光纜旁路作業預制光纜實用化關鍵技術研究與應用

譚金龍 高 強 周瑾瑜 周 婧

1.深圳市特發信息光電技術有限公司；2深圳供電局有限公司

0 引言

光纜擔負著配電房數據傳輸和交互的重要任務，其可靠性和穩定性對電網的安全運行有著顯著影響，一旦出現問題，會造成重大的經濟效益損失和社會效益損失。

目前解決配網光纖通信故障事件（如光纜發生火災、鼠咬、踩踏或人為損壞）時，光纜外破占比高，應急搶修周期太長，導致通道可用率指標不受控，無法有效支撐智能配電網業務快速實用化。針對這些問題，提出光纜旁路作業用預制光纜技術，其具有免熔接、即插即用、耐壓、防鼠、防火等特點，極大地提高了通信故障地點應急搶修施工效率，并能長時間正常使用，給后續的維護工作提供了寶貴的時間，減少了損失。

本文首先對光纜旁路作業用預制光纜進行介紹，其次提出安裝和施工方案。

1 光纜旁路作業用預制光纜

預制光纜，也叫預制成端光纜連接器，是一種在光纜兩端事先預制好快速接續端頭的一種光纜連接技術，主要用于機柜之間的連接；與配電房常用的室內尾纜相比，預制光纜具備室外光纜的高防護性，通過采用新型多芯連接器，或在分支處安裝分支器、套管等分支保護技術，牢固保護預制分支，使之具備在室外長距離、復雜環境、惡劣條件下的施工可靠性與安全性。

光纜旁路作業用預制光纜是通過工廠化預制，在光纜兩端預先與連接器進行連接、檢測，實現了現場光纜敷設的即插即用，光纜旁路作業用預制光纜，其關鍵節點為光纜和連接器。

光纜（見圖1）采用超薄不銹鋼帶，結合激光無縫焊接技術，將超薄不銹鋼帶通過特定的漸進拉拔成型裝置形成微型鋼管，同時將光纖和油膏置入鋼管內，由此組成基本的不銹鋼管松套光單元。以此不銹鋼管松套光單元為基礎，絞合不銹鋼絲作為鎧裝層，外敷PE、PA或LSZH等材料作為護套，光纜由此制成，具備如下性能：（1）尺寸小，重量輕，機械性能好，能承受較強側壓力及大拉力。（2）防水、防潮、防鼠咬，無銹蝕。（3）使用溫度范圍廣，耐低寒、高溫，常規工作溫度為-60～+120 ℃。（4）耐火性能極佳，光纜可在火中（800 ℃）保持2 h以上正常通信。

圖1 光纜結構

光纜旁路作業用預制光纜包括插頭組件和插座組件兩部分（見圖2），通過插頭和插座對插實現連接。插頭組件主要由插頭、室外光纜和其他輔助材料組成，插頭通過附件和室外光纜組合在一起，適應戶內外敷設芯數主要為4、8、12、24，可根據實際需求定制；插座組件主要由插座、室內光纜、單芯活動連接器和其他輔助材料組成，主要用于柜內、艙內的設備互連或同插頭光纜組件配接。常用的連接頭為LC、ST、SC和FC，可根據實際需求定制。

圖2 插頭組件和插座組件

插頭和插座采用金屬材料制成，具有防潮、防塵、機械性能強等特點。插頭和插座內置MPO（Multi-fiber Push On）光纖連接器，MPO光纖連接器是一種高集成、多芯、多通道的插拔式連接器，由防塵帽、外框套、PIN、襯套、彈簧、止動環、銅件和尾護套組成，具有芯數多、體積小、傳輸速率高等優點。

2 光纜旁路作業用預制光纜的安裝和施工方案

2.1 傳統光纜安裝和施工存在的問題

傳統光纜在解決配網光纖通信故障事件時，光纜很容易受到外力破壞，導致通道可用率指標不受控，應急搶修周期太長，無法有效支撐智能配電網業務快速實用化。另外，施工中光纖連接主要采用傳統人工熔接的連接方式。這種方式存在以下問題：（1）工作量大、隱患大。熔接工作需使用熔接機等設備，由專業的熔接工程師操作，且全部在現場完成，工作量很大。光纖非常脆弱，通過熔接、適配器連接的接點較多，會導致隱患的增加。（2）容易導致光纖斷裂。在機柜內通常會有少許光纖裸露，如保護不當，很容易與外界接觸，甚至斷裂，引發通信事故。（3）施工質量和工期無法保證。不科學的光纜連接和敷設方式會影響光纖的傳輸性能和使用壽命。光纜反復熔接也會導致工程施工進度緩慢。

