論既有住宅建筑光纜入戶技術(shù)和工藝的創(chuàng)新：上?！俺鞘泄饩W(wǎng)”技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用實踐之二

張 軍，徐 橙

（中國電信股份有限公司上海分公司 上海200120）

1 引言

當(dāng)今，三網(wǎng)融合、智慧城市、基礎(chǔ)寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已成為國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略，隨著基于PON的FTTH技術(shù)的日趨成熟，終端設(shè)備、無源光器件等成本在不斷下降，為FTTH大規(guī)模商用提供了條件。

FTTH的建設(shè)是一個包括接入網(wǎng)、家庭網(wǎng)絡(luò)、城域網(wǎng)和國際國內(nèi)出口等整個網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)工程。在FTTH規(guī)模部署中面臨諸多技術(shù)難關(guān)，其中光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）是FTTH建設(shè)和改造的重點和難點。在實際的規(guī)模建設(shè)與改造中，既有住宅建筑內(nèi)的光纜入戶是難中之難的問題。因而，開展光纜入戶技術(shù)和工藝的創(chuàng)新是破解FTTH規(guī)模發(fā)展的重要課題。

2 基于FTTH的ODN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

對于既有住宅建筑，中國電信股份有限公司上海分公司（以下簡稱上海電信）確定的FTTH ODN為樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從節(jié)省投資成本和住宅小區(qū)管道資源角度出發(fā)，分光方式采用二級分光架構(gòu)，一級分光點設(shè)置在小區(qū)光纜匯聚點位置，二級分光點設(shè)置在靠近用戶側(cè)的位置。本文所要介紹的光纜入戶技術(shù)和工藝創(chuàng)新是指從用戶側(cè)二級分光點將光纜引入至用戶住宅內(nèi)的家庭信息箱（面板）或家庭網(wǎng)絡(luò)匯聚點的引入光纜這一段，如圖1所示。

3 既有住宅建筑分類與光纜入戶場景分析

既有住宅建筑內(nèi)的用戶是上海電信的主要客戶群，據(jù)統(tǒng)計，2010年初該類寬帶用戶已達400萬戶。對其采用FTTH方式進行寬帶提速改造是上海電信打造“城市光網(wǎng)”的重點工作，但既有住宅建筑內(nèi)光纜入戶難題嚴(yán)重阻礙了FTTH的規(guī)模發(fā)展，主要表現(xiàn)為以下5個方面：

·既有住宅建筑類型多樣化，有別墅、里弄、公寓、農(nóng)村地區(qū)等各種建筑形態(tài)，需要多種解決手段；

·近10年來新建的公寓類住宅，雖然大多有入戶暗管，但存在暗管路由轉(zhuǎn)彎多、管路堵塞、破損等管線資源參差不齊的狀況；

·相比傳統(tǒng)的銅纜，光纜存在怕彎曲、機械性能差、接續(xù)難等缺點，給入戶光纜的敷設(shè)帶來一定程度的困難；

表1 公寓式住宅的線纜入戶場景

·光纜入戶工藝水平的高低直接影響建筑的美觀，影響物業(yè)和用戶的感知；

·國內(nèi)尚未有一整套切實可行的光纜入戶施工工藝和配套器材。

上海地區(qū)光纜入戶場景經(jīng)梳理、歸納，主要分為公寓式住宅（多層、高層）、別墅、里弄和農(nóng)村。

（1）公寓式住宅

上海既有公寓式住宅主要是從20世紀(jì)70年代開始陸續(xù)建造的，典型的公寓式住宅的線纜入戶場景見表1。

（2）別墅式住宅

上海的別墅式住宅一般是從20世紀(jì)90年代末開始陸續(xù)建造的，建造的年代不長，其類型一般可分為獨幢別墅和聯(lián)排別墅兩種，其線纜入戶場景見表2。

（3）里弄和農(nóng)村

表2 別墅類住宅的線纜入戶場景

為了便于光纜入戶場景的分類，將線纜依賴地下管道入戶的獨幢別墅或聯(lián)排別墅歸于別墅式住宅入戶場景；將建筑物內(nèi)具有公共部位、線纜依賴豎井及暗管入戶的聯(lián)排別墅歸于公寓式住宅入戶場景。

