光電電纜敷設新技術淺談

        通信發(fā)展對網絡容量提出了越來越高的要求，大量的光電纜需要迅速被敷設，而地理環(huán)境的構造是千變萬化的，于是眾多光電纜敷設新技術應運而生 (例如時下在國內一些工程中已經使用的氣吹安裝技術就是其中之一)。同時，網絡建設的加速和新興敷設技術所帶來的益處，又反過來要求光電纜要進行技術革新以適應更多的安裝新技術，兩者相互促進共同提高。目前革新光電纜敷設技術這一課題已經成為研究熱點，事實上國際電信聯(lián)盟標準化組織(ITU-T)也已對此進行了專題

　　新技術的優(yōu)點顯而易見我們都能看出，新的敷設技術是對傳統(tǒng)挖掘技術的延伸。傳統(tǒng)挖掘技術的缺點是比較明顯的：第一是很難通過自然的或人為的障礙，例如鐵路、江河；第二是在狹窄的街道中不宜挖溝；第三則是要恢復原有路面，花費昂貴，例如古城市的中心。

　　而光電纜敷設新技術相對于挖掘技術來說均具有如下共同優(yōu)點：首先，節(jié)約安裝成本。它可降低在城市內的安裝費用，基本上無挖掘，減少挖掘費用，避免了因挖掘而產生的破壞；其次，節(jié)約時間。新技術設計和施工時間較短，當進行入網接割出現(xiàn)問題時，容易快速解決；最后，有良好的社會效益。光電纜敷設新技術無噪音、塵土，減少對交通的影響，減少對路面和地下設施的破壞。

　　目前，無挖掘敷設技術主要包括直接鉆孔技術、導向鉆孔技術、沖擊打孔技術和管道壓力技術等。這些技術的共同點之一是在實施之前都必須對地下構造進行電波探測，以避免遭遇特殊地形或傷及已有的地下設施。其中，管道壓力技術又派生出了兩種，即氣吹安裝技術和水流安裝技術。下文主要對這兩項新敷設技術作重點的介紹。

　　氣吹安裝系統(tǒng)技術成熟

　　氣送光纖單元的概念早在上世紀80年代就已由英國電信(BT)首先提出來。用于氣送的單個光纖束稱為氣送光纖單元，通常包括2～12芯，典型如8芯，后經改進成為如今的高性能光纖單元EPFU(Enhanced Performance Fiber Unit)。EPFU或者微型光纜，典型如48芯均可被吹入以高密度聚乙烯(HDPE)制成的微型管道中。根據(jù)應用環(huán)境不同，管道直徑對EPFU而言可為5mm左右，對微纜而言可為5mm～12mm，并可堆疊在一起而構成一個微型導管陣列。工作氣壓大約8bar，最大傳送距離約為1公里。典型安裝速度為0.7m/s(對單個光纖束)和1.5m/s(對微型光纜)。目前已經有國際標準對氣吹光纜進行規(guī)范。

　　目前ITU和IEC均開始研究在已經存在的地下基礎設施中(例如下水道、水管等)，如何安裝接入網光纜或住宅區(qū)光纜，特別是無破壞安裝技術。下水管道中的安裝技術就是其中之一，此技術主要安裝過程為：第一步：自動小車(機器人)進入下水管道內，小車上安裝電視攝像頭，監(jiān)視下水管道內情況。第二步：機器人在下水管道內安裝光纜夾持環(huán)；第三步：機器人將已保護好的光纜導管插入夾持環(huán)的夾子中，導管中已有光纜或沒有光纜，若沒有光纜，則使用相關技術在導管中安裝光纜。

　　水流安裝技術性能穩(wěn)定

　　原理：水流安裝技術是利用水流和纜護套之間的摩擦力，具有一定水壓的水流帶給纜一定的推力，從而使纜不受拖拽而通過管道。移動的水流對光纜產生分布式的縱向拉力，使得光纜以設備提供的典型速度在管道或輸送管中傳送，此管道必須較為平直且不存在交叉。用水流技術，安裝距離可達到4km，它的實際安裝距離則取決于管道和光纜的尺寸、機械、物理特性及線路特點和所用機器等。

　　材料：管道材料必須具有很好的性能，宜使用HDPE，因為HDPE具有較低的摩擦系數(shù)。最大管道直徑由所用機器決定。管壁厚度和水密接頭都必須能承受至少6bar的水壓，最高壓力不可超過管道的承受能力。管道在鋪設過程中須保持圓形，內徑大約為光纜外徑的兩倍。在鋪管過程中，管道的內徑必須保證，并應做實驗驗證。驗證方法有多種，最為常用的是氣吹一個球體或活塞塞進管道(其直徑約為管道內徑的80%)，以驗證其可通過性。

　　光纜：通常光纜越輕，能傳送的距離越遠，但重量與距離之間并非線性關系。最大傳送距離還受光纜硬度的影響，非常柔軟的光纜在管道彎曲處不易產生阻力。相反，剛性的光纜在管道出現(xiàn)兩個間隔較小的連續(xù)彎曲時極易受到阻力。摩擦系數(shù)是另一個重要因素，應盡量小，這取決于光纜被覆材料和管道材料的選擇。適當?shù)厥褂脻櫥瑒┛梢匀〉酶训男Ч绕涫窃趶澢帯?/p>

　　路由和水壓：由于彎曲的數(shù)量、位置、形狀、路由的傾斜度均影響最大可傳送距離，故通常管道越直傳送距離越遠。將光纜推入管道中的高速水流通常是由一個壓縮機產生的，壓縮機的最大壓力一般應為10～12Bar，以保證在管道入口處的最大有效壓力為10Bar。通常管徑越小，水的流速越小，傳送的距離也就越小。

　　注意事項：安裝前需檢查管道的連續(xù)性，保證沒有斷點，以避免水壓丟失。在管道不連續(xù)的點，有必要對管道進行接續(xù)。此外安裝前需沿光纜的安裝方向檢查管道內部，排除可能的障礙物，例如水、塵土、石子等。如果存在，應在開始安裝前用氣吹將其清除。還須注意的是，安裝前要傾注一定的潤滑劑進管道中，可以用水流將海綿推進管道中，以使?jié)櫥瑒┩磕ň鶆?。必要時也可在光纜引入時補充潤滑劑。當需要時，線纜也可從路線的中點開始布放，此時，第一部分光纜已經布放，建議剩余未布放的光纜應盤成8字形，或收進一個卷取裝置中。

　　水流安裝技術的諸多優(yōu)點：整個光纜全長分散受力。通常，水流安裝技術所產生的拉力比起傳統(tǒng)拖拽技術的拉力要低一個數(shù)量級，并降低安裝的危險；管道中的彎曲也不會像拖拽技術那樣極大地增加安裝的難度，因而安裝的速度和距離均增加；已被安裝的光纜不存在殘余應力，故安裝一旦完成，光纜即松弛地安放在管道中；與氣吹技術相比，水流安裝技術有兩個優(yōu)點，一是所要求的水壓通常比氣吹技術所要求的氣壓要低，因此可以用于設計承受氣壓低于6bar的管道；二是水流安裝不會像氣吹安裝那樣引起管道的溫度升高。

　　綜上所述，新興的以“無挖掘”為特點的光電纜敷設技術正迅猛發(fā)展，其不僅是對敷設技術本身，而且是對光電纜結構的革新。未來的管網和線纜在結構和性能要求上可能大別于傳統(tǒng)模式。目前某些技術在國外已經大量使用，呼吁國內同行盡快掌握這些技術的核心內容。