文｜ 3M中國有限公司

1 2011年至今FTTH部署現(xiàn)狀

電信業(yè)內(nèi)將2011年評為中國FTTH元年。2011年2月，中國電信啟動“寬帶中國·光網(wǎng)城市”戰(zhàn)略，目標(biāo)是三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)所有城市光纖化，用戶的接入帶寬將在3～5年內(nèi)大幅提升至10M、20M，甚至100M，資費(fèi)在3年左右迎來“跳變期”。為實(shí)現(xiàn)此戰(zhàn)略，中國電信在上海、江蘇、浙江、廣州四省全力部署FTTH，其余省市也陸續(xù)開建。在此戰(zhàn)略規(guī)劃下，中國電信FTTH建設(shè)進(jìn)入了快車道。11月，作為全國寬帶建設(shè)的先行軍，上海電信宣布FTTH用戶超過100萬。同期，中國電信FTTH用戶接近400萬，超過韓國，接近日本與美國。

就聯(lián)通而言，將全面深入開展以“光網(wǎng)世界·沃寬天下”為主題的寬帶普及提速工程，2012年中國聯(lián)通將新增FTTH覆蓋家庭超過1000萬戶。注定“FTTH光纖到戶”成為了2011年和2012年的熱門話題。

2 FTTH部署面臨的挑戰(zhàn)

雖然FTTH在2011年加速全力部署，但同時也面臨著一些挑戰(zhàn)。包括政策方面：目前國內(nèi)還沒有正式出臺國家寬帶網(wǎng)絡(luò)政策，以及相關(guān)的支持政策；市場方面：三網(wǎng)合一業(yè)務(wù)仍然面臨監(jiān)管上的障礙；成本方面：終端成本仍然過高；ODN（OLT與ONU之間的無源光分配網(wǎng)絡(luò)）網(wǎng)絡(luò)的可靠性方面：由于復(fù)雜的建設(shè)環(huán)境以及低質(zhì)量的光器件帶來了負(fù)面的影響，比如部分無源器件的質(zhì)量非常差，連接器的故障率也令人難以接受。

其中特別是ODN網(wǎng)絡(luò)的可靠性問題在FTTH大規(guī)模部署中突顯出來，其中ODN網(wǎng)絡(luò)在最后100m的問題尤為突出。所謂最后100m，即是光纜布放到單元的樓道光分配箱之后，通過皮線光纜引入用戶戶內(nèi)，一直延伸到ONU接口連接器的FTTH部署的最后一段。由于ODN末端部署靠近用戶，產(chǎn)生故障的人為因素較多，并且由于涉及到入戶維修，也給故障的修復(fù)增加了困難。

3 選用初裝成功率高、運(yùn)行可靠穩(wěn)定的光纖連接器提高ODN網(wǎng)絡(luò)可靠性

目前，絕大部分運(yùn)營商在入戶側(cè)（樓道光纖分配箱至終端用戶）都采用布放蝶形光纜的方式，皮線光纜采用現(xiàn)場組裝型光纖連接器進(jìn)行成端。

在FTTH規(guī)模部署的進(jìn)程中，施工人員反映現(xiàn)場組裝型光纖連接器在實(shí)際施工和部署完成的使用中遇到了如下的問題：

（1）現(xiàn)場組裝型的光纖連接器操作的初次成功率太低，具體體現(xiàn)在現(xiàn)場測試的插入損耗值要遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)值，或有些光纖連接器容易夾斷光纖。

（2）組裝成功開通業(yè)務(wù)后，部分光纖連接器由于機(jī)械強(qiáng)度等性能指標(biāo)沒有達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，使用一段時間后，故障率升高，造成業(yè)務(wù)故障投訴。

以某地市電信運(yùn)營商2012年初至3月的開通總數(shù)及故障率為例。該地FTTH開通總量為84808戶，故障數(shù)為1733，故障率為2.82%。現(xiàn)場成端光纖連接器故障為292，占整個故障的17%，這個數(shù)值是比較高的。由于故障的現(xiàn)場成端連接器一般在用戶家里，又給快速修復(fù)設(shè)置了障礙，最終造成了客戶FTTH體驗(yàn)滿意度的下降。

針對以上實(shí)際應(yīng)用中發(fā)生的問題，3M研發(fā)中心進(jìn)行了相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)：

