Артур Кларк - Голоc через океан
Вес стальной брони на 1 км глубоководного кабеля составляет около 1000 кг. Значит, на сооружение каждой трансатлантической кабельной линии расходовалось по 4000 т стальной проволоки. Таких (преимущественно телеграфных) линий около тридцати только в одной Атлантике. А в Тихом и Индийских океанах? За сто с лишним лет в океанах и морях проложено более миллиона километров подводных кабелей. Следовательно, в морских глубинах бесполезно погребено свыше миллиона тонн высококачественной стальной проволоки.
Но и это ещё не всё. Наличие брони в конструкции подводного кабеля усложняет процессы его производства и особенно прокладки. Стальные бронепроволоки накладываются на кабель по спирали в каком-либо одном направлении – правом или левом. Когда с кормы судна свободно свисает длинный конец кабеля, броня, наложенная, предположим, вправо, стремится раскрутиться влево и тем самым закручивает кабель вокруг его оси. В процессе прокладки бронированный кабель делает сотни и тысячи оборотов и вследствие этого может быть свёрнут кольцами, запутан и даже повреждён. Особенно опасно это явление для кабеля со встроенными усилителями. Именно поэтому укладка на большие глубины усилителей в жёстких корпусах была в течение ряда лет невозможной. Устранить явление закручивания кабеля можно было, наложив второй повив бронепроволок в направлении, противоположном направлению первого слоя, однако это чересчур удорожило бы кабель.
Вот почему инженеры стали искать более эффективное решение и нашли его в отказе от брони вообще. Её опорная роль была передана стальному несущему сердечнику, расположенному в самом центре кабеля. Если в обычных кабелях броня внешне создавала впечатление солидной защиты кабеля, то теперь, наоборот, сам кабель как бы защищает свою опору – центральный несущий трос, скрученный из высокопрочных тонких стальных проволок. Проволоки располагаются в два повива, наложенные во взаимопротивоположных направлениях, благодаря чему кабель не испытывает стремления к закручиванию и допускает прокладку вместе с жёсткими усилителями на любые глубины. Внутренним проводником коаксиального кабеля служит медная трубка толщиной 0,3-0,6 мм, образованная из ленты, продольно накладываемой на стальной сердечник и сворачиваемой вокруг него. Соприкасающиеся края ленты непрерывно свариваются в атмосфере аргона. Далее следуют, как обычно, сплошная полиэтиленовая изоляция и внешний проводник, также из медной или алюминиевой (для облегчения веса кабеля) ленты. Защитой внешнего проводника служит наружная полиэтиленовая оболочка.
Современный глубоководный небронированный телефонный кабель с многослойным несущим сердечником, скрученным из стальных проволок. Внутренним и внешним проводниками служат медные трубки, разделённые полиэтиленовой изоляцией
Новый кабель получил название облегчённого, или легковесного (отнюдь не в ироническом смысле этого слова), или небронированного глубоководного кабеля. Помимо стойкости к закручиванию, небронированный кабель имеет и другие решающие преимущества перед бронированным. Прежде всего он значительно легче. И это вполне естественно, ибо суммарное сечение стальных проводок, сходящихся в самом центре кабеля, в несколько раз меньше сечения бронепроволок, располагающихся на периферии. При одинаковых электрических характеристиках вес небронированного кабеля в воде почти в пять раз меньше веса бронированного кабеля. Если же приравнять наружные диаметры кабелей, то небронированный кабель в воде будет в 2-3 раза легче бронированного. Кроме выигрыша в весе, облегчённый кабель обеспечивает меньшие потери мощности передаваемых сигналов.
За счёт ликвидации брони можно, не изменяя наружного диаметра кабеля, увеличить размеры его внутреннего и внешнего проводников и толщину изоляции. Благодаря этому затухание передаваемых сигналов, например, на частоте 600 кгц уменьшается в 1,5 раза. Следовательно, можно реже размещать подводные усилители, увеличить интервал между ними (в данном примере в 1,5 раза) и таким образом сократить общее число усилителей на трассе.
Ламповый усилитель двустороннего действия в жёстком корпусе с гибкими шарнирными сочленениями для ввода концов кабеля
Допустимость прокладки на любую глубину усилителей двустороннего действия в жёстких корпусах, встроенных в небронированный кабель, бесповоротно решила спор двух систем – однокабельной и двухкабельной – в пользу первой. Благодаря этому при строительстве морских трансокеанских линий расходуется вдвое меньше кабеля, обеспечивается экономия десятков тысяч тонн меди, полиэтилена, стали, уменьшается объём работ по прокладке. А ведь стоимость кабеля составляет свыше 40 % всех затрат на сооружение подводной линии связи. Начиная с 1961 г., для основных трансокеанских телефонных линий приняты небронированный глубоководный кабель и однокабельная система связи с предоставлением каждому направлению передачи самостоятельного спектра частот. Именно таковы линии "Кантат", "Компак" и ТАТ-3.
