浅析蝶形引入光缆的技术进展

一、前言
    随着我国FTTx的建设发展进入稳步上升期，蝶形光缆的应用也从试用阶段转入规模应用阶段。不同的应用需求促进了蝶形引入光缆技术也有了新的发展。本文结合2010年国际线缆会议（IWCS会议）论文集上披露的信息，对蝶形引入光缆的技术发展进行了分析和总结。总体来看，近两年蝶形引入光缆具有了一些新的技术特点。

二、国内蝶形光缆的技术进展
    在FTTx特别是FTTH网络建设中，作为最后一段将用户接入网络的重要线路产品——蝶形光缆的应用也从试用阶段转入规模应用阶段。有关蝶形引入光缆的通信行业标准YD/T 1997于2010年1月1日实施，已运行一年有余^[1]。在这一年多工程应用实践中，蝶形缆的技术特点更加得到明确：
    1、弯曲不敏感光纤成为主流光纤品种
    记得我们当初在编制标准YD/T 1997时，考虑的主流光纤还是以B1.3为主，兼顾B1.1应用，潜在应用的光纤为B6类。因此在该标准中推荐的光纤品种有三类：B1.1、B1.3和B6。但随着蝶形光缆工程应用经验的积累，加上ITU-T G.657建议的最新修订版将B6类光纤分类更加明确（见表1所示），使得B6a2（即G.657A2）光纤成为蝶形引入缆产品中的主流光纤品种。

表1  G.657光纤分类

    2、阻燃材料更倾向于低烟无卤材料
    蝶形引入光缆作为光纤到户（楼）的主要产品，阻燃性能是要求一定要具有的。为保证阻燃性能达到要求，通常在产品的护套材料选择上通常会选择低烟无卤阻燃聚烯烃、聚氯乙烯和阻燃聚乙烯等材料。在YD/T 1997标准中也推荐使用了这三种护套材料，如“低烟无卤阻燃聚烯烃护套材料宜符合YD/T 1113规定。对于聚氯乙烯护套光缆，护套材料宜符合GB/T 8815中HR-70型“70℃柔软护套级软聚氯乙烯塑料”的规定；对于聚乙烯护套光缆，护套材料宜符合GB/T 15065的规定”^[1]。
    随着人们环保意识和安全意识的不断提高加强，人们的视线更关注到了光缆遇火燃烧后的释放物对人身健康安全的影响，因此上述三种阻燃护套材料中，低烟无卤阻燃聚烯烃更受到欢迎。在今后几年的蝶形缆应用中，低烟无卤阻燃护套可能会成为最主要的护套材料。这一点在2011年中国电信的光缆集采招标要求中得到具体体现^[2]。
    3、具有足够的柔韧性
    蝶形光缆的结构设计在很大程度上可以保证光纤的弯曲特性得以保留。也就是说对蝶形引入光缆而言，它的静态弯曲半径几乎可以达到光纤最小弯曲半径的水平，这是其它结构光缆无法媲美的。由于光纤到达楼内或户内的施工过程中，环境较复杂，蝶形引入光缆的良好弯曲特性往往受到严峻的挑战，经过这两年的规模性应用，发现以G-FRP为加强材料的蝶形引入光缆有时不能完全能够适应复杂环境下的安装要求，在较小的弯曲半径下G-FRP容易发生弯折，从而使得整个光缆受到损害。为解决这个问题，以芳纶纤维为基材的K-FRP成为G-FRP的替代元件（见图1所示）。KFRP做为蝶形光缆的主加强件后，光缆的柔韧性得到较大提高。但是，也要注意光缆的刚性同时也有一定的下降。

图1  以KFRP为加强件的蝶形光缆示意图

三、国外蝶形光缆的技术进展
    蝶形光缆在国外应用最具有代表性的国家是日本。日本的蝶形光缆多以架空方式引入到用户家庭。为节省施工成本，提高施工效率，并保证光缆的长期使用可靠性，以日本为代表的国外蝶形光缆出现了一下新的技术：
    1、低摩擦系数光缆
    FTTH网络开发需要在现有的多住户单元内构建室内光缆。然而，一些现有的多住户单元（MDU）没有敷设光缆用的管道单元，昂贵的建设成本又导致难以增加新的管道线路，因而不得不利用现有的金属电话电缆管道来实现附加的光纤安装。为此，日本藤仓株式会社的科研人员研发出小尺寸低摩擦室内光缆^[3]。该缆在常规蝶形缆的基础上缩小了尺寸（见图2所示）^[4]，同时具有低摩擦系数，适合牵引式安装，在装满现有电缆的管道里不需要使用任何牵引棒,所使用的牵引力可比常规光缆减小20倍，其对比情况见图2所示^[3]。

图2  小尺寸蝶形缆结构示意图

图3  常规缆与小尺寸低摩擦缆的牵引安装力和拉出力

2、防生物侵害光缆
    从2010年IWCS会议论文集中，有关蝶形光缆的文章多数都是有关如何防知了侵害的。知了侵害室外架空蝶形光缆的情况多发生在日本西部^[5][6]。架空蝶形光缆受到知了破坏主要是因为知了的产卵器对光缆护套的破坏（如图4所示），若知了产卵器刺入护套的部位位于蝶形缆的分离口处，则有可能直接损害了光纤。 2007年为防止知了的损害，NTT曾开发了一种带“保护墙”自承式蝶形光缆（如图5所示），“保护墙”平行位于光纤两侧，可有效保护光纤免受知了损害^[5]。也许由于这种光缆的经济性还有些问题，去年NTT又将“保护墙”去除，恢复常规结构，着手在护套材料的硬度上开始想办法。

图4  知了对蝶形缆的损害

图5  带保护墙的自承式蝶形光缆

    从发表在IWCS会议论文集的文章看，不论NTT还是其它光缆厂，对付知了的主要手段还是在增加光缆的护套材料硬度上进行研究攻关，并都取得了一定成效。新材料的硬度……从测试结果看，增加硬度后的光缆主要性能都能通过标准测试，达到产品规范要求。在外形尺寸和结构特征上都与常规蝶形光缆保持了很好的一致性。

四、结束语
    随着我国FTTx的建设的快速发展，应用在FTTx网络最后一段的蝶形光缆也出现了很多新技术特点，与此同时，以日本为代表的国外研究人员，对蝶形光缆又进行了改进和防生物优化。了解这些新的技术发展，对开发适用于我国市场特点的新型引入光缆都具有很积极的意义。