上海地區(qū)里弄建筑是以上海城區(qū)石庫門為代表的私宅群落，多以2～3層低矮的緊鄰排列為主，原有的電話線路多以沿墻、架空或釘固方式入戶。

農(nóng)村是從城郊結(jié)合部到遠(yuǎn)郊地區(qū)的農(nóng)民聚居地住宅，多以較高密度的低矮的單棟建筑為主，聚居區(qū)域內(nèi)電桿資源比較充分，原有的電話線路多以架空、沿墻方式入戶。

里弄和農(nóng)村的線纜入戶場景見表3。

表3 里弄和農(nóng)村的線纜入戶場景

4 主要器材分析與選型

針對不同的、復(fù)雜的既有住宅建筑光纜入戶場景，要滿足光纖傳輸要求，解決光纜入戶難的問題，適應(yīng)FTTH的規(guī)模發(fā)展，選擇合適的光纖/光纜、光器件和相關(guān)材料顯得尤為重要。

4.1 入戶光纖選型

國際電信聯(lián)盟于2009年修訂發(fā)布的G.657光纖標(biāo)準(zhǔn)，將G.657光纖劃分為 A類和B類光纖，并分為G.657A1、G.657A2、G.657B2 和 G.657B3 共4種光纖 ，與ITU-T G.652D光纖的比較見表4。

表4 G.657與G.652D光纖的比較

目前，上海電信在骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)中已大量使用G.652D光纖，應(yīng)用相當(dāng)成熟。根據(jù)表4分析，在G.657的4種光纖中，G.657A2光纖性價比最高，且與G.652D兼容，因此G.657A2光纖最適用于FTTH中的入戶光纜。

4.2 入戶光纜選型

目前，日本是全球FTTH的領(lǐng)導(dǎo)者，由其開發(fā)的蝶形引入光纜及其配套接續(xù)器材成本低、產(chǎn)業(yè)鏈豐富、接續(xù)方便。因而，上海電信的FTTH入戶段光纜也采用蝶形引入光纜，并根據(jù)不同的敷設(shè)場景細(xì)分為3種結(jié)構(gòu)：普通蝶形引入光纜、自承式蝶形引入光纜、管道式蝶形引入光纜。

（1）普通蝶形引入光纜

普通蝶形引入光纜結(jié)構(gòu)如圖2所示。在室內(nèi)環(huán)境下，通過垂直豎井、樓內(nèi)暗管、室內(nèi)明管、線槽或室內(nèi)釘固方式敷設(shè)的光纜，應(yīng)采用白色護套的普通蝶形引入光纜，以便提高用戶感知。適用于公寓式住宅的光纜入戶場景。

（2）自承式蝶形引入光纜

自承式蝶形引入光纜結(jié)構(gòu)如圖3所示。在室外環(huán)境下，通過架空、沿建筑物外墻、室外釘固方式敷設(shè)的光纜，應(yīng)采用黑色護套的自承式蝶形引入光纜，以滿足抗紫外線和增加光纜機械強度的要求。適用于里弄和農(nóng)村住宅的光纜入戶場景。

（3）管道式蝶形引入光纜

管道式蝶形引入光纜結(jié)構(gòu)如圖4所示。通過管道方式敷設(shè)入戶的光纜，管道式蝶形引入光纜主要增加了防水、防潮和光纜機械強度的要求。適用于別墅式住宅的光纜入戶場景。

4.3 入戶管材選型

既有公寓式住宅的入戶暗管材質(zhì)國內(nèi)大都采用的是硬質(zhì)UPVC管，硬質(zhì)UPVC管存在不環(huán)保、低溫脆性大、攜帶不方便以及管材安裝中的轉(zhuǎn)彎半徑小、接頭容易脫落等不利于光纜敷設(shè)的缺點。日本、韓國住宅建筑中普遍采用波紋管作為宅內(nèi)外水平通信管，因此上海電信在借鑒日本、韓國經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，通過對管材的研究分析，開發(fā)了高密度聚乙烯（HDPE）材質(zhì)的雙壁波紋管，它具有管材安裝中無需接頭、轉(zhuǎn)彎半徑大、施工效率高等優(yōu)點，更適合于光纜水平敷設(shè)和日后的更換。

