陳 鴻，劉 騁，白文杰，劉思源

(烽火通信科技股份有限公司，武漢 430073)

0 引 言

近年來(lái)，隨著“寬帶中國(guó)”戰(zhàn)略的持續(xù)推進(jìn)、第5代移動(dòng)通信技術(shù)(5th Generation Mobile Networks,5G)的到來(lái)和數(shù)字化家庭概念的提出，光纖到戶(Fiber To The Home, FTTH)工程中出現(xiàn)了一些新場(chǎng)景的應(yīng)用，原有結(jié)構(gòu)的蝶形引入光纜產(chǎn)品與這種新場(chǎng)景和新功能應(yīng)用的適應(yīng)性不好，故蝶形引入光纜在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上依托原有蝶形引入光纜、自承式蝶形引入光纜以及管道用蝶形引入光纜為基本單元，衍生出了一些新的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。同時(shí)，由于超高清視頻、高清直播、在線業(yè)務(wù)、云以及虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，VR)等新應(yīng)用的出現(xiàn)，對(duì)網(wǎng)速的要求越來(lái)越高，原有FTTH開(kāi)始逐步向光纖到房間(Fiber To The Room, FTTR)升級(jí)，以實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫連接,這對(duì)原有的在FTTH工程中起主導(dǎo)作用的蝶形引入光纜產(chǎn)品而言，需要對(duì)相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行升級(jí)，才能適應(yīng)新形勢(shì)的發(fā)展。故本次烽火通信科技股份有限公司牽頭對(duì)蝶形引入光纜行標(biāo)YD/T 1997.1進(jìn)行修訂，增加了相關(guān)的新產(chǎn)品及要求。

1 蝶形引入光纜的發(fā)展

蝶形引入光纜因其截面外形像蝴蝶而得名，該產(chǎn)品為嵌入式緊結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，光纖兩側(cè)的加強(qiáng)件具有抗壓和抗拉的作用，而光纜中間的V型槽，既方便施工操作分離光纖使用，同時(shí)對(duì)于光纖所受上下面的壓力也起到了緩沖作用，因此該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對(duì)于光纖起到了完美的保護(hù)作用。該產(chǎn)品起源于日本，后傳入世界各地，經(jīng)歷了幾代的演變，從之前的單一結(jié)構(gòu)，發(fā)展到現(xiàn)在數(shù)種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。光纖由最初的G652D光纖變換為現(xiàn)在的G657A1和G657A2等彎曲損耗不敏感光纖；光纖的芯數(shù)有單芯、雙芯以及多芯，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)最大芯數(shù)可達(dá)12芯；增強(qiáng)件的材料有鍍鋅鋼絲、磷化鋼絲、鋼絞線、玻璃纖維增強(qiáng)塑料桿(Glass Fiber Reinforced Plastic rods，GFRP)和芳綸增強(qiáng)塑料桿(Aramid fiber Reinforced Plastic rods，KFRP)，加強(qiáng)件的材料有鋼絲、GFRP、KFRP、玄武巖纖維增強(qiáng)塑料桿(Basalt fiber Reinforced Plastic rods，BFRP)和纖維增強(qiáng)塑料柔性桿(Flexible fiber Reinforced Plastic rods，F(xiàn)FRP)；蝶形引入光纜的結(jié)構(gòu)有圓形、方形和橢圓形。這些部分組合起來(lái)，就形成了多種蝶形引入光纜產(chǎn)品。圖1所示為蝶形引入光纜的幾種典型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖1 蝶形引入光纜典型結(jié)構(gòu)示意圖

蝶形引入光纜的結(jié)構(gòu)形式也由最初的蝶形引入光纜結(jié)構(gòu)和自承式蝶形引入光纜結(jié)構(gòu)兩種基本結(jié)構(gòu)，衍生出管道結(jié)構(gòu)以及現(xiàn)有的光電混合纜結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)跨距架空結(jié)構(gòu)、并排結(jié)構(gòu)和隱形光纜光單元結(jié)構(gòu)等。這些新結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的引入，可以豐富蝶形引入光纜的應(yīng)用場(chǎng)景。

