浅谈海底光缆通信工程的设计

２． 工程设计中应考虑的问题
海底光缆通信工程的规模容量、系统制式、设备选型、传输系统配置，终端局设备安装 等均与陆上光缆通信工程设汁基本上是相同的，这电不再叙述。下面主要介绍一下海地光缆 通信工程中路由方面的问题。
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（３）主海域勘察：包括测深、侧扫声呐和浅地层剖面探测、海底采样、底层水温、海 流资料等项目。
海底勘察的主要内容是：海底地形、海底地质、海底沉积物层、海底沉船、海底缆线、 海水温度的垂直分布、海水对光缆的腐蚀和潮流活动等等。
（４）海洋现场勘察结束后，勘察部门应向建设单位提供详细的调查报告。 ２．３．确定海底光缆的登陆点 选择海缆的登陆点时，要对海岸的地理情况、船泊航运、渔业活动、陆地上通信干线的 连接处等情况进行综合考虑。应遵循以下原则： （１）登陆点最好是路由较短、没有岩礁和深陷；
浅谈海底光缆通信工程的设计
浅谈海底光缆通信工程的设计
董向华１贾志勇２
（１．海军通信应用研究所北京１００８４１ ２．９１９１７部队北京１０２４０１） 摘要：本文从海底光缆通信系统的特点出发，分析了海底光缆的特殊要求，阐述了海底光 缆通信工程在施工设计中需要考虑的问题。 关键词：海底光缆：通信工程；勘察；设计
随着光通信技术和光缆技术的发展，海底光缆以其太容量、高可靠性、优异的传输质量 蛆及抗干扰能力强等优势，在通信领域，尤其是国际通信中发挥着越来越重耍的作用。海底 光缆通信已经取代海底同轴电缆通信，成为当前越洋和内海海底通信线路的主流。我国有漫 长的海岸线，众多的岛屿，发展海底光缆通信十分重要。
海底光缆通信系统是应用于特殊的物理环境中的光通信系统，与陆地光缆系统相比，相 应的系统设计更加复杂，面临的技术难题更多。它在海域路由设计、光缆结构要求和设备的 技术条件等方面都与陆地上的光纤通信系统不同，本文就此简要的探讨其在施工设计中的一 些不同之处。
（２）登陆段应选择在地形平缓，无基岩出露、无砂跞分布、泥沙层厚度较大，人烟稀
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少、无冲沟的开阔地上： （３）有进行登陆作业的场地，选择工程船只易靠近，陆上交通条件好，便于施工的地
点； （４）能建设登陆房屋场地，便于与陆上光缆连接并易于维护保养光缆设施的地段； （５）海岸附近潮流较弱，风浪较平稳，不受风化侵蚀的地段； （６）附近没有修建港湾、护岸等设施的地方； （７）没有胎泊抛锚的区域，无渔业捕捞作业等； （８）尽量避开现有及规划中的开发活动热点区、旅游区、养殖区、填海造地区等。
２．４．海底光缆的路由的选定 海底光缆路由的选择，是决定通信系统故障率的主要因素，因此耍洋细勘查和分析。路 由选择可按以下条件选定：
（１）在浅海区应选择宜于埋设的海底，在深海处应选择无剧烈起伏的海底： （２）选择海流不急的海域；避开海底自然障碍物（基岩、砾石、沙波、沙脊、浅层气 区）和人工障碍物（沉船、废弃建筑物、抛弃贝壳堆等）； （３）海底光缆的路由应尽量减少与其他海缆或管线的交越，若所选择的路由与其他海 缆路由平行时，两条平行海缆间的距离应不小于２海里； （４）要避开海底峡谷、海底陡的斜坡、海底火山群和海底岩石剧烈起伏地区： （５）路由选择避免光缆吊在陡崖下面以及避免海底光缆路由与河道入口相挤； （６）选择入海泥沙及有机质较少，海水和底质中硫化物含量较低，没有红树木、珊瑚 礁发育的海域，避开易使光缆遭受腐蚀的严重污染海域； （７）倾斜角度大于３０度的陡峭斜坡上不宜敷设海缆；避开在海底地形急剧起伏的地区 铺设路由，宜选择水卜地形平坦的海域，尽量避开隆起的岛礁、礁盘、海底山及深槽、海沟： （８）选择无船舶抛锚点，捕捞活动不影响电缆及管道建设和维护的海域； （９）没有海洋开发利用活动及海洋开发利用规划，包括渔业、交通、矿产、电力、邮 电、市政、军事及其他开发话动和规划等。
