朱 川，黃 璽

（63787部隊(duì)，新疆 石河子 832000）

0 引言

我國(guó)的高寒高海拔環(huán)境主要存在于新疆和西藏，海拔4 000米以上的地區(qū)占到國(guó)土面積的10%以上，這些地區(qū)的發(fā)展較東南沿海地區(qū)的經(jīng)濟(jì)還有很大的發(fā)展空間。目前，中東部地區(qū)已經(jīng)基本完成了5G的覆蓋，而西部地區(qū)由于其特殊的地理環(huán)境因素5G覆蓋才剛剛開始，光纖通信技術(shù)作為5G發(fā)展的重要傳輸通道，在高寒高海拔地區(qū)還有許多問題需要克服。因此，高寒高海拔地區(qū)特殊環(huán)境下的光纖通信設(shè)備的穩(wěn)定問題亟待解決，對(duì)這些地區(qū)通信的發(fā)展具有重要的意義[1]。

1 光纖傳輸系統(tǒng)線路的勘察設(shè)計(jì)規(guī)劃

高寒高海拔地區(qū)自然條件惡劣人煙稀少，除個(gè)別人員聚集區(qū)以外，幾乎沒有人煙。海拔高，常年低溫，凍土常年不化，氣候復(fù)雜多變是這里的常見現(xiàn)象，特別是西藏及新疆的山地地區(qū)，氣候更是變化無常。在施工時(shí)為了確保線路的后期維護(hù)，開設(shè)更多的業(yè)務(wù)，就必須對(duì)光纜規(guī)劃進(jìn)行預(yù)留，再加上高寒高海拔地區(qū)特殊的環(huán)境氣候使得晝夜溫差較大，光纜線路普遍較內(nèi)陸地區(qū)要長(zhǎng)，維護(hù)難度也更高。因此只有制定最完善最合理的建設(shè)方案，把所有的突發(fā)情況考慮進(jìn)去，充分做好一切的預(yù)防措施，才能確保光纜網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，進(jìn)一步提高光纖傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性[2]。

2 光纖傳輸系統(tǒng)在高海拔高寒地區(qū)存在的困難

2.1 光纜的敷設(shè)

高寒高海拔地區(qū)的特殊氣候，寒冷而干燥，氣候多變，四季不分明，有些地方的冰凍期長(zhǎng)達(dá)200天以上，光纜敷設(shè)必定要穿越高山、河谷等特殊地形，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，尤其是低溫形成的凍土層嚴(yán)重地影響著施工的進(jìn)度及質(zhì)量。而凍土層又根據(jù)含冰量分為少冰凍土、多冰凍土、富冰凍土、飽冰凍土和含土冰層五種類型。五種類型所對(duì)應(yīng)了五種不同的施工難度，尤其是天氣轉(zhuǎn)暖時(shí)所形成的融區(qū)更是增加了施工的難度。融區(qū)因?yàn)橛衅洳淮_定性加之邊遠(yuǎn)地區(qū)氣象資料的收集不足，使其成為最大的不確定因素。高山雪水融化所形成的洪災(zāi)對(duì)于線路的影響也很大，多變的氣候使高山融雪形成的河流時(shí)大時(shí)小變化無常，導(dǎo)致施工的標(biāo)準(zhǔn)無法確定，增加了施工的難度也增加了施工成本[3]。

經(jīng)查最近幾年的在高寒高海拔地區(qū)的光纜故障，除去公路施工人員造成的人為事故以及山體滑坡等自然災(zāi)害引起的故障外，無一例外都是出現(xiàn)在光纜過河路段。深秋入冬季節(jié)，永凍層往上凍，河水往下凍，中間形成一段不穩(wěn)定層，正好是光纜深埋的地段，如是碰到了土質(zhì)容易變化的地段，光纜容易遭受絞力，致使光纜變形，光纖受力，最嚴(yán)重時(shí)光纜將形成一個(gè)折疊彎，光纜中的光纖全部折斷。當(dāng)天氣轉(zhuǎn)暖的時(shí)候，河流冰層解凍，其形成的冰凌能把跨河的光纜切斷。夏季高山融雪所形成的泥石流和洪水，對(duì)過河光纜也是極大地威脅[4]。

2.2 光纜線路的維護(hù)

