长途光缆干线工程设计研究——以配合沪太支路走马塘危桥改造回搬电信长途光缆工程为例

长途光缆干线工程设计研究——以配合沪太支路走马塘危桥改造回搬电信长途光缆工程为例

连运彤

上海电信工程有限公司 上海 黄浦区 200011

摘 要：设计长途光缆干线工程，线路质量将对大面积通信网络质量产生重要影响。结合工程实例，从光缆结构、路由选择、敷设方案、防护设计四个方面提出工程设计要点的同时，通过实现辅助系统集成加强线路监控、维护管理，保证线路质量达标，为工程使用、维护提供有力支持。

关键词：长途光缆；干线工程；系统集成

引 言：

在社会快速发展的过程中，通信网络在其中发挥重要作用，直接影响人们生产、生活效率和质量。为满足长途通信需求，大量长途光缆线路得到了建设，但能否保证通信质量合格，与光缆干线工程设计水平密切相关。因此应加强长途光缆干线工程设计研究，做到科学、合理设计通信线路，为工程的可持续发展提供保障。

1.工程概况

配合沪太支路走马塘危桥改造回搬电信长途光缆工程位于济阳路卢浦大桥—闵行区界，为配合危桥快速化改建，需要将长约2.2km通信管道、1.6km光缆和多处人井拆除，并在济阳路上重新敷设通信管道、1.6km光缆和12孔信息管道。工程通信管道敷设范围较广，施工范围各种管线交叉或平行，因此施工期间需要加强与热力、水电等相关部门联系，通过加强保护避免安全事故发生。为保证施工顺利进行，需要做好光缆干线工程设计，加强各工序管控，确保工程建设质量达到要求。

2.工程设计分析

2.1 光缆结构

在工程光缆设计方面，将光分纤箱适配器当成是界限，与其他专业进行分工设计，外侧由线路专业负责，内侧由传输设备专业负责，加强与其他各专业沟通协调。根据光缆线路敷设要求，主要需要敷设96芯光缆。由于需要长距离传输，选择单模光缆，从结构上来看目前室外主要适用中心束管式和层绞式，前者主要用于光缆中心，后者以光纤围绕中心加强件。根据实际条件，需要选择能够容纳更大芯数的层绞式光缆，获得更强保护性能。考虑到需要与其他专业交叉作业，选用GYTA53型号光缆，如图1所示，为双重护套带铠结构，能够容纳4~144芯，用于直接埋地。采用该光缆具有传输速度快、抗干扰能力强、寿命长、带宽宽、绝缘性好等诸多优势，能够将光纤套入松套管中，内部填充防水化合物，外部利用涂塑钢带纵包，中间添加阻水材料保证结构紧凑^[1]。

此外，在计算光缆衰耗时，应利用计算公式 ，其中， 或 能够对光纤长度损耗进行表示； 可以对活动连接器损耗 进行表示； 可以对固定接头损耗 进行表示； 可以对光缆损耗富裕度 进行表示。以本工程为例，本工程在经过综合考虑后，将中心束管式光缆作为选择，同时，要求缆芯内不设置铜线，并在其内部进行油膏的填充，所添加的油膏在零下20摄氏度的条件下不能固化，零上70摄氏度时，油膏不能滴流，光缆外套的表面同样应始终保持在光滑的状态，不能有气泡生成；光缆内的松套管及心序，其颜色不会随着时间发生变化。并且光缆在正式使用前，应经过一系列的试验，如弯曲、拉伸、振动等，在试验后对其质量进行检查，其结构和护层完好方能使用。

2.2 路由选择

建设长途光缆干线，光缆使用寿命将直接受路由影响。通过在现场勘测，需要编制科学的路由方案。根据干线通信网络规划设计要求，对多个路由方案进行比较，从中选择可操作性强、安全可靠和具有一定经济性的方案。工程周围分布较多建筑物和管线，需要考虑水电、道路等相关部门规划给通信发展带来的影响。沿着道路走向确定线路路由走向，应做到顺路取直，尽可能避开未来将改扩的地段^[2]。在地势平稳、基础稳固地段设置路由，同时兼顾沿线其他部门的通信需要，可以选择架空光缆线路路由。布置杆路路由，选取最短截直线路径，尽可能减小角度，可以保证杆路稳定。电杆所在位置应加强土壤土质分析，按标准距离测定，避免发生大的坡度变更。结合工程周围条件，需要在人行道下敷设光缆，选择直埋路由，与周围隐蔽建筑物之间达到最小隔距，将可能发生的损伤降至最低。

