水底光缆线路的工程设计

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1、2003 年 3 月第 1 期No . 1 Mach 2003黑 龙 江 通 信 技 术Heilo ngjiang Co mmunicatio ns Technology技术论水底光缆线路的工程设计马少骥(黑龙江邮电规划设计院 ,黑龙江 哈尔滨 150080)摘 要 :水底光缆是直埋光缆的薄弱环节 ,也是光缆设计的一个重要部分 。文中以穿越阿什河 、蚂蜒河 和倭肯河的水底光缆为例介绍了水底光缆的路由选择 、长度和程式的确定 、敷设要求和施工方式 ,以及 岸滩和穿堤保护等方面的设计过程 。关键词 :水底光缆 ;工程设计 ;光缆施工中图分类号 : TN913 . 33文献标识码 :B文章标号 :1

2、009 - 3184 (2002) 04 - 0025 - 04蚂蜒河也不通航 ,近期也无疏浚加宽计划 。光缆路由引言1过河处由主河道和二道河构成 ,头道河西岸至二道河在黑龙江省移动长途二级干线直埋光缆线路哈尔滨至佳木斯段设计中 ,光缆需穿越阿什河 、蚂蜒河 、牡 丹江和倭肯河 4 条河流 。由于地势和环境的限制 ,只 有穿越牡丹江段可利用公路大桥吊挂外 ,其余几条河 流均需在水底敷设 。水底光缆线路与其它直埋光缆线 路不同 ,因为水底要比其他直埋方式经受的环境条件 严峻 ,因此 ,水底光缆线路的设计和施工也比其它直埋方式复杂 。修复故障也困难得多 。东岸间的距离有 900 m 左右 。河水流

3、速 0 . 7 m/ s 左右 ,最大河深 2 m ,汛期可达 34 m 。河底为淤泥土壤 ,岸滩为砂质土 。蚂蜒河两岸没有防水堤 ,两岸岸滩地势平坦 ,多为沼泽地带 。2 . 3倭肯河倭肯河发源于勃利县境内 ,经七台河 、依兰流入松花江 。倭肯河流域年平均气温 3 . 2 ,河流冬季封冻倭肯河也不通航 ,近期也无疏浚加宽计划 。光缆路由过河处河宽 30 m 左右 ,汛期一般可达 50 m ;河水流速2 几条河流的环境和气象条件2 . 1阿什河阿什河发源于阿城市境内 ,经哈尔滨流入松花江 。 阿什河流域年平均气温 3 . 6 ,河流冬季封冻 。阿什 河不通航 ,近期也无疏浚加宽计划 。光缆路由

4、过河之 处河宽 80 m 左右 ,汛期一般可达 150 m 。河水流速 0 .8 m/ s 左右 ,最大河深 3 m ,汛期可达 5 m 。河底为砂0 . 9 m/ s 左右 ,最大河深 3 m ,汛期可达 56 m 。河底为淤泥土壤 ;岸滩为淤泥土壤 。倭肯河两岸旁有土质防水堤 ,两岸防水堤间距离为 80 m 。3 水底光缆路由的选择3 . 1水底光缆路由选择的原则(1) 光缆过河位置宜选择在河道顺直 、流速较小底 、施工困难的地段 ; 11) 有腐蚀性污染排泄的水域 ;12) 河边的游泳场地 。(3) 水底光缆路由必须避免与电力电缆和其他管 线或水底设备交越 ,如与电力电缆平行敷设时 ,其

5、净距 应不小于 100 m 。(4) 如在原光缆路由上增设光缆 ,需离开一定距离 (冲刷形成弧度后的距离) ,一般应不小于 100 m ,以保 证新设光缆施工时不影响原光缆 ,并避免相互交叉 。 (5) 水底光缆线路与码头 、渡口 、港口 、抛锚区 、避风区和水上作业区的隔距不应小于 300 m 。(6) 水底光缆上岸的地方宜选择在坡度较小 、岸滩 稳固不易坍塌且不受洪水淹没的地段 。水底光缆上岸 处最好地形宽敞 ,以便于施工 、维护和设置标志牌等 。3 . 2 哈佳段水底光缆路由的选择3 . 2 . 1穿越阿什河水底光缆路由 根据光缆线路通过阿什河及两岸的环境并结合上述原则 , 我们选择在同

