全光纤到桌面无源光局域网微管微缆布线技术要点及示范工程介绍.docx

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1、无源光局域网(PO1PaSSiVeOptica11AN)是一种基于PON技术的新型局域网组网方式，其继承了PON网络的无源传输距离长、大带宽、高可靠性、易管理、易部署的技术优势，相比于以接入、汇聚、核心等多级交换为特性的传统局域网，其扁平化的网络结构更适合南北数据量大、低延时、云服务等现代网络的特点。自2013年国际上首次提出PO1的理念起,PO1就在许多超大项目上得以成功应用，迪拜哈利法酒店就是第一座采用PO1技术建设信息网络的标志性建筑。我国自2017年也开启了PO1相关标准和工程应用的研究，由中国勘察设计协会组织编写的无源光局域网工程技术标准(T/CECA20002-2009)已于201

2、9年8月1日开始正式实施。2019年10月，在中国电子节能技术协会、中国勘察设计协会支持和指导下，华为、诺基亚贝尔等多家公司作为发起单位，成立了绿色全光网络技术联盟(C)NA),不仅成功发布了F5G全光园区技术应用白皮书汹智慧医院F5G全光网应用产业白皮书等技术成果，还推广完成了数百个代表性工程2-4。在国际上，欧洲电信标准协会(ETS1)将PO1相关技术定义为第五代固定通信网络(F5G),并在2023年2月正式成立F5G工作组,加速光纤到户及光联万物工程的进程。在流行的PO1网络结构中，核心交换机和O1T放置于核心机房中，一般采用两级分光或者一级分光。采用一级分光时，无源分光器放置于楼层弱电

3、间中；采用两级分光时，上级分光设置于核心机房，下级分光设置于楼层弱电间内。ONU的设置位置尽可能靠近用户终端的位置，以48口的多端口ONU为常见,从C)NU到各种用户终端采用以太网铜缆网线，网线长度通常为510mo/全光纤到桌面Po111全光纤到桌面Po1方案的技术特点近年来,在PO1技术大规模推广应用的过程中，某些建筑体量较大、末端带宽需求高、网络物理隔离要求严且网络需集中灵活管理的园区或大型建筑,越来越青睐一种被称为全光纤到桌面Po1的Po1方案。与常规PO1方案不同，其具有以下特点。(1)采用一级分光，且分管器集中设置在核心机房，可以方便地通过在核心机房调配分光器的配置来灵活地改变每个现

4、场ONU的带宽；(2)从核心机房到分出的干线光缆有芯数小、数量多的特点，能满足最严格的各网络系统物理隔离的要求；(3)终端ONU采用1数据口或者1数据+1语音的双口，外形和接入方式与传统的86墙壁式面板一致，能很好地兼容用户的使用习惯。全光纤到桌面PO1,常规Pe)1、传统交换机组网，这三种局域网的构架的比较如图1所示。镇心机房pt修心交犊机传统交换机组网常规PO1组网光纤到桌面PO1组网图1三种常见的局域网构架的比较1.2 全光纤到桌面PO1方案需解决的布线困难图1可看出，相比于常规的PO1方案，全光纤到桌面Pe)1方案如果能在园区及超大建筑项目顺利实施，必须安全、经济、方便地解决光纤布线的

5、以下新问题：干线光缆数量多，传统管孔方案的管孔数量有限，受一孔一缆施工要求的限制滩以满足大数量管廊布线的需求；(2)终端布线环境狭小，传统的线槽和穿管方案受安装环境限制，施工不便、施工人工费高；(3)光纤到桌面后,传统的末段布线穿管暗敷方式限制了光纤路由灵活性的发挥,很难满足使用场所根据后期工作需求灵活增设光纤的需求。因此,全光纤到桌面PO1方案需要在传统的布线方式之外,采用更为合适的布线方式才能保障其顺利推广。1.3 课题立项背景基于以上需求，笔者所在单位协同相关公司于2023年申报立项了武汉市城建局全光纤局域网工程建设技术导则编制研究课题(以下简称导则),对解决微管微缆布线方式解决全光纤到