高寒及高海拔地區(qū)較之平原地區(qū)維護(hù)難度成倍增加。高寒及高海拔地區(qū)大多山高坡陡，雪深路滑，荒無人煙，一旦出現(xiàn)線路中斷要及時(shí)地修復(fù)，所用的時(shí)間也將成倍增加。車輛是線路維護(hù)的主要工具，但是在高寒高海拔地區(qū)能夠正常通行的道路路況不佳，車輛又因海拔高，空氣中氧氣少，燃油燃燒不充分，功率減小，氣壓低，沸點(diǎn)低，不能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行有效降溫，使車輛經(jīng)常出現(xiàn)故障，又因人煙稀少得不到及時(shí)維修，通信器材維修裝備及人員不能及時(shí)送達(dá)故障點(diǎn)，使得維修效率大大降低。

光纜中的光纖是很容易折斷的，尤其是在高寒高海拔地區(qū)冷熱交替的季節(jié)。光纜的熱脹冷縮使光纜承受了巨大的張力，而傳輸線路又過長(zhǎng)，這就很容易導(dǎo)致光纜中斷。黑龍江牡丹江至佳木斯的某中心的束管式光纜，中心束管跟外護(hù)層都從接頭盒里縮出來，導(dǎo)致發(fā)生多次故障，致使所在線路接頭盒更換了60%的接頭盒。西藏拉薩至阿里的某段束管式光纜也因中心束管跟外護(hù)層都從接頭盒里縮出來，導(dǎo)致多次通信故障，致使所在線路更換了所有的接頭盒。大量的故障致使光纜線路的維護(hù)難度急劇增加。

高寒及高海拔地區(qū)特殊的環(huán)境對(duì)線路維護(hù)人員的人身健康造成威脅。由于線路較長(zhǎng)，中間補(bǔ)給點(diǎn)較少，路況不佳，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)不能夠及時(shí)的處置。高原反應(yīng)和凍傷是線路維護(hù)人員面臨的主要威脅。某站線路維護(hù)人員在西藏阿里線路維修時(shí)，因施工車輛故障，施工人員在施工現(xiàn)場(chǎng)不能及時(shí)取暖，造成三人嚴(yán)重凍傷。新疆慕士塔格某施工路段因人員高原反應(yīng)辛虧搶救及時(shí)沒有造成人員傷亡。

2.3 光纖傳輸設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)

高寒高海拔地區(qū)晝夜溫差大且日照普遍較內(nèi)地要長(zhǎng)，紫外線對(duì)于設(shè)備的影響也會(huì)加大。在這種特殊情況的影響下，傳輸設(shè)備的使用壽命必然會(huì)縮短加快老化速度，并且在使用的過程中還會(huì)存在其他方面的問題?，F(xiàn)有傳輸設(shè)備對(duì)環(huán)境要求比較高，而惡劣環(huán)境條件卻是高寒高海拔最基本的特征。由于高寒高海拔大氣壓力和空氣密度小，導(dǎo)致外絕緣強(qiáng)度降低，海拔每升高1 000米，外絕緣強(qiáng)度降低10%左右。對(duì)于傳輸設(shè)備而言其出廠標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)固定，隨著空氣壓力的降低，也導(dǎo)致了擊穿電壓的下降，對(duì)于接地電阻的要求的標(biāo)準(zhǔn)也更高，提高了成本。

光傳輸設(shè)備的各種儀表都是精密的電子線路和傳感器的集合體。大氣壓力和溫度等環(huán)境因素的變化會(huì)使儀表的測(cè)試數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差，普遍表現(xiàn)為精度降低、重復(fù)性差、漂移抖動(dòng)嚴(yán)重、誤碼率升高等。

UPS是光傳輸系統(tǒng)中重要組成部分，其蓄電池對(duì)于溫度變化最為敏感。正常情況下蓄電池放電時(shí)，極板上會(huì)形成硫酸鉛，充電過程中還原為二氧化鉛和純鉛。但是，若是溫度變化快，使用不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致蓄電池還原不充分。高寒高海拔環(huán)境下，晝夜溫差較大。一旦蓄電池處于充電不足的狀態(tài)，就會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)極板硫化現(xiàn)象，導(dǎo)致蓄電池容量降低，內(nèi)阻增大，設(shè)備在使用UPS供電時(shí)，使用時(shí)間縮短甚至中斷。

