■ 邱勇 赵坤祥 吴祥君 刘杰 唐子红 胡明浩（成都亨通光通信有限公司 四川 成都 610000）
近年来各大通信运营商加大了对农村ＦＴＴＨ接入段的投资，但农村地区普遍存在因住户分散造成光纤入户线路距离远、施工费用高等现状，极大地限制了农村ＦＴＴＨ的普及。本文从物料、施工和经济效益方面进行了阐述，提出了一种适合大档距架空敷设的光纤入户解决方案，该方案不但能够确保传输系统的可靠性，而且线路敷设施工简单，所需的敷设空间和费用少，大大地降低农村光纤入户施工成本。
IN recent years, major communication operators have increased their investment in FTTH access section year by year, but in rural areas, there are widespread situations such as scattered users, long distance of fiber-optic access lines and high cost, which greatly limits the popularity of FTTH in rural areas. In this paper, the material, construction and economic benefits are discussed, and a solution of optical fiber in the home suitable for large span overhead laying is put forward. This solution can not only ensure the reliability of transmission system, but also make the line laying simple, require less laying space and fee, and greatly reduce the cost of FTTH in rural areas.
fiber access; areal installation; long span; reliability
Doi:10.3969/j.issn.1673-5137.2021.03.003
摘 要Abstract
关键词Key Words
１． 前言
随着xPON技术的成熟商用，FTTH逐渐成为主流的接入技术，广泛的应用于城市社区、商务楼及信息园区、农村，光纤入户工程极大提升了农村区域的通信及宽带接入速度[4]。在FTTH系统的建设过程中，受劳动力成本上涨和设备价格等因素的影响，国内通信运营商越来越注重在光缆产品上想办法，并结合网络布线状况选择合适的产品进行光纤接入建设，以达到建设周期短、安全可靠和维护方便等
要求。随着农村“家宽”工程的普及，通信运营商急需解决光缆线路快速安装，节约工程费用等问题，而光缆架空敷设方案因建设工期短，工程成本低，成为运营商的首选。而且在中国农村住户分散严重，因此光缆芯数少、敷设档距能够达到200m的新型光缆用于农村光纤入户工程将会是不错的解决方案。金膜
２． 解决方案概述
在F T T H 网络建设过程中，二级
分纤箱到住户距离较远，因为资源的原因，现有的通信杆档距普遍在
160m～200m之间。该解决方案是，线路从二级分纤箱引出，通过架空敷设新型光缆，在通信杆两端和用户终端配以S型连接扣件，将新型架空光缆敷设到住户，然后与住户室内布放的蝶形光缆熔接，起到光纤入户的目的，并能解决因档距过大造成光纤入户难的问题。解决方案施工示意图如图1所示：
图1：解决方案施工示意图
３． 方案所需主要材料和配件的设计及特性
该解决方案中，涉及到的材料有：新型架空光缆、S 型连接扣件、通信杆、抱箍等如图1～图4所示。而新型架空光缆是最为主要的材料，现将该型号光缆的设计和特性详细阐述。
图2：抱箍 图3：紧固拉钩
图4：S型固定件 图5：新型架空光缆
3.1 新型光缆设计3.1.1 光缆外形设计网络证件
新研发的引入光缆结构由单个蝶形引入光缆作为光单元和支撑吊线组成的小“8”字型结构[6]。为了使光缆即使在恶劣的环境如强风、高温或低温以及紫外光强烈的日照环境下，其光缆的应变都在安全范围内。结构图如图1所示。光缆增强原件为磷化钢丝，不但具有良好的强度，而且线膨胀系数为1.3x10-5（1/℃）当光缆护套挤出成型后，钢丝与外护套能够很好形成一个整体，为整个光缆提供良好的机械性能和优异的环境性能。因整个外形呈“8”字形，而内部子单元因为与外护套松包的方式，当光缆即使在温差较大的环境或承受拉力时，中心的子单元受到外部温差或机械性能的影响都很小，即使在温差较大的环境或光缆安装时所承受拉力情况下，光缆的传输性能都不受影响。外护套为一层抗紫外性能良好的HDPE材料，为了确保光缆在室外的架空环境使用，在蝶缆和外护套之间需要增加阻水材料，为光缆提供良好的阻水性能。 图6：新型长跨距引入光缆结构
