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专家解析地震海缆抢修缓慢原因

[日期: 2007-01-24 ] 千家综合布线网 www.cabling-system.com [字体: ]

  12月26日台湾地震导致中美海缆、亚太1号、亚太2号海缆、FLAG海缆、亚欧海缆、FNAL海缆等多条国际海缆发生中断,造成附近国家和地区的国际和地区性通信受到严重影响,给中国通信行业、1.3亿上网用户、广大进出口企业,乃至中国经济带来巨大的损失。

  在海缆通信阻滞半个月后的今天,受损海底光缆于15日修复完成的预期并未实现,据悉本月月底才有望恢复!

  为何海缆抢修进程如此缓慢?

  中国拥有生产海缆技术的企业到哪里去了?

  中国是否有能力参与这次高难度的维修?

  洲际通信是否仍应采用海缆?

  在广大通信从业者的密切关注中、在众多企业每天遭受损失、在中国1.3亿网民热切期盼中,C114(CHINA通信网)记者专程走访了光通信界权威黄俊华先生。

  记者:据悉台湾地震海底光缆于15日修复完成的预期并未实现,乐观预计也要到1月底才能逐步完成。从12月26日到1月底,跨度要一个多月,为什么海缆修复如此缓慢?

  黄:根据报道,现在有5艘或7艘船在现场日夜紧张工作,也就是说一艘船在修一根缆。如果我的猜测不错的话,应是每艘船在抢修属于他们维护段(或受委托)的缆。

  要修理一条故障缆,首先要找到这条缆,还不能搞错,这是最花时间的。深海光缆通常不埋或浅埋敷设(深埋的成本太高也没有必要),所以即使不发生地震,缆本身也会偏离原来敷设的座标。加上本次发生的是强地震,海床己经发生了很大的变化甚至断裂,巨大的冲击力使缆偏离原座标甚远,说得过份一点,完全可能缆都不知道偏离到什么地方去了。也有可能缆被断层深埋了,我觉得用大海捞针的比喻并不为过。

  目前,查找和定位海缆故障不外乎电学和光学两种方法,至今好像还没有更新更好的方法,这两种方法各有千秋并是互补的。

  电学法大致有电压/电流法、电容法、脉冲回波法和音频法等几种。利用各自相关的原理,检测对象是海缆缆芯,根据绝缘层的漏电、短路或开路状况或向导体中注入脉冲或输入音频信号,可得到离检测点最近的故障点大致的地理位置,并据此判断受损的程度,但却不能判断定位光纤故障。光学法是指用OTDR或B-OTDR或C-OTDR仪器直接检测光纤,它们可以检测到中继段内光衰耗或应力沿光纤轴向长度上的变化或中断,C-OTDR还可跨越中继段检测,光学法可以相对准确地对故障光缆定位,但定位的只是光纤长度而并不是地理位置,由于缆内光纤有余长,光纤长度并不就是光缆长度,如果光纤己经断裂,后端的情况就检测不到。

  用目前的传统方法和技术,完全有可能出现:用电学法判断出光缆绝缘受损而光纤完好、或者电学法判断绝缘完好而光纤己经断裂;光缆绝缘受损明示光缆结构己经破坏,而绝缘完好并不能证明结构完好如外铠装已经受损;外铠装受损的话光纤可能完好或光纤并未断裂却衰耗增加。总之,在一般情况下,依靠电学和光学法可以找出故障位置,但在复杂情况下,如本次事故,用这种传统方法找出故障位置很难,作出准确的判断更难,这还仅是第一步。

  刚才己经说过,地理位置的判别仍主要靠电学法,其精度较低,而且该地域可能还包含了其他的缆。如报道所说本次故障缆己深埋海底且互相交越的话,找到了故障缆还不确定那就是你要找的缆,那样就更费时费力。我相信在现场会有一位总协调官,他会负责处理这些具体事务,否则就很奇怪了。

