圆形光缆与蝶形光缆的对比

1圆形光缆与蝶形光缆的对比LIRan-shan（李然山）1引言从2009年伊始，我国开始大力推进“三网融合”建设，所谓“三网融合”，即是指电信网、广播电视网和因特网的相互渗透、相互兼容、并逐步整合成为全世界统一的信息通信网络。“三网融合”是为了实现网络资源的共享，避免不必要的重复建设，形成适应性广、易维护、费用低的高速宽带的多媒体基础平台。“三网融合”建设推动了FTTx建设步入一个高速发展期。在FTTx建设高速发展的背后，与之相配套的设施、设备、器件、线缆等应运而生。作为FTTx接入网用蝶形引入光缆（俗称皮线光缆）就是其中之一，该系列光缆采用抗弯曲不敏感光纤G.657A2作为主载体，着色光纤和两根对称的保护元件（磷化钢丝、KFRP和纺纶纱）集中在一个易于撕裂的护套内。它具有较小的允许弯曲半径，适宜于室内布线中需要急剧转弯的场合，是FTTH光缆布线解决方案中末端布线的主要备选产品。随着大规模的实际建设，蝶形引入光缆在工程上的应用出现了很多质量问题，有些问题是光缆本身的结构缺陷导致的，有些问题是施工中出现的问题。于是，人们就在思考，蝶形引入光缆是否存在结构缺陷？是否适合大规模的在FTTH引入段中使用？蝶形光缆在实际应用中，出现的一些问题，如穿管拉升时造成断纤或光纤裸露，表面凹槽内积水结冰破坏光缆结构（室外架空）以及发生霉变，光缆扭曲时造成光纤裸露，光缆的抗拉伸能力不足，光缆的抗环境开裂的能力不足，光缆制作的跳线容易发生断纤或衰减的增加等。这表明蝶形光缆不能适用于所有的引入环境和要求。FTTH正在不断的建设和发展。作为通信用引入光缆，由于建筑群的差异、敷设方式的差异、敷设环境的差异、应用区域的差异等，必然带来对光缆的结构、性能要求的差异。经过长期的生产和实践，研究发现蝶形引入光缆确实存在结构上的一些缺陷，在很多实际应用场合中是不适合推广使用的。必须要开发出更多的结构和性能要求的引入光缆，以提高用户引入光缆（尤其是室外引入型）的可靠性与适用性。在这样的背景条件下，针对蝶形光缆出现的一些问题，为了解决和改善这些问题，我们研制开发了圆形引入光缆，克服了可能出现的质量隐患，并在实际验证工程中做了大量试验和试用。结果表明：圆形引入光缆更适合在更多场合使用，也证明了圆形引入光缆大量推广和实际应用的可行性。为了让大家更了解圆形光缆，让大家了解圆形引入光缆与蝶形引入光缆的区别。本文对这两种光缆进行了简单介绍，并从结构、型号、标准、性能、要求、材料、工艺、检测、技术、管理、市场、应用、施工及成端、成本和各自优缺点等十五个方面对这两种光缆进行详细对比。希望对生产和应用这些光缆的部门、人员或机构有所帮助。2蝶形引入光缆与圆形引入光缆简介2.1蝶形引入光缆简介蝶形引入光缆从光缆的构造和应用场景来区分，大体上有三种：室内型蝶形引入光缆、室内外型自承式蝶形引入光缆、室外型管道式蝶形引入光缆。从环境保护角度考虑，这三大类蝶形引入光缆的外护套材料易选用低烟无卤阻燃聚烯烃材料；从以人为本的角度考虑，易选用非金属加强构件的蝶形引入光缆；从建设投资成本考虑，易选用金属加强构件的蝶形引入光缆。下面介绍这三种蝶形引入光缆的结构示意图及参数。2.1.1室内型蝶形引入光缆室内型蝶形引入光缆从外形上有三种形式，分别是圆角方形、跑道形、8字形。缆中光纤芯数为1～24芯，主要是单芯为主。室内型蝶形引入光缆规格型号根据加强件可分为金属加强件室内蝶形引入光缆和非金属加强件室内蝶形引入光缆。光缆横截面结构示意图如图2-1所示，结构参数如表2-1所示。表2-1室内型蝶形引入光缆结构参数2009年刚开始时，市场上一般都采用黑色低烟无卤阻燃聚烯烃材料做光缆外护套。经过近三年的实际应用，由于在装潢过程中用户端的墙体一般以白色为主，因此，当前室内蝶形引入光缆开始出现以白色低烟无卤阻燃聚烯烃材料为主做光缆外护套。这两种规格的蝶形引入光缆主要用在直接入户敷设使用，市场上较多采取的是暗管穿线敷设或者打孔入户敷设，还有较少一部分采取的是明线敷设。