FTTH終端接續(xù)技術(shù)及產(chǎn)品概述

劉健 洪眉 陳少賢

【摘要】 根據(jù)近年來(lái)FTTH終端接續(xù)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)典型的FTTH終端接續(xù)產(chǎn)品——現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器和預(yù)制成端蝶形引入光纜在現(xiàn)網(wǎng)上的應(yīng)用情況、性能比較、存在問(wèn)題等方面進(jìn)行了分析，并且對(duì)現(xiàn)網(wǎng)中使用日益趨多的預(yù)制成端蝶形引入光纜的回波損耗測(cè)試方法和指標(biāo)要求的合理性進(jìn)行了理論推導(dǎo)和測(cè)試驗(yàn)證，提出了自己的看法。

【關(guān)鍵詞】 FTTH終端接續(xù) 現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器 預(yù)制成端蝶形引入光纜 回波損耗 測(cè)試

Review of the Technology and Products based on Terminal Connection of FTTH Liu Jian1，Hong Mei2，Chen Shaoxian3（1、Guangdong Research Institute of China Telecom Co.， Ltd.，Guangdong Guangzhou 510630，China；2、China Telecom Corporation，Beijing 100032，China；3、China Telecom Group Guangdong Telecom Corporation Information Technology Laboratory，Guangdong Guangzhou 510630，China）

Abstract： The technological development about terminal connection of FTTH was described. The application status，performance comparison and the existing problems about the products， such as field-mountable optical fiber connectors and pre-terminated bow-type optical cables were analyzed. The optical return Loss （ORL） test methods and the rationality of technical specifications based on the pre-terminated bow-type optical cable were also suggested.

Key words： terminal connection of FTTH， field-mountable optical fiber connector， pre-terminated bow-type optical cable， optical return loss， test

一、引言

2010年，工信部、國(guó)家發(fā)改委等七部委聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于推進(jìn)光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的意見(jiàn)》，提出2011年城市用戶及農(nóng)村用戶的寬帶接入將分別實(shí)現(xiàn)8M及2M以上。2013年國(guó)務(wù)院發(fā)布“寬帶中國(guó)”戰(zhàn)略及實(shí)施方案，將“寬帶中國(guó)”計(jì)劃正式上升為我國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略。今年年初，工信部公布了2015年寬帶戰(zhàn)略的年度目標(biāo)：新增光纖到戶覆蓋家庭8000萬(wàn)戶，新增1.4萬(wàn)個(gè)行政村通寬帶，城市寬帶到達(dá)20M，部分大城市實(shí)現(xiàn)100M，推動(dòng)一批城市率先成為“全光網(wǎng)城市”。 在上述政策的積極引導(dǎo)下， FTTH（光纖到戶）建設(shè)得到了大規(guī)模的投入，終端接續(xù)產(chǎn)品的需求量越來(lái)越大。

本文闡述了近年來(lái)FTTH終端接續(xù)技術(shù)的發(fā)展，從各類端接產(chǎn)品在現(xiàn)網(wǎng)上的應(yīng)用情況、性能比較、存在問(wèn)題等方面進(jìn)行了總體分析。根據(jù)預(yù)制成端蝶形引入光纜的應(yīng)用和測(cè)試情況，結(jié)合各運(yùn)營(yíng)商編制的技術(shù)規(guī)范書(shū)、YD/T1272系列光纖活動(dòng)連接器的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及YD/T 1997.3-2015《通信用引入光纜 第3部分：預(yù)制成端光纜組件》等相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)論證了該產(chǎn)品回波損耗的測(cè)試方法和指標(biāo)要求的合理性。

二、FTTH終端接續(xù)技術(shù)

FTTH終端接續(xù)是指在用戶端進(jìn)行光纖末端連接的過(guò)程。從技術(shù)上來(lái)講，F(xiàn)TTH用戶端所使用的光纖接續(xù)方式分熱熔和冷接兩種。

熱熔是傳統(tǒng)的光纖接續(xù)方式，采用有源熔接設(shè)備對(duì)光纖進(jìn)行加熱熔接之后，再利用熱縮套管對(duì)光纖實(shí)施保護(hù)。熱熔技術(shù)早已大量應(yīng)用在干線、城域匯聚光纜、戶外光纜施工中，其熔接之后的節(jié)點(diǎn)插入損耗小，回波損耗大，可靠性高，技術(shù)已經(jīng)非常成熟。但是由于大部分FTTH用戶端受施工環(huán)境所限，操作空間狹小，用戶接入箱體的空間也有限，如果仍然使用傳統(tǒng)的有源熔接機(jī)進(jìn)行光纖接續(xù)，其施工效率和簡(jiǎn)便性就大為降低。因此，在FTTH終端接續(xù)時(shí)采用的熱熔型現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器，雖然從原理上來(lái)講跟傳統(tǒng)的熱熔方式?jīng)]什么區(qū)別，但其配套專業(yè)的熱熔機(jī)小巧，功能方面也設(shè)計(jì)得便于進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作。

