Kamaʻilio ʻana o ka fiber optic ma lalo o ke kai
I ke au kikohoʻe, kokoke i nā hana a pau a kānaka—mai ka hoʻouna ʻana i nā leka a me ka nānā ʻana i nā wikiō a hiki i ka mālama ʻana i nā hālāwai pūnaewele a me nā hana panakō—e hilinaʻi ana i kahi pilina pūnaewele wikiwiki a paʻa. Eia nō naʻe, he kakaikahi ka poʻe i ʻike ʻaʻole nā satelite ke kumu o ka pūnaewele honua, akā, ʻo nā kaula fiber-optic e moe ana ma lalo o ka papahele o ke kai. Ua kapa ʻia kēia ʻōnaehana ʻo nā kaula fiber-optic submarine, kahi ʻōnaehana kamaʻilio e hoʻopili ana i nā ʻāina ʻē a me nā lāhui mokupuni ma o nā laina hoʻoili ʻikepili kiʻekiʻe.
He aha ke kamaʻilio fiber optic ma lalo o ka wai?
ʻO ke kamaʻilio fiber-optic ma lalo o ka moana ke kaʻina hana o ka hoʻoili ʻana i ka ʻikepili ma o nā fiber optical i hoʻokomo ʻia i loko o ka papa kai. Hoʻouna ʻia ka ʻikepili ma ke ʻano o nā pulse māmā e hele ana ma o ke kumu o ka fiber, i hana ʻia me ke aniani kiʻekiʻe a i ʻole ka plastic. Ma muli o ka hoʻohana ʻana i ka mālamalama, hiki i nā fiber optical ke lawe i ka nui o ka ʻike ma nā wikiwiki kiʻekiʻe a me ka nalowale hōʻailona haʻahaʻa (attenuation) i hoʻohālikelike ʻia me nā kaula keleawe.
He mea koʻikoʻi nā kaula wai moana no ka mea hiki iā lākou ke hoʻohui i nā wahi i hoʻokaʻawale ʻia e nā moana me ka ʻole o ka hilinaʻi ʻana i ke aniau lewa a i ʻole ka hiki ke kaupalena ʻia o nā ukali. Ke kelepona wikiō kekahi mai Indonesia a i ʻEulopa, hele paha ka ʻikepili kelepona i kekahi mau ʻāpana o ke kaula wai moana ma mua o ka hiki ʻana i kona wahi i manaʻo ʻia.
ʻAno o ke kaula wai ma lalo o ka moana
ʻOiai ke ʻano maʻalahi o ka manaʻo, he paʻakikī ke ʻano o nā kaula fiber optic submarine a ua hoʻolālā ʻia e kū i ke kaomi kiʻekiʻe, ka pala, a me ka pōʻino kino. ʻO ka maʻamau, aia nā kaula i kekahi mau papa:
1. ʻO ke kumu o ka fiber optic: ʻo ia ka ʻāpana nui e lawe ana i ka hōʻailona kukui. ʻO ka maʻamau, aia kekahi mau hui fiber no nā ala bidirectional a me ka redundancy.
2. Mea pale mua: pale i nā olonā mai ka makū a me ka micro-bending.
3. Paipu a papa paha o ka insulation: mālama i ka pono mechanical o ke kaula.
4. Papa kila (pale kaua): ma kekahi mau ʻāpana, ʻoi aku hoʻi ma kahi kokoke i ke kahakai, ua lako ke kaula me ka pale kila e pale aku ai i ka pōʻino mai nā heleuma moku a i ʻole nā hana lawaiʻa.
5. Papa waho o ka polyethylene: pale i ke kaula mai ka wai kai a me ka ʻānai ʻana.
Hiki ke ʻokoʻa ka mānoanoa o ke kaula ma muli o ka wahi. I nā wai pāpaʻu, ʻoi aku ka mānoanoa o nā kaula a me ke kapa kila. I nā wai hohonu, ʻoi aku ka lahilahi o nā kaula no ka mea ua emi loa ka pilikia o ke komo ʻana o kānaka.
Kumu hana: mālamalama, modulation a me ka mana nui
Hoʻololi ʻia ka ʻikepili kikohoʻe i nā hōʻailona optical ma o kahi transmitter me ka hoʻohana ʻana i ka laser. A laila hoʻololi ʻia kēia hōʻailona me ka hoʻohana ʻana i nā ʻano hana kikoʻī e lawe i ka nui o ka ʻike. Hoʻohana nā ʻōnaehana hou i nā ʻenehana e like me:
– Wavelength Division Multiplexing (WDM): ʻae i nā "kala" he nui o ke kukui (nā nalu like ʻole) e lawe i ka ʻikepili i ka manawa like ma kahi fiber hoʻokahi. Ua like ia me ka loaʻa ʻana o nā ala he nui ma ke alaloa, e hoʻonui nui ana i ka hiki holoʻokoʻa.