１． 海底光缆的特殊要求
海底光缆是敷设在一个极其复杂的海洋环境中，系统又长，所遇到的情况就更加复杂
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且与所敷设的深度有关。敷设在浅海区及靠近岸边区的光缆，要受到海底底质、海底污泥、 海洋微生物、鲨鱼、海水流动、海浪等影响和侵袭，以及许多外来因素的袭击，诸如抛锚， 渔网等；敷设在深海区域的海缆，相对讲比较平静，外来因素较少，但受到的海水压力就大， 敷设打捞时所受的张力也大。凶此对于敷设在不同深度的海底光缆有不同的技术要求。
（１）长度较长 为了要提高海底光缆系统的可靠性，要求在中继段光缆中无整体接头。即要求光缆制造 长度与中继段长度一致。这样海底光缆的制造长度要长达数十公里或更长。 （２）抗张力强 海底光缆在敷设打捞时都要受到张力。敷设时受到与光缆自重、敷设深度相关的张力； 打捞时受到的张力除与自重、深度有关外，还与敷设所在海区的海底底质情况相关。敷设在 浅海区域的海缆还耍考虑被锚、渔具等牵钩时受到的张力，此张力与渔具、铺等所在船只的 动力有关，一般来说需约能抗１００ｋＮ的拉力。 （３）耐水压高 海底光缆敷设在海底，要受到与敷没深度相关的海水压力的作用。水深每增加十公尺就 要增加一个大气压的压力。越洋海底光缆最大的敷设深度考虑为８０００ｍ，这就耍受到８００个 大气压的压力。这不仅要求光缆径向能承受这样大的压力，而且要求其纵向即沿着光缆的轴 向也要在这样的压力下具有一定的阻水能力，即具有纵向水密的能力。 （４）较好的抗弯曲，抗扭结 即要求海底光缆在敷设和打捞过程中不产生扭结现象，而且具有能够承受反复弯曲的能 力。 （５）耐磨性、耐腐蚀性好 敷设在浅海区的海底光缆为了要抵抗外来因素的侵袭和耐自燃磨损，光缆外面需加保护 层。一般常用钢丝铠装组成钢丝铠装层。浅海区海底常有淤泥，淤泥中有硫化氢等会腐蚀外 护层。另外，还有潮流引起钢丝电腐蚀。因此必须对钢丝要有足够的保护，使其具有良好的 抗腐蚀性能。 海底光缆可分为浅海型和深海型两大类。浅海与深海的界限一般为５００－－８００ｍ。深海处 可使用无铠装的深水光缆，可直接沉放在海底。浅海需考虑受渔业捕捞、船锚、波浪和海底 光缆对光缆的影响，使用单铠装或用轻型铠装光缆。在水深不足２０ｍ的情况，由于易受波浪、 船锚损伤，需采用加强型铠装海底光缆。
３． 海底光缆余量的选择
由于光缆的敷设长度大丁二经过测量的余长，并与测量精度、施工方法和浅海、深海的长 短有关。通常在埋设区段，光缆长度的余量是路由长度的３％，在非埋设区为５％。
４． 结束语
随着光通信技术的飞速发展，海底光缆通信系统对人类的经济、军事和文化产生的影响 将越来越显著，海底光缆线路工程设计是海底通信系统基本建设的一个重要环节，做好其通 信线路设计工作对保证通信畅通，提高通信质量，加快施工速度具有重大的意义。同时海底 光缆线路工程中路由选择、登陆点确定以及线路的保护措施直接影响着海底光缆的工作质
浅谈海底光缆通信工程的设计
２．１．路由（包括登陆点）预选准备 （１）所有者必须经其上级业务主管部门审批同意后，才可以进行路由（包括登陆点）预选。 （２）路由预选应掌握以下资料： （ａ）路由区自然环境及工程地质概况，包括海底地形、地貌、地质、海洋气象、海洋水
文、海底稳定性等。 （ｂ）路由区现有海洋开发利用活动及海洋开发利用规划，包括渔业、交通、矿产、电
