transmissão em cabos submarinos

Instituto Superior de

Engenharia de Lisboa

Discente

Daniel Ferreira

OPTOELECTRÓNICA- MEET

Lisboa, 15 de Janeiro de 2013

Índice História

Como um Cabo Submarino funciona

Cabos submarinos e Satélites

Instalação de Cabos Submarinos

O Futuro dos Cabos Submarinos

Bibliografia

2 Optoelectrónica

História (1/9)

4

1840: Cabos para serviços telegráficos começam a ser instalados em portos e rios.

1843-1845: Gutta-percha foi trazida para o Reino Unido para substituir outros materiais usados no isolamento eléctrico.

UK-France Cables A: 1850 B: 1851

Fonte: BT

História (2/9)

1850: 1º cabo telegráfico internacional entre o RU e a França foi colocado ao serviço, seguido de outro mais resistente em 1851.

1858: 1º cabo transatlântico entre a Irlanda e Newfoundland. Falhou passados 26 dias e só em 1886 é que foi reposto novamente

5

Fonte: BT

História (3/9)

1884: 1º cabo submarino colocado para serviços telefónicos entre San Francisco e Oakland

1920s: Rádio de ondas-curtas substituiu os cabos submarinos para tráfego de voz e telégrafo

1956: A invenção de repetidores (1940) e o uso deles no TAT-1 marca o início da era moderna de comunicações transatlânticas rápidas e fiáveis

1961: Começo de uma rede global de alta qualidade

1986: 1º cabo submarino de fibra óptica internacional liga a Bélgica ao RU

1988: O TAT-8, é o 1º cabo submarino transoceânico de FO que liga os EUA ao RU e à França

6

História (4/9)

Sistemas de Cabos primitivos

1866 – 1º cabo transatlântico levava mensagens telegráficas com uma velocidade de 7 palavras por minuto e custava 20 libras por 20 palavras.

1948: O custo caiu para menos de 4 pence

1956: 1º cabo transatlântico de telefone (TAT-1) com 36 canais de voz custava 12 libras pelos primeiros 3 minutos

Sistemas de Cabos modernos

1988: 1º cabo de FO transatlÂntico (TAT-8) levava 40k canais de voz (10x mais que o último cabo baseado em cobre)

Nos dias de hoje: Um único cabo leva milhões de chamadas, dados, video HD, etc

7

História (5/9) – Cabos Primitivos

8

Harvesting gutta percha resin FONTE: Porthcurno Telegraph Museum

conductor - usually copper

insulation - gutta percha resin

cushioning - jute yarn

inner protection - wire armour

jute wrap to contain wire

outer protection - wire armour

jute wrap to contain armour Atlantic cable 1866 FONTE: Porthcurno Telegraph

Museum

História (6/9) – Cabos Actuais

9

optical fibres - silica glass

core for strength and fibre separation - polyethylene/fibreglass

jacket - polyethylene

conductor - copper

jacket - polyethylene

protective armour - steel wire

outer protection and wire containment - polypropylene yarn

História (7/9) – Navios utilizados

10 John Pender, named after pioneer cable maker, 1900

FONTE: Cable & Wireless

Great Eastern: laying cable off Newfoundland, 1866 FONTE: Canadian Government

Monarch: laid 1st transatlantic telephone cable, 1955/6 FONTE: www.atlantic-cable.com

Goliath: lays 1st international cable, UK-France, 1850-1 FONTE: Illustrated London News

História (8/9) – Reparação Cabos Séc XIX

11

A

[A] Cable ship trailing grapnel to retrieve cable followed by [B] securing of the cable ready for repair Fonte: Traité de Télégraphie Sous-Marine by E. Wüschendorff, 1888

História (9/9) – Equipamento Moderno

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Bringing the cable ashore FONTE: Global Marine Systems

Cable and repeaters inside a cable ship FONTE: TE SubCom

ROV used for cable inspection, recovery and burial FONTE: TE SubCom

Funcionamento de um Cabo Submarino

Cabos submarinos de fibra óptica dependem de uma propriedade das fibras de vidro puro através da qual a luz é guiada por reflexão interna

Como a “força” do sinal de luz perde-se com a distância são necessários repetidores ao longo do percuso.

