無跳纖系列化光纜交接配線產(chǎn)品開發(fā)與應用：上海“城市光網(wǎng)”技術(shù)創(chuàng)新和應用實踐之五

徐 橙

（中國電信股份有限公司上海分公司 上海200120）

1 傳統(tǒng)光纜交接配線設備的弊端

隨著人們對話音、數(shù)據(jù)、上網(wǎng)、視頻等多媒體高帶寬業(yè)務需求的不斷增長，并在光纖接入成本不斷下降、市場競爭不斷加劇、國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略要求等多重因素驅(qū)動下,從1997年開始，中國電信股份有限公司上海分公司（上海電信）的光纖用戶接入網(wǎng)得到了持續(xù)快速發(fā)展，建設初期，主要面向政企大客戶（如金融、軍政、大中型企業(yè)、學校等）及移動基站，而后經(jīng)歷了光纖到路邊（FTTC）、光纖到大樓（FTTB）以及目前正在規(guī)模建設和發(fā)展的光纖到戶（FTTH）和光纖到辦公室（FTTO）等階段。

上海電信在基于PON的FTTx接入技術(shù)的試點與建設過程中發(fā)現(xiàn)，由于以PON為代表的光纖接入系統(tǒng)將成為主流技術(shù)，光纜網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)趨向多樣化發(fā)展，傳統(tǒng)光纜交接配線設備的結(jié)構(gòu)（以傳統(tǒng)光纜交接箱為例，如圖1所示）不可避免地暴露出一些不足，主要表現(xiàn)在以下方面：

·安裝與擴容光分路器困難，阻礙了FTTH的規(guī)模建設與發(fā)展；

·光纜交接配線設備內(nèi)光適配器閑置浪費現(xiàn)象嚴重，不利于降本增效；

·光跳纖兩端的余長在光纜交接配線設備內(nèi)收容管理困難；

·采用光跳纖溝通光鏈路，將增加適配器和跳纖的投資，增加故障環(huán)節(jié)和插損。

傳統(tǒng)光纜交接配線設備存在的這些不足，已不適應FTTH的建設與發(fā)展，跟不上市場快速響應的節(jié)奏。

2 無跳纖系列化光纜交接配線產(chǎn)品開發(fā)的思路

在ODN（optical distribution network，光配線網(wǎng)絡）中，由于分路器固有的插入損耗較大 （1×32分路器插入損耗≤17.1 dB，1×64分路器插入損耗≤20.4 dB），并考慮到各種PON系統(tǒng)最小光功率預算與ODN的覆蓋半徑，在光纜交接配線設備中減少活動連接器數(shù)量是十分重要的。另外，為了滿足整個光纖用戶接入網(wǎng)的應用需求，對于光纜交接箱來講，不但能應用在光纖用戶接入網(wǎng)中的一級或二級交接位置，還可在FTTH/O接入方式下，應用于第一級分光點位置，在光纜交接箱功能上需滿足各種業(yè)務的兼容，能為今后在新建或已建的光纜網(wǎng)絡中開通FTTH/O及其他各種業(yè)務提供便利條件。

為了解決FTTH網(wǎng)絡發(fā)展中光纜交接配線的瓶頸，上海電信在2006年的光纜交接配線產(chǎn)品開發(fā)中首創(chuàng)“無跳纖”理念，產(chǎn)品開發(fā)的思路主要聚焦于無跳纖的實現(xiàn)、模塊化配置、器件的通用性和互換性、布線儲纖易操作、插片式光分路器與光纜易擴容、安裝環(huán)境與應用場景、產(chǎn)品的兼容性、提升光纖容量、產(chǎn)品標準化等方面。

3 “無跳纖”創(chuàng)新理念

傳統(tǒng)方式的光纜交接箱內(nèi)的光路連接是依靠光跳纖實現(xiàn)主干光纜與配線光纜之間的連接，其基本原理如圖2所示。

“無跳纖”理念是光纜交接箱內(nèi)的配線光纜尾纖端接后不連接適配器，存儲在專門的儲纖裝置中，溝通光鏈路時，配線光纜尾纖直接連接主干光纜成端的適配器或插片式光分路器的相應端口，其基本原理如圖3所示。與傳統(tǒng)方式相比，在結(jié)構(gòu)上去除了配線光纜的適配器，光路連接時，省去了配線光纜連接至主干光纜或光分路器的光跳纖。

4 無跳纖系列化光纜交接配線產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與應用方案

無跳纖方式是在ODN的發(fā)展與運營中，結(jié)合實際情況而進行配線理念、功能、結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新，打破了傳統(tǒng)的跳纖方式，其理念不光應用于光纜交接箱，還廣泛應用于分光分纖箱，在ODN中形成了無跳纖系列化的光纜交接箱、分光分纖箱設備，并形成了統(tǒng)一的標準，為全面實施“城市光網(wǎng)”建設奠定了基礎(chǔ)。

