蝶形引入光缆在FTTH中的应用与发展趋势

一、引言
      随着信息化时代的到来，人们对信息的需求与日俱增。我国八纵八横光纤网络和各层高速宽带接入网的相继建成以及计算机的日益普及，人们对通信带宽的需求日益增大，使得光纤走进千家万户很快就成为现实；伴随光纤向用户端的不断延伸，室内光缆的应用越来越多，市场需求日益增多。从垂直布线系统和光纤到户的发展趋势以及传输机房、全光网交换的需求来看，室内光缆的需求量将十分巨大。特别是光纤到用户、光纤到桌面计划的逐步实现，室内光缆的需求量蕴藏着极大的增长潜力，预计最终将占有全国光纤总需求量的50％左右。
      中国电信率先在国内采用光纤到户FTTH的建设方案，并在FTTH方案中首推使用蝶形引入光缆作为主选光缆类型；所谓的FTTH（光纤到户）指将ONU（光网络单元）延伸至普通住宅用户，是FTTx系列中除FTTD（光纤到桌面）外最靠近用户的光接入网应用类型。FTTH 能够提供巨大的接入带宽，使三网融合成为可能；而且对于网络运营商来说，FTTH增强了物理网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性，放宽了对环境条件等方面的要求，简化了维护和安装。
      蝶形光缆的分类及使用场合：
      光纤到户 FTTH中的蝶形入户光缆。
      目前FTTH所采用的引入光缆类型主要为蝶形引入光缆，俗称为“皮线缆”；FTTH（光纤到户）是FTTx的一种常见形式，也是光纤接入网发展的必然选择。光纤接入网是以光网络单元ONU的位置为所在，分为FTTH（光纤到家庭）、FTTD（光纤到桌面）、FTTB（光纤到大楼）等几种情况。在国内，光纤接入网主要采用了PON（无源光网络）接入技术，通过光分路器对光信号进行分配，同时可以为多个用户提供数据宽带服务。用于FTTH网络的光缆按照在网络中的位置大致可以分为馈线光缆、配线光缆和入户光缆。FTTH光缆类型分布见图1。
      在FTTH所用的这几种光缆中，入户光缆是一个较为复杂的环节，传统的入户光缆存在价格高、可靠性差、维护成本高等问题。目前广泛采用的入户光缆是蝶形引入光缆。蝶形引入光缆比较适合于固定的，空间位置比较稀缺的布线，可以布入明线或暗线；也可以根据不同的使用环境进行布放，如直接引入，架空型或穿管型等；可用于明线或短距离的管道敷设。
 
二、蝶形光缆的基本结构和特点
      1、普通蝶形光缆的基本结构和特点
      蝶形光缆中光纤的数量通常可以分为单芯、双芯或4芯结构，但在日常运用中以单芯、双芯结构居多；蝶形光缆横截面呈8字型，加强件相对于光纤作对称分布，加强件可采用金属或非金属结构，光纤位于8字型的几何中心。结构示意图如图2。
      蝶形引入光缆由于其使用场合的特殊性，在光缆布放线路的过程中常常会遇到近似于90度的拐角出现，这就要求光纤光缆必须具有优异的抗微弯曲性能，以避免光纤受损进而影响光信号的传输；为了避免蝶形光缆在施工中出现异常，蝶形引入型光缆采用了优质G657类弯曲不敏感单模光纤，G657类抗微弯曲不敏感光纤的最小弯曲半径可以达到7.5mm；采用这类光纤的蝶形引入型光缆适合在楼内以管道方式或布明线方式入户。蝶形光缆独特的8字型构造可以在最短时间内实现现场端接，施工布放简单便捷，深受用户欢迎。蝶形光缆护套的颜色为了适应光缆的使用场合通常有白色或黑色可以选择，白色护套适合于室内使用，黑色护套由于具有良好的抗紫外线功能，更适合于室外使用；目前这种蝶形光缆为了匹配光纤连接器，常用的光缆尺寸规格为2.0mm×3.0mm，并得到了广泛应用与推广。
      为了适应蝶形光缆的不同施工环境，蝶形光缆所采用的加强件可以有金属加强件和非金属加强件两种。金属加强可以承受更大的抗拉强度，适合较远距离室内水平布线或短距离的室内垂直布线。非金属皮线光缆采用FRP作为加强材料，可以实现全非金属入户，具有防雷击、抗干扰等性能，适合于从户外到户内的引入。蝶形光缆外护套通常采用PVC或LSZH材料，LSZH材料阻燃性能高于PVC材料，同时具有良好的安全、环保以及抗UV功能，能有效地抵抗紫外线侵蚀，防止开裂，适用于室外到室内的引入。普通引入型蝶形光缆结构见下表1。