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浅谈海底光缆通信工程的设计 量、经济效益及使用寿命。因此在设计过程中必须进行认真细致的调查分析。
参考文献 【１】 赵梓森等编著．光纤通信工程【Ｍ］．北京：人民邮电出版社，１９９９．１ 【２】 海底电缆、管道路由调查．勘测简明规则．国家海洋局．１９９４，６． 【３】 胡先志，邹林森，刘有信等编著．光缆及工程应用．北京：人民邮电出版社，１９９９，１． 【４】 徐家声海缆路由勘察技术要求．海缆技术交流专辑，１９９９．２． 【５】 柳建明．谈谈海底光缆工程建设．福建邮电技术快讯。１９９６．６．
量。选择一条高度可靠、安全和经济的光缆路由，通常要根据海洋勘察资料、海上船泊渔业 活动情况，敷设施工方法以及光缆的技术指标等进行综合分析比较，最终选定光缆在浅海深 海的路由，光缆的臀陆点和光缆的终端局。
海缆路由勘察主要包括以下几方面内容： （１）登陆点勘察：一般采用差分ＧＰＳ准确定出登陆点和海滩接口点的位置，并以大地
０． 海底光缆通信系统的特点
按ＣＣＩＴｔ建议Ｇ·８２１、Ｇ·８２３和Ｇ·９２１的要求，海底光缆的传输指标主要有以下几 点：
（１）海底光缆传输的中继距离长，一般长６０～７０ｋｍ。光系统的长度在５０００～８０００ｋｍ。 （２）为了提高系统的可靠性，均采取了备用系统，备用中继器或备用光器件ＬＤ。要求 系统的平均故障时间在Ｉｏ年以上，其中对中继器要求平均故障时间为百年以上。 （３）系统均用高速率制式进行通信，一般用１４０Ｍｂｉｔ／ｓ、２８０Ｍｂｉｔ／ｓ、５６５Ｍｂｉｔ／ｓ、６２２Ｍｂｉｔ／ｓ。 （４）工作波长，近二年多数用１．３ｋｔｍ，从９３年开始向１．５５１ｓｍ转移。并使用１．５５ｐ．ｍ处 的低衰耗（Ｏ．２０～０．２５ｄＢ／ｋｍ）、低色散（把零色散的工作波长１，３０９ｍ移到１．５５“ｍ），中继距 离＞１００ｋｍ。 （５）对中继器要求耐水强度＞／８００ｘ１０５（Ｐａｈ要求中继箱的密封性好，即在２５年内箱 体内湿度上升小，控制在２０％ＲＨ之内；耐张力３００ｘ１０３Ｎ；供电由海底光缆中的铜包层（或 铜线对）与大地组成供电回路，电气耐压ＤＣ±１２ｋＶ。 （６）系统都具有完整的主备用自动倒换，监控检测系统。 （７）要求光系统的寿命＞２５年，海底光缆寿命＞３０年。
坐标系记录。包括天然的、文化的重要物体的位置及照片，在近岸图中标山。 （２）潮间带和近岸路由勘察：在２０米水深之内的近岸浅水区域，用便携式回声探测仪，
用小船进行详查。以拟定的路由为中心，在５００ｍ范围内进＇ｆｉｎ深。主测线应平行路由中心 线，间距１００ｍ，并在垂直方向上布设足够的横向测线。为确定海底表层沉积物性质，每隔 一定距离采用重力柱状取样器进行柱状采样，备作化验分析。我国海岛之间一般均属于浅水 区域。
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浅谈海底光缆通信工程的设计
作者： 作者单位：
董向华， 贾志勇 董向华(海军通信应用研究所,北京,100841)， 贾志勇(91917部队,北京,102401)
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力、邮电、市政、军事及其他开发话动和规划。 （ｃ）路由区海底障碍物：自然障碍物如海底岩礁；人为障碍物如沉船，海洋工程及其废
弃物等。 （ｄ）其他必要资料。 （３）根据路由区自然环境特征及海洋开发利用活动情况，提出调查路由，并初拟铺设
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