冷接是以非熔接的機(jī)械方式通過(guò)光耦合實(shí)現(xiàn)光纖或光纜固定接續(xù)，這種物理接續(xù)技術(shù)主要是靠V型槽和匹配液來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其成本低，安裝速度快。也就是說(shuō)，采用冷接的出發(fā)點(diǎn)是以光纖機(jī)械接續(xù)取代熔接機(jī)、以光纖插頭的現(xiàn)場(chǎng)制作，取代工廠制作的定長(zhǎng)尾纖/跳線，以提高裝維效率。目前，在用戶端應(yīng)用的冷接產(chǎn)品有預(yù)置型現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器、直通型現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器。

三、FTTH終端接續(xù)產(chǎn)品

近年來(lái)FTTH建設(shè)如火如荼地進(jìn)行著，但由于用戶端接續(xù)不可避免地存在操作空間小、施工環(huán)境差、裝維人員數(shù)量和技能不足、室內(nèi)末端光纖維護(hù)困難等現(xiàn)實(shí)因素，裝維人員經(jīng)常反饋終端接續(xù)產(chǎn)品的組裝成功率低、損耗大、易斷纖，影響了業(yè)務(wù)的正常開(kāi)通。光纖接續(xù)質(zhì)量的好壞對(duì)通信鏈路的影響、對(duì)用戶感知的影響越來(lái)越大。近幾年來(lái)，運(yùn)營(yíng)商一直在努力尋求既能提高施工效率，又能保證接續(xù)質(zhì)量的用戶端光纜接續(xù)方式。

下面分別對(duì)各FTTH終端接續(xù)產(chǎn)品投入現(xiàn)網(wǎng)的應(yīng)用情況、性能指標(biāo)和存在問(wèn)題進(jìn)行分析和比較。

3.1 現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器

3.1.1機(jī)械型現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器

冷接產(chǎn)品方面，運(yùn)營(yíng)商早期選用的是3M、藤倉(cāng)等國(guó)外公司的預(yù)置型現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器。2008年開(kāi)始，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了第一代的直通型現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器。2010年起，銷售、生產(chǎn)預(yù)置型現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器的廠家漸漸增多。2012年，某電信運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行預(yù)置型現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器的第一次集采招標(biāo)，參與廠家就超過(guò)了100個(gè)。

無(wú)論是直通型還是預(yù)置型現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器，投入現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用后的效果并未能達(dá)到運(yùn)營(yíng)商的預(yù)期。究其原因，除了部分產(chǎn)品本身質(zhì)量確實(shí)未達(dá)標(biāo)，組裝后可靠性得不到保證外，還有一個(gè)原因就是這類產(chǎn)品需要由裝維人員現(xiàn)場(chǎng)組裝后投入使用，組裝的質(zhì)量受到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特殊性、工藝一致性、操作通用性、供貨廠家培訓(xùn)及時(shí)性、裝維人員技術(shù)能力和自身素質(zhì)等因素的綜合影響，導(dǎo)致產(chǎn)品的一次組裝成功率、產(chǎn)品的穩(wěn)定性達(dá)不到要求。

隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，產(chǎn)品的價(jià)格急速下降。例如，預(yù)置型現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器的價(jià)格從最初的六七十元一個(gè)到現(xiàn)在十幾元、甚至幾元都可買到。在這種情況下，廠家對(duì)產(chǎn)品成本的控制必然會(huì)加強(qiáng)，產(chǎn)品性能，尤其是穩(wěn)定性和可靠性要得到進(jìn)一步提升是比較困難的。

2013年，參與該運(yùn)營(yíng)商集采投標(biāo)的預(yù)置型現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器廠家雖不如2012年那么踴躍，但仍超過(guò)80家。到了2014年，參與集采投標(biāo)的廠家不足40家，數(shù)量已經(jīng)急劇下降了。

