宽带中国背景下的光缆创新

■杨红伟 杨杨 吴煜　　（江苏省邮电规划设计院有限责任公司 江苏 南京 210000）



宽带中国背景下的光缆创新

■杨红伟 杨杨 吴煜（江苏省邮电规划设计院有限责任公司 江苏 南京 210000）

1 宽带中国背景下FTTX的发展情况

自从FTTX建设启动以来，中国各大运营商每年均投入巨资进行FTTX的建设。2013年8月，国务院正式发布《国务院关于印发“宽带中国”战略及实施方案的通知》，将宽带建设上升到国家战略。自2013年以后，工信部联合相关部委每年都会发布宽带建设相关的指导意见，中国的宽带建设大大加速。根据工信部的数据统计，截至2012年底，我国FTTH累计覆盖家庭户数达到9473万户；累计发展FTTH用户2038万户，用户实装率为21.51%。截至2013年底，我国FTTH累计覆盖家庭户数达到1.67亿户；累计发展FTTH用户4082万户，用户实装率为24.42%。截至2014年底，我国FTTH累计覆盖家庭达2.56亿户；累计发展FTTH用户6832万户，用户实装率为26.71%。

进入2015年，中国宽带建设进一步提速。2015年4月14日，李克强总理召开第一季度经济形势分析会议，提出了“提高网速、降低网费”的要求。5月13日李克强总理主持召开国务院常务会议，确定加快建设高速宽带网络，促进提速降费的措施，助力创业创新和民生改善。5月20日，《国务院办公厅关于加快高速宽带网络建设推进网络提速降费的指导意见》正式发布，提出了更高、更明确的发展目标。2015年网络建设投资超过4300亿元，2016-2017年累计投资不低于7000亿元。推进光纤到户进程，2015年完成4.5万个铜缆接入小区的光纤化改造，新增光纤到户家庭超过8000万户。2015年新增1.4万个行政村通宽带，在1万个行政村实施光纤到村建设。同年10月份召开国务院常务会议，会议决定加大财政投入，鼓励基础电信、广电企业和民间资本通过竞争性招标等公平参与农村宽带建设和运行维护，力争到2020年实现约5万个未通宽带行政村通宽带、3000多万农村家庭宽带升级，使宽带覆盖98%的行政村 ，总投资超过1400亿元人民币。

在宽带普及率方面，2014年我国固定宽带用户总数已超过2亿户，人口普及率达到14.6%，发展较快，其中FTTH占比超过34%。而截至2015年4月，我国FTTH用户数已达8196.3万户，为全球第一。但我国人口基数巨大，普及率排名第20位。我国香港地区普及率为57%，排名第3位；我国台湾地区普及率为39%，排名第7位。

我国有4亿多户家庭，要使大部分家庭成为FTTH用户，仍然有很长的路要走。

2 宽带中国建设对线缆的影响

随着宽带建设，尤其是FTTH建设的的不断深入，对光缆的要求也发生了一些新的变化。

2.1 光缆芯数发生变化

根据对某东部省份的2014年度全省光缆采购情况的统计，12芯及12芯以下的光缆采购的纤芯总占比超过60%，采购金额占比更大。而从历年数据统计来看，大芯数（超过144芯）光缆需要纤芯更大。

这是因为随着光缆覆盖的不断深入，接入光缆的需求越来越大，造成小芯数光缆占比上升。另一方面，随着光缆网规模的不断增大，城市管孔资源日益紧张，在配线层以上往往需要一些更大芯数光缆。

2.2 施工便利性提高

随着光分配网的推进，光缆进一步向用户端延伸，其接续段长度正呈现出不断变短、分歧不断增多的趋势。要求光缆更加轻便，光缆施工更加便捷。表1显示了江苏地区某集团接入工程光缆段长的统计情况，其中，苏北地区平均段长为400多米，苏南地区更减少为300多米。接续、成端的工作量占比较高。

表1 江苏地区某集团接入工程光缆接续段长统计表

近年来，在FTTH建设中，蝶形引入光缆被大规模的使用，事实证明，蝶缆在室内布线中确实存在着多种优势。但用户如果未事先预留管槽，则光缆在室内布线时如何有效美观的融入室内环境而不破坏用户室内整体装潢的美观则成为一个难点。用户对入户光缆的美观性提出越来越高的要求。

2.4 光缆需求个性化

从厂家的生产及产品的使用、管理上来讲，都希望光缆的型号越少越好。然而由于我国地域辽阔，建设的地理、自然环境多样，一两种用户引入光缆往往难以满足所有的情况。比如蝶形引入光缆存在一些的缺点，如拉力值偏小、不完全适应于室内外应用的环境等，因此各种新型光缆不断出现。

