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微管微缆技术及推广

一、 气吹微缆技术的概念和优越性
气吹微缆技术是一项光缆气吹布放新技术, 该技术先将微管吹进已敷设的母管中, 然后根据客户不同时期的需求分别将不同类型的微缆吹进这些微管中。该技术起源于欧洲, 1996年开始研发, 1998年开始正式商用, 迄今为止已经有超过6年的商用历史, 在欧洲、 美洲的长途网, 城市接入网都有大规模应用, 当前最长线路为美国圣地亚哥625km的长途干线。该技术于 由国内厂商引进中国, 当前在国内的杭州、 南通、 银川、 福州、 北京等地都已经有正式商用, 河北、 浙江、 江苏、 广州等省的一些运营商也进行了可行性分析和网络规划。它能有效地解决运营商一次性投资成本高、 管道资源紧缺等问题, 实现了”一管多缆”的梦想, 可广泛应用于骨干网、 城域网、 接入网中。
技术优越性:
² 按需、 分批次吹放微缆, 大幅度降低初期投资成本;
² 运用Y型连接器,灵活进行微缆分歧,提高运行维护质量;
² 气吹速度快、 距离长, 有效地缩短工程建设周期;
² 实现管道资源重复利用, 解决管道资源紧张难题;
² 成倍提高同截面容纤数、 实现管道增值。

二、 微管微缆技术的发展和应用
  1 微管微缆技术的发展背景
　　微管微缆新技术出现后, 备受各电信运营商的青睐。以往敷设直埋光缆只能一条干线一条干线地重复建设, 而当管道出现后, 就能够经过预埋空管来实现光缆的升级。而且, 气吹光缆的施工方法已在中国多条干线光缆工程中被采用, 而在美国、 德国、 法国、 荷兰、 丹麦等国家, 气吹敷设光缆技术的应用已经非常普遍。这种投资建设的思路和光缆敷设方法的好处自不必说, 但这种施工方法的缺点是, 在一根塑料管( 一般为直径40/33mm) 中只能吹送一条光缆, 而且不分缆径粗细和芯数多少。而微管微缆技术就解决了这个问题。
　　2 微管微缆技术及其产品
　　所谓微缆, 一般是指每根含12到96芯光纤的微型光缆产品, 缆径较普通光缆小很多, 当前市场上趋向于采用不锈钢管、 中心束管式结构。所谓微管, 就是预先敷设HDPE或PVC塑料管, 称为母管, 尔后将HDPE子管束用气流吹进母管中, 以后就能够方便地分批次敷设微型光缆。光缆施工时, 由气吹机把空压机生产的高速压缩气流和微型光缆一起送入子管中。
　　3 微管微缆技术的主要优点
　　  相对于传统的直埋式和管道式敷设方法,微管微缆敷设技术的主要有以下优点:
　　( 1) 充分利用有限的管道资源, 实现"一管多缆"。比如, 一根40/33的管道能够容纳5根10mm或10根7mm的微管, 而一根10mm的微管能够容纳60芯的微缆, 因此一根40/33的管道能够容纳300芯光纤, 这样就加大了光纤的敷设密度,提高了管道的利用率。
　　( 2) 减少了初期投资。运营商能够根据市场的需求, 分批吹入微缆,分期进行投资。
　　( 3) 微管微缆提供了较大的弹性扩容能力, 大大满足了城市宽带业务对光纤的突发性需求。
　　( 4) 易于施工。气吹速度快、 一次性气吹距离长, 大大缩短了施工周期。由于钢管具有一定的刚性与弹性, 在入管处推进容易, 一次性吹入长度最长可达2km以上。
　　( 5) 光缆长久存放于微管中, 不受水、 潮气的侵蚀, 能确保光缆有30年以上的工作寿命。
　　( 6) 便于今后增加新品种的光纤, 在技术上保持领先, 不断适应市场需要。
　　4 结束语
　　电信网络在不断发展的同时, 也对光缆产品不断提出新的要求。光缆的结构越来越依赖于使用的环境及施工的具体要求。今后光缆建设的重点将会随着接入网、 用户驻地网的建设不断展开, 新一代的光缆结构和施工技术也会有一系列新变化。微管微缆技术必将在今后城域网和接入网的建设中大有作为。

