连接世界的海底光缆

# 连接世界的海底电缆 来源：https://xn--gckvb8fzb.com/the-cables-that-connect-the-world/ 我们常将互联网视为空气般无处不在、无人拥有的存在，但现实却恰恰相反。本文将探讨是什么在连接世界，以及谁在建造和拥有这些基础设施。 在*拉利尼亚德拉康塞普西翁*（La Línea de la Concepción）东北边缘，有一片名为*埃尔布尔戈-托伦图埃瓦*（El Burgo–Torrenueva）的杂草丛生的地中海海滩。这里矗立着一座古老的防御塔——*新塔*（La Torre Nueva），此外别无他物。它曾是16世纪沿海瞭望塔系统的一部分，用于抵御巴巴里海盗（Barbary corsairs）的侵扰。其地理坐标为`36°12′36′′N, 5°19′27′′W`。沿着潮汐线行走，你绝不会想到，就在沙地下两米深处，一条光缆从海中延伸至此，化作了互联网的一部分。这是一条横跨*直布罗陀海峡*通往非洲海岸*休达*（Ceuta）的线路起点，并延伸至两个大陆。你在线上跨越海洋的几乎所有活动，都通过类似的光缆传输，而在大多数情况下，它们都终结于一片同样不起眼的海岸之下。 **注：***休达*本身就是一个有趣的地方，近来备受关注，也值得单独撰写一篇有趣的介绍。简而言之，它是一座自治的西班牙城市，人口约8.5万，位于北非海岸，与*摩洛哥*接壤，这意味着*欧盟*与非洲大陆为数极少的陆地边界之一，正好穿过一个大多数人在地图上可能都指不出来的半岛。 自1668年以来，它一直由西班牙王室统治，在此之前属于葡萄牙，而*摩洛哥*似乎从未停止对其主权的声索。但就我们的目的而言，重要的是这个小飞地直到最近都仅通过一条老旧的链路连接着大陆网络。 [](https://xn--gckvb8fzb.com/the-cables-that-connect-the-world/images/img_1566.jpg)当我们谈论*互联网*时，我们仿佛在谈论空气。无处不在、无人拥有、弥漫四周。然而现实却恰恰相反，因为国际数据（通常）并非通过，比如说，卫星传输，尽管大多数人可能这样认为。它通过铺设在海床上、长达约150万公里面积极其真实（且被明确拥有）的光缆传输，仅在少数精心挑选的登陆点浮出水面。 这些登陆点通常需要平缓的海床、温和的洋流和稀少的海上交通，以避免锚具和拖网渔船破坏线路。合适的地点如此稀缺，以至于同一个海滩通常会同时成为多个电缆系统的共同登陆点。 ## 电缆？什么电缆？ [](https://en.wikipedia.org/wiki/File:Submarine_cable_cross-section_3D_plain.svg)与你最初可能想象的不同，海底电缆（Submarine communications cable）并非普通的以太网或光纤线缆。在深海中承担重任的硬件设备粗细约如花园水管，直径约25毫米，每公里重约1.4吨。承载你数据的部分是一小束玻璃纤维，每根粗细与人类头发相仿，位于最核心处。 包裹在这些纤维周围的其他一切，都是为了在这个极其恶劣的环境中保护它们。从核心向外看，纤维置于一种阻水凝胶中，凝胶封存在细铜管或铝管内，外覆聚碳酸酯层，接着是铝制防水层，然后是一层绞合钢丝为电缆提供抗拉强度，再包裹一层聚酯薄膜，最外层是聚乙烯护套。铜用于供电，因为这根电缆同时也是一个超长的延长线，我们稍后会讲到。在靠近海岸、拖网渔船和锚具活动频繁的区域，整根电缆会额外加上一到两层镀锌钢铠装层，使其直径增至50毫米或以上，重量也增加数倍。因此，我们西班牙海滩上浮出的那根电缆，是被埋在沙地下几米深处，而不是简单地放在沙滩上。 铜导体贯穿整条线路的原因是，无论玻璃多么纯净，光在传输过程中都会缓慢衰减。因此每隔50到80公里，电缆中就会接入一个*中继器*，这是一种光放大器，在信号传递前将其增强。