3 线缆的创新

基于以上的原因，使用方从满足实际使用的角度不断对光缆提出了新的要求，希望能够通过创新来满足工程的实际需要。

3.1 束管式光缆

面对庞大的接入光缆市场，如果对接入层面光缆进行一些思考和创新，可能会带来非常客观的社会效益及经济效益。

目前我国的使用室外光缆是以层绞式光缆为主的。在接入层我们所期望的光缆需要具备重量轻、敷设方便、接续快捷、成本低廉等一系列特点。然而传统层绞式光缆，其基本结构决定了哪怕是12芯光缆、只有一个束管，也需用填充绳填充满5根才可层绞成缆，束管间、束管内填充阻水油膏，重量会大，成本也高。

如果换成中心束管式的，就可以将这些填充物去，从而精简了光缆的结构。为了近一步增加光缆的强度，可以参考现在光缆结构中非常成熟的W护套，在两侧加两个加强芯，并去除多余的护套部分，就演变成扁形的光缆。具体如图1、图2：

图1 GYQFXTF（圆型光缆）

图2 GYQFXTBY（扁型光缆）

实际中还可以采用非金属加强件，通过采用干式、减少缆膏/纤膏的使用等手段使该光缆兼备防雷、防强电、轻便等特点，可以实现管孔苛刻条件下的光缆敷设。

表2可以直观地看出新型光缆与传统层绞式光缆的每公里的价格对比分析的情况。

表2 价格对比分析表

该光缆抗侧压力强、具有一定的防鸟啄防鼠咬功能、尺寸小、重量轻，减少了很多光缆生产材料，降低了材料成本，符合我国节能减排方向等优点。在某省已经有一定规模的试用，效果良好，因其重量轻，施工方便也较受施工维护单位的欢迎。

3.2 干式光缆

在我国的光缆网建设中，有90%以上的室外光缆是油膏填充式的。油膏确实能起到不错的阻水作用，但在长期的使用过程中也存在着诸如因油膏挥发引起的光纤脆弱易断、光缆垂直布放时油膏纵向滴流而使上层光纤得不到保护、大芯数光缆接续时因需清洁油膏导致费时费力、接续难度大等问题，而干式光缆的出现则很好的缓解了上述在光缆网建设中由于光缆本身缺陷而带来的影响。

干式光缆是以干式阻水材料取代油膏填充在光缆缆芯或松套管中的光缆。通过相关的实验检测，我们发现干式光缆不但在机械性能和环境性能上完全能达到油膏填充式光缆的要求，其渗水性能更是优于油膏填充式光缆。干式光缆中由于没有油膏填充，使其在使用过程中就不会因油膏挥发或纵向滴流效应而影响到光纤特性和寿命，因此干式光缆比较适用于垂直布线场景中。并且，无油膏的特性也能极大提高光缆接续效率，大大减少在光缆接续前因擦拭油膏而耗费的人工和时间，而FTTH光缆网建设带来光缆芯数变大、接续段长变短、分歧增多的变化，使得全干式光缆在接续光缆时省时省力的优势也得到了很好的体现。在我国江苏某运营商也开始尝试在工程中试用干式光缆，效果较好。

3.3 便于分歧的光缆

在我国FTTH建设中存在着分歧较多的情况，尤其是农村地区，经常有需光缆分歧或掏纤建设的需求。小束管层绞光缆的出现就非常适合这种多分歧场景的建设。小束管层绞光缆芯数主要为8-24芯（以2芯为递增单位），与传统层绞式光缆相比主要区别在于松套管（传统的束管外径为1.9～2.4mm，而2芯光缆的束管可以降低为1.5mm），小束管层绞光缆中每个松套管内的光纤数量为2芯。

小束管层绞光缆在施工时可以直接从缆芯的纤带槽中分歧出本工程中需接续的光纤束，施工敷设非常简便；并且光缆自带撕裂绳，在一根光缆上沿轴向可开设分歧窗口，因此可在同一根光缆上可直接做分歧，使光纤到户的耗缆量大大减少；另外，由于所需光缆少，敷设占用的管孔空间小，光缆易于分歧，施工简便，因此光纤到户的敷设成本显著降低，有助于光纤到户的实施和推广。其光缆的典型结构如图3：

图3 GTTA光缆结构示意图

3.4 隐形光缆

传统蝶形用户引入光缆在FTTH宽带建设中得到了规模使用，但蝶形光缆那相对较粗的光缆外径和较为显眼的护套颜色对于没有事先预留暗管暗槽的用户来说，仍是较为困扰的事情。而隐形光缆的创新使用，则可在一定程度上缓解在在用户侧放装缆线的问题。

