摘要：本文結(jié)合《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中“實(shí)施寬帶中國工程”、“加快推進(jìn)寬帶光纖接入網(wǎng)絡(luò)建設(shè)”政策的推進(jìn)和住建部強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)GB 50846-2012《住宅區(qū)和住宅建筑內(nèi)光纖到戶通信設(shè)施工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的實(shí)施，就氣吹微型光纜技術(shù)在相關(guān)工程中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：氣吹  微型光纜  工程應(yīng)用

一、引言

隨著國家“實(shí)施寬帶中國工程”、“加快推進(jìn)寬帶光纖接入網(wǎng)絡(luò)建設(shè)”政策的推進(jìn)和住建部強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)GB 50846-2012《住宅區(qū)和住宅建筑內(nèi)光纖到戶通信設(shè)施工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的實(shí)施，為提升寬帶接入能力，滿足構(gòu)建下一代信息基礎(chǔ)設(shè)施的迫切需要，各通信建設(shè)單位從自身生產(chǎn)和發(fā)展需要出發(fā)，均加大了對通信工程的建設(shè)力度。

本文通過對氣吹微型光纜系統(tǒng)技術(shù)的介紹及在相關(guān)行業(yè)的應(yīng)用，對通信工程建設(shè)模式的多樣性和適用性問題，與行業(yè)內(nèi)同仁共同探討。

二、氣吹微纜系統(tǒng)技術(shù)組成

氣吹微纜系統(tǒng)技術(shù)包括三個(gè)部分：硅芯管技術(shù)、微纜技術(shù)和氣吹技術(shù)。氣吹微纜的管道分布如圖1和圖2所示。

圖1 微管微纜

圖2 管道分布示意圖

1、硅芯管技術(shù)

硅芯管一般使用高密度聚乙烯（HDPE）材料＋硅芯材料制成，制造時(shí)硅膠被同步擠壓進(jìn)高密度聚乙烯管道內(nèi)壁，形成固體的永久性固體潤滑硅芯層，可使硅芯管內(nèi)壁摩擦系數(shù)≤0.15，比一般塑料管的摩擦系數(shù)小60%-70%，進(jìn)一步降低了摩擦系數(shù)。該潤滑層與高密度聚乙烯管具有相同的物理和機(jī)械特性，即使重物壓迫下也不變形，在制造工藝等方面具有較高的技術(shù)含量。硅芯管在整個(gè)制造長度上要保持橫截面積的一致性，管子的內(nèi)外壁不能有針孔、裂紋、補(bǔ)丁、模具留痕或其它缺陷存在。管子的外壁不得有潤滑劑或其它污漬。

氣吹微纜中的硅芯管通常由母管和微管組成，母管用來導(dǎo)入和保護(hù)內(nèi)含微纜的微管，微管用來導(dǎo)入微纜。母管一般使用規(guī)格為40/33mm的硅芯管，微管一般使用規(guī)格為10/8mm微管，微管常用規(guī)格參數(shù)表1、結(jié)構(gòu)如圖3所示。

表1  微管常用規(guī)格參數(shù)

圖3 導(dǎo)流槽內(nèi)壁微管示意圖

為了進(jìn)一步提高硅芯管管道的通信容量，根據(jù)工程需要會(huì)選用微管束或集束管技術(shù)。

（1）微管束由一定數(shù)量的微管集合在一起形成。采用氣吹方式將一定數(shù)量和組合的微管敷設(shè)入已有的母管中，微管可以一次安裝在已有的外保護(hù)管內(nèi)，但不能填滿整個(gè)外保護(hù)管，占空比應(yīng)不大于60%。氣吹形成的微管束分歧更靈活，同時(shí)可有效提高通信容量、增強(qiáng)微管抗沖擊能力。微管束施工示意圖如圖4所示。

圖4 微管束施工示意圖

（2）集束管類似于蜂窩管，在工廠內(nèi)通過專用生產(chǎn)設(shè)備將微管束和外護(hù)套結(jié)合而成，由一定數(shù)量、各種尺寸的微管集合在一起形成微管的組合，采用HDPE硅芯管或其他材料的管道作為微管的載體，并對微管提供保護(hù)，稱其為集束管。集束管通常的最大管數(shù)為24根組合，采用集束管技術(shù)增加管道的密度高，提高了管道利用率。集束管常用規(guī)格參數(shù)表2、結(jié)構(gòu)如圖5所示。

表2   集束管常用規(guī)格參數(shù)

圖5 集束管示意圖

2、微纜技術(shù)