Глубоководные жёсткие усилители, уже встроенные в кабель, уложены в специальном помещении кабельного судна
Прокладка глубоководного кабеля с жёсткими усилителями. Тележка с усилителем движется по специальным направляющим вдоль расположенных один за другим шкивов кабелеукладочной машины, по которым в это время проходит специальный отрезок так называемого байпассного, или сопутствующего, троса, прикреплённого к кабелю до и после усилителя
Схема прохождения усилителя через многошкивную укладочную машину
Кабели или спутники?
"Кабели приняли вызов спутников!", "Ошибка профессора Эйртона", "На очереди – трансокеанское телевидение!" — любое из этих названий подходит для заключительной главы этой книги.
В 1959 г., спустя три года после установления телефонной связи по первому трансатлантическому кабелю, в ряде иностранных журналов промелькнули сообщения о передаче по этому кабелю телевидения. Сенсация, однако, оказалась несколько преждевременной. В заголовки статей вкралась неточность. Речь шла о передаче коротких телевизионных фильмов по каналу радиовещания, образованному из двух телефонных каналов.
В основу передачи положен метод фототелеграфирования. Видеопрограмма, записанная на плёнке, передаётся по кабелю с пониженной скоростью, записывается на приёмном конце с той же скоростью и, наконец, воспроизводится при нормальной скорости. При этом на передачу одноминутного фильма затрачивается 100 минут. Всё же это значительно быстрее, чем транспортировать хроникальные кинофильмы через Атлантику реактивным самолётом (что занимает в общей сложности около 8 часов).
Система транслирования телефильмов была опробована в феврале и запущена в эксплуатацию в июне 1959 г. В первый же год было передано свыше 60 хроникальных фильмов. Увы, телевизионные программы по подводным кабелям пока не транслируются. Всё ещё недостаточен спектр передаваемых по ним частот, хотя он и расширился за последние семь лет почти в семь раз. Это расширение было вызвано, в первую очередь, нехваткой телефонных трансокеанских каналов.
Сооружение вслед за первой последующих трансокеанских кабельных линий – не единственное, притом не самое экономичное решение. Желательно как можно эффективнее загрузить каждый кабель, "выжать" из него как можно больше разговорных цепей. Первым шагом в этом направлении было сужение в 1960 г. ширины частотного канала, отводимого на один телефонный разговор, с 4 до 3 кгц.
Раньше телефонный разговор занимал спектр частот от 300 до 3400 гц; таким образом, использовалось только 78 % номинально отводимого частотного канала шириной в 4 кгц. Теперь ограничили верхний предел частотой в 3150 гц, и повысили эффективность использования нового канала до 95 %. Благодаря этому число телефонных разговоров, одновременно передаваемых по каждому из кабелей ТАТ-1 и TАТ-2, возросло на одну треть: с 36 до 48.
Начиная с 1961 г., все трансокеанские кабельные линии конструируются из расчёта уплотнения телефонными каналами шириной по 3 кгц. По однокабельным линиям "Кантат" и "Компак" одновременно передаётся по 80 телефонных разговоров, а по линии ТАТ-3 — 128.
Интересно коснуться ещё одного способа уплотнения подводных кабелей. Речь пойдёт о так называемой системе ТАСИ, также действующей на кабелях ТАТ-1 и ТАТ-2 с весны 1960 г.
Обычно в процессе телефонного разговора один абонент говорит, а другой в это время слушает. Таким образом, половина каналов в каждый момент времени "работает", а половина "бездействует", готовая каждое мгновенье включиться в передачу. Линии ТАТ-1 и ТАТ-2 первоначально были рассчитаны каждая на 36 телефонных каналов. Предположим, говорит абонент № 5А, находящийся в Европе. Его речь передаётся по каналу № 5А кабеля № 1 в направлении с востока на запад. Абонент № 5Б по другую сторону Атлантики слушает. Следовательно, его "ответный" канал № 5Б в кабеле № 2, по которому ведётся передача сообщений с запада на восток, пока свободен. Почему бы его не предоставить на это время новому, дополнительному 37-му абоненту? Пусть им будет абонент № 37Б. Когда ему начнёт отвечать абонент № 37А, последнему предоставят какой-либо из "ожидающих" каналов в кабеле № 1 и т. д.
