劉海寧，馮 妍（.中國(guó)電信上海公司，上海0009；.上海郵電設(shè)計(jì)咨詢研究院有限公司，上海0009）

0 引言

上海大規(guī)模的光纖接入網(wǎng)建設(shè)始于上世紀(jì)90年代中期。作為電信網(wǎng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，光纖接入網(wǎng)多年來(lái)為運(yùn)營(yíng)商各類(lèi)高質(zhì)量、高帶寬的新業(yè)務(wù)提供了有效支撐，在電信網(wǎng)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型和升級(jí)的過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用，如今在智慧城市的建設(shè)和應(yīng)用中繼續(xù)發(fā)揮著重要的基石作用。

光纜交接箱是連接用戶主干和配線光纜，從而實(shí)現(xiàn)主干纖芯資源在配線區(qū)范圍內(nèi)靈活分配的重要設(shè)施，是接入網(wǎng)在最后一公里實(shí)現(xiàn)全業(yè)務(wù)接入的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，也是保障光纜網(wǎng)絡(luò)可靠運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)之一，因此它也是ODN維護(hù)工作的關(guān)鍵所在。上海全市范圍內(nèi)分布了大量室外光交接箱，其中早期建設(shè)的大多位于地理位置極佳的中心城區(qū)，已成為一種不可再生的寶貴資源。但是目前這些交接箱存在設(shè)備老化、功能設(shè)計(jì)落后、維護(hù)成本高、傳輸衰耗性能不佳等問(wèn)題，難以滿足運(yùn)營(yíng)商“千兆第1城”戰(zhàn)略的實(shí)施以及支撐智慧城市、LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)等的需求，因此急需對(duì)其進(jìn)行改造，以提升光網(wǎng)質(zhì)量。

本文針對(duì)這一現(xiàn)狀，在分析傳統(tǒng)改造落地光交接箱方案利弊的同時(shí)，結(jié)合新產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提出了一種更高效新穎的改造方案，并分享一些在實(shí)際工程中遇到的問(wèn)題及其應(yīng)對(duì)方案，供大家參考。

1 光纜交接箱概述

1.1 光纜交接箱簡(jiǎn)介

在光纜接入網(wǎng)中，光纜交接箱是用于連接主干光纜與配線光纜的接口設(shè)施，用戶通過(guò)配線光纜在光交接箱內(nèi)與主干光纜跳接從而連通至局端設(shè)備，這種配線制式稱為交接配線制。交接配線制最大的好處在于，在主干光纜的生命周期內(nèi)，主干纖芯利用率可以得到大幅提高，還方便外線故障點(diǎn)的查找定位。上海使用最多的是無(wú)跳纖型光纜交接箱，結(jié)構(gòu)主要由箱體、主干光纖終接裝置、配纜熔接單元和配纜儲(chǔ)纖單元、光纜引入與接地保護(hù)裝置、插片式光分路器安裝槽及其他附件組成。光纜交接箱按照使用場(chǎng)合不同，可分為室內(nèi)型和室外型2種；按照安裝方式不同可分為落地、架空、壁掛、抱桿式等；按照箱體材料不同可分為金屬和非金屬；按照開(kāi)門(mén)方式不同可分為單開(kāi)門(mén)、雙開(kāi)門(mén)等。

1.2 光纜交接箱箱體性能

本文研究的光纜交接箱以室外落地型光纜交接箱為主。由于室外安裝要求箱體能夠有良好的防水、防潮、防塵、耐老化、抗腐蝕和抗撞擊等性能,以保護(hù)箱內(nèi)設(shè)施不受外部風(fēng)吹、日曬、雨淋等惡劣環(huán)境的影響和車(chē)輛撞擊等外力損壞。箱體密封性能應(yīng)達(dá)到IP55級(jí)的要求。一般箱體理論使用壽命為15～20年。

1.3 光纜交接箱的功能要求

光纜引入交接箱時(shí)，應(yīng)有可靠的固定與保護(hù)裝置，固定后的光纜金屬擋潮層、鎧裝層及加強(qiáng)芯應(yīng)可靠連接至高壓防護(hù)接地裝置，光纜開(kāi)剝后應(yīng)用塑料套管或螺旋管保護(hù)并固定引入光纖熔接裝置。

箱內(nèi)的主干光纖終接裝置應(yīng)便于主干光纖與配線光纜尾纖的熔接、安裝和維護(hù)等操作，同時(shí)箱內(nèi)應(yīng)具備富余光纖光纜的儲(chǔ)存空間。

