室外光纜的設(shè)計依據(jù)

　　松套管、帶狀光纜和微型松套管光纜都是外部設(shè)備光纖布線的選項

　　Derek Whitehurst，康寧

　　自20世紀(jì)70年代中期光纜發(fā)展以來，制造、材料和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)方面的不斷創(chuàng)新推動了包括松套管、帶狀光纜和微型松套管光纜在內(nèi)的室外光纜的設(shè)計和性能。

　　20世紀(jì)70年代開啟光纖革命的光纜是松套管結(jié)構(gòu)，它通過將所有部件封閉在相當(dāng)堅固的保護(hù)套管或保護(hù)管內(nèi)，使光纖與安裝應(yīng)變隔開。這種設(shè)計至今仍廣泛應(yīng)用于全球惡劣的室外環(huán)境中。

　　20世紀(jì)90年代出現(xiàn)了帶狀光纜設(shè)計。這種光纜允許更多的光纖數(shù)，并且通過采用多路熔接節(jié)省了時間和成本，以加快網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)和提高項目營業(yè)額。

　　21世紀(jì)初，微型松套管光纜首先在歐洲得到開發(fā)，作為在擁擠管道環(huán)境中安裝光網(wǎng)絡(luò)的一種創(chuàng)新方法。這些小型絞合松散管光纜，其每個橫截面的光纖數(shù)增加，能夠以比剝開-更換解決方案更低的成本和更少的破壞來安裝。

　　在外部設(shè)備環(huán)境中使用的主要光纜系列有松套管、微型光纜和帶狀光纜。

　　通常，客戶細(xì)分已經(jīng)針對其網(wǎng)絡(luò)或環(huán)境中的一種主要光纜類型進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。然而，隨著網(wǎng)絡(luò)越來越復(fù)雜和帶寬需求不斷增加，在同一網(wǎng)絡(luò)中采用多個光纜系列變得越來越普遍。在本文中，我們將研究松套管、帶狀光纜和微型松套管光纜以及低衰減、可擴(kuò)展性和部署速度等特性如何幫助確定每個光纜系列適合網(wǎng)絡(luò)不同部分的位置。

　　要做到這一點，首先應(yīng)該了解你的具體應(yīng)用和所需的能力，以便在光纖布線組合方面做出明智的選擇。根據(jù)你的具體任務(wù)，某些光纜的性能屬性將比其它光纜更具吸引力。例如，網(wǎng)絡(luò)所有者可能關(guān)注部署速度或恢復(fù)速度，而網(wǎng)絡(luò)設(shè)計人員則可能關(guān)注系統(tǒng)性能。另一方面，安裝人員可能會關(guān)注安全和光纜，以及硬件的易用性。

　　最低損耗或最低延遲

　　假設(shè)最終用戶的主要關(guān)注點是峰值光學(xué)性能，這是一種安全的選擇�？蛻魧τ谄涔馔ㄐ艠I(yè)務(wù)的要求是低信號延遲和低衰減，滿足這些光性能要求始終是最優(yōu)先考慮的問題。

　　防止信號損失的一種很好的選項是松套管設(shè)計。由于光纖沒有明顯的應(yīng)變，并且通常對軸向力非常寬容，所以松散的緩沖管光纜通常表現(xiàn)出最低的光學(xué)衰減損耗。

　　較低的損耗性能也可以通過升級到專為較長距離應(yīng)用而設(shè)計的低損耗光纖來實現(xiàn)。一般來說，如果你的系統(tǒng)長度超過100公里，那么低損耗光纖就可以節(jié)省整個系統(tǒng)的成本。

　　微型光纜和微型管道與標(biāo)準(zhǔn)松套管光纜的比較

　　最右邊是在1.25英寸管道中的標(biāo)準(zhǔn)松套管光纜。其余是各種結(jié)構(gòu)的微型光纜和微型管道。

　　信號延遲，定義為信號進(jìn)入一個系統(tǒng)直到其出現(xiàn)在該系統(tǒng)中的時間，可以在光通信空間中以毫秒為單位進(jìn)行量化。在大多數(shù)典型系統(tǒng)中，延遲不是問題，必須滿足網(wǎng)絡(luò)性能要求的最小閾值。但是在某些網(wǎng)絡(luò)中，如果你試圖以比競爭對手更快的速度傳輸數(shù)據(jù)，則延遲更少就可以提供競爭優(yōu)勢。一個很好的示例就是高頻股票交易。比其它市場更早進(jìn)行交易(這通常意味著在幾毫秒內(nèi)擊敗你的競爭對手)可能會產(chǎn)生數(shù)百萬美元的利潤。

　　與松套管設(shè)計相比，帶狀光纜由于其繼承設(shè)計在延遲方面具有優(yōu)勢。在松套管光纜設(shè)計中，光纖余長可使光纖減少甚至消除張力對光纜的影響，因為光纖浮在緩沖管中。在典型的松套管設(shè)計中，光纖余長通常占光纜總長度的2%～8%。典型帶狀光纜中的光纖余長為零到百分之零點幾。