每个中继器都需要电力，遗憾的是鱼类还没能在海底安装电源插座，所以两端的岸上基站必须通过这根铜芯输送3000至15000伏不等的直流电，从而实现从两端同时为整条电缆供电。 除了放大之外，现代系统还依赖一系列巧妙的技术来确保信号在数千公里的玻璃纤维中保持清晰可读，包括波分复用（将多种不同颜色的光塞入单根光纤）、相干检测（用于读回这些信号）以及前向纠错（修复传输过程中出现的任何错误）。 因此，长度主要是个电力与放大问题，而非玻璃本身的问题。较短的跨段可以完全省去中继器，因此*无中继*跨段仅靠两端的放大器就能轻松达到约250公里，这大约就是我们开篇提到的那条线路的长度。而另一个极端，单个系统可以横跨整个大洋，其中最长的如环绕以其命名大陆的*2Africa*电缆，长度可达数万公里。 ## 谁在铺设电缆？ [](https://xn--gckvb8fzb.com/the-cables-that-connect-the-world/images/img_1569.jpg)这些电缆的实际制造和铺设，对于一个全球经济赖以为基础的设施来说，或许有点令人意外，仅由少数几家公司经营。全球海底电缆的大部分由四家供应商建造和安装，即美国的*SubCom*、法国的*阿尔卡特海底网络*（Alcatel Submarine Networks）、日本的*NEC*以及中国的*华海通信*（HMN Technologies）。它们拥有并运营专业的铺缆船队，这些船并非你在港口常见的那种船只，更像是一种特制的船舶，甲板下方的巨大储缆罐中盘绕着数千公里的光缆，以稳定的步行速度从船尾将其铺设出去，在海洋中缓慢前行。 部署一个新系统是一项耗时数年的工程，在船只离港前很久就开始了。首先，如今越来越多是内容巨头而非电话公司，会决定某条线路值得建设，并为此筹集资金，可以是单独出资，也可以是由多个所有者组成的联盟共同分摊。然后是进行海洋勘测，船只沿着计划路径绘制海床地图，寻找绕过沉船、海沟和其他公司电缆的最平缓、最安全的路线。接着是获取许可，即为电缆触及的每个司法管辖区争取登陆权和特许权所需的文书工作。正如我们即将在西班牙海滩上看到的，这会产生数量惊人的官僚程序（bureaucracy）。 只有当这一切都确定后，电缆才会按所需长度制造、装船并铺设，船只在深水区只是将其放置在海床上，而在靠近海岸、渔船和锚具危险最大的区域，则由海底犁将其埋入沉积物下一两米处。一艘作业船每天大约铺设100至200公里，因此横跨一个大洋需要在海上作业数周。 一条横跨大西洋、长约7000公里的系统通常成本在2.5亿美元左右，而更长的跨太平洋线路很容易攀升至近4亿美元。光缆本身的价格根据其承载的光纤对数量和铠装程度，大约在每公里6000到20000美元之间。请记住，一旦电缆投入运营，支出并不会停止，因为海底电缆的设计寿命仅约20到25年，此外，在全球电缆中，典型年份会发生150到200次故障。绝大多数故障并非由蓄意破坏或鲨鱼引起，而是渔具和被拖拽的船锚共同作用的结果。每次断缆都必须通过派出为数不多、根据区域维护协议随时待命的专用维修船之一来修复：用抓钩将海底的电缆打捞上来，将两端断裂处拖至水面，重新接合，然后将修复好的电缆重新放回海底。这是一项缓慢且依赖天气的昂贵工作。 [](https://xn--gckvb8fzb.com/the-cables-that-connect-the-world/images/taste.jpg)## 谁拥有这些电缆？ 根据*Telegeography*的*海底电缆地图*（Submarine Cable Map）提供的数据，我整理了一份海底电缆（共同）所有者的名单，并根据每个公司参与的电缆数量进行了排序。