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Cabo Submarino - Tamanho Os cabos submarinos oceânicos são

pequenos – 17-20 mm de diâmetro

Cabos com blindagem - 50 mm

Para contraste, tubos submarinos que transportam gás/petróleo podem chegar aos 900 mm. Os usados nas redes de pesca podem variar entre os 5k e os 50k mm

Um dos cabos submarinos mais extensos é o cabo SW-ME-WE-3 que chega aos 40k km

15

Modern fibre-optic cable in hand (for scale) and relative to 600 mm diameter subsea pipe

Deep ocean Fibre-optic

cable

600 mm oil/gas

pipe

Deep-sea cable, (black) sectioned to show internal construction; fine strands at top are optical fibres used to transmit data

Repetidores

16 FONTE: Lonnie Hagadorn

Funcionamento geral de um sistema de Cabos Submarinos

17

NOT TO SCALE FONTE: UK Cable Protection Committee and Alcatel-Lucent Submarine Networks

CABOS SUBMARINOS E SATÉLITE

Vantagens dos Cabos Ópticos Submarinos

Capacidade, segurança e fiabilidade

Delay

Mais rentável nas principais rotas, portanto, preços mais baratos do que os satélites

Transportam >95% dos dados e voz

Vantagens do sistema Satélite

Regiões mais afectadas por eventos naturais

Cobertura vasta para TV

Indicado para rotas menores, tais como ligações entre pequenas nações insulares

Transportam <5% dos dados e voz

19

Mapa Mundial de Cabos Submarinos

20

Submarine Communications Cables

FONTE: TE SubCom

Passos para a instalação de um cabo submarino Selecção teórica de uma rota

Autorizações de autoridades

Um survey no terreno (para a rota final)

Desenho do sistema de cabos submarinos que vai ao encontro da rota escolhida

Instalação do cabo

Aceitação após trabalho

Notificação para que as cartas maritimas sejam actualizadas com a localização dos novos cabos

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Seabed mapping systems accurately chart depth, topography, slope angles and seabed type

FONTE: NIWA

Rotas de cabos em zonas costeiras

Perto da costa é necessária protecção contra navios, actividades de pesca,etc

Para redução de risco existem zonas identificadas nos mapas naúticos

Existem zonas onde são proibidas actividades danosas para os cabos submarinos

23

Chart with protection zone for Southern Cross cable terminal in New Zealand

FONTE: Telecom NZ

Instalação de um cabo 1/2

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Instalação de um cabo 2/2

Cabos são enterrados numa trincheira curta (<1 m) com recurso a jactos de água/arados

O “arado” levanta sedimentos

A velocidade que demora um cabo a ser enterrado depende do tipo e condições do leito marítimo

Para um cabo com armadura a velocidade é cerca de 0.2 Km/Hr

25

A plough being prepared to start the burial of a cable FONTE: Seaworks, NZ

Reparação de um cabo

26

Causas das falhas nos cabos submarinos

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External aggression faults

Year

Analysis of faults by type of aggression FONTE: M. Wood and L. Carter, IEEE, 2008

Analysis of faults by water depth FONTE: Submarine Cable Improvement Group

0%

10%

20%

30%

40%

50%

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0 to

100

100 to

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500

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700 to

800

800 to

900

900 to

100

0

1000

to 110

0

1100

to 120

0

1200

+

% o

f A

ll F

au

lts

1986 - 1995

1997 - 2000

2001 - 2003

Depth ranges (m)

Falhas nos cabos submarinos – Mapa Mundial

28

Global pattern of external aggression cable faults, 1959-2006 Source: TE SubCom

FUTURO DOS CABOS SUBMARINOS

A operação de cabos submarinos (e os próprios!) estão constantemente a evoluir » maior fiabilidade, maior capacidade e menor tamanho

A investigação e observação dos oceanos passará pela tecnologia de cabos submarinos

Acoplamento de sensores para detecção de mudanças químicas e físicas

30

Bibliografia e sites interessantes

32

http://www.submarinecablemap.com/#/submarine-cable/flag-europe-asia-fea

http://www.extremetech.com/computing/96827-the-secret-world-of-submarine-cables

http://www.safe-sat3.co.za/

http://en.wikipedia.org/wiki/TAT-1


Optoelectrónica







































































Daniel Ferreira – [email protected]

Obrigado pela atenção!

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