6、桌面PO1方案的实用性和标准化进行研究。本课题组经过1年多的调研，以及几个样板工程的实践,积累了一些全光纤到桌面PO1方案应用微管微缆布线技术的经验,本文将对其技术要点做总结介绍。2微管微缆布线方式2.1 微管微缆布线技术的起源最初的城域光缆布线由于管道资源昂贵，光缆芯数按终期容量配置一次布线到位，但后期发现存在一次性投资过大、光缆芯数空闲且完好率低的问题。而且，随着技术的进步，原来大量预留的光纤的电气特性满足不了新技术传输指标的要求，造成了原先施工预留的大量光纤报废。这也证明，布线管道虽然可以一次建设到位，但光缆一次布放到位并不是一个好的施工方案。基于这样的市场需求,气吹光缆施工技术应运而生

7、。气吹光缆技术起源于欧洲，以往欧洲的城域网大多采用直埋光缆方式，一条干线一条干线地重复建设，待管道技术方案出现后，则通过预埋空管后逐级拉线来实现光缆升级。而气吹光缆施工技术，则是先敷设光缆的母管管束，然后根据客户不同时期的需求分别将不同类型的光缆吹进这些微管中，以有效地解决运营商一次性投资成本高、管道资源紧缺等问题。作为一项已经成熟的技术，气吹光缆技术自1998年起开始正式商用，迄今为止已经有超过三十多年的历史，在欧洲、美洲的长途网以及城市接入网工程中都有大规模应用，国外建成的最长线路为美国圣地亚哥625km的长途干线。2002年,气吹光缆技术一经引入，即受到我国通信、石化、铁路、公路行业的青

8、睐，广泛应用于骨干网、城域网、接入网、专业通信网中。2005年，中石化长岭仪征的石油管道工程中，采用同沟敷设方式，沿输油管道同沟在1根33的母管中气吹2根8的微管，一孔预留做以后升级，另一孔微管中全程气吹1根24芯的微缆,满足前期整个项目所有通信的需要，全长约IOookm,建成时为当时世界最长的气吹微缆线路，大大降低投资成本的同时保障了良好的使用效果。通过这次成功的尝试，利用输油管道同沟敷设微管微缆气吹技术已成为中石油、中石化通信建设的一种固有模式，已在西气东输、中缅输油管道等诸多超大工程的通信线路得以成功应用，经受了各种气候条件和使用工况的考验9。2.2 微管微缆布线技术相比于传统城域网气吹

9、光缆技术的改进传统的气吹钢缆施工方式针对的是最小内径33mm的布管,这种管路即使对小芯数的光缆，也只能一条管孔吹送一条，浪费管廊资源，而且普通光缆长距离施工需依靠逐个人(手)孔井倒盘拉线实现，施工难度大、专业性要求较高，不适合园区和建筑的民用场景。微管微缆技术是起源于气吹光缆技术的一项微光缆气吹布放新技术，星气吹光缆方式适应园区网多根小芯数光缆布线等特定使用场景的改进型应用，其改进包括以下几个方面:(1)用最小内径为3.5mm的微管束和微管代替城域网的最小内径为33mm的导管束和导管,大量节约了管束和桥架的空间资源；(2)发明了Y芯管路可以解决园区和建筑内光纤链路复杂路由的需求；(3)用最少芯

10、数为2芯微光缆代替城域网的大芯数光缆,满足了直接配线到末段小型光纤配线盘、ONU等设备的需求；(4)气吹机也针对微管和微缆相应的口径材料做了相应改进，一次气吹可达2km,满足了园区或建筑最大路由的需求。3微管微缆的设计要点3.1微缆的设计选型微缆是一种专用于气吹微管微缆系统的光缆，承担从干线到用户的微缆网络系统的光信号传输任务。微缆由G657光纤及填充件按一定排列固化到光敏树脂后再挤出一层特殊的低摩擦护套形成，具有弯曲不敏感特性,可以不借助工区弯曲，相比于G652光纤,具有更小的弯曲半径，其最小弯曲半径分别为10mm(G657A1).7.5mm(G657A2).5mm(G657B3)0而典型的