完整的数据集约有473个不同的所有者，其中绝大多数是你从未听说过的国家及地区性运营商，因此我并未直接在此列出完整名单，而是将其限制在最活跃的100个（共同）所有者： （共同）所有者 | 涉及电缆数量 --- | --- 谷歌 | 34 Orange | 29 英国电信 | 22 Sparkle | 22 沃达丰 | 20 Meta | 19 马来西亚电信 | 19 Liberty Networks | 18 新加坡电信 | 18 塔塔通信 | 18 印尼电信 | 18 AT&T | 17 西班牙电信 | 17 中国电信 | 16 中华电信 | 16 日本电信电话 | 15 澳大利亚电信 | 15 埃及电信 | 14 XL Axiata | 14 中国移动 | 13 中国联通 | 13 GlobalConnect | 13 Arelion | 12 EXA Infrastructure | 12 威瑞森 | 12 e& | 11 韩国电信 | 10 Moratelindo | 10 软银 | 10 Telxius | 10 Altice Portugal | 9 center3 | 9 KDDI | 9 国家电信 | 9 电讯盈科 | 9 巴蒂电信 | 8 菲律宾 Globe 电信 | 8 菲律宾 PLDT | 8 Telin | 8 Zain Omantel International | 8 吉布提电信 | 7 GCI Communication Corp | 7 Indosat Ooredoo | 7 毛里求斯电信 | 7 微软 | 7 俄罗斯电信 | 7 Colt | 6 EAF | 6 夏威夷电信 | 6 Setar | 6 TDC Group | 6 TIME dotCom | 6 Triasmitra | 6 越南军用电子电信 | 6 Zayo | 6 亚马逊AWS | 5 Bayobab | 5 喀麦隆电信 | 5 塞浦路斯电信管理局 | 5 Dhiraagu | 5 euNetworks | 5 FLAG | 5 Grid Telecom | 5 Liquid Intelligent Technologies | 5 摩洛哥电信 | 5 Ooredoo | 5 OPT | 5 OPT French Polynesia | 5 斯里兰卡电信 | 5 南非电信 | 5 美洲移动 | 4 乌拉圭电信 | 4 加拿大贝尔 | 4 BSNL | 4 Bulk Infrastructure | 4 黎巴嫩电信部 | 4 利比亚国际电信公司 | 4 Mobily | 4 冲绳县 | 4 Ooredoo Maldives | 4 巴基斯坦电信 | 4 Reliance Jio Infocomm | 4 Starhub | 4 SUBCO | 4 叙利亚电信 | 4 Tampnet | 4 TeleYemen | 4 UNN | 4 越南VNPT国际 | 4 Vocus Communications | 4 Whidbey Telecom | 4 阿尔及利亚电信 | 3 安哥拉电缆 | 3 澳大利亚学术研究网 | 3 巴哈马电信公司 | 3 BCS | 3 孟加拉国海底电缆公司 | 3 BW Digital | 3 佛得角电信 | 3 委内瑞拉CANTV | 3 **注：** 这些数据源于公开的*海底电缆地图*数据，统计了已投入服务（撰写时共603条）和仍在规划或建设中（91条）的系统。`owners`（所有者）字段为自由文本格式，因此有些所有者会以多种拼写出现，我不得不手动梳理了部分公司名称。 至少对我来说，最引人注目的是高居榜首的名字。这项基础设施的大部分历史中，所有者都是电话公司，即世界上的*英国电信*、*AT&T*和*日本电信电话*们，铺设电缆用于承载彼此的通话，以及后来的流量。*谷歌*如今参与的海底电缆数量已超过地球上任何传统运营商，*Meta*紧随其后，而*微软*和*亚马逊*也在慢慢积累自己的份额。这些将流量塞满光缆的公司，在过去十年左右，已经决定它们宁愿拥有管道而非租用它们。 这些数字揭示的另一件事是尾部有多长。