Fa 150 anys, el 16 d'agost de 1858, el president dels Estats Units James Buchanan va rebre un telegrama de felicitació de la reina Victòria i li va enviar un missatge a canvi. El primer intercanvi oficial de missatges a través del cable telegràfic transatlàntic acabat de col·locar es va marcar per una desfilada i una exhibició de focs artificials sobre l'Ajuntament de Nova York. Les festes es van veure eclipsades per un incendi que va passar per aquest motiu, i al cap de 6 setmanes el cable va fallar. És cert que fins i tot abans no va funcionar molt bé: el missatge de la reina es va transmetre en 16,5 hores.
De la idea al projecte
La primera proposta de telègraf i oceà Atlàntic va ser un esquema de retransmissió en què els missatges lliurats per vaixells havien de ser telegrafiats des de Terranova a la resta d'Amèrica del Nord. El problema va ser la construcció d'una línia telegràfica al llarg del difícil terreny de l'illa.
La petició d'ajuda de l'enginyer encarregat del projecte va atreure l'americàempresari i financer Cyrus Field. Durant el seu treball, va creuar l'oceà més de 30 vegades. Malgrat els contratemps que va enfrontar Field, el seu entusiasme va portar a l'èxit.
L'home de negocis va s altar immediatament davant la idea d'una transferència transatlàntica. A diferència dels sistemes terrestres, en què els polsos es regeneraven per relés, la línia transoceànica s'havia de fer amb un sol cable. Field va rebre assegurances de Samuel Morse i Michael Faraday que el senyal es podia transmetre a llargues distàncies.
William Thompson va proporcionar la base teòrica per a això mitjançant la publicació de la llei del quadrat invers el 1855. El temps de pujada d'un pols que passa per un cable sense càrrega inductiva està determinat per la constant de temps RC d'un conductor de longitud L, igual a rcL2, on r i c són la resistència. i la capacitat per unitat de longitud, respectivament. Thomson també va contribuir a la tecnologia del cable submarí. Va millorar el galvanòmetre del mirall, en el qual les més petites desviacions del mirall provocades pel corrent s'amplificaven mitjançant la projecció sobre una pantalla. Més tard, va inventar un dispositiu que registra senyals amb tinta sobre paper.
La tecnologia del cable submarí es va millorar després que la gutaperxa aparegués el 1843 a Anglaterra. Aquesta resina d'un arbre originari de la península de Malaia era un aïllant ideal perquè era termoplàstica, s'estovava quan s'escalfava i tornava a una forma sòlida quan es refredava, facilitant l'aïllament dels conductors. Sota les condicions de pressió i temperatura al fons de l'oceà, les seves propietats aïllantsmillorat. La gutaperxa va continuar sent el principal material aïllant dels cables submarins fins al descobriment del polietilè el 1933.
Projectes de camp
Cyrus Field va liderar 2 projectes, el primer dels quals va fracassar i el segon va acabar amb èxit. En ambdós casos, els cables consistien en un únic cable de 7 nuclis envoltat de gutaperxa i blindat amb filferro d'acer. El cànem enquitrà proporciona protecció contra la corrosió. La milla nàutica del cable de 1858 pesava 907 kg. El cable transatlàntic de 1866 era més pesat, a 1.622 kg/milla, però com que tenia més volum, pesava menys a l'aigua. La resistència a la tracció va ser de 3 t i 7,5 t respectivament.
Tots els cables tenien un conductor de retorn d'aigua. Tot i que l'aigua de mar té menys resistència, està subjecta a corrents vagabunds. L'alimentació es va subministrar per fonts de corrent químic. Per exemple, el projecte de 1858 tenia 70 elements d'1,1 V cadascun. Aquests nivells de tensió, combinats amb un emmagatzematge inadequat i descuidat, van provocar que el cable transatlàntic d'aigües profundes fallés. L'ús d'un galvanòmetre mirall va permetre utilitzar tensions més baixes en línies posteriors. Com que la resistència era d'aproximadament 3 ohms per milla nàutica, a una distància de 2000 milles, es podien transportar corrents de l'ordre d'un mil·liampere, suficients per a un galvanòmetre mirall. A la dècada de 1860 es va introduir un codi telègraf bipolar. Els punts i els traços del codi Morse s'han substituït per polsos de polaritat oposada. Amb el temps, es va desenvoluparesquemes més complexos.