（1）造成現(xiàn)場組裝型光纖連接器操作的初次成功率低的原因：

①端面沒有經(jīng)過研磨的直通型現(xiàn)場連接器，可能會出現(xiàn)在陶瓷芯端面上檢測不到光纖的現(xiàn)象，這種情況會造成光纜端接失敗。如圖1所示。

圖1 現(xiàn)場成端光纖連接器陶瓷芯端面放大圖

②由于直通型快速連接器，沒有工廠預(yù)制的光纖，而使用外徑波動大的現(xiàn)場光纖直接穿通陶瓷芯，現(xiàn)場光纖外徑可能同這類連接器的陶瓷芯孔徑不匹配，導(dǎo)致光纜端接失敗。如圖2所示。

（2）造成一些連接器初裝成功，而使用一段時間后，故障率升高的原因分析：

①部分現(xiàn)場成端連接器與皮線光纜之間的抗拉強(qiáng)度不夠。用戶沿用以前對于網(wǎng)線的使用習(xí)慣來使用入戶光纜，容易將連接器內(nèi)光纖拉斷，甚至將皮線光纜從連接器內(nèi)拉脫的現(xiàn)象。

圖2 現(xiàn)場穿通光纖包層直徑的分布

②一些低質(zhì)量的現(xiàn)場連接器，初次檢驗(yàn)時部分光學(xué)性能測試合格，但穩(wěn)定性和重復(fù)性差。原因是這些連接器設(shè)計(jì)時就沒有考慮環(huán)境溫度變化對產(chǎn)品的影響，無法通過模擬長期使用環(huán)境的溫度循環(huán)試驗(yàn)和重復(fù)插拔等試驗(yàn)。中國幅員遼闊，特別是在南方高溫潮濕和北方寒冷的地區(qū)使用，故障率更高。

③“預(yù)埋型”現(xiàn)場連接器的匹配液預(yù)置不足或者匹配液質(zhì)量不過關(guān)。由于采用了預(yù)置切割面光纖，對預(yù)置匹配液的要求相應(yīng)提高。由于工廠預(yù)置的光纖面為切割面，現(xiàn)場制備的光纖表面也為切割面，而且這兩個面都有傾斜角度，中心通光點(diǎn)貼緊的概率不到萬分之一，這就要求預(yù)置光纖現(xiàn)場連接器中的匹配液量要大，要有密封功能；由于結(jié)構(gòu)問題，市面上的產(chǎn)品大多沒有此功能，導(dǎo)致現(xiàn)場連接器在使用壽命期限內(nèi)的接續(xù)性能逐年下降。還有使用成本低廉的匹配液，無法通過熱重分析，難以保證長時間使用性能，造成插損增加甚至短路。如圖3所示。

圖3 不同材質(zhì)匹配液的熱重分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

另外，在有些地區(qū)實(shí)際施工過程中，發(fā)現(xiàn)一些“預(yù)埋型”的現(xiàn)場組裝型連接器在壓接過程中容易把光纖夾斷。同時在后期維護(hù)的過程中，會發(fā)生曾經(jīng)已經(jīng)測試沒問題的連接器衰耗逐漸變大；有些連接器在運(yùn)維中還發(fā)現(xiàn)光纜固定處會斷掉的情況。

針對以上實(shí)際應(yīng)用中發(fā)生的問題，3M研發(fā)中心進(jìn)行了相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)：

目前“預(yù)埋型”的現(xiàn)場連接器多數(shù)都采用“V”型槽的壓接技術(shù)，而“V”型槽的材質(zhì)是直接影響光纖接續(xù)指標(biāo)、后期穩(wěn)定性的主要原因。3M“V”型槽采用的是鋁合金材質(zhì)，硬度比光纖略小且具有金屬彈性，在接續(xù)壓接時與光纖表面發(fā)生接觸，受力的過程中，鋁合金材質(zhì)金屬發(fā)生形變，從而將光纖固定；壓接結(jié)束后，鋁合金材質(zhì)會對光纖有持續(xù)和穩(wěn)定的壓接力。而有些現(xiàn)場組裝型的快速連接器“V”型槽采用塑料材質(zhì)，塑料材質(zhì)若比光纖硬度高，在接續(xù)壓接時，則很容易把光纖壓斷；而塑料材質(zhì)若比光纖硬度低，接續(xù)時，塑料發(fā)生形變后不易恢復(fù)；接續(xù)后，沒有一個長時間、穩(wěn)定的、持續(xù)的對光纖的壓接力，極易在日后的運(yùn)維中產(chǎn)生隱患。

