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NEC Taiwan, Ltd.
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NEC之友季刊


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NEC海底光纜解決方案打造跨國通訊

全方位專案管理拉近與世界的距離

一般大眾使用Facebook與人進行溝通、觀看 YouTube的影片,或是透過串流影音即時觀賞演唱會等,這些大量通信資訊都會使用海底電纜做為數據網路的連結。那麼海底電纜究竟是怎樣的技術呢?

其實海底電纜就是指能跨越海洋,進行長距離數位資料通訊的海底光纖電纜。多數人使用的Facebook、Google、YouTube影音等服務,都是結合了雲端技術與巨量資料進行高速的運算,並將結果透過海底電纜及通信傳輸設備,傳送到手機或電腦上,例如在台北打開美國網站的網頁時,便是透過海底電纜來傳送兩地訊息。

目前海底電纜連接遍及全球,包括美洲、亞洲、歐洲、非洲、大洋洲等世界各地,除了南極大陸以外,全球所有大陸都有海底電纜連接。過去跨洋的資料與影像的傳送,大多使用衛星進行通信,但人造衛星通信成本高,且全球資料交換數量日益龐大,藉由先進光傳輸系統的高速發展,光纖開始被廣為利用,並逐漸提升海底電纜的普及率,目前幾乎全球99%以上的資料,都是透過海底電纜進行傳輸。使用最新的海底電纜傳輸科技,1秒鐘約可傳輸3,840GB的數據,以DVD為例,傳送102張的DVD檔案容量,只需要1秒鐘。

從系統設計到架設工程之全面性服務

除了資料傳遞,海底電纜對於觀測地震和海嘯也扮演著重要的角色。台灣東北角與日本琉球海槽銜接,海槽內有許多海底活火山,且海槽隱沒帶一路從日本南下到花蓮,若海底火山爆發引發海嘯,台灣東北部與東部將首當其衝。

針對東北部海嘯潛在危機,中央氣象局計畫從宜蘭頭城外海,建構1條長達225公里的海底光纖電纜,透過安裝在海底的地震/海嘯監測儀器及海底電纜,把琉球海槽隱沒帶的動靜傳回陸地。此計畫代號為「媽祖計畫」(Marine Cable Hosted Observatory;MACHO),象徵對陸地居民提供免於海嘯威脅的保護。該計畫團隊成員主要來自中研院、台灣大學、中央大學、海洋大學等,鋪設之海底光纖電纜預估可使用30年。

「媽祖計畫」第1期工程由NEC負責在海底光纖電纜前端裝設1台科學觀測節點,並自該節點向外引接海底寬頻地震儀、海底加速度地震儀、海嘯壓力計、溫鹽儀(簡稱CTD)與水下聽音計等儀器。使用節點裝置不僅能連接防災監測使用的地震儀與海嘯儀,也能連接偵測海底環境的海洋科學儀器。另外,該系統採用可在水中替換的連接器來連接節點,如果需要增設觀測儀器,或是觀測儀器故障時,皆可簡便進行儀器增設及更換作業。

NEC長期投入海底光纜系統事業逾30年之久,為海底光纜建置系統的領導廠商,迄今已累積足以環繞地球5周的20萬公里驚人佈建實績,尤其在亞太地區更擁有第1的市占率,另在橫跨日美的海底光纜建設方面,NEC近年內參與多條跨太平洋海底光纖電纜建設,成績斐然。


海底電纜登陸後,需一律外加石墨鑄鐵管保護,並用重型機具開挖海灘,將海纜埋深2∼3米,一直佈放到岸邊海陸纜接續人孔位置,進行海纜及陸纜的接續。

跨越國界的海底光纜建構專案

NEC於2014年承攬連結美國與日本的大容量海底光纜「FASTER」建設專案。本專案係由日本KDDI、美國Google、台灣、新加坡、馬來西亞……等地的多家網路通信服務業者組成聯盟,與NEC締結本海纜建設合約,並由NEC獨自建置美日之間的跨太平洋海底光纜,本系統將首度採 用每秒100Gbps的最新多波道光波長通信傳送技術。

「FASTER」建設專案佈建的海底光纜,連結美國西海岸與日本的千倉(千葉縣)、志摩(三重縣)2地,總長度約9,000公里,初期設計容量可達到每秒60Tbps的傳輸速度,能與2013年6月於千倉啟用向外連接日本與東南亞的SJC海底光纜,以及連結亞洲鄰近各國的海底光纜相互串聯,將可因應今後亞洲與美國之間持續增加的通信需求。NEC另也承攬了連結美國與東南亞的大容量海底光纜「SEA-US」建設專案,總長度約15,000公里。本專案係由美國、印尼、菲律賓等7家網路通信服務業者,共同與NEC締結建設合約。

