150 წლის წინ, 1858 წლის 16 აგვისტოს, შეერთებული შტატების პრეზიდენტმა ჯეიმს ბიუქენენმა მიიღო დედოფალ ვიქტორიასგან მილოცვის დეპეშა და საპასუხოდ მას გაგზავნა გაუგზავნა. შეტყობინებების პირველი ოფიციალური გაცვლა ახლად გაყვანილი ტრანსატლანტიკური სატელეგრაფო კაბელის საშუალებით აღინიშნა აღლუმით და ფეიერვერკით ნიუ-იორკის მერიის თავზე. ზეიმი დაჩრდილა ამ მიზეზით გაჩენილმა ხანძარმა და 6 კვირის შემდეგ კაბელი ჩაიშალა. მართალია, მანამდეც არ მუშაობდა კარგად - დედოფლის შეტყობინება 16,5 საათში გადაიცემა.
იდეიდან პროექტამდე
პირველი ტელეგრაფი და ატლანტის ოკეანის წინადადება იყო სარელეო სქემა, რომლის დროსაც გემების მიერ მიწოდებული შეტყობინებები ნიუფაუნდლენდიდან ჩრდილოეთ ამერიკაში უნდა გადაეგზავნათ. პრობლემა იყო სატელეგრაფო ხაზის მშენებლობა კუნძულის რთულ რელიეფზე.
პროექტზე პასუხისმგებელი ინჟინრის დახმარების თხოვნამ მიიპყრო ამერიკელიბიზნესმენი და ფინანსისტი საირუს ფილდი. მუშაობის პროცესში მან 30-ზე მეტჯერ გადალახა ოკეანე. ფილდმა წარუმატებლობის მიუხედავად, მისმა ენთუზიაზმმა მიიყვანა წარმატებამდე.
ბიზნესმენი მაშინვე გადახტა ტრანსატლანტიკური საბანკო გადარიცხვის იდეაზე. ხმელეთის სისტემებისგან განსხვავებით, რომლებშიც პულსები რელეებით რეგენერირებული იყო, ტრანსოკეანური ხაზი ერთი კაბელით უნდა გაევლო. ფილდმა მიიღო გარანტიები სამუელ მორსისგან და მაიკლ ფარადეისგან, რომ სიგნალი შეიძლება გადაეცეს დიდ დისტანციებზე.
უილიამ ტომპსონმა ამის თეორიული საფუძველი 1855 წელს გამოაქვეყნა შებრუნებული კვადრატის კანონი. ინდუქციური დატვირთვის გარეშე კაბელში გამავალი პულსის აწევის დრო განისაზღვრება L სიგრძის გამტარის დროის მუდმივი RC, ტოლია rcL2, სადაც r და c არის წინააღმდეგობა. და ტევადობა სიგრძის ერთეულზე, შესაბამისად. ტომსონმა ასევე წვლილი შეიტანა წყალქვეშა საკაბელო ტექნოლოგიაში. მან გააუმჯობესა სარკის გალვანომეტრი, რომელშიც დენით გამოწვეული სარკის ოდნავი გადახრები ძლიერდებოდა ეკრანზე პროექციით. მოგვიანებით მან გამოიგონა მოწყობილობა, რომელიც აღრიცხავს სიგნალებს მელნით ქაღალდზე.
წყალქვეშა საკაბელო ტექნოლოგია გაუმჯობესდა მას შემდეგ, რაც გუტაპერჩა გამოჩნდა 1843 წელს ინგლისში. მალაიზიის ნახევარკუნძულის ხის ეს ფისი იყო იდეალური იზოლატორი, რადგან იყო თერმოპლასტიკური, რბილდებოდა გაცხელებისას და უბრუნდებოდა მყარ ფორმას გაციებისას, რაც აადვილებდა გამტარების იზოლაციას. ოკეანის ფსკერზე წნევისა და ტემპერატურის პირობებში, მისი საიზოლაციო თვისებებიგაუმჯობესდა. გუტაპერჩა რჩებოდა წყალქვეშა კაბელების ძირითად საიზოლაციო მასალად 1933 წელს პოლიეთილენის აღმოჩენამდე.