三、 低成本建设光缆局域网及个人网的可能性
怎样将1.5-1.6万部VCD电影进行实时收看, 怎样用8秒钟时间在网上下载16部2小时长的VCD电影等等, 这就需要加强高质量、 高效益的高速宽带网建设。可是这个建设怎样做到在降低成本的提前下迅速扩容? /6/28, 国内一批光通信专家在南通目睹了中天科技股份有限公司气吹微缆微管气吹敷设工程示范的现场, 给予了充分的肯定。
　　有关调查显示, 当前中国几大电信营运商建成的长途光缆网总利用率不到10%, 市内光缆网平均利用率只有45%左右。因为投资利用率低, 有的负债率高达80%。专家分析认为, 鉴于国际电信业全面萧条和国内外过度投资造成网络资源巨大浪费, 加上中国加入世贸组织后面临的激烈价格竞争, 所有电信营运商都开始重视并力图寻求降低网络成本的一切可能。中天科技推出的让微型导管和微型光缆科学配套结合利用, 提供了科学的解决方案。微管、 微缆提供较大的弹性扩容能力, 大大满足城市宽带业务对光纤的突发性需求, 而投资成本包括施工成本和边际成本在内, 可降低50-60%。
　　随着光纤逐渐到楼、 到户、 到桌, 人们的学习、 工作、 生活将会发生质的变化。为了适应这种变化, 中天科技推出适合城域网和接入应用网的支持每根缆12根光纤到96根光纤的吹光纤用微型光缆产品。现在越来越多的接入应用场合的管道很细小, 中天科技的这种新型光缆非常适应这些场合应用, 其典型管道直径能够是10mm或7mm。利用该光缆用户能够非常灵活的按需添加光缆, 使营运成本大为降低。
　　记者从气吹微缆的现场注意到, 由气吹机把空压机生产的高速压缩气流和微型光缆一起送入管道。由于高压气体充满整个硅管空间, 上下起伏, 也将会由于管壁内层固体硅胶极低的摩擦系数而大大减小缆线前进时的磨擦力。又由于硅管内高压气体的流动, 从而带动微缆在管道中高速前进, 其形象的比喻就如同湍流的河水中飘浮着一根木头顺流而下。正因为高速流动的气体所产生的是均匀附着在微缆外皮的推力, 而不是牵引力, 才使该微缆不会受到任何机械损伤。同时, 也大大提高了穿缆的速度和每次气吹敷缆的长度。
　　专家分析认为, 微缆微管气吹敷设新技术具有多种优越性, 它能够利用子管和微缆提高光纤组装密度, 节省管道资源; 初期只需布放适当容量的光缆, 以后根据发展需求分期扩容, 将光缆分批吹入已建母管的子管中, 节省了初期投放, 避免了大量光纤闲置; 能够根据业务需要随时增加光缆分歧, 采用Y型连接器减少光缆的接头, 有利于提高光纤的传输性能; 施工受外界气候及管道人井内条件等干扰更小, 气吹速度快、 一次性气吹距离长, 大大缩短施工周期; 便于今后增加新品种的光纤, 在技术上保持领先, 不断适应市场需要。
　　据了解, 气吹光缆的施工方法已在中国多条干线光缆工程中被采用。但上述工程的施工方法均为在一根直径约40/33毫米塑料管中仅吹送一条光缆, 而且不分缆径大小。这样不但增加了初次投资, 也不利于工程的分期建设。
　　专家分析认为, 电信网络在不断发展的同时也对光缆产品不断提出新的要求。不难发现, 光缆的结构越来越依赖于使用的环境条件及施工的具体要求, 在海底光缆、 ADSS及OPGW光缆的开发中, 中天科技对这一点有着深刻的体会。而今后光缆建设的重点将会随着接入网、 用户驻地网的建设不断展开, 新一代的光缆结构和施工技术也会基于如微型光缆、 吹入或漂浮安装及迷你型微管或小管系统的全套技术而有一系列新的变化, 以便有限的敷设空间得到充分、 灵活的利用。这当中也包含了若干光缆设计、 制造工艺、 光纤光缆材料、 施工安装方面的新的技术课题。
　　面对新的技术课题, 中天科技的专家和技术人员注意到, 中国的光缆用户众多, 接入网和用户驻地网具有很多的特色, 对接入光缆也会有更多的要求, 为研究和创新接入网和用户驻地网光缆结构提供了很好的机会。应该说, 多数光缆技术我们是跟在国外最新技术的后面, 虽然紧跟了先进技术, 但自我创新的成份太少。应当在这方面下苦功夫, 走自己的创新之路。
　　专家指出, 微缆钢管内充满光纤油膏, 对光纤进行关键性保护; 不锈钢管内的内衬层, 更有效地保护光纤并获得稳定的光纤余长; 以不锈钢为承力元件, 尺寸小、 重量轻、 抗拉抗侧压能力好; 采用多种不同的护层材料, 满足不同的使用环境; 光缆结构全截面阻水, 水在缆芯和护层中不能纵向渗流。微缆经拉伸、 压扁、 冲击、 重复弯曲、 扭转、 卷绕、 磨损等机械性能和衰减温度特性、 滴流特性、 护套完整性、 涌水性、 阻燃性、 防蚁性能等环境性能的测试, 均表现出其产品的高品质和高可靠性。
　　有关资料显示, 气吹敷设光缆新技术在美国、 德国、 法国、 荷兰、 丹麦等国使用已经较为普遍。这项新的技术使用的吹气机及空气压缩机等设备与中国当前已使用的气吹光缆设备基本相似。可是其中部分核心技术不易掌握, 而中天科技与国外专家合作, 揭示了其奥秘, 彻底消除了建设光传输网光纤到小区内部, 到大楼各层的”最后一英里”接入”成本瓶颈”, 将为中国高速宽带网建设作出新的贡献。

