火山喷发让汤加全境失联!最大隐患:全球通信几乎来自海底光缆!

1月16日17点51分,路透社发布的一篇报道一定让大家十分担心,因为正在遭受Hunga Tonga火山喷发直接威胁的汤加通信已经全部中断,简单一点说就是失联了!

火山喷发远在汤加首都将近60千米开外,1月15日汤加民众还在围观火山喷发,也在自救火山喷发后引发的海啸,当大家以为灾难已经过去之时,却曝出通信全部中断的结果!

为何一座火山喷发,会让汤加全境失联,无线不能用吗?

汤加的Hunga Tonga火山位于洪阿哈阿帕伊岛哈派群岛之间,距离首都约60千米左右,火山从去年12月就开始喷发了,这次是从1月13日开始比较大规模喷发的,当时喷发也非常壮观。

1月13日的喷发

最剧烈喷发是在当地时间1月15日17点左右发生的,据汤加地质服务局表示,火山喷出的气体、烟雾和灰烬直冲上了20千米的高空,而从多个媒体的报道来看,火山形成的蘑菇云在1月16日时已经扩散到了280千米直径,这已经将汤加整个国家甚至周边很大海域都“包围”在内了。

1月7日大规模喷发前

1月15日大规模喷发后

火山喷发到底是如何中断通信的?

火山喷发有几个方式会中断通信,第一是火山灰沉降在电力线路上会导致短路,第二则是火山灰会导致汽车以及内燃机等发电设备进风口堵塞造成无法开机,还有则是火山灰带静电,会干扰无线电通信,还有火山灰容易造成泥浆雨,引发泥石流等。

当然最关键的是Hunga Tonga火山喷发时同时造成了5.8级的地震,这个几乎就在地表产生,其威力很大,可能就是这个地震造成了海底光缆中断,而路透社也报道了新西兰总理杰辛达·阿德恩(Jacinda Ardern)的说法,汤加的海底光缆因为火山喷发而中断,但具体不清楚到底是地震引发还是海啸引起,但原因都是火山喷发。

全世界通信:几乎来自海底光缆!

正在大家都非常担心中国驻汤加大使馆的工作人员安全时,领事直通车微博号发布了汤加大使馆安全的信息:

这表示汤加已经恢复了部分通信,但仍然没有报道这个信息究竟是通过什么方式传递出来的,因为这是我国驻汤加大使馆可以使用北斗定位以及短报文系统,发个短信保平安是没问题的。

当然除了北斗通信以外,其他卫星通信方式还是有的,比如海事卫星、铱星通信甚至马斯克的星链卫星,当然各国发射到同步轨道上的通信卫星也是非常专业的,汤加一定租用了其中的线路,除了这些常用的通信手段外,还有短波通信,这个通信可以用电离层反射跨越大洋建立连接,全世界的无线电爱好者“火腿族”用的就是这个呼叫方式。

但有一点可以肯定是,这些通信手段确实可以弥补通信不足,但却无法替代光缆通信,而且此时的汤加可能到处都是火山灰沉降,这个将会严重干扰无线电通信,高速大容量通信必须依靠光缆,而全球绝大部分通信容量都是海底光缆完成的。

海底光缆:全世界最仰仗却是最脆弱的通信方式

说起来可能大家真的不信,发射了几千颗卫星、把地球近地轨道弄成一个垃圾堆的人类,绝大部分的通信居然是靠海底光缆完成的,这么说吧,海底光缆通信容量你是无线电通信的1000倍,而在海底光缆中跑的数据有90%来自互联网。

全球到底有多少长的海底光缆?

海底光缆的前身是海底电缆,第一条海底电缆是在1850年在英国和法国之间铺设的,第一条跨越大洋的电缆是1858年8月16日投入使用的跨大西洋电报电缆,此后跨大洋通信铺设电缆就成了各大电信公司最伟大的事业。

1858年的跨大西洋海底电报电缆,但因存在技术问题,完成后只维持了一个月。

光缆第一次代替电缆是在1988年,也是横跨大西洋连接了欧洲和美洲,电缆不仅成本高,而且更要命的是电缆损耗太大,得到处接中继器,每隔一段距离就是一个。

1901 年的东方电报公司网络

而光缆成本低,中继距离可以很远,通信容量比电缆反而更大,这一点对于学电子的朋友很容易理解,毕竟频率越高携带的信息量可以越大,并且光缆同时通过的通信链路也更高,比如在2012年,运营商已经“成功展示了跨越大西洋的100Gbps 的长期、无差错传输”长达 6,000 公里,这对于电缆来说简直就望尘莫及。

2020 年为非洲大陆服务的活跃和预期海底通信电缆地图。

因此从1990年代开始,海底光缆的建设工作就开始大规模展开了。30多年来,全世界在各大洋底铺设的光缆总长度超过了百万千米,能绕地球25圈以上。

全球的通信有多脆弱?海底一地震,通信就中断了

2001年3月26日,位于长江口外海底的国际通信缆线已先后两次被帆式渔船的锚拉断,造成的中美、欧亚、中日等多地网络中断,两次事故总共损失超过一亿美元

2003年10月,一艘渔船起锚时的拉拽,致使通往崇明岛的海底光缆被意外拉断。这一意外事件造成崇明岛上至少3万户有线电视用户信号接收受阻,持续了近4天时间!

2006年12月26日,巴士海峡发生里氏6.7级地震,人员伤亡2人,42人受伤,影响不大,但造成了大范围的海底光缆断裂,据中国电信的消息,受强震影响,中美海缆、亚太1号、亚太2号海缆、FLAG海缆、亚欧海缆、FNAL海缆等6条国际海底通信光缆发生中断,造成附近国家和地区的通信受到严重影响。

当时很多朋友的MSN无法登陆使用,大量台资企业无法和本部联系,尽管后来从日本绕行,但效率大大降低,速度也大幅度减慢。

2020年1月份,连接马斯喀特和苏伊士港口的猎鹰光缆被一艘大型船只的锚拉断,造成也门至少6天的互联网中断,也影响了沙特阿拉伯,科威特,卡塔尔,苏丹和埃塞俄比亚的互联网,

哪天太平洋或者大西洋在海底光缆集中的区域地震那么一下,估计全球互联网就得崩溃了,所以地球上的通信线路真挺脆弱的,天灾、人祸都可能造成通信中断。

延伸阅读:无线电通信为何无法取代光缆?

上文我们就已经说明了,海底光缆通信是无线电通信容量的1000倍,双方使用的通信波段差异是无法弥补的,无线电通信,GHZ已经很高了,而常用的海底电缆通信的波长是1550nm,两者是啥概念呢?

假如2.4GHZ的无线通信

“波长=波速/频率=近似光速/2.45*10^9≈3/24.5≈0.1224米”

这个波长和光通信的1550nm是没法比的,它的信息载量绝对是几个数量级的差别,而且无线电会受到风霜雨雪的干扰。

再就容量来看,比如2019年12月27晚发射的实践十二号通信卫星的通信容量可达双向10G左右,而且这也是中国最先进的通信卫星!但10G的线路,随便找个机房的某个交换机说不定个个都是10G的口,再不济上行口可能是10G的,交换机至少有16个口或者24甚至48或者更多,背板带宽对于卫星来说,那简直就是天文数字。

无线电通信是是无法替代光通信的,未来也在发展近地轨道卫星的激光通信,而近些年来的研究也有所突破,未来真有可能用光通信来代替无线电,不过穿过大气层的激光通信依然会受到天气的影响。

也许人类要发明一种不借助某种有形媒介的通信,到那会才能脱离靠天吃饭的桎梏。

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