摘 ?要：數(shù)字經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、計(jì)算和應(yīng)用提升，低時(shí)延、安全、綠色集約應(yīng)用對(duì)干線光纜路由提出更高要求，四川是全國(guó)唯一有五種地形省份，蜀道建設(shè)困難，省內(nèi)干線光纜建設(shè)降低時(shí)延困難，與蓬勃建設(shè)的高速鐵路等同槽道敷設(shè)對(duì)降低時(shí)延有很大促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：高鐵;槽道敷設(shè);省級(jí)干線

引言：

隨著5G時(shí)代的來(lái)臨，數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，構(gòu)建現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系、實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)支撐作用不斷凸顯，對(duì)網(wǎng)絡(luò)低時(shí)延的要求明顯提高。電信運(yùn)營(yíng)商的干線光纜建設(shè)若利用高鐵槽道敷設(shè)光纜和租用高鐵光纖承載傳輸，對(duì)提高光纜可靠性、降低網(wǎng)絡(luò)時(shí)延具有非常大的優(yōu)勢(shì)。

一、干線光纜結(jié)合高鐵組網(wǎng)的可行性分析

1、全國(guó)高鐵網(wǎng)規(guī)劃

根據(jù)國(guó)家發(fā)改委《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，可以看到我國(guó)高鐵規(guī)劃形成八橫八縱。近中期規(guī)劃：五縱六橫七連線，從2010年起至2040年，用30年的時(shí)間，將全國(guó)主要省市區(qū)連接起來(lái)，形成國(guó)家網(wǎng)絡(luò)大框架。遠(yuǎn)期規(guī)劃：八橫八縱，從2040年起到2100年前全部建成。實(shí)現(xiàn)東部加密、西部連通成網(wǎng)（即連通西部主要交通樞紐），連接全國(guó)主要交通節(jié)點(diǎn)城市和旅游景點(diǎn)，使西部地區(qū)主要城市可通達(dá)任何沿海省區(qū)。

從高鐵網(wǎng)的規(guī)劃可以看出，完全可以利用高鐵網(wǎng)絡(luò)推動(dòng)電信運(yùn)營(yíng)商干線光纜網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步完善，形成主要區(qū)域的多路由通道和光纜的通道切換。同時(shí)建設(shè)周期可以極大縮短。

2、工程建設(shè)難度的分析

（1）新建高鐵同步建設(shè)光纜。

該類通信光纜建設(shè)完全受制于高鐵的完工周期計(jì)劃，以及高鐵四電集成的施工安排。由于高鐵線路新建周期很長(zhǎng)，且運(yùn)營(yíng)商不可控，基本上只有依托與高鐵的通信系統(tǒng)一起實(shí)施。

（2）高鐵既有線新建光纜。

該類通信光纜建設(shè)實(shí)現(xiàn)周期比新建高鐵相對(duì)快捷。但施工受多種安全因素影響，其施工必須在“天窗”點(diǎn)，單次計(jì)劃施工最多240分鐘（凌晨0-4點(diǎn)），需多組作業(yè)組同時(shí)施工，施工協(xié)調(diào)難度相對(duì)較大。需鐵路段協(xié)商管理，基本上也只能由鐵路專門的電氣工程公司進(jìn)行施工，且需要合理的計(jì)劃安排和周密的施工部署。

由于高鐵既有線建設(shè)年限、工藝技術(shù)、地形條件等不同，導(dǎo)致了不同鐵路段新建光纜需解決的問(wèn)題差異很大。工程需成立安全防護(hù)組、放線組、光纜敷設(shè)組、應(yīng)急處置組等多個(gè)工作小組，各小組要求分工明確，職責(zé)清晰;為保障高鐵和施工作業(yè)的完全，必要時(shí)還需要配置駐站防護(hù)員，并由駐站聯(lián)絡(luò)員與光纜作業(yè)組進(jìn)行聯(lián)系。例如，高鐵曾在既有線敷設(shè)光纜40條公里，就涉及過(guò)軌2公里，電纜溝開(kāi)挖3公里，蓋板整治20公里等多種問(wèn)題情況。

高鐵既有線施工效率也有較大差異。例如，較順利的情況下，單作業(yè)組每天敷設(shè)2公里的速度，一般計(jì)劃240分鐘，光纜敷設(shè)效率處于可控的理想狀態(tài)，可縮短為180分鐘。根據(jù)成蒲線鐵路通信施工情況，通信專業(yè)200人同時(shí)施工趕工情況下，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)天窗點(diǎn)敷設(shè)光纜30公里。