3.1.2熱熔型現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器

伴隨著對(duì)現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器使用效果的質(zhì)疑，2013年，熱熔型現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器開(kāi)始推向市場(chǎng)。由于之前市場(chǎng)需求不大，國(guó)內(nèi)廠家真正投入研發(fā)的并不多，相當(dāng)一部分廠家是仿韓國(guó)日新的。熱熔型快速連接器現(xiàn)場(chǎng)組裝時(shí)，大多數(shù)需要比預(yù)置型的連接器多切割一個(gè)光纖端面，還需要借助熔接機(jī)進(jìn)行對(duì)接熱縮，該產(chǎn)品也不可重復(fù)組裝，因此現(xiàn)場(chǎng)組裝難度比預(yù)置型快速連接器大，對(duì)操作人員要求高。如果操作人員對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)不熟悉、熱縮時(shí)操作不當(dāng)、操作熟練程度不夠的話，產(chǎn)品的組裝成功率都會(huì)受到影響。

從光學(xué)性能上比較，由于預(yù)置型現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器是以機(jī)械方式進(jìn)行對(duì)接，插頭內(nèi)部多了一個(gè)冷接點(diǎn)，所以從單個(gè)插頭的插入損耗指標(biāo)上看，熱熔型現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器比預(yù)置型的要求高：

1）熱熔型的插入損耗平均值要求在0.25dB以下，機(jī)械型的插入損耗平均值要求在0.3dB以下；

2）熱熔型的插入損耗最大值要求在0.4dB以下，機(jī)械型的插入損耗最大值要求在0.5dB以下；

3）環(huán)境和機(jī)械試驗(yàn)后熱熔型的插入損耗變化量要求在0.2dB以下，機(jī)械型的插入損耗變化量要求在0.3dB以下。

也就是說(shuō)，由于接續(xù)方式的不同，熱熔型現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器一旦接續(xù)成功，其光學(xué)性能指標(biāo)和長(zhǎng)期穩(wěn)定性都會(huì)比預(yù)置型現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器要高，相應(yīng)的后期維護(hù)成本就會(huì)低一些。但是在現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用時(shí)，熱熔型現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器始終有如下三點(diǎn)障礙無(wú)法避開(kāi)：

1、如果每個(gè)裝維人員都要專門(mén)配備FTTH熔接機(jī)，那將是一筆大的費(fèi)用；

2、裝維人員有時(shí)受操作場(chǎng)所條件的限制，沒(méi)有合適的平臺(tái)來(lái)放置熔接機(jī)；

3、由于插頭側(cè)需要現(xiàn)場(chǎng)剝纖，兩端的光纖熔接后需要提起再穿入熱縮管，這個(gè)過(guò)程的組裝成功率風(fēng)險(xiǎn)大。

因此2013年某運(yùn)營(yíng)商集采招標(biāo)時(shí)，參與的熱熔型現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器廠家近50個(gè)，到了2014年第二次招標(biāo)時(shí)，參與廠家數(shù)量不到前一年的一半。廠家參與度的降低一是因?yàn)樵摦a(chǎn)品實(shí)際采購(gòu)量不大，二是該產(chǎn)品的利潤(rùn)空間不大。

3.2 預(yù)制成端蝶形引入光纜

FTTH放裝過(guò)程中熔接、成端等工作對(duì)儀表、工具、人員技能還是有較高的要求。由于現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境、入戶條件、操作人員等不確定因素的影響，不管是熱熔型還是機(jī)械型的現(xiàn)場(chǎng)組裝光纖活動(dòng)連接器，其穩(wěn)定性和可靠性始終達(dá)不到預(yù)期效果。現(xiàn)場(chǎng)成端存在的風(fēng)險(xiǎn)，是通信線路上的隱患，所以現(xiàn)網(wǎng)上采取預(yù)制成端蝶形引入光纜的應(yīng)用漸漸增多。

預(yù)制成端蝶形引入光纜是在工廠按照光纖活動(dòng)連接器的生產(chǎn)工藝，預(yù)先把連接器插頭安裝到蝶形光纜上，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)蝶形光纜上已帶有連接器插頭。工廠預(yù)制成端是在可控的生產(chǎn)條件下進(jìn)行的，其質(zhì)量能得到較好的保證，比如：光學(xué)性能指標(biāo)（插入損耗和回波損耗）穩(wěn)定并且在出廠前可得到驗(yàn)證。