  接续工作是在船上而不是在水下进行的,找到了属于自己该修的故障缆需要打捞起来。如果缆体还是一个连续长度、即还没有被拉断,它在海底的长度余量很小,这时要根据水深、打捞角度等几个参数计算和控制打捞张力,以免造成更大的损坏。

  在浅海区,是有可能把缆直接打捞到船上的,在深海区则不可能,因为很明显,要将缆提出水面,起码要有两倍于水深的长度余量,这是不现实的,通常是找到缆后在水下由机器人或用称为水下切割锚的装置把故障缆截断,这一刀可是非同小可,必须确认这就是你所维修的缆,不能有失误,否则后果很严重。然后须在一定的区域内将足够长度的余量集中到打捞区域再打捞出水面。如果缆在发生故障时己经被自然力或人为切割,断裂端通常不会在一起,那就可能查找两次甚至多次。

  根据我们的经验,在浅海查找打捞有时还会要上二、三天,而浅海缆一般是埋设,相对位移还较小。

  在本次故障海区的水深,打捞锚具收放一次估计至少要10小时,如果有水下机器人并能到达该深度,切割锚具可较理想地接近故障缆;如果没有水下机器人或机器人也到不了那深度,打捞作业成为不可视,不但是切割锚具很难在理想角度接近故障缆,连找到故障缆都是问题,那只能用最原始的缆绳拖曳方法了。如果确实是那样,1月底要达到所有缆完全修复的目标可能还是比较乐观的估计。

  我相信本次修复工程费时费力最大的是上述两步,当然,最大的耗资也是这两步。

  打捞上来以后,还要再次确认故障,然后根据水深和进水时间计算并截去该缆的渗水长度,渗水部分必须确认已被截去且所有的光纤均完好,这时的缆方具备接续条件。

  其实真正用于接续的时间并不多,包括开剥缆、安装、光纤熔接、盘留、再安装密封等工作,按我们的经验,根据这几条缆的光纤芯数,一个接头盒的接续工作在24小时内完成应该没有问题。

  布放400米哪怕4公里缆在正常情况下是很快的,只要船上带了足够的同规格备用缆,如果备用缆不够长那就不好说了。

  上面所说的只是一个大概过程,不过我们可以想象并理解他们的工作确是非常艰巨,按照我们官方报道本次故障是“史无前例”的说法,我相信他们从事这样的工作也还是第一次,完全可能没有足够的经验,尤其是如此多的海缆在同一个区域发生故障,用的还是传统维修技术。让我们谅解他们,也谅解我们的运营商,他们的压力是巨大的,让我们向他们表示敬意!

  记者:这次多条国际海底光缆通信中断,引起了国内的热烈讨论,作为中国两家有海缆生产能力之一的通光好像选择了沉默或者说低调,这是为什么?

  黄:通光处事确实比较低调,这是通光的一贯作风。其实,作为行业中人,我们一直很关注这次事件。

  我们在第一时间收到的两条官方信息,在通告了台湾南部约15公里处发生了两次强烈地震后都说到了“受余震影响,抢修工作遇到较大困难,加之海缆施工具有一定难度,预计影响还将持续一段时间。”从这两条官方信息中,我们就注意到了事态的严重性。

  果然,随后的官方和半官方的信息,包括记者评述和采访报导就更严重了,认为“这次地震造成史无前例的多条海缆同时中断”,有5艘各国海缆抢修船只后来又说有7艘船在进行抢修,修复时间则至少需要两至三周,原因是“此次地震已造成海底断层破裂,部分海底光缆极可能被深埋在海底,加之此次故障点还位于海缆密集区域,海缆会有不可避免的互相交越现象,打捞的难度很大,部分断缆需接续长达400米的新缆”,而且 “本次故障类型比较复杂,故障点比较多,且受当地海域海浪、风力等因素影响,抢修工作比预想的要困难。九条海底光缆的破损程度超乎预计,破损程度的确非常严重,并且各类故障都出现了,包括升级和中间一段光缆都发现不了了,而且在抢修开始后,还在不断增加新的问题,比如说有的光缆,在岸上监测是表面破损,打捞起来一看,已经是彻底中断,这种情况是预期不到的。” 更有生动的比喻是:“要在茫茫大海中,从几百米,甚至几千米深的海床上打捞起直径不到10cm的海缆,其难度不亚于大海捞针。”

