高铁多桥隧无线网络配套光缆的设计研究

郭永强

（山西信息规划设计院有限公司，太原 030012）

我国高速铁路运输业飞速发展，截止到2019年底，我国高铁营业总里程已经达到3万千米以上。高铁已经成为人们出行的必要工具，但高铁建设过程仍然存在一些需要攻克的问题，对于一些山区省份来讲，受到多山、多河的影响，形成了多桥梁、多隧道结构，高铁沿线的无线网络建设成为一大难题，而无线网络的配套光缆设计成为人们关注的重点。本次研究从多桥隧高铁特点及无线网络特征入手，寻找配套光缆设计的解决方案。

1 多桥隧高铁特征

高速铁路网建设过程中，桥梁与隧道已经建设了将近铁路线路总长的一半，并且在高铁大发展时代背景下，桥梁隧道的建设比例也会进一步增大，特别是对于多山、多河流区域，要保障高铁的顺利通行，必须进行桥梁、隧道建设，以满足特殊地形条件对高铁建设的影响。多桥隧高铁，即是复杂地形条件下的产物，在集中区域范围内形成了多桥、多隧的纵横结构，这种结构形成了相对密集、封闭的空间，受到山体、河流、桥体、隧道壁等影响，无线通信障碍成为多桥隧铁路亟待解决的难点。

2 多桥隧高铁的无线网络通信

受到多桥隧铁路特点的影响，在多桥隧的结构形态下，铁路无线网络通信受到严重制约。搭建无线网络时要保证尽可能的降低成本，减少移动信号的切换次数，以保证高铁运行过程不会由于快速行进而中断网络通信。因此，在这种情况下必须采取多RRU 基站共PN（伪随机序列码）小区技术，利用多个RRU 基站在铁路沿线分布，形成信号覆盖，并结合共PN 小区技术形成信号覆盖的不间断，避免多个RRU 基站的频繁切换，从而实现对铁道线的无缝覆盖。多桥隧高铁无线网络信号不间断覆盖实现的原理图如图1所示。

3 高铁多桥隧无线网络配套光缆的设计

3.1 配套光缆的材料选择

图1 多桥隧高铁无线网络信号不间断覆盖实现的原理图

要保证多桥隧高铁无线网络信号的不间断，从通信原理上看，需要首先保证多桥隧高铁沿线设有多处RRU基站，且满足多桥隧内外所有RRU 基站节点的光纤接入，光缆组网符合RRU-RRU/RRU-BBU 的串联接入方式，在这一网络结构下，才能确保多桥隧高铁沿线的网络全覆盖。而通常配套光缆埋设在桥隧的槽道内，有限的空间还往往与强弱电共用，所以必须保证配套光缆的防火性能。高铁线路途经地形复杂，光缆抢修困难，但沿线盖板断裂、鼠虫啃咬、液体腐蚀等情况都可能影响光缆，所以需要采用抗压、耐腐蚀、防啃咬的光缆进行铺设，应选择机械强度好、阻燃和防电磁干扰影响的光缆，即金属加强构件、松套层绞式、油膏填充、铝－聚乙烯粘结护套、纵包皱纹钢带铠装、聚乙烯套、低烟无卤单层阻燃外护套室外用通信光缆（GYTZA53）。

3.2 配套光缆的纤芯分配

要保证多桥隧高铁无线网络RRU-RRU/RRU-BBU的串接通信的顺畅，除了需要确保基站业务的开通，还必须满足纤芯的灵活调度，且需要确保通信过程纤芯备份保护、纤芯维护便利，所以配套光缆纤芯分配至关重要。通过采取主纤芯与备用纤芯搭配方式，保证通信持续，这里需要注意主纤芯与备用纤芯不要放在相同的光纤束管内，避免主纤芯与备用纤芯同时损坏。同时，将未使用的纤芯进行成端设计，应对突发障碍，作为临时调度的备用纤芯，有利于及时抢通光路。RRU-RRU/RRU-BBU 模式下，纤芯需要直达，避免形成中间跳纤，影响信号切换。而在BBU 机房，需要保证RRU-BBU 光缆的所有纤芯都采取成端设计。纤芯分配图设计时，需要确保工程使用的主用纤芯和备用纤芯都在图上清晰标注，准确无误。分配图上应明确RRU 编号及铁路长度米标，保证无线组网系统图与纤芯分配图一致，并且注明光缆引出点。

3.3 配套光缆的槽道布放

高铁无线网络配套光缆的槽道布放十分关键，要满足网络通信的质量，必须考虑光缆与电缆的隔断问题，必须按照光缆安装规范进行，若电缆、光缆槽道共用时，需要在光缆与电缆间增加绝缘隔断，尽量保证通信信号不受电信号影响。在布放配套光缆时还需要注意预留备用光缆和余留光缆，可充分利用隧道内的避险洞和铁路围栏的光缆接续点，尽量不要在槽道内预留，如必需预留需将光缆盘成“O”型，以扎线固定，保证光缆余留量的同时还要有保护措施，并且注意盘圈曲率半径至少大于光缆直径的20倍，避免盘圈导致光缆直接弯折。槽道布放过程必须严格遵守铁路部门槽位功能分布，结合光缆专业、产权单位等在相应的槽道内布设。此外，光缆布放施工过程需要注重质量控制，通过质量控制管理确保光缆布放符合规范、原则及需求，保证光缆布设效果。

4 结束语

多桥隧铁路的无线网络配套光缆设计需要考虑多桥隧特点和无线网络接续特点，在RRU-RRU/RRU-BBU串联模式下充分利用共PN 小区技术无需切换的原理，布设光缆以满足基站无间断全覆盖为主，结合槽道布设、纤芯分配和铁路部门相关要求进行光缆网布放设计，以确保多桥隧高铁的无线网络运行通畅。