2 YD/T 1997.1標(biāo)準(zhǔn)修訂帶來(lái)蝶形引入光纜的幾點(diǎn)技術(shù)變化

YD/T 1997.1 蝶形引入光纜行標(biāo)的修訂在技術(shù)方面也帶來(lái)了幾點(diǎn)變化，主要是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、原材料和煙密度測(cè)試方法等方面，下面具體從這3個(gè)方面來(lái)談一下蝶形引入光纜的技術(shù)發(fā)展。

2.1 新型蝶形引入光纜的出現(xiàn)

(1) 隱形蝶形引入光纜

隱形蝶形引入光纜是指內(nèi)含隱形光單元的蝶形引入光纜，主要適用于未事先敷設(shè)線管的室內(nèi)場(chǎng)景。該光纜在樓道內(nèi)主要使用蝶形引入光纜，室內(nèi)使用隱形光纜，由于隱形光纜是透明的，對(duì)于室內(nèi)的裝修無(wú)破壞性影響，是現(xiàn)有建筑FTTR網(wǎng)絡(luò)改造優(yōu)先選擇的光纜產(chǎn)品。圖2所示為隱形蝶形引入光纜及隱形光纜的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2 隱形蝶形引入光纜及隱形光纜結(jié)構(gòu)示意圖

隱形蝶形引入光纜的特性主要在于所使用光纖為G657A2甚至是G657B3，抗彎特性更好，更適合室內(nèi)彎折更小的環(huán)境。同時(shí)，由于隱形光纜采用熱塑性聚氨酯(Thermoplastic urethanes，TPU)或尼龍透明材料生產(chǎn)，用于室內(nèi)裝修較美觀，能夠隱形。

(2) 小尺寸小基站用蝶形引入光纜

隨著5G技術(shù)的發(fā)展，基站數(shù)量成倍增加，但基站卻越來(lái)越小，原有光電混合纜尺寸已不能滿足現(xiàn)在基站的需求，故需要更小尺寸的光電混合纜，因此也就需要將光電混合纜中蝶形引入光纜做得更小一些。

1.6 mm×2.1 mm小尺寸蝶形引入光纜產(chǎn)品的性能與2.0 mm×3.0 mm蝶形引入光纜基本一致，故該蝶形引入光纜與電源線一起組合成的小尺寸光電混合纜成為了目前5G建設(shè)過(guò)程中使用的主流產(chǎn)品。

(3) 長(zhǎng)跨距耐候性蝶形引入光纜

農(nóng)村FTTH入戶施工的環(huán)境較復(fù)雜，使用距離較長(zhǎng)，懸掛點(diǎn)較多，普通蝶形引入光纜在該種環(huán)境下使用時(shí)容易出現(xiàn)斷纖等問(wèn)題。因此需要一種跨距更長(zhǎng)和更耐磨的蝶形引入光纜產(chǎn)品，而長(zhǎng)跨距耐候性蝶形引入光纜是在管道用蝶形引入光纜的基礎(chǔ)上衍生出的一種長(zhǎng)跨距架空用蝶形引入光纜，可以滿足該場(chǎng)景的應(yīng)用。圖3所示為型號(hào)為GJYXFCHP和GJYXFC8H03的長(zhǎng)跨距耐候性蝶形引入光纜的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3 型號(hào)為GJYXFCHP和GJYXFC8H03的長(zhǎng)跨距耐候性蝶形引入光纜結(jié)構(gòu)示意圖

表1所示為長(zhǎng)跨距耐候性蝶形引入光纜的拉伸性能。如表所示，該光纜的抗拉性能與普通蝶形引入光纜相比而言，有顯著提高。

表1 長(zhǎng)跨距耐候性蝶形引入光纜拉伸性能

該產(chǎn)品承受的拉力值較大，可適用于150～200 m以上的跨距應(yīng)用。護(hù)套采用聚乙烯(Polyethylene，PE)材質(zhì)，比普通蝶形引入光纜的低煙無(wú)鹵護(hù)套更耐磨。對(duì)于農(nóng)村長(zhǎng)跨距施工，適用性更好。