Expedicions 1857-58 i 65-66
Es van recaptar£350.000 mitjançant l'emissió d'accions per posar el primer cable transatlàntic. Els governs nord-americà i britànic van garantir un retorn de la inversió. El primer intent es va fer l'any 1857. Es van necessitar 2 vaixells de vapor, Agamèmnon i Niàgara, per transportar el cable. Els electricistes van aprovar un mètode en què un vaixell posava la línia des d'una estació costanera i després connectava l' altre extrem a un cable d'un altre vaixell. L'avantatge era que mantenia una connexió elèctrica contínua amb la costa. El primer intent va acabar amb un fracàs quan l'equip de posada de cables va fallar a 200 milles de la costa. Es va perdre a una profunditat de 3,7 km.
L'any 1857, l'enginyer en cap de Niàgara, William Everett, va desenvolupar nous equips de posada de cables. Una millora notable va ser un fre automàtic que s'activava quan la tensió arribava a un cert llindar.
Després d'una violenta tempesta que gairebé va enfonsar l'Agamèmnon, els vaixells es van trobar al mig de l'oceà i el 25 de juny de 1858 van començar de nou a estendre el cable transatlàntic. El Niàgara es desplaçava cap a l'oest i l'Agamèmnon es desplaçava cap a l'est. Es van fer 2 intents, interromputs per danys al cable. Els vaixells van tornar a Irlanda per substituir-lo.
El 17 de juliol, la flota es va tornar a trobar. Després de petits singlots, l'operació va ser un èxit. Caminant a una velocitat constant de 5-6 nusos, el 4 d'agost, el Niàgara va entrara Trinity Bay Terranova. El mateix dia, l'Agamèmnon va arribar a la badia de Valentia a Irlanda. La reina Victòria va enviar el primer missatge de salutació descrit anteriorment.
L'expedició de 1865 va fracassar a 600 milles de Terranova, i només l'intent de 1866 va tenir èxit. El primer missatge de la nova línia es va enviar de Vancouver a Londres el 31 de juliol de 1866. A més, es va trobar el final d'un cable perdut el 1865 i la línia també es va completar amb èxit. La taxa de transferència era de 6 a 8 paraules per minut amb un cost de 10 $/paraula.
Comunicació telefònica
L'any 1919, l'empresa nord-americana AT&T va iniciar un estudi sobre la possibilitat de col·locar un cable telefònic transatlàntic. El 1921, es va establir una línia telefònica d'aigües profundes entre Key West i l'Havana.
El 1928 es va proposar posar un cable sense repetidors amb un sol canal de veu a través de l'oceà Atlàntic. L'elevat cost del projecte (15 milions de dòlars) en el punt àlgid de la Gran Depressió, així com les millores en la tecnologia de ràdio, van interrompre el projecte.
A principis de la dècada de 1930, els desenvolupaments en electrònica van permetre crear un sistema de cable submarí amb repetidors. Els requisits per al disseny d'amplificadors d'enllaç intermedi no tenien precedents, ja que els dispositius havien de funcionar ininterrompudament al fons de l'oceà durant 20 anys. Es van imposar requisits estrictes sobre la fiabilitat dels components, en particular els tubs de buit. L'any 1932, ja hi havia làmpades elèctriques que es van provar amb èxitdurant 18 anys. Els elements de ràdio utilitzats eren significativament inferiors a les millors mostres, però eren molt fiables. Com a resultat, el TAT-1 va funcionar durant 22 anys i no va fallar cap llum.
Un altre problema va ser la col·locació d'amplificadors a mar obert a una profunditat de fins a 4 km. Quan la nau s'atura per restablir el repetidor, poden aparèixer torçades al cable amb blindatge helicoïdal. Com a resultat, es va utilitzar un amplificador flexible, que podia adaptar-se a equips dissenyats per al cable telegràfic. Tanmateix, les limitacions físiques del repetidor flexible limitaven la seva capacitat a un sistema de 4 fils.
UK Post ha desenvolupat un enfocament alternatiu amb repetidors durs de diàmetre i capacitat molt més grans.
