Thema des Monats Dezember 2011

 

Lebensadern unter Wasser - Tiefseekabel verbinden die Welt

In Seekabeln rasen digitalisierte Daten und elektrische Energie durch das Meer. Ein gewaltiges Netz von Hochleistungsunterseekabeln transportiert Unmengen an Telefongesprächen, liefert Kabelfernsehen und sorgt für schnelles Internet. Die Welt wächst zusammen - und benötigt dafür immer mehr Übertragungskapazitäten. Bestehende Verbindungen müssen ausgebaut und neue Regionen an die Datenströme angeschlossen werden. Daneben liegen auf dem Meeresgrund Kabel zur Energieübertragung. So wird zum einen die Energie der zukunftsweisenden Offshore-Windkraftanlagen ins Inland transportiert, andererseits erhalten Inseln sowie Öl- und Gasförderwerke einen Anschluss an das Stromnetz.

Verlegung von Unterseekabeln Offshore (Photo: Freudenberg)

Auf Helgoland zum Beispiel liefen bis vor kurzem noch zwei Diesel-Generatoren. Die 1300 Einwohner auf Deutschlands einziger Hochseeinsel bezogen ihren Strom von den altersschwachen Geräten, deren störungsfreier Betrieb nicht sichergestellt werden konnte und die pro Jahr fast sieben Millionen Liter Diesel verbrannten. Dann kam die Kabelleger-Barge „Nostag 10”, ein 90 Meter langes Spezialschiff mit Kran und Legeeinrichtung, und schloss die Insel an das europäische Stromverbundnetz an. 5000 Kilowatt sind nun dauerhaft verfügbar.

Zur Verlegung des fast 52 Kilometer langen Seekabels pflügte das Schiff mit „Spülschwertern” ein Graben in den Nordseeboden. Das etwa zehn Zentimeter dicke Kabel, welches aus drei Kupfersträngen für den Strom sowie einem Bündel Glasfasern für die Datenübertragung besteht, fiel durch sein hohes Eigengewicht (etwa 15 Kilogramm pro Meter) in die Rinne. Der Wasserdruck schloss den Boden wieder. Klaus Lewandowski, Netzvorstand der E.ON Hanse AG, erklärt die Vorteile des Kabels: „Das ca. 800 Tonnen schwere Seekabel wurde von den Norddeutschen Seekabelwerken komplett in einem Stück produziert. Dadurch entfallen die störungsanfälligeren Muffenverbindungen unter Wasser.“

In anderen Regionen der Erde, vor allem für die Telekommunikationsverbindungen zwischen Europa und den USA sowie den Leitungen in Südostasien, werden mehrere und leistungsstärkere Kabel benötigt. Das erste funktionstüchtige Transatlantikkabel - für die Übertragung von Telegrafiesignalen - wurde 1858 noch aus Kupferdrähten mit Isolierschichten aus Guttapercha gefertigt. Ab 1956 konnten dank der Hilfe von Verstärkern die ersten Telefongespräche zwischen Europa und Amerika geführt werden. 1988 ging das erste transatlantische Kabel aus Glasfaser in Betrieb, welches schnell das Kupferkabel als Standard verdrängte. Heute beträgt die Länge des weltweiten Netzes über 300 000 Kilometer. Manche Kabel verbinden nur zwei Länder, andere transportieren Daten zwischen mehreren Kontinenten. Mehr als 90 Prozent des Telefon- und Internetverkehrs laufen über sie.

Der Standard für das weltumspannende Netz sind Lichtwellenleiter, in denen die Daten als Lichtimpulse annähernd mit Lichtgeschwindigkeit transportiert werden. Die einzelnen Glasfasern messen nur etwa ein Drittel des Durchmessers eines menschlichen Haares. Große Übertragungskapazitäten werden dadurch ermöglicht, dass die von Lasern produzierten Signale von verschiedenen, sehr dicht beieinander liegenden Wellenlängen des Lichts simultan über die Faser übertragen werden. So sind heute Datenübertragungsraten von 160 Gigabit pro Sekunde pro Glasfaserpaar Standard. Durch das neueste Transatlantikkabel TAT-14 können gleichzeitig 15 Millionen Telefongespräche geführt oder pro Sekunde der Inhalt von 250 DVDs durchgeleitet werden.