3 高寒高海拔環(huán)境對(duì)光纖傳輸系統(tǒng)設(shè)備存在的影響的解決對(duì)策

3.1 光纖傳輸系統(tǒng)線路的勘察設(shè)計(jì)規(guī)劃要合理

高寒高海拔環(huán)境特殊的氣象地理環(huán)境要求我們要重視勘察設(shè)計(jì)規(guī)劃線路的合理性。選擇勘探線路路由時(shí)，要盡量避開河道處，如果實(shí)在無法避免，要對(duì)過河技術(shù)進(jìn)行綜合的考慮。從選纜、埋深、密封、雙路由保護(hù)等多方面進(jìn)行考慮。對(duì)線纜所過之處加強(qiáng)氣象地理數(shù)據(jù)的收集，進(jìn)行有針對(duì)性的規(guī)劃。對(duì)于光纜選擇要嚴(yán)格把關(guān)，加嚴(yán)檢驗(yàn)項(xiàng)目為束管拉力測(cè)試，判斷標(biāo)準(zhǔn)是單位長(zhǎng)度束管拉力要大于30牛每米。其主要作用就是應(yīng)對(duì)熱脹冷縮氣溫變化時(shí)，光纜冷縮，造成光纖從接頭盒里面拔出折斷造成通信中斷。光纜桿要使用油木桿，避免水泥桿在天氣溫度變化時(shí)風(fēng)化老化過快，造成倒桿。

3.2 光纜的敷設(shè)要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)

特殊情況特殊對(duì)待，選纜應(yīng)選適應(yīng)高寒高海拔地區(qū)的特殊用纜。加強(qiáng)盤纜測(cè)試。當(dāng)光纜被運(yùn)輸?shù)街付▊}(cāng)庫(kù)時(shí)，工作人員必須對(duì)光纜質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試，確保沒有任何的質(zhì)量問題，確認(rèn)是高原高海拔專用光纜。光纜的好壞直接影響到整個(gè)光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)試，對(duì)光纜盤的生產(chǎn)廠家、型號(hào)、長(zhǎng)度、出場(chǎng)時(shí)間、油膏飽滿度、加強(qiáng)件強(qiáng)度、光信號(hào)衰耗等方面進(jìn)行一一測(cè)試，確保其能真正滿足工程需要。其中光信號(hào)的衰減是重中之重，也是最容易出現(xiàn)問題的地方，如果衰耗大于設(shè)計(jì)要求應(yīng)立刻更換，保留測(cè)試數(shù)據(jù)，以便為日后的管理提供有效的依據(jù)。

光纖接續(xù)工程必須認(rèn)真細(xì)致處理。選擇光纖熔接機(jī)必須滿足高原工作的需要，盡量避免在大風(fēng)、雨天等天氣情況下熔接，避免灰塵及其他雜質(zhì)污染光纖接頭造成較大的衰耗，無法真正實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。在實(shí)際的操作中，施工人員一定注意對(duì)熔接機(jī)進(jìn)行測(cè)試，使其保持良好狀態(tài)，在光纜開剝時(shí)，注意把握力度，小心謹(jǐn)慎，避免光纜受到損壞。

高寒高海拔地帶光纖傳輸系統(tǒng)受氣候影響大，反映在光纜線路上的故障點(diǎn)主要就是接頭盒問題。比如地埋接頭盒強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)不一，當(dāng)經(jīng)過冬季的嚴(yán)寒，會(huì)出現(xiàn)擠壓變形，盒中進(jìn)水，光纖受力引起衰耗增大。架空接頭盒在冬季經(jīng)常出現(xiàn)光纜外漏的現(xiàn)象，天氣轉(zhuǎn)暖時(shí)受熱膨脹，非常容易把光纜終端盒里的尾纖頂斷或者彎曲度變大使光信號(hào)傳輸損耗增大或者中斷。所以在高寒高海拔地區(qū)選擇光纜終端盒非常重要，其應(yīng)滿足一般要求之外應(yīng)當(dāng)還應(yīng)注意到以下幾點(diǎn)。第一，光纜接頭盒必須外殼強(qiáng)度要高，能夠應(yīng)對(duì)熱脹冷縮的影響；第二，光纜加強(qiáng)芯和光纜接頭盒的固定位置能夠承受較大的拉力而不變形；第三，光纜接頭盒必須選擇密封性能好產(chǎn)品，能夠承受住70度的溫差變化而始終保持良好的密封性；第四，盤纖盒選擇的直徑要大，避免因光纖收縮而使光纖受力增大導(dǎo)致斷纖；第五，應(yīng)選擇維護(hù)方便的光纜接頭盒，便于維護(hù)和重復(fù)使用。