序号	光缆名称	加强件类型	护套类型	拉伸性能	使用场合
1	GJXV	金属加强件	PVC	200/100N	室内布线用
2	GJXH	金属加强件	LSZH	200/100N	室内布线用
3	GJXFV	非金属加强件	PVC	100/60N	室内布线用
4	GHXFH	非金属加强件	LSZH	100/60N	室内布线用

      2、自承式蝶形引入光缆结构及特点
      自承式蝶形光缆是由普通型蝶形光缆衍生而来的，通常是在普通蝶形光缆的基础上增加了一根金属悬吊线单元（见下图3-1），以承受更大的抗拉强度，可用于架空敷设，适合户外架空引入户内的布线环境。
      可以实现楼宇与楼宇间的敷设连接；这种自承式光缆通过光缆自身的悬吊线来承受负载包括自身重载、风载、冰载等，可承受最大60米左右的跨距。光缆在室外以架空方式敷设时，入户前（见下图3-1、图3-1）将金属悬吊线单元剪断，固定在专用固定器上，剩余光缆剥离金属吊线后采用皮线光缆引入室内。
      自承式蝶形引入光缆采用悬吊线承力架空，NESC对于光缆重载、弧垂、跨距进行明确地规定，详细见下表2。

弧垂与张力的关系 跨距100英尺
初始负载			NESC 重载			挂点高度差
弧垂（%）	弧垂（feet）	张力（lbs）		垂直弧垂（%）	垂直弧垂（feet）		始点（feet）	终点（feet）
1.0	1.0	46		3.1	3.1		P-1.0	P-3.1
1.1	1.1	42		3.1	3.1		P-1.1	P-3.1
1.2	1.2	39		3.1	3.1		P-1.2	P-3.1
1.3	1.3	36		3.2	3.2		P-1.3	P-3.2
1.4	1.4	33		3.2	3.2		P-1.4	P-3.2
1.5	1.5	31		3.2	3.2		P-1.5	P-3.2
1.6	1.6	29		3.3	3.3		P-1.6	P-3.3
1.7	1.7	27		3.3	3.3		P-1.7	P-3.3
1.8	1.8	26		3.3	3.3		P-1.8	P-3.3
1.9	1.9	24		3.4	3.4		P-1.9	P-3.4
2.0	2.0	23		3.4	3.4		P-2.0	P-3.4
2.1	2.1	22		3.4	3.4		P-2.1	P-3.4
2.2	2.2	21		3.5	3.5		P-2.2	P-3.5
2.3	2.3	20		3.5	3.5		P-2.3	P-3.5
2.4	2.4	19		3.6	3.6		P-2.4	P-3.6
2.5	2.5	19		3.6	3.6		P-2.5	P-3.6
2.6	2.6	18		3.6	3.6		P-2.6	P-3.6
2.7	2.7	17		3.7	3.7		P-2.7	P-3.7
2.8	2.8	17		3.7	3.7		P-2.8	P-3.7
2.9	2.9	16		3.8	3.8		P-2.9	P-3.8
3.0	3.0	15		3.9	3.9		P-3.0	P-3.9

