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海底电缆的历史

林一平手绘之布雷特与菲尔德。林一平提供

海底电缆线或海缆线(Submarine Cable、Undersea Cable)是以绝缘材料包裹的导线,铺设在海底。在水深小于200米的浅海域,采用埋设缆线,而在深海则采用敷设。

主要的埋设方法是以水柱喷射,埋设设备的底部有几排喷水孔,平行分布于两侧,每个孔同时向海底喷射出高压水柱,将海底泥沙冲开,形成海缆沟。设备上部的导缆孔则引导电缆沉到海缆沟底部,由潮流将冲沟自动填平。

埋设设备由施工船拖曳前进,并透过工作电缆作出各种指令。深海敷缆机没有水底埋设设备,完全靠海缆本身重量,敷设在海底表面。

海缆维护相当不容易,除天灾外,也很容易遭到拖网渔船的船锚破坏,甚至会被鲨鱼咬断。缆线的损坏部分必须在海底剪断,带到水面上修复,再送回海底衔接,相当费工夫。

早期海缆线的建置,以英国最为积极。英国人布雷特(John Brett)是有钱的古董商,45岁就已家财万贯,可以退休。因为他的弟弟是电报工程师,引发他铺设连接英国与法国之间的海缆线。这是全世界第一条跨国海缆线,完成于1850年。

次年,第一封由英国多佛(Dover)拍发的电报经由海缆线,穿越英吉利海峡,送到法国灰鼻角(Cap Gris Nez)。不过缆线的品质很差。这次布建产生了一个新的英文单字「Cable」,算是意外的贡献。

海底电缆的拉线要靠电缆舖设船,又名「水线船」( Cable Layer、Cable Ship),这是一种深海船舰,船面有具大的拉线架构(Superstructure),包括多个绕线卷筒(Spool),可以很明显看出和一般船只的差异。

全世界第一条海缆线的铺设是由「歌利雅号」拉线船 (Goliah)完成,歌利雅就是圣经中被大卫打倒的那个巨人。

1856年美国商人菲尔德(Cyrus Field)与布雷特相遇,合夥组成大西洋电报公司(Atlantic Telegraph Company),雄心万丈的架设跨越大西洋的海缆线。

这项艰钜的工程于1858年完成,从华盛顿穿过大西洋铺到伦敦,当时美国总统布坎南(James Buchanan)发给英国首相巴麦尊(Henry Temple)一封电报:「上帝保佑,希望电报能媒合民族永久和平与友谊。」

这封电报短短150字母,却足足发了30个小时。

海缆线启用3个星期,发送了723封电报后,电缆绝缘体被击穿,因此彻底故障而报废。

菲尔德因为一连串投资失误,最后以破产结束一生,死于纽约州的艾文顿(Irvington) 。该区居民为了纪念他,将一条街取名为Cyrus Field Road。我旅居美国,还特地到艾文顿来凭悼菲尔德。

中华电信展示的海缆线。林一平提供

现为国立阳明交通大学资工系终身讲座教授暨华邦电子讲座,曾任科技部次长,为ACM Fellow、IEEE Fellow、AAAS Fellow及IET Fellow。研究兴趣为物联网、移动计算及系统模拟,发展出一套物联网系统IoTtalk,广泛应用于智能农业、智能教育、智能校园等领域/场域。兴趣多元,喜好艺术、绘画、写作,遨游于科技与人文间自得其乐,着有<闪文集>、<大桥骤雨>。