6、三公路南侧距同三公路路基100 m 处 。这里水流平稳 ,河道较窄且河道两岸平缓 ,岸滩土质稳定 ,其他条件也符合光缆路由选定的原则 。3 . 2 . 2穿越蚂蜒河水底光缆路由 蚂蜒河两岸地势平坦 ,河道水流平稳 ,与同三公路接近处岸滩不稳定 ,常受冲刷 ,同三公路在大桥两侧修 建了 50 m 长的护坡 。根据实际情况 ,我们把水底光缆 路由定在同三公路北侧距公路 220 m 处 。这里河道较 窄 ,岸滩平缓且大河和二道河间河岸土质较稳定 。3 . 2 . 3 穿越倭肯河水底光缆路由倭肯河河道较窄 ,河岸两侧陡峭 ,水流平稳 。根据 现场情况 ,穿越倭肯河的地点选择在同三公路北侧距 公路 50

7、 m 处 ,这里河床及岸滩较为稳定 。L 1 :水底光缆两岸终端间的设计测量长度 ( m) ,阿什河为 150 m ,蚂蜒河为头道河西岸至二道河东岸间 距离 900 m ,倭肯河为 50 m ;L 2 :终端固定 、岸滩接头弯曲 、过堤 、S 型敷设等增 加的长度 ( m) ,这里 ,阿什河为 12 m ,蚂蜒河为 6 m ,倭 肯河为 12 m ;L 3 :接头预留长度 ( m) ,每处水底光缆 2 个接头 ,每个接头为 12 m ,则每处水底光缆增加 24 m ;L 4 :平面弧度增加长度 ,取水底光缆测量长度的2 . 7 % ;L 5 :立面弧度增加的长度 ( m) ,根据实际测量的河

8、床断面情况 ,阿什河处按水底光缆测量长度加 3 % ,蚂 蜒河处增加 2 % ,倭肯河处增加 3 . 5 % ;L 6 :施工余量 ( m) ,本工程 3 条河流人工布放 ,未 留余量 ,取值 0 ;L 7 :水底光缆岸滩延伸长度 ( m) ,阿什河处取 90 m ( 两河堤间距离 - 水底光缆设计测量长度 + 20 m) ; 蚂蜒河处由于河两岸多为沼泽且岸边没有修建河堤 , 岸滩延伸部分根据地形条件适当加长 ,取值为 600 m (两岸各延伸 300 m) ;倭肯河处取值为 50 m (两河堤间 距离 - 水底光缆设计测量长度 + 20 m) ;:自然弯曲增长率 ,取 1 . 2 % ;因此

9、 ,3 条过河水底光缆的长度计算如下 :阿什河水底光缆长度L = ( L 1 + L 2 + L 3 + L 4 + L 5 + L 6 + L 7 ) ( 1+ )= (150 + 12 + 24 + 150 2 . 7 % + 150 3 % + 0+ 90) (1 + 1 . 2 %)= 288 m ;蚂蜒河水底光缆长度4 光缆长度确定和光缆程式选择4 . 1水底光缆长度的确定哈佳段水底光缆的设计长度按下式计算 ,式中不 包括施工损耗 。L = ( L 1 + L 2 + L 3 + L 4 + L 5 + L 6 + L 7 ) ( 1= ( L 1 + L 2 + L 3 + L 4

10、 + L 5 + L 6 + L 7 ) ( 1+ )= (900 + 6 + 24 + 900 2 . 7 % + 900 2 % + 0+ 600) (1 + 1 . 2 %)= 1591 m ;L技术论坛第 1 期马少骥 :水底光缆线路的工程设计L = ( L 1 + L 2 + L 3 + L 4 + L 5 + L 6 + L 7 ) ( 1+ )= (50 + 12 + 24 + 50 2 . 7 % + 50 3 . 5 % + 0+ 50) (1 + 1 . 2 %)= 141 m 。4 . 2 水底光缆程式的选择目前我国采用的水底光缆主要有以下 4 种 :GYS TA53 型