საველე პროექტები
Cyrus Field ხელმძღვანელობდა 2 პროექტს, რომელთაგან პირველი ჩაიშალა, მეორე კი წარმატებით დასრულდა. ორივე შემთხვევაში, კაბელები შედგებოდა ერთი 7 ბირთვიანი მავთულისგან, რომელიც გარშემორტყმული იყო გუტაპერჩაით და დაჯავშნული ფოლადის მავთულით. ტარიანი კანაფი უზრუნველყოფდა კოროზიისგან დაცვას. 1858 წლის კაბელის საზღვაო მილი იწონიდა 907 კგ. 1866 წლის ტრანსატლანტიკური კაბელი უფრო მძიმე იყო, 1622 კგ/მილი, მაგრამ რადგან მას მეტი მოცულობა ჰქონდა, წყალში ნაკლებს იწონიდა. დაჭიმვის სიმტკიცე იყო შესაბამისად 3 ტ და 7.5 ტ.
ყველა კაბელს ჰქონდა ერთი წყლის დამაბრუნებელი გამტარი. მიუხედავად იმისა, რომ ზღვის წყალს ნაკლები წინააღმდეგობა აქვს, ის ექვემდებარება მაწანწალა დინებებს. ელექტროენერგიის მიწოდება ხდებოდა ქიმიური დენის წყაროებით. მაგალითად, 1858 წლის პროექტს ჰქონდა 70 ელემენტი 1.1 ვ თითო. ძაბვის ამ დონეებმა, არასათანადო და უყურადღებო შენახვასთან ერთად, გამოიწვია ღრმა ზღვის ტრანსატლანტიკური კაბელის გაუმართაობა. სარკისებური გალვანომეტრის გამოყენებამ შესაძლებელი გახადა ქვედა ძაბვის გამოყენება შემდგომ ხაზებში. ვინაიდან წინააღმდეგობა იყო დაახლოებით 3 ohms საზღვაო მილზე, 2000 მილის მანძილზე, მილიამპერსის რიგის დენები შეიძლება გადაიტანოს სარკისებური გალვანომეტრისთვის საკმარისი. 1860-იან წლებში დაინერგა ბიპოლარული ტელეგრაფის კოდი. მორზეს კოდის წერტილები და შტრიხები შეიცვალა საპირისპირო პოლარობის იმპულსებით. დროთა განმავლობაში განვითარდაუფრო რთული სქემები.
ექსპედიციები 1857-58 და 65-66
£350,000 მოიზიდა აქციების გამოშვებით პირველი ტრანსატლანტიკური კაბელის გაყვანისთვის. ამერიკისა და ბრიტანეთის მთავრობები გარანტირებულნი იყვნენ ინვესტიციების დაბრუნებაზე. პირველი მცდელობა განხორციელდა 1857 წელს. კაბელის გადასატანად 2 ორთქლის გემი Agamemnon და Niagara იყო საჭირო. ელექტრიკოსებმა დაადასტურეს მეთოდი, რომლის დროსაც ერთმა გემმა ხაზი გაუშვა სანაპირო სადგურიდან და შემდეგ დააკავშირა მეორე ბოლო სხვა გემის კაბელთან. უპირატესობა ის იყო, რომ იგი ინარჩუნებდა უწყვეტ ელექტრულ კავშირს ნაპირთან. პირველი მცდელობა წარუმატებლად დასრულდა, როდესაც კაბელის გამყვანი მოწყობილობა 200 მილის ოფშორში ჩავარდა. ის დაიკარგა 3,7 კმ სიღრმეზე.
1857 წელს ნიაგარას მთავარმა ინჟინერმა, უილიამ ევერეტმა, შეიმუშავა ახალი საკაბელო მოწყობილობა. შესამჩნევი გაუმჯობესება იყო ავტომატური დამუხრუჭება, რომელიც ამოქმედდა, როდესაც დაძაბულობა მიაღწია გარკვეულ ზღურბლს.
