杜天苍 柳勇 李建军 贾中正
摘要 随着接入网中逐渐使用大芯数光缆以实现光纤到户(FTTH)，由于容易中途分支，骨架式带状光缆逐步被用户接受；论及了骨架式光缆与其它大芯数光缆在装纤密度、工程安装、机械性能等方面的优势，同时阐明骨架式光缆的发展前景。
关键字 骨架式 骨架式光缆 SZ骨架 装纤密度 机械性
中国分类号 TN929.11 文献标识码 A
1 引言
随着光纤通信事业的高速发展，信息需求量的剧增，传统的小芯数光缆已很难满足实际通信的需要。特别是地下管道资源的限制，市场上急需要一种外径小而芯数大的光缆。骨架式光纤带光缆由于其光纤密度高，施工安装方便等诸多优点而受到关注。
目前在光纤通信发达的日本，骨架式带状光缆为主流产品，同时在香港地区骨架式光缆也广泛应用。在城域网、接入网高速发展的中国大陆，骨架式带状光缆也必将会迅速地得到发展应用，骨架式带状光缆由于缆径小、重量轻、弯曲性好及抗侧压能力强，适合长距离安装，并且允许使用中途分支技术取出光纤，采用中途分支技术后，就可以首先安装配线光缆，之后再沿着光缆任意点与光网络单元(ONU)相连。当配线光缆被安装成环形后，每个接头点在其他光缆接入时能够保证环路的完整性，最大程度的使用光纤。该方案可用于环状及全星形拓扑中，无需详细的网络规划。完成主干光缆安装后，就可根据需要随时沿光缆的任一位置进行分支。
2 骨架式光缆
将已制好的光纤带叠放在螺旋骨架槽中制成缆芯，并用阻水带绕包骨架，再在缆芯外加防护材料(PE料)制成骨架式带状光缆。骨架槽沿光缆成螺旋式旋转，以保证放置于槽内的光纤带有足够的余长，保证了光缆的抗拉、弯曲和温度特性。通常使用的骨架包括单向骨架和双向SZ骨架。通常在骨架式光缆芯数为600芯以上时，多为单向结构。此结构生产工艺容易控制，光缆成品性能稳定。在光缆芯数为600芯以下时常采用这种结构，其最大优点在于能够使用中途分支技术取出所需光纤带，与接入光缆进行对接，不需要剪断骨架及中间加强件，操作简单÷快捷。
骨架式带状光缆结构使用骨架和中心加强件为支撑单元。骨架采用高密度聚乙烯材料，抗侧压性能好，对光纤带有很好的保护。同时可以防止开剥光缆时损伤光纤。中心加强件是单根钢丝或多根绞合钢丝，骨架和钢丝粘结在一起形成整体，保证光缆的机械性能和温度特性。骨架槽内放入信息载体－－光纤带，400芯以上的光缆通常使用8芯光纤带，制作工艺是先将两个4芯光纤带作一次涂覆，然后将两个4芯光纤带再作二此涂覆形成一体8芯带。使用时可将两个4芯光纤带分开，各自进行熔接。骨架外层包绕阻水带，阻水带特性是：当水份与阻水带接触，阻水粉能迅速填充所有空间，达到阻水效果。根据不同的使用场合，再阻水带外层加钢带或铝带铠装，以保护光缆。最外层是PE护套，充气式光缆则采用双层护套结构。外护套采用三色条识别方式，方便辨认和维护，减少误操作事故的发生。
3 高的光纤占空比
装纤密度是衡量光缆尺寸的一个尺度，是光纤芯数与光缆横截面积之比。大芯数光缆通常要比小芯数大些、重些、硬些，这些特性会给光缆施工带来诸多不便。为了便于中间点接入操作，骨架式光缆通常采用全干式结构，使用质量优良的阻水带阻水，不使用填充油膏的方式。所以相比之下骨架式光缆在同样芯数结构时，比层绞式光缆重量要轻，而且芯数越大，表现越明显。