在暗管敷设过程中存在很多不定性因素，如拐弯角较多，甚至还存在90°的拐弯角，还有更甚者是连续的90°拐弯角。在此种情况下敷设光缆，会给光缆的两端带来很大的应力，而且大部分都超过了光缆本身允许的抗拉强度。1）非金属加强件室内蝶形引入光缆，它在敷设时，由于它的长期拉力是40N，短期拉力是80N。短期拉力即是光缆在施工过程中所允许承受的最大抗拉力，由于施工环境复杂，布线拉力不好控制，极易造成由于施工人员用力过猛导致出现光缆中的光纤受损，甚至断纤等现象。经施工现场了解到的情况来看，当前市场上各个光缆厂家供应GJXFH规格的室内蝶形引入光缆在加强件方面有很大区别。规模大的光缆厂家采用的是芳纶棒做非金属加强件（即KFRP，在运营商采购系统里用F1表示），部分厂家还用玻璃纤维增塑件做非金属加强件（即GFRP，在运营商采购系统里用F2表示），还有一些厂家选用芳纶纱做非金属加强件。这三种非金属加强件在外观和性能方面有以下差别，具体参项目参数光纤类型G.657A2光纤数量1～4着色光纤直径μm250±15加强元件规格mmGFRP0.45-0.5KFRP0.5-0.6钢丝0.5光缆外形尺寸mm（3.0±0.1）×（2.0±0.1）护套材料LSZH图1a圆角方形蝶形引入光缆加强构件涂覆光纤护套图1c8字形蝶形引入光缆加强构件涂覆光纤护套图1b跑道形蝶形引入光缆加强构件涂覆光纤护套图2-1室内型蝶形引入光缆3见表2-2。表2-2规格型号外观颜色形状抗拉性能柔韧性成本KFRP黄色细圆棒状强好高芳纶纱黄色细丝状稍弱（取决于纱的股数）好中GFRP白色细圆棒状强差低从表格中可以看出KFRP抗拉强度好，但柔软性低于芳纶纱；GFRP抗拉强度好，但柔软性劣于KFRP和芳纶纱，并且GFRP存在有一定的脆性，在光缆被折弯到一定程度后会发生断裂；芳纶纱的抗拉强度低于技术指标要求，但柔软性优于KFRP和GFRP。2）金属加强件室内蝶形引入光缆，它的长期拉力是60N或100N，短期拉力是120N或200N，抗拉强度优于非金属加强件蝶形引入光缆，但是，金属加强件有容易引雷和引强电磁波干扰等隐患存在。从用户角度来看，一方面会导致传输信号受到干扰，二是对用户的人身安全存在隐患。从施工角度来看，一是金属加强件蝶形引入光缆较于于非金属加强件而言，易在暗管中敷设，但是，金属加强件一旦受到弯折后，不易复原，给光缆中的光纤带来长期的应力；二是金属刚性好，韧性差，特别是在使用非预埋型现场快速连接器在现场施工作业过程中，用专业开剥器对蝶形引入光缆进行开剥后，对金属蝶形引入光缆的端头进行左右弯折后会出现细钢丝伸出断面的现象。我们对市场上所有厂家的金属蝶形引入光缆都进行了相关的比较试验，类比结果都一样。因此，分析造成这个问题的主要原因是由于蝶形引入光缆的外观结构设计所决定。因为金属的柔韧性较弱，刚性强，而外护套材料的柔韧性强，刚性弱，两种物质存在有一定的相斥性。就好比对一个柔性和一个刚性的物质在进行同时弯曲到一定程度后，柔性的物质可以很好的被弯折，但刚性的物质弯折后需要释放一定的力量，这样就会出现细钢丝伸出断面的现象。解决此问题的办法，一是采用预埋型现场快速连接器，二是采用非金属加强件蝶形引入光缆。2.1.2室内外型自承式蝶形引入光缆室内外型自承式蝶形引入光缆规格型号根据加强件可分为金属加强件自承式蝶形引入光缆和非金属加强件自承式蝶形引入光缆。光缆横截面结构如图2-2所示，结构参数如表2-3所示。表2-3室内外型自承式蝶形引入光缆结构参数项目参数光纤类型G.657A2光纤数量2着色光纤直径μm250±15增强构件（钢丝）1.1加强元件规格mmGFRP0.45-0.5KFRP0.5-0.6钢丝0.5光缆外形尺寸mm（5.1±0.1）×（2.0±0.1）涂覆光纤加强构件增强构件护套图2-2室内外型自承式蝶形引入光缆4自承式蝶形引入光缆主要在短距离自承架空敷设使用，特别是老小区改造时使用，短距离架空跨距不宜大于50米。