მას შემდეგ, რაც აგამემნონი თითქმის ჩაძირულიყო, გემები ერთმანეთს შეხვდნენ შუა ოკეანეში და 1858 წლის 25 ივნისს კვლავ დაიწყეს ტრანსატლანტიკური კაბელის გაყვანა. ნიაგარა დასავლეთისკენ მოძრაობდა, აგამემნონი კი აღმოსავლეთისკენ. განხორციელდა 2 მცდელობა, რომელიც შეწყდა კაბელის დაზიანებით. გემები დაბრუნდნენ ირლანდიაში მის ნაცვლად.
17 ივლისს, ფლოტი კვლავ გაემგზავრა ერთმანეთის შესახვედრად. მცირე სლოკინის შემდეგ ოპერაციამ წარმატებით ჩაიარა. 5-6 კვანძის მუდმივი სიჩქარით სიარულით, 4 აგვისტოს ნიაგარა შემოვიდასამების ყურეში ნიუფაუნდლენდი. იმავე დღეს აგამემნონი ჩავიდა ირლანდიაში, ვალენტიის ყურეში. დედოფალმა ვიქტორიამ გაუგზავნა ზემოთ აღწერილი პირველი მისალოცი შეტყობინება.
1865 წლის ექსპედიცია ჩაიშალა ნიუფაუნდლენდიდან 600 მილის მანძილზე და მხოლოდ 1866 წლის მცდელობა იყო წარმატებული. პირველი შეტყობინება ახალ ხაზზე გაიგზავნა ვანკუვერიდან ლონდონში 1866 წლის 31 ივლისს. გარდა ამისა, ნაპოვნი იქნა 1865 წელს დაკარგული კაბელის ბოლო და ხაზიც წარმატებით დასრულდა. გადაცემის სიჩქარე იყო 6-8 სიტყვა წუთში $10/სიტყვის ღირებულება.
სატელეფონო კომუნიკაცია
1919 წელს ამერიკულმა კომპანია AT&T-მა წამოიწყო კვლევა ტრანსატლანტიკური სატელეფონო კაბელის გაყვანის შესაძლებლობის შესახებ. 1921 წელს, ღრმა წყლის სატელეფონო ხაზი დაიდო კი ვესტსა და ჰავანას შორის.
1928 წელს შესთავაზეს კაბელის გაყვანა რეპეტიტორების გარეშე ერთი ხმის არხით ატლანტის ოკეანეში. პროექტის მაღალმა ღირებულებამ (15 მილიონი დოლარი) დიდი დეპრესიის მწვერვალზე, ისევე როგორც რადიოტექნოლოგიის გაუმჯობესებამ შეაჩერა პროექტი.
1930-იანი წლების დასაწყისისთვის ელექტრონიკის განვითარებამ შესაძლებელი გახადა წყალქვეშა საკაბელო სისტემის შექმნა გამეორებებით. შუალედური ბმულების გამაძლიერებლების დიზაინის მოთხოვნები უპრეცედენტო იყო, რადგან მოწყობილობებს უწყვეტად უნდა ემუშავათ ოკეანის ფსკერზე 20 წლის განმავლობაში. მკაცრი მოთხოვნები დაწესდა კომპონენტების, კერძოდ, ვაკუუმური მილების საიმედოობაზე. 1932 წელს უკვე იყო ელექტრო ნათურები, რომლებიც წარმატებით გამოსცადეს18 წლის განმავლობაში. გამოყენებული რადიო ელემენტები საგრძნობლად ჩამორჩებოდა საუკეთესო ნიმუშებს, მაგრამ ისინი ძალიან საიმედო იყო. შედეგად, TAT-1 მუშაობდა 22 წლის განმავლობაში და არც ერთი ნათურა არ ჩავარდა.