另外，在較難的情況下，曾有施工線路長(zhǎng)度為16.5公里，就出現(xiàn)了涉及過(guò)軌較多、原有槽道堵塞、夜間施工多、上道作業(yè)人員多（80人）、鐵路高架橋長(zhǎng)（8公里長(zhǎng)）、工期緊張等問(wèn)題。

3、增加省級(jí)干線光纜建設(shè)成本

根據(jù)鐵路總公司規(guī)定，高速鐵路紅線內(nèi)施工需要繳納“一次性接入費(fèi)”，2008年中國(guó)移動(dòng)與中國(guó)鐵路總公司簽署協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是10000元/公里。

高鐵新建光纜采用鎧裝阻燃光纜，比普通通信光纜造價(jià)高。

高鐵租用費(fèi)用預(yù)計(jì)高于高速公路等。

4、對(duì)時(shí)延縮短的作用

從縮短路由分析，時(shí)延降低較明顯。以成都重慶間、成都貴陽(yáng)間路由為例：

成都重慶間采用高速鐵路敷設(shè)光纜時(shí)延，較目前在網(wǎng)運(yùn)行的成渝架空光纜低0.63ms，降低29%，符合全網(wǎng)降低時(shí)延的要求。

成都貴陽(yáng)間采用高速鐵路敷設(shè)光纜時(shí)延，較目前在網(wǎng)運(yùn)行的成渝貴架空光纜低.0.97ms，符合全網(wǎng)降低時(shí)延的要求。

二、高鐵通行時(shí)震動(dòng)對(duì)光纜的影響分析

1、震動(dòng)對(duì)色散的影響分析

由于光纖中所傳信號(hào)的不同頻率成分，或信號(hào)能量的各種模式成分，在傳輸過(guò)程中，因群速度不同互相散開(kāi)，引起傳輸信號(hào)波形失真，脈沖展寬的物理現(xiàn)象稱為色散。光纖的色散是引起光纖帶寬變窄的主要原因，光纖帶寬變窄會(huì)限制光纖的傳輸容量，同時(shí)，也限制了光信號(hào)的傳輸距離。

高鐵沿線敷設(shè)光纜對(duì)光纜色散的主要影響為，高鐵產(chǎn)生的震動(dòng)會(huì)引起光纖的雙折射特性發(fā)生改變，造成光纖新的各向異性。但高鐵線路本身已經(jīng)采用了各類減震技術(shù)，線路震動(dòng)本身較小;同時(shí)，現(xiàn)有的光纜制造技術(shù)已十分完善，光纜本身的機(jī)械特性已經(jīng)能應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜外部環(huán)境，光纜自身對(duì)震動(dòng)的隔絕作用也十分明顯，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)初步判斷，高鐵沿線的震動(dòng)對(duì)光纜的色散應(yīng)該影響很小，不會(huì)引起整個(gè)傳輸系統(tǒng)性能的劣化。

2、震動(dòng)對(duì)光纜衰減的影響分析

造成光纖衰減的主要因素有：本征，彎曲，擠壓，雜質(zhì)，不均勻和對(duì)接等。

當(dāng)光從光纖的一端射入，從另一端射出時(shí)，光的強(qiáng)度會(huì)減弱。這意味著光信號(hào)通過(guò)光纖傳播后，光能量衰減了一部分。這說(shuō)明光纖中有某些物質(zhì)或因某種原因，阻擋光信號(hào)通過(guò)。這就是光纖的傳輸衰減。只有降低光纖衰減，才能使光信號(hào)暢通無(wú)阻。光纖衰減大致可分為光纖具有的固有衰減以及光纖制成后由使用條件造成的附加損耗。

高鐵沿線敷設(shè)光纜對(duì)光纜衰減的主要影響為，高鐵產(chǎn)生的震動(dòng)可能會(huì)對(duì)采用填砂方式敷設(shè)的光纜產(chǎn)生擠壓，造成光纜產(chǎn)生微小彎曲，引起衰耗增加;對(duì)于未采用填砂方式敷設(shè)的光纜，高鐵產(chǎn)生的震動(dòng)可能會(huì)造成沿途光纜的活動(dòng)接頭產(chǎn)生松動(dòng)，引起衰耗增加。但這些影響均可通過(guò)規(guī)范施工工藝等方式予以解決，不會(huì)大面積影響傳輸網(wǎng)絡(luò)整體性能。

