150 jaar gelede, op 16 Augustus 1858, het president van die Verenigde State, James Buchanan, 'n gelukwensingstelegram van koningin Victoria ontvang en vir haar 'n boodskap in ruil daarvoor gestuur. Die eerste amptelike uitruil van boodskappe oor die nuut gelê transatlantiese telegraafkabel is gekenmerk deur 'n parade en vuurwerkvertoning oor New York City Hall. Die feesvieringe is oorskadu deur 'n brand wat om hierdie rede gebeur het, en na 6 weke het die kabel misluk. Dit is waar, selfs voor dit het hy nie baie goed gewerk nie - die boodskap van die koningin is binne 16,5 uur oorgedra.
Van idee tot projek
Die eerste telegraaf- en Atlantiese Oseaan-voorstel was 'n herleiskema waarin boodskappe wat deur skepe afgelewer is, vanaf Newfoundland na die res van Noord-Amerika getelegrafeer sou word. Die probleem was die bou van 'n telegraaflyn langs die moeilike terrein van die eiland.
Die versoek om hulp van die ingenieur in beheer van die projek het die Amerikaner geloksakeman en finansierder Cyrus Field. In die loop van sy werk het hy meer as 30 keer die see oorgesteek. Ten spyte van die terugslae wat Field in die gesig gestaar het, het sy entoesiasme tot sukses gelei.
Die sakeman het dadelik gespring op die idee van 'n transatlantiese bankoorplasing. Anders as terrestriële stelsels, waarin die pulse deur relais geregenereer is, moes die transoseaniese lyn met 'n enkele kabel oor die weg kom. Field het die versekering van Samuel Morse en Michael Faraday ontvang dat die sein oor lang afstande versend kan word.
William Thompson het die teoretiese basis hiervoor verskaf deur die omgekeerde vierkantwet in 1855 te publiseer. Die stygtyd van 'n puls wat deur 'n kabel sonder 'n induktiewe las gaan, word bepaal deur die tydkonstante RC van 'n geleier met lengte L, gelyk aan rcL2, waar r en c die weerstand is en kapasitansie per eenheid lengte, onderskeidelik. Thomson het ook bygedra tot ondersese kabeltegnologie. Hy het die spieëlgalvanometer verbeter, waarin die geringste afwykings van die spieël wat deur die stroom veroorsaak is, versterk is deur projeksie op 'n skerm. Later het hy 'n toestel uitgevind wat seine met ink op papier registreer.
Duikboot-kabeltegnologie is verbeter nadat guttaperka in 1843 in Engeland verskyn het. Hierdie hars van 'n boom inheems aan die Maleise Skiereiland was 'n ideale isolator omdat dit termoplasties was, versag wanneer dit verhit word, en teruggekeer na 'n vaste vorm wanneer dit afgekoel het, wat dit makliker maak om die geleiers te isoleer. Onder die toestande van druk en temperatuur op die bodem van die see, sy isolerende eienskappeverbeter. Guttaperka het die belangrikste isolasiemateriaal vir ondersese kabels gebly tot die ontdekking van poliëtileen in 1933.
Veldprojekte
Cyrus Field het 2 projekte gelei, waarvan die eerste misluk het, en die tweede het suksesvol geëindig. In beide gevalle het die kabels bestaan uit 'n enkele 7-kern draad omring deur guttaperka en gepantser met staaldraad. Geteerde hennep het korrosiebeskerming verskaf. Die seemyl van die 1858-kabel het 907 kg geweeg. Die 1866-transatlantiese kabel was swaarder, teen 1 622 kg/myl, maar omdat dit meer volume gehad het, het dit minder in die water geweeg. Die treksterkte was onderskeidelik 3t en 7.5t.
Alle kabels het een waterterugleiding gehad. Alhoewel seewater minder weerstand het, is dit onderhewig aan verdwaalde strome. Krag is deur chemiese stroombronne voorsien. Byvoorbeeld, die 1858-projek het 70 elemente van 1,1 V elk gehad. Hierdie spanningsvlakke, gekombineer met onbehoorlike en sorgelose berging, het veroorsaak dat die diepsee transatlantiese kabel misluk het. Die gebruik van 'n spieëlgalvanometer het dit moontlik gemaak om laer spannings in daaropvolgende lyne te gebruik. Aangesien die weerstand ongeveer 3 ohm per seemyl was, op 'n afstand van 2000 myl, kon strome van die orde van 'n milliampere, voldoende vir 'n spieëlgalvanometer, gedra word. In die 1860's is 'n bipolêre telegraafkode ingestel. Die kolletjies en beroertes van die Morsekode is vervang met pulse van teenoorgestelde polariteit. Met verloop van tyd, ontwikkelmeer komplekse skemas.
