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2012/05/31
作者：张鑫元 陆文斌
一、前言
FTTH在中国的发展进程日益加快，中国电信、中国联通、中国移动都在加大宽带建设力度，接入网光纤化的进展迅速。在此进程中，为降低接入网敷设成本，一般都利用现有的电缆管道来实现附加的光缆敷设，但敷设方法一般都采用牵引式安装，此安装方法需要大量的安装时间，并且在现有的管道中比较难于实现光缆附加安装，故一种新型的皮线光缆应运而生，该类型皮线光缆护套材料的低摩擦是关键技术之一，同时还需有尺寸小，硬度高等优点。在狭小的管道空间中，可以不通过牵引的方式直接将光缆推入管道单元中，从而大大降低了敷设时间和成本。本文将着重介绍低摩擦皮线光缆的摩擦测试方法及模拟工程应用。
二、室内入户光缆结构介绍
室内入户光缆的种类较多，有单、双芯圆形室内缆，双芯“8”字型室内缆，单、双芯加强型铠装室内缆，蝶形引入光缆等。室内敷设典型的入户环境如图1所示，从图中可看到，室外引入光缆至楼内分纤盒，再由分纤盒通过室内入户光缆进入单元用户，从目前的FTTH建设来看，入户光缆普遍采用蝶形引入光缆。根据接入网用蝶形引入光缆的行业标准中常用结构型式及其名称的概述，室内蝶形引入光缆常用型号见表1，从表中可看到，常用蝶形引入光缆的护套采用聚氯乙烯及聚烯烃两大类，其结构可见图2。
为了满足对现有管道的附加敷设，一种新型的皮线光缆设计如图3所示，其结构尺寸及护套材料与常规蝶形引入光缆有了明显区别。
常规室内蝶形引入光缆截面图，如图2所示：
图2
低摩擦室内蝶形引入光缆截面图，如图3所示：
三、皮线光缆的性能测试
为了更好的解决现有管道附加光缆难以敷设的问题，如图3所示的新型皮线光缆已被研发并制造，下面分别从压扁性能测试、护套耐磨损测试、摩擦系数测试三方面来解析新型皮线光缆的性能。
1、 压扁性能测试
从图2及图3中，可看到常规皮线光缆的尺寸为（2.0*3.0）mm，低摩擦皮线光缆的尺寸为（1.6*2.0）mm，低摩擦皮线光缆的横截面积减少约1/2，为了保证低摩擦皮线光缆的压扁性能不受影响，护套采用了阻燃PE护套。如图4所示，采用IEC 60794-1-2 E3方法测试，施加的压扁力如图3表格数据，经过测试，光缆在允许的长期压扁力下光纤无明显的附加衰减；在允许的短期压扁力下光纤的附加衰减在1550nm处小于0.4dB，护套不开裂。
图4 压扁试验装置
2、护套耐磨损测试
为了减小光缆护套的摩擦系数，护套材料采用了阻燃的PE护套，但同时为了确保光缆的耐磨损性能合格，如图5所示，采用IEC 60794-1-2 E2A方法测试，光缆的磨损厚度比常规聚烯烃材料护套的光缆要小50倍，其耐磨性能较优越。
为了实现光缆直接推入的安装方式，必须减小引入光缆与其它电缆或管道内壁之间的摩擦。因此采用一种新型的PE材料来实现低摩擦特性，该材料制成的光缆护套表面有磨砂感，适当地减少摩擦面积，同时硬度方面，比常规的聚烯烃材料制成的光缆更硬，更有利于长距离的推入。使用如下的方法可测定光缆的动态摩擦系数，具体测试如图6所示。
图6
试验条件：a、受试样品表面必须保持清洁，无异物
b、受试样品需放置在如上图固定的样品的正中间，放置方向如上图
c、固定的样品长度：150mm
d、受试样品长度：300mm
e、重物重量：2.0kg
f、受试样品滑动速度：500mm/min
g、拉力Ft值应为受试样品牵引长度在100mm-250mm之间的平均值
动态摩擦系数计算公式：
以下示出了低摩擦皮线光缆测试拉力Ft与受拉距离的关系图表，根据动态摩擦系数的计算公式，从100-250mm之间的摩擦系数平均值小于0.2（如图7），而采用常规皮线光缆，从100-250mm之间的摩擦系数平均值大于1.0（如图8）。
四、低摩擦皮线光缆的模拟敷设应用