  昨天(1月15日)看到一条消息称,“经过一段时间的工作发现,海底光缆所受到的损害比预期的更为严重,有些断裂的光缆已被冲走,修复难度超过此前的预期。”而“受损海底光缆于十五日修复完成的预期到今日未能实现,大批量的光缆修复要到二十日之后,预计三十日可全部修复,届时受影响的国际互联网业务将恢复正常。”

  但是,说实在话,至今我们知道的情况太少了,不知道情况就没有发言权嘛,所以,并不是我们选择沉默,实在是我们不知道该说些什么和做些什么,这并不是凭一腔热情就行的。

  另外,你说在中国有海缆能力的有两家恐怕不够完整,要看“能力”是指什么。说到海缆能力,一般是指海缆系统工程,是一门综合技术,光缆设计和制造只是其中的一部分,当然,这是很重要的一部分。

  如果指海缆本体的设计能力,中国至少应该有10家,在国际上有自己设计而委托加工制造的知名公司,在中国有海缆设计能力的单位当然也可以委托制造。如果指海缆本体的制造能力,恐怕至少有四、五家。如果指有制造能力同时有可以停靠远洋船以输送装载海缆码头的,则大体上有三家。如果指海缆系统传输设备的话,应该不少于十家。如果海缆能力指海缆系统传输设备加光缆设计制造的话,目前中国一家也没有。如果指海缆施工能力的话,不含军队大约有四、五家,但只有一家可出外海。如果按国际上著名海缆系统公司那样包括通信系统、海缆、附件、施工和维护总承包的话,中国是零,从这个层面来看,我们应该承认还有差距。

  记者:照您这么多的“如果”,是否意味着中国海缆水平很差?

  黄:虽然我们承认有差距,并不意味着水平差,事实上中国的海缆能力很强大,起步并不晚,水平也不差。去年11月23日至25日,在武汉召开了《全国海底光缆通信技术研讨会》,军地两方共有百余人参会,大会论文集收录了43篇论文,其中涉及光纤与海缆的有17篇,涉及海缆工程的有12篇,涉及海缆船及专用设备的有5篇,涉及海缆维护管理的有9篇。

  从海缆通信系统的传输设备来看,我国有几家公司和研究院所是很优秀的,除了高速、密集波分复用传输技术外,他们已经掌握了海底无源光放大技术,有了单纤遥泵光放大器的商品,各项指标达到了国际先进水平。

  谈到光缆,先让我们简单回顾一下中国海缆产业的发展和海缆应用历程。

  中国的第一条正规海底光缆是国产的,从1986年开始研发历时三年,1989年敷设在青岛某海域,全长33.6km,海中有两个接头盒。

  我们知道,国际上最早的海底光缆是在1985年敷设在加那利群岛两个岛屿之间,我国研发海缆比他们仅晚了1年,敷设安装也只晚了4年,应属差不多是同时起步的。第二条国产海底光缆1995年敷设在锦西菊花岛某海域,全长25.2km无海底接头。这两条国产海缆的主设计师李万盟现在是通光的总工程师。

  1988年建成了国际上第一条跨大西洋海缆(TAT-8);第一条在中国登陆的国际海底光缆系统是中日 (C-J) 海底光缆,1993年12月建成;中国参与建设的全球海底光缆系统(FLAG)于 1997年11月建成并投入运营,这是第一条在我国登陆的洲际光缆系统;1999年开通的亚欧1号光缆,是当时世界上最长的光缆。这些工程都是通过国际招标由国外公司承包的。