      3、管道型蝶形引入光缆结构及特点
      所谓管道型蝶形引入光缆（见图4），顾名思义这种光缆的敷设场合为管道敷设型式；这种管道型光缆和自承式光缆都属于室内外一体化光缆，适合于从室外到室内的FTTH引入。管道型光缆由于其使用环境的不同，尤其是其在布放施工的过程中需要承受较大的外力，这使得管道型光缆需要有更壮的结构及更加优异的机械性能，以增加光缆在施工过程中的机械防护；这种光缆主要用于室外场合，要求具有良好的防水性能，以适合于户外管道敷设。
      4、蝶形光缆的安装敷设方式
      用户室内、楼宇内的垂直/水平布线
      在光纤到户FTTH整个工程中，用户端室内布线是较为复杂的环节，考虑的因素也较多；既要保证线路安全，又要兼顾室内环境的协调性，还要兼顾施工便利性；传统的室内光缆不能满足光纤到户FTTH工程室内布线的全部使用场合要求。而蝶形光缆可以作为一种很好的光缆接入方式，具有传统室内光缆的不可比拟的优势，可以满足大多数室内布线的使用条件，蝶形引入缆不仅具有很小的光缆弯曲半径，而且还具有传统室内光缆所不具备的优异的抗侧压功能，最大抗侧压可以达到2200N/100mm，足以承受光缆在施工布放过程中人为踩在光缆上面的侧压力，而不影响光缆的正常使用；同时，还可以配合多种现场连接器，可以在较短时间内实现现场成端、对接。综上所述，蝶形光缆是光纤到户用光缆的一种理想的选择。
      与用户室内布线一样，蝶形光缆也适合于楼宇内垂直/水平布线。水平布线对光缆要求相对宽松，但垂直布线必须要求光缆具备一定强度的抗拉性能。金属形蝶形光缆最大可承受短期200N的拉力，以承受光缆自身的重载，从而保证光缆可以在一定的高度范围内正常安装使用。具体的使用场合见以图5。
      5、自承式架空入户布线
      自承式架空蝶形光缆具有结构紧凑，施工简单，光缆易于固定等特点；自承式架空蝶形光缆在施工时可以将金属悬吊线与光纤单元在入户处分离，光纤单元直接入户，消除室内外光缆转接；比较适合于光缆从光缆主干终端杆塔端引向用户端；敷设时无需架设吊线和挂钩，施工效率高，施工费用低；较为适合独立住户光缆架空引入使用。
      6、管道入户布线
      管道蝶形光缆相比于普通蝶形光缆较硬，抗拉强度更高，同时由于光缆使用场合的要求，要求光缆内含阻水材料，可减少户外雨水侵蚀，比较适合较长距离户外管道敷设。光缆入户以后，开剥外护层、阻水材料及加强件，直接用其中的皮线光缆单元进行室内布线，继承了皮线光缆室内布线的所有优势，同时减少了室外室内光缆接续的环节。
 
三、发展趋势
      1、低摩擦蝶形光缆的出现，有可能成为下一个发展的热点，在一些老小区改造的情况下，由于老小区可利用的管道资源空间有限，可利用的空间越来越小，这势必对蝶形引入光缆的尺寸要进一步减小，才能有效地对接入光缆进行布放施工；
      2、圆形引入光缆，由于蝶形引入光缆本身结构特点所限，在有些局部场合，蝶形光缆不合适布放在弯曲半径过小的场合，尤其是在一些楼道出现垂直拐角的场合；而圆形光缆则能很好的满足这些场合，同时圆形接入光缆具有优异的抗弯、抗拉及抗侧压功能，能更好地满足客户在这些场合的需求及施工。
 
四、结束语
      总之，随着光纤到户的日渐推广普及以及光进铜退的大趋势下，我国的FTTH网络建设将迎来一个新的建设高潮期，在不远的将来，光纤走进千家万户将成为一种现实；通鼎光电将持续不断地研发出更多新产品来适应不同环境的市场需求，为我国FTTH的发展及技术进步做出应有的贡献。