2 早期建設(shè)的光纜交接箱改造的必要性

由于上海早期建設(shè)的室外光交接箱的使用時(shí)間大多超過(guò)15年，已到了維修的高峰期。箱體的老化、破損現(xiàn)象明顯，特別是交接箱底座腐爛嚴(yán)重。這些破爛的室外交接箱箱體大部分位于市中心重要的商務(wù)及涉外地段，影響上海國(guó)際大都市的市容市貌，更重要的是已嚴(yán)重影響光纜線路質(zhì)量，并存在安全隱患。

另一方面，早期建設(shè)的光纜交接箱不是無(wú)跳纖型光交接箱，隨著城市光網(wǎng)的快速發(fā)展，已不能適應(yīng)現(xiàn)網(wǎng)發(fā)展的需求，存在的問(wèn)題有：

a）主干和配線光纜都必須在箱內(nèi)成端后通過(guò)跳纖連通，主干預(yù)配線的成端模塊容量為1∶1，主干成端模塊大量空置，而配纜成端模塊容量嚴(yán)重不足，且沒(méi)有空間擴(kuò)容，造成資源利用不平衡。

b）早期的光纜交接箱沒(méi)有預(yù)留光分路器安裝位置，不能適應(yīng)PON網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需求。

c）最早的光交接箱自1994年開(kāi)始使用，箱體銹蝕嚴(yán)重，適配器也有生銹現(xiàn)象，嚴(yán)重影響接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，影響重要用戶的感知度。

因此對(duì)光纜交接箱的更新?lián)Q代迫在眉睫，用新型免跳纖光纜交接箱替換傳統(tǒng)有跳纖光交，不僅可以提供光分路器安裝空間，而且使主干預(yù)配纜的配比更合理，能增加配纜擴(kuò)容空間，顯著提升光纜交接箱的服務(wù)能力，從而盡快滿足用戶接入需求。如何高效快速地進(jìn)行光纜交接箱的替換升級(jí)是本文重點(diǎn)探討的問(wèn)題。

3 落地光纜交接箱改造建設(shè)方案

3.1 落地光纜交接箱傳統(tǒng)更換方案

3.1.1 無(wú)跳纖型落地光纜交接箱的類(lèi)型

目前上海使用較多的無(wú)跳纖光纜交接箱一般有2種。第1種是2006年開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的第1代無(wú)跳纖光纜交接箱產(chǎn)品，配纜采用抽屜式熔接儲(chǔ)纖單元。熔接后的尾纖分層收容，抽屜運(yùn)動(dòng)光纖則跟隨運(yùn)動(dòng)，抽拉次數(shù)多容易損壞光纖。

第2種是2010年開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的第2代無(wú)跳纖光纜交接箱產(chǎn)品，配纜采用垂直排列可回轉(zhuǎn)并定位的儲(chǔ)纖熔接同軸盤(pán)，解決了光纖隨抽屜運(yùn)動(dòng)的缺點(diǎn)，但仍存在的缺點(diǎn)為：操作下層需翻上層極其不方便，與主干熔配盤(pán)不兼容，配置不靈活等。

3.1.2 更換落地光交接箱傳統(tǒng)方案

傳統(tǒng)落地光纜交接箱改造方法通常分為新建落地光交、地下管道溝通、系統(tǒng)割接、拆舊光交及路面修復(fù)等幾個(gè)步驟。具體步驟如下：

a）管線建設(shè)。首先要在擬改造的老光纜交接箱旁新建一個(gè)光纜交接箱底座，并新建光交底座至地下管道之間的溝通管道，主要工程量涉及新建光纜交接箱底座、交接箱前的人（手）孔以及人（手）孔至城市地下管線之間的溝通管道。由于涉及城市道路開(kāi)挖，施工前必須先向相關(guān)市政管理單位申請(qǐng)道路開(kāi)挖許可證，獲得許可后方可進(jìn)行后續(xù)的道路開(kāi)挖、管道及人（手）孔建設(shè)和養(yǎng)護(hù)、道路修復(fù)等步驟。故項(xiàng)目從立項(xiàng)到建設(shè)完畢至少需要10個(gè)工作日，其中道路開(kāi)挖許可證申請(qǐng)時(shí)間最不可控，短的3至6天，最長(zhǎng)的超過(guò)半年、一年，甚至不予批準(zhǔn)（新建道路原則上3年內(nèi)不予開(kāi)挖），造成無(wú)法施工。

b）光纜割接。新光交底座及管線建設(shè)完畢后，在底座上安裝新光纜交接箱，自新建光交至擬改造的舊光交前的人（手）孔敷設(shè)光纜，新敷設(shè)光纜的容量與舊光交內(nèi)的成端光纜一致，并在新光交內(nèi)完成光纜的成端，隨后在舊光交前的人（手）孔內(nèi)將舊光交的光纜一一對(duì)應(yīng)割接至新光交的光纜上，并在局端完成相應(yīng)鏈路跳接。割接工作所需工期一般為14天。

c）拆除原管線、底座。割接完成后，對(duì)老光纜進(jìn)行拆除，對(duì)舊交接箱管道和底座進(jìn)行拆除，最后通知相關(guān)市政單位進(jìn)行路面修復(fù)，該工作一般需要4天。