  中国的海缆制造工业经过20年、尤其是近5年的发展,从海缆本体来看,国内几家公司的轻铠、单铠、双铠、重铠的浅海和深海光缆不但达到了国际水平,某些关键技术指标还有所突破,超过了国际先进水平。如通光海光缆的光单元中光纤的均匀性和水压下的渗水长度均优于当前国际水准,像通光去年底完成的辽宁网通大连至皮口段的双铠海光缆,缆内48根G.652光纤在波长1.55微米处的衰耗最大值为0.195dB/km,一致性极好,水压下的渗水长度(距离)远小于国际通用规范。

  海缆系统必须要有海底接头盒,接头盒是海缆系统的关键附件,国产的各种海底接头盒包括浅海、深海、直通、分歧和工厂软接头及海陆接头盒均已成熟,不但通过了严格的试验,还经受了实用的考验。据军方代表在武汉全国海缆研讨会上反映,国产海底接头盒至今还没有发生过一例密封失效的渗水故障,完全可以与进口产品比美。就通光的海底接头盒来说,不仅己使用在实际工程中还多次抢修了不同规格的海底光缆。

  根据国际通用规范,在海缆系统、海缆产品和海缆接头盒方面,我国己经制订、颁布并实施了相应的国家标准、国家军用标准和行业标准。

  从海缆施工船及专用设备来看,中国的首制布缆船“邮电一号”1976年就交付使用并参加了中日国际海缆的敷设,研制中的中型布缆船海缆装载量在600∼1000吨之间。中国的水下机器人也己研制出来,海缆网络的在线监测系统己多次发挥了作用。

  我国的单项海缆技术与国际水平至少处于同一水准线上,但却没有整合起来,才造成了整体水平的差距,体现在至今还没有在公网的海缆干线上发挥作用,在国际上还缺乏整体竞争力。

  顺便说一下:在应用国产海缆方面,军方的热情明显要高得多。

  记者:您认为中国企业有能力、有可能参与这次高难度的维修吗?

  黄:我们没有接到要我们参与维修的任务和信息。关于有没有能力的问题,我认为答案应该是肯定的,我们中国公司(包括通光在内),是有能力的,因为我们并不缺技术、不缺产品,我们可能缺少一点远海实战经验,但我认为这不是决定性的。

  然后是有没有可能的问题,我认为答案就不太肯定,因为发生故障的这些海缆在建设协议中己经明确划分了维护区域和责任单位,维护单位平时一直处于待命状态,一旦出现故障就会立刻出动,这次也应该如此行事。我认为并不是我们的运营商看不起我们,他们是在照章办事,我们不必向他们施加压力。

  我说的是不太肯定,并没有否定。一旦我们的运营商需要,我们会全力以赴、义无反顾地去完成维修任务。当然,光凭愿望、信心和一腔热情是不够的,参加抢修要有些相关条件。

  记者:能不能介绍一下您所指的相关条件是什么?

  黄:这是一个很专业的问题,在这里只能介绍一些主要的。毫无疑问,要到海上去,首先是要有施工船,所谓抢修船和施工船应该是一回事,船可以是自有的也可以租用,船上应有必要的装备、仪表和设施。

  其次是要有接头盒和足够长度维修更换用的同型号同规格缆,通常情况下,只要有一个故障点,就要更换一段缆并增加两个接头盒,除非有一个接头盒在线路的原位置上。另外要强调:接头盒并不是通用的,与接头盒两端的缆必须是相匹配的。

  然后最重要的就是人了,除了船员还有潜水员和机器人(也算是人吧),因有些深度潜水员是到不了的,潜水员和机器人可以自有也可以借(或租)用。训练有素的专业接头人员是必需的,光纤熔接对于他们只是最基本技能,不是决定性技能,所谓训练有素是对指定型号的接头盒和光缆,换了一个型号的接头盒和光缆就另当别论了。

  可以简单地说必须满足人、机、物三个主要条件吧,这三个条件必须同时满足。

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来源:C114(CHINA通信网)
作者:蒋均牧

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