(4) 低摩擦蝶形引入光纜

老小區(qū)FTTH施工過(guò)程中，由于管道大小及彎折狀態(tài)的限制，普通蝶形引入光纜施工較難進(jìn)行，而低摩擦蝶形引入光纜剛好可以解決這方面問(wèn)題。低摩擦蝶形引入光纜施工時(shí)較容易穿管，施工穿管較省力，且同一口徑大小的管道，可穿多根低摩擦蝶形引入光纜。

低摩擦蝶形引入光纜采用低摩擦護(hù)套材料生產(chǎn)，生產(chǎn)出的蝶形引入光纜動(dòng)摩擦系數(shù)較小。普通蝶形引入光纜及低摩擦蝶形引入光纜的動(dòng)摩擦系數(shù)如表2所示。

表2 蝶形引入光纜動(dòng)摩擦系數(shù)

(5) 并排結(jié)構(gòu)的蝶形引入光纜

在中國(guó)廣播電視信息網(wǎng)絡(luò)有限公司的FTTH施工過(guò)程中，需要同步用到兩根光纜，一根傳輸電視信號(hào)，一根傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)。而一根并排結(jié)構(gòu)蝶形引入光纜就可以滿足該要求，且只需要進(jìn)行一次施工，節(jié)約了施工的人工成本。

該結(jié)構(gòu)光纜由兩根光纜組合而成，抗拉性能更好，使用跨距更長(zhǎng)。圖4所示為并排結(jié)構(gòu)蝶形引入光纜和并排自承式蝶形引入光纜的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4 并排結(jié)構(gòu)蝶形引入光纜和并排自承式蝶形引入光纜示意圖

(6) 全介質(zhì)蝶形引入光纜

有時(shí)候，普通自承式蝶形引入光纜架空使用，需要與電力電纜一起施工，但當(dāng)普通自承式蝶形引入光纜護(hù)套破皮時(shí)就會(huì)有導(dǎo)電的風(fēng)險(xiǎn)。而全介質(zhì)自承式蝶形引入光纜(即蝶形引入光纜的增強(qiáng)件和加強(qiáng)件均采用非金屬材質(zhì))不導(dǎo)電，即使出現(xiàn)護(hù)套破皮的情況也不會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)電的問(wèn)題。

該光纜不抗彎折，使用跨距較小，使用時(shí)需配合金具安裝使用。圖5所示為全介質(zhì)蝶形引入光纜金具安裝示意圖。

圖5 全介質(zhì)蝶形引入光纜金具安裝示意圖

(7) 鎧甲蝶形引入光纜

在一些環(huán)境較差的地方，老鼠大量出沒(méi)，容易對(duì)FTTH光纜造成不同程度的破壞，給用戶和后期維護(hù)造成了極大的困擾。

因此需要采用一種方式來(lái)解決老鼠對(duì)FTTH光纜的破壞。由于FTTH光纜需要接入用戶家中，對(duì)光纜的環(huán)保性提出了一定的要求，傳統(tǒng)的化學(xué)防鼠護(hù)套光纜顯然不能滿足該要求。FTTH光纜需要具有良好的抗拉、抗壓和彎曲特性，而螺旋鎧甲蝶形引入光纜融合了蝶形引入光纜抗拉、抗壓的特性和螺旋鎧甲的彎曲性能，能夠完全解決該場(chǎng)景下FTTH光纜存在的問(wèn)題。圖6所示為鎧甲蝶形引入光纜示意圖。

圖6 鎧甲蝶形引入光纜示意圖

鎧甲蝶形引入光纜由于有螺旋鎧甲的保護(hù)，在抗壓特性方面較普通蝶形引入光纜要好，能滿足3 000 N以上的壓扁力，最重要的是，該光纜具有良好的防鼠性能。

螺旋鎧甲抗破壞的強(qiáng)度遠(yuǎn)大于常規(guī)老鼠的最大咬力值50 N,對(duì)鎧管內(nèi)的緊套光纖具有良好的保護(hù)作用。將普通蝶形引入光纜和鎧甲蝶形引入光纜分別放入鼠籠中觀察14天，圖7所示為防鼠對(duì)照試驗(yàn)結(jié)果。