3.3 光纜線路的維護(hù)要及時(shí)準(zhǔn)確

光纜線路維護(hù)的主要任務(wù)就是保持設(shè)備完整良好、傳輸質(zhì)量良好、預(yù)防障礙并盡快排除故障，本著“預(yù)防為主，防搶結(jié)合”的原則，維護(hù)工作要做到精心細(xì)致，并且要結(jié)合實(shí)際采用科學(xué)合理的管理方式，才能為光纖傳輸系統(tǒng)提供穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)和大容量的傳輸線路。高原高海拔地區(qū)線路維護(hù)較內(nèi)地難度大，要達(dá)到線路維護(hù)的高標(biāo)準(zhǔn)對(duì)線路維護(hù)人員的要求較高，為達(dá)到線路通暢的標(biāo)準(zhǔn)要做到以下幾點(diǎn)：（1）加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，尤其是每年在冷暖交替的時(shí)候，對(duì)隱患地帶和多發(fā)故障區(qū)域加強(qiáng)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題；（2）對(duì)搶修線路所用工具要經(jīng)常保養(yǎng)維護(hù)，使其處在最佳工作狀態(tài)，以便隨時(shí)能夠?qū)€路進(jìn)行搶修；（3）配備好冬季搶修開槽的工具；（4）及時(shí)配備高原特別改裝車輛，保證車輛處于能夠隨時(shí)出動(dòng)的狀態(tài)；（5）對(duì)于經(jīng)常發(fā)生故障的過河處，盡量使用雙路由保護(hù)，在河邊做好人井，備好線桿和架空纜，一旦出現(xiàn)故障能夠立即處理，縮短搶修時(shí)間；（6）對(duì)高原冰土溶層地區(qū)的光纜桿進(jìn)行加固；（7）在設(shè)計(jì)之初就把無人中繼站選址放在施工人員能夠容易到達(dá)的地方，方便后期維護(hù)；（8）對(duì)光纜線路的防雷措施及時(shí)檢查，雖然光纜中的纖芯是非金屬材料，但是光纜中的加強(qiáng)芯基本都是金屬材料，也會(huì)受到雷電的危害，因此要外加防雷措施。

3.4 光纖傳輸系統(tǒng)設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)要全面

光纖傳輸系統(tǒng)設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)，必須建立起宏觀設(shè)備的系統(tǒng)理念。應(yīng)將所有影響系統(tǒng)的因素考慮在其中。光纖傳輸系統(tǒng)是一個(gè)整體，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)就會(huì)出現(xiàn)問題，所以宏觀設(shè)備理念的建立必不可少。其表現(xiàn)在以下4個(gè)方面：（1）當(dāng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常時(shí)，是否按照規(guī)定對(duì)其進(jìn)行保養(yǎng)維護(hù)，在宏觀設(shè)備理念指導(dǎo)下必然不會(huì)有漏項(xiàng)；（2）當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，不能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，可以在宏觀設(shè)備理念指導(dǎo)下根據(jù)故障點(diǎn)對(duì)傳輸系統(tǒng)的影響，根據(jù)排除法，對(duì)故障相似點(diǎn)進(jìn)行一一排除，直至確定故障點(diǎn)排除故障；（3）在設(shè)備宏觀理念的邏輯下，排除故障后，對(duì)故障進(jìn)行評(píng)估，并制定維修方案，以便當(dāng)別的故障點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)，能夠及時(shí)有效地排除；（4）由于造成光纖傳輸系統(tǒng)設(shè)備出現(xiàn)故障的因素多種多樣，如果單一的去解決必然會(huì)延長(zhǎng)故障排除的時(shí)間，特別是在多個(gè)故障同時(shí)發(fā)生時(shí)，必須在設(shè)備宏觀理念的指導(dǎo)下才能夠準(zhǔn)確無誤的處理問題。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，光纖傳輸系統(tǒng)在高寒高海拔地帶正常運(yùn)行需要克服低溫時(shí)間長(zhǎng)、冰凍期長(zhǎng)、日照時(shí)間長(zhǎng)、風(fēng)力大、氣象災(zāi)害頻發(fā)所造成的困難。有鑒于此，本文通過對(duì)高寒高海拔地區(qū)整個(gè)光纖傳輸系統(tǒng)的施工以及設(shè)備的防護(hù)進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的解決對(duì)策，提高了光纖傳輸系統(tǒng)在高寒高海拔地區(qū)的傳輸質(zhì)量。光纖傳輸是大容量的數(shù)據(jù)傳輸，對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到巨大的促進(jìn)作用，如果我們能夠克服困難，提高傳輸質(zhì)量，必定對(duì)我國(guó)高寒高海拔地區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出貢獻(xiàn)。