11、 : 金属加强构件 、松套层绞填充 式 、铝 - 聚乙烯粘接护套 、纵包皱纹钢带铠装 、聚乙烯 外护套光缆 。该类光缆适合于河道顺直 、河床稳定或 变化很小 、河底平坦 、流速较小的狭窄河流 、冲刷较小 的季节性河流 、人工渠和水塘 。GYS TA33 型 : 金属加强构件 、松套层绞填充 式 、铝 - 聚乙烯粘接护套 、单细圆钢丝铠装 、聚乙烯外 护套光缆 , 且允 许 长 期 张 力 为 4000N 、短 期 张 力 为10000N 。此类光缆适合于河床稳定 、流速较小 、河面 不太宽的较小河流 、湖泊和沼泽地 。GYS TA333 型 : 金属加强构件 、松套层绞填充 式 、铝 - 聚乙

12、烯粘接护套 、双细圆钢丝铠装 、聚乙烯外 护套光缆 , 且允许长期张力为 10000N 、短期张力为20000N 。此类光缆适用于常年通航的河流 、非通航河 流且河面较宽 (大于 50 米) 、河床为泥砂 、流速较大且 河床不稳定的季节性河流和有疏浚加宽计划的河流 。GYGS TA333 型 :金属重型加强构件 、松套层绞 填充式 、铝 - 聚乙烯粘接护套 、双细圆钢丝铠装 、聚乙 烯外护套光缆 ,且允许长期张力为 20000N 、短期张力 为 40000N 。此类光缆适合于特大河流 、河床是石质土 壤的河流 、冲刷严重的季节性河流和流速特急 、河道变 化较大的河流 。根据阿什河 、蚂蜒河 、

13、倭肯河三条河流流速 、河床 土质状况 、河宽等因素的综合情况 ,穿越三条河流的水底光缆均采用了 GYS TA333 型光缆 。根据阿什河 、蚂蜒河 、倭肯河河床及岸滩土质的情况 ,光缆设计埋深水底及岸滩部分均定为 1 . 5 m 。5 . 2水底光缆的弧形敷设要求光缆在水底的布放位置 ,应以施工测量时的基线为准向上游按弧形布放 。弧形布放的范围应包括在洪水期间易受到冲刷的岸滩部分 。弧形顶点应在河流的主流位置上 。弧形顶点至基线距离 ,应按弧形弦长大小和河流稳定情况来确定 。一般为弦长的10 %15 % ,冲刷较大和水面较窄的河流可取较大的比率 。5 . 3水底光缆的施工和敷设方式水底光缆的施

14、工方法主要有人工施工 、机械施工和其他施工方式 。人工施工有长把铁锹法 、吊斗法和夹挖泥塘法 ;机械施工主要有吸扬式挖泥船 、链斗式挖泥船 、铲扬式挖泥船和抓扬式挖泥船 ;其他施工方式主要有水泵冲槽法和自动吸泥法 。根据阿什河 、蚂蜒河和倭肯河的河床土质和水流流速情况 ,建议在施工中采用水泵冲槽法 。水泵冲槽法适用于水深小于 10 m河底为沙土 、黏土和淤泥 、流速小于 1 m/ s 的河流 。6 水底光缆的保护6 . 1光缆上岸和穿越堤防的保护6 . 1 . 1光缆上岸处的保护为了避免光缆在靠近河岸的部分 ,因受到水流的冲刷或冰凌流动的影响受到破坏 ,本工程在光缆上方覆盖盛装水泥的麻袋 ;蚂

15、蜒河和倭肯河由于河岸陡峭 ,本工程在上述两条河流的两岸砌了石护坡 。6 . 1 . 2光缆穿越堤防的保护阿什河两岸有石砌防水堤 ,光缆穿越防水堤时应顺堤埋设 。光缆在堤顶的埋深不应小于 1 . 2 m ,在堤坡的埋深应不小于 1 . 0 m ,同时光缆应加塑料管保护已有相当数量用户 ,大多是高端用户 。如何迅速解决投诉问题已成为维护网络形象 、提高企业信用的关键 。 北京 CDMA 智能网是通过 M SC 播放录音通知的 ,通 过录音通知可以简单地判定用户无法正常使用的原 因 。当然 ,所有问题都可以通过察看信令得到解决 ,这 些问题一般有以下几种 。(1) 主叫放音“您无权享受 V PN”,

