海底電纜的重要性及其水下競爭的新篇章

時間：2016-07-07作者：深圳市塘鴻森電子有限公司瀏覽：81

近日，美國《原子科學(xué)家公報》刊登美國戰(zhàn)略與預(yù)算評估中心（CSBA）**研究員布萊恩·克拉克的文章，題為《海底電纜與水下競爭的未來》。文章認(rèn)為，當(dāng)前，包括軍事和金融領(lǐng)域在內(nèi)的幾乎所有語音通信和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)均通過海底光纜來傳輸。這些通信線路即便受到臨時破壞，也會產(chǎn)生嚴(yán)重后果。其未來安全取決于各國對下一輪水下技術(shù)的認(rèn)識與運(yùn)用。

 　　地球2/3的表面被海水覆蓋。海洋在各國的安全戰(zhàn)略中，歷來只被當(dāng)作商業(yè)及*航道，或者一種防止外敵入侵的**屏障。而這正在發(fā)生改變：如今，大海已開始被**視為蘊(yùn)藏重要自然與軍事資源的**。新技術(shù)的發(fā)展，使得在深海勘探及資源開采成為可能。隨之而來的，是很多國家的**主張，例如，在塞浦路斯以南的地中海，以色列、土耳其、希臘和埃及都聲稱對較近發(fā)現(xiàn)的油田擁有所有權(quán)。在海底，還存在著比油氣較為重要的資源：海底電纜。世界上至少95%的語音通信和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通過約300條跨洋光纜進(jìn)行傳輸，其中包括軍事通信和每年**過4萬億美元的金融交易。如果不采取正確的防范措施，它們?nèi)伎赡艹蔀榇嗳醯墓裟繕?biāo)。

　　1、海底電纜的重要性

 　　海底電纜的歷史可追溯到19世紀(jì)中葉，即1858年大西洋電報公司建立的**條橫跨大西洋的電報通信線路。1988年，海底電纜實(shí)現(xiàn)了從銅芯電纜到光纖電纜的升級，數(shù)據(jù)量得到大幅提升，形成了對萬維網(wǎng)及此后的**互聯(lián)網(wǎng)的帶寬支撐。目前，**共有約300條跨洋海底電纜，為滿足日益增長的帶寬需要，更多的電纜正在鋪設(shè)之中。海底電纜傳輸?shù)膬?nèi)容包羅萬象，數(shù)量龐大，例如：由Facebook投資鋪設(shè)、連接?xùn)|亞各國的“亞太門戶”電纜，每秒傳輸量可達(dá)55 TB；由谷歌贊助、連接美國和日本的FASTER電纜，每秒傳輸量可達(dá)60 TB；谷歌公司還在為一條連接美國和巴西的60 TB/秒海底電纜提供資金支持。

 　　在*領(lǐng)域，各國依賴海底電纜來協(xié)調(diào)軍事行動，開展**，收集情報。通信衛(wèi)星使用的射頻電路帶寬過窄，無法支撐TB級傳感器數(shù)據(jù)或**性軍事行動的需要。鑒于此，機(jī)密的軍事通信使用與民用相同的海底電纜網(wǎng)絡(luò)，但此舉存在被竊聽的風(fēng)險。據(jù)報道，美國在冷戰(zhàn)期間曾在較老舊的銅芯通信電纜上進(jìn)行過類似活動。

 　　竊聽電纜在理論上可行，但較*操作的是切斷或毀壞電纜，對電纜用戶造成影響。隨著海底搜索設(shè)備及無人潛航器的發(fā)展，海底電纜的搜尋工作變得較加*。在分秒必爭的軍事行動或外交活動中，幾分鐘或幾小時的通信中斷都可能是災(zāi)難性的。而修復(fù)海底電纜困難重重且十分耗時。除了電纜本身外，其在岸上的連接點(diǎn)比海底電纜較*被發(fā)現(xiàn)和受到攻擊。不過，越來越多的電纜已經(jīng)安裝在海底，冗余（通常指通過多重備份來增加系統(tǒng)的可靠性）將增強(qiáng)通信網(wǎng)絡(luò)的彈性，但切斷一條或多條海底電纜造成的帶寬減少依然影響重大。

 　　考慮到電纜通信中斷可能帶來的經(jīng)濟(jì)和軍事影響，在未來沖突中，具備對海底電纜及其岸上連接點(diǎn)構(gòu)成威脅或予以保護(hù)的能力變得愈發(fā)重要。沖突時，攻擊者可能對電纜發(fā)動協(xié)同攻擊，迫使對手讓步，或?qū)﹄娎|的攻擊作為初期進(jìn)攻的一部分，以切斷對方*與國家指揮系統(tǒng)、情報數(shù)據(jù)及傳感器信息的聯(lián)系。電纜攻擊還可以阻止裝備核武器的對手監(jiān)視與控制其戰(zhàn)略武器和預(yù)警系統(tǒng)，破壞戰(zhàn)略平衡。作為回應(yīng)，被攻擊者可能會提高核武器的警戒水平，或者先發(fā)制人發(fā)起攻擊。

　　2、利用無人技術(shù)