（1）HDPE 雙壁波紋管

該類波紋管的材料主要由高密度聚乙烯、環(huán)保阻燃劑、環(huán)保著色劑材料構(gòu)成。HDPE雙壁波紋管結(jié)構(gòu)與外觀如圖5所示，HDPE雙壁波紋管結(jié)構(gòu)用于穿放普通蝶形引入光纜的專用HDPE雙壁波紋管分為兩種規(guī)格，尺寸見表5。

·Ф16 mm：平均內(nèi)徑≥10 mm，平均外徑 16±0.5 mm（適合穿放2～3根普通蝶形引入光纜）。

·Ф25 mm：平均內(nèi)徑≥19 mm，平均外徑 25±0.5 mm（適合穿放4～8根普通蝶形引入光纜）。

（2）HDPE雙壁波紋管與硬質(zhì)UPVC管比較

與硬質(zhì)UPVC管相比較 （詳見表6），HDPE雙壁波紋管具有強度高、韌性好、能自然彎曲、轉(zhuǎn)彎不需要接頭、有伸縮性、宜攜帶、阻燃，且燃燒時無煙無毒等優(yōu)點，更適合于普通蝶形引入光纜水平敷設(shè)。雖然按照目前原料價格，估計HDPE雙壁波紋管比UPVC管材貴30%左右，但廣泛應(yīng)用后，HDPE雙壁波紋管具有一定的降價空間。

表5 HDPE雙壁波紋管結(jié)構(gòu)尺寸

表6 HDPE雙壁波紋管與硬質(zhì)UPVC管的比較分析

4.4 光纖現(xiàn)場連接器的選型

光纖現(xiàn)場連接器是一種在施工現(xiàn)場直接成端，采用機械接續(xù)或熱熔接方法成端的光纖活動連接器，其中機械型包括了預(yù)置光纖機械接續(xù)型和直通型（非預(yù)置光纖機械接續(xù)型）。光纖現(xiàn)場連接器主要用于蝶形引入光纜（2.0 mm×3.0 mm）的快速成端。

（1）預(yù)置光纖機械接續(xù)型

在這種連接器插頭內(nèi)，光纖被預(yù)置在連接器的插針體中，匹配光纜中的光纖與預(yù)置光纖通過折射率匹配材料機械方式接續(xù)。預(yù)置光纖機械接續(xù)型光纖現(xiàn)場連接如圖6所示。

（2）直通型

在這種連接器插頭內(nèi)，匹配光纜中的光纖直通到插針體端面。直通型光纖現(xiàn)場連接示意如圖7所示。

（3）熱熔接型

在這種連接器插頭內(nèi)，光纖被預(yù)置在連接器的插針體中，匹配光纜中的光纖與預(yù)置光纖通過熱熔接方式接續(xù)。熱熔接型光纖現(xiàn)場連接示意如圖8所示。

預(yù)置光纖機械接續(xù)型連接器的主流廠商都是國外廠商，工具簡單，可重復(fù)使用，產(chǎn)品價格比直通型略貴。直通型光纖機械接續(xù)型連接器主流廠商都是國內(nèi)廠商，工具簡單，可重復(fù)使用，產(chǎn)品價格相對便宜，但國內(nèi)核心部件的工藝水平略顯不足。熱熔型連接器需要配備專用熔接設(shè)備，設(shè)備投入昂貴，且各廠商間的熔接設(shè)備與連接器不能互通，操作技能要求較高，總體成本較高。

在FTTH放裝過程中，由于樓道、用戶住宅內(nèi)的空間狹小，安裝環(huán)境較差，安裝地點較為分散，因此FTTH放裝適合采用預(yù)置光纖機械接續(xù)型或直通型連接器；熱熔型連接器適合機房等場合的規(guī)?；永m(xù)應(yīng)用。