Ekspedisies 1857-58 en 65-66
£350 000 is ingesamel deur die uitreiking van aandele om die eerste trans-Atlantiese kabel te lê. Die Amerikaanse en Britse regerings het 'n opbrengs op belegging gewaarborg. Die eerste poging is in 1857 gemaak. Dit het 2 stoomskepe, Agamemnon en Niagara, geneem om die kabel te vervoer. Die elektrisiëns het 'n metode goedgekeur waarin een skip die lyn vanaf 'n kusstasie gelê het en dan die ander kant aan 'n kabel op 'n ander skip verbind het. Die voordeel was dat dit 'n deurlopende elektriese verbinding met die kus behou het. Die eerste poging het op mislukking geëindig toe die kabellê-toerusting 200 myl van die see af misluk het. Dit het op 'n diepte van 3,7 km verlore gegaan.
In 1857 het Niagara se hoofingenieur, William Everett, nuwe kabellê-toerusting ontwikkel. 'n Merkwaardige verbetering was 'n outomatiese rem wat geaktiveer het wanneer die spanning 'n sekere drempel bereik het.
Na 'n hewige storm wat byna die Agamemnon gesink het, het die skepe in die middel van die see ontmoet en op 25 Junie 1858 weer die transatlantiese kabel begin lê. Die Niagara het wes beweeg, en die Agamemnon het oos beweeg. 2 pogings is aangewend, onderbreek deur skade aan die kabel. Die skepe het na Ierland teruggekeer om hom te vervang.
Op 17 Julie het die vloot weer vertrek om mekaar te ontmoet. Na geringe hik was die operasie 'n sukses. Die Niagara het op 4 Augustus teen 'n konstante spoed van 5–6 knope gestapin Trinity Bay Newfoundland. Op dieselfde dag het die Agamemnon by Valentiabaai in Ierland aangekom. Koningin Victoria het die eerste groeteboodskap gestuur wat hierbo beskryf is.
Die 1865-ekspedisie het 600 myl van Newfoundland af misluk, en slegs die 1866-poging was suksesvol. Die eerste boodskap op die nuwe lyn is vanaf Vancouver na Londen gestuur op 31 Julie 1866. Boonop is die einde van 'n kabel wat in 1865 verloor is gevind, en die lyn is ook suksesvol voltooi. Die oordragtempo was 6-8 woorde per minuut teen 'n koste van $10/woord.
Telefoonkommunikasie
In 1919 het die Amerikaanse maatskappy AT&T 'n studie begin oor die moontlikheid om 'n trans-Atlantiese telefoonkabel te lê. In 1921 is 'n diepwater telefoonlyn tussen Key West en Havana gelê.
In 1928 is voorgestel om 'n kabel sonder herhalers met 'n enkele stemkanaal oor die Atlantiese Oseaan te lê. Die hoë koste van die projek ($15 miljoen) op die hoogtepunt van die Groot Depressie, sowel as verbeterings in radiotegnologie, het die projek onderbreek.
Teen die vroeë 1930's het ontwikkelings in elektronika dit moontlik gemaak om 'n ondersese kabelstelsel met herhalers te skep. Die vereistes vir die ontwerp van tussenskakelversterkers was ongekend, aangesien die toestelle vir 20 jaar ononderbroke op die seebodem moes werk. Streng vereistes is gestel aan die betroubaarheid van komponente, veral vakuumbuise. In 1932 was daar reeds elektriese lampe wat suksesvol in getoets isvir 18 jaar. Die radio-elemente wat gebruik is, was aansienlik minderwaardig as die beste monsters, maar hulle was baie betroubaar. Gevolglik het TAT-1 vir 22 jaar gewerk, en nie 'n enkele lamp het onklaar geraak nie.
Nog 'n probleem was die lê van versterkers in die oop see op 'n diepte van tot 4 km. Wanneer die skip gestop word om die herhaler terug te stel, kan kinkels op die kabel met heliese pantser verskyn. As gevolg hiervan is 'n buigsame versterker gebruik, wat kon pas by toerusting wat ontwerp is vir telegraafkabel. Die fisiese beperkings van die buigsame herhaler het egter sy kapasiteit tot 'n 4-draadstelsel beperk.
UK Post het 'n alternatiewe benadering ontwikkel met harde herhalers met baie groter deursnee en kapasiteit.
