互联网的发展是一部从有线到无线的发展史。
在20世纪80年代，我们只能通过电话线拨号上网。如今，蜂窝网络和WiFi允许每个人随时随地与数字世界联系。
在手机这个最常用的上网设备上，我们开始习惯了无线传输和耳机孔的消失，现在无线充电也在尝试切断一根又一根充电线。
真的是互联网无线连接全球，千里之外的人可以面对面对话吗？
事实上，互联网世界从来都不是“无线”的，而是由遍布深海的无数海底光缆连接起来的。一个坏了，你可能连微信都发不出去。
海底光缆如何连接全球互联网？
我们印象中的互联网，往往是一个看不见的虚拟世界。而真实的互联网世界，大概是这样的:
▲图片来自:he.net
这是分布在世界各地的大约380条海底光缆，总长超过120万公里，可以绕地球30圈。除了南极洲，海底光缆连接了地球上所有大陆的互联网。
这些海底光缆就像互联网的毛细血管一样，承担着全球95%以上的国际数据传输。
我们可以在国外与家人进行视频通话，可以在手机上观看英超、NBA等国际体育赛事的直播，这一切都要归功于这些深埋在海底的光缆。
当你我在上海用手机向纽约的朋友发送视频时，这个视频的数据会被附近的基站接收到，然后经过机房和数据中心，再在海底电缆中穿越太平洋，最后被纽约的朋友接收到。
▲图片来自:TE连接
全程长达15000公里，却只用了一秒钟。海底光缆是互联网世界的数据传输高速公路。
目前最快的海底光缆是Marea，横跨大西洋6600公里。它是由微软、脸书和电信基础设施公司Telxius联合开发的。理论上，它每秒可以传输高达160 TB的数据。
160Tbps是什么概念？这个数据传输速度是一般家庭宽带的1600万倍，相当于同时传输7100万部高清电影。
由于海底光缆必须连接几个大洲的不同国家，海底光缆的长度通常从几千公里或更长开始。最长的是亚欧三号海底光缆，西起德国诺尔登，东至日本冲绳，全长3.9万公里，连接四大洲。
▲亚欧三号海底光缆有39个着陆点。
你可能会说，为什么不能像过去的电视一样通过卫星传输数据，马斯克的SpaceX不是还在建设覆盖全球的卫星互联网吗？
实际上，卫星传输远不能取代海底光缆。
且不说卫星通过近地轨道的传输距离比海底光缆还要长，更承受不了互联网的巨大容量。海底光缆的通信能力是卫星的1000多倍，卫星更易受天气条件的影响。
因此，考虑到传输效率和成本，海底光缆是互联网通信的最佳选择。
据信息产业部传输规划司专家刘占霞介绍，互联网通信占用的带宽占全部光缆通信的90%以上。只有一小部分是通过卫星传输的。
由于海底光缆几乎承担了整个全球互联网的通信，一旦出现故障，后果可能不堪设想。
比如2006年，台湾省地震导致该海域13条海底光缆断裂，直接导致中国网民一个月无法正常上网。当时中国网民数量只有1.3亿。
2013年，一群无聊的人潜入海底，切断了东南亚-中东-西欧的4号光缆，导致埃及的网速瞬间下降60%。
如果这样的事情发生在今天，我无法想象我们的生活会受到怎样的影响。
人类的第一条越洋电缆和哥伦布发现新大陆一样重要。
虽然互联网诞生只有50年，但其实早在100多年前，电话诞生之前，人类就已经开始通过铺设海底电缆来进行远距离通信。
人类历史上第一条海底电缆是在1850年铺设的。它是由英法电报公司开发的，它跨越了英吉利海峡，连接了英国和法国。它只能用来发送莫尔斯电码。由于没有保护措施，一度被渔民当做大鱼捞上来。
▲早期的海底电缆是由铜线制成的。
欧洲海底电缆铺设成功后，英国人很快将目光投向了大西洋彼岸的北美大陆。但是，两者的难度却大相径庭。一艘船横渡大西洋需要三个多星期。更重要的是，连接欧洲和北美所需的电缆重量远远超过了当时任何一艘船。
1854年，从纽约到纽芬兰的海底电缆遇到了财务问题。一位负责这个项目的英国工程师去纽约寻求投资，遇到了美国企业家塞勒斯·韦斯特菲尔德。
▲赛勒斯西场。
两人一拍即合，一项将载入人类史册的海底电缆工程开始了。
在斯蒂芬·茨威格的经典历史传记《当人类的星星闪耀时》中，有一章专门讲述了菲尔德如何铺设第一条跨洋电缆。
1858年8月，第一个字通过细铜线传到了美国，第一条跨洋海底电缆铺设完毕。
美国正在庆祝的消息一出，菲尔德一夜之间成为了与哥伦布平起平坐的民族英雄。当时，英国《泰晤士报》在其社论中给出了这样的评价:
自从哥伦布发现新大陆以来，在人类活动大大扩展的过程中，这是没办法比的。
▲英国女王和美国总统互致贺电。