施工流程見(jiàn)表1。

3.2 更換落地光交接箱改進(jìn)方案

在傳統(tǒng)的光交改造過(guò)程中不難發(fā)現(xiàn)：傳統(tǒng)方案存在建設(shè)周期過(guò)長(zhǎng)，割接方案復(fù)雜，費(fèi)用高等缺點(diǎn)，而且還要求擬改造的舊光交附近有空間資源，管孔容量具備一定的冗余，否則無(wú)法實(shí)施改造，難以在道路資源和管線資源本來(lái)就很緊張的上海中心城區(qū)進(jìn)行規(guī)?；茝V。為解決這些問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員與運(yùn)營(yíng)商維護(hù)單位以及光交生產(chǎn)廠家的專(zhuān)家對(duì)產(chǎn)品和施工方式進(jìn)行了不斷研究和探索，開(kāi)發(fā)出了一種新型預(yù)制成端光纜交接箱，以便能用一種更高效便捷的方式更換舊光纜交接箱。

表1 施工流程表

3.2.1 新型預(yù)制成端光纜交接箱的特點(diǎn)

新型室外無(wú)跳纖預(yù)制成端光纜交接箱，采用了標(biāo)準(zhǔn)的模塊化設(shè)計(jì)，配置極其靈活，配纜采用熔配儲(chǔ)一體化旋轉(zhuǎn)盤(pán)，解決了前2代光交存在的問(wèn)題。同時(shí)采用整體框架式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)即拆卸式箱殼與整體框架式結(jié)構(gòu)件配合，在今后新老交接箱體更替割接的施工過(guò)程中避免了許多繁冗環(huán)節(jié)，成本也大大降低。

這款光纜交接箱的主要特點(diǎn)有：

a）箱體采用拆卸式免油漆壓制成型結(jié)構(gòu)，用材一目了然。采用拆卸式箱體，今后當(dāng)該箱體遭遇損壞需要更換箱體時(shí)，無(wú)需光纜割接便可調(diào)換箱殼。

b）內(nèi)部金屬結(jié)構(gòu)件采用整體框架式結(jié)構(gòu)，便于割接維護(hù)。

c）配纜采用新型熔配儲(chǔ)一體化旋轉(zhuǎn)盤(pán)，便于配纖運(yùn)維。

d）采用了標(biāo)準(zhǔn)的插片式光分器框槽、主干配纜框槽、光纜開(kāi)剝單元的模塊化設(shè)計(jì)，靈活配置、方便擴(kuò)容。

e）配線區(qū)采用順?lè)较蜃呔€設(shè)計(jì)，避免了交叉走線的雜亂現(xiàn)象。

f）配纜尾纖采用色譜及二維碼標(biāo)識(shí)，便于管理。新型無(wú)跳纖預(yù)制成端光纜交接箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 新型無(wú)跳纖光纜交接箱（預(yù)制光纜）

這款新型光纜交接箱還可在出廠前就根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)模塊化預(yù)制，即設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)預(yù)先制定的優(yōu)化割接方案提前要求光纜交接箱生產(chǎn)廠商完成預(yù)制光纜成端，還可以按照割接預(yù)案事先完成鏈路跳接，新光纜的留長(zhǎng)也可根據(jù)設(shè)計(jì)方案確定。這種新型預(yù)制光纜交接箱由于具備內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎、可模塊化預(yù)制、可擴(kuò)展性強(qiáng)、便于維護(hù)、箱體與原光纜交接箱基座可方便鏈接等優(yōu)點(diǎn)，解決了工程和維護(hù)難題，大大提高了施工效率。

