Onderzeekabel

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Dwarsdoorsnede onderzeekabel
Kabellegschip René Descartes van het France Telecom

Een onderzeekabel wordt gebruikt voor telecommunicatie en is een belangrijke schakel in het internetverkeer tussen de continenten. De kabel bestaat uit glasvezels ingebed in een gel van aardolie met daaromheen verschillende lagen bestaande uit (van binnen naar buiten):

Een zeekabel wordt met een speciaal schip gelegd, dat tot 4000 km kabel in één keer kan vervoeren.

Telegraafkabels[bewerken]

Nadat de Britten William Fothergill Cooke en Charles Wheatstone in 1839 de eerste commerciële telegraafverbinding tot stand hadden gebracht nam telegrafie in de tweede helft van de negentiende eeuw een grote vlucht voorwaarts. In veel landen werd begonnen met de aanleg van een bovengronds telegraafnetwerk.

Ondanks de hoge kosten was de tijdwinst enorm. Deden berichten verstuurd met de postkoets er dagen over, met de telegraaf was het bericht binnen enkele minuten verstuurd naar de andere kant van het land. Echter bij de zee en de oceaan stopte die hoge snelheid. Een brief van Engeland naar de Verenigde Staten deed er zelfs per stoomschip nog steeds dagen over.

Experimenten[bewerken]

Ingenieurs gingen daarom op zoek naar de mogelijkheden van onderzeese kabels en dan met name naar isolatiematerialen om de elektrische geleider te isoleren van het omringende water. In 1842 lukte het Samuel Morse om een kabel, geïsoleerd met geteerde hennep en Indische rubber, te leggen in de haven van New York en er telegrammen over te versturen.[1] In Groot-Brittannië ondernam Wheatstone een vergelijkbaar experiment in Swansea Bay.

In 1842 verscheen een ander isolatiemateriaal op de markt die eenvoudig smolt en aangebracht kon worden om de kabelgeleider. Guttapercha, het kleverige sap van de Palaquium rubberboom werd in Europa geïntroduceerd door de William Montgomerie, een Schotse arts in dienst van de Britse Oost-Indische Compagnie.[2] Michael Faraday ontdekte al snel de voordelen van guttapercha als isolator en Wheatstone suggereerde dat het gebruikt kon worden voor een kabel van Dover naar Calais.

Eerste commerciële kabels[bewerken]

In augustus 1850 legden de broers Jacob en John Watkins Brett van de Anglo-French Telegraph Company de eerst onderzeese telegraafkabel over het Kanaal. Deze eerste kabel was een eenvoudige koperen draad omhuld met guttapercha en geteerde hennep, zonder enige mechanische bescherming. Hoewel de kabel werkte was het succes ervan van korte duur. Een Franse visserman kreeg de kabel in zijn netten en sneed er vervolgens een stuk uit om het aan zijn vrouw te laten zien.

Op 25 september 1851 werd door gebroeders Brett een nieuwe kabel over het Kanaal gelegd, ditmaal voorzien van een armeering van gegalvaniseerde staaldraden.[3] Het jaar daarop werden Groot-Brittannië en Ierland met elkaar verbonden. In 1853 werd een kabel gelegd tussen Dover en Oostende en in mei 1853 werd Engeland verbonden met Nederland via een kabel over de Noordzee, van Londen via Orfordness en Scheveningen naar Den Haag.[4][5] De kabel werd gelegd door de Monarch, een raderboot die speciaal voor dit doel was aangepast. Binnen drie jaar werden er nog eens drie kabels tussen Nederland en Engeland gelegd.

Ook naar de eilanden in het Middellandse Zeegebied werden telegraafkabels gelegd. In 1854 werd onder leiding van Willoughby Smith de eerste mediterraanse zeekabel gelegd tussen La Spezia en Corsica, tussen Corsica en Sardinië en later tussen Sardinië en Algerije.[6]

Trans-Atlantische telegraafkabel[bewerken]

Kaart met locatie van de kabel
Nuvola single chevron right.svg Zie Trans-Atlantische telegraafkabel voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Reeds in 1840 had Samuel Morse de mogelijkheid geopperd om een telegraafkabel dwars over de Atlantische Oceaan aan te leggen, van New York naar Londen. Het was de Amerikaanse zakenman Cyrus West Field die met financiële steun van Amerikaanse en Britse industriëlen in 1857 de eerste pogingen ondernam om zo'n kabel te leggen.

