해저케이블

해저 케이블 통신 시스템은 해저 케이블과 해저 중계기로 구성된다. 해저 케이블은 바다 밑 8,000m에 부설되는 경우도 있어 육상 케이블에 비해서 내수압이 높고 장력이 강해야 하는 등 엄격한 조건을 충족시켜야 한다. 

 

해저 케이블은 케이블이 절단되거나 해저 중계기가 고장이 나면 회선을 교체하거나 복구하기 위해 케이블 부설 선박을 동원해 수리해야 하기 때문에 많은 비용이 들 뿐더러 장기간에 걸친 통신 서비스를 하지 못하게 된다. 따라서 해저 중계기를 포함한 해저 전송로는 매우 높은 신뢰도가 요구된다.

 

해저 광케이블 중앙에는 6~8개의 광파이버가 들어 있고 어구 등이나 최대 800기압의 수압과 부설시에 가해지는 장력에도 견뎌낼 수 있도록 설계되어 있다.

 

해저 케이블 부설은 해양 조사를 통해 바다 밑의 기복이 심한 곳과 지진이 많이 발생하는 해역, 해저 화산지대 등을 피하고 지질 및 수온 등을 조사한 뒤에 최적의 루트를 선정한다. 해저 케이블의 부설 작업은 육양 작업과 부설 작업으로 나뉜다. 

 

먼저 먼 바다에 있는 케이블 부설 본선에서 해안을 향해 케이블을 육양하는데 수심이 얕은 곳은 다이버가 잠수하여 매설하며 30m 이상의 수심에서는 수압이 높아 매설기나 수중 로봇으로 매설하기도 한다.

 

수심이 1,000m가 넘으면 어선이나 어망이 해저 케이블에 접촉할 가능성이 적기 때문에 매설하지 않고 그냥 설치했다가 나중에 가라앉게 하는데 우선 케이블의 손상을 방지하기 위해 부이(Buoy)로 바다 속에 뜨게 한 후 부이를 끊어내 케이블을 해저에 가라앉게 한다. 이때 수중 로봇으로 바다 밑을 50cm 정도 홈을 파서 그 속에 케이블을 들어앉혀 해류에 의해 자연스레 흙이 덮여지도록 한다.

 

다음은 케이블 부설 본선에서 더 먼 바다를 향해 케이블을 부설한 다음, 마지막으로 상대측 육양 케이블과 연결하는데 상대측 육양 케이블 끝은 약속된 위치에 부이에 의해 떠 있기 때문에 이를 들어올려 선상에서 양쪽 케이블을 연결한 다음 양쪽 육양국에서 실험을 한 후 케이블을 해저에 가라앉힌다.

 

해안에 부설하는 케이블은 파도에 의한 케이블의 이동을 방지하고 어구나 닻 등에 의해서 케이블이 절단되거나 손상되는 것을 방지하기 위해 케이블 밖에 철선으로 보강한 외장 케이블을 사용한다. 또한 트롤 어업이 성한 수심 200m 정도의 얕은 해안에서는 어구로 케이블이 절단되기 때문에 특수한 매설기를 사용하여 바다 밑을 약 70cm 정도의 홈을 파서 이 홈에 케이블을 묻는 공법을 사용하고 있다.

 

해저 케이블의 수리 방법은 고장난 위치를 양측 육양국에서 전기적으로 측정해 고장난 지점에 케이블 부설선을 보내 로프 끝에 달린 닻 모양의 탐색선을 내려보내 탐색을 한다. 절단된 케이블이 있으면 닻으로 끌어올려 부이에 매달아 놓고 다른 한쪽도 똑같은 방법으로 끌어올려서 선상에서 수리를 한 후에 다시 해저에 가라앉힌다.

 

해저 케이블 통신시스템은 해저 케이블과 해저 중계기로 구성된다. 해저 케이블은 수면 아래 8,000m 해저에 부설하는 경우도 있기 때문에 육상 케이블에 비하여 내수압이 높고 장력이 강해야 하는 등 엄격한 조건을 만족하지 않으면 안된다. 특히 대양 횡단 해저 광케이블 통신시스템은 각국마다 따로 개발되고 있는데 다른 방식을 해저에서 상호 접속하는 것이 가능하도록 전송속도, 전송로 부호, 급전 전류 등이 통일되어 있다.

 

바다 밑에서의 케이블 중량은 km 당 약 0.5t 정도이기 때문에 수심 8,000m 바다 밑에 케이블을 부설할 경우 4t의 힘이 케이블에 가해지기 때문에 통상 해저 광케이블의 강도는 10t 이상으로 설계되어 있다.

 

국제 통신수단으로는 해저 케이블 통신과 위성통신이 있다. 위성통신은 우주공간을 이용, 지구상의 어디에서나 통신로를 개설할 수가 있어 편리하지만 무선통신 방식이기 때문에 비나 눈 또는 태양 등 자연 현상의 영향을 받기 때문에 전송 품질이 나빠지는 경우가 있다. 

 

한편 해저 케이블 통신의 경우 전송로가 유선이기 때문에 위성통신에 비하여 기후 등 자연 현상의 영향을 받지 않으며 전송 거리도 짧아 통신 지연이 적은 이점이 있다. 그러나 케이블 부설에 따른 비용이 많이 드는 것이 단점이다.

 

광파이버 케이블이 나오기 이전에는 동축케이블을 사용하였는데 동축케이블은 금속이기 때문에 대용량화가 가능한 위성통신과는 경쟁이 되지 않았다. 예를 들면 직경 25mm 정도의 동축케이블은 약 40km 간격으로 중계기를 설치해야 하고, 한 번에 140명이 통신을 할 수 있는데 이보다 더 많은 용량을 전송하기 위해서는 케이블을 더 굵게 만들어야 한다. 그러나 케이블이 굵어지면 케이블 부설선에 실을 수 있는 양이 적어 케이블을 실어 나르기 위해 케이블 운반선이 자주 항구로 드나들어야 하고 케이블 길이도 짧아져 연결점이 많아지는 문제점이 생긴다.

 

더구나 많은 사람들이 동시에 통화할 수 있도록 하기 위해 케이블을 굵게 하면 케이블 특성상 전송 신호가 점점 약해지기 때문에 이를 증폭시키기 위해 중계기의 수도 늘려야 한다. 동축케이블로 한 번에 1만 명의 소리를 전송하려면 중계기의 간격을 4km마다 1개씩 설치하여야 한다. 우리나라에서 태평양을 건너 미국까지는 약 1만 km가 되므로 2,500여 개의 중계기를 설치해야 하는데 경제적으로 큰 부담이 된다. 그러나 해저 광케이블의 등장으로 이러한 문제들이 해소되었다. 광케이블은 굵게 만들지 않아도 동축케이블보다 몇 십 내지 몇 만 배의 정보량을 전송할 수 있고 중계기를 많이 설치할 필요도 없기 때문이다.