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海底电缆,拯救生命

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光中继器浮在海浪中,连接着的光缆延伸至海底
想象一下这样一幅图景,海床上每隔60千米安装一个环境传感器,以便为人们提供亟需的数据,用于深入了解海啸和气候变化等自然灾害。智能电缆的问世,即将让全球实时减灾数据网络成为现实。

布鲁斯 • 豪,凯特 • 帕纳约托

联合国教科文组织《信使》谨以本文纪念第二个世界海啸日(11月5日)。

 

 绵延上百万千米的海底电缆构成的全球电信基础设施,是促进商业、金融、社交媒体、娱乐、政治表达和科学发展的基石。这些电缆是全球互联网的物理基础。这项基础设施极为重要,一旦出现问题,所有国家的经济都会受到影响。

海底电缆还可以收集深海和海床数据,让人们用于研究一系列环境问题。我们的海洋和气候正在发生全球性变化,包括海水变暖、酸化、海平面上升,人们现在和将来的生活都会受此影响。

普通的电信系统由光电海底电缆和光中继器构成,平均每60千米设置一个中继器。通过在中继器上加装环境传感器,就可以建立关于环境威胁和自然灾害的全球实时数据网络。

海啸预警系统可以拯救无数生命。一些发展中国家目前还做不到全面监测所有俯冲带,预警系统就显得格外重要。鉴于一旦发生海底地震,通常在30分钟之内就会出现海啸,因此务必争分夺秒。

为将这一概念付诸实践,三家联合国机构在2012年组建了国际联合工作队(JTF)——国际电信联盟(ITU)、世界气象组织(WMO)和联合国教科文组织政府间海洋学委员会(IOC-UNESCO),致力于在越洋海底电缆系统上安装环境监测传感器。


“皮埃尔·费马特”(Pierre de Fernat)号的船员正在甲板上装载一台光中继器(放置在木制托架中),该海底电缆敷设船归法国橙色海事公司(Orange Marine)所有。

国际倡议

国际联合工作队提出了“智能(SMART,科学监测和通信无虞)电缆”倡议,旨在利用四通八达的现有海底电缆网络,将其改造为体现环保意识的“绿色电缆”。

这是一次真正意义上的国际合作,来自数十个国家和80个组织的联合工作队的专家(其中很多人是志愿者),分别代表了科学界、观测系统、行业、政府机构和赞助商。工作队呼吁私营部门、各级政府、科学工作者、慈善基金会和广大网民认识到开展这项工作的必要性和当前的大好机会,采取协调行动,把这一监测系统变为现实。

安装智能电缆,需要潜入深海,靠近海床,这一领域可以说是私营电信部门的“天下”。电缆在茫茫海底蜿蜒,穿越数个国境,留下一系列棘手的法律、技术和财政问题。

为此,要让智能电缆成为现实,必须确定新的伙伴关系与合作方式。吸纳私营部门参与,包括近年来投资铺设海底电缆的互联网公司,这样可以直接解决财政问题和法律问题,促进工作顺利进行。

逐步形成共识

学术界、政府、科学工作者和电信产业举办了一系列会议和研讨会,各方正逐步达成共识,消除智能电缆系统面临的多种障碍。明确了科学和社会方面的需求,根据《联合国海洋法公约》确定了法律框架,并且开展了技术可行性研究。

目前只有一小部分电信电缆被用于科研。虽然学术界和政府机构设立了海洋环境监测系统,但其监测范围相对狭窄,而且仅限于研究。

为解决智能电缆系统的实效性和实用性问题,有人提出了“水下示范模型系统”概念,适用于安装和中期运行。有人建议在南太平洋建设试点系统,将几个岛屿连接起来。

随着技术的进步,人们目前已经可以做到对海底通信电缆的中继器和基础传感器进行集成化处理,而且成本要远远低于铺设全新的电缆系统。预计传感器组件的单位成本平均在20万美元左右,而建设类似于拟议试点系统这样的中型系统,成本可以控制在1000万美元以下,预期使用寿命25年。

人们目前应用的水下电信系统还不具备海洋敏感度。智能电缆传回的深海数据可以弥补这片重要的知识空白。时机已经成熟,应该让智能系统开启我们的未来

凯特·帕纳约托(澳大利亚)

著名环境科学家,在沿海、海洋、河口研究以及环境和利益攸关方参与的部门方面拥有17年工作经验,从事海底电缆行业已有十余年。

布鲁斯·豪(美国)

夏威夷大学海洋和资源工程系教授,致力于研究海洋监测传感器网络基础设施建设,包括电缆系统。他目前担任联合工作队智能电缆倡议的主席。