需要說明的是：現(xiàn)場機械接續(xù)方法相對于熱熔方法而言，其接續(xù)后的衰減和回波損耗指標(biāo)略差，尤其是其中的回波損耗指標(biāo)達不到SC/APC的要求，當(dāng)有CATV應(yīng)用需要加載第三波波長時，應(yīng)慎重考慮采用機械接續(xù)型連接。

5 光纜入戶的方法和工藝

由于上海地區(qū)的既有住宅建筑類型眾多，其環(huán)境、通信配套設(shè)施等差異較大，且參差不齊。因此根據(jù)不同住宅建筑類型和線纜入戶場景的特點，歸納形成不同的光纜入戶方法，見表7，有利于FTTH規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化的建設(shè)。

表7 不同場景下的光纜入戶方法

入戶光纜敷設(shè)前應(yīng)考慮用戶住宅建筑物的類型、環(huán)境條件和已有線纜的敷設(shè)路由，同時需要對施工的經(jīng)濟性、安全性、美觀性以及將來維護的便捷性和用戶滿意度進行綜合判斷。

應(yīng)盡量利用已有的入戶暗管敷設(shè)入戶光纜，對無暗管入戶或入戶暗管不可利用的住宅樓宜通過在樓內(nèi)布放波紋管方式敷設(shè)蝶形引入光纜。

對于建有垂直布線橋架的住宅樓，宜在橋架內(nèi)安裝波紋管和樓層過路盒，用于穿放蝶形引入光纜。如橋架內(nèi)無空間安裝波紋管，則應(yīng)采用纏繞管對敷設(shè)在內(nèi)的蝶形引入光纜進行包扎，以起到對光纜的保護作用。

5.1 暗管穿纜

暗管穿纜必須配備專用工具與器材，如圖9所示，它將直接影響暗管穿通的成功率與效率。

查找、確定入戶管孔的具體位置，可采用目測、拽拉管內(nèi)線纜、線路工兵、吹管法等手段。

暗管穿纜時需根據(jù)入戶暗管的狀況，合理選用以下兩種穿線方法。

·牽引法：利用入戶暗管內(nèi)的線纜或牽引繩，牽引蝶形引入光纜入戶。

·穿引法：先利用穿管器穿通入戶暗管，再通過穿管器牽引蝶形引入光纜入戶。

穿管器在穿放過程中阻力較大時，可在管孔內(nèi)倒入適量的潤滑劑或者在穿管器上直接涂上潤滑劑。

入戶管孔中布滿其他線纜或阻塞造成無法穿通時，可利用有線電視和監(jiān)控線的入戶暗管進行穿放蝶形引入光纜。

由于上海電信在暗管穿放方法與工藝、工具上的不斷創(chuàng)新，使暗線穿通率從光網(wǎng)用戶發(fā)展初期的10%左右提高到2011年底的51.6%。

5.2 波紋管布纜

選擇波紋管布放路由，波紋管應(yīng)盡量安裝在人手無法觸及的地方，且不要設(shè)置在有損美觀的位置，一般宜采用外徑不小于16 mm的波紋管。波紋管固定裝置規(guī)格如圖10所示。

確定過路盒的安裝位置，在住宅單元的入戶口處以及水平、垂直管的交叉處設(shè)置過路盒；當(dāng)水平波紋管直線段長超過30 m、段長超過15 m并且有2個以上的90°彎角時，應(yīng)設(shè)置過路盒。

安裝管卡并固定波紋管，在路由的拐角或建筑物的凹凸處，波紋管需保持一定的弧度后安裝固定，以確保蝶形引入光纜的彎曲半徑和便于光纜的穿放。

過路盒內(nèi)的蝶形引入光纜不需留有余長，只要滿足光纜的彎曲半徑即可。光纜穿通后，應(yīng)確認(rèn)過路盒內(nèi)的光纜沒有被擠壓，特別要注意通過過路盒轉(zhuǎn)彎處的光纜。

5.3 線槽布纜

選擇線槽布放路由。為了不影響美觀，應(yīng)盡量沿踢腳線、門框等布放線槽，并選擇彎角較少，且墻壁平整、光滑的路由（能夠使用雙面膠固定線槽）。雙面膠粘貼方式裝置規(guī)格如圖11所示。