Implementering van TAT-1
Die projek is ná die Tweede Wêreldoorlog herbegin. In 1950 is buigsame versterkertegnologie getoets deur 'n stelsel wat Key West en Havana verbind. In die somer van 1955 en 1956 is die eerste transatlantiese telefoonkabel tussen Oban in Skotland en Clarenville op die eiland gelê. Newfoundland, ver noord van bestaande telegraaflyne. Elke kabel was ongeveer 1950 seemyl lank en het 51 herhalers gehad. Hulle getal is bepaal deur die maksimum spanning by die terminale wat vir krag gebruik kon word sonder om die betroubaarheid van hoogspanningkomponente te beïnvloed. Die spanning was +2000 V aan die een kant en -2000 V aan die ander kant. Die bandwydte van die stelsel, in sytou is bepaal deur die aantal herhalers.
Benewens die herhalers, is 8 ondersese gelykmakers op die oos-wes-lyn en 6 op die wes-ooslyn geïnstalleer. Hulle het die opgehoopte verskuiwings in die frekwensieband reggestel. Alhoewel die totale verlies in die 144 kHz-bandwydte 2100 dB was, het die gebruik van gelykmakers en herhalers dit tot minder as 1 dB verminder.
Aan die gang TAT-1
In die eerste 24 uur na bekendstelling op 25 September 1956 is 588 oproepe van Londen en die VSA gemaak en 119 van Londen na Kanada. TAT-1 het onmiddellik die kapasiteit van die transatlantiese netwerk verdriedubbel. Die kabelbandwydte was 20-164 kHz, wat voorsiening gemaak het vir 36 stemkanale (4 kHz elk), waarvan 6 verdeel is tussen Londen en Montreal en 29 tussen Londen en New York. Een kanaal was bedoel vir die telegraaf en diens.
Die stelsel het ook 'n landverbinding deur Newfoundland en 'n duikbootverbinding na Nova Scotia ingesluit. Die twee lyne het bestaan uit 'n enkele 271 seemyl kabel met 14 UK Post ontwerpte rigiede herhalers. Die totale kapasiteit was 60 stemkanale, waarvan 24 Newfoundland en Nova Scotia verbind het.
Verdere verbeterings aan TAT-1
Die TAT-1-lyn het $42 miljoen gekos. Die prys van $1 miljoen per kanaal het die ontwikkeling van eindtoerusting gestimuleer wat bandwydte meer doeltreffend sou gebruik. Die aantal stemkanale in die standaard 48 kHz frekwensiereeks is van 12 tot 16 verhoog deur diehul breedte van 4 tot 3 kHz. Nog 'n innovasie was tydelike spraakinterpolasie (TASI) wat by Bell Labs ontwikkel is. TASI het die aantal stemkringe verdubbel danksy spraakpouses.
Optiese stelsels
Die eerste transoseaniese optiese kabel TAT-8 is in 1988 in werking gestel. Herhalers het pulse geregenereer deur optiese seine in elektriese om te skakel en omgekeerd. Twee werkende pare vesel het teen 'n spoed van 280 Mbps gewerk. In 1989, danksy hierdie transatlantiese internetkabel, het IBM ingestem om 'n T1-vlakskakel tussen Cornwall Universiteit en CERN te finansier, wat die verbinding tussen die Amerikaanse en Europese dele van die vroeë internet aansienlik verbeter het.
Teen 1993 was meer as 125 000 km se TAT-8's wêreldwyd in werking. Hierdie syfer het amper ooreengestem met die totale lengte van analoog ondersese kabels. In 1992 het TAT-9 in diens geneem. Die spoed per vesel is verhoog tot 580 Mbps.
Tegnologiese deurbraak
In die laat 1990's het die ontwikkeling van erbium-gedoteerde optiese versterkers gelei tot 'n kwantumsprong in die kwaliteit van ondersese kabelstelsels. Ligseine met 'n golflengte van ongeveer 1,55 mikron kan direk versterk word, en die deurset word nie meer deur die spoed van die elektronika beperk nie. Die eerste opties verbeterde stelsel wat oor die Atlantiese Oseaan gevlieg het, was TAT 12/13 in 1996. Die transmissietempo op elk van die twee pare vesel was 5 Gbps.
Moderne optiese stelsels laat oordrag van sulke groot volumes toedata wat oortolligheid krities is. Tipies bestaan moderne optieseveselkabels soos TAT-14 uit 2 afsonderlike transatlantiese kabels wat deel is van 'n ringtopologie. Die ander twee lyne verbind kusstasies aan elke kant van die Atlantiese Oseaan. Data word in beide rigtings om die ring gestuur. In die geval van 'n breek, sal die ring self herstel. Verkeer word herlei om veselpare in dienskabels te spaar.
