光電電纜敷設(shè)新技術(shù)淺談

        通信發(fā)展對網(wǎng)絡(luò)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(shè)，而地理環(huán)境的構(gòu)造是千變?nèi)f化的，于是眾多光電纜敷設(shè)新技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生 (例如時下在國內(nèi)一些工程中已經(jīng)使用的氣吹安裝技術(shù)就是其中之一)。同時，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的加速和新興敷設(shè)技術(shù)所帶來的益處，又反過來要求光電纜要進(jìn)行技術(shù)革新以適應(yīng)更多的安裝新技術(shù)，兩者相互促進(jìn)共同提高。目前革新光電纜敷設(shè)技術(shù)這一課題已經(jīng)成為研究熱點，事實上國際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化組織(ITU-T)也已對此進(jìn)行了專題

　　新技術(shù)的優(yōu)點顯而易見我們都能看出，新的敷設(shè)技術(shù)是對傳統(tǒng)挖掘技術(shù)的延伸。傳統(tǒng)挖掘技術(shù)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(fù)原有路面，花費昂貴，例如古城市的中心。

　　而光電纜敷設(shè)新技術(shù)相對于挖掘技術(shù)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(nèi)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(chǎn)生的破壞；其次，節(jié)約時間。新技術(shù)設(shè)計和施工時間較短，當(dāng)進(jìn)行入網(wǎng)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(shè)新技術(shù)無噪音、塵土，減少對交通的影響，減少對路面和地下設(shè)施的破壞。

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

　　氣吹安裝系統(tǒng)技術(shù)成熟

　　氣送光纖單元的概念早在上世紀(jì)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(jīng)改進(jìn)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(yīng)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(gòu)成一個微型導(dǎo)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(jīng)有國際標(biāo)準(zhǔn)對氣吹光纜進(jìn)行規(guī)范。

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

　　水流安裝技術(shù)性能穩(wěn)定

　　原理：水流安裝技術(shù)是利用水流和纜護(hù)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(chǎn)生分布式的縱向拉力，使得光纜以設(shè)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(shù)，安裝距離可達(dá)到4km，它的實際安裝距離則取決于管道和光纜的尺寸、機(jī)械、物理特性及線路特點和所用機(jī)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(jī)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(shè)過程中須保持圓形，內(nèi)徑大約為光纜外徑的兩倍。在鋪管過程中，管道的內(nèi)徑必須保證，并應(yīng)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(jìn)管道(其直徑約為管道內(nèi)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(yuǎn)，但重量與距離之間并非線性關(guān)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(chǎn)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(yīng)盡量小，這取決于光纜被覆材料和管道材料的選擇。適當(dāng)?shù)厥褂脻櫥瑒┛梢匀〉酶训男Ч?，尤其是在彎曲處?/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(yuǎn)。將光纜推入管道中的高速水流通常是由一個壓縮機(jī)產(chǎn)生的，壓縮機(jī)的最大壓力一般應(yīng)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(jìn)行接續(xù)。此外安裝前需沿光纜的安裝方向檢查管道內(nèi)部，排除可能的障礙物，例如水、塵土、石子等。如果存在，應(yīng)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(jìn)管道中，可以用水流將海綿推進(jìn)管道中，以使?jié)櫥瑒┩磕ň鶆?。必要時也可在光纜引入時補(bǔ)充潤滑劑。當(dāng)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(jīng)布放，建議剩余未布放的光纜應(yīng)盤成8字形，或收進(jìn)一個卷取裝置中。

　　水流安裝技術(shù)的諸多優(yōu)點：整個光纜全長分散受力。通常，水流安裝技術(shù)所產(chǎn)生的拉力比起傳統(tǒng)拖拽技術(shù)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(shù)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(yīng)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(shù)相比，水流安裝技術(shù)有兩個優(yōu)點，一是所要求的水壓通常比氣吹技術(shù)所要求的氣壓要低，因此可以用于設(shè)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(shè)技術(shù)正迅猛發(fā)展，其不僅是對敷設(shè)技術(shù)本身，而且是對光電纜結(jié)構(gòu)的革新。未來的管網(wǎng)和線纜在結(jié)構(gòu)和性能要求上可能大別于傳統(tǒng)模式。目前某些技術(shù)在國外已經(jīng)大量使用，呼吁國內(nèi)同行盡快掌握這些技術(shù)的核心內(nèi)容。