摘要：光纤到户规模建设已经拉开序幕，网络部署的重点由引导期和试点期的PON设备关注逐步转移到ODN上来，ODN作为FTTH接入的物理承载体，在FTTH建设及演进过程中至关重要。FTTH接入网的打造是一项关联网规、网建、网运、网维的系统工程，重中之重的ODN在大规模建设推进过程中，对于光纤、光缆、光配线、光器件提出很多新的研究课题和应用需求。本文着重总结分析当前乃至未来FTTH接入网建设中的难题，对创新性的解决途径、技术、方法进行了深入剖析。
关键词：密集阵列光纤连接器及光配架 无跳接光配纤 新型低摩擦蝶形缆 可重复可修复可维护的光纤快速连接器
一、FTTH密集阵列光纤连接器及ODAF的需求与发展
规模庞大的FTTH带来大密度光纤接入，大容量的光纤接续和端接将使节点不堪重负。尽管在光配线产品上ODN厂家设计出各种各样的光纤熔配架产品来提升光纤熔接和配线的容量，但未来这一传统的做法仍不能满足ODC（光配线中心）的演进扩展。1万PON端口（覆盖32万FTTH接入）的光配中心节点为例：一个光适配器的重量约10g左右，仅适配器重量就达100kg以上；以常规SC/FC光适配器端口形式的ODF（传统光纤配线架）、MODF（光总配架）还是OADF（光组合架）按照720芯/台的容量计算至少需要14台，14台1000芯配置的ODF的总重不低于2100kg，ODC占地面积至少需要60平方米（考虑维护空间）。因此，通过计算可以看出采用传统的光纤连接器方式无论采用何种外观形式的光纤熔配功能载体（各类模块或外观设计）都将带来（承重、空间）一系列问题。
高密度光纤连接要解决的问题是以最小的单个体积实现最大光纤连接器密度，来解决和适应高度和大容量光纤接入通信系统的中高密度和高效率的互联布线的需要，密集阵列光纤连接器将是大型ODC机房连接的发展方向。
图1 12芯密集阵列光纤连接器示意
密集阵列光纤连接器同样采用适配器（图2所示）插拔锁定连接方式进行连接，同样可实现跳接、维护测试、优化调整的灵活性与便利性。
图2 密集阵列光纤连接适配器示意
该连接器由注塑成形的专用套筒、保护套管、热缩管、扁状带缆组成；在标准尺寸的套筒和标准光纤节距的条件下，采用将单维光纤阵列改为2维（2D）阵列的方式可以获得容量达60芯的密集度（图3所示）。
图3 密集光纤阵列2维排列示意
保护套管（图4所示）起到的作用如下：连接器接插时由于连接器内弹簧的弹回将产生的多余长度，而紧套结构光纤带光缆在光纤带与护套之间没有间隙；在连接器组件中采用保护管，当从光缆端头上去除护套之后，把光纤带套入保护套管中，连接器弹回所产生的光纤带的余长将被保护套管吸收，避免极度弯曲损耗的产生，同时为避免光缆弯曲时的压扁，保护套管设计成扁状并在保护管中埋入两根抗拉件，与扁状带缆相同。
图4 密集阵列光纤连接器保护套管示意
扁状带缆（图5所示）护套采用LSZH，这种材料满足水平及垂直级护套料的规范，护套紧密地涂覆在单维或多维叠堆的光纤带四周，其中两根0.4mm的FRP起到抗拉及限制收缩功能。在光纤带叠堆上面的两个凹口可方便的撕开护套取出光纤带而不损伤光纤带。
图5 24芯扁状带缆
密集阵列光纤连接器通过MPO连接器多年积累与发展，规模制造与使用成为可能。标准单芯SC适配器宽（21.5~22.5mm）高（9.2~9.4mm），8芯/12芯/24芯兼容的密集阵列光纤连接器适配器宽（25mm）高（9.95mm），因此标准卡槽建议以10个为单位，形成单模块80芯、120芯或240芯光配模块，模块宽度与传统一体化盘实现一致；熔接采用12芯带状热缩套管进行。以12芯密集阵列光纤连接器为例可实现比传统FC/SC连接器高10倍的连接容量，密集阵列光纤连接器将最终在密集阵列光纤配线架ODAF（Optical Dense Array on Frame）上得到全面体现。