微型光纜是氣吹微纜系統(tǒng)技術(shù)關(guān)鍵的組成部分，必須保證至少30年的設(shè)計(jì)使用壽命。微型光纜在施工和使用過程中處于室外環(huán)境中，所以微型光纜必須能抵抗外部環(huán)境的不利影響。微纜采用多種不同的護(hù)層材料，滿足不同的使用環(huán)境。微纜經(jīng)過拉伸、壓扁、沖擊、反復(fù)彎曲、扭轉(zhuǎn)、卷繞、磨損等機(jī)械性能試驗(yàn)和衰減溫度特性、滴流特性、護(hù)套完整性、阻燃特性等環(huán)境性能的測試后，其性能應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

目前在工程中應(yīng)用的微纜主要有小型化的氣吹光纖單元和微型光纜。

（1）氣吹光纖單元采用特殊材料作為護(hù)套的二次被覆緊包光纖束，將光纖外表涂覆具有緩沖功能的內(nèi)涂層，再外加一層為光纖束外表面提供了極低的摩擦力的高分子聚合物護(hù)套，光纖外涂覆層和高分子聚合物護(hù)套對光纖具有保護(hù)和緩沖作用，具有重量輕，外徑小的特點(diǎn)，其優(yōu)越的抗彎性能使光纖單元具備良好的氣吹性能。氣吹光纖單元典型結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 典型氣吹光纖單元結(jié)構(gòu)圖

（2）用于氣吹應(yīng)用的微型光纜直徑較普通光纜小很多，纜徑通常為4～6.5mm，根據(jù)工程實(shí)際需要光纖芯數(shù)一般為12芯到96芯，光纖套管材料分為全介質(zhì)和不銹鋼管，分層絞式結(jié)構(gòu)與中心管式結(jié)構(gòu)，典型微纜結(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖7 典型微纜結(jié)構(gòu)圖

3、微管敷設(shè)技術(shù)

微管（集束管）的敷設(shè)，通常采用直埋、氣吹微管、人工牽引微管、樓宇內(nèi)槽架（橋架）敷設(shè)等幾種方式。

（1）直埋方式如同進(jìn)行普通光纜施工一樣，將微管（集束管）進(jìn)行直埋施工。敷設(shè)完畢后，集束管必須密封直至使用。選擇需氣吹的微管，根據(jù)光路的情況，用微管專用密封接頭予以接連，如圖8所示。

圖8 微管密封接頭連接圖

（2）氣吹微管也許是更為經(jīng)濟(jì)的一種方式。將2-5根不同尺寸的微管通過一定規(guī)律的組合，使用微管氣吹機(jī)直接敷設(shè)入尺寸40或50的硅管內(nèi)，如圖9所示。

圖9  氣吹微管施工圖

（3）人工牽引微管。利用桶條做牽引，可牽引3-5根微管以達(dá)到擴(kuò)容的目的，適用于PVC和PE等無法用于氣吹施工的管道，如圖10所示。

人工牽引微管可結(jié)合雨(污)水管內(nèi)進(jìn)行光纜敷設(shè)，將PE子管或硅芯管采用特殊方式固定在管道上壁，在母管內(nèi)布放微管，再在微管內(nèi)吹入微纜。

圖10  人工牽引微管施工圖

4、氣吹技術(shù)

光纜氣吹敷設(shè)是采用高壓氣流吹送的方式將光纜吹放到預(yù)先埋設(shè)的硅芯管中。吹纜機(jī)將高壓、高速的空氣流吹入硅芯管，高壓氣流推動(dòng)氣封活塞，在連接在光纜端部的氣封活塞之間對光纜形成一個(gè)可設(shè)定的均勻的拉力，與此同時(shí)，吹纜機(jī)液壓履帶輸送機(jī)構(gòu)夾持著光纜向前輸送形成一個(gè)輸送力，拉力與輸送力的組合，使穿入的光纜隨高速氣流一道以懸浮狀態(tài)在管道內(nèi)快速穿行。光纜氣吹施工敷設(shè)如圖11所示。

圖11  氣吹微纜施工敷設(shè)示意圖

氣吹微纜技術(shù)（即母管＋微管＋微纜敷設(shè)技術(shù)）是光纜氣吹敷設(shè)的一個(gè)延伸，是光纜氣吹布放的新技術(shù)，該技術(shù)先將微管吹進(jìn)已敷設(shè)的母管中，然后根據(jù)客戶不同時(shí)期的需求，分別將不同類型的微纜吹進(jìn)這些微管中。 