16、被叫无法接通 。 原因是 SCP2 上没有用户的数据而 HL R ( Ho meLocatio n Register) 上已经登记了用户的签约信息 。当 SSP 给 SCP2 发送 O RR EQ 消息查询此用户在 SCP2 上是否为智能网用户的时候 , SCP2 就会拒绝此次呼 叫 ,发给 SSP O RR EQ res 消息通知 M SC 放音“您无权 享受 V PN”。只要在 HL R 中删除用户的签约信息或 在 SCP2 上加入用户的数据即可解决 。(2) 主叫缩位拨号后放音“您拨的号码是空号 ,请 查证后再拨”,被叫正常 。原因是 HL R 上没有用户的签约信息而在 SCP2 上有此

17、用户的数据 ,VL R 查询此用户不是智能网用户 后 ,不给 SCP2 发消息 ,直接通知 M SC 放音“您拨的号 码是空号 ,请查证后再拨”。在 HL R 加上此用户的签 约信息即可解决 。(3) 主叫正常 ,被叫放音“您所拨的号码已设呼入 限制”。原因是 SCP2 没有用户漫游地的 TL DN 信息 。在ANL YZD 里的 Destinatio n Digit s 消息含有被叫漫游地的 TL DN 号码 ,如果 SCP2 的局数据里没有这样的信 息 ,就会回给 SSP 一个拒绝消息 ,通知 SSP 放音“您所 拨的号码已设呼入限制”。在 SCP2 上加入用户漫游 地的 TL DN 号码

18、即可解决 。(4) 主被叫均不通且无放音 。原因是 SCP2 中没有用户漫游地的 M SC ID 数据 。用户漫游地的 SSP 发给 SCP2 的 O RR EQ 消息带有该漫游地的 M SC ID ,而 SCP2 检索自己的局数据后发现 没有这样的数据 , 所以回给 SSP 拒绝消息 。只要在 SCP2 加入用户漫游地的 M SC ID ,并确保该局 TL DN 号码也加入即可解决 。(5) 主叫无法拨打某一号码 。原因是 SCP2 上没有此号码所在 HL R 号段的信 息 。SSP 发给 SCP2 的 O RR EQ 消息中带有主叫号 码 ,SCP2 分析主叫号码发现没有这样的 HL R

19、号段信 息 ,无法得知此用户是否漫游 , 无法计费 , 所以发给 SSP 一个拒绝接续的消息 。在 SCP2 上加入该 HL R 号段和对应的地区即可解决 。作者简介 : 梁晨阳 ,男 ,1978 年生 ,毕业于浙江大学信息与电子工程学系电子工程专业 ,工学学士 。在中国联通新时空北 京分公司从事 CDMA 智能网的研究和维护 。收稿日期 :2003 - 01 - 15(上接第 27 页) 洪水水位 ; 当光缆埋在最高洪水位以上 ,而光缆在堤上埋深小于 1 m 时 ,应在堤上培土 ,使 光缆埋深达到 1 m 。河堤的恢复和加固 ,应与堤防单 位协商确定 。6 . 2 水底光缆的固定阿什河 、倭

20、肯河两岸在土质坚实的地方设置12 个S 弯进行锚固 ;蚂蜒河两岸在土质坚实的地方设置 1 2 个 S弯进行锚固 ,还应将光缆用钢丝网锚固在桩上 。6 . 3 水底光缆标志牌的设置水底光缆施工完成后 ,应在河两岸光缆路由上设结束语水底光缆是长途直埋光缆线路的薄弱环节 ,经常 受到洪水冲刷 、河道疏浚 、挖砂等侵害 。由于水底光缆 的修复较为困难 ,因此 ,无论工程设计 、工程施工和光 缆线路维护中 ,水底光缆都是重中之重 。做好水底光 缆的工程设计是确保工程施工和光缆线路维护的重要 环节 。作者简介 :马少骥 ,男 ,1961 年生 ,1984 年毕业于黑龙江省 邮电学校 。从事通信线路工程设计近 20 年 ,现任黑龙江邮电规划设计院副总工程师 ,总工办副主任 。7