鐵路通信光纜應(yīng)用的探討

上海阿爾卡特光纜有限公司副總經(jīng)理　黃俊華

　　摘要：與其他的網(wǎng)絡(luò)相比，鐵路通信網(wǎng)中的光纜有其特殊性。本文就鐵路通信網(wǎng)中光纜應(yīng)用方
案作一探討。


　　關(guān)鍵詞：光纜、鐵路通信網(wǎng)


　　一、前言


　　光纜在鐵路通信網(wǎng)中的應(yīng)用起步很早。鐵路通信網(wǎng)與其他的網(wǎng)絡(luò)相比，有其顯著的優(yōu)勢(shì)。例如
網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與鐵路建設(shè)同步，尤其在極有發(fā)展?jié)摿Φ哪壳扒钒l(fā)達(dá)地區(qū)。隨著我國(guó)鐵路通信網(wǎng)進(jìn)入市
場(chǎng)，其優(yōu)勢(shì)將越來(lái)越突出地發(fā)揮出來(lái)。


　　鐵路通信信號(hào)只為沿線各站內(nèi)部使用時(shí)，由于對(duì)信息總量的需求相對(duì)較小，用銅纜顯得比較經(jīng)
濟(jì)。因此，長(zhǎng)期以來(lái)的“一光一電”制或“光電合一”制，似乎并未最終確定。


　　二、普通陸地光纜


　　所謂“普通”即過(guò)去的“郵電標(biāo)準(zhǔn)”陸上用光纜。


　　從纜芯結(jié)構(gòu)上分，可有層絞、骨架、中心束管等典型結(jié)構(gòu)。迄今為止，緊套光纖很少用，以松
套光纖為主。


　　護(hù)套結(jié)構(gòu)則根據(jù)光纜敷設(shè)環(huán)境選擇，架空敷設(shè)時(shí)以皺紋鋼帶＋聚乙烯結(jié)構(gòu)為主；管道敷設(shè)時(shí)多
采用鋁塑復(fù)合帶＋聚乙烯結(jié)構(gòu)；直埋敷設(shè)時(shí)往往采用以上二種結(jié)構(gòu)的復(fù)合，即在管道光纜外再增加
皺紋鋼帶或細(xì)鋼絲鎧裝；而在沿鐵路的電纜溝槽內(nèi)布放光纜，則參照直埋光纜的結(jié)構(gòu)，相對(duì)而言，
只是抗側(cè)壓要求比直埋時(shí)寬松一點(diǎn)。


　　松套光纖管內(nèi)和纜芯間隙都填充防水油膏，即所謂濕式全填充，也有松套光纖管內(nèi)充油膏，纜
芯用阻水帶的干式防水結(jié)構(gòu)。充氣光纜已很少采用。光纜工程設(shè)計(jì)、敷設(shè)工藝等規(guī)范與原郵電標(biāo)準(zhǔn)
基本一致。


　　這些光纜與話音或數(shù)字電纜同溝并行布放，即形成了“一光一電”制，該制式的好處在于：可
盡可能地減少光纜接頭。例如電纜必須溝通每一個(gè)鐵路小站，而光纜只是“通過(guò)”的場(chǎng)合。另外，
因相對(duì)的獨(dú)立性，設(shè)施和施工可簡(jiǎn)單化。


　　三、綜合光纜


　　把金屬四線組或?qū)�絞線與光纜纜芯絞合或復(fù)合在一起。外加合適結(jié)構(gòu)的護(hù)套，則成為光電綜合
光纜，即“光電合一”制。


　　由于敷設(shè)成本通常是按皮長(zhǎng)公里計(jì)，故有可能最大的好處是降低了施工費(fèi)用，但有可能增加不
必要的光纖接頭，增加光路總衰耗并降低可靠性。另外，這種光纜的制造難度和成本并不低，同時(shí)
綜合光纜的接頭盒（包括分歧）就不那么簡(jiǎn)單。


　　四、吹氣光纜


　　最早的吹氣光纜是為智能化大樓布線系統(tǒng)開發(fā)的。主要是由于大樓內(nèi)用光纖的數(shù)量有不確定
性，因此在纜內(nèi)放置了一根或多根內(nèi)壁均勻光滑的空管，待需要時(shí)，把需要用的光纖吹進(jìn)管內(nèi)。很
快，這種技術(shù)被套用到管道光纜系統(tǒng)中，不單是光纖可以吹，連光纜也可以吹進(jìn)管道，使施工場(chǎng)所
變得很文明。


　　這種光纜可以“一光一電”，也可“光電合一”，對(duì)光纖芯數(shù)相對(duì)難確定的鐵路通信網(wǎng)有一定
的吸引力。但致命的弱點(diǎn)是光纖管內(nèi)缺少防水油膏，總令人不放心，尤其是光纜遭外力損壞時(shí)，吹
氣管道事實(shí)上成為儲(chǔ)水管道。筆者保守地認(rèn)為，這種光纜還是限于室內(nèi)應(yīng)用為好。


　　五、光纖架空地線復(fù)合光纜


　　該光纜英文縮寫為OPGW。OPGW在全世界的電力系統(tǒng)中，已經(jīng)成功運(yùn)行了近20年，也有在鐵路
系統(tǒng)應(yīng)用的報(bào)道。在所有光纜系統(tǒng)中，以最低的故障率（包括人為故障）著稱。在高壓輸電系統(tǒng)中
的架空地線中加入光纖，既保持原有地線（又稱避雷線）的功能，又同時(shí)開辟了高質(zhì)量的光信道。
在國(guó)內(nèi)，也已廣泛地應(yīng)用在500KV，220KV，110KV及以下的系統(tǒng)中。