縮短台灣的城鄉數位差距

台灣NEC於2013年取得中華電信台澎金馬第3海纜(TPKM-3)建設工程標案,佈放連接桃園到馬祖、台南到澎湖、及澎湖到金門的海底光纜,海纜總長度約500公里。本專案為中華電信配合政府推動寬頻網路政策,縮短城鄉數位差距,善盡企業社會責任,照顧弱勢及偏遠地區,因此持續擴建台灣與澎湖、金門、馬祖各離島間的海底光纖網路,提升台澎金馬網路之穩定度及服務品質。

海底光纜施工作業分成3大區:離岸區(水深 超過20米)、近岸區(水深20米以內)及陸岸區登陸人孔至機房)之佈纜及埋設。台灣NEC租用大型佈纜船、海纜噴埋船、掃海船,共同執行離岸區的海纜佈放及埋設作業。在近岸區租用本國的大型近岸佈纜船及工作船等,共同執行海纜佈放、埋設及登陸作業。

天候因素成為佈纜作業一大挑戰

台澎金馬第3海纜建設案由於海纜生產製造就需5~6個月,加上盤纜到主佈纜船再運送來台,僅僅前置生產運送作業,就耗掉一半的合約工期,擠壓到整體可用的施工工期。另於夏秋季節進行佈纜作業時,常面臨颱風干擾,當船隻一邊移動一邊投放纜線時,若作業中途遇到颱風來襲,考量人員及船隻安全,必須當機立斷將海纜暫時截斷沉放海底,佈纜船須駛回港口避風,待天氣好轉後,再將纜線從海床撈起接回去,繼續佈纜作業,每次遇颱風事故都需耗費鉅額工時及材料費用,對於承包商而言損失不貲。然而佈纜作業若在冬季,又要面臨另一種天候的挑戰,就是來自北方大陸的強烈東北季風,海域浪高動輒4~8米,阻礙佈纜作業進行,此時佈纜船必須調整船頭頂浪,停止一切佈纜工作,停泊在海上靜候天氣好轉、風浪變小,對工作人員及船隻都是1項嚴苛的考驗,因此準確的氣象預報及資料判讀,對海上作業非常重要,海纜佈放基本上可說是看天吃飯的工作。

至於海纜埋設及保護方式,基本上可分成犁埋法、噴埋法、外加石墨鑄鐵管、或外加PU材質保護管等保護方式,本案依照電信業主的要求,在可犁埋的區段須儘量埋至海床2米以上深度,以避免海纜遭船錨或底拖漁船漁撈作業損壞。部分無法採取直接犁埋的區段,則要求外加PU材質保護管後,再利用水下機械載具(ROV)遙控進行高 壓水柱噴埋,工程難度非常高,所動員的船隻機具頗為可觀。另外在近岸淺水區段,若是屬沙岸地形,則直接採取噴埋方式,將海纜噴埋到海床2米以上深度,若是遇到礁岩或礫石地形無法進行噴埋,則採外加石墨鑄鐵管保護方式,直接敷設於海床表面並固定以進行佈纜。

海纜登陸後,需一律外加石墨鑄鐵管保護,並用重型機具開挖海灘,將海纜埋深2∼3米,一直佈放到岸邊海陸纜接續人孔位置,進行海纜及陸纜的接續。接下來則透過多段的陸纜佈放,將訊號一路傳導到電信機房內,以構成整個光纖傳輸網路。

以佈建專業拓展全球網路服務

除了面對天候與地形的考驗外,在馬祖及金門海域,大陸拖網漁船違規作業猖獗,所使用的拖網漁具及船錨對海纜造成很大威脅,尤其在鬆軟沉積物的海床地帶,縱使海纜已埋深超過2米,但偶爾還是會遭到鈎損。本案在完工驗收前就曾遭遇2次海纜鈎損意外事故,皆需自行花費鉅資修復,更加深本案工程建置的難度。

NEC承攬海底光纖電纜建設工程專案,在佈建實績、工程技術、以及專案執行力等方面,皆受到業主的高度肯定。未來將以海纜系統做為電信網路事業的重要根基,持續於全球擴大展開,並透過在網路通信及社會基礎建設領域上長久累積的專業技術,以最優質的網路服務品質,協助客戶打造更加便捷的網路通信環境。

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