 　　新技術(shù)的發(fā)展，一方面使海底電纜面臨的威脅越來越多，另一方面也能為各國保護(hù)水下基礎(chǔ)設(shè)施做出貢獻(xiàn)。動力和控制技術(shù)的進(jìn)步提升了無人潛航器的續(xù)航力和可靠性，預(yù)計(jì)未來10年內(nèi)可實(shí)現(xiàn)在不加油的情況下一次航行數(shù)月；傳感器和處理技術(shù)的進(jìn)步將使無人潛航器獲得更多的自主性。

 　　通信是水下平臺長期存在的一個弱點(diǎn)。但借助于新的或改進(jìn)的水下通信手段，潛艇和無人潛航器可以在不暴露桅桿的情況下，相互之間，或與海底系統(tǒng)、岸上指控中心進(jìn)行通信。水聲通信已能夠以較低帶寬在有效作戰(zhàn)距離內(nèi)使用；而在較近距離，發(fā)光二極管及激光器可以獲得與線纜幾乎相同的數(shù)據(jù)率。新型漂浮或拖曳式無線電收發(fā)機(jī)支持水下平臺與水面*進(jìn)行通信，而且沒有被探測的風(fēng)險。

 　　水下通信及無人潛航器續(xù)航力方面的局限性還可以通過正在發(fā)展的新一代海底系統(tǒng)來彌補(bǔ)。譬如美國海軍“*部署的能源和通信基地”，這是一種集裝箱大小的系統(tǒng)，可以放置在海底，作為無人潛航器的“休息站”，供其充電、下載數(shù)據(jù)、上傳命令等，使其得以持續(xù)開展諸如監(jiān)視和搜索電纜、輸油基礎(chǔ)設(shè)施，或在彈道導(dǎo)彈核潛艇活動區(qū)域監(jiān)聽敵方潛艇的任務(wù)。同時，該系統(tǒng)也可以利用無人潛航器實(shí)現(xiàn)與岸上的通信。要在無法安裝*聲納陣列的水域進(jìn)行長期的水下監(jiān)視，可以將便攜式海底傳感器（如淺水監(jiān)視系統(tǒng)與持久近海監(jiān)視系統(tǒng)）布放于敵潛艇或無人潛航器可能經(jīng)過的緊要之地。

　　3、水下競爭的新篇章

 　　海底監(jiān)視與控制方面的競爭將在未來一二十年內(nèi)愈演愈烈，其格局將由水下作戰(zhàn)方式上出現(xiàn)的以下重大變化來決定：

 　　①新的傳感器技術(shù)。隨著潛艇噪音越來越小，隱身能力越來越強(qiáng)，各國部署的幾乎無噪音的無人潛航器越來越多，傳統(tǒng)被動聲納的效力正在下降。雖然過去50年反潛戰(zhàn)主要依賴被動聲納，但到本世紀(jì)20年代，主要的探測方法將是低頻主動聲納、非聲學(xué)探測，或者其他此前未使用過的技術(shù)。

 　?、谒孪到y(tǒng)家族。水下戰(zhàn)系統(tǒng)將越來越多地從潛艇轉(zhuǎn)向無人系統(tǒng)，如無人潛航器。大型無人系統(tǒng)和其他較小、較難被探測的系統(tǒng)將在較大程度上被用來取代有人潛艇，執(zhí)行抵近敵方海岸的戰(zhàn)術(shù)任務(wù)，包括搜尋敵方彈道導(dǎo)彈核潛艇，或攻擊敵水下基礎(chǔ)設(shè)施。防御方面，需要無人潛航器及海底傳感器來實(shí)施對友方海底電纜、能源管道及系統(tǒng)的持續(xù)監(jiān)視。

 　?、鬯隆白鲬?zhàn)網(wǎng)絡(luò)”。新型、作用距離較遠(yuǎn)的傳感器，以及新的水下通信能力，將使水下“火控網(wǎng)絡(luò)”行動成為可能（類似水面力量利用無線電信號開展行動）。水下網(wǎng)絡(luò)還能夠?qū)崿F(xiàn)由無人潛航器“蜂群”自主實(shí)施、或在有人潛艇及其他平臺控制下實(shí)施的協(xié)同監(jiān)視或攻擊行動。

 　　④“海床戰(zhàn)”。發(fā)生沖突時，在前哨系統(tǒng)的支持下，已部署及固定的傳感器和無人潛航器可以增強(qiáng)潛艇的能力，并可以接受潛艇的控制。各國對這些能力的依賴，將引發(fā)其競相發(fā)展在沿海海床布放或清除各種系統(tǒng)的能力，包括快速搜索及評估海底的能力。有能力較好利用海底的國家將在沖突中占據(jù)上風(fēng)，尤其在沖突的早期階段，對海底電纜或彈道導(dǎo)彈潛艇展開災(zāi)難性攻擊會明顯打破平衡。

 　　**關(guān)系的穩(wěn)定，部分取決于可預(yù)見性，以及識別攻擊并做出回應(yīng)的能力。通過讓對手失去監(jiān)視和指揮控制能力，或者讓對手“二次打擊”的彈道導(dǎo)彈潛艇置于險地，水下戰(zhàn)領(lǐng)域出現(xiàn)的新變化將威脅到當(dāng)前的相對穩(wěn)定。為維護(hù)*與穩(wěn)定，主要經(jīng)濟(jì)體和核大國需要提高其監(jiān)視并控制己方臨近海域的能力，像對空域那樣予以重視。


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• 詞條

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