150 taon na ang nakararaan, noong Agosto 16, 1858, ang Pangulo ng Estados Unidos na si James Buchanan ay nakatanggap ng isang telegrama ng pagbati mula kay Reyna Victoria at nagpadala sa kanya ng mensahe bilang kapalit. Ang unang opisyal na pagpapalitan ng mga mensahe sa bagong inilatag na transatlantic telegraph cable ay minarkahan ng isang parada at fireworks display sa New York City Hall. Ang mga kasiyahan ay natabunan ng isang sunog na nangyari sa kadahilanang ito, at pagkaraan ng 6 na linggo ay nabigo ang cable. Totoo, kahit noon pa man ay hindi siya gumana nang maayos - naipadala ang mensahe ng reyna sa loob ng 16.5 na oras.
Mula sa ideya hanggang sa proyekto
Ang unang panukala sa telegrapo at Karagatang Atlantiko ay isang relay scheme kung saan ang mga mensaheng ihahatid ng mga barko ay idadala sa telegrapo mula Newfoundland hanggang sa iba pang bahagi ng North America. Ang problema ay ang pagtatayo ng isang telegraph line sa kahabaan ng mahirap na lupain ng isla.
Ang kahilingan para sa tulong mula sa inhinyero na namamahala sa proyekto ay nakaakit sa mga Amerikanonegosyante at financier na si Cyrus Field. Sa kurso ng kanyang trabaho, tumawid siya sa karagatan nang higit sa 30 beses. Sa kabila ng mga pagkabigo na kinaharap ni Field, ang kanyang sigasig ay humantong sa tagumpay.
Agad na naisip ng negosyante ang ideya ng transatlantic wire transfer. Hindi tulad ng mga terrestrial system, kung saan ang mga pulso ay muling nabuo sa pamamagitan ng mga relay, ang transoceanic line ay kailangang dumaan gamit ang isang cable. Nakatanggap ang field ng mga katiyakan mula kina Samuel Morse at Michael Faraday na ang signal ay maaaring ipadala sa malalayong distansya.
William Thompson ang nagbigay ng teoretikal na batayan para dito sa pamamagitan ng paglalathala ng inverse square law noong 1855. Ang oras ng pagtaas ng pulso na dumadaan sa isang cable na walang inductive load ay tinutukoy ng time constant RC ng isang conductor na may haba L, katumbas ng rcL2, kung saan ang r at c ay ang resistance at kapasidad bawat yunit ng haba, ayon sa pagkakabanggit. Nag-ambag din si Thomson sa teknolohiya ng submarine cable. Pinahusay niya ang mirror galvanometer, kung saan ang pinakamaliit na paglihis ng salamin na dulot ng agos ay pinalaki ng projection sa isang screen. Nang maglaon, nag-imbento siya ng device na nagrerehistro ng mga signal na may tinta sa papel.
Ang teknolohiya ng submarine cable ay napabuti pagkatapos lumitaw ang gutta-percha noong 1843 sa England. Ang dagta na ito mula sa isang puno na katutubo sa Malay Peninsula ay isang mainam na insulator dahil ito ay thermoplastic, lumambot kapag pinainit, at bumalik sa solidong anyo kapag pinalamig, na ginagawang mas madaling i-insulate ang mga konduktor. Sa ilalim ng mga kondisyon ng presyon at temperatura sa ilalim ng karagatan, ang mga katangian ng insulating nitonapabuti. Ang Gutta-percha ay nanatiling pangunahing insulation material para sa mga submarine cable hanggang sa natuklasan ang polyethylene noong 1933.
Mga Proyekto sa Field
Cyrus Field ang nanguna sa 2 proyekto, ang una ay nabigo, at ang pangalawa ay nagtapos sa tagumpay. Sa parehong mga kaso, ang mga cable ay binubuo ng isang solong 7-core wire na napapalibutan ng gutta-percha at nakabaluti ng steel wire. Ang tarred hemp ay nagbigay ng proteksyon sa kaagnasan. Ang nautical mile ng 1858 cable ay tumitimbang ng 907 kg. Ang 1866 transatlantic cable ay mas mabigat, sa 1,622 kg/mile, ngunit dahil mas marami itong volume, mas mababa ang timbang nito sa tubig. Ang lakas ng tensile ay 3t at 7.5t ayon sa pagkakabanggit.