– Hoʻololi holomua: e like me QPSK a i ʻole QAM i nā ʻōnaehana kūlike, ka mea e loaʻa ai i kēlā me kēia pulse māmā nā bits hou aʻe.
ʻO kēia hui pū ʻana o nā ʻano hana e ʻae ai i hoʻokahi uaea moana e halihali i kahi mana hiki ke ana ʻia ma nā terabits i kekona (Tbps), lawa ia e halihali i ka waiwai o ka ʻikepili pūnaewele o kahi ʻāina.
Nā pilikia nui: ka hoʻēmi ʻana o ka hōʻailona a me nā mea hoʻoikaika wai
ʻOiai he ʻoi aku ka maikaʻi o ka fiber optical, hoʻonāwaliwali mau nā hōʻailona kukui ma kahi mamao. No nā ala transoceanic he mau tausani kilomita ka lōʻihi, pono nā mea hoʻonui hōʻailona. Hoʻohana nā kaula ma lalo o ke kai i nā mea i kapa ʻia ʻo optical repeaters/amplifiers, maʻamau e pili ana i nā EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifiers).
Hoʻonoho ʻia nā repeaters i nā manawa maʻamau, no ka laʻana, i kēlā me kēia 50-100 km, ma muli o ka hoʻolālā ʻōnaehana. ʻO ka pilikia, pono e hana paʻa kēia mau mea hana no nā makahiki me ka ʻole o ka mālama maʻalahi, ʻoiai aia lākou i loko o ke kai hohonu. Loaʻa i nā repeaters ko lākou mana mai kahi kahua pae ma ka ʻāina ma o nā alakaʻi kūikawā i loko o ke kaula.
Ke kaʻina hana hoʻokomo uwea: anamanaʻo a hiki i ke kanu ʻana
ʻAʻole hana maʻalahi ke kau ʻana i kahi kaula ma lalo o ka wai. ʻO ka hana mua e pili ana i kahi ana ʻana o ke ala e palapala ai i ke ʻano o ka papahele o ke kai, e pale ana i nā wahi i maʻalahi i ka ōlaʻi, nā kuahiwi kai, a i ʻole nā wahi o ka hana nui a ke kanaka. Ke koho ʻia ke ala hope loa, e wili kahi moku kūikawā i ke kaula mai kahi pahu nui a hoʻohaʻahaʻa pono iā ia i loko o ke kai.
Ma nā wahi kahakai a me nā wai pāpaʻu, kanu pinepine ʻia nā kaula i loko o ka papa kai me ka hoʻohana ʻana i nā mea e like me ka palau e hōʻemi i ka pilikia o ka paʻa ʻana ma nā heleuma, nā ʻauwaha lawaiʻa, a i ʻole nā hana kūkulu kahakai. Ma nā wai hohonu, hiki ke kau wale ʻia nā kaula ma luna o ka papa kai ma muli o kona palekana.
Ke hoʻokomo ʻia, e hoʻopili ʻia ke kaula i kahi kahua pae ma ka ʻāina. Mai laila mai, hoʻouna ʻia ka ʻikepili i nā pūnaewele honua e like me nā iwi kuamoʻo aupuni a me nā kikowaena ʻikepili.
Ka pilikia o ka hōʻino a me ka mālama ʻana
ʻOiai ko lākou hoʻolālā paʻa, ua paʻakikī nā kaula wai ma lalo o ka moana i kekahi mau hoʻoweliweli:
1. Nā hana a kānaka: ʻo nā heleuma moku, ka lawaiʻa ʻana i nā ʻōpala, a me ke kālai ʻana i nā mea kai he mau kumu maʻamau ia o ka pōʻino ma nā wai pāpaʻu.
2. Nā pōʻino kūlohelohe: hiki i nā ōlaʻi ma lalo o ka wai, nā ʻāina hoʻohele ʻāina ma lalo o ka moana, a me nā pele ʻana ma lalo o ka wai ke uhaki i nā kaula ma ke kai hohonu.