3.1.2 光单元选择
作为入户型引入光缆，由于施工过程中存在弯曲半径过小的转角等使用场景，我们选择了弯曲不敏感的G.657型光纤作为蝶缆光单元[2]，图6是三种类型的光纤（G.652D，G.657A1型光纤和G.657A2型光纤）在半径为7.5mm、10mm和15mm的测试装置下缠绕分别缠绕1圈、1圈和10圈后产生的宏弯损耗，和G.652D光纤相比，G.657A1型光纤和G.657A2型光纤具有良好的抗弯曲性能，可满足弯曲半径较小的转角等场
景的敷设。
图7：三种类型光纤弯曲时，宏弯损耗对比3.1.3 吊线增强元件
为了使光缆具有良好的机械性能，满足档距在200m及以下的敷设，我们选择的增强元件是磷化钢丝材质的金属材料[3]。由于光缆敷设时，需要满足档距在200m的场景使用，因此对于金属材料的磷化钢丝必须具有较高的强度，一般要求磷化钢丝的模量≥190GPa。
3.1.4 光缆尺寸设计
新型光缆在不同气象条件下，不同档距对应所受拉力根据图7所示悬链线设计计算。
图8：新型引入光缆悬挂示意图
要求光缆的初始弧垂不小于1.5%，采用悬链线理论[1]，计算出在不同气象条件下，不同档距敷设时，光缆所受拉力如表1所示。
表1：不同档距对应的光缆所受拉力
根据上表中的数据，当风速为10m/s，覆冰厚度为0mm 时，在200m档距条件下，光缆的受力为1480N，因此在研发过程中，对于成品的拉力试验可以参考1500N的拉力来进行验证光缆设计的合理性。当档距内上下杆的落差较大时，需要对应的缩短档距。根据以上设计理论，设计出光缆的外形尺寸和支撑吊线的尺寸分别为：光缆标称外径为：
5.8mm，吊线标称外径为：4.0mm
。
3.2 新型引入光缆的特性
3.2.1 成缆后的传输性能
生产过程中，每道工序跟踪测试的传输性能，从表2中可以看出，新型引入光缆的传输性能满足蝶形光缆标准要求。
表2：每工序传输性能检测
3.2.2 机械特性
我们对光缆做了有关拉伸、扭转、压扁等机械性能测试，测试条件和测试结果在表3。在所有的这些测试中没有看到明显的光损耗增加，测试曲线如图8～图12所示。
表3：机械性能测试结果
图9：拉伸试验结果
扩音喇叭
图10：压扁试验结果
图11：扭转试验结果
图12：弯曲试验结果
图13：冲击试验结果
3.2.3 温度特性
我们做了光缆的衰减温度特性试验。选用了大约2.0km的样品缠绕在光缆成品盘具上，然后在试验箱体中进行试验，并对光纤的传输性能进行检测。测试结果如表4所示，可以看到样品在-40℃～+70℃
温度范围内，光纤没有明显的损耗增加。
表4：温度循环性能测试结果
工序
着
(dB/km)
光单元生产
(dB/km)
光单元护套
(dB/km)
1#(1550nm)0.1950.2050.215
2#(1550nm)0.1900.2100.218
序号检验项目单位标准要求检验结果结论
1拉伸
双层水晶玻璃杯
%
长期拉力
600N时
光纤应变
≤0.20
0.098
合格dB
光纤附加衰减
≤0.03
0.016
%
短期拉力
1500N时
光纤应变
≤0.40
0.229
dB
光纤附加衰减
≤0.03
0.024
—
拉伸后护套应无目视可见的
开裂
无目视可见
的开裂
2压扁dB
长期压力1000N时，光纤附
加衰减≤0.03
0.016
合格dB
短期压力2200N时，光纤附
加衰减≤0.40
0.011
dB
压力解除后，缆中光纤最大
残余附加衰减绝对值≤0.03
0.010
—
压扁后护套应无目视可见的
开裂
医院纯水系统无目视可见
的开裂
3反复弯曲dB
张力150N，循环25次时，光
纤残余附加衰减≤0.4
0.004
合格—
反复弯曲后护套无目视可见
的任何损伤和开裂
无目视可见
的任何损伤
和开裂
4扭转dB
张力150N，角度±90°，次
数≥10次时，光纤残余附加
衰减≤0.4
0.022
合格dB
光缆回复到起始位置下缆中
光纤最大残余附加衰减值
≤0.03
0.024
—
扭转后护套无目视可见的损
伤和开裂
无目视可见
的任何损伤
和开裂
5冲击dB
450g，≥5点，每点3次时，消防稳压系统
光纤残余附加衰减≤0.4
0.006
合格—
冲击后护套无目视可见的损
伤和开裂
无目视可见
的任何损伤
和开裂
检验项目标准要求
检验结果
结
论
第一循环
４． 施工方案介绍4.1 光缆放线
使用放线架或缆车将光缆从成品盘具上放出，放出过程中须注意光缆不能有打扭、打绞的情况出现，需采取退扭措施，如牵引端头与牵引索之间应加入转环、将光缆从盘上绕出后盘绕大“∞”字形，以保证光缆布放平直，禁止扭转，防止打小圈现象的发生，以免损伤光缆。放线过程中需要转角的地方，注意转角半径不能小于光缆外径20倍。过路口时光缆要设跨越装置，避免车辆碾压或行人践踏。
4.2 分离吊线与光缆