Lahat ng cable ay may isang water return conductor. Bagama't mas mababa ang resistensya ng tubig sa dagat, napapailalim ito sa ligaw na alon. Ang kapangyarihan ay ibinibigay ng mga kasalukuyang pinagmumulan ng kemikal. Halimbawa, ang proyekto noong 1858 ay mayroong 70 elemento ng 1.1 V bawat isa. Ang mga antas ng boltahe na ito, na sinamahan ng hindi wasto at walang ingat na pag-iimbak, ay naging dahilan upang mabigo ang deep sea transatlantic cable. Ang paggamit ng isang mirror galvanometer ay naging posible na gumamit ng mas mababang mga boltahe sa mga kasunod na linya. Dahil ang paglaban ay humigit-kumulang 3 ohms bawat nautical mile, sa layo na 2000 milya, ang mga alon ng pagkakasunud-sunod ng isang milliamp, sapat para sa isang mirror galvanometer, ay maaaring dalhin. Noong 1860s, isang bipolar telegraph code ang ipinakilala. Ang mga tuldok at stroke ng Morse code ay pinalitan ng mga pulso ng kabaligtaran na polarity. Sa paglipas ng panahon, nabuomas kumplikadong mga scheme.
Expeditions 1857-58 at 65-66
£350,000 ang itinaas sa pamamagitan ng pag-iisyu ng mga pagbabahagi para ilatag ang unang transatlantic cable. Ginagarantiyahan ng mga gobyerno ng Amerika at Britanya ang return on investment. Ang unang pagtatangka ay ginawa noong 1857. Kinailangan ng 2 steamship, Agamemnon at Niagara, upang maihatid ang cable. Inaprubahan ng mga electrician ang isang paraan kung saan inilagay ng isang barko ang linya mula sa istasyon ng baybayin at pagkatapos ay ikinonekta ang kabilang dulo sa isang cable sa isa pang barko. Ang kalamangan ay pinananatili nito ang isang tuluy-tuloy na koneksyon sa kuryente sa baybayin. Ang unang pagtatangka ay natapos sa kabiguan kapag ang cable-laying equipment ay nabigo sa 200 milya mula sa pampang. Nawala ito sa lalim na 3.7 km.
Noong 1857, ang punong inhinyero ng Niagara, si William Everett, ay nakabuo ng bagong kagamitan sa paglalagay ng cable. Ang isang kapansin-pansing pagpapabuti ay isang awtomatikong preno na nag-activate kapag ang tensyon ay umabot sa isang tiyak na limitasyon.
Pagkatapos ng isang marahas na unos na muntik nang lumubog sa Agamemnon, nagtagpo ang mga barko sa gitna ng karagatan at noong Hunyo 25, 1858, nagsimulang maglatag muli ng transatlantic cable. Ang Niagara ay kumikilos sa kanluran, at ang Agamemnon ay kumikilos sa silangan. 2 pagtatangka ang ginawa, naantala ng pinsala sa cable. Bumalik ang mga barko sa Ireland upang palitan siya.
Hulyo 17, muling lumipad ang fleet upang makipagkita sa isa't isa. Pagkatapos ng maliliit na hiccups, naging matagumpay ang operasyon. Naglalakad sa patuloy na bilis na 5–6 knots, noong Agosto 4, pumasok ang Niagarasa Trinity Bay Newfoundland. Sa parehong araw, dumating ang Agamemnon sa Valentia Bay sa Ireland. Ipinadala ni Queen Victoria ang unang mensahe ng pagbati na inilarawan sa itaas.