Implementació de TAT-1
El projecte es va reiniciar després de la Segona Guerra Mundial. L'any 1950, la tecnologia d'amplificació flexible va ser provada per un sistema que unia Key West i l'Havana. L'estiu de 1955 i 1956 es va col·locar el primer cable telefònic transatlàntic entre Oban a Escòcia i Clarenville a l'illa. Terranova, molt al nord de les línies telegràfiques existents. Cada cable tenia unes 1950 milles nàutiques de llarg i tenia 51 repetidors. El seu nombre va ser determinat per la tensió màxima als terminals que es podia utilitzar per alimentar sense afectar la fiabilitat dels components d' alta tensió. La tensió era de +2000 V a un extrem i de -2000 V a l' altre. L'ample de banda del sistema, en el seula cua es va determinar pel nombre de repetidors.
A més dels repetidors, es van instal·lar 8 equalitzadors submarins a la línia est-oest i 6 a la línia oest-est. Van corregir els desplaçaments acumulats a la banda de freqüència. Tot i que la pèrdua total a l'ample de banda de 144 kHz va ser de 2100 dB, l'ús d'equalitzadors i repetidors la va reduir a menys d'1 dB.
Com començar TAT-1
En les primeres 24 hores després del llançament el 25 de setembre de 1956, es van fer 588 trucades des de Londres i els EUA i 119 de Londres al Canadà. TAT-1 va triplicar immediatament la capacitat de la xarxa transatlàntica. L'amplada de banda del cable era de 20-164 kHz, la qual cosa permetia 36 canals de veu (4 kHz cadascun), 6 dels quals estaven dividits entre Londres i Mont-real i 29 entre Londres i Nova York. Un canal estava destinat al telègraf i al servei.
El sistema també incloïa una connexió terrestre a través de Terranova i una connexió submarina a Nova Escòcia. Les dues línies constaven d'un sol cable de 271 milles nàutiques amb 14 repetidors rígids dissenyats per UK Post. La capacitat total era de 60 canals de veu, 24 dels quals connectaven Terranova i Nova Escòcia.
Millores addicionals a TAT-1
La línia TAT-1 va costar 42 milions de dòlars. El preu d'1 milió de dòlars per canal va estimular el desenvolupament d'equips terminals que utilitzarien l'ample de banda de manera més eficient. El nombre de canals de veu en el rang de freqüència estàndard de 48 kHz s'ha augmentat de 12 a 16 reduintla seva amplada de 4 a 3 kHz. Una altra innovació va ser la interpolació temporal de la parla (TASI) desenvolupada als Bell Labs. TASI va duplicar el nombre de circuits de veu gràcies a les pauses de parla.
Sistemes òptics
El primer cable òptic transoceànic TAT-8 es va posar en funcionament l'any 1988. Els repetidors regeneraven polsos convertint senyals òptics en elèctrics i viceversa. Dos parells de fibres de treball treballaven a una velocitat de 280 Mbps. El 1989, gràcies a aquest cable d'Internet transatlàntic, IBM va acceptar finançar un enllaç de nivell T1 entre la Universitat de Cornwall i el CERN, que va millorar significativament la connexió entre les parts americana i europea de la primera Internet..
El 1993, més de 125.000 km de TAT-8 estaven en funcionament a tot el món. Aquesta xifra gairebé corresponia a la longitud total dels cables submarins analògics. El 1992, TAT-9 va entrar en servei. La velocitat per fibra s'ha augmentat a 580 Mbps.
Avenç tecnològic
A finals de la dècada de 1990, el desenvolupament d'amplificadors òptics dopats amb erbi va provocar un s alt quàntic en la qualitat dels sistemes de cable submarí. Els senyals de llum amb una longitud d'ona d'aproximadament 1,55 micres es poden amplificar directament i el rendiment ja no està limitat per la velocitat de l'electrònica. El primer sistema millorat òpticament per volar a través de l'oceà Atlàntic va ser TAT 12/13 el 1996. La velocitat de transmissió de cadascun dels dos parells de fibres era de 5 Gbps.
Els sistemes òptics moderns permeten la transmissió de volums tan gransdades que la redundància és crítica. Normalment, els cables de fibra òptica moderns com el TAT-14 consisteixen en 2 cables transatlàntics separats que formen part d'una topologia en anell. Les altres dues línies connecten estacions costaneres a cada costat de l'oceà Atlàntic. Les dades s'envien al voltant de l'anell en ambdues direccions. En cas de trencament, l'anell es repararà automàticament. El trànsit es desvia als parells de fibra de recanvi als cables de servei.