Pas op 5 augustus 1858 lag er een bruikbare kabel op de bodem van de Atlantische oceaan. Maar van het begin af aan kampte deze kabel met technische problemen om na een maand in dienst te zijn geweest definitief de geest te geven. Dankzij veel geavanceerdere technieken leverden hernieuwde pogingen in 1865 en 1866 van Field met het stoomschip Great Eastern wel een succesvolle telegrafieverbinding op. Additionele kabels tussen het Ierse eiland Valentia en Newfoundland werden gelegd in 1873, 1874, 1880 en 1894.

Indo-Europese telegraaflijn[bewerken]

Een in 1863 gelegde kabel naar Bombay voorzag in een belangrijke verbinding met Saoedi-Arabië. In 1870 werd Bombay verbonden met Londen met de aanleg van de Indo-Europese telegrafielijn, waarbij een onderzeese kabel door de Zwarte Zee deel van uitmaakte. Deze lijn werd in opdracht van de Britse overheid aangelegd door de gezamenlijke inspanning van vier kabelbedrijven. In 1872 werden deze bedrijven samengevoegd tot de Eastern Telegraph Company, met John Pender als eigenaar.

Kabels in de Grote Oceaan[bewerken]

In 1902 werd Hawaï verbonden met het Amerikaanse vasteland en in 1903 Guam met de Filipijnen. In 1902 werden ook Canada, Australië, Nieuw-Zeeland en Fiji met elkaar verbonden.

Telefoonkabels[bewerken]

In juni 1922 werd voor het telefoonverkeer tussen Engeland en Nederland een pupinkabel gelegd.[7] Hoewel vanaf de jaren 1920 serieus werd overwogen om een trans-Atlantische telefoonkabel te leggen waren er eerst een aantal technologische innovaties noodzakelijk die pas beschikbaar kwamen in de jaren 1940. Een vroege poging om een gepupiniseerde telefoonkabel te leggen begin jaren 1930 mislukte als gevolg van de Grote Depressie.

Tussen 1955 en 1956 werd de eerste trans-Atlantische telefoonkabel (TAT-1) gelegd tussen Callanach Bay, nabij de Schotse plaats Oban, en Clarenville op Newfoundland. De kabel werd ingehuldigd op 25 september 1956, met een begincapaciteit van 36 telefoonkanalen. Deze kabel was een coaxiale kabel met polyethyleen als isolatiemateriaal en in-lijn versterkers op basis van de beste vacuümbuizen die destijds beschikbaar waren. Via de kabel worden de signalen via de methode van "Frequency-division multiplexing" (FDM) verstuurd.

De meeste van de kabels zijn nog steeds beschikbaar, maar zijn vanwege de beperkte bandbreedte ongeschikt voor commerciële doeleinden. Sommige worden gebruikt als wetenschappelijke instrument voor het meten van aardbevingen en andere geomagnetische gebeurtenissen.

Glasvezelkabels[bewerken]

In de jaren 1980 worden de eerste glasvezelkabels ontwikkeld. De eerste trans-Atlantische telefoonkabel met glasvezels was de TAT-8, die in 1988 in gebruik werd genomen. Deze kabel had twee operationele glasvezelparen en een reserve paar, van een glasvezelpaar wordt per zendrichting één ader gebruikt.

Alle moderne onderzeese communicatiekabels die tegenwoordig worden gebruikt zijn op basis van moderne glasvezeltechnologie. Hoewel men nog steeds spreekt van telefoonkabels bestaat het grootste gedeelte van de gegevens die over deze kabels verstuurd wordt uit internetdata.

Energiekabels[bewerken]

Naast communicatiekabels (eerst telegrafie, later telefonie en internetdata) worden er ook onderzeese energiekabels gelegd. In eerste instantie vooral om afgelegen eilanden van elektriciteit te voorzien. De lengte van onderzeese wisselstroomkabels wordt beperkt door de elektrische capaciteit tussen de fasen en het omringende metalen aardscherm. Het reactieve vermogen (blindvermogen) dat hiervoor nodig is kan – als de kabel lang genoeg is – de volledige stroomcapaciteit van de kabel in beslag nemen zodat er geen bruikbaar vermogen overblijft om getransporteerd te worden.

Omdat gelijkstroom dit nadeel niet heeft wordt voor het transport van grote hoeveelheden energie over lange zeekabels hoogspanning gelijkstroom (HVDC) gebruikt in plaats van wisselstroom. Nadeel hiervan is wel dat speciale, kostbare conversiestations noodzakelijk zijn.

De eerste HVDC-zeekabel werd in 1954 gelegd tussen het vasteland van Zweden en Gotland, gevolgd door vele andere kabels. In mei 2008 werd de tot nu langste HVDC-kabel in gebruik genomen, de 580 kilometer lange NorNed-kabel tussen de Eemshaven in Nederland en Feda in Noorwegen.

Bronnen
Referenties