浅谈我国海缆敷设装备发展

2024/09/02 责任编辑:Hanson 访问:1331

“弹指一挥间。可上九天揽月,可下五洋捉鳖,谈笑凯歌还。”现如今,我国科技、工业、制造业等多领域在航空及海洋两大板块都拥有着强劲而长足的发展。

在海洋板块,随着全球化进程的推进以及海洋经济的发展,海洋通信这一赛道得到了国际上越来越多的青睐。海洋经济涵盖了海洋运输、海洋资源开发、海洋环保等多个领域,这些领域的发展都需要海洋通信技术支撑——而海洋通信需要海缆作为信息传播的基本媒介。本文浅谈海底光缆及海底光缆敷设船的情况。

“海缆”是个笼统的概念,主要可分为海底通信光缆(俗称“海光缆”)、海底电力电缆(俗称“海电缆”)、海洋工程缆(俗称“海工缆”)等类型。海光缆主要用于通信,但结构中可含有向水下设施供电的电单元;海电缆主要以传输电力为主,但结构中可含有用于通信、传感的光单元;海工缆结构中往往同时包含传输通信、电力、信号和/或液体的单元且可能垂直布放。

与陆地上的光缆铺设所不同的是,海缆建设需要海缆敷设船的参与。

海缆敷设船是为铺设和维修海缆的专用船舶,除了必要的导航和定位功能外,通常配备有储缆池或布缆设备、门形起重机、水下埋设犁、水下机器人等专用设备,以便将海缆敷设到海床上或埋设到海底。

海缆的铺设过程可以分为两个部分,即浅海区域埋设和深海区域铺设,其中在浅海区域由于人类活动频繁,还要经历勘察清理、海缆敷设和冲埋保护三个阶段。而完成缆的铺设,主要依靠的是敷设船及水下机器人,其中海光缆敷设要特别注意航行速度、缆释放速度,以控制光缆的入水角度以及敷设张力,避免由于弯曲半径过小或张力过大而损伤光缆中脆弱的光纤。此外,海光缆铺设准备工作也分为两种:一种是完全在陆地上完成光缆与相关设备的集成,再由敷设船运至海洋进行铺设;第二种则是将海光缆放置于敷设船的缆盘之上,在海上进行缆与水下设备的集成接续继而下放至水中。(值得一提的是,全球厂商的海缆产品要进入国际市场,必须通过通用接头联盟的认证,以确保各国厂商设备达到统一的性能标准。目前,我国亨通海洋、中天科技与烽火通信的海缆均已获得该项认证。)

因为存在一定的技术壁垒,从全球范围来看海缆船数量并不多,目前约有海(光)缆施工和维护船59艘(2023年数据),且大部分船只的年龄已超过27岁。中国目前拥有的海光缆施工维护船在10艘左右,其他则主要集中在美日法三国,因此国内海光缆施工船从数量上来看与海外有一定的差距。事实上在这一领域内我国仍处于起步阶段,因为海光缆敷设船的技术发展依托于海底光缆的发展,而我国海底光缆市场的发展则与其他发达国家有着一定的时间差距。

1988年,美英法之间的首个越洋海底光缆(TAT-8)系统建成,标志着海底光缆时代正式到来。随后一年,跨越太平洋的海底光缆(全长13200公里)也建设成功,从此,洲际间的海底通信全部由光缆取代了同轴电缆。而同年,我国开始投入到全球海底光缆的投资与建设中来,并于1993年实现了首条国际海底光缆的登陆(中日之间C-J海底光缆系统);1997年,我国参与建设的全球海底光缆系统(FLAG)建成并投入运营,这也是第一条在我国登陆的洲际海底光缆;2000年,随着亚欧海底光缆上海登陆站的开通,我国实现了与33个国家和地区的连接,也标志着我国海底通信达到了新的高度。但一直到2007年,中天科技研发的首例深海光缆技术通过信息产业部检测鉴定,结束了我国无深海光缆制造能力的历史。(我国邮电部在1975年自主研发了一艘名为“邮电1号”的海电缆敷设船,从整个海缆敷设船市场来看我国起步并不晚,但由于市场容量与研发投入不成正比,因此总体发展较为缓慢。)

就现阶段而言,我国海缆敷设船这一细分领域距离完全国产化仍存在着众多壁垒。目前国内该类船舶的控制系统依赖进口,施工装备则较国外有一定性能差距。国内相关公司及高校一直在进行对应的攻关,但距离真正应用仍有相当一段时间;更重要的则是市场问题。与普通陆地光缆不同的是,海底光缆由于要铺设于深海,其光缆结构及使用寿命等技术要求比起陆缆更为严苛,“门槛很高”导致我国有海光缆生产能力的厂家并不多,而生产海光缆敷设船则一如上文所述,有着更高的资质壁垒和技术门槛,投入的资金与市场在国内的比重可能不成正比,因此一定程度上延缓了我国这类船只的市场发展。

但最主要的壁垒,可能还是地缘问题。在2008年之前,85%的海底光缆都由西方和日本的公司铺设。随着中国的入局和快速地发展,使得部分国家开始设法遏制中国——一如中国的陆地光缆市场一般。而近年来,国际形势复杂,针对中国的贸易壁垒不断产生,也使得国内行业企业对各自的发展成果讳莫如深,低调前行。

不过从整个海底光缆市场来看,随着国际互联带宽剧增,全球海缆市场也进入了新旧更替的时间段,在海洋通信领域将会带来海底光缆投资建设的新高潮,单以目前来看有约30%的海底光缆接近使用年限需要维护替换。因此说,首先海缆市场将迎来发展黄金期,此外海缆敷设船这一细分领域作为国内新兴朝阳产业,也会随之迎来发展沃土。也期待我国行业企业能不断突破攻关,于海洋领域在国际范围内拥有更多的“话语权”,收获累累硕果。

注:文内相关信息来源于公开资料,部分引用自中国信通院《全球海底光缆产业发展研究报告(2023)》。

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