2.2 光纜旁路作業用預制光纜的安裝和施工方案

光纜旁路作業用預制光纜實現了現場光纜敷設的即插即用，具有免熔接、即插即用、耐壓、防鼠、防火等特點，極大降低了光纖被破壞的可能性，無需經常維修或更換。產品主要性能參數如下：（1）插入損耗為4、8芯，≤0.6 dB；12、24芯，≤0.8 dB。（2）室外環境溫度范圍在-60～+120 ℃。（3）多芯連接器機械性能為拉力720 N。（4）插拔次數≥500次。（5）室外光纜耐火、防水、防潮、防鼠咬、無銹蝕。（6）室外光纜尺寸小、重量輕、機械性能好，能承受較強側壓力及大拉力。

2.2.1 安裝板支撐固定方案

在原有安裝方法中，插座組件和插頭組件對接，直接懸掛在空中或用扎帶捆綁在柜子兩側，造成了信號傳輸的不穩定，影響了光纖的傳輸性能和使用壽命。據此，設計開發出安裝板支撐固定預制端頭，為實現預制光纜連接功能，插座組件端的尾纜連接頭端口直接與設備上的端口對插，實現預制光纜性能的最大化發揮。安裝板支撐固定方案如圖3所示。

圖3 安裝板支撐固定方案

2.2.2 免熔接光纖配線箱固定方案

免熔接光纖配線箱（以下簡稱“免熔接箱”）代替安裝板，其研發借鑒了傳統人工熔接方案中使用的ODF單元箱。預制光纜敷設完成后，首先將插頭組件與免熔接箱內在工廠已安裝完成的插座組件直接對插，其次將免熔接箱適配器端口經跳線插接引出，與設備端口對接，即實現了通信連接。可見，這種安裝方式更簡捷，運行維護更方便，實現了多芯光纖“進”轉單芯光纖“出”，包括前進前出、后進后出、前進后出等多種結構。免熔接箱具有可拆卸式前面板，可根據用戶需求直接更換，以適用于LC、ST、SC、FC等連接頭。免熔接光纖配線箱固定方案如圖4所示。

免熔接箱的應用特點：（1）采用標準19英寸機箱，有1 U、2 U等高度，結構牢固簡單，裝配具有一致性和互換性，緊固件無松動。（2）箱體采用高強度冷軋板制造，表面噴塑處理，防腐蝕性能好，安全性能高。（3）可替代傳統的ODF單元箱，支持2、4、6光纜進口，支持4～48芯光纜對接，可定制其他芯數的光纜對接。

2.2.3 光纜旁路作業用預制光纜的簡易施工方案

光纜旁路作業用預制光纜的插頭組件盤繞在光纜繞線盤上，長度可以預先定制500 m、1 000 m或其他長度。當配網光纖通信故障事件（如光纜發生火災、鼠咬、踩踏或人為損壞）時，首先將光纜繞線盤放在A通信設備的一端，將主盤的纜通過繞線盤放纜到B通信設備，其次將副盤的纜放到A通信設備，然后將兩個插座組件分別與A、B通信設備上的插頭組件對插，最后將兩個插座組件上的連接器接到通信設備，即可完成通信。

3 結束語

光纜旁路作業用預制光纜，在解決配網光纖通信故障事件時，可以實現長距離的型號傳輸。采用特制的光纜，使其具有抗壓、防鼠、防水、耐火等特點。在光纜兩端預先制成插頭和插座組件，實現即插即用，極大地提高了通信故障地點應急搶修施工效率，并能長時間正常使用。對接的插頭組件和插座組件采用了螺紋鎖緊機構，保證了連接可靠性。產品還具有結構簡單、可徒手安裝、盲配連接、安全可靠、安裝耗時少、占空間小、使用壽命長等優點。