Seekabel

Ein Seekabel ist ein in einem Gewässer verlegtes Kabel zur Nachrichtenübertragung oder auch für die Übertragung elektrischer Energie. Seekabel zur Energieübertragung können ab etwa 70 km Länge nicht mehr mit üblichem Dreiphasenwechselstrom betrieben werden, dann muss die aufwändigere Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) eingesetzt werden. Verlegt werden sie zumeist durch spezielle Schiffe, sogenannte Kabelleger.

Typischer Aufbau eines modernen Seekabels (Nachrichtenkabel):
1. Polyethylen
2. Mylar
3. verdrillte Stahlseile
4. Aluminium-Wasserbarriere
5. Polykarbonat
6. Kupfer- oder Aluminiumrohr
7. Paraffin
8. Lichtwellenleiter

Seekabel müssen wegen der technisch aufwändigen Wartung außerordentlich robust gebaut sein. Monopolare Seekabel für die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung müssen auf Seekarten markiert sein, da sie durch ihr Magnetfeld Kompassanlagen von Schiffen beträchtlich stören können.

Inhaltsverzeichnis

Telekommunikationskabel in der Tiefsee

Französisches Kabelverlegeschiff René Descartes
Arbeiten im Küstenbereich zum Anschluss eines Seekabels

Tiefseekabel sind eine Alternative zu Satellitenverbindungen über große Distanz. Tiefseekabel können immense Datenmengen transportieren, mehr als selbst große Kommunikationssatelliten. Ein weiterer Vorteil gegenüber Satellitenverbindungen ist die deutlich geringere Laufzeit der Signale. Einen großen Nachteil teilen sie allerdings mit Satelliten: Tiefseekabel können ebenso wie Satelliten nur mit großem Aufwand modifiziert, gewartet, erweitert oder auf sonst eine Weise im Nachhinein bearbeitet werden.

Vor allem wegen des hohen Datenaufkommens werden Tiefseekabel besonders häufig im Atlantik zwischen Nordamerika und Europa eingesetzt. Es gibt nur noch wenige Länder, die noch keinen Anschluss an ein Hochleistungsnachrichtenkabel haben.

Zu Beginn wurden noch analoge elektrische Signale übertragen. Mittlerweile liegen auf dem Meeresgrund Stränge von Glasfaserkabeln. Ein Glasfaserkabel enthält mehrere Faserpaare, das zuletzt im Nordatlantik verlegte TAT-14 beispielsweise vier. Über ein Faserpaar können durch das sogenannte „Multiplexing“ viele Datenströme auf einmal fließen. Neueste Faserpaare können gut ein Terabit Daten pro Sekunde übertragen. Die Glasfaserkabel liegen in einem Kupferrohr, welches mit wasserabweisendem Verbundstoff ausgegossen ist. Um dieses Kupferrohr liegt noch eine Röhre aus Aluminium zum Schutz vor dem Salzwasser, es folgen Stahlseile und, je nach Stärke des Schutzes, mehrere Schichten Kunststoff. Das Kupferrohr dient gleichzeitig als elektrischer Leiter, um die in Abständen (bei modernen Kabeln 50–80 km) erforderlichen ins Kabel eingespleißten optischen Verstärker mit Strom zu versorgen. Als Rückleiter dient das Meerwasser. Die Betriebsspannung erreicht die Größenordnung von 10 kV. Vor den Küsten werden wegen des ansteigenden Meeresbodens und der damit verbundenen Gefahr von Beschädigung durch Schiffsanker oder Fischtrawler stärker armierte Kabel verwendet.

Verlegung von Seekabeln

Seekabelleger Navire câblier"Fresnel" der France Télécom, Straße von Gibraltar, 1998 (2003 außerdienst gestellt)

Im flachen Wasser werden die Leitungen mittels eines Spezialfahrzeuges, eines so genannten Meerespfluges, im Meeresboden vergraben. Bei sandigem Boden wird dazu Wasser aus dem Wassertank des Meerespflugs unter hohem Druck von 1.600 Bar in den Sand gespritzt, sodass Treibsand entsteht und das Kabel einsinken kann. Der Sand verfestigt sich danach wieder und bedeckt das Kabel. Am Strand wird das Kabel in einen Schacht geführt und zur Landungsstelle geleitet. Die Verlegungsarbeiten können nur bei Niedrigwasser erfolgen.

Geschichte

Telegrafenkabel

Vermuteter Querschnitt des Meeresgrundes zwischen Großbritannien und Neufundland von 1858
Karte der Kabel-Route von 1858
Zeitgenössische Darstellung des Kabelrisses aus der Illustrated London News

Bereits 1811 schickte der Deutsche Samuel Thomas Soemmering elektrische Signale durch einen Kautschuk-isolierten Draht, welcher bei München durch die Isar verlegt worden war.[1]

Diese frühen Versuche krankten jedoch vor allem an geeigneten Isolierungen. So wurden für die Idee der Verlegung von Unterwasserkabeln seit Erfindung der elektrischen Telegraphen mehrere Methoden ausprobiert. Doch erst die Erfindung der Guttapercha-Presse 1847 durch Werner Siemens machte für die Unterwasserverlegung gut isolierte Kabel möglich.