三、氣吹微纜技術(shù)特點(diǎn)

1、建設(shè)彈性網(wǎng)路，節(jié)約初期投資

氣吹微纜技術(shù)利用微管和微纜進(jìn)行彈性的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，提高光纖組裝密度，節(jié)省管道資源，方便控制合理的初期投資成本。

微纜可根據(jù)需要吹入或吹出，在初期只需先將所需芯數(shù)的微纜布放到一些微管中，以后按需求分期擴(kuò)容將微纜分批吹入已建母管的微管中，這樣就保證光纖數(shù)量可隨業(yè)務(wù)量的增長而增長，節(jié)省了初期投放，避免了大量光纖閑置；同時(shí)也便于今后增加新品種的光纖，在技術(shù)上保持領(lǐng)先，不斷適應(yīng)市場需要。

2、施工便利，技術(shù)可靠性高

微纜采用吹氣法敷設(shè)時(shí)，由氣吹機(jī)把空壓機(jī)產(chǎn)生的高壓氣流和微型光纜一起送入管道，讓高壓氣體充滿整個(gè)硅芯管空間，上下起伏，由于管壁內(nèi)層固體硅膠極低的摩擦系數(shù)而大大減小纜線前進(jìn)時(shí)的摩擦力，通過硅芯管內(nèi)高壓氣體的流動(dòng)，在光纜的表面形成一種拖拽力，帶動(dòng)微纜在管道中高速前進(jìn)，其形象的比喻就如同湍流的河水中飄浮著一根木頭順流而下。因此，光纜是被氣流推動(dòng)著前進(jìn)，而不是被牽引力拉著前進(jìn)。因?yàn)楣饫|頂端不受力或受力很小，所以與傳統(tǒng)牽引敷纜相反，光纜基本沒有應(yīng)力，這樣也就使得微纜不會(huì)受到任何機(jī)械損傷。敷纜完畢后，微纜自由、松弛地停在微管底部，可使光纜免受短期和長期的張力影響，有助于延長微纜使用壽命。整個(gè)施工過程安全、快捷、方便，是目前整體效果較好的敷纜方法。

3、使用范圍廣，維護(hù)升級方便

氣吹微纜技術(shù)適合直埋、管道、架空、樓宇等各種條件下的施工應(yīng)用。由于管道的柔韌性較好，可自由彎曲起伏，并有效的抵抗地基沉降對管和纜造成的損傷，可在更廣泛的范圍使用，尤其在復(fù)雜地形條件下，更節(jié)約空間，如樓內(nèi)線井、橋梁、穿越公路、鐵路、河流等。

氣吹施工受外界氣候及管道人井內(nèi)條件等干憂更小，氣吹速度快，一次性氣吹距離長，大大縮短施工周期，光纜線路單位長度大，可保證在1000m井距內(nèi)無接口，無進(jìn)水之憂，后續(xù)施工簡便。

每根芯管為一個(gè)獨(dú)立單元 ，互不影響，維修方便，既適用于新建網(wǎng)絡(luò)也可用于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)改造。使用中微管可任意切斷并連接，方便施工，具有更多的靈活性。可以根據(jù)業(yè)務(wù)需要隨時(shí)增加光纜分歧，采用Y型連接器減少光纜的接頭，有利于提高光纖的傳輸性能，也便于今后增加新品種的光纖，在技術(shù)上保持領(lǐng)先，不斷適應(yīng)市場需要。

整個(gè)系統(tǒng)為全密封，防水性能好，且有外管、鋁箔、芯管三層護(hù)套，增強(qiáng)對光纜的機(jī)械防護(hù)。同時(shí)鋁箔有屏蔽作用，光纜通過硅芯管的保護(hù)處于非陽光長期曝曬條件下運(yùn)行，可有效提高使用壽命。

四、氣吹微纜技術(shù)工程應(yīng)用

氣吹微纜技術(shù)在市區(qū)骨干網(wǎng)、接入網(wǎng)、FTTH工程建設(shè)以及石油管道通信線路等工程中得到良好的應(yīng)用實(shí)踐驗(yàn)證。

1、氣吹微纜技術(shù)在市區(qū)骨干網(wǎng)通信建設(shè)中的應(yīng)用

市區(qū)骨干網(wǎng)建設(shè)中普遍存在管道資源緊缺的難題，采用氣吹微纜技術(shù)，可以有效的解決城市管道資源緊張的局面，避免了重新建設(shè)管道所需要的大量投入。為此，寧夏銀川移動(dòng)公司是國內(nèi)最早采用微管微纜技術(shù)的運(yùn)營商之一，早在2006年底的時(shí)候，寧夏銀川移動(dòng)即已經(jīng)在骨干網(wǎng)和接入網(wǎng)中投入了約300公里的微纜用于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)。

