光纤现场速磨成端技术—FTTH皮线光缆接续新方案
近年来,随着光纤到户(FTTH)的日益普及,在FTTH的现场施工过程中,许多原先不太显眼的技术问题逐渐演变成FTTH大规模发展的制肘和障碍,尤其在被称为光纤入户最后一公里的皮线光缆接续领域更是如此。
1.FTTH光缆接续的现状
光缆接续通常分为机械式接续和熔接机热熔接续两种方式。热熔接续熔接损耗小,一次成型,但设备价格昂贵,对操作环境要求较高。虽然近年来熔接机的价格不断下降,但进口熔接机仍要2万多,国产熔接机便宜也要1.5万元左右。在FTTH建设场景中,靠近用户端的光缆接续具有接续点分散、芯数小、数量大、施工条件恶劣等特点,当用户数量快速增加时,热熔接续的缺陷就更加明显,难以满足用户短时间内开通服务的要求。
机械式光纤接续又称为光纤冷接,它不需要光纤熔接设备,通过简单的压接工具,利用机械连接技术实现单芯或多芯光纤的成端接续。冷接成端具有便捷、高效、施工成本低等优点,尤其适合于在楼道高处、狭小空间、照明不足、现场取电不方便等场合进行施工。
目前冷接技术已基本取代了传统热熔在用户侧和楼道内的使用,但实际应用过程中存在的问题仍然不少,大多数业内专家公认的问题和原因包括:1、劣质切割刀的广泛使用,造成现场光纤切割表面的质量缺陷。2、预置光纤连接器的先天不足,即无法全方位确认接续质量。3、连接器厂家多以抄袭为主,对冷接续产品的认识只停留在表面,没有一套切实可行的质量保障体系等等。
2.光纤冷接的类型与比较
光纤冷接成端按照所使用的现场组装活动连接器插头是否预置光纤可分为预埋式冷接和非预埋(直通)式冷接,两种连接器性能各有优劣,对比如下:
(1)预埋型
预埋式连接器一般由一段研磨好端面的光纤、V型槽、匹配液等部分组成,接续点设置在连接器内部,现场施工时需要对用户光缆的光纤端面进行切割,再通过内置对准机构将入户光缆的光纤与预埋光纤在铝合金器件内部实现机械接续,连接器现场组装的过程中无需注胶、研磨。
优点:连接器插头端面可以保证是符合行业标准的研磨端面,可以满足端面几何尺寸如顶点偏移、光纤凹陷与凸出、曲率半径等要求,现场操作简单。
缺点:匹配液容易流失、变质,影响使用寿命,V型槽压紧处可能发生变化,后期维护麻烦、成本较高。
(2)非预置(直通式)
非预置光纤连接器接续点在连接器表面,陶瓷芯完全贯通,不需要在V型槽进行光纤对接,不需要匹配液,只需将切割好的裸纤插入陶瓷芯,用紧固装置加固即可。
优点:内部无接续点和匹配液,不会由于匹配液的流失而影响使用寿命,也不存在因使用时间过长导致匹配液变质等问题。检测和维护简单,成本低廉。
缺点:插头端面未经研磨,几何尺寸无法满足行业标准的要求,损耗大,参数稳定性差。
通过以上分析比较表明,直通型现场组装光纤连接器稳定性稍差的根本原因并非其产品设计的不合理,而是在于现场操作缺少了对光纤端面的研磨环节。
一般而言,符合行业标准的连接器,端面必须经过粗磨、精磨和抛光的研磨工艺。预埋型现场连接器由于其光纤端面经过预研磨和检验,可以较好地与其他标准的连接器耦合,且性能稳定;而直通型现场连接器因为现场施工时光纤端面不经过研磨,且无法进行现场检验,必然导致连接器耦合的效果会差一些。
针对这种情况,河南华创通信设备有限公司经过多年深入调研、精心研发,推出了专门用于FTTH皮线光缆冷接成端的便携式现场快速研磨设备——HY-70光纤速磨成端器,为FTTH皮线光缆接续增添了一种可供借鉴的新思路、新方法,值得业界参考、推广。
3.光纤现场速磨成端技术应用
FTTH皮线光纤接续需要的是高质量、初期投入小、便携、可靠、易于操作、施工效率高的产品,随着各种非预埋(直通)式现场组装光纤连接器产品的日渐丰富和成熟,目前非预置冷接成端接续因其易操作、成本低已逐渐取代热熔和预埋式冷接,成为FTTH光纤接续的主流技术。