在采用螺釘固定方式時，應(yīng)根據(jù)線槽及其配件上標(biāo)注的螺釘固定位置，將線槽及其配件固定在墻面上，一般1 m直線槽需用3個螺釘進行固定。螺釘固定方式裝置規(guī)格如圖12所示。

5.4 釘固布纜

合理選擇光纜釘固路由，一般光纜宜釘固在隱蔽且人手較難觸及的墻面上。

在室內(nèi)釘固蝶形引入光纜應(yīng)采用卡釘扣；在室外釘固自承式蝶形引入光纜應(yīng)采用螺釘扣。圖13和圖14分別展示了蝶形引入光纜釘固規(guī)格和自承式蝶形引入光纜釘固規(guī)格。

在墻角的彎角處，光纜需留有一定的弧度，從而保證光纜的彎曲半徑，并用套管進行保護。嚴(yán)禁將光纜貼住墻面沿直角彎轉(zhuǎn)彎。

采用釘固布纜方法布放光纜時需特別注意光纜的彎曲、絞結(jié)、扭曲、損傷等現(xiàn)象。

5.5 吊掛布纜

根據(jù)裝置牢固、間隔均勻、有利于維修的原則選擇支撐件及其安裝位置。

采用緊箍鋼帶與緊箍夾將緊箍拉鉤固定在電桿上；采用膨脹螺絲與螺釘將C型拉鉤固定在外墻面上，對于木質(zhì)外墻可直接將環(huán)型拉鉤固定在上面。

分離自承式蝶形引入光纜的吊線，并將吊線扎縛在S固定件上，然后拉掛在支撐件上，當(dāng)需敷設(shè)的光纜長度較長時，宜選擇從中間點位置開始布放。自承式蝶形引入光纜吊線扎縛在S固定件上的規(guī)格如圖15所示。

用縱包管包扎自承式蝶形引入光纜吊線與S固定件扎縛處的余長光纜。

自承式蝶形引入光纜與其他線纜交叉處應(yīng)使用纏繞管進行包扎保護。桿路終結(jié)處裝置規(guī)格如圖16所示，桿路中間處裝置規(guī)格如圖17所示。建筑物處墻處裝置規(guī)格如圖18所示。

5.6 墻體開孔與光纜穿孔保護

判斷需穿放蝶形引入光纜的數(shù)量（根據(jù)住戶數(shù)），選擇墻體開孔的尺寸,一般直徑為10 mm的孔可穿放2條蝶形引入光纜。墻體開孔方式如圖19所示。

為防止雨水的灌入，應(yīng)從內(nèi)墻面向外墻面并傾斜10°進行鉆孔。光纜穿越墻孔后，應(yīng)采用封堵泥 、硅膠等填充物封堵外墻面，以防雨水滲入或蟲類爬入，并用水泥對洞口處進行修復(fù)。

墻體開孔后，為了確保鉆孔處的美觀，內(nèi)墻面應(yīng)在墻孔內(nèi)套入過墻套管或在墻孔口處安裝墻面裝飾蓋板。

將蝶形引入光纜穿放過孔，并用纏繞管包扎穿越墻孔處的光纜，以防止光纜裂化。并在穿越墻體的兩端留有一定的弧度，以保證光纜的彎曲半徑。蝶形引入光纜穿墻保護方式如圖20所示。

6 規(guī)模應(yīng)用

自2009年6月上海電信啟動“城市光網(wǎng)”行動計劃以來，截至2012年2月底，完成的FTTH網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力超過500萬戶，實際開通FTTH用戶150萬戶。既有住宅建筑光纜入戶技術(shù)和工藝的創(chuàng)新為上海電信FTTH的規(guī)模建設(shè)和發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用，很大程度上也推動了國內(nèi)FTTH網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和發(fā)展，促進了FTTH產(chǎn)業(yè)鏈的成熟。

1 NTT公司.針對 “上海城市光網(wǎng)光纜入戶技術(shù)研究與試點”咨詢報告，2011