Подводные кабели, линии связи, морские трубопроводы, трубоукладочные суда и суда подводно-технических работ

©️ Россия в XIX в. объективно отставала от самых развитых держав мира в области электротехники, что видно на всемирной карте прокладки кабельных сетей (рис. 6)...

 

Учитывая, что средняя глубина моря за пределами национальных юрисдикций (в юридической терминологии - открытое море) превышает 3688 м (что делает невозможным повреждение кабельных линий якорями и орудиями рыбного лова), кабели прокладываются непосредственно на морском дне (без дополнительной защиты/заглубления.

Для глубин моря, превышающих 2000 м (80% вод Мирового океана), телекоммуникационные кабели обычно имеют диаметр 17–22 мм, общий вид представлен на фото.
Такой "легкий" кабель состоит из высококачественной полиэтиленовой трубки в морском исполнении с сердечником из стальной проволоки для обеспечения прочности, и медных/стеклянных волокон для обеспечения собственно связи.
Срок службы кабелей обычно составляет от 20 до 25 лет, но существующие кабели могут быть модернизированы для работы в течение 30 и более лет.
На практике противообрастающие агенты не используются.

В целом, ежегодно в мире фиксируется от 150 до 200 неисправностей подводных кабелей различного рода.
При этом 60-70% этих повреждений обусловлено деятельностью человека, в частности, рыболовством и судоходством.
Большинство повреждений происходит на геологическом континентальном шельфе на глубинах менее 200 метров.
На карте показано глобальное распределение 2162 повреждений в период 1959-2008 гг.
Неисправности, обусловленные разрушением компонентов кабелей составляют менее 5%, дефекты, возникшие в результате стихийных бедствий (например, подводных оползней), встречаются в менее, чем 10% всех повреждений и отмечаются на глубинах 1200 м и более.
Большинство повреждений происходит на мелководных акваториях (менее 200 м), прилегающих к побережью Европы, Азии и восточному побережью Северной Америки, что обусловлено интенсивным рыболовством и судоходством в этих регионах.
Повреждения в северной части Атлантического океана частично являются результатом отказов на старых телеграфных кабелях из-за их физического старения и разрушения компонентов.

Для остальной части открытого моря (очевидно, глубоководные районы), неисправности кабеля в настоящее время составляют в среднем ежегодно 4 по всему миру.

Наиболее распространенными естественными причинами повреждений в глубоководной части Мирового океана являются подводные оползни и связанные с ними донные явления.
Самыми проблемными являются прибрежные районы Тайваня и Алжира, где землетрясения в 2006 и 2003 годах вызвали 22 и 29 обрывов кабеля соответственно.
Негативное воздействие также генерируется циклоническими ветрами и ливнями в акваториях рек, сбрасывающих в моря грязевые паводковые воды, которые распространяются вдоль морского дна. Аналогичным образом штормовые волны нарушают осадочные породы морского дна, что также может создавать негативный эффект.
Зоны столкновения тектонических плит также являются причиной повреждений кабелей.

 

Средние затраты на строительство подводной линии ВОЛС (выведены по четырем линиям в районе Мальдивских островов протяженностью от 900 до 1800 км) - 20,6 тыс. долл/км
Средняя стоимость прокладки ВОЛС по поверхности дна для относительно мелководного тропического района – 8,5 тыс долл. за км
Средняя стоимость прокладки по миру - до 40 тыс. долл. за км
Стоимость одной береговой станции – около 3 млн долл.

Ежегодно в мире происходит более чем 200 сбоев/нарушений работы (повреждений) на подводных волоконно-оптических линиях связи (практически, через день).

Средняя продолжительность ремонта подводной ВОЛС - 20,6 сут., затраты – около 6 млн долл.

Способы конструктивной защиты подводных ВОЛС:
Укладка в траншею с последующей засыпкой (наиболее надежный способ)
Прокладка в горизонтальной трубе, горизонтальное бурение (надежный способ)
Армирование* (менее надежный способ)
Укрытие металлической защитой
Засыпка валунами

Армирование может включать до трех дополнительных слоев, при этом каждый дополнительный слой увеличивает стоимость на сумму до 10 тыс. долларов за километр волоконно-оптического кабеля

 

© Данное исследование выполнено в рамках Программы стипендий Министерства национальной безопасности США (DHS), которую реализует Институт науки и образования Ок-Риджа (ORISE) в рамках межведомственного соглашения между Министерством энергетики и Министерства национальной безопасности США.