4.1 無跳纖系列光纜交接箱

4.1.1 功能與應用場景

無跳纖系列光纜交接箱光是用于連接主干光纜、配線光纜及光分路器的接口設備，可提供光纖的熔接、光纜的成端、配線及分線功能。可以應用在光纖用戶接入網(wǎng)中的一級或二級交接位置，在FTTH/O接入方式下，也可應用在第一級分光點位置。交接箱箱體和器件采取標準化、模塊化設計，在實際應用中，根據(jù)場景不同而配置不同。其典型應用場景示例如圖4所示。

交接箱安裝位置應選擇在管道資源豐富，便于光纜進出，便于施工，便于維護，不易受外界損壞，不妨礙交通，沒有嚴重電磁干擾，無化學腐蝕的地方。

4.1.2 產(chǎn)品類型與結(jié)構(gòu)簡介

4.1.2 .1產(chǎn)品類型

無跳纖系列光纜交接箱按照使用環(huán)境與安裝方式可分為室內(nèi)落地式、室外落地式、室內(nèi)外掛墻式。其類型見表1。

表1 無跳纖系列光纜交接箱類型

4.1.2 .2產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

（1）室外落地式無跳纖光纜交接箱

室外落地式無跳纖光纜交接箱一般采用SMC或其他高強度且耐候性較好的非金屬材料制成。箱體防護性能達到GB 4208-2008中IP65級要求，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。

（2）室內(nèi)外掛墻式無跳纖光纜交接箱

室內(nèi)外掛墻式無跳纖光纜交接箱一般采用金屬材料制成，金屬箱體的材料采用牌號為Q235-A或更好的金屬材料，厚度不小于1.5 mm。箱體防護性能達到GB 4208-2008中IP65級要求，其結(jié)構(gòu)如圖6所示。

（3）室內(nèi)落地式無跳纖光纜交接箱

室內(nèi)落地式無跳纖光纜交接箱一般采用金屬材料制成，金屬箱體的材料采用牌號為Q235-A或更好的金屬材料，厚度不小于1.5 mm。箱體防護性能達到GB 4208-2008中IP30級要求，其結(jié)構(gòu)如圖7所示。

4.1.2 .3結(jié)構(gòu)特點

無跳纖系列光纜交接箱全部采用模塊化、無跳纖結(jié)構(gòu)，且標準統(tǒng)一。可通過靈活地增加熔配一體化托盤及插片式光分路器數(shù)量，以實現(xiàn)主干光纖與光分路器的擴容。主干光纜成端與插片式光分路器均采用LC型雙芯適配器，占據(jù)空間較小，有效地提升了光纖容量。

無跳纖系列光纜交接箱均采用垂直排列、可回轉(zhuǎn)并定位的熔接儲纖同軸盤，用于配線光纜的熔接與儲纖。各盤片采用垂直逐片式排列的方式，可逐片外翻，外翻時在盤體上的定位塊對定位支座上的彈性片的作用，使盤片外翻呈90°的狀態(tài)，增大了操作空間，便于施工和維護。熔纖盤和儲纖盤采用“一”字形橫排方式，光纖束管、尾纖都有獨立的進出通道以及各自的存儲空間，存儲時有紊不亂，操作時則兩者可互不干涉，解決了光纜交接箱內(nèi)光跳纖余長收容困難的問題，消除了光跳纖在箱體內(nèi)布放時混亂、溢出的現(xiàn)象，從結(jié)構(gòu)上保證了光纖長期的安全性能。

各種無跳纖系列光纜交接箱內(nèi)關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)尺寸標準統(tǒng)一，如插片式光分路器、熔配一體化托盤、熔接儲纖同軸盤、LC型雙芯適配器，從而具有很強的通用性和互換性，方便了采購、建設和運維。

在室內(nèi)外掛墻式無跳纖光纜交接箱的左側(cè)和底部，專門設計了獨立的光纜引入通道，并在箱體底部設有漏水槽道，有效地保證了箱體的防水性能，徹底解決了傳統(tǒng)室外掛墻式交接箱從上方引入光纜時需進行防水處理的問題。

4.2 光纜分光分纖箱

4.2.1 功能與應用場景

光纜分光分纖箱是用于配線光纜通過光分路器與用戶蝶形引入光纜連接的接口設備。在FTTH接入方式下，光纜分光分纖箱一般應用于公寓式住宅、里弄、農(nóng)村、別墅等二級分光點。根據(jù)住宅建筑的結(jié)構(gòu)特點，公寓式住宅的光纜分光分纖箱一般為樓道安裝，里弄和農(nóng)村的光纜分光分纖箱一般為室外掛墻或電桿上安裝，別墅的光纜分光分纖箱一般為室外落地安裝。