კიდევ ერთი პრობლემა იყო გამაძლიერებლების დაგება ღია ზღვაში 4 კმ-მდე სიღრმეზე. როდესაც გემი ჩერდება რეპეტიტორის გადატვირთვის მიზნით, საკაბელოზე შეიძლება გამოჩნდეს ხვეული ჯავშნით. შედეგად გამოიყენეს მოქნილი გამაძლიერებელი, რომელსაც შეეძლო ტელეგრაფის კაბელისთვის განკუთვნილი მოწყობილობების მორგება. თუმცა, მოქნილი გამეორების ფიზიკური შეზღუდვები ზღუდავდა მის სიმძლავრეს 4 მავთულის სისტემით.
UK Post-მა შეიმუშავა ალტერნატიული მიდგომა ბევრად უფრო დიდი დიამეტრისა და სიმძლავრის მყარი გამეორებებით.
TAT-1-ის განხორციელება
პროექტი განახლდა მეორე მსოფლიო ომის შემდეგ. 1950 წელს მოქნილი გამაძლიერებლის ტექნოლოგია შემოწმდა სისტემის მიერ, რომელიც აკავშირებდა Key West-სა და Havana-ს. 1955 და 1956 წლის ზაფხულში პირველი ტრანსატლანტიკური სატელეფონო კაბელი დაიდო ობანს შორის შოტლანდიაში და კლარენვილს შორის კუნძულზე. ნიუფაუნდლენდი, არსებული სატელეგრაფო ხაზების ჩრდილოეთით. თითოეული კაბელი დაახლოებით 1950 საზღვაო მილის სიგრძისა და 51 გამეორების იყო. მათი რაოდენობა განისაზღვრა ტერმინალებზე მაქსიმალური ძაბვით, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელექტროენერგიისთვის მაღალი ძაბვის კომპონენტების საიმედოობაზე გავლენის გარეშე. ძაბვა იყო +2000 ვ ერთ ბოლოზე და -2000 ვ მეორეზე. სისტემის გამტარუნარიანობა თავისრიგი განისაზღვრა გამეორებების რაოდენობის მიხედვით.
გამეორებების გარდა, აღმოსავლეთ-დასავლეთის ხაზზე დამონტაჟდა 8 წყალქვეშა ექვალაიზერი, ხოლო დასავლეთ-აღმოსავლეთის ხაზზე - 6. მათ შეასწორეს დაგროვილი ძვრები სიხშირის დიაპაზონში. მიუხედავად იმისა, რომ მთლიანი დანაკარგი 144 კჰც სიხშირეზე იყო 2100 დბ, ექვალაიზერებისა და რეპეტიტორების გამოყენებამ ეს შეამცირა 1 დბ-ზე ნაკლებამდე..
დაწყება TAT-1
1956 წლის 25 სექტემბერს გაშვებიდან პირველ 24 საათში განხორციელდა 588 ზარი ლონდონიდან და აშშ-დან და 119 ლონდონიდან კანადაში. TAT-1-მა მაშინვე გაასამმაგა ტრანსატლანტიკური ქსელის სიმძლავრე. საკაბელო გამტარობა იყო 20-164 kHz, რაც საშუალებას აძლევდა 36 ხმის არხს (თითოეული 4 kHz), რომელთაგან 6 იყოფა ლონდონსა და მონრეალს შორის და 29 ლონდონსა და ნიუ იორკს შორის. ერთი არხი ტელეგრაფისა და სერვისისთვის იყო განკუთვნილი.
სისტემა ასევე მოიცავდა სახმელეთო კავშირს ნიუფაუნდლენდის გავლით და წყალქვეშა კავშირს ნოვა შოტლანდიასთან. ორი ხაზი შედგებოდა ერთი 271 საზღვაო მილის კაბელისაგან 14 UK Post შექმნილი ხისტი გამეორებით. მთლიანი სიმძლავრე იყო 60 ხმოვანი არხი, რომელთაგან 24 აკავშირებდა ნიუფაუნდლენდსა და ნოვა შოტლანდიას.
