高鐵光纜在中國(guó)聯(lián)通干線光纜網(wǎng)中的應(yīng)用研究

李 俠，張曜暉（中訊郵電咨詢?cè)O(shè)計(jì)院鄭州分公司，河南鄭州 450007）

1 概述

經(jīng)過(guò)近十年的快速發(fā)展，高鐵從無(wú)到有，逐漸遍及全國(guó)。許多大中小城市因高鐵而串聯(lián)，借力高鐵，通信光纜網(wǎng)也可得到進(jìn)一步的發(fā)展。

高鐵光纜是指在高速鐵路已預(yù)設(shè)好的鐵軌線路外側(cè)的電纜槽道內(nèi)布放的光纜。相對(duì)于傳統(tǒng)的通信光纜沿公路直埋、架空、管道等敷設(shè)方式，高鐵光纜具有路由短捷，故障率小等優(yōu)點(diǎn)。中國(guó)聯(lián)通從自身光纜建設(shè)情況出發(fā)，深入研究與高鐵合作建設(shè)高鐵光纜的可行性，認(rèn)為建設(shè)高鐵光纜將成為中國(guó)聯(lián)通干線光纜建設(shè)的重要方式之一。

2 高鐵光纜的特點(diǎn)

2.1 路由短捷、安全性高

高速鐵路全線逢山開(kāi)路，遇水架橋，地形復(fù)雜地段隧道、橋梁相接，是目前所有交通線中長(zhǎng)度最短的線路，利用高鐵槽道敷設(shè)光纜，路由短直，可大幅縮短光纜長(zhǎng)度，有效降低傳輸時(shí)延。

高鐵光纜利用高速鐵路兩側(cè)預(yù)設(shè)電纜槽道布放光纜，一般左右各一條。沿線過(guò)軌、上下橋、引入車站機(jī)房等均利用預(yù)留的鋼管槽道及站內(nèi)槽道敷設(shè)。進(jìn)入沿線車站公網(wǎng)機(jī)房一般采用環(huán)形引接，如圖1所示。

圖1 高鐵光纜進(jìn)站示意圖

高速鐵路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高，應(yīng)對(duì)災(zāi)害能力強(qiáng)，其安全等級(jí)遠(yuǎn)高于高速公路。高鐵線路全線封閉，安全性很高，且左右光纜可互為備份，進(jìn)一步提高了高鐵光纜的安全性。

高鐵光纜發(fā)生的故障的原因主要有以下幾種。

a）槽道蓋板脫落砸傷光纜造成斷纖。

b）光纜接頭處光纖及光纜盤留未能妥善安放，長(zhǎng)期應(yīng)力下造成斷纖。

c）從高鐵槽道引出的光纜段受到其他施工影響或人為破壞。

以上均為偶發(fā)故障，發(fā)生概率極低，因此，基本可以認(rèn)為高鐵光纜是安全的。如果左右槽道均有光纜互為備份，近似可以看作是絕對(duì)安全的線路。

2.2 高鐵光纜建設(shè)期受限，施工窗口期短

一般而言，若高鐵已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，為保障安全，運(yùn)營(yíng)時(shí)段內(nèi)不允許在線路沿線有任何施工行為，因此高鐵光纜的建設(shè)應(yīng)在高速鐵路建設(shè)期內(nèi)進(jìn)行。雖然高鐵建設(shè)的周期很長(zhǎng)，但留給光纜施工的時(shí)間并不多，高鐵光纜的建設(shè)窗口期應(yīng)為槽道已建成、高鐵正式開(kāi)通前的一段時(shí)間，僅有6個(gè)月左右的施工窗口期，最好是與高鐵自有線纜同步施工。因此，如果運(yùn)營(yíng)商有意建設(shè)高鐵光纜，應(yīng)提前做好高鐵協(xié)調(diào)、工程立項(xiàng)、勘察設(shè)計(jì)、施工招標(biāo)、光纜采購(gòu)等工作，一旦具備條件，必須抓緊施工。

