150 yıl önce, 16 Ağustos 1858'de Amerika Birleşik Devletleri Başkanı James Buchanan, Kraliçe Victoria'dan bir tebrik telgrafı aldı ve karşılığında ona bir mesaj gönderdi. Yeni döşenen transatlantik telgraf kablosu üzerinden ilk resmi mesaj alışverişi, New York Belediye Binası üzerinde bir geçit töreni ve havai fişek gösterisiyle kutlandı. Şenlikler bu nedenle çıkan bir yangınla gölgelendi ve 6 hafta sonra kablo arızalandı. Doğru, ondan önce bile pek iyi çalışmadı - kraliçenin mesajı 16.5 saat içinde iletildi.
Fikirden projeye
İlk telgraf ve Atlantik Okyanusu önerisi, gemiler tarafından iletilen mesajların Newfoundland'dan Kuzey Amerika'nın geri kalanına telgrafla gönderileceği bir aktarma şemasıydı. Sorun, adanın zorlu arazisi boyunca bir telgraf hattı inşa etmekti.
Projeden sorumlu mühendisin yardım talebi Amerikalıları cezbetti.işadamı ve finansör Cyrus Field. Çalışması sırasında okyanusu 30 defadan fazla geçti. Field'ın karşılaştığı aksiliklere rağmen, coşkusu başarıya yol açtı.
İşadamı hemen bir transatlantik banka havalesi fikrine atladı. Darbelerin röleler tarafından yeniden üretildiği karasal sistemlerin aksine, okyanus ötesi hattın tek bir kablo ile geçmesi gerekiyordu. Field, Samuel Morse ve Michael Faraday'dan sinyalin uzun mesafelere iletilebileceğine dair güvence aldı.
William Thompson, 1855'te ters kare yasasını yayınlayarak bunun teorik temelini sağladı. Endüktif yük olmadan bir kablodan geçen bir darbenin yükselme süresi, rcL2'ye eşit, L uzunluğundaki bir iletkenin zaman sabiti RC ile belirlenir, burada r ve c dirençtir ve sırasıyla birim uzunluk başına kapasitans. Thomson ayrıca deniz altı kablo teknolojisine de katkıda bulundu. Akımın neden olduğu aynadaki en ufak sapmaların bir ekrana yansıtılarak büyütüldüğü ayna galvanometresini geliştirdi. Daha sonra, sinyalleri kağıda mürekkeple kaydeden bir cihaz icat etti.
Deniz altı kablo teknolojisi, güta perka 1843'te İngiltere'de ortaya çıktıktan sonra geliştirildi. Malay Yarımadası'na özgü bir ağaçtan elde edilen bu reçine, ideal bir yalıtkandı çünkü termoplastikti, ısıtıldığında yumuşadı ve soğutulduğunda katı bir forma geri döndü ve iletkenlerin yalıtılmasını kolaylaştırdı. Okyanusun dibindeki basınç ve sıcaklık koşulları altında, yalıtım özelliklerigelişmiş. Guta-perka, 1933'te polietilenin keşfine kadar deniz altı kabloları için ana yalıtım malzemesi olarak kaldı.
Saha Projeleri
Cyrus Field, ilki başarısız, ikincisi başarı ile sonuçlanan 2 projeye öncülük etti. Her iki durumda da kablolar, güta-perka ile çevrili ve çelik tel ile zırhlanmış tek bir 7 çekirdekli telden oluşuyordu. Katranlı kenevir korozyon koruması sağladı. 1858 kablosunun deniz mili 907 kg ağırlığındaydı. 1866 transatlantik kablosu 1,622 kg/mil ile daha ağırdı, ancak daha fazla hacme sahip olduğu için suda daha az ağırdı. Çekme mukavemeti sırasıyla 3t ve 7.5t idi.
Tüm kablolarda bir su dönüş iletkeni vardır. Deniz suyu daha az dirence sahip olmasına rağmen başıboş akıntılara maruz kalmaktadır. Güç, kimyasal akım kaynakları tarafından sağlandı. Örneğin, 1858 projesinde her biri 1,1 V'luk 70 eleman vardı. Bu voltaj seviyeleri, uygunsuz ve dikkatsiz depolama ile birleştiğinde, derin deniz transatlantik kablosunun arızalanmasına neden oldu. Bir ayna galvanometrenin kullanılması, sonraki hatlarda daha düşük voltajların kullanılmasını mümkün kılmıştır. Direnç, deniz mili başına yaklaşık 3 ohm olduğundan, 2000 mil mesafede, bir ayna galvanometresi için yeterli olan bir miliamper mertebesinde akımlar taşınabilir. 1860'larda iki kutuplu bir telgraf kodu tanıtıldı. Mors kodunun noktaları ve vuruşları, zıt kutuplu darbelerle değiştirildi. Zamanla, geliştirilendaha karmaşık şemalar.