在骨架式光缆中，由于是光纤带叠放在骨架中，光纤带与骨架槽之间间隙很小，所以光纤的占空比较高，从而传输的信息量大。同时使用先进的光纤并带技术，使光纤带的厚度由传统的0.4mm减小到0.32mm，这样骨架槽内包容的光纤数目增加，光纤密度大。
骨架式带状光缆由于缆径小，光纤密度高，相对占用管道空间小，在城市管道资源已十分拥挤且日益紧张的今天，可避免平行敷设多根光缆，从而大大减少工程费用。在人口众多的大都市尤为突出。可以看出，在相同芯数时，骨架式光纤带光缆的外径最小，其中单向骨架式光缆尤为明显。
4 工程优势
传统的大芯数松套结构光缆的缆径都较大，而且光缆内填充大量的阻水油膏，这不利于在分支时从光缆中取出光纤。因此，在对光缆和光纤进行操作时，存在引入光纤附加衰减的风险。我们开发的SZ双向绞合结构的骨架式光纤带光缆，通过中途接入技术非常利于分支。与传统光缆相比，工程时间大为缩短。由于是双向SZ结构，光纤的余长相对较大，在不截断骨架的情况下，就能直接根据需要进行分支，光纤熔接完毕很容易固定于接头盒内，既稳固又方便，操作简单、快捷。
在骨架式带状光缆中，由于采用可分离的4芯带、8芯带、12芯带结构，给光纤带分支带来许多方便。分离成两根4芯带的8芯光纤带，在工程接续中，可根据光纤的色标进行分带熔接。在接续时通常使用光纤带熔接机，可同时熔接整个光纤带，也可用分离光纤带分别与接入光缆对接，这样熔接的质量高、速度快、盘纤容易，对整个光缆线路带来的附加损耗较小。同时也可以使用6芯光纤带，与传统的大芯数光纤带光缆相匹配。
5 优良的机械性
骨架式带状光缆由于采用高杨氏模量的骨架单元作为基本支撑单元，因此具有较强的抗拉、抗压能力，与其它大芯数光缆比较，其机械性能非常优越。我们做了600芯骨架式光缆的机械全性能试验，在拉伸试验中，当长期应力为2000N时，光纤应变小于0.05% ，没有附加损耗；短期应力为4000N时，光纤应变小于0.1%，附加损耗小于0.2dB/km。
在压扁试验中，当压扁为4000N时，受试骨架缆中光纤几乎没有产生附加衰减。解剖受压段光缆。骨架没有变形。在温度循环试验中可以看出，骨架式光纤带光缆有良好的温度特性，在－40---＋70度温度范围内，所以光纤附加衰减<0.05dB/km，可以适用于中国任何地区。
在弯曲、扭转、冲击、振动、曲绕等机械性能试验中，我们使用CD400光纤光缆应变测试仪进行测试，结果发现在整个试验过程中，光纤的附加损耗均小于0.02dB/km。试验结束后，没有残余附加损耗存在。反复弯曲试验结果，纵坐标为光功率，横坐标为时间，可以看出，试验中光功率变化量很小，即附加衰减很小。扭转、冲击、振动、曲绕等机械性能试验结果与此相同。
6 结论
为实现光纤到户，要求光缆在结构上便于分支。骨架式带状光缆正好满足这一要求，而且由于其芯数大、重量轻、易于接续盒安装，可以大大节省工程费用盒管道空间。同时采用全干式结构，可以全面阻水。由于没有使用油膏，光缆分支熔接过程清洁、方便。中间加强单元是高密度聚乙烯材料制成的骨架盒钢丝的结合体，所以具有较强的抗拉、抗压、抗弯曲等特性，使光缆具有良好的机械性能。诸如以上优点，骨架式带状光缆正逐步被用户青睐。
摘自《光通信技术》
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