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海底電纜的歷史

林一平手繪之布雷特與菲爾德。林一平提供

海底電纜線或海纜線(Submarine Cable、Undersea Cable)是以絕緣材料包裹的導線,鋪設在海底。在水深小於200公尺的淺海域,採用埋設纜線,而在深海則採用敷設。

主要的埋設方法是以水柱噴射,埋設設備的底部有幾排噴水孔,平行分佈於兩側,每個孔同時向海底噴射出高壓水柱,將海底泥沙衝開,形成海纜溝。設備上部的導纜孔則引導電纜沉到海纜溝底部,由潮流將沖溝自動填平。

埋設設備由施工船拖曳前進,並透過工作電纜作出各種指令。深海敷纜機沒有水底埋設設備,完全靠海纜本身重量,敷設在海底表面。

海纜維護相當不容易,除天災外,也很容易遭到拖網漁船的船錨破壞,甚至會被鯊魚咬斷。纜線的損壞部分必須在海底剪斷,帶到水面上修復,再送回海底銜接,相當費工夫。

早期海纜線的建置,以英國最為積極。英國人布雷特(John Brett)是有錢的古董商,45歲就已家財萬貫,可以退休。因為他的弟弟是電報工程師,引發他鋪設連接英國與法國之間的海纜線。這是全世界第一條跨國海纜線,完成於1850年。

次年,第一封由英國多佛(Dover)拍發的電報經由海纜線,穿越英吉利海峽,送到法國灰鼻角(Cap Gris Nez)。不過纜線的品質很差。這次佈建產生了一個新的英文單字「Cable」,算是意外的貢獻。

海底電纜的拉線要靠電纜舖設船,又名「水線船」( Cable Layer、Cable Ship),這是一種深海船艦,船面有具大的拉線架構(Superstructure),包括多個繞線捲筒(Spool),可以很明顯看出和一般船隻的差異。

全世界第一條海纜線的鋪設是由「歌利雅號」拉線船 (Goliah)完成,歌利雅就是聖經中被大衛打倒的那個巨人。

1856年美國商人菲爾德(Cyrus Field)與布雷特相遇,合夥組成大西洋電報公司(Atlantic Telegraph Company),雄心萬丈的架設跨越大西洋的海纜線。

這項艱鉅的工程於1858年完成,從華盛頓穿過大西洋鋪到倫敦,當時美國總統布坎南(James Buchanan)發給英國首相巴麥尊(Henry Temple)一封電報:「上帝保佑,希望電報能媒合民族永久和平與友誼。」

這封電報短短150字母,卻足足發了30個小時。

海纜線啟用3個星期,發送了723封電報後,電纜絕緣體被擊穿,因此徹底故障而報廢。

菲爾德因為一連串投資失誤,最後以破產結束一生,死於紐約州的艾文頓(Irvington) 。該區居民為了紀念他,將一條街取名為Cyrus Field Road。我旅居美國,還特地到艾文頓來憑悼菲爾德。

中華電信展示的海纜線。林一平提供

現為國立陽明交通大學資工系終身講座教授暨華邦電子講座,曾任科技部次長,為ACM Fellow、IEEE Fellow、AAAS Fellow及IET Fellow。研究興趣為物聯網、行動計算及系統模擬,發展出一套物聯網系統IoTtalk,廣泛應用於智慧農業、智慧教育、智慧校園等領域/場域。興趣多元,喜好藝術、繪畫、寫作,遨遊於科技與人文間自得其樂,著有<閃文集>、<大橋驟雨>。