光纜分光分纖箱內(nèi)可安裝的光分路器端口數(shù)量應稍大于該設備覆蓋的用戶數(shù)，其上聯(lián)光纜容量應按業(yè)務終期時光分路器的安裝數(shù)量來配置，并至少預留1芯備用光纖，一般情況下上聯(lián)光纜為2～6芯光纜。應用場景示例見圖8。

（1）公寓式住宅應用

公寓式住宅的樓道內(nèi)宜作為第二級分光點，可安裝室內(nèi)型的光纜分光分纖箱。

對于樓道內(nèi)具有電話配線箱（空間足夠大）的住宅，應采用室內(nèi)型壁嵌式光纜分光分纖箱安裝在電話配線箱內(nèi)，以便充分利用現(xiàn)有箱體的資源。其他一般情況下，樓道內(nèi)宜安裝室內(nèi)型壁掛式光纜分光分纖箱。

為便于垂直蝶形引入光纜的敷設，一般情況下，在住戶數(shù)小于或等于15戶的單元內(nèi)選擇恰當?shù)臉菍影惭b1只2槽位的光纜分光分纖箱，13～30戶的單元內(nèi)選擇恰當?shù)臉菍影惭b1只4槽位的光纜分光分纖箱。大于或等于31戶的單元內(nèi)選擇若干恰當?shù)臉菍影惭b多只光纜分光分纖箱，每只4槽位光纜分光分纖箱覆蓋的用戶數(shù)不應大于30戶，每只2槽位光纜分光分纖箱覆蓋的用戶數(shù)不應大于15戶。

（2）里弄、農(nóng)村住宅應用

宜在里弄、農(nóng)村的室外靠近用戶住宅的適合位置設立第二級分光點，根據(jù)室外環(huán)境的條件，室外型光纜分光分纖箱可安裝在建筑物的外墻及電桿上。

引入光纜應采用自承式蝶形光纜，并采用架空、掛墻、室外釘固等敷設方式。

（3）別墅住宅應用

對于無公共部位、具有入戶管道的別墅住宅,宜在安全、不影響周圍環(huán)境的地點設置室外落地式分光分纖箱作為第二級分光點,并使之與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)。

引入光纜應采用管道型蝶形光纜，并采用管道敷設方式。

表2 光纜分光分纖箱類型

4.2.2 產(chǎn)品類型與結(jié)構(gòu)簡介

4.2.2 .1產(chǎn)品類型

光纜分光分纖箱按照上述應用場景可分為室內(nèi)型和室外型。光纜分光分纖箱一般采用掛墻、架空、壁嵌、落地等安裝方式。其類型見表2。

4.2.2 .2產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

光纜分光分纖箱全部采用模塊化、無跳纖結(jié)構(gòu)。利用上聯(lián)尾纖停泊裝置供尾纖插頭停留，實現(xiàn)了無跳纖方式。統(tǒng)一采用插片式光分路器，方便了光分路器的擴容，適應薄覆蓋、厚覆蓋等部署策略。

（1）室內(nèi)掛壁式光纜分光分纖箱

室內(nèi)掛壁式光纜分光分纖箱采用雙層結(jié)構(gòu)，上層主要由光分插片固定裝置及蝶形引入光纜盤繞固定裝置組成；下層配有光纖熔接盤片、上聯(lián)尾纖停泊裝置以及光纜固定接地裝置等，產(chǎn)品滿足室內(nèi)壁掛安裝，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖9所示。

（2）室內(nèi)壁嵌式光纜分光分纖箱

室內(nèi)壁嵌式光纜分光分纖箱采用雙層結(jié)構(gòu)，上層主要由光分插片固定裝置及蝶形引入光纜盤繞固定裝置組成；下層配有光纖熔接盤片、上聯(lián)尾纖停泊裝置以及配線光纜的固定接地裝置等，產(chǎn)品滿足室內(nèi)壁嵌安裝。與室內(nèi)掛壁式光纜分光分纖箱相比，該產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)上省去了外部箱體，便于裝入外形尺寸大于500 mm(高)×450 mm(寬)×150 mm(深)的嵌壁式箱體內(nèi)，可充分利用現(xiàn)有電話配線箱的資源。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖10所示。