对于设备侧端口，PON设备OLT的光电分离，光端口采取密集化阵列处理，这样设备可以做到更加小型化，集成式的光端口模块和光电处理插拔模块将是未来大型OLT机房的发展方向，最终FTTH的ODC机房可实现最大化节约，对ODC链路管理与运维方式都将带来革命性的影响。若OLT仍然采用传统方式，则密集阵列光纤连接器可将光纤带分散扇出仍然采用SC/LC接口则不会对设备侧带来任何影响。
采用12芯密集阵列光纤连接模块光配架与传统光纤连接器光配架对比图6所示，相同立方（长×宽×高）承载架体下的比较。
图6 密集阵列光纤连接与传统光纤连接光配架对比
重新评估1万PON端口，覆盖32万FTTH接入时ODC仅需1/0.72=1.4台ODAF,承重仅为200kg，占地面积仅为6平方，相比采用传统ODF承重要求降低95.23%，占地减少90%，600根12芯密集阵列光纤连接器比整理敷设7200根单芯光纤连接器工作量要减少91.7%，可见ODAF密集阵列光纤架对未来FTTH规模接入ODC光配纤中心所能产生的深远影响。
二、无跳接光配纤的优与劣及其应用发展
无跳接OCC（光缆交接箱）和ODB（光缆配线分光箱）的出现的驱动因素可以归纳为如下几点：
1、早期追求PON接入距离或者是覆盖范围的影响下如何减少ODN链路损耗成为一个重要的研究课题，在光收发指标、光纤衰减指标、光器件指标无法进一步提升的情况下，只能在光配节点的连接上下功夫，寻找突破，因此在连接方式，只能从减少尾纤、跳线、适配器使用上进行考虑。
2、在FTTX建设引导期和小规模建设早期，分光放置于OCC是当时形成的讨论和应用总结共识，但传统OCC的结构布局在放置分光模块的同时，带来的是牺牲主干或配缆的熔配容量。因此，相同箱体空间情况下，只能从主干成端、分光端口、配缆成端三个功能区选择一个区域采取不成端方式尽可能的释放空间，这样才能保持箱体熔配容量。
3、基于如上考虑，创新型的无跳接OCC如图7所示。无跳接OCC初期原型采取配缆不成端采取配线熔接尾纤暂存理论，将箱体中间位置最大化的释放给分光模块安装；优化的无跳接OCC将配缆的熔纤和暂存进行了清晰的左右分区，并对主干成端到分光输入的连接器加装了管理装置，且调整了分光区排布和容量搭配使分光区与配缆容量完美一致，整体布局更趋于合理。减少跳线和适配器的使用，ODN损耗得以减小，ODN造价得以减少。
图7 无跳接OCC结构示意
4、随着FTTH建设发现楼宇内传统左右布局的小型箱体在安插分光功能后，其走线及功能分区变得很凌乱。熔纤与分光折叠排列的上下正反分区布局改变这一问题的主要因素其实要归功于光纤快速连接器的出现和成熟使用。FTTX建设初期传统型分光箱体与当前FTTH用ODB的对比如下（表1所示）。可以看出，插片式无跳接ODB采用与无跳接OCC相同尺寸的分光模块及插槽，为未来分光下移可以分光模块的通用性做好了规划。入户的蝶形光缆采用光纤快速连接器直接端接连接至分光模块端口，与主干分歧熔纤形成上下分区隔离，形成走线清晰、体积小巧、功能分区的合理布局。
表1 传统ODB与无跳接ODB对比
