为什么会发生海底电缆切割，我们如何减少影响？

上周末，红海的一条海底电缆被切断，导致中东和亚洲的互联网接入 中断。 直到切割三天后，才有报道称这可能是商业运输造成的.

这已经不是第一次了。去年 2 月，沉没的 MV Rubymar 号的锚切断了四条红海电缆。互联网监控组织 NetBlocks 表示，此次运行中断导致了连接质量下降，包括远至印度和巴基斯坦的国家。

随着全球范围内的大型电缆部署，对永久监控的需求变得越来越重要。除了数据电缆，来自海上风电场的电力电缆以及石油和天然气管道也是位于海底的关键电力的一部分，容易受到攻击、意外损坏和自然退化的影响。

根据国际电缆保护委员会的数据，大约有 170 万千米的海底电缆，这些电缆每年发生 150 至 200 起事故。在这篇博客中，我们将了解保护此类关键基础设施的现有物理保护技术，如何最大限度地减少这些事件的影响，以及如何更好地确定损坏原因。

物理保护

海底电缆可以跨越海洋，据报道，Meta 公司 计划铺设一条 25000 英里 的环球电缆。这使得它们极难保护，目前主要依靠铠装防护和掩埋技术。

然而，这些方法并非总能实现。将电缆埋得足够深以防止锚的影响，成本会很高。即便如此，电缆仍然容易受到地震和类似地震事件的影响。增加电缆的铠装也很昂贵，不仅仅是电缆本身，还有它的部署。

最后一种选择是在电缆上方的水面上进行主动巡逻。这对于相对较小的电缆来说是可行的，例如 芬兰的波罗的海，但是大规模这样做成本太高。

如果我们不能经济有效地防止切割，我们能减少它造成的损害吗？

最大限度地减少切割的影响

电缆切割既常见又昂贵，大约 四分之三与离岸资产有关的保险索赔 都是由于电缆切割造成的。平均停机时间为 62 天,平均维修成本为 1250 万英镑 。这还不包括运营商和所有依赖它的人的停机成本。

由于很难确定准确位置，维修通常变得更加困难。例如，当一条沿西非海岸线延伸的电缆 受损时，尼日利亚通信委员会发言人能够准确定位到“科特迪瓦和塞内加尔的某个地方”。

然而，有一些技术可以更好地定位损坏，并给出早期预警。值得注意的是，分布式光纤传感 (DFOS) 技术已经被用于保护世界各地的管道和其他关键基础设施。

三种技术（拉曼、布里渊和相干瑞利）测量光沿电缆传播的方式，以量化电缆受到的应变、温度和任何振动的变化（更多详细信息请参见此处) 。实现这些使得光纤本身能够被用作传感器，其中感测点沿其长度是连续的。

例如，使用监控系统进行相干瑞利后向散射分析，可以实现 分布式声学传感 (DAS) ，从而对一系列基于振动的因素进行识别和分类，包括地震事件和锚拖曳电缆。

虽然这种方法可能无法防止破坏行为，但 DFOS 技术确实允许精确确定切割位置，以加快修复速度。它们让电缆运营商了解是什么导致了切割。此外，由于沿着海床拖曳（或拖网/挖掘）的锚具有可识别的音频/振动模式，因此它还可以为运营商提供早期警告。因为所有船只（理论上）都需要操作位置传输信标，所以运营商可以识别即将造成损坏的船只，并在电缆被切断之前向他们发出警告。

防止故障

由于这些电缆对一个国家的运营至关重要，因此必须查明原因。

切割/故障不仅仅来自突发事件。他们所处环境的性质意味着，在很长一段时间内，由于自然原因，电缆故障也会经常发生。

为了检测这一点，第二种称为 分布式温度和应变传感 (DTSS) 的 DFOS 技术可用于检测制造缺陷和因水流在海底持续拖曳和岩石阻碍而产生的退化/疲劳。

通过实施这一点，可以更经济高效地安排工作，并在运行中断发生前将中断降至最低程度。

对于来自海上风力发电场的电力电缆，存在额外的故障风险，即过量电力传输造成的热损坏会缩短电缆的使用寿命。这里，用于分布式温度传感 (DTS) 的拉曼 DFOS 技术散射 可用于连续监测和识别何时需要减少传输.

这些技术将于何时投入使用？

DFOS 系统，如 VIAVI 的 NITRO 光纤传感, 已经用于保护从管道到军事设施的一系列关键基础设施，但在海底电缆中并不常见。

虽然对永久监控的需求正变得越来越重要，但随着新电缆的铺设，这种情况将会发生。

然而，为了满足数据中心互联 (DCI) 以及通信网络和电力传输的需求，用于电信和公用事业的新海底电缆的数量正在迅速增加。虽然没有法律强制要求必须实现传感功能，但电缆所有者和基础设施运营商越来越希望集成这项技术。随着这些电缆开始被列为国家关键基础设施，尤其是通过政府支持的举措推出时，这样做的压力增加了。

此外，许多现有电缆的使用寿命即将结束，需要更换或升级。

因此，尽管该技术目前很少用于海底电缆，但其效益/成本意味着这将迅速改变，并有望更快、更准确地确定下一次重大运行中断及其原因。