Expeditions 1857-58 ve 65-66
350.000£, ilk transatlantik kablonun döşenmesi için hisse ihracı yoluyla toplandı. Amerikan ve İngiliz hükümetleri, yatırım getirisini garanti etti. İlk girişim 1857'de yapıldı. Kabloyu taşımak için Agamemnon ve Niagara adlı 2 buharlı gemi aldı. Elektrikçiler, bir geminin bir kıyı istasyonundan hattı döşediği ve ardından diğer ucunu başka bir gemideki bir kabloya bağladığı bir yöntemi onayladı. Avantajı, kıyı ile sürekli bir elektrik bağlantısı sürdürmesiydi. İlk girişim, kablo döşeme ekipmanı denizden 200 mil uzakta başarısız olduğunda başarısızlıkla sonuçlandı. 3,7 km derinlikte kayboldu.
1857'de Niagara'nın baş mühendisi William Everett, yeni kablo döşeme ekipmanı geliştirdi. Kayda değer bir gelişme, gerilim belirli bir eşiğe ulaştığında devreye giren otomatik bir frendi.
Agamemnon'u neredeyse batıracak şiddetli bir fırtınanın ardından gemiler okyanusun ortasında buluştu ve 25 Haziran 1858'de tekrar Atlantik ötesi kablo döşemeye başladı. Niagara batıya, Agamemnon ise doğuya doğru ilerliyordu. 2 deneme yapıldı, kablonun hasar görmesi nedeniyle kesintiye uğradı. Gemiler onun yerine İrlanda'ya döndü.
17 Temmuz Filo yeniden buluşmak için yola çıktı. Küçük hıçkırıkların ardından ameliyat başarılı geçti. 4 Ağustos'ta 5-6 knotluk sabit bir hızla yürüyen Niagara, denize girdi. Trinity Körfezi'nde Newfoundland. Aynı gün, Agamemnon İrlanda'daki Valentia Körfezi'ne geldi. Kraliçe Victoria, yukarıda açıklanan ilk tebrik mesajını gönderdi.
1865 seferi Newfoundland'dan 600 mil uzakta başarısız oldu ve sadece 1866 denemesi başarılı oldu. Yeni hatta ilk mesaj 31 Temmuz 1866'da Vancouver'dan Londra'ya gönderilmiştir. Ayrıca 1865'te kaybolan bir kablonun sonu bulunmuş ve hat da başarıyla tamamlanmıştır. Aktarım hızı, 10$/kelime maliyetiyle dakikada 6-8 kelimeydi.
Telefon iletişimi
1919'da Amerikan şirketi AT&T, transatlantik telefon kablosu döşeme olasılığı üzerine bir çalışma başlattı. 1921'de Key West ile Havana arasında bir derin su telefon hattı döşendi.
1928'de Atlantik Okyanusu boyunca tek bir ses kanalıyla tekrarlayıcısız bir kablo döşenmesi önerildi. Büyük Buhran'ın zirvesinde projenin yüksek maliyeti (15 milyon dolar) ve radyo teknolojisindeki gelişmeler projeyi kesintiye uğrattı.
1930'ların başında, elektronikteki gelişmeler, tekrarlayıcılara sahip bir deniz altı kablo sistemi oluşturmayı mümkün kıldı. Ara bağlantı amplifikatörlerinin tasarımı için gereksinimler, cihazların okyanus tabanında 20 yıl boyunca kesintisiz olarak çalışması gerektiğinden, benzeri görülmemişti. Bileşenlerin, özellikle de vakum tüplerinin güvenilirliği konusunda katı gereksinimler uygulandı. 1932'de, halihazırda başarılı bir şekilde test edilmiş elektrik lambaları vardı.18 yıldır. Kullanılan radyo elemanları, en iyi örneklerden önemli ölçüde daha düşüktü, ancak çok güvenilirlerdi. Sonuç olarak, TAT-1 22 yıl çalıştı ve tek bir lamba arızalanmadı.
Başka bir sorun da amplifikatörlerin açık denizde 4 km'ye kadar derinlikte döşenmesiydi. Tekrarlayıcıyı sıfırlamak için gemi durdurulduğunda, sarmal zırhlı kabloda bükülmeler görünebilir. Sonuç olarak, telgraf kablosu için tasarlanmış ekipmana uyabilecek esnek bir amplifikatör kullanıldı. Ancak, esnek tekrarlayıcının fiziksel sınırlamaları, kapasitesini 4 kablolu bir sistemle sınırladı.
UK Post, çok daha büyük çap ve kapasiteye sahip sabit tekrarlayıcılarla alternatif bir yaklaşım geliştirdi.