目前市面上普通的光纤研磨机主要用来生产光纤跳线、尾纤、预埋短插芯等,大都比较笨重,携带不方便,通常中间还需要多次更换砂纸才能实现最终研磨效果,花费时间较长,要想使用传统研磨技术在综合布线施工现场或新建大楼的光纤末端制作成端几乎是不可能的;而现场快速研磨设备——光纤速磨成端器的出现,为高质量的冷接成端接续提供了可靠的技术保证。HY-70光纤成端器体积很小,方便携带,重量只有2kg左右,仅相当于普通研磨机的十分之一不到,同时具有三个研磨盘,中间无需更换砂纸即可一次完成光纤端面的粗磨、精磨、抛光,可以轻松实现入户皮线光缆单芯制作,制作一个光端仅需大约2分钟,非常适合于FTTH光纤成端接续现场操作。
另外,HY-70光纤成端机采用了配套的直通式专用连接器,在很大程度上解决了普通光纤快速连接器存在的种种缺陷。首先,普通光纤连接器是依靠塑料夹持来实现简单的机械式对接,光纤端面极易出现松动变形,损耗大,抗拉力小,返修率高,而成端器专用连接器则是通过固化胶把光纤固定在陶瓷插芯内部,稳定性与抗拉力均大大提高;其次,由于光纤直接穿过成端器专用连接器,唯一的断面经过现场研磨成端,内部没有接续点,也无需匹配液,衰耗减小,只要当时接续足够好,后期维护的必要性相对较小,即使当时没有接续好,还可通过放大镜或故障定位仪检测、判断是接续的问题还是端面遭到污染的问题,由于内部无接续点,插芯端面遇到灰尘、受潮、进水时,可进行表面清洗,故障易于处理,有效降低了运营商后期维护的压力和成本。
HY-70速磨成端器的操作流程非常简单,即学即会:首先用专业剥线钳将皮线尾纤剥成裸纤,涂上固化胶后穿过直通式的光纤快速连接器,再使用固化灯快速固化,让光纤与陶瓷插芯紧密结合,然后用专用切割笔切除多余的光纤,将连接器插入成端器相应接口,对连接器光纤端面进行粗磨、精磨、抛光,整个过程只需2分钟左右,就能制作出一个平整、光滑、通透的光纤端面。
4.成本及技术参数对比
根据仪器损耗情况与直接耗材费用成本,传统的热熔技术、预置冷接技术与应用HY-70光纤成端器的速磨技术,完成10万户安装所需费用,对比如下:
A.热熔技术
总额=(仪器损耗费用+耗材)×100000×2=(0.28+6.1)×100000×2=1276000(元)
(损耗费用为:电极600元/对/5000芯、切割刀刀片1200元/片/10000芯、切割刀压垫400元/套/10000芯;耗材为6元/芯的热熔尾纤和0.1元/个的热缩管)
B.冷接技术
总额=(仪器损耗费用+耗材)×100000×2=(0.16+11)×100000×2=2232000(元)
(损耗费用为:切割刀刀片1200元/片/10000芯、切割刀压垫400元/套/10000芯;耗材为11元/个的光纤冷接子)
C.HY-70速磨技术
总额=(仪器损耗费用+耗材)×100000×2=(0.12313+4.5)×100000×2=924626(元)
(损耗费用为:固化剂30元/10000芯、砂纸1.8元/套/15芯、擦拭布0.078元/600芯;耗材为4.5元/个的光纤成端子)
5.试用验证及推广
该产品已通过工业和信息化部邮电工业产品质量监督检验中心在曲率半径、定点偏移、光纤凹陷与凸出、插入损耗、回波损耗、抗拉力等方面的各项检验,并获得了6项实用新型专利授权和2项发明专利。通过河南电信、河南联通及河南铁通等多家运营企业的现场装机和测试,各项网络测试数值完全符合要求,性能稳定,抗拉力强,其操作的简便高效也得到了FTTH一线装维人员的欢迎和好评。
综上所述,光纤现场速磨成端技术为FTTH皮线光缆接续领域提供了崭新的思路和快捷高效的解决方案,不仅降低了运营商FTTH的施工及维护成本,同时还能减少损耗,使非预置冷接的施工质量得到进一步提升。如果能得到大面积推广应用,将会促进我国FTTH光纤入户工程的迅速普及,对提高通信接入网的质量和电信用户的满意度也将起到积极的推动作用。