另外，預(yù)制成端蝶形引入光纜施工時(shí)無(wú)需用到現(xiàn)場(chǎng)成端所需的切割刀或熔接機(jī)等工具、耗材，也降低了對(duì)裝維人員現(xiàn)場(chǎng)成端的技能要求。因此，運(yùn)營(yíng)商對(duì)預(yù)制成端蝶形引入光纜的采購(gòu)需求增長(zhǎng)越來(lái)越快。例如，某運(yùn)營(yíng)商2012年的采購(gòu)預(yù)估量為628萬(wàn)條，2013年為762萬(wàn)條，2014年為1000萬(wàn)條，增長(zhǎng)速度是相當(dāng)快的。

3.2.1預(yù)制成端蝶形引入光纜光學(xué)性能指標(biāo)分析

預(yù)制成端蝶形引入光纜中最為常見(jiàn)的是帶SC型連接器的，在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)未發(fā)布之前，生產(chǎn)廠家申請(qǐng)?jiān)摦a(chǎn)品的泰爾認(rèn)證時(shí)，檢測(cè)依據(jù)只能參照YD/T1272.3-2005《光纖活動(dòng)連接器第3部分：SC型》的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。而不管是電信、移動(dòng)還是聯(lián)通這三家運(yùn)營(yíng)商在編制集中采購(gòu)技術(shù)規(guī)范書(shū)時(shí)，都是在YD/T1272.3《光纖活動(dòng)連接器第3部分：SC型》和YD/T 1997《接入網(wǎng)用蝶形引入光纜》的基礎(chǔ)上，根據(jù)本企業(yè)的需求，對(duì)相應(yīng)的測(cè)試項(xiàng)目、測(cè)試方法和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行規(guī)范。

但是，實(shí)際應(yīng)用的預(yù)制成端蝶形引入光纜的長(zhǎng)度通常為幾十米、甚至一兩百米，而傳統(tǒng)的光纖活動(dòng)連接器長(zhǎng)度一般都小于十米，所以，考慮到光纖長(zhǎng)度所引起的損耗和瑞利散射，預(yù)制成端蝶形引入光纜和光纖活動(dòng)連接器相比較，在插入損耗、回波損耗上的含義和指標(biāo)要求并不能等同。光纖活動(dòng)連接器關(guān)注的是接頭處的插入損耗和回波損耗，而預(yù)制成端蝶形引入光纜關(guān)注的是接頭處加上光纖本身所產(chǎn)生的綜合插入損耗和整體回波損耗。如果按0.36dB/km光纖的損耗來(lái)考慮，在預(yù)制成端蝶形引入光纜超過(guò)100米時(shí)要修正其插入損耗指標(biāo)要求（即每增加100米允許插入損耗指標(biāo)增加0.036dB）。

在進(jìn)行回波損耗測(cè)試時(shí)，如果采用的是傳統(tǒng)的光回?fù)p測(cè)試儀，只能在蝶形光纜末端進(jìn)行截止，那么，隨著光纜長(zhǎng)度的增加，回波損耗的測(cè)試值要滿足光纖活動(dòng)連接器的回波損耗指標(biāo)要求是越來(lái)越困難的。

3.2.2預(yù)制成端蝶形引入光纜回波損耗測(cè)試方法

回波損耗的測(cè)試在實(shí)驗(yàn)室中普遍采用OCWR（Optical Continuous Wave Reflectometer）法和OTDR（Optical Time Domain Reflectometer）法。

傳統(tǒng)的回波損耗測(cè)試儀采用的是OCWR法，對(duì)瑞利散射和菲涅爾反射回?fù)p不作區(qū)分，測(cè)試時(shí)需要消除被測(cè)器件的末端反射。末端反射通?？梢酝ㄟ^(guò)纏繞、接APC跳線、匹配膏等方法進(jìn)行截止消除，從而得到器件的一個(gè)整體回波損耗值。

免纏繞的回波損耗測(cè)試儀采用的是OTDR法，能夠區(qū)分瑞利散射和菲涅爾反射，測(cè)試時(shí)也無(wú)需消除被測(cè)器件的末端反射。

在免纏繞回?fù)p儀上，通過(guò)選擇不同的測(cè)試區(qū)間，可以精確得到連接頭處菲涅爾反射所引起的回波損耗，也可以得到某一段光纖中沿光纖長(zhǎng)度上每一點(diǎn)所引起的瑞利背向散射所產(chǎn)生的回波損耗，還可以得到傳統(tǒng)回波損耗測(cè)試儀所能測(cè)到的在連接頭和光纖本身影響下所產(chǎn)生的器件整體回波損耗值。