TAT-1'in Uygulanması
Proje 2. Dünya Savaşı'ndan sonra yeniden başlatıldı. 1950'de, esnek amplifikatör teknolojisi, Key West ve Havana'yı birbirine bağlayan bir sistem tarafından test edildi. 1955 ve 1956 yazında ilk transatlantik telefon kablosu İskoçya'daki Oban ile adadaki Clarenville arasında döşendi. Newfoundland, mevcut telgraf hatlarının çok kuzeyinde. Her kablo yaklaşık 1950 deniz mili uzunluğundaydı ve 51 tekrarlayıcıya sahipti. Sayıları, yüksek voltajlı bileşenlerin güvenilirliğini etkilemeden güç için kullanılabilecek terminallerdeki maksimum voltaj ile belirlendi. Voltaj bir uçta +2000 V ve diğer uçta -2000 V idi. Sistemin bant genişliği,sıra, tekrarlayıcı sayısına göre belirlendi.
Tekrarlayıcılara ek olarak doğu-batı hattına 8, batı-doğu hattına 6 deniz altı ekolayzır takıldı. Frekans bandında birikmiş kaymaları düzelttiler. 144 kHz bant genişliğindeki toplam kayıp 2100 dB olmasına rağmen, ekolayzır ve tekrarlayıcı kullanımı bunu 1 dB'nin altına indirdi.
Başlarken TAT-1
25 Eylül 1956'da lansmandan sonraki ilk 24 saatte, Londra ve ABD'den 588, Londra'dan Kanada'ya 119 arama yapıldı. TAT-1, transatlantik ağın kapasitesini hemen üç katına çıkardı. Kablo bant genişliği 20-164 kHz idi; bu, 6'sı Londra ve Montreal arasında ve 29'u Londra ve New York arasında bölünmüş olan 36 ses kanalına (her biri 4 kHz) izin verdi. Bir kanal telgraf ve hizmet için tasarlandı.
Sistem ayrıca Newfoundland üzerinden bir kara bağlantısı ve Nova Scotia'ya bir deniz altı bağlantısı içeriyordu. İki hat, 14 UK Post tasarımlı katı tekrarlayıcı ile tek bir 271 deniz mili kablosundan oluşuyordu. Toplam kapasite, 24'ü Newfoundland ve Nova Scotia'yı birbirine bağlayan 60 ses kanalıydı.
TAT-1'de daha fazla iyileştirme
TAT-1 hattı 42 milyon dolara mal oldu. Kanal başına 1 milyon dolarlık fiyat, bant genişliğini daha verimli kullanacak terminal ekipmanlarının geliştirilmesini teşvik etti. Standart 48 kHz frekans aralığındaki ses kanalı sayısı az altılarak 12'den 16'ya yükseltilmiştir.genişlikleri 4 ila 3 kHz. Diğer bir yenilik ise Bell Laboratuarlarında geliştirilen geçici konuşma enterpolasyonu (TASI) idi. TAŞI, konuşma duraklamaları sayesinde ses devrelerinin sayısını iki katına çıkardı.
Optik sistemler
İlk okyanus ötesi optik kablo TAT-8 1988'de faaliyete geçti. Tekrarlayıcılar, optik sinyalleri elektrik sinyallerine dönüştürerek darbeleri yeniden üretti ve bunun tersi de oldu. İki çalışan fiber çifti 280 Mbps hızında çalıştı. 1989'da, bu transatlantik İnternet kablosu sayesinde IBM, Cornwall Üniversitesi ile CERN arasında T1 düzeyinde bir bağlantı finanse etmeyi kabul etti ve bu, erken İnternet'in Amerika ve Avrupa kısımları arasındaki bağlantıyı önemli ölçüde geliştirdi.
1993 yılına kadar, dünya çapında 125.000 km'den fazla TAT-8 faaliyetteydi. Bu rakam neredeyse analog deniz altı kablolarının toplam uzunluğuna tekabül ediyordu. 1992'de TAT-9 hizmete girdi. Fiber başına hız 580 Mbps'ye yükseltildi.
Teknolojik atılım
1990'ların sonlarında, erbiyum katkılı optik amplifikatörlerin geliştirilmesi, deniz altı kablo sistemlerinin kalitesinde bir kuantum sıçramasına yol açtı. Yaklaşık 1.55 mikron dalga boyuna sahip ışık sinyalleri doğrudan yükseltilebilir ve verim artık elektroniklerin hızıyla sınırlı değildir. Atlantik Okyanusu üzerinden uçmak için optik olarak geliştirilmiş ilk sistem 1996'da TAT 12/13 idi. İki fiber çiftinin her birindeki iletim hızı 5 Gbps idi.
Modern optik sistemler, bu kadar büyük hacimlerin iletilmesine izin verirfazlalığın kritik olduğu veriler. Tipik olarak, TAT-14 gibi modern fiber optik kablolar, bir halka topolojisinin parçası olan 2 ayrı transatlantik kablodan oluşur. Diğer iki hat, Atlantik Okyanusu'nun her iki tarafındaki sahil istasyonlarını birbirine bağlar. Veriler, halkanın etrafına her iki yönde de gönderilir. Bir kırılma durumunda, halka kendi kendini onaracaktır. Trafik, servis kablolarındaki yedek fiber çiftlerine yönlendirilir.