(Photo: Nexans)

TAT-14 besteht eigentlich aus zwei 5cm dicken Kabelsträngen. Sie durchqueren auf unterschiedlichen Wegen den Atlantik, um weniger störanfällig zu sein. Denn obwohl meist gut vergraben und kräftig ummantelt sind die Seekabel nicht vor Beschädigungen gefeit. Die größte Gefahr droht ihnen in Küstennähe, wo Schleppnetze und ankernde Schiffe die Leitungen immer wieder versehentlich durchtrennen. Auch Seebeben wurden schon einigen Kabeln zum Verhängnis. Daneben gibt es Strömungen und wandernde Sandbänke, die Kabel zum Reißen bringen können. Sogar Muscheln, Würmer und größere Fische können das Kabel unbrauchbar machen. Zwischen Teneriffa und Gran Canaria förderte ein Reparaturschiff 1986 ein Kabel aus mehr als 1000 Meter Tiefe empor, in dessen Polymer-Schutzhülle 50 Haifischzähne steckten. Seitdem werden die Kabel mit einem Metallmantel geschützt.

Erst im vergangenen Jahr gab es einen Kabelbruch – ausgerechnet während der Fußball-Weltmeisterschaft in Südafrika. Ein Schaden an einem Tiefseekabel zwischen dem indischen Mumbai und Mombasa in Kenia bedeutete Netzausfall für viele Fans und Reporter. Auch in Vietnam plagten sich Internetnutzer mit schwachen Datenverbindungen herum. Dort hatten Diebe ein elf Kilometer langes Glasfaserkabel aus dem Meer gestohlen, das für mehr als 80 Prozent der vietnamesischen Telefon- und Internetverbindungen sorgte. Wahrscheinlich verkauften die Diebe die Glasfasern an Schrotthändler.

Global Marines Systems zählte im Jahr 2007 etwa 50 Ausfälle. Gerade bei vergrabenen Kabeln kann sich die Suche nach dem Fehler schwierig gestalten. Ferngesteuerte U-Boote kommen dann zum Einsatz und folgen der Kabeltrasse, bis sie die schadhafte Stelle gefunden haben. Um das Kabel zu reparieren, wird es mit einem Haken geangelt und an Bord eines Reparaturschiffes gehievt. Manchmal ist das Kabel aber nicht gerissen oder beschädigt, sondern es müssen die Zwischenverstärker ersetzt werden, die die Signale auf dem Tausende Kilometer langen Weg immer wieder auffrischen.

Überwacht werden die Kabel von internationalen Kontrollpunkten aus, etwa im Competence Center Submarine Cables in der ostfriesischen Küstenstadt Norden. Mehr als 40 Mitarbeiter beobachten dort zehn der wichtigsten Seekabel. Fällt eine Verbindung aus, piept ein Alarm. Innerhalb von einer Stunde müssen dann Umleitungen auf andere Kabel geschaltet sein, um den Stau im Datenverkehr so gering wie möglich zu halten. Die Störung wird lokalisiert und spätestens 24 Stunden später muss ein Reparaturschiff unterwegs sein. An der Schadensstelle wird ein neues Stück eingesetzt, indem die Glasfasern mit einem Lichtbogen-Schweißgerät heiß gemacht und dann nahtlos aneinandergeklebt werden. Die Reparatur kann mehrere Wochen dauern – mit oft schleichend langsamem Internet für die Betroffenen.

An der Infrastruktur unter Wasser wird kräftig weiter gebaut. 2008 wurde die erste direkte Breitbandverbindung zwischen China und den USA fertig. Die Mittelmeerinsel Sardinien hat nun ein Unterseehochspannungskabel mit dem Festland. Demnächst soll zwischen Finnland und Estland eine zweite Gleichstromverbindung gebaut werden, genauso zwischen Malta und Sizilien. Auch Afrika wird angebunden: Seit dem vergangenen Jahr ist ein rund 10 000 Kilometer langes Seekabel von Südafrika bis Sudan mit Landstationen in Madagaskar, Mosambik, Tansania, Kenia, Somalia, Djibouti und auf den Komoren fertig. 250 Millionen Menschen haben dadurch Zugang zu Internet und Telefonie.

Auch im Satellitenzeitalter bleiben die Seekabel also unverzichtbar. Sie sind schneller, verarbeiten mehr Daten und halten länger als Satelliten. Hinzu kommt: Trotz des großen Aufwandes beim Verlegen sind sie günstiger.

Eine Karte weltweit verlegter Unterwasserkabel:
submarinecablemap.com






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