使用美工刀缓慢将光缆的吊线与光缆部分分离120～140cm左右，刀口尽量沿吊线侧，避免划伤光缆部分，如图13所示。
图14：分离吊线与光缆 图15：安装金具
4.3 安装配套金具
先将不锈钢抱箍与C型挂钩固定于杆上后，将S型紧固件关于C型挂钩上，如图14所示。
4.4 使用S型连接扣件固定光缆吊线
先将受力段的吊线按照S型缠绕紧固固件上，然后再将另一端吊线按照s型缠绕在固件上，安装方法及效果如图15～图16所示。
图16：固定光缆吊线 图17：安装示意图
4.5 光缆接入分纤箱
将入箱段光缆加保护管后，穿进分纤箱，将光缆用喉箍固定好，吊线部分去掉外护套，将钢丝加强件固定在加强立柱上；光缆部分去掉外护套后按照蝶形引入光缆在分
纤盒中进行盘纤，接续，如图17所示。
图18：光缆入箱 图19：光缆入户端安装
4.6 光缆入户端安装
首先在墙面安装C型拉钩，C型拉钩安装在光缆引下方向的侧面，用膨胀管及螺丝钉固定。S型固定件连接C型拉钩，耐候性农村入户引入光缆吊线加强芯在S型固定件上适度收紧，并做终结。注意：遇墙角等障碍物，需采用纵包管进行保护，如图18所示。
4.7 施工注意事项
（1）光缆的安装垂度不小于1.5%，档距不得超过200M。当档距内上下杆的落差比较大的时候，要对应缩短档距要求。
（2）光缆的预留按设计规定。要求每个档距做一处U 型杆弯预留，并将光缆接续后多余的光缆盘固在接头两侧电杆的专用预留架上。光缆布放后应平直、无机械损伤。光布放下引时候必须使用配套的下引金具，如图19所示。
图20：光缆预留 图21：光缆不能用于电力杆路
（3）该光缆带有金属加强件，不能用于电力杆路，必须在通信杆路上使用，如图20所示。
５． 农村长跨距光纤入户解决方案的优势5.1 敷设方便
由于光缆呈“8”字形结构，吊带部分较小，所以很
容易将光缆部分和吊线进行分离，支撑吊线采用高强度的
磷化钢丝外护PE而成，这种吊线用手就可以折弯此外因内
部子单元与外护套之间呈松包状态，因此也非常容易将外
护套和内部的子单元进行分离。这样使得新型研发的光缆温度循环-40℃～+70℃各点恒温12小
时，相对20℃衰减
Δα≤0.40dB/km
光纤
-40℃
+70℃
合格
Δα1310Δα1550Δα1310Δα15501#0.004
0.007
0.002
0.005
2#
-0.0060.008-0.0110.006
第二循环
1#0.006
0.006-0.0030.007
2#
-0.011
0.006
0.006
0.002
连接到馈线光缆或住户转换器上简单而快捷。
5.2 减少敷设费用
光缆外形呈“8”字形，在要求的档距范围内，可以通过电信杆直接架空敷设，免去了普通光缆预先敷设架空吊线的程序，节约了人工成本和材料成本。我司通过在重庆市部分地区试点，产品成本效益对比分析如表5所示。
表5：光缆试点工程造价分析
通过以上可以看出，使用新型长跨距引入光缆有着明显的效益提升，在不同的施工距离及不同的最大档距下，均有效的降低了成本。
图22：造价对比分析
６． 结论
该方案采用最新研发的新型长跨距引入光缆和现有的
S扣件、抱箍配套金具进行施工，能够满足跨距为200m的架
空敷设，具有优良的可靠性。在施工周期和工程费用上都
具有较强的竞争优势，并且在农村住户分散的区域采用这
种解决方案更加方便而经济。
[1] 全介质自承式（ADSS）光缆的设计计算.光纤光缆的设计与制造（第2版），陈炳炎，2011.
[2] 接入网用蝶形引入光缆.中华人民共和国通信行业标准，2009.
[3] 蝶形引入光缆技术规范书.中国电信室外光缆（2019年）集采技术投标文件，2019年.
[4] Ministry of Industry and Information Technology of the People's Republic of China(2015).
[5] M Ohno,D Takeda,T Sayama et al."Development of the new cicada resistant aerial optical drop cables",Proc.59th IWCS,p.279(2010).
[6] M Tsukamoto,Y Hoshino,"Development of Aerial 8-Fiber Optical Fiber Cable for Rural Aera",Pro.64th IWCS,p.9(2015).
参考文献
作者简介
邱勇（1973-），男，本科，毕业于哈尔滨理工大学高电压与绝缘技术专业。2000年进入光缆制造行业，曾担任过套塑工序主管，前段（着、并带、套塑、成缆）工序主管，外资企业
技术部主任、技术总监及副总经理职位，现就职于成都亨通光通信有限公司，担任高级工程师
职位。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议