對(duì)于預(yù)制成端蝶形引入光纜而言，考慮到光纜長(zhǎng)度的影響和光纜無(wú)法纏繞的因素，顯然采用OTDR法的測(cè)試更為準(zhǔn)確合理，也容易發(fā)現(xiàn)插頭或者長(zhǎng)段光纜中可能存在的異常反射。

3.2.3預(yù)制成端蝶形引入光纜回波損耗指標(biāo)要求的推導(dǎo)及驗(yàn)證

為了驗(yàn)證光纜長(zhǎng)度對(duì)預(yù)制成端蝶形引入光纜回波損耗的影響，筆者用免纏繞回波損耗測(cè)試儀MAP-200對(duì)各品牌、不同長(zhǎng)度的預(yù)制成端蝶形引入光纜進(jìn)行了一系列測(cè)試，表1僅給出有代表性的一組數(shù)據(jù)。

此表中，RL1是實(shí)測(cè)的預(yù)制成端蝶形引入光纜插頭處因菲涅爾反射引起的回波損耗；RL2是實(shí)測(cè)的對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度光纖因瑞利散射引起的回波損耗；RL3′是將RL1和RL2通過(guò)公式RL3′=-10lg（10-RL1/10 +10-RL2/10）合成得到的估算回?fù)p值；

RL3是實(shí)測(cè)的包含插頭回?fù)p和對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度光纖回?fù)p的整體回波損耗。測(cè)試結(jié)果表明分段測(cè)試合成后的結(jié)果與實(shí)測(cè)的整體回波損耗值的偏差在儀表精度范圍內(nèi)。

單模光纖由于密度不均勻、本身的缺陷和摻雜成分不均勻所引起的瑞利背向散射與其長(zhǎng)度存在對(duì)應(yīng)的關(guān)系（表2的RL2），而目前光纖活動(dòng)連接器UPC插頭的回波損耗指標(biāo)要求為≥50dB（表2的RL1），因此綜合考慮連接器插頭和光纜長(zhǎng)度客觀存在的回波損耗之后，可以計(jì)算出不同長(zhǎng)度的預(yù)制成端蝶形引入光纜的回波損耗值（表2的RL3）。顯然，當(dāng)光纜長(zhǎng)度超過(guò)20米之后，預(yù)制成端蝶形引入光纜的回波損耗值依然要求≥50dB是不合理的。

2015年起，運(yùn)營(yíng)商發(fā)布的集中采購(gòu)技術(shù)規(guī)范書(shū)對(duì)前幾年直接引用光纖活動(dòng)連接器指標(biāo)的做法進(jìn)行了修正，根據(jù)不同長(zhǎng)度對(duì)插入損耗和回波損耗提出不同的指標(biāo)要求。2015年4月30日，業(yè)界期待已久的YD/T 1997.3-2015《通信用引入光纜 第3部分：預(yù)制成端光纜組件》的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布，終于明確了對(duì)于不同長(zhǎng)度的預(yù)制成端蝶形引入光纜，其插入損耗和回波損耗指標(biāo)要求是不同的。

從表3可以看出，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的指標(biāo)要求與筆者通過(guò)理論計(jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證所得的表2中的數(shù)據(jù)基本相同。目前電信和移動(dòng)的技術(shù)規(guī)范對(duì)回波損耗指標(biāo)的要求相同，但均低于新發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的指標(biāo)要求，相信基于上述理論和測(cè)試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，2016年運(yùn)營(yíng)商招標(biāo)采購(gòu)該產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)要求會(huì)相應(yīng)提高。

四、結(jié)束語(yǔ)

在國(guó)家政策的積極引導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)了數(shù)年大規(guī)模投入的FTTH建設(shè)，無(wú)疑將會(huì)得到更加全面、快速的推進(jìn)。因此，無(wú)論是標(biāo)準(zhǔn)編制單位、生產(chǎn)廠商、檢測(cè)機(jī)構(gòu)還是運(yùn)營(yíng)商，均需密切跟蹤成端技術(shù)的發(fā)展、關(guān)注端接產(chǎn)品的質(zhì)量，共同尋求既能降低入戶施工成本、提高施工效率，又能保證接續(xù)質(zhì)量、保證通信網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和長(zhǎng)期可靠性的FTTH終端接續(xù)產(chǎn)品。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]吳仲君.光纖線路上多個(gè)插入器件產(chǎn)生的累計(jì)回波損耗的計(jì)算及實(shí)驗(yàn)[J].光通信研究，1994（1～2） ：151-156

[2] 林學(xué)煌.光無(wú)源器件.北京：人民郵電出版社，2002