आणि तार्किक निवड आहे, कारण कोणत्याही रचनेच्या पाण्यासह प्रतिक्रिया वगळण्यात आल्या आहेत, याचा अर्थ केबलला त्रास होणार नाही. पर्यावरण.

पॉलीथिलीनचा वापर इन्सुलेशन म्हणून आणि 20 व्या शतकाच्या मध्यात बांधलेल्या पहिल्या आंतरखंडीय टेलिफोन लाईन्समध्ये केला गेला. परंतु केवळ पॉलीथिलीन, त्याच्या नैसर्गिक सच्छिद्रतेमुळे, केबलचे पूर्णपणे संरक्षण करण्यास सक्षम नसल्यामुळे, अतिरिक्त संरक्षणात्मक स्तर देखील वापरले जातात.

पॉलिथिलीनच्या खाली एक मायलर फिल्म आहे, जी पॉलीथिलीन टेरेफ्थालेटवर आधारित सिंथेटिक सामग्री आहे. पॉलीथिलीन टेरेफ्थालेट रासायनिकदृष्ट्या जड आहे, अतिशय आक्रमक वातावरणास प्रतिरोधक आहे, त्याची ताकद पॉलीथिलीनपेक्षा दहापट जास्त आहे, प्रभाव आणि परिधान करण्यास प्रतिरोधक आहे. Mylar ला स्पेससह उद्योगात विस्तृत अनुप्रयोग सापडला आहे, पॅकेजिंग, कापड इ. मध्ये असंख्य अनुप्रयोगांचा उल्लेख नाही.

मायलर फिल्म अंतर्गत एक आर्मेचर आहे, ज्याचे पॅरामीटर्स विशिष्ट केबलच्या वैशिष्ट्यांवर आणि उद्देशावर अवलंबून असतात. ही सामान्यतः एक घन स्टील वेणी असते जी केबलला शक्ती आणि बाह्य यांत्रिक भारांना प्रतिकार देते. केबलमधून इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशन शार्कला आकर्षित करू शकते, जे केबल चावू शकतात आणि फिटिंग्ज नसल्यास मासेमारीच्या टॅकलद्वारे पकडले जाणे धोक्याचे बनू शकते.

गॅल्वनाइज्ड स्टील मजबुतीकरणाची उपस्थिती आपल्याला केबलला खंदकात न ठेवता तळाशी सुरक्षितपणे सोडण्याची परवानगी देते. केबलला वायरच्या समान कॉइलने अनेक स्तरांमध्ये मजबुत केले जाते, प्रत्येक लेयरची वळणाची दिशा मागीलपेक्षा वेगळी असते. परिणामी, अशा केबलचे एक किलोमीटरचे वस्तुमान अनेक टनांपर्यंत पोहोचते. परंतु अॅल्युमिनियमचा वापर करता येत नाही कारण समुद्राच्या पाण्यात ते हायड्रोजनच्या निर्मितीसह प्रतिक्रिया देते आणि हे ऑप्टिकल फायबरसाठी हानिकारक ठरेल.

परंतु अॅल्युमिनियम पॉलीथिलीन स्टीलच्या मजबुतीकरणाचे अनुसरण करते, ते शिल्डिंग आणि वॉटरप्रूफिंगचा एक वेगळा स्तर म्हणून जातो. अॅल्युमिनोपॉलीथिलीन ही अॅल्युमिनियम फॉइल आणि पॉलिथिलीन फॉइलची एकत्रित सामग्री आहे. हा थर केबल संरचनेच्या मोठ्या प्रमाणात जवळजवळ अदृश्य आहे, कारण त्याची जाडी फक्त 0.2 मिमी आहे.

याव्यतिरिक्त, केबल आणखी मजबूत करण्यासाठी, पॉली कार्बोनेटचा एक थर आहे. हलके असताना ते पुरेसे मजबूत आहे. पॉली कार्बोनेटसह, केबल दबाव आणि प्रभावासाठी आणखी प्रतिरोधक बनते, संरक्षक हेल्मेटच्या उत्पादनात पॉली कार्बोनेटचा वापर केला जातो हे योगायोग नाही. इतर गोष्टींबरोबरच, पॉली कार्बोनेटमध्ये थर्मल विस्ताराचा उच्च गुणांक असतो.