3.2.2 更換落地光交接箱改進(jìn)方案步驟

室外落地光纜交接箱改進(jìn)的更換方案步驟分為確定割接預(yù)案、定制預(yù)成端光交、現(xiàn)場(chǎng)更換光交、完成鏈路跳接、光纜熔接等幾個(gè)步驟。

a）制定割接預(yù)案，定制預(yù)成端光交。根據(jù)擬拆除的老光纜交接箱內(nèi)光纜成端情況，預(yù)先向廠商定制含有預(yù)成端光纜的新光交。

b）管線建設(shè)。新型預(yù)制光纜交接箱無(wú)需進(jìn)行管線的新建，僅需將原交接箱搬移（底座構(gòu)件保持不變），在原底座上加裝約8 mm厚的銜接鋼板，新交接箱安裝于銜接鋼板之上，該工作于割接當(dāng)天完成。

c）現(xiàn)場(chǎng)更換光交，光纜熔接。光纜線路完成工前排摸后，即可按光纜割接流程進(jìn)行報(bào)批，在正式割接的前2天，對(duì)老交接箱進(jìn)行搬移，將新交接箱安裝到位，并對(duì)預(yù)制好的光纜進(jìn)行布放，于割接當(dāng)天實(shí)施割接，將老交接箱內(nèi)的光纜逐條割接至預(yù)制光交的光纜上，該工作一般需要14天。

d）老光交拆除。割接完成后，對(duì)老光交（連同切斷的成端光纜）進(jìn)行拆除，該工作于割接當(dāng)天完成。

改進(jìn)更換方案示意圖見(jiàn)圖2，施工流程見(jiàn)表2。

3.3 方案比較

圖2 預(yù)制光交更換方案

3.3.1 施工周期及工程投資

從以上2個(gè)方案的比較可知，方案1施工周期需要28天，方案2僅需14天，節(jié)約了50%的時(shí)間；管線建設(shè)在方案2中無(wú)需實(shí)施，避免了不可控因素對(duì)工期的影響；交接箱安裝、光纜布放和后期工作在方案2中均可于割接當(dāng)天完成實(shí)施，極大地壓縮了施工周期，同時(shí)節(jié)約了投資。2方案比較見(jiàn)表3。

3.3.2 用戶感知度

方案1（傳統(tǒng)方案）由于工程周期太長(zhǎng)，一根主干光纜上的所有交接箱進(jìn)行更換時(shí)無(wú)法做到主干僅中斷一次，只能采用多次中斷的割接方式，對(duì)用戶業(yè)務(wù)影響較大。方案2（改進(jìn)方案）著重考慮了此問(wèn)題，由于單個(gè)光纜交接箱更換的施工周期短而且可控，在進(jìn)行光交更換計(jì)劃的制定時(shí)，針對(duì)同一根主干的不同光交接箱可以做到一次性割接完成，主干僅中斷一次，大大提高了用戶感知度。

由以上比較可知，方案2區(qū)別于傳統(tǒng)方案的優(yōu)勢(shì)如下：

a）無(wú)須管線建設(shè)，省去了證照申請(qǐng)的繁瑣，避免了執(zhí)照審批流程等不可控因素，施工周期至少縮短了50%。

表2 新方案施工流程表

表3 方案比較表

b）同一主干光纜上可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)同步割接，系統(tǒng)只中斷一次，對(duì)用戶影響小。

c）經(jīng)測(cè)算施工費(fèi)用節(jié)約約35%。

d）不破壞市政道路設(shè)施，不需修復(fù)路面。對(duì)周邊環(huán)境影響較小。

e）預(yù)先完成了光纜交接箱側(cè)的成端和鏈路跳接，當(dāng)天割接工序簡(jiǎn)化，降低了割接風(fēng)險(xiǎn)。

4 實(shí)際應(yīng)用中需注意的問(wèn)題

雖然文中提出的改進(jìn)方案很好地解決了傳統(tǒng)方案中存在的諸多問(wèn)題，但在實(shí)際應(yīng)用中還需注意以下問(wèn)題：

a）設(shè)計(jì)方案的合理性。改造時(shí)，原則上應(yīng)保持新老光交接箱的光纜成端順序不變，但設(shè)計(jì)人員還應(yīng)根據(jù)周邊用戶今后發(fā)展趨勢(shì)靈活考慮光交接箱容量配置，按需設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)方案更加合理。

b）前期準(zhǔn)備工作的重要性。由于新光交預(yù)制光纜成端（配線側(cè)）采用了大芯數(shù)的光纜，而老光交光纜成端（配線側(cè)）均是很多小芯數(shù)光纜，這就需要在光纜割接的同時(shí)進(jìn)行大量的合纜優(yōu)化，所以該方案對(duì)工前摸排的要求比較高，相對(duì)割接方案的精準(zhǔn)度也提高了。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著智慧城市愿景的發(fā)展，確保寬帶通信的可用性至關(guān)重要，這就需要構(gòu)建一個(gè)更加安全、融合的光網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。本文中所提出的光交更換的新方案，不僅解決了傳統(tǒng)光纜交接箱的維護(hù)升級(jí)難題，升級(jí)后的新型光交接入能力同時(shí)得到了顯著提升?？蔀楸活?lèi)似難題困擾的運(yùn)營(yíng)商提供極具參考價(jià)值的解決方案，極具推廣性。