铁路通信光缆应用的探讨

上海阿尔卡特光缆有限公司副总经理　黄俊华

　　摘要：与其他的网络相比，铁路通信网中的光缆有其特殊性。本文就铁路通信网中光缆应用方
案作一探讨。


　　关键词：光缆、铁路通信网


　　一、前言


　　光缆在铁路通信网中的应用起步很早。铁路通信网与其他的网络相比，有其显著的优势。例如
网络建设与铁路建设同步，尤其在极有发展潜力的目前欠发达地区。随着我国铁路通信网进入市
场，其优势将越来越突出地发挥出来。


　　铁路通信信号只为沿线各站内部使用时，由于对信息总量的需求相对较小，用铜缆显得比较经
济。因此，长期以来的“一光一电”制或“光电合一”制，似乎并未最终确定。


　　二、普通陆地光缆


　　所谓“普通”即过去的“邮电标准”陆上用光缆。


　　从缆芯结构上分，可有层绞、骨架、中心束管等典型结构。迄今为止，紧套光纤很少用，以松
套光纤为主。


　　护套结构则根据光缆敷设环境选择，架空敷设时以皱纹钢带＋聚乙烯结构为主；管道敷设时多
采用铝塑复合带＋聚乙烯结构；直埋敷设时往往采用以上二种结构的复合，即在管道光缆外再增加
皱纹钢带或细钢丝铠装；而在沿铁路的电缆沟槽内布放光缆，则参照直埋光缆的结构，相对而言，
只是抗侧压要求比直埋时宽松一点。


　　松套光纤管内和缆芯间隙都填充防水油膏，即所谓湿式全填充，也有松套光纤管内充油膏，缆
芯用阻水带的干式防水结构。充气光缆已很少采用。光缆工程设计、敷设工艺等规范与原邮电标准
基本一致。


　　这些光缆与话音或数字电缆同沟并行布放，即形成了“一光一电”制，该制式的好处在于：可
尽可能地减少光缆接头。例如电缆必须沟通每一个铁路小站，而光缆只是“通过”的场合。另外，
因相对的独立性，设施和施工可简单化。


　　三、综合光缆


　　把金属四线组或对绞线与光缆缆芯绞合或复合在一起。外加合适结构的护套，则成为光电综合
光缆，即“光电合一”制。


　　由于敷设成本通常是按皮长公里计，故有可能最大的好处是降低了施工费用，但有可能增加不
必要的光纤接头，增加光路总衰耗并降低可靠性。另外，这种光缆的制造难度和成本并不低，同时
综合光缆的接头盒（包括分歧）就不那么简单。


　　四、吹气光缆


　　最早的吹气光缆是为智能化大楼布线系统开发的。主要是由于大楼内用光纤的数量有不确定
性，因此在缆内放置了一根或多根内壁均匀光滑的空管，待需要时，把需要用的光纤吹进管内。很
快，这种技术被套用到管道光缆系统中，不单是光纤可以吹，连光缆也可以吹进管道，使施工场所
变得很文明。


　　这种光缆可以“一光一电”，也可“光电合一”，对光纤芯数相对难确定的铁路通信网有一定
的吸引力。但致命的弱点是光纤管内缺少防水油膏，总令人不放心，尤其是光缆遭外力损坏时，吹
气管道事实上成为储水管道。笔者保守地认为，这种光缆还是限于室内应用为好。


　　五、光纤架空地线复合光缆


　　该光缆英文缩写为OPGW。OPGW在全世界的电力系统中，已经成功运行了近20年，也有在铁路
系统应用的报道。在所有光缆系统中，以最低的故障率（包括人为故障）著称。在高压输电系统中
的架空地线中加入光纤，既保持原有地线（又称避雷线）的功能，又同时开辟了高质量的光信道。
在国内，也已广泛地应用在500KV，220KV，110KV及以下的系统中。


　　OPGW由缆芯和绞合的金属线（常用铝包钢线和铝合金线）组成，工作在架空状态，但比普通
光缆的架空状态严峻得多。


　　除了因光纤的加入具有一定特殊性外，OPGW的工程设计从力学的角度，与传统的架空地线几
乎是一致的，包括跨距、张力、弧垂、风荷、冰载等条件。


　　OPGW另一个技术关键是短路电流及引起的温升或热容量的设计，必须与系统相匹配。


　　随着国内OPGW生产能力的形成，市场价格已下降不少，但就绝对投资而言仍略高。除了已到
使用寿命更换地线直接用外，一般仍考虑在新建系统时架设OPGW。国外的铁路和电力系统一般芯
数不少于48纤。


　　六、光纤相线光缆


　　该光缆的英文缩写为OPPC。在国外的电力和铁路通信网中已有应用的报道。其结构与OPGW是
类似的。其区别在于：OPGW在无短路电流时，温度接近环境温度而OPPC有一持续温度；OPPC的结
构或截面与相线的相似性比OPGW更严格；OPPC的光电绝缘/分离需要更高的技术和施工要求。


　　OPPC在国外已成功地用于150KV系统，国内尚无应用的例子。


　　七、全介质自承光缆


　　该光缆英文缩写为ADSS，是非金属结构。所谓自承式，人们很容易想起那种钢吊线与光
（电）缆一体化，形状为“8”字状或“葫芦”型结构。而ADSS是圆结构的自承式，从圆截面结构
看，与陆地光缆中的全塑光缆很接近。但由于ADSS光缆工作在大跨度架空状态，对光纤余长（光
纤应变域）的要求较高，即使用的纺纶要满足跨距、张力、弧垂、风荷、冰载等条件。外护套要适
应于空间感应电场避免电腐蚀。无论从结构设计、工艺控制、施工安装与全塑光缆有本质区别。国
外有应用500KV供电系统的报道，国内则最高用于220KV系统。


　　ADSS光缆属于在现有的杆塔上“添加”的方式，不必另建杆路。在铁路通信网中应用可能更
具有优势。相对而言，应用环境比在电力系统中较宽松。


　　然而，沿铁路线的杆路与电力系统的供电的“供电走廊”相比就不那么干净。例如树木的倒下
将砸断光缆使通信中断。已有的技术是使光缆被碰“倒”（甚至着地）而非砸“断”，在排除障碍
物后光缆可恢复原样。


　　八、金属自承式光缆


　　该光缆英文缩写为MASS，外形和基本结构类似于OPGW。


　　MASS在工程设计和应用时不必象OPGW那样要考虑短路电流和温升，不必象OPPC那样要考虑截
流量和持续温度，也不必要象ADSS那样要考虑安装点的电场强度。MASS只需考虑机械特性，以满
足在正常运行和设计气象负荷时的跨距、张力和弧垂。


　　MASS通常由含光纤的不锈钢小钢管外包镀锌钢丝或铝包钢线组成。就目前的技术和工业标
准，含24芯光纤的MASS最小外径为9毫米，含60芯的最小外径约12毫米。


　　MASS亦属杆塔“添加”型，不必另建杆路，机械强度和刚性及抗枪击性能均优于ADSS。基本
上不考虑ADSS在遇障碍物时“软着陆”问题。在铁路通信网中有很大的潜力。


　　在铁路通信网中应用光缆有着广阔的发展前景，应根据不同的环境和应用条件来选择合适的光
缆结构和施工方法。


摘自《网络电信》2001.5