然而，这条电缆只工作了一个月就罢工了，菲尔德成了英雄和“骗子”。几年后，美国内战爆发，世界经济大萧条接踵而至，菲尔德的公司濒临破产，但他始终没有放弃大西洋深处的电缆。
终于在1866年7月13日，历经十余年，数次失败，菲尔德终于成功，菲尔德成为公认的“电缆之父”，为今天的全球互联网埋下了重要伏笔。
在成功铺设越洋海底电缆22年后，中国第一条海底电缆也投入使用。全长117海里，造价22万银元，用于清廷与台湾省的交通往来。
这条电缆一直工作到1931年，因为福建电信员工不满南京政府在日本压力下签订的不平等条约，主动将其切断。
直到1988年，随着光纤材料的发展，海底电缆升级为海底光缆，逐渐成为全球互联网的重要基础设施。
除了电信运营商，为了满足日益增长的带宽需求，降低数据传输成本，各大互联网巨头也斥巨资进行海底光缆建设。
谷歌工程高级副总裁在2018年的官方博客中表示，在过去三年中，谷歌在网络基础设施方面的投资超过300亿美元，在建的三条海底光缆的成本也将超过1亿美元。
不久前，谷歌宣布建设一条新的海底光缆格蕾丝·赫柏，连接美国、英国和西班牙。据悉，这条光缆有16对光纤，将刷新光缆的带宽记录。目前，只有6-8对光纤用于海底光缆。
届时，广大网民的上网速度将提高一个数量级。
如何把光缆放进几千米深的海底？
海底光缆的特点不仅长，而且深。最深的海底光缆铺设在8000多米的深海，深度相当于珠穆朗玛峰。
那么如何把这些几千到几万公里的光缆铺设到几公里深的海底呢？
这是公认的世界上最复杂和最困难的大型项目之一。除了要把几千吨的光缆运到船上，在铺设过程中还要避开上万公里线路上的礁石和岩石，这在波涛汹涌的海面上是不容易的。
铺设光缆的任务是由铺缆船来执行的，但是出海前有很多准备。除了调查铺设路线，规划合适的路线，还要花上几周的时间，把几千吨的光缆绕到船上的电缆存放托盘上。
铺缆船的铺设过程主要分为浅海区和深海区两个阶段。
在浅海区，铺缆船将光缆载到离着陆点几公里的海面上，然后由一艘小驳船将光缆绑在浮筒上，拖到岸边。然后，移除浮标，光缆沉入海底。最后由潜水员或遥控机器人掩埋光缆。
更大的挑战是在深海区域，考验的是铺缆船的驾驶技术。需要控制航行速度和放缆速度，保证光缆的入水角度和敷设张力合适，避免损伤光缆中的光纤，顺利完成敷设。
要把光缆铺设到海底，还需要铺设犁。它的外观和功能与用于耕作的犁没有区别，只是在几公里深的海底“耕作”。
当埋犁随光缆下放到海底时，首先用喷射工具喷射高压水流，在海底冲出一个约2 -3米深的沟槽。然后将光缆通过导缆孔放入凹槽中，最后将光缆覆土。
▲图片来自:YouTube
铺设完成后，并不是一劳永逸，出现故障后的维护难度不亚于铺设。
还记得野外的越洋电缆吗？故障用了7年多才修复成功。虽然今天光缆技术已经有了很大的进步，但是维护过程仍然不简单。
事实上，为了保证光缆不被海水腐蚀，不被鱼咬，光缆本身就装有几层由聚乙烯、沥青、钢丝、铜管等材料制成的“铠甲”。他们想保护一根只有头发丝大小的光纤。
与很多人的直觉相反，海越浅，光缆的保护层越多，越厚。深海的光缆不需要这么多保护，因为在浅海，更容易受到捕鱼、船只等人类活动的破坏。
▲图片来自:nec
海底光缆因天灾人祸造成的损坏，每年都会发生一两百次。故障发生后，在数万公里的光缆中定位受损位置是第一个难点。
一般会利用光时域反射仪在光缆中发射一个激光信号来定位光缆故障，然后根据断裂位置的信号反弹来估计大概位置。
然后，技术人员向光缆发送特定电压和低频声波两种信号，经维修船上的传感器定位后，可以进一步确认光缆的故障位置。
接下来，维修船将在故障位置上方航行。如果光缆在2000m以内的海底，会派出水下机器人把海底的光缆挖出来，切断故障部分，把剩下的两端带回船上修理。
▲图片来自:Wired
如果是在2000以下的深海，就会出动巨型抓斗把光缆钩回海面。整个操作过程就像玩一个巨型娃娃机。
然后，在船上，通过使用光纤接合机将光缆的切割部分与替换光缆接合。因为光纤比一根头发丝还细，所以拼接工作就像一个精细的外科手术。测试结束后，光缆将再次埋入海底。
修理光缆不仅费时费力，而且成本很高。修复一根光缆的费用从几十万美元到几百万欧元不等，但在今天，与网络瘫痪带来的损失相比，这笔维护费用根本不算什么。
这条海底电缆连接着我们的互联网世界。你在对话框中收到的每个单词、图片或视频，以及你在网飞和YouTube上看到的每张图片，都可能在深海下穿越数千英里，才出现在你的屏幕上。
图片来自:破坏王拉尔夫