Nabigo ang ekspedisyon noong 1865 600 milya mula sa Newfoundland, at ang pagtatangka noong 1866 lamang ang nagtagumpay. Ang unang mensahe sa bagong linya ay ipinadala mula Vancouver patungong London noong Hulyo 31, 1866. Bilang karagdagan, ang dulo ng isang cable na nawala noong 1865 ay natagpuan, at ang linya ay matagumpay ding nakumpleto. Ang rate ng paglipat ay 6-8 salita kada minuto sa halagang $10/salita.
Komunikasyon sa telepono
Noong 1919, sinimulan ng American company na AT&T ang isang pag-aaral sa posibilidad ng paglalagay ng transatlantic na kable ng telepono. Noong 1921, inilagay ang malalim na linya ng telepono sa pagitan ng Key West at Havana.
Noong 1928 iminungkahi na maglagay ng cable na walang repeater na may iisang voice channel sa kabila ng Atlantic Ocean. Ang mataas na halaga ng proyekto ($15 milyon) sa kasagsagan ng Great Depression, gayundin ang mga pagpapahusay sa teknolohiya ng radyo, ay naantala ang proyekto.
Noong unang bahagi ng 1930s, ginawang posible ng mga development sa electronics na lumikha ng submarine cable system na may mga repeater. Ang mga kinakailangan para sa disenyo ng mga intermediate link amplifier ay hindi pa nagagawa, dahil ang mga aparato ay kailangang gumana nang walang patid sa sahig ng karagatan sa loob ng 20 taon. Ang mga mahigpit na kinakailangan ay ipinataw sa pagiging maaasahan ng mga bahagi, sa partikular na mga vacuum tubes. Noong 1932, mayroon nang mga electric lamp na matagumpay na nasuboksa loob ng 18 taon. Ang mga elemento ng radyo na ginamit ay makabuluhang mas mababa kaysa sa pinakamahusay na mga sample, ngunit ang mga ito ay lubos na maaasahan. Bilang resulta, gumana ang TAT-1 sa loob ng 22 taon, at walang isang lampara ang nabigo.
Ang isa pang problema ay ang paglalagay ng mga amplifier sa open sea sa lalim na hanggang 4 km. Kapag huminto ang barko upang i-reset ang repeater, maaaring lumitaw ang mga kinks sa cable na may helical armor. Bilang resulta, ginamit ang isang nababaluktot na amplifier, na maaaring magkasya sa mga kagamitang idinisenyo para sa telegraph cable. Gayunpaman, nilimitahan ng mga pisikal na limitasyon ng flexible repeater ang kapasidad nito sa isang 4-wire system.
UK Post ay nakabuo ng alternatibong diskarte na may mga hard repeater na mas malaking diameter at kapasidad.
Pagpapatupad ng TAT-1
Na-restart ang proyekto pagkatapos ng World War II. Noong 1950, ang teknolohiya ng flexible amplifier ay sinubukan ng isang system na nag-uugnay sa Key West at Havana. Noong tag-araw ng 1955 at 1956 ang unang transatlantic na kable ng telepono ay inilatag sa pagitan ng Oban sa Scotland at Clarenville sa isla. Newfoundland, na nasa hilaga ng umiiral na mga linya ng telegrapo. Ang bawat cable ay humigit-kumulang 1950 nautical miles ang haba at may 51 repeater. Ang kanilang numero ay tinutukoy ng pinakamataas na boltahe sa mga terminal na maaaring magamit para sa kapangyarihan nang hindi naaapektuhan ang pagiging maaasahan ng mga high-voltage na bahagi. Ang boltahe ay +2000 V sa isang dulo at -2000 V sa kabilang dulo. Ang bandwidth ng system, sa nitonatukoy ang pila sa pamamagitan ng bilang ng mga umuulit.
Bilang karagdagan sa mga repeater, 8 subsea equalizer ang na-install sa east-west line at 6 sa west-east line. Itinama nila ang mga naipon na pagbabago sa frequency band. Bagama't ang kabuuang pagkawala sa 144 kHz bandwidth ay 2100 dB, ang paggamit ng mga equalizer at repeater ay pinababa ito sa mas mababa sa 1 dB.