在这473个所有者中，约有260家恰好只出现在一条电缆上，超过340家（占百分之七十以上）出现在不超过两条电缆上。这些是世界各地的国家电信公司，每家都购买了少数几条恰好在其海岸线登陆的联合电缆的一小部分权益，这也是为什么许多大型国际系统各自列出一打或更多共同所有者的原因。从这个角度看，互联网更不像一个单一网络，而是许多本地运营商的混合体，大家共同出资分享跨越大洋的那几条昂贵的“绳索”。 ## 回到西班牙的海滩 [](https://xn--gckvb8fzb.com/the-cables-that-connect-the-world/images/img_1567.jpg)为了看看光缆实际登陆陆地的地方是什么样子，让我们回到*拉利尼亚*的那片海滩。 浮出水面的那条电缆名为*Dos Continentes*，属于智利电信集团*GTD*，它是一个相对较小的区域系统，由两条铠装光纤电缆组成，横跨*直布罗陀海峡*连接至非洲海岸的西班牙飞地*休达*——在本电缆建成前，休达依赖一条老旧的单一链路。 我试图寻找它确切的登陆点，而文书记录让我们得以一窥这项基础设施究竟有多么“隐形”。电缆在西班牙登陆，但西班牙政府的公开沿海特许地图似乎并未显示它，因为*安达卢西亚*的沿海许可似乎下放给了地区政府。相反，在一个地区登记处（http://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/publiweb/RCL）的一份签署决议中可以找到该信息，该文件被埋在一个*expediente*（档案编号）之下。该文件精确指出了电缆进入公共海域的位置，坐标为`X=290,935, Y=4,009,603`，就在海滩上一个检修井的外侧。然后电缆向内陆延伸，根据许可要求深埋地下（*"no exterior element above ground level"*，即“地面以上不得有任何外部设施”），最终进入一个网络节点，流量在此汇入*GTD*现有的陆地暗光纤网络，并将最终传输至*GTD*在*马德里*、*巴塞罗那*、*毕尔巴鄂/索佩拉尼亚*或*塞维利亚*的实际数据中心之一。 在出海途中，它穿过了已经铺设在海底的另外三条旧电缆，即*Europe India Gateway*、*ATLAS*和*FLAG*。由此可见（或者说，实际上看不出来），即使是西班牙海滩外看似空旷的水域，也层叠着其他公司的基础设施。 **注：** 据报道，当*GTD*申请时，*拉利尼亚*的市政委员会曾正式提出反对，要求其放弃该项目。委员会称，该电缆直接穿过了当地主要的渔场，*"将其一分为二"*，威胁到在那片水域作业的小型贝类渔船和*trasmallo*（一种拖网渔船），以及栖息在岩石上的一种受保护的帽贝，而该镇的渔业船队早已因与直布罗陀的渔业权纠纷而捉襟见肘。然而，委员会的意见被否决，特许权最终还是被授予了，并附加了缓解条件，初始期限为十五年。 *Dos Continentes*电缆（*Segment I*, *La Línea - Ceuta Sur ramal*段），由智利*GTD集团*的西班牙分支*GTD Cableado de Redes Inteligentes, S.L.U.*拥有，总长度约105公里，自2020年起投入运营，依据是*安达卢西亚政府*（*Dirección General de Calidad Ambiental y Cambio Clima*tico，环境质量与气候变化总局）于2020年1月14日签署的特许决议，档案编号`CNC02/19/CA/0009`。 决议坐标表中给出的两个关键点为： 点 | UTM X | UTM Y --- | --- | --- Arqueta / 海滩检修井（BMH，在特许区域内） | 290,929 | 4,009,602 Entrada en DPMT（电缆进入公共海域） | ... | ...