Am 28. August 1850 wurde zwischen Dover und Cap Gris-Nez bei Calais das erste Seekabel verlegt, das jedoch bereits nach der Übertragung eines ersten Telegramms am nächsten Tag von einem Fischereiboot mit seinen Netzen unterbrochen wurde. Ein Jahr darauf wurde ein armiertes Seekabel zwischen Großbritannien und Frankreich verlegt. Dieses bewährte sich und löste die Verlegung weiterer Seekabel aus – mit nicht immer langer Haltbarkeit.

Versuche, wie die Verlegung eines Kabels im Mittelmeer zwischen Algerien und Sardinien, scheiterten jedoch zunächst an mangelhafter Ausrüstung. So fehlte zum Beispiel eine geeignete Kabelbremse, mit der man das Abrollen des Kabels von der Kabeltrommel auch bei großen Wassertiefen steuern konnte. Eine solche wurde erst mit Werner Siemens’ Bremsdynamometer verfügbar.

Da damals das Versenden einer Nachricht von Amerika nach Großbritannien noch über eine Woche dauerte, kam Cyrus W. Field auf die Idee, ein Kabel am Meeresgrund des Atlantiks zu verlegen.

Im Jahr 1856 wurde die „Atlantic Telegraph Co.“ gegründet, um über deren Aktienverkauf die nötigen Geldmittel zu beschaffen. Verlegt werden sollte ein über 4500 Kilometer langes Kabel von Irland nach Neufundland. Die eingesetzten Schiffe, Agamemnon und Niagara, begannen am 3. August 1857 bei Irland, mussten nach mehreren behebbaren Kabelverlusten und -brüchen jedoch nach einiger Zeit nach dem endgültigen Verlust des Kabels aufgeben.

Nach Übungen in der Biskaya im Frühjahr 1858 und einem weiteren glücklosen Versuch im Juni 1858 gelang das Unternehmen im dritten, am 17. Juli begonnenen Anlauf nach einigen Schwierigkeiten schließlich, und am 5. August war die Verbindung hergestellt. Am 16. August wurde dieses erste Tiefseekabel zwischen Südwestirland und Neufundland mit dem Austausch von Glückwunschtelegrammen zwischen Königin Viktoria und dem amerikanischen Präsidenten James Buchanan in Betrieb genommen. Die anfängliche Attraktion entwickelte sich jedoch zu einer großen Pleite, denn die Übertragung der Grußbotschaft der britischen Königin an den amerikanischen Präsidenten dauerte 16 Stunden, obwohl sie nur 103 Wörter umfasste. Im September 1858 versagte das Kabel; vermutlich war die Guttapercha-Ummantelung beim Verlegen beschädigt worden, wodurch das Kabel nicht mehr ausreichend vor Korrosion durch das Meerwasser geschützt war. Problematisch war, dass damals die Topographie und Beschaffenheit des Meeresbodens kaum bekannt war.

1864 wurde ein 5100 Kilometer langes Seekabel mit verbesserter Schutzummantelung vorbereitet und die „Great Eastern“ als Verlegungsschiff beschafft, damals der größte Liniendampfer der Welt. Am 31. Juli 1865 riss das Kabel beim Verlegen. Erst 1866 konnte beim zweiten Versuch das erste Kabel verlegt werden, das langfristig die Telegrafenverbindung zwischen Amerika und Europa sicherstellte.

Wenige Jahre später gelang es vornehmlich den Briten, sowohl die USA mittels Seekabel zu erreichen als auch über Freetown in Sierra Leone den afrikanischen Kontinent. Ein weiteres Seekabel verlief über Freetown bis nach Kapstadt.

Ägypten wurde eine wichtige Relaisstation für die Seekabel-Telegraphie. Im Jahre 1868 wurde ein Seekabel von der Insel Malta nach Alexandria in Ägypten verlegt. Dieses Teilstück verband ab 1870 indirekt London mit Bombay.

Die hohen Widerstände dieser langen Kabel schwächten das Signal sehr, das ankommende Signal musste daher mittels Spiegelgalvanometer ausgewertet werden. Andere Anwendungen als Telegrafie waren nicht machbar.

Fernsprechkabel

Ab 1950 wurden Seekabel mit eingespleißten Verstärkern zur Übertragung von Fernsprechsignalen möglich. Die Verstärker wurden über den Innenleiter des Kabels mit Hochspannung versorgt, Rückleiter war das Meer. 1956 wurde das erste Transatlantik-Fernsprechkabel verlegt.

Glasfaserkabel

Anfang der 1980er Jahre war die optische Nachrichtenübertragung so weit ausgereift, dass die Britische Postverwaltung 1980 versuchsweise erste Glasfaserseekabel im schottischen Loch Fyne verlegte. 1984 wurde die erste Glasfaserverbindung von der Insel zur Isle of Wight in Betrieb genommen, 1986 durch den Ärmelkanal. 1988 ging mit TAT-8 das erste transatlantische Glasfaserkabel in Betrieb. Bis Mitte der 1990er Jahre wurden die Kupferkabel, auch wegen der durch die Entwicklung des Internets erforderlichen Kapazitätsausweitungen, praktisch vollständig verdrängt.