TAT-1-ის შემდგომი გაუმჯობესება
TAT-1 ხაზი 42 მილიონი დოლარი დაჯდა. თითო არხზე 1 მილიონი დოლარის ფასმა ხელი შეუწყო ტერმინალური აღჭურვილობის განვითარებას, რომელიც უფრო ეფექტურად გამოიყენებდა სიჩქარეს. ხმოვანი არხების რაოდენობა სტანდარტული 48 kHz სიხშირის დიაპაზონში გაიზარდა 12-დან 16-მდე შემცირებით.მათი სიგანე 4-დან 3 kHz-მდე. კიდევ ერთი ინოვაცია იყო დროებითი მეტყველების ინტერპოლაცია (TASI), რომელიც შეიქმნა Bell Labs-ში. TASI-მ გააორმაგა ხმის წრეების რაოდენობა მეტყველების პაუზების წყალობით.
ოპტიკური სისტემები
პირველი ტრანსოკეანური ოპტიკური კაბელი TAT-8 ექსპლუატაციაში შევიდა 1988 წელს. გამეორებები ახდენდნენ იმპულსების რეგენერაციას ოპტიკური სიგნალების ელექტრულ სიგნალებად გარდაქმნით და პირიქით. ბოჭკოების ორი სამუშაო წყვილი მუშაობდა 280 Mbps სიჩქარით. 1989 წელს, ამ ტრანსატლანტიკური ინტერნეტ კაბელის წყალობით, IBM დათანხმდა დააფინანსოს T1 დონის კავშირი კორნუალის უნივერსიტეტსა და CERN-ს შორის, რამაც მნიშვნელოვნად გააუმჯობესა კავშირი ადრეული ინტერნეტის ამერიკულ და ევროპულ ნაწილებს შორის.
1993 წლისთვის 125000 კმ-ზე მეტი TAT-8-ები მუშაობდა მთელ მსოფლიოში. ეს მაჩვენებელი თითქმის შეესაბამებოდა ანალოგური წყალქვეშა კაბელების მთლიან სიგრძეს. 1992 წელს TAT-9 შევიდა სამსახურში. სიჩქარე ერთ ბოჭკოზე გაიზარდა 580 Mbps-მდე.
ტექნოლოგიური მიღწევა
1990-იანი წლების ბოლოს, ერბიუმ-დოპირებული ოპტიკური გამაძლიერებლების განვითარებამ გამოიწვია წყალქვეშა საკაბელო სისტემების ხარისხის კვანტური ნახტომი. სინათლის სიგნალები დაახლოებით 1,55 მიკრონი ტალღის სიგრძით შეიძლება პირდაპირ გაძლიერდეს და გამტარუნარიანობა აღარ შემოიფარგლება ელექტრონიკის სიჩქარით. პირველი ოპტიკურად გაუმჯობესებული სისტემა, რომელიც გადაფრინდა ატლანტის ოკეანეში იყო TAT 12/13 1996 წელს. გადაცემის სიჩქარე თითოეულ ორ წყვილ ბოჭკოზე იყო 5 გბიტი/წმ.
თანამედროვე ოპტიკური სისტემები იძლევა ასეთი დიდი მოცულობის გადაცემის საშუალებასმონაცემები, რომ ჭარბი რაოდენობა კრიტიკულია. როგორც წესი, თანამედროვე ოპტიკურ-ბოჭკოვანი კაბელები, როგორიცაა TAT-14, შედგება 2 ცალკეული ტრანსატლანტიკური კაბელისგან, რომლებიც რგოლის ტოპოლოგიის ნაწილია. დანარჩენი ორი ხაზი აკავშირებს სანაპირო სადგურებს ატლანტის ოკეანის თითოეულ მხარეს. მონაცემები იგზავნება რგოლის გარშემო ორივე მიმართულებით. შესვენების შემთხვევაში ბეჭედი თავისთავად შეკეთდება. სატრანსპორტო მოძრაობა გადამისამართებულია ბოჭკოვანი ბოჭკოების სათადარიგო წყვილებზე მომსახურების კაბელებში.