Pagsisimula TAT-1
Sa unang 24 na oras pagkatapos ng paglunsad noong Setyembre 25, 1956, 588 na tawag ang ginawa mula sa London at US at 119 mula sa London patungong Canada. Agad na triple ng TAT-1 ang kapasidad ng transatlantic network. Ang bandwidth ng cable ay 20-164 kHz, na pinapayagan para sa 36 na voice channel (4 kHz bawat isa), 6 sa mga ito ay hinati sa pagitan ng London at Montreal at 29 sa pagitan ng London at New York. Isang channel ang inilaan para sa telegrapo at serbisyo.
Kasama rin sa system ang koneksyon sa lupa sa pamamagitan ng Newfoundland at koneksyon sa submarino sa Nova Scotia. Ang dalawang linya ay binubuo ng isang solong 271 nautical mile cable na may 14 na UK Post na dinisenyong matibay na mga repeater. Ang kabuuang kapasidad ay 60 voice channel, 24 sa mga ito ang nagkonekta sa Newfoundland at Nova Scotia.
Mga karagdagang pagpapahusay sa TAT-1
Ang linya ng TAT-1 ay nagkakahalaga ng $42 milyon. Ang presyo na $1 milyon bawat channel ay nagpasigla sa pagbuo ng terminal equipment na mas mahusay na gumamit ng bandwidth. Ang bilang ng mga channel ng boses sa karaniwang 48 kHz frequency range ay nadagdagan mula 12 hanggang 16 sa pamamagitan ng pagbabawasang kanilang lapad mula 4 hanggang 3 kHz. Ang isa pang pagbabago ay ang temporal speech interpolation (TASI) na binuo sa Bell Labs. Dinoble ng TASI ang bilang ng mga voice circuit salamat sa mga speech pause.
Mga Optical system
Ang unang transoceanic optical cable na TAT-8 ay inilagay sa operasyon noong 1988. Ang mga repeater ay nag-regenerate ng mga pulso sa pamamagitan ng pag-convert ng mga optical signal sa mga electrical at vice versa. Dalawang gumaganang pares ng mga hibla ang gumana sa bilis na 280 Mbps. Noong 1989, salamat sa transatlantic na Internet cable na ito, sumang-ayon ang IBM na pondohan ang isang T1 level na link sa pagitan ng Cornwall University at CERN, na makabuluhang nagpabuti ng koneksyon sa pagitan ng mga bahagi ng American at European ng unang bahagi ng Internet.
Pagsapit ng 1993, mahigit 125,000 km ng TAT-8s ang gumagana sa buong mundo. Ang figure na ito ay halos tumutugma sa kabuuang haba ng mga analog submarine cable. Noong 1992, pumasok ang TAT-9 sa serbisyo. Ang bilis ng bawat fiber ay tumaas sa 580 Mbps.
Teknolohikal na tagumpay
Noong huling bahagi ng 1990s, ang pagbuo ng erbium-doped optical amplifier ay humantong sa isang quantum leap sa kalidad ng mga submarine cable system. Ang mga light signal na may wavelength na humigit-kumulang 1.55 microns ay maaaring direktang palakasin, at ang throughput ay hindi na limitado sa bilis ng electronics. Ang unang optically enhanced system na lumipad sa Karagatang Atlantiko ay TAT 12/13 noong 1996. Ang transmission rate sa bawat isa sa dalawang pares ng fibers ay 5 Gbps.
Pinapayagan ng mga modernong optical system ang paghahatid ng ganoong kalaking volumedata na kritikal ang redundancy. Karaniwan, ang mga modernong fiber optic cable tulad ng TAT-14 ay binubuo ng 2 magkahiwalay na transatlantic cable na bahagi ng isang ring topology. Ang iba pang dalawang linya ay nag-uugnay sa mga istasyon sa baybayin sa bawat panig ng Karagatang Atlantiko. Ipinapadala ang data sa paligid ng ring sa magkabilang direksyon. Kung sakaling masira, ang singsing ay mag-aayos ng sarili. Inilihis ang trapiko sa mga ekstrang pares ng fiber sa mga service cable.