2.3 高鐵光纜維護(hù)不便，維護(hù)窗口時(shí)間有限

高鐵的相關(guān)檢修維護(hù)工作全部放在了晚上。高鐵自身日常檢修時(shí)間一般在午夜0：00至凌晨6：00，在這短短幾個(gè)小時(shí)內(nèi)，檢修維護(hù)人員需要對(duì)高鐵進(jìn)行全方位的檢查，包括高鐵的線路、供電設(shè)備、高鐵信號(hào)等。檢修的目的是保證高鐵的行車安全。運(yùn)營(yíng)商光纜的優(yōu)先級(jí)較低，因此高鐵光纜一旦中斷，需要先向高鐵管理方申請(qǐng)晚間維護(hù)窗口期的維修時(shí)段，并且要排在高鐵自身維修重點(diǎn)事項(xiàng)之后，故光纜搶修的時(shí)間需排隊(duì)等候，且無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)估。中斷后的修復(fù)時(shí)間一般會(huì)很長(zhǎng)，通常會(huì)達(dá)到一個(gè)月左右。

3 高鐵光纜將成為干線光纜建設(shè)的有益補(bǔ)充

3.1 中國(guó)聯(lián)通干線光纜敷設(shè)方式的選擇

中國(guó)聯(lián)通干線光纜傳輸網(wǎng)經(jīng)過(guò)多期工程的建設(shè)和擴(kuò)容，已經(jīng)形成一定規(guī)模，成為中國(guó)聯(lián)通各種長(zhǎng)途電信業(yè)務(wù)的公共傳輸平臺(tái)。目前，干線光纜的建設(shè)方式主要有直埋敷設(shè)、架空敷設(shè)和高速公路管道敷設(shè)3種。

傳統(tǒng)的直埋敷設(shè)、架空敷設(shè)光纜建設(shè)方式主要面臨著建設(shè)期間協(xié)調(diào)難度大，賠補(bǔ)費(fèi)用高且不可控，維護(hù)期間易受道路改擴(kuò)、開(kāi)發(fā)建房等影響，遷改頻繁等問(wèn)題。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)直埋、架空敷設(shè)光纜的建設(shè)方式已不可行。隨著高速公路的發(fā)展，近年來(lái)，中國(guó)聯(lián)通干線光纜的建設(shè)多采用高速公路管道敷設(shè)的方式。

3.2 高鐵光纜與高速光纜的比較

利用高速公路管道建設(shè)干線光纜目前也遇到了一些問(wèn)題。首先，存在管道租用的協(xié)調(diào)問(wèn)題。高速公路一般為多投資主體，業(yè)主眾多，且投資主體和經(jīng)營(yíng)主體分離，各家訴求不同，難于形成統(tǒng)一的租賃政策。與高速公路產(chǎn)權(quán)及管理部門的前期協(xié)調(diào)通常比較困難。而高速鐵路一般為國(guó)家投資，管理部門較單一。與高鐵建設(shè)同步進(jìn)行時(shí)協(xié)調(diào)相對(duì)容易。

其次，存在管道的租費(fèi)和租期問(wèn)題。近年來(lái)，高速公路管道租金逐年上漲，且合同租期越來(lái)越短，合同期多由原來(lái)的20年、15年改為5年、3年。到期后管道租費(fèi)一般都上漲，使光纜運(yùn)營(yíng)后期支出成本越來(lái)越大。而高速鐵路敷設(shè)干線光纜目前租期及租金價(jià)格較為合理，和高速公路相比有一定優(yōu)勢(shì)。

最后，管道光纜面臨一些施工及維護(hù)問(wèn)題，增加了協(xié)調(diào)工作量。如即使與高速公路簽訂了管道租賃協(xié)議（合同），上路施工仍需路政、交警等部門審批，流程較長(zhǎng)。施工安全措施費(fèi)等費(fèi)用也呈上漲趨勢(shì)。同時(shí)，高速公路存在一定改、擴(kuò)建的可能，干線光纜存在遷改風(fēng)險(xiǎn)。而高鐵光纜敷設(shè)基本上與高速鐵路建設(shè)同步進(jìn)行，不再需要額外費(fèi)用及其他審批手續(xù)。

高速公路與高速鐵路敷設(shè)光纜各有利弊，2 種建設(shè)方式對(duì)比如表1所示。

因此，隨著高鐵網(wǎng)的大規(guī)模建設(shè)，高鐵光纜可成為中國(guó)聯(lián)通干線光纜的建設(shè)方式之一，作為現(xiàn)有建設(shè)方式的有益補(bǔ)充。