四、 微缆的主要结构
微缆是指布放于微管内的微型光缆。在电气性能相同的情况下, 微缆比同芯数的传统光缆外径小、 自重轻且价格便宜。微缆采用微型中心管式结构, 外径有3．9和5mm两种。24芯及24芯以下微缆外径为3．9mm; 24～72芯微缆外径为5mm。微缆按加强元件能够分为全介质结构和钢管式结构。全介质结构一般最大芯数为60芯; 钢管式结构一般最大芯数为72芯。这两种结构微缆均能满足施工和运行的各项机械性能和传输性能要求。
　　由于采用了气吹网络技术, 明显降低了传统机械牵引施工对光缆的外护层拉伸强度, 因此微缆外护层简单、 壁薄、 自重轻、 外径小。微缆在微管内一次气吹长度为2 km或若干个2 km( 采用串联吹缆方式) , 可明显减少微缆接头数量, 并提高布缆速度。
　　微缆必须保证至少20年的使用寿命, 在这期间微缆功能不能退化。由于在施工和使用过程中处于室外环境, 因此微缆必须具备抵抗不良外部环境, 如污水、 污油、 低温、 腐蚀等影响的能力。微管布放后, 两端用防水密封帽密封。
　　钢管式结构的微缆中间层是一根无缝焊接的防水钢管, 钢管内有光纤并充满了水凝胶, 钢管外施加了一层发泡HDPE护层。无缝钢管可防止水或其它物质渗入光缆内。
　　全介质结构的微缆是无金属缆, 可防止介电干扰, 中间填充水凝胶起到纵向防水的作用。
　　不论是钢管式结构还是全介质结构微缆, 其防潮、 防水、 防白蚁、 防鼠、 防昆虫、 防腐蚀等指标均应满足国家标准《光缆环境性能试验的防护性能指标》( GB．8405) 的要求。
　　由于微缆是用气吹法吹入具有保护能力的微管中, 它的护层材料比传统光缆明显减少, 使微缆总成本大幅度降低。如在原来只能布放1条传统光缆的母管内, 现布放10条微管, 管孔利用率是原来的10倍。在管孔资源越来越紧缺和昂贵的情况下, 微缆与微管的优越性是不言而喻的。
　　过去由于管道资源昂贵, 光缆芯数按终期容量配置, 造成一次性投资过大和光缆芯数空闲、 利用率低。据统计已布放8～ 百芯以上的光缆, 光纤利用率仅为30％, 已布放5年百芯以上的光缆, 光纤利用率约为20％～25％。
随着光纤传输速率的提高, 增开波分复用( WDM) 和开通3G业务等, 原来大量预留的G．652光纤的电气特性满足不了这些新技术传输指标的要求, 浪费了大量预留光纤。由于微缆及微管制造技术和气吹网络技术的出现, 微缆芯数可根据当前市场需要确定, 不需做大数量的预留, 可随时布放或更新满足高新技术需要的光缆, 以保持光缆技术的领先, 这是当前光缆制造、 施工、 运营的一大进步。

微型全介质中心管式光缆:

结构特征
●全介质结构抗电磁干扰性能优良, 适用于电力系统及多雷地区;
●重量轻, 具有良好的柔软性, 适应气吹敷设方式;
●采用非金属元件加强, 保证微缆的抗拉性能。

微型全介质层绞式光缆:

结构特征
●全介质结构抗电磁干扰性能优良, 适用于电力系统及多雷地区;
●重量轻, 具有良好的柔软性, 适应气吹敷设方式;
●采用非金属元件加强, 保证微缆的抗拉性能;
●层绞式结构具有机械性能优异、 分支简便、 光缆芯数大等优点。

微型中心钢管式光缆:

结构特征:
●运用海底光缆技术, 钢管内的内衬层, 更好地保护光纤并可获得稳定的余长;
●以不锈钢管为承力元件, 尺寸小、 重量轻、 抗拉抗侧压能力好;
●微缆结构全截面阻水;
●较好的平衡柔软性, 更适应气吹方式。

五、 微管和集束管
1. 微管:

2. 集束管
2.1母管
母管是指可导入和保护内含微管的大管。母管一般是由HDPE或PVC材料制成的, 其外径一般为25、 32、 40、 50和63mm( 国内一般为40/33mm硅芯管) 。
2.2　微管束
2.2.1微管束的组成
　　采用气吹网络技术, 可将由多个单根微管组合成的微管束包装在一个保护外套内, 一次吹入母管。微管束可吹入外径最大为63mm的母管内, 一般敷设距离为1～2 km。微管束是由多根φ3ｍｍ～12ｍｍ的微管组成。