无跳接理念优势突出，但劣势和短板也是在所难免的，截止目前无跳接OCC没有明晰的使用范畴指导，客户对于OCC的一些应用误区形成了以无跳接OCC为主传统型OCC为辅的现状。但当前各种理念的无跳接OCC均存在如下短板：
1、无跳接OCC的应用场所与传统OCC的区分没有被重视。随着FTTH建设的推进，其实目前无跳接OCC的功能性或者说定位已经由原来的环网、级联节点转变为服务于特定区域和范围的符合功能的以点辐射应用就是说现在很多应用都已经将OCC看做是一个小局部功能复合型箱体，而非传统意义上的光缆交接箱。
2、无跳接OCC现有结构不利于分光下移后改造，主干成端容量与配缆熔接容量匹配度很低，需要对分光区域改造通用性、配缆熔储区域改造通用性、主干可扩区域做进一步的设计更改及深入考虑；虽然由于插片分光模块的通用性带来一些下移时优势，但这种需求因素并不充分，这种下移会逐步减少直至消失。
3、无跳接OCC现有结构在主干冗余暂存、主干直通、后续分光比提升后形成主干节余与分光和配缆形成相匹配方面考虑还有所欠缺。
4、无跳接ODB无法适应扩容或分光提升时灵活组合，包括分光组合时小分光比的增加安装或分光比提升时安装空间的需求。
5、在入户蝶形光缆为多芯时，插片式无跳接ODB变得毫无优势可言。
当前无跳接产品中插片式分光模块和主缆/配缆尾纤熔接暂存是最关键的因素，围绕新型分光模块外观构造新型的无跳接产品成为创新趋势，目前看来在规模建设FTTH下，由于分光模块下移造成的影响已经不存在（意味着没有那么多的插片式分光模块要从OCC下移到楼宇ODB内时）楼宇内分光箱体ODB可采用新型的分光模块做一些创新尝试，比如采取半尾纤式的插片是分光模块（分光输入或输出不成端，如图8），不成端分光模块的考虑在于小空间实现大分光，这样结构的分光模块室内可灵活通用，且在高层住宅同层多户（4-8户）部署多芯蝶形光缆时的分光节点直接熔接非常合理（此时在楼层内终端盒内多芯进行分逐芯端接）。
图8 半尾纤插片式分光模块
三、新型低摩擦蝶形缆及其集束缆
随着光纤接入深度的推进，FTTH接入施工（见图9）的难度越来越大。特别是对于那些旧区管内混线及入户复杂路径下布放时，面 对复杂的现场，问题显而易见，即便是使用牵引绳细弱的蝶形缆可比不上其抗拉度，断裂也成为可能；接入施工难度增加、网络运行故障隐患增加、网络部署效率也大打折扣。
图9 FTTX接入施工
用于楼宇室内引入户蝶形光缆现状及针对上述情况需求的分析如图10：
图10 用于楼宇室内引入户蝶形光缆现状
1、新型蝶形光缆外形结构考虑，见图11：
图11 新型蝶形光缆外形结构图
新型蝶形光缆具有如下特征：
·2.0~2.1×2.0~2.1mm圆形结构，带撕裂槽，易开剥；
·已有低摩擦光缆工艺上通过改形得到更低摩擦系数；
·圆形结构增加了全方位随意转向灵活性，便于施工；
·新结构提升空间利用率，相同管径下增加可布放数量，如图12所示，新型低摩擦蝶形光缆与现有低摩擦光缆在管道利用率上的对比，可以看出他同样的线管，可以容纳更多根数的新型低摩擦光缆。
图12 新型低摩擦蝶形光缆同管径敷设效果对比
2、新型蝶形集束缆结构考虑，见图13：
图13 新型蝶形集束缆结构图
新型蝶形集束缆与当前蝶形集束缆、室内分支光缆的比较，见图14：
图14 新型蝶形集束缆与当前蝶形集束缆、室内分支光缆的比较图
新型圆型低摩擦蝶形光缆及其集束缆可以为当前FTTH建设提供新的解决方案，有效提升网络部署的灵活性和可靠性。
四、可重复可修复可维护的光纤快速连接器