（3）室外2槽位光纜分光分纖箱

室外2槽位光纜分光分纖箱采用雙層結(jié)構(gòu)，上層主要由光分插片固定裝置、自承式蝶形引入光纜盤繞裝置以及上聯(lián)尾纖停泊裝置組成；下層配有光纖熔接盤片、光纜的固定接地裝置以及自承式蝶形引入光纜固定裝置等，可在建筑物外墻和電桿上安裝，箱體一般采用SMC或其他高強度且耐候性較好的非金屬材料制成，防護性能達到GB 4208-2008中IP65級要求，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖11所示。

（4）室外落地式光纜分光分纖箱

室外落地式光纜分光分纖箱主要由光纜的固定接地裝置、光纖熔接盤片及光分插片固定裝置組成。箱內(nèi)右側(cè)為上聯(lián)光纖熔接盤，左側(cè)為光分插片固定裝置與上聯(lián)尾纖停泊裝置。產(chǎn)品滿足在室外落地安裝，箱體一般采用SMC或其他高強度且耐候性較好的非金屬材料制成，防護性能達到GB 4208-2008中IP65級要求，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)如圖12所示。

5 無跳纖系列化交接配線產(chǎn)品在ODN中應用的優(yōu)勢

（1）降低成本

與傳統(tǒng)方式相比，無跳纖系列化交接配線產(chǎn)品去除了配線光纜的適配器，解決了光纜交接箱內(nèi)大量的適配器閑置浪費問題，光路連接時，省去了配線光纜連接至主干光纜或光分路器的光跳纖。

箱體和配件均為模塊化設計，且標準統(tǒng)一，具有很強的通用性和互換性，并可根據(jù)在網(wǎng)絡上的不同位置靈活配置。箱內(nèi)均設有插片式光分路器的安裝位置，光纜與光分路器的擴容方便。無跳纖光纜交接箱在功能、結(jié)構(gòu)和配置上，很好地兼顧了光纖點到點和點到多點的2種光網(wǎng)絡的建設，滿足整個光纖用戶接入網(wǎng)的應用需求，也為今后在新建或已建的光纜網(wǎng)絡中開通FTTH/O及其他各種業(yè)務提供了便利條件，方便了采購、建設、業(yè)務開通和運維。

由于無跳纖光纜交接箱采用了LC型光纖活動連接器、插片式光分路器、熔接儲纖同軸盤。在箱體尺寸相同的情況下，與傳統(tǒng)光纜交接箱相比，光纖端口（包括主干光纜、配線光纜、光分路器數(shù)量及端口）的最大容量均增加了一倍以上，提升了光纜交接箱的交接配線能力。

（2）減少故障環(huán)節(jié)

無跳纖系列化交接配線產(chǎn)品去除了配線光纜的適配器，省去了光跳纖，減少了活動連接器和光跳纖損壞引起的通信故障，降低了故障率。

無跳纖光纜交接箱在結(jié)構(gòu)設計上，按12芯為單位配置了用于配線光纜尾纖余長存儲的儲纖盤，并具備獨立的進出通道以及各自的儲存空間，儲纖時有紊不亂，操作時互不干涉，解決了光纜交接箱內(nèi)光跳纖余長收容困難的問題，避免了光跳纖在箱體內(nèi)布放時混亂、溢出等不安全現(xiàn)象的產(chǎn)生，從結(jié)構(gòu)上保證了光纖長期的安全性能，進一步提高了光纜網(wǎng)絡運行安全。

（3）減少損耗、節(jié)省光功率

由于無跳纖系列化交接配線設備中去除了配線光纜的適配器，省去了光跳纖，因此，在每個無跳纖交接配線設備中都減少了一個光纖活動連接器帶來的插入損耗。光纖活動連接器插入損耗典型值按0.35 dB/個計算，每減少了一個光纖活動連接器的連接，就可延長近1 km的光纖傳輸距離。如在ODN中按一級或二級交接方式部署無跳纖系列化交接配線設備，OLT至ONU全程光鏈路中可減少2～3個光纖活動連接器，全程鏈路節(jié)省0.70～1.05 dB損耗，光纖傳輸距離可延長2～3 km，這對提高光分路比、增加ODN覆蓋半徑具有重要意義。

6 結(jié)束語

上海電信自主研發(fā)的無跳纖系列化交接配線設備于2008年底開始，正式在本公司范圍內(nèi)投入使用，全面替代了傳統(tǒng)的光纜配纖設備，消除了FTTH網(wǎng)絡發(fā)展上光纜交接配線的瓶頸。目前，上海電信現(xiàn)網(wǎng)已應用了近300 000個無跳纖系列化交接配線設備。無跳纖系列化交接配線設備的開發(fā)與規(guī)模應用對上海電信ODN的規(guī)模建設和發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用，為全面實施“城市光網(wǎng)”建設奠定了基礎(chǔ)。