3. Ka pala a me ka ʻelemakule ʻana o nā mea: ʻoiai he mea liʻiliʻi, he mea ia e hoʻomau nei i nā makahiki he ʻumi o ke ola lawelawe.
Ke hana ʻia kahi hoʻopilikia, e ʻike nā mea hoʻokele i kahi o ka pōʻino me ka hoʻohana ʻana i nā ʻano hana ana optical e like me ka OTDR (Optical Time Domain Reflectometer). Hana ʻia nā hoʻoponopono e kahi moku kūikawā e hāpai i ke kaula mai ka papakū o ke kai, ʻoki i ka ʻāpana i hōʻino ʻia, hoʻopili hou iā ia, a laila hoʻohaʻahaʻa hou. Hiki i kēia kaʻina hana ke hoʻopau manawa, ʻoiai i ka wā ʻino a i ʻole nā wahi mamao.
No laila, hoʻolālā pinepine ʻia nā pūnaewele kai hohonu me ka redundancy, ʻo ia hoʻi, nā ala ʻē aʻe he nui i hiki ke hoʻohuli ʻia ke kaʻa ʻikepili ke pilikia kekahi ala.
Kūlana koʻikoʻi no nā ʻāina pae ʻāina
No kahi lāhui pae ʻāina e like me Indonesia, ʻaʻole wale nā kaula fiber optic submarine he ʻenehana kamaʻilio akā he ʻōnaehana hoʻolālā hoʻi. Hoʻohui lākou i nā mokupuni, kākoʻo i ke komo pūnaewele kaulike, a hoʻoikaika i nā lawelawe koʻikoʻi e like me ka hoʻonaʻauao pūnaewele, telemedicine, ke aupuni kikohoʻe, a me kahi hoʻokele waiwai i hoʻokele ʻia e ka ʻikepili.
Ma waho aʻe o nā pilina kūloko, hoʻoholo pū nā kaula honua i ka maikaʻi o nā pilina honua, me ka pilina i nā lawelawe ao, nā kahua honua, a me nā kikowaena ʻikepili honua. ʻO ka maikaʻi o ka pilina ma lalo o ka wai, ʻo ka haʻahaʻa o ka latency, ʻoi aku ka paʻa o ke komo ʻana, a ʻoi aku ka hoʻokūkū o ka ʻōnaehana kikohoʻe o kahi ʻāina.
ʻO ka wā e hiki mai ana: ka mana nui a me nā pūnaewele akamai
I ka wā e hiki mai ana, e hoʻomau ka ulu ʻana o nā kamaʻilio fiber optic ma lalo o ka wai. Hoʻokō ʻia ka hoʻonui ʻana i ka mana ma o ka hoʻohui ʻana i nā kahawai WDM, ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka pono o ka modulation coherent, a me ka hoʻomaikaʻi ʻana i nā hoʻolālā kaula no ka hoʻokele mana a me ka hoʻonui ʻana i nā hōʻailona. ʻO kekahi ʻano ʻē aʻe, ʻo ia ke komo ʻana o nā ʻoihana ʻenehana honua i ke kūkulu ʻana i nā kaula hou e kākoʻo i ka ulu ʻana o ke koi no ka hele ʻana o ka ʻikepili.
Ma ka ʻaoʻao palekana a me ke kūpaʻa, e hoʻonui pū nā ʻāina a me nā mea hana i ka nānā ʻana, hoʻonui i nā ala kākoʻo, a hoʻoikaika i ka laulima honua no ka mea pinepine nā uaea moana e hele i nā mana he nui.
Pani
ʻO ke kamaʻilio fiber-optic ma lalo o ke kai ke kumu o ka pūnaewele hou. Ke hana mālie nei i loko o ka hohonu o ke kai, hoʻouna lākou i ka ʻikepili ma ke ʻano o ka mālamalama, e hoʻopili ana i nā kānaka, nā ʻoihana, a me nā aupuni ma waena o nā palena me ka wikiwiki. Me nā hoʻolālā kaula paʻa, nā mea hana hou hilinaʻi, a me nā pūnaewele keu, hiki i nā kaula ma lalo o ke kai ke hoʻopili nui ʻia i kahi honua. I ka hoʻomau ʻana o ka ulu ʻana o ke koi ʻikepili, e lilo ana ke kuleana o kēia ʻenehana i mea koʻikoʻi loa—ʻaʻole wale no nā kamaʻilio kūpono, akā, no ke kūpaʻa waiwai a me ke kūʻokoʻa kikohoʻe o nā lāhui.