在自承式蝶形引入光缆生产过程中，由于各个厂家对加工工艺管控的不确定性，容易造成光缆的增强件大钢丝偏心，严重的会导致大钢丝的外护套料出现“破皮”现象，这样会导致磷化大钢丝出现生锈的现象。好的厂家在2010年后，都已经采取镀锌钢丝代替磷化钢丝作为自承式蝶形引入光缆的增加件，但市场上仍有厂家采用磷化钢丝作为自承式蝶形引入光缆的增强构件。由于自承式蝶形引入光缆的抗拉强度优于室内型蝶形引入光缆，部分施工人员在实际施工过程中直接把自承式蝶形引入光缆用于暗管敷设入户。这种施工作业，一是容易造成管道拥堵，二是此种型号的光缆主要是增加构件受力，在暗管敷设中，容易造成光单元打扭，致使光缆中的光纤长期处于受力状态，最终影响到用户的上网速度。金属加强件自承式蝶形引入光缆在与现场快速连接器进行冷接续过程中，也宜选用预埋型现场快速连接器，否则，也会出现类似于金属加强件室内蝶形引入光缆的细钢丝伸出断面现象。2.1.3室外管道型蝶形引入光缆室外管道型蝶形引入光缆，规格型号根据加强件可分为金属加强件管道型蝶形引入光缆和非金属加强件管道型蝶形引入光缆。光缆横截面结构如图2-3所示，结构参数如表2-4所示。表2-4室外型管道式蝶形引入光缆结构参数光缆规格mm7.0±0.2内蝶形光缆规格mm（3.0±0.1）×（2.0±0.1）内蝶形光缆加强元件规格mmGFRP0.45～0.5KFRP0.5～0.6钢丝0.5内蝶形光缆材料LSZH非金属加强件mm1.0～1.2阻水带宽度mm25铝塑复合带宽度mm17着色涂覆光纤尺寸μm250±15外护套材料PE管道型蝶形引入光缆的优点，一是适用于管道、进局、架空、强电磁危害的室内外敷设；二是管道蝶形引入光缆有增强构件，具有很好的抗拉性能和抗侧压能力，可很好解决共用线路上施工时，造成光缆表面被挤伤、光纤断的问题；三是在防水要求高、容易积水的地方，宜采用管道型蝶形引入光缆。管护套材料LSZH图2-3室外型管道式蝶形引入光缆涂覆光纤加强构件铝塑复合带护套撕裂绳包带子缆护套加强构件5道型蝶形引入光缆的横截面结构如图示：，2009年到2010年这两年中的管道蝶形引入光缆，都是采用光单元+增加件（金属或非金属）+阻水带+铝带+PE外护。但到了2011年集采后，市场上的管道型蝶形引入光缆都变成了光单元+增加件（金属或非金属）+阻水带+PE外护，把铝带取消掉了。把铝带取消后光缆的柔韧性优于原先有铝带的光缆，但在实际使用过程中，无铝带光缆的纵向和横向的阻水、挡潮性能都永远劣于有铝带的管道型蝶形引入光缆。2012年元月份，中国电信扬州分公司在实际布线施工过程中，发现市场上供应的03型规格的管道蝶形引入光缆中没有了铝带护层，这样就导致管道蝶形引入光缆的防水性能变差，再经过长期的户外雨水侵蚀后，03型管道蝶形引入光缆甚至发生有渗水的现象。扬州电信特意为此做了相关试验，一是经过现场模拟静态横向浸水和渗水试验确认，有铝带护层光缆在防水性能的确优于无铝带护层的光缆；二是有铝带护层光缆的圆整度优于无铝带护层的光缆，无铝带护层的光缆有的甚至成了“扁平状”光缆。2.2圆形引入光缆简介与蝶形引入光缆对应，圆形引入光缆从光缆的构造和应用场景来区分，大体上被分为四种：室内型圆形引入光缆、室内外型圆形引入光缆、室内外型自承式圆形引入光缆、室外型管道式圆形引入光缆。下面介绍这四种圆形引入光缆的结构示意图及参数。2.2.1室内型圆形引入光缆室内型圆形引入光缆从外形尺寸上主要是Φ2.5白色单芯圆形光缆，光缆允许的最大拉力为150N，光缆横截面结构示意图如图2-4所示，结构参数如表2-5所示。表2-5室内型圆形引入光缆结构参数项目参数光纤类型G.657A2光纤数量1加强构件芳纶纱或适合的加强构件，通常1670×5束芳纶纱紧套光纤外径mm0.85±0.05壁厚mm0.275材料LSZH护套外径mm2.5±0.2壁厚mm0.4材料LSZH室内型圆形引入光缆外形尺寸为Φ2.5，紧套光纤外形尺寸为0.85±0.05mm，光缆加强构件宜采用芳纶纱、玻纤带或其他合适的纤维束，宜周向