高鐵多橋隧無線網絡配套光纜的設計研究

郭永強

（山西信息規劃設計院有限公司，太原 030012）

我國高速鐵路運輸業飛速發展，截止到2019年底，我國高鐵營業總里程已經達到3萬千米以上。高鐵已經成為人們出行的必要工具，但高鐵建設過程仍然存在一些需要攻克的問題，對于一些山區省份來講，受到多山、多河的影響，形成了多橋梁、多隧道結構，高鐵沿線的無線網絡建設成為一大難題，而無線網絡的配套光纜設計成為人們關注的重點。本次研究從多橋隧高鐵特點及無線網絡特征入手，尋找配套光纜設計的解決方案。

1 多橋隧高鐵特征

高速鐵路網建設過程中，橋梁與隧道已經建設了將近鐵路線路總長的一半，并且在高鐵大發展時代背景下，橋梁隧道的建設比例也會進一步增大，特別是對于多山、多河流區域，要保障高鐵的順利通行，必須進行橋梁、隧道建設，以滿足特殊地形條件對高鐵建設的影響。多橋隧高鐵，即是復雜地形條件下的產物，在集中區域范圍內形成了多橋、多隧的縱橫結構，這種結構形成了相對密集、封閉的空間，受到山體、河流、橋體、隧道壁等影響，無線通信障礙成為多橋隧鐵路亟待解決的難點。

2 多橋隧高鐵的無線網絡通信

受到多橋隧鐵路特點的影響，在多橋隧的結構形態下，鐵路無線網絡通信受到嚴重制約。搭建無線網絡時要保證盡可能的降低成本，減少移動信號的切換次數，以保證高鐵運行過程不會由于快速行進而中斷網絡通信。因此，在這種情況下必須采取多RRU 基站共PN（偽隨機序列碼）小區技術，利用多個RRU 基站在鐵路沿線分布，形成信號覆蓋，并結合共PN 小區技術形成信號覆蓋的不間斷，避免多個RRU 基站的頻繁切換，從而實現對鐵道線的無縫覆蓋。多橋隧高鐵無線網絡信號不間斷覆蓋實現的原理圖如圖1所示。

3 高鐵多橋隧無線網絡配套光纜的設計

3.1 配套光纜的材料選擇

圖1 多橋隧高鐵無線網絡信號不間斷覆蓋實現的原理圖

要保證多橋隧高鐵無線網絡信號的不間斷，從通信原理上看，需要首先保證多橋隧高鐵沿線設有多處RRU基站，且滿足多橋隧內外所有RRU 基站節點的光纖接入，光纜組網符合RRU-RRU/RRU-BBU 的串聯接入方式，在這一網絡結構下，才能確保多橋隧高鐵沿線的網絡全覆蓋。而通常配套光纜埋設在橋隧的槽道內，有限的空間還往往與強弱電共用，所以必須保證配套光纜的防火性能。高鐵線路途經地形復雜，光纜搶修困難，但沿線蓋板斷裂、鼠蟲啃咬、液體腐蝕等情況都可能影響光纜，所以需要采用抗壓、耐腐蝕、防啃咬的光纜進行鋪設，應選擇機械強度好、阻燃和防電磁干擾影響的光纜，即金屬加強構件、松套層絞式、油膏填充、鋁－聚乙烯粘結護套、縱包皺紋鋼帶鎧裝、聚乙烯套、低煙無鹵單層阻燃外護套室外用通信光纜（GYTZA53）。

3.2 配套光纜的纖芯分配

要保證多橋隧高鐵無線網絡RRU-RRU/RRU-BBU的串接通信的順暢，除了需要確保基站業務的開通，還必須滿足纖芯的靈活調度，且需要確保通信過程纖芯備份保護、纖芯維護便利，所以配套光纜纖芯分配至關重要。通過采取主纖芯與備用纖芯搭配方式，保證通信持續，這里需要注意主纖芯與備用纖芯不要放在相同的光纖束管內，避免主纖芯與備用纖芯同時損壞。同時，將未使用的纖芯進行成端設計，應對突發障礙，作為臨時調度的備用纖芯，有利于及時搶通光路。RRU-RRU/RRU-BBU 模式下，纖芯需要直達，避免形成中間跳纖，影響信號切換。而在BBU 機房，需要保證RRU-BBU 光纜的所有纖芯都采取成端設計。纖芯分配圖設計時，需要確保工程使用的主用纖芯和備用纖芯都在圖上清晰標注，準確無誤。分配圖上應明確RRU 編號及鐵路長度米標，保證無線組網系統圖與纖芯分配圖一致，并且注明光纜引出點。

3.3 配套光纜的槽道布放

高鐵無線網絡配套光纜的槽道布放十分關鍵，要滿足網絡通信的質量，必須考慮光纜與電纜的隔斷問題，必須按照光纜安裝規范進行，若電纜、光纜槽道共用時，需要在光纜與電纜間增加絕緣隔斷，盡量保證通信信號不受電信號影響。在布放配套光纜時還需要注意預留備用光纜和余留光纜，可充分利用隧道內的避險洞和鐵路圍欄的光纜接續點，盡量不要在槽道內預留，如必需預留需將光纜盤成“O”型，以扎線固定，保證光纜余留量的同時還要有保護措施，并且注意盤圈曲率半徑至少大于光纜直徑的20倍，避免盤圈導致光纜直接彎折。槽道布放過程必須嚴格遵守鐵路部門槽位功能分布，結合光纜專業、產權單位等在相應的槽道內布設。此外，光纜布放施工過程需要注重質量控制，通過質量控制管理確保光纜布放符合規范、原則及需求，保證光纜布設效果。

4 結束語

多橋隧鐵路的無線網絡配套光纜設計需要考慮多橋隧特點和無線網絡接續特點，在RRU-RRU/RRU-BBU串聯模式下充分利用共PN 小區技術無需切換的原理，布設光纜以滿足基站無間斷全覆蓋為主，結合槽道布設、纖芯分配和鐵路部門相關要求進行光纜網布放設計，以確保多橋隧高鐵的無線網絡運行通暢。