11、六类电缆,其标准弯曲半径则应大于50mmo市场上常见的有高性能气吹光纤束、中心管式气吹微缆、松套层绞式气吹微缆、小型化气吹微型光缆等类型,都可用于全光纤到桌面的PO1系统的气吹施工。其气吹距离有0.8km、1km、1.2km、2km0设计网络路由时,应注意核对气吹距离，留有裕量,最好不超过标准值的80%工程上的微缆宜采用低烟无卤阻燃型,燃烧性能不低于B1级，国内大厂各种类型的微缆都有相应的产品满足此要求。微缆的芯数由设计决定，以全光纤到桌面PO1项目中常用小芯数微缆代表中心管式气吹微缆，以及大芯数微缆为代表的松套层绞式气吹微缆为例，其主要规格参数见表12。中心管式气吹微缆典型规格参数表表1产品

12、规格/芯数24681224光缆外径/m2.32.6光缆重量/(kgkm)4.56最小适用用管mm3.5松套层绞式气吹微缆典型规格参数表表2产品规格/芯数12/24/3624/48/7296144192288432576光境外占Zmm4.55.46.17.98.811.411.413.4光缆Jfi!(kkm)162636525280105140最小适用微管内粒Zmm6881010121416典型气吹距岗Am!.2从表12可以看出，应用于末端布线时,气吹微缆比铜缆更有综合优势；应用于干线布线时,气吹微缆比传统光缆更能节省布线通道，也具有综合优势。3.2微管及微管束的设计选型微管又称为硅芯管，弹性适

13、中，具有较高的强度但又可不使用特殊工具进行弯曲。其以弹性高密度聚乙烯（HDPE）为主要原料,采用塑料同步挤出工艺制作，制造时硅胶被同步挤压进高密度聚乙烯管道内壁，形成固体的永久性固体润滑硅芯层。气吹微管为两层结构，其内壁为永久固体润滑层（硅芯层），可使管内壁摩擦系数低于0.100.15,比一般塑料管的摩擦系数减少60%70%及以上。微管具有防水自洁的特性,通过在微缆气吹前吹扫可快速清洗内部污物，方便微缆气吹敷设。其内壁有平滑内壁或带级向导流槽的内壁两种形式,都非常适合微缆气吹施工。多个微管及其保护外套则组成微管束。工程上的微管及微管束应采用低烟无卤阻燃型,燃烧性能不低于B1级，国内大厂各种类型

14、的微管及微管束都有相应的产品满足此要求。微管和微管束的孔径选用由敷设的光缆外径决定，常用的微管和微管束主要规格参数见表34。产品境格5/3.57/3.57/5.58/6KVS12/812/1014/1014/1216/14外径Zmtn5.07.07.08.010.012.012.014.014.016.0最小内径mm3.43.45.45.97.97.99.99.99.913.9最小壁厚Zmm0.651.650.650.90.91.90.91.90.90.9常用微管束结构/规格表表4产品规格2x5/3.54x5/3.57121O714101253.519x5/3.524x7/3.5外径Zmm12

15、124242282742最小内径mm2孔3.44孔3.47孔9.97孔9.9I23.519孔3.424孔3.4最小壁厚mm1.01.03.03.04.01.01.04微管及微管束的敷设微管及微管束的敷设方式既可采用气吹施工,也兼容传统的施工方式。4.1 微管及微管束与传统施工方式的兼容与差异4.1.1 兼容微管及微管束可以完全兼容直埋、线槽等传统的施工方式，此时微缆微管等同于B1级阻燃PVC管和线缆。根据现行规范的限制，微管和微管束在吊顶内敷设时需要另穿金属导管或金属线槽来敷设；其他场所微管及微管束在需要附加保护时也可穿其他材质的母管施工。当母管为传统的金属管、非金属管时,都可采用传统的人工拉线牵引穿管施工方案,在一根母管内牵引35根微管或微管束以达到管路扩容的目的。4.1.2 差异