2.3 敷设方案

在光缆敷设阶段，需要编制科学方案。选择直埋方式，考虑到长途光缆干线途径多个路段，应根据地段确定埋深和沟宽。在路段土为普通土和硬土时，埋深至少1.2m，遭遇流沙或全石质土壤，埋深至少0.8m，遭遇半石质土壤埋深至少1m。不同于农村地区受排水沟等因素影响，埋深仅要求达到0.8m，城区埋设光缆深度通常达到1.2m。部分路段需要采用地下管敷设光缆，需要在管孔内放入子孔，选择同色子管，尽可能通过人工作业减少接头损耗。按照图纸对光缆进行穿放，应使子孔孔管露出一定余长。项目实施期间，光缆敷设前禁止先布放内导管。使用彩色聚乙烯塑料子管，同一管孔中子管颜色不同。子管内、外管径分别为28mm和32mm，露出长在200~400mm之间，需按照白、绿红、蓝、黄顺序布放。在光缆和塑料子管间，设置阻水圈，不用的子管暂时利用阻水塞封堵管口。人孔内暴露部分利用塑料软件保护，扎紧后固定在电缆搁架上。标志牌利用防霉、防水材料制作，表明规格、容量、名称、施工单位及日期。如表1所示，为光缆穿放过程中的机械性能要求。实际在光缆张拉期间，牵引力不超允许拉力的80%，最大不超1500N，并在加强芯上施加力，一次牵引长不超1000m。在光缆管道和电力管道间，利用8cm厚混凝土或30cm厚压实土隔开。

表1 光缆机械性能要求

在光缆敷设过程中，针对中继段应当合理确定长度，以免光端机无法顺利接收光缆传输的信号。考虑色散受限距离、衰减限制因素，需要从中选择较小长度值作为中继段光缆传输距离。按照式（1），可以计算衰减限制下的中继长度L：

（1）

式中，P_s为平均发射功率，P_r为最小灵敏度，A_c为连机器衰减和，P_p和M_c分别为设备和线路的富余度，A_f和A_s分别为光纤衰减系数和接头平均衰减。而色散限制下的L为光传输手法亮点最大允许色散值和光纤色散系数的比值。完成光缆敷设后，需要确认光缆处于自然状态，严禁拉近受力，最小曲率半径至少达到光缆外径20倍，固定后至少达到10倍。此外，少数路段需要沿着建筑物采取挂墙敷设方式，应确认横平竖直，并在接近避雷线、电力线等管线时采取保护措施。

2.4 防护设计

在工程设计期间，需要加强线路防护。考虑到周围分布管线较多，应确认光缆路由与强电线路保持一定间隔，金属构件产生的影响不超规定容许值。针对线路相交位置，应垂直通过，交越角至少达到45°。无法达到安全要求，需要使用无金属构件和非金属加强芯，并增设外层保护。针对平行地面地段，应对金属构件进行接地。在线路防雷设计上，针对P₁₀为100~500Ωm地段敷设一条防雷线，大于500Ωm敷设两条。接头金属构件要求全部连通或不作电气连通，并在各中继段设计系统接地。在工程施工期间，同样需要做好防护设计，以免光缆受到机械损失。现场人工敷设电缆，应减小布放张力，从中间相两边对对整盘光缆进行布放，在各人孔安排1~2人辅助牵引。在沟槽挖掘和填埋等过程中，使用砂石料应提前筛除杂物，并禁止使用带腐蚀性水。使用的钢材应确认无锈蚀、节疤、管口变形等缺陷，并做好预埋铁件防锈处理，以免给光缆带来影响。穿越道路时，需要使用塑料管、盖板等加强光缆保护。道路坡度超20°，斜坡长达到30m以上，需要按照“S”形敷设。完成光缆敷设后，设立标识牌。

2.5 辅助系统集成

在工程建设阶段，为确保设计的光传输系统能够维持安全、可靠、稳定运行，需要对光缆在线监测系统、维护系统等辅助系统进行集成，为干线光缆通信管理提供支持。考虑到长途光缆干线分布广泛，管理难度较大，需要搭建系统集成管理平台，完成各子系统模块设计，通过调用模块实现各种功能。开发光缆在线监测模块，可以对通信光缆允许数据进行采集，实现状态判断、劣化分析等操作。在工程投入使用后，系统可以对任意光缆长度、衰耗等特性进行监测，生成曲线上传平台，供管理人员使用。开发维护模块，能够根据平台上的监测数据展开分析，实现断纤判断、故障定位等各项操作，为维护人员开展工作提供科学依据。通过快速定位光缆故障，能够缩短抢修时间，有效提高通信网络运行的可靠性。日常对干线进行巡视，可以通过平台获取线路资料和历史数据，把握巡视重点，有效提高线路管理效率。对各类数据进行统计，也能为光缆资源调度、工程建设规划等工作开展提供支持，达到全面提升光缆建设、运行管理水平的目标。

结论：

结合工程实际情况设计长途光缆干线，从区域环境、网络通信需求等各方面合理选择光缆、路由等设备，并根据基础条件做好光缆敷设和防护设计，确保了工程安全、保质、按时和高效完成，顺利交付建设方并获得了一致好评。根据工程使用维护需求，引入了辅助系统集成设计方案，能够使通信光缆网络价值最大化发挥，因此工程设计在同类项目中具有一定借鉴意义。

参考文献：

[1] 梅娟，探究光纤通信工程设计光缆线路施工技术[J]，长江信息通信，2021， 34(05)：162-164.

[2] 时婷婷，入户光缆通信工程设计要点[J]，电子技术与软件工程，2019(12)：24.

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