三、四川及周邊高鐵對(duì)租用光纜的相關(guān)要求

前期與高速鐵路建設(shè)單位進(jìn)行過(guò)接觸，其要求極其苛刻，提出根據(jù)《鐵路安全管理?xiàng)l例》（中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院令第639號(hào)）的規(guī)定，高速鐵路范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)均只能由鐵路部門實(shí)施。主要要求如下：

根據(jù)《鐵路安全管理?xiàng)l例》的規(guī)定，路網(wǎng)范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)、施工須持有鐵路電氣化相關(guān)資質(zhì)的單位承接，非通信勘察、設(shè)計(jì)、施工資質(zhì)，因此租用槽道敷設(shè)光纜必須由持有鐵路電氣設(shè)計(jì)和施工資質(zhì)的單位承接。

保證鐵路運(yùn)行安全，運(yùn)營(yíng)商維護(hù)人員不能進(jìn)入鐵路紅線區(qū)，即使光纜產(chǎn)權(quán)屬運(yùn)營(yíng)商，也只能由鐵路電務(wù)維護(hù)人員代維;

租賃高速鐵路槽道敷設(shè)光纜后，只能交由鐵路電務(wù)段代維。根據(jù)鐵路總公司指導(dǎo)意見(jiàn)，其維護(hù)費(fèi)用按皮長(zhǎng)公里計(jì)費(fèi)，每皮長(zhǎng)公里代維費(fèi)每公里超過(guò)一萬(wàn)元/年。

出現(xiàn)障礙后，鐵路部分根據(jù)高鐵運(yùn)行窗口期安排進(jìn)入作業(yè)，非窗口期禁入。由鐵路電務(wù)段代維光纜出現(xiàn)故障后，緊急情況提交書(shū)面報(bào)告后一周內(nèi)批復(fù)，非緊急情況提交書(shū)面報(bào)告后，兩周后批復(fù)。

四、論述總結(jié)

1、利用高速鐵路敷設(shè)干線光纜降低時(shí)延明顯

高鐵建設(shè)中，逢水架橋、遇山隧道，路由距離長(zhǎng)度優(yōu)勢(shì)勝于高速公路，更勝于架空、直埋等傳統(tǒng)建設(shè)方式，對(duì)降低光纜鏈路時(shí)延有最大優(yōu)勢(shì)。

2、建設(shè)投資會(huì)顯著增加

根據(jù)前面的分析，綜合光纜造價(jià)、租用高鐵槽道費(fèi)用、局站建設(shè)及后期鐵路代維等費(fèi)用，沿高速鐵路敷設(shè)光纜成本較現(xiàn)有方式更高，投資更大。

3、維護(hù)障礙搶修時(shí)間不可控，完全受控于高鐵方

高鐵存在著通信系統(tǒng)維護(hù)天窗時(shí)段短，維護(hù)周期需按鐵路的周期進(jìn)度計(jì)劃，以及搶修障礙協(xié)調(diào)周期長(zhǎng)等問(wèn)題。

4、建設(shè)存在的其他問(wèn)題

新建高鐵時(shí)建設(shè)光纜：一般需與高速鐵路建設(shè)同步，高鐵建設(shè)周期非常長(zhǎng)，光纜建設(shè)時(shí)間不可控。

在網(wǎng)運(yùn)營(yíng)高鐵建設(shè)光纜：需鐵路段協(xié)調(diào)難度大，基本由鐵路專門負(fù)責(zé)實(shí)施，需采取多種安全、施工和管理措施，并只能在“天窗”點(diǎn)實(shí)施，施工時(shí)間段短，工期緊。

參考文獻(xiàn)：

[1]王加強(qiáng)、岳新全、李勇 《光纖通信工程》 北京郵電大學(xué)出版社

[2]中國(guó)鐵路總公司《高速鐵路通信工程施工技術(shù)規(guī)程》

[3]中國(guó)鐵路總公司 鐵總運(yùn)〔2015〕322號(hào) 《高速鐵路信號(hào)維護(hù)規(guī)則》中國(guó)鐵道出版社

作者簡(jiǎn)介：

劉勁，本科，工程師，成都新網(wǎng)電子系統(tǒng)工程有限公司高級(jí)項(xiàng)目經(jīng)理，具有20多年通信干線光纜網(wǎng)建設(shè)管理經(jīng)驗(yàn)。