Ausgewählte Seekabelanlagen

Kabelverlegemaschine an Bord der Oceanic Viking

Nachrichtenkabel

  • TAT (Großbritannien ↔ Nordamerika)
  • Apollo (Europa ↔ Nordamerika)
  • CANTAT (Kanada ↔ Schottland)
  • SCOTICE (Schottland ↔ Island)
  • ICECAN (Island ↔ Grönland ↔ Kanada)
  • SAFEC (Taiwan ↔ Japan)
  • COMPAC (Hawaii ↔ Neuseeland-Australien)
  • HW (Kalifornien ↔ Hawaii)
  • COMPAC (Kanada ↔ Hawaii)
  • T.P.C. (Hawaii ↔ Japan)
  • SEA-ME-WE (Südostasien ↔ Nahost ↔ Westeuropa)[2][3]
  • SAT-3/WASC/SAFE (Südafrika, Namibia, Angola, Demokratische Republik Kongo, Republik Kongo, Kamerun, Nigeria, Togo, Ghana, Elfenbeinküste, Kap Verde, die Kanarischen Inseln ↔ Portugal) fertiggestellt seit 1999 bzw. 2000[4]
  • Trans-Pacific-Express (TPE) (USA ↔ China)[5]
  • Unity (Amerika ↔ Asien), seit 1. April 2010 betriebsbereit[6]
  • EASSy (Ostafrika ↔ Asien, Europa), seit 30. Juli 2010 in Betrieb
  • WACS (Südafrika ↔ Westafrika ↔ Portugal ↔ London), voraussichtlich ab zweitem Quartal 2012 in Betrieb[7]

Drehstromkabel

Weltweit verlegte Seekabel (Stand 2007)

Gleichstromkabel

siehe Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung

  • HGÜ Gotland
  • HGÜ Cross-Channel (Seekabel England–Frankreich)
  • HGÜ Inter-Island (Leitungsverbindung zwischen den beiden Inseln Neuseelands)
  • Kontiskan (Seekabelverbindung zwischen Schweden und Dänemark)
  • SACOI (Seekabelverbindung zwischen Italien, Korsika und Sardinien)
  • HGÜ Vancouver-Island (Seekabelverbindung zwischen dem kanadischen Festland und Vancouver-Island)
  • HGÜ Hokkaido-Honschu (Seekabelverbindung zwischen den japanischen Inseln Hokkaido und Honschu)
  • HGÜ Cross-Skagerrak (Seekabelverbindung zwischen Norwegen und Dänemark)
  • Kontek (Seekabelverbindung zwischen Deutschland und Dänemark)
  • Baltic Cable (Seekabelverbindung zwischen Deutschland und Schweden)
  • Swepol (Seekabelverbindung zwischen Schweden und Polen)
  • HGÜ Verbindung Italien–Griechenland (Seekabelverbindung zwischen Italien und Griechenland)
  • HGÜ Leyte–Luzon (Seekabelverbindung zwischen den Inseln Leyte und Luzon der Philippinen)
  • HGÜ Kii-Kanal (Seekabel durch den Kii-Kanal)
  • HGÜ Moyle (Seekabelverbindung zwischen Schottland und Nordirland)
  • Bass-Strait (Seekabelverbindung zwischen Australien und Tasmanien)
  • NorNed (Seekabelverbindung zwischen Norwegen und den Niederlanden)
  • BritNed (Seekabelverbindung zwischen Großbritannien und den Niederlanden)

Seekabel in der Literatur

  • Unter der Überschrift „Das erste Wort über den Ozean“ schildert Stefan Zweig die Verlegung des ersten transatlantischen Kabels als eine Sternstunde der Menschheit (Stefan Zweig: Sternstunden der Menschheit. Fischer, Frankfurt a.M. 2002 – Jubiläumsausg.)
  • Rausch ist ein Roman von John Griesemer, der das erste Verlegen eines Seekabels zwischen Europa und Amerika im 19. Jahrhundert zum Thema hat (ISBN 3-596-51000-7).

Weblinks

Quellen

  1. Katja Riedel: Als Queen Viktoria Präsident Buchanan anrief. Auf: Focus online.
  2. http://www.seamewe3.com/
  3. http://www.seamewe4.com/
  4. http://www.safe-sat3.co.za/ Offizielle Homepage
  5. http://www.heise.de/newsticker/meldung/82782
  6. Google Press Center: Unity Cable System Completed, Boosts Trans-Pacific Connectivity , 1. April 2010, Zugriff am 21. Februar 2011
  7. Rudolph Muller: WACS undersea cable update, mybroadband.co.za, 3. August 2011, Zugriff am 3. September 2011
  8. The Longest AC Subsea Cable in the World, Manx Electricity Authority, Abgerufen am 22. Oktober 2008

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