पॉली कार्बोनेट लेयरच्या खाली एक तांबे (किंवा अॅल्युमिनियम) पाईप आहे. हे केबल कोर स्ट्रक्चरचा भाग आहे आणि ढाल म्हणून कार्य करते. या नळीच्या आत थेट तांब्याच्या नळ्या आहेत ज्यामध्ये बंद ऑप्टिकल तंतू असतात.

वेगवेगळ्या केबल्ससाठी ऑप्टिकल फायबर ट्यूबची संख्या आणि कॉन्फिगरेशन भिन्न असू शकते, आवश्यक असल्यास, नळ्या योग्यरित्या गुंफलेल्या आहेत. संरचनेचे धातूचे भाग रीजनरेटर्सला शक्ती देण्यासाठी येथे काम करतात, जे ऑप्टिकल पल्सचा आकार पुनर्संचयित करतात, जे ट्रांसमिशन दरम्यान अपरिहार्यपणे विकृत होते.

एक हायड्रोफोबिक थिक्सोट्रॉपिक जेल ट्यूबची भिंत आणि ऑप्टिकल फायबर दरम्यान ठेवली जाते.

खोल-समुद्रातील फायबर ऑप्टिक केबल्सचे उत्पादन सहसा समुद्राच्या शक्य तितक्या जवळ असते, बहुतेकदा बंदराच्या जवळ असते, कारण अशा केबलचे वजन अनेक टन असते, तर शक्य तितक्या लांब तुकड्यांपासून ते एकत्र करणे चांगले असते, कमीतकमी 4. प्रत्येकी किलोमीटर (अशा तुकड्याचे वजन 15 टन आहे !!!).

एवढी जड केबल लांब अंतरावर नेणे सोपे काम नाही. जमिनीच्या वाहतुकीसाठी, दुहेरी रेल्वे प्लॅटफॉर्म वापरले जातात जेणेकरून आतील तंतूंना इजा न करता संपूर्ण तुकडा गुंडाळला जाऊ शकतो.

शेवटी, केबल फक्त जहाजातून - पाण्यात टाकली जाऊ शकत नाही. सर्व काही किफायतशीर आणि सुरक्षित असले पाहिजे. प्रथम त्यांना वेगवेगळ्या देशांचे किनारपट्टीचे पाणी वापरण्याची परवानगी मिळते, नंतर काम करण्याचा परवाना इ.

मग ते भूगर्भीय सर्वेक्षण करतात, बिछानाच्या क्षेत्रामध्ये भूकंप आणि ज्वालामुखीच्या क्रियाकलापांचे मूल्यांकन करतात, हवामानशास्त्रज्ञांचे अंदाज पाहतात, ज्या भागात केबल पडेल त्या भागात पाण्याखालील भूस्खलनाची संभाव्यता आणि इतर आश्चर्यांची गणना करतात.

ते खोली, तळाची घनता, मातीचे स्वरूप, ज्वालामुखीची उपस्थिती, बुडलेली जहाजे आणि इतर परदेशी वस्तू विचारात घेतात जे कामात व्यत्यय आणू शकतात किंवा केबलच्या विस्ताराची आवश्यकता असते. अगदी लहान तपशिलापर्यंत काळजीपूर्वक कॅलिब्रेट केल्यावरच ते जहाजांवर केबल लोड करण्यास आणि घालण्यास सुरवात करतात.

केबल सतत घातली जाते. हे जहाजावरील खाडीतून स्पॉनिंग ग्राउंडवर नेले जाते, जिथे ते तळाशी बुडते. बोट मार्गाचा अवलंब करत असताना तणाव कायम ठेवत मशीन योग्य वेगाने केबल बंद करतात.स्थापनेदरम्यान केबल तुटल्यास, ती जहाजावर फडकावता येते आणि ताबडतोब दुरुस्त केली जाऊ शकते.