　　OPGW由纜芯和絞合的金屬線（常用鋁包鋼線和鋁合金線）組成，工作在架空狀態(tài)，但比普通
光纜的架空狀態(tài)嚴(yán)峻得多。


　　除了因光纖的加入具有一定特殊性外，OPGW的工程設(shè)計(jì)從力學(xué)的角度，與傳統(tǒng)的架空地線幾
乎是一致的，包括跨距、張力、弧垂、風(fēng)荷、冰載等條件。


　　OPGW另一個(gè)技術(shù)關(guān)鍵是短路電流及引起的溫升或熱容量的設(shè)計(jì)，必須與系統(tǒng)相匹配。


　　隨著國(guó)內(nèi)OPGW生產(chǎn)能力的形成，市場(chǎng)價(jià)格已下降不少，但就絕對(duì)投資而言仍略高。除了已到
使用壽命更換地線直接用外，一般仍考慮在新建系統(tǒng)時(shí)架設(shè)OPGW。國(guó)外的鐵路和電力系統(tǒng)一般芯
數(shù)不少于48纖。


　　六、光纖相線光纜


　　該光纜的英文縮寫為OPPC。在國(guó)外的電力和鐵路通信網(wǎng)中已有應(yīng)用的報(bào)道。其結(jié)構(gòu)與OPGW是
類似的。其區(qū)別在于：OPGW在無(wú)短路電流時(shí)，溫度接近環(huán)境溫度而OPPC有一持續(xù)溫度；OPPC的結(jié)
構(gòu)或截面與相線的相似性比OPGW更嚴(yán)格；OPPC的光電絕緣/分離需要更高的技術(shù)和施工要求。


　　OPPC在國(guó)外已成功地用于150KV系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)尚無(wú)應(yīng)用的例子。


　　七、全介質(zhì)自承光纜


　　該光纜英文縮寫為ADSS，是非金屬結(jié)構(gòu)。所謂自承式，人們很容易想起那種鋼吊線與光
（電）纜一體化，形狀為“8”字狀或“葫蘆”型結(jié)構(gòu)。而ADSS是圓結(jié)構(gòu)的自承式，從圓截面結(jié)構(gòu)
看，與陸地光纜中的全塑光纜很接近。但由于ADSS光纜工作在大跨度架空狀態(tài)，對(duì)光纖余長(zhǎng)（光
纖應(yīng)變域）的要求較高，即使用的紡綸要滿足跨距、張力、弧垂、風(fēng)荷、冰載等條件。外護(hù)套要適
應(yīng)于空間感應(yīng)電場(chǎng)避免電腐蝕。無(wú)論從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝控制、施工安裝與全塑光纜有本質(zhì)區(qū)別。國(guó)
外有應(yīng)用500KV供電系統(tǒng)的報(bào)道，國(guó)內(nèi)則最高用于220KV系統(tǒng)。


　　ADSS光纜屬于在現(xiàn)有的桿塔上“添加”的方式，不必另建桿路。在鐵路通信網(wǎng)中應(yīng)用可能更
具有優(yōu)勢(shì)。相對(duì)而言，應(yīng)用環(huán)境比在電力系統(tǒng)中較寬松。


　　然而，沿鐵路線的桿路與電力系統(tǒng)的供電的“供電走廊”相比就不那么干凈。例如樹木的倒下
將砸斷光纜使通信中斷。已有的技術(shù)是使光纜被碰“倒”（甚至著地）而非砸“斷”，在排除障礙
物后光纜可恢復(fù)原樣。


　　八、金屬自承式光纜


　　該光纜英文縮寫為MASS，外形和基本結(jié)構(gòu)類似于OPGW。


　　MASS在工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用時(shí)不必象OPGW那樣要考慮短路電流和溫升，不必象OPPC那樣要考慮截
流量和持續(xù)溫度，也不必要象ADSS那樣要考慮安裝點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度。MASS只需考慮機(jī)械特性，以滿
足在正常運(yùn)行和設(shè)計(jì)氣象負(fù)荷時(shí)的跨距、張力和弧垂。


　　MASS通常由含光纖的不銹鋼小鋼管外包鍍鋅鋼絲或鋁包鋼線組成。就目前的技術(shù)和工業(yè)標(biāo)
準(zhǔn)，含24芯光纖的MASS最小外徑為9毫米，含60芯的最小外徑約12毫米。


　　MASS亦屬桿塔“添加”型，不必另建桿路，機(jī)械強(qiáng)度和剛性及抗槍擊性能均優(yōu)于ADSS�；�本
上不考慮ADSS在遇障礙物時(shí)“軟著陸”問(wèn)題。在鐵路通信網(wǎng)中有很大的潛力。


　　在鐵路通信網(wǎng)中應(yīng)用光纜有著廣闊的發(fā)展前景，應(yīng)根據(jù)不同的環(huán)境和應(yīng)用條件來(lái)選擇合適的光
纜結(jié)構(gòu)和施工方法。


摘自《網(wǎng)絡(luò)電信》2001.5