圖7 蝶形引入光纜防鼠試驗(yàn)對(duì)比

2.2 新型蝶形引入光纜材料

(1) 涂膠鋼絲

涂膠鋼絲即在鋼絲的表面涂覆一層樹(shù)脂，來(lái)保證鋼絲加強(qiáng)件或增強(qiáng)件與護(hù)套之間的粘附力，使用涂膠鋼絲的蝶形引入光纜，護(hù)套與鋼絲是融為一體的，在抗拉性能和彎曲性能方面會(huì)更好。

(2) BFRP

BFRP為以玄武巖纖維無(wú)捻粗紗作為增強(qiáng)材料，以樹(shù)脂為基體材料復(fù)合而成的圓形桿狀材料。該材料與GFRP的性能基本一致，可以完全替代GFRP。

(3) FFRP

FFRP是以玻璃纖維紗、玄武巖纖維紗、芳綸紗或其他合適的非金屬纖維紗作為增強(qiáng)材料，以熱塑性樹(shù)脂為基體材料高溫復(fù)合而成，柔軟性好，彎折后力學(xué)性能下降不明顯，因而使用FFRP加強(qiáng)件的蝶形引入光纜在施工過(guò)程中不易因折斷損傷光纖。FFRP材料及其他非金屬加強(qiáng)件材料性能對(duì)比如表3所示。

表3 蝶形引入光纜不同非金屬材料加強(qiáng)件材料性能對(duì)比

2.3 煙密度測(cè)試方法的更新

由于GB/T 17651.2-1998中對(duì)于扁平纜的煙密度測(cè)試沒(méi)有明確規(guī)定，故對(duì)于蝶形引入光纜這種扁平式結(jié)構(gòu)光纜煙密度的測(cè)試，各檢測(cè)機(jī)構(gòu)都按照自己對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)的理解來(lái)進(jìn)行，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果差異很大。隨著IEC 61034-2：2013標(biāo)準(zhǔn)的更新發(fā)布，其中對(duì)于扁平式結(jié)構(gòu)電纜或光纜的煙密度測(cè)試有了明確的規(guī)定，蝶形引入光纜煙密度的測(cè)試方法才進(jìn)一步明晰。

YD/T 1997.1標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)，參照IEC 61034-2：2013標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)蝶形引入光纜煙密度測(cè)試的根數(shù)及捆扎方式進(jìn)行了相應(yīng)規(guī)定。以2.0 mm×5.0 mm為例，GB/T 17651.2-1998與IEC 61034-2：2013對(duì)比情況如表4所示。

表4 國(guó)標(biāo)與IEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測(cè)試蝶形引入光纜煙密度方法對(duì)比

3 結(jié)束語(yǔ)

自2005年國(guó)內(nèi)FTTH商用開(kāi)始，F(xiàn)TTH的發(fā)展已經(jīng)過(guò)去了16年，行業(yè)也得到了很大的發(fā)展，各種光纜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品層出不窮。蝶形引入光纜產(chǎn)品作為FTTH中的主導(dǎo)產(chǎn)品，同期也經(jīng)歷了一些演變和發(fā)展，YD/T 1997.1標(biāo)準(zhǔn)的修訂，統(tǒng)一了這些新光纜產(chǎn)品型號(hào)的命名及相應(yīng)的產(chǎn)品性能要求，對(duì)新一代蝶形引入光纜的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和檢測(cè)具有規(guī)范和指導(dǎo)作用。同時(shí)對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)中的一些性能要求進(jìn)行了更新，對(duì)于規(guī)范行業(yè)的發(fā)展，助力我國(guó)FTTH向FTTR的升級(jí)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化家庭建設(shè)起到了進(jìn)一步的促進(jìn)作用。