隐形光缆护套采用透明热塑弹性体，光缆通体近乎透明，在室内布线时能起到较好的隐蔽效果。光缆自身为紧套结构，缆身直径小（典型缆径为0.9mm），可从用户门缝中引入，避免了打穿墙洞；而且光缆弯曲半径小，在室内阴角或阳角处布线对光缆影响较小。另外，由于光缆自重较轻，可采用胶水黏结即可布线，布线快捷方便，基本无噪音干扰，且布线方式对墙体影响也减小至最小，能最小限度地打扰到用户，用户接受度高，从而能够在很大程度上缓解运营商室内布线的阻力和难度，达到多赢的效果。这种光缆也可以作为蝶形光缆的内芯，在入户时再剥除蝶形光缆的“蝶形”外套。

图4 隐形光缆结构示意图

3.5 其它类型光缆

在FTTH建设中，用户引入光缆主要以蝶形引入光缆为主。但由于蝶形光缆在设计初期，余量设计不足，导致强度弱，使用不当易发生故障；蝶形结构也难以适应室外应用。部分省份的运营商与设计单位和制造单位联合设计了紧结构的圆形光缆（光纤位于中心，外层包裹加强构件）、小束管的玻纤带加强件的中心束管式光缆等等，也在现网中有一些试用。

另外，还有一些新型光缆选择使用一些新型的纤维增强塑料FRP作为非金属加强件，例如复合纤维FRP、柔韧纤维FRP、超强高模量聚乙烯纤维FRP、特力夫FRP等，都在一定程度上改善了传统玻璃纤维FRP的机械性能，从而改善了光缆的拉伸强度或是弯曲性能，使其更适宜在FTTX建设中使用；而且使用FRP作为加强件的新型光缆，实验证实鸟类、鼠类对其会产生厌恶感，从而有了一定程度的主动性防鸟啄、防鼠咬的防范功能。

4 结论

宽带网络是新时期我国经济社会发展的战略性公共基础设施，光缆则是宽带网络发展中重要的物资之一，光缆行业的发展成为了光网络发展中的重要环节。光缆的发展首先要根据工程经验进行总结，持续创新。在创新中我们建议：

首先，创新的同时也应注重创新成果的交流及创新点的融合，应考虑创新成果规模化应用的可能性。

其次，应重视光缆的标准化工作，引导和促进新型光缆所用材料的成熟，所制定的相关标准不仅需要方便生产厂家，更应该方便用户使用，同时所制定的标准既需要有一定的超前性，也应为后期规模化生产留有空间。最后，各生产厂家需要有开放、合作的态度，重视光缆生产工艺的改进，不断提高工艺水平，促进新产品的生产工艺不断趋向成熟。

5 参考文献

[1]韦乐平，互联网时代的光网络发展趋势，2015

[2]敖立，我国宽带接入发展中的热点问题，2015

[3]江苏省邮电规划设计院有限责任公司的软课题《宽带中国背景下FTTH建设对ODN产品的新要求》

[4]江苏省邮电规划设计院有限责任公司的软课题《轻型防雷光缆应用研究》

[5]杨红伟、吴煜、王传瑞，全干式光缆技术分析及应用研究

[6]Catharina L.Tedder,Christopher M.Quinn,David A.Seddon,Mike Ellwanger,“The Reliability of Completely Dry Gel-free Optical Cables”

摘 要：“宽带中国”的实施使得宽带成为国家战略性公共基础设施，其建设对于我国光缆产业带来巨大影响。光缆作为网络建设最重要的物资之一，在我国的发展与应用已十分成熟，但“宽带中国”背景下FTTX的发展又对光缆的结构提出了新的要求。本文主要介绍了在“宽带中国”背景下FTTX建设过程中的光缆的创新，并对后期光缆创新发展提出了建议。

关键词：宽带中国 FTTX 光缆网 光缆

The innovation of the optical cable In broadband China background

Abstract:The implementation of broadband China has made it a national strategic public infrastructure.Broadband China construction is also a great impact on China's cable industry.As one of the most important materials for network construction, the development and application of fiber optic cable is very mature.However under the background of broadband China Policy，The development of FTTX has put forward new requirements on the structure of optical fiber cable.In this paper, we mainly introduce the fiber optic cable innovation in the construction of FTTX in China, and put forward the suggestion on the development of fiber optic cable.

Key Words：broadband China FTTX optical cable network optical cable

Doi:10.3969/j.issn.1673-5137.2016.01.002