4 應(yīng)用研究

目前高鐵光纜已在中國(guó)聯(lián)通湖北、福建省內(nèi)光纜建設(shè)中應(yīng)用。建設(shè)過(guò)程中一些特點(diǎn)及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)如下。

表1 建設(shè)方式比較表

4.1 建設(shè)方式

建設(shè)高鐵光纜時(shí)，應(yīng)注意以下問(wèn)題。

a）對(duì)于在建高鐵，若有光纜建設(shè)需求時(shí)，應(yīng)提前介入，積極與高鐵相關(guān)管理部門溝通協(xié)商，在高鐵建設(shè)期進(jìn)行光纜建設(shè)，爭(zhēng)取較優(yōu)惠價(jià)格，減少投資，保證工期。

b）對(duì)于已投入運(yùn)營(yíng)的高鐵，一般很難新建高鐵光纜。若沿線已有其他單位建設(shè)的高鐵光纜，可采用購(gòu)買、置換或其他適宜的合作方式獲得光纖。

c）高鐵光纜的建設(shè)應(yīng)爭(zhēng)取獲得地方政府的大力支持，并爭(zhēng)取與其他運(yùn)營(yíng)商共建共享，以減少協(xié)調(diào)難度，降低建設(shè)投資。

d）有條件的情況下應(yīng)盡量在高鐵兩側(cè)槽道各敷設(shè)一條光纜進(jìn)行雙纜備份，以提高線路的安全性。敷設(shè)單條光纜時(shí)應(yīng)提高光纜纖芯數(shù)，增大光纖冗余。

4.2 光纜特性

高鐵光纜一般采用鎧裝阻燃光纜GYTZA53型，使其安全性得到進(jìn)一步提高。高鐵光纜結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

相對(duì)于架空及野外直埋光纜，高鐵光纜有效避免了在施工階段以及日后的遷改割接等維修作業(yè)中造成的傳輸指標(biāo)下降及外護(hù)層損傷帶來(lái)的光纜金屬結(jié)構(gòu)部件絕緣不良等問(wèn)題，同時(shí)降低了架空光纜在特殊地理環(huán)境（如狂風(fēng)、暴雪）下性能受到的影響，可在使用年限內(nèi)保持較好的傳輸性能。

4.3 施工維護(hù)

高鐵光纜的施工須由具備鐵路相關(guān)資質(zhì)的企業(yè)承擔(dān)，維護(hù)也必須由鐵路相關(guān)部門代維，施工、維護(hù)的費(fèi)用相較傳統(tǒng)通信工程光纜建設(shè)要高。但相對(duì)于傳統(tǒng)直埋式光纜和架空光纜易受道路改擴(kuò)建、農(nóng)田水利、建房開(kāi)發(fā)等外部施工因素影響，高鐵光纜在全程封閉的路基槽道內(nèi)敷設(shè)，大大減少了維護(hù)人員對(duì)外宣傳、現(xiàn)場(chǎng)盯防等維護(hù)工作量及后期頻繁遷改的費(fèi)用。

圖2 高鐵光纜結(jié)構(gòu)示意圖

5 結(jié)束語(yǔ)

架空、直埋、高速公路管道、高鐵槽道敷設(shè)光纜各有特點(diǎn)，均可作為中國(guó)聯(lián)通干線光纜建設(shè)的選擇。

在經(jīng)濟(jì)活躍地區(qū)不宜采用直埋或架空敷設(shè)方式；在西部及邊境地區(qū)、無(wú)高速公路的區(qū)域，優(yōu)先考慮架空敷設(shè)方式。而對(duì)于戈壁、草原、地勢(shì)平坦且無(wú)人活動(dòng)的區(qū)域可以考慮直埋方式。依托國(guó)家高速公路網(wǎng)建設(shè)，利用高速公路管道敷設(shè)光纜是近年來(lái)中國(guó)聯(lián)通干線光纜建設(shè)采用較多的方式。

通過(guò)對(duì)高鐵光纜自身特點(diǎn)及其建設(shè)、維護(hù)等方面的分析，可以看到隨著國(guó)家高鐵網(wǎng)的大規(guī)模建設(shè)，高鐵光纜可為中國(guó)聯(lián)通干線光纜建設(shè)提供新的選擇，成為現(xiàn)有建設(shè)方式的有益補(bǔ)充。