FTTH接续与成端技术（主要是指FTTH最后一根入户蝶形光缆两端的接续与成端）可以归纳总结为如下四个大类，其中蝶形“皮线”光缆尾纤、现场热熔性快速接头、光纤快速连接器成为目前技术趋势，但蝶形皮线尾纤和现场热熔性的快速接头都属于基于前期光纤快速连接器和冷接续子的状况而出现的阶段性产品或特性化产品，而非解决和推进FTTH高效部署的关键技术。
图15 FTTH接续与成端技术
1、 蝶形“皮线”光缆尾纤，见图16。
图16 蝶形“皮线”光缆尾纤
蝶形皮线尾纤驱动初衷为：皮线光缆的成端是必要的、光纤快速连接器价格昂贵、对快速连接器年限的担忧。
蝶形皮线尾纤制作方式得益于干式结构的非预埋光纤快速连接器原理加上通过工厂级的端面研磨，解决了对回波损耗的担忧、需要订长加工，包装、运输不规范、由于安装现场长度的不可控，线缆安装美观度降低、不满足全场景安装需求，属于个性化需求。
2、热熔型现场快速接头，见图17。
图17 热熔型现场快速接头
热熔型现场快速接头驱动：热熔接损耗更低、无匹配纤膏忧虑、无回波损耗忧虑；但是该产品实际并无太大应用驱动：
·制作方式同传统光纤熔接机熔接没有太大区别，通常熔接机采用小型化样式；
·比传统热熔接改进的地方在于夹具的变化，熔接原理没有发生根本性的变化；
·现场热熔接头原理采用预埋纤快速连接器概念，实则和普通尾纤接头无区别；
·采用热熔没有从根本上解决现场快接最初提出的目标，技术在本质上非同类；
·热熔操作简单，但成本昂贵，现场操作的时间并不快，且需要专业操作培训；
3、 光纤快速连接器
光纤快速连接器的关键技术点在于光纤端面的V槽对接和压接原理，根据各自特点目前市场各类光纤快速连接器的关键技术原来为如图18的6大类：
图18 光纤快速连接器的关键技术
前5类虽然实现了重复开启，但目前均不能实现快速连接器的可修复、可维护特征。对于光纤匹配膏的填充加注，只有在结构上实现，才能从根本上解决目前业内对光纤快速连接器使用年限的担忧。只有包裹式V槽设计原理的光纤快速连接器（图19所示），从设计构思上解决了V槽开启加注的功能，从而使光纤快速连接器实现可重复可修复可维护特征。
图19 可重复可修复可维护的最新一代光纤快速连接器产品
光纤快速连接器只有做到“三可”功能，才能将光纤快速连接器在网络部署前期，网络部署中期及后续维护高枕无忧，从而成为真正推动FTTH高效建设的必要利器。
五、FTTH接入最后15米的接与结
FTTH接入最后15米的部署是复杂的，现实部署需根据各种不同场景分别做出规划和解决方案。其接入端接及连接，可以总结为5种方式：
1、 ONU终端箱安装于楼层覆盖2-4户（光缆无法入户门口端接），见图20。
图20 ONU终端箱安装于楼层覆盖2-4户
2、光缆门头盒安装于楼层覆盖2-4户（2-4芯光缆在楼层端接，单芯蝶形光缆入户）如图21。
图21 光缆门头盒安装于楼层覆盖2-4户
3、光纤面板安装于墙面（要求光纤活动连接器跳线具有良好的弯曲、踩压、插拔性能）如图22。
图22 光纤面板安装于墙面
4、光纤面板安装于桌台（要求光纤活动连接器具有良好的弯曲、收容、插拔性能），如图23。
图23 光纤面板安装于桌台
5、 家居多媒体箱安装于居民室内（此时注重入户蝶形光缆的直接端接特性，并注重入户光缆的盘留），见图24。
图24 家居多媒体箱安装于居民室内
六、结束语
本文论述了目前FTTH接入ODN产品与技术的最新趋势与动向，对各类关键技术和产品结合具体场景的网络部署给出了其解决方案的思路和创新观点，以期可以为我国FTTH建设起到些许可鉴之处。