就測試方法來說，目前較多的電信運(yùn)營商在招標(biāo)測試中，往往現(xiàn)場組裝型的光纖連接器只有插入損耗值、初次安裝成功率的測試，而忽略了重要的模擬長期使用環(huán)境的抗拉抗扭轉(zhuǎn)測試、溫度循環(huán)濕熱測試以及重復(fù)插拔等測試項(xiàng)目。從目前實(shí)際工程情況來看，由于入戶的現(xiàn)場組裝型快速連接器使用環(huán)境較為復(fù)雜，較多實(shí)際工程都很不規(guī)范——不用面板而直接插到ONU端口上。這樣皮線光纜終端連接器的抗拉抗扭轉(zhuǎn)、重復(fù)插拔、溫度循環(huán)等特性顯得尤為重要；插入損耗僅僅是連接器性能指標(biāo)值中最直觀的一項(xiàng)，而不能代表快速連接器的綜合性能。

另外測試樣品的數(shù)量多寡，是可以判斷光纖快速連接器生產(chǎn)質(zhì)量是否穩(wěn)定和操作成功率的重要指標(biāo)。

現(xiàn)在大多數(shù)的招標(biāo)檢測，只測試10個連接器（5條測試線）即得出了各廠家的技術(shù)排名。如此小的抽樣率雖然減少了測試的流程和時間，但10個連接器很難反映出實(shí)際的應(yīng)用效果，造成了很多的隨機(jī)小概率事件。同時不排除很多廠家準(zhǔn)備同一批樣品專供測試，而實(shí)際供貨又是另一批產(chǎn)品。

圖4 現(xiàn)場成端光纖連接器不同樣品機(jī)械性能測試對比

很多地區(qū)現(xiàn)在連接器的招標(biāo)測試數(shù)量都為50個以上，初次測試不合格可進(jìn)行二次測試，但測試數(shù)量要加倍，且判定標(biāo)準(zhǔn)要提高。相對增加抽樣基數(shù)，增加測試數(shù)量，會提高測試本身的準(zhǔn)確性。

基于3M在冷接行業(yè)多年積累的研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，我們謹(jǐn)提出以下建議：通過引入多項(xiàng)能驗(yàn)證光纖連接器長期可靠性的測試，以及增加測試樣品的數(shù)量可以有效地在招標(biāo)測試中篩選出可靠的光纖連接器，大大減少后期的維護(hù)成本。如圖4所示。

以上招標(biāo)測試中的問題在某市電信的現(xiàn)場組裝型光纖連接器2009年和2010年的招標(biāo)中可以充分反映出來。2009年和2010年初的現(xiàn)場組裝型光纖連接器招標(biāo)測試中僅測試插損和初裝成功率等少數(shù)指標(biāo)且測試連接器數(shù)量也較少，之后在使用中發(fā)現(xiàn)一些招標(biāo)入圍連接器長期使用的可靠性得不到保證，大大增加了維護(hù)成本。之后在2010年底的招標(biāo)中改進(jìn)了測試方法，增加了評估連接器長期可靠性的指標(biāo)（抗拉、重復(fù)插拔、振動、濕熱及溫度循環(huán)等），并且增加了測試樣品的數(shù)量到50個，中標(biāo)入圍的可靠連接器在使用中維護(hù)費(fèi)用明顯降低。

4 結(jié)束語

光纖快速連接器產(chǎn)品雖小，其質(zhì)量直接影響到整條ODN鏈路，產(chǎn)品的選型及測試應(yīng)該是嚴(yán)謹(jǐn)而全面的，即便條件、時間有限，也應(yīng)當(dāng)選取必要的、足夠的測試項(xiàng)目，特別是能模擬長期使用環(huán)境的測試項(xiàng)目。

技術(shù)的創(chuàng)新和質(zhì)量的高要求是產(chǎn)品持續(xù)發(fā)展的源動力，如果罔顧質(zhì)量而片面的追求低成本，工作的重心也自然轉(zhuǎn)向如何偷工減料，不可避免的帶來一個個掩人耳目的“豆腐渣”工程，最終損害的還是相關(guān)各方的根本利益。FTTH優(yōu)質(zhì)產(chǎn)業(yè)鏈的形成需要大家共同的努力，打造優(yōu)質(zhì)工程，嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的態(tài)度才是發(fā)展的根本。