为了体现低摩擦皮线光缆运用于现有管道安装的优越性，下述分别从单根穿管的距离及多根穿管的数量两个方面进行了模拟穿管试验。
1、单根光缆穿管试验
为了测定低摩擦皮线光缆的实际敷设效果，做了如下的试验，表2示出了对安装试验管道的说明，在此试验中，分别采用了常规皮线光缆与低摩擦皮线光缆来测定两类皮线的穿管距离。
图10 穿入端光缆弯折示意
2、 安装数量试验
根据实际敷设要求，对管道进行穿管数量试验，管道长度为10米，采用推进式安装方式，可以安装20根以上的低摩擦皮线光缆，而常规皮线光缆只能穿4根，采用低摩擦皮线光缆的穿管数量是常规皮线光缆的5倍以上。试验结果见图11、图12。
图11 穿入光缆示意图
图12 安装数量图表
从上述两个实验结果中，我们看到了低摩擦皮线光缆的穿管性能，显然，该类新型的皮线光缆具有优异的安装特性。
五、结束语
根据上述光缆测试及模拟试验，低摩擦、小外径的皮线光缆适合用于现有管道的光缆附加安装，这在很大程度上节约了安装时间及成本，是多用户单元（MDU）光缆安装的首选。现今FTTH正处于大规模建设中，会出现更多的敷设环境，基于此，光电线缆制造企业也需根据实际应用环境开发出不同的光缆，我们需不断的了解市场需求、总结经验，为FTTH建设添砖加瓦。
FTTH在中国的发展进程日益加快，中国电信、中国联通、中国移动都在加大宽带建设力度，接入网光纤化的进展迅速。在此进程中，为降低接入网敷设成本，一般都利用现有的电缆管道来实现附加的光缆敷设，但敷设方法一般都采用牵引式安装，此安装方法需要大量的安装时间，并且在现有的管道中比较难于实现光缆附加安装，故一种新型的皮线光缆应运而生，该类型皮线光缆护套材料的低摩擦是关键技术之一，同时还需有尺寸小，硬度高等优点。在狭小的管道空间中，可以不通过牵引的方式直接将光缆推入管道单元中，从而大大降低了敷设时间和成本。本文将着重介绍低摩擦皮线光缆的摩擦测试方法及模拟工程应用。
二、室内入户光缆结构介绍
室内入户光缆的种类较多，有单、双芯圆形室内缆，双芯“8”字型室内缆，单、双芯加强型铠装室内缆，蝶形引入光缆等。室内敷设典型的入户环境如图1所示，从图中可看到，室外引入光缆至楼内分纤盒，再由分纤盒通过室内入户光缆进入单元用户，从目前的FTTH建设来看，入户光缆普遍采用蝶形引入光缆。根据接入网用蝶形引入光缆的行业标准中常用结构型式及其名称的概述，室内蝶形引入光缆常用型号见表1，从表中可看到，常用蝶形引入光缆的护套采用聚氯乙烯及聚烯烃两大类，其结构可见图2。
为了满足对现有管道的附加敷设，一种新型的皮线光缆设计如图3所示，其结构尺寸及护套材料与常规蝶形引入光缆有了明显区别。
图1 室内入户分布图
表1
| 光缆型号 | 型号描述 |
| GJXV | 金属加强件、聚氯乙烯护套、蝶形引入光缆 |
| GJXDV | 金属加强件、聚氯乙烯护套、蝶形引入光纤带光缆 |
| GJXFV | 非金属加强件、聚氯乙烯护套、蝶形引入光缆 |
| GJXFDV | 非金属加强件、聚氯乙烯护套、蝶形引入光纤带光缆 |
| GJXH | 金属加强件、低烟无卤阻燃聚烯烃护套、蝶形引入光缆 |
| GJXDH | 金属加强件、低烟无卤阻燃聚烯烃护套、蝶形引入光纤带光缆 |
| GJXFH | 非金属加强件、低烟无卤阻燃聚烯烃护套、蝶形引入光缆 |
| GJXFDH | 非金属加强件、低烟无卤阻燃聚烯烃护套、蝶形引入光纤带光缆 |
| 尺寸mm | 2.0*3.0 |
| 加强构件 | 金属或非金属 |
| 护套材料 | 聚氯乙烯或聚烯烃 |
| 拉伸力N | 200（金属）/100（非金属） |
| 压扁力N/10cm | 2200（金属）/1000（非金属） |
图2
| 尺寸mm | 1.6*2.0 |
| 加强构件 | 金属或非金属 |
| 护套材料 | 聚乙烯 |
| 拉伸力N | 200（金属）/100（非金属） |