在骨干網(wǎng)的構(gòu)建采用了72芯全介質(zhì)非金屬微纜。在Φ28mm普通硅芯管中以人工牽引的方式引入5根Φ10/8mm微管，將普通硅芯管擴(kuò)容為5孔管道，每孔氣吹72芯的微纜，采用此種方式使管道最大芯數(shù)達(dá)到360芯，并可根據(jù)需要逐步利用和升級。相比傳統(tǒng)管道，此種方式更經(jīng)濟(jì)和靈活，有效節(jié)約管道資源、提升管道利用效率。市區(qū)骨干網(wǎng)管道微纜施工現(xiàn)場見圖12。

圖12  市區(qū)骨干網(wǎng)管道微纜施工現(xiàn)場

2、氣吹微纜技術(shù)在FTTH工程的應(yīng)用

2010年9月，江蘇省揚(yáng)州市電信在某小區(qū)FTTH建設(shè)中，采用氣吹光纖技術(shù)，將光纖單元從樓道終端箱逐一吹送至公寓樓的30戶住戶的信息箱內(nèi)，并采用冷接式快速接頭實(shí)現(xiàn)光纖到戶。

根據(jù)光纖路由設(shè)計(jì)方案，在小區(qū)地下通信管道、樓宇電信間、配線管網(wǎng)通道到入戶家居配線箱之間的弱電管道中敷設(shè)Φ10/8mm微管，并在相應(yīng)節(jié)點(diǎn)采用專用分支盒進(jìn)行分支連接，如圖13、14、15。

采用光纖氣吹機(jī)，將光纖單元吹入微管管道，如圖16所示。

圖13  微管分支連接

圖14  樓宇及電信間內(nèi)槽架敷設(shè)微管

圖15  弱電管道微管敷設(shè)

 圖16   氣吹光纖施工

3、氣吹微纜技術(shù)在石油管道通信工程的應(yīng)用

2005年，中石化經(jīng)過不斷論證和試驗(yàn)，并結(jié)合國外的經(jīng)驗(yàn)，首次在中石化長嶺—儀征的石油管道工程中，采用同溝敷設(shè)方式，沿輸油管道敷設(shè)硅芯管，應(yīng)用微管微纜氣吹技術(shù)進(jìn)行光纜通信線路工程施工，全長約1000公里。

工程建設(shè)中與輸油管道同溝敷設(shè)1根Φ40/33mm的硅芯管，再在硅芯管中氣吹2根Φ10/8mm的微管，然后在其中1根微管中氣吹1根4.6mm的24芯全介質(zhì)非金屬光纜，余下1根微管作為以后光纖升級之用。

此次工程的成功使之成為世界上最長的一條利用微管微纜技術(shù)打造的通信線路。

目前利用輸油管道同溝敷設(shè)微管微纜氣吹技術(shù)已成為中石油、中石化通信建設(shè)的一種固有模式，先后在西氣東輸、中緬輸油管道等工程的通信線路建設(shè)中采用此種技術(shù)。

五、結(jié)束語

氣吹微型光纜技術(shù)以其特殊的光纜結(jié)構(gòu)型式及施工工藝，技術(shù)上解決了管道資源緊缺、光通信系統(tǒng)擴(kuò)容等問題，實(shí)現(xiàn)“一管多纜”的夢想。

隨著國家住建部強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)GB 50846-2012《住宅區(qū)和住宅建筑內(nèi)光纖到戶通信設(shè)施工程設(shè)計(jì)規(guī)范》的實(shí)施，尤其在標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條款“1.0.7新建住宅區(qū)和住宅建筑內(nèi)的地下通信管道、配線管網(wǎng)、電信間、設(shè)備間等通信設(shè)施，必須與住宅區(qū)及住宅建筑同步建設(shè)”的明確要求，結(jié)合氣吹微型光纜技術(shù)特點(diǎn)，可在住宅區(qū)和住宅建筑設(shè)計(jì)階段即考慮選用微管微纜技術(shù)方案，依托氣吹微纜技術(shù)所具備的高品質(zhì)和高可靠性的優(yōu)點(diǎn)，如何為FTTH建設(shè)一張既經(jīng)濟(jì)又高質(zhì)量的有彈性的網(wǎng)絡(luò)，值得行業(yè)討論參考。