| 压扁力N/10cm | 2200（金属）/1000（非金属） |
图3
三、皮线光缆的性能测试
为了更好的解决现有管道附加光缆难以敷设的问题，如图3所示的新型皮线光缆已被研发并制造，下面分别从压扁性能测试、护套耐磨损测试、摩擦系数测试三方面来解析新型皮线光缆的性能。
1、 压扁性能测试
从图2及图3中，可看到常规皮线光缆的尺寸为（2.0*3.0）mm，低摩擦皮线光缆的尺寸为（1.6*2.0）mm，低摩擦皮线光缆的横截面积减少约1/2，为了保证低摩擦皮线光缆的压扁性能不受影响，护套采用了阻燃PE护套。如图4所示，采用IEC 60794-1-2 E3方法测试，施加的压扁力如图3表格数据，经过测试，光缆在允许的长期压扁力下光纤无明显的附加衰减；在允许的短期压扁力下光纤的附加衰减在1550nm处小于0.4dB，护套不开裂。
图4 压扁试验装置
为了减小光缆护套的摩擦系数，护套材料采用了阻燃的PE护套，但同时为了确保光缆的耐磨损性能合格，如图5所示，采用IEC 60794-1-2 E2A方法测试，光缆的磨损厚度比常规聚烯烃材料护套的光缆要小50倍，其耐磨性能较优越。
图5 磨损试验装置
3、摩擦系数测试为了实现光缆直接推入的安装方式，必须减小引入光缆与其它电缆或管道内壁之间的摩擦。因此采用一种新型的PE材料来实现低摩擦特性，该材料制成的光缆护套表面有磨砂感，适当地减少摩擦面积，同时硬度方面，比常规的聚烯烃材料制成的光缆更硬，更有利于长距离的推入。使用如下的方法可测定光缆的动态摩擦系数，具体测试如图6所示。
图6
b、受试样品需放置在如上图固定的样品的正中间，放置方向如上图
c、固定的样品长度：150mm
d、受试样品长度：300mm
e、重物重量：2.0kg
f、受试样品滑动速度：500mm/min
g、拉力Ft值应为受试样品牵引长度在100mm-250mm之间的平均值
动态摩擦系数计算公式：
以下示出了低摩擦皮线光缆测试拉力Ft与受拉距离的关系图表，根据动态摩擦系数的计算公式，从100-250mm之间的摩擦系数平均值小于0.2（如图7），而采用常规皮线光缆，从100-250mm之间的摩擦系数平均值大于1.0（如图8）。
图7 低摩擦皮线缆拉力测试图
图8 常规皮线缆拉力测试图
四、低摩擦皮线光缆的模拟敷设应用
为了体现低摩擦皮线光缆运用于现有管道安装的优越性，下述分别从单根穿管的距离及多根穿管的数量两个方面进行了模拟穿管试验。
1、单根光缆穿管试验
为了测定低摩擦皮线光缆的实际敷设效果，做了如下的试验，表2示出了对安装试验管道的说明，在此试验中，分别采用了常规皮线光缆与低摩擦皮线光缆来测定两类皮线的穿管距离。
表2
| 项目 | 说明 |
| 管道内径 | Φ15mm |
| 管道盘圈直径 （见图9） |
3m |
图9 管道盘圈示意图
在穿管时，考虑到管道内部可能会卡住光缆，故将光缆的穿入端进行弯折（见图10所示），以保证穿管的顺畅。经过实际的单根光缆穿管试验，采用管道盘圈方式时，低摩擦皮线光缆的穿管距离是常规皮线的2倍；采用直管穿管试验时，低摩擦皮线光缆的穿管距离是常规皮线的3倍。
图10 穿入端光缆弯折示意
根据实际敷设要求，对管道进行穿管数量试验，管道长度为10米，采用推进式安装方式，可以安装20根以上的低摩擦皮线光缆，而常规皮线光缆只能穿4根，采用低摩擦皮线光缆的穿管数量是常规皮线光缆的5倍以上。试验结果见图11、图12。
图11 穿入光缆示意图
图12 安装数量图表
五、结束语
根据上述光缆测试及模拟试验，低摩擦、小外径的皮线光缆适合用于现有管道的光缆附加安装，这在很大程度上节约了安装时间及成本，是多用户单元（MDU）光缆安装的首选。现今FTTH正处于大规模建设中，会出现更多的敷设环境，基于此，光电线缆制造企业也需根据实际应用环境开发出不同的光缆，我们需不断的了解市场需求、总结经验，为FTTH建设添砖加瓦。