　　通過比較采用帶狀光纜或松套管光纜的一個網(wǎng)絡(luò)中的550公里段長，我們來看一個示例。對于松套管光纜，5%的光纖余長會導(dǎo)致2.826毫秒的傳輸時間。而對于帶狀光纜，傳輸時間則是2.697毫秒。由此可以提供0.129毫秒的延遲優(yōu)勢。如果你正在運(yùn)行一個高速網(wǎng)絡(luò)，即使很少的時間可能都非常重要。

　　可擴(kuò)展性/未來部署

　　隨著服務(wù)提供商競相滿足帶寬密集型服務(wù)的需求，基于光纖的寬帶和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的增長正在全球范圍內(nèi)爆發(fā)式增長。隨著運(yùn)營商開始在接入網(wǎng)絡(luò)中支持4G/5G和光纖到戶，以及隨著云服務(wù)提供商鏈接數(shù)據(jù)中心，對含有數(shù)以千計光纖的極高光纖密度光纜的需求變得越來越普遍。

　　基于所需光纖數(shù)采用的最佳光纜系列的通用指南是，如果你的網(wǎng)絡(luò)通常低于144根光纖，那么松套管可能是最好的選項。如果你的網(wǎng)絡(luò)需要288根以上的光纖，帶狀光纜可能是值得考慮的一個選項，因為接續(xù)能節(jié)省時間(每個網(wǎng)絡(luò)不同，所以除了光纖數(shù)外，還需要考慮其它決定參數(shù)，這一點很重要)。另一方面，微型松套管光纜可以作為一個橋選項，你可以從較少的光纖數(shù)(12根～288根光纖)開始，然后，一個設(shè)計合理的系統(tǒng)可以使你在未來以最低的安裝成本進(jìn)行擴(kuò)展(關(guān)于這一點，更多的內(nèi)容見下面)。

　　通過升級到更高的傳輸速度或增加更多的光纖，有多種方法可以擴(kuò)展未來的網(wǎng)絡(luò)。通常，利用未使用的光纖是最具成本效益的方法，也是過度配置的要點。根據(jù)設(shè)備的技術(shù)升級時間表，從一開始可能就不希望過度配置光纖。但是，應(yīng)該有靈活性，以便根據(jù)需要來分組和采用可用光纖，以及在未來增加額外的光纖，不需要對整個基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行大量的返工。通常情況下，康寧建議根據(jù)未來需求的不確定性，在光纖設(shè)計中過度配置25%到100%不等。這種方法在松套管或帶狀光纜中沒有實際的區(qū)別——只需在初始施工時增加更多的光纖。

　　采用微型松套管光微型管道系統(tǒng)，還有另一種方法。一個示例是安裝一個7路微型管道系統(tǒng)，而不是安裝一根標(biāo)準(zhǔn)光纜。在第一個微型管道中，你可以安裝12芯～288芯的微型松套管光纜。但是，未來你可能會再安裝6根多達(dá)288芯的光纜，從而使你的光纖總數(shù)達(dá)到2016根光纖。微型松套管光纜提供的“按需付費(fèi)”模式為推遲網(wǎng)絡(luò)成本提供了一種極佳的成本效益選項，并允許你利用未來光纖的新進(jìn)展。上圖示出各種結(jié)構(gòu)的微型松套管光纜和微型光纜與最右側(cè)1¼英寸管道中的一根標(biāo)準(zhǔn)松套管光纜的對比。

　　安裝速度/部署速度

　　選擇光纜時要考慮的另一個因素是對部署速度的影響。通過更好的光纜接入和接續(xù)方法所節(jié)省的時間可以真正增加整個網(wǎng)絡(luò)部署的實質(zhì)性影響。

　　一些較新的松套管光纜護(hù)套設(shè)計，不采用任何工具就能剝離，可以將每根光纜的光纜接入時間縮短70%。如果將節(jié)省的這些成本乘以每個接入點的光纜數(shù)量，你可能每天都能贏得數(shù)個小時的生產(chǎn)率。

　　此外，隨著光纖數(shù)的增加，每個接續(xù)點的接續(xù)時間有可能成為一個巨大的差異化因素。帶狀光纜的一個特點是，精確組織光纖，以便進(jìn)行多路接續(xù)或連接，使接續(xù)帶狀光纜的過程比接續(xù)松套管光纜快，因為一次可以接續(xù)12根光纖，而不是一次只接續(xù)一根光纖。這一優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為較短的安裝時間、較少的安裝勞動力成本以及明顯縮短的緊急恢復(fù)時間。

　　作為一個示例，讓我們來看看一根大芯數(shù)光纜的接續(xù)。一般的經(jīng)驗法則是單次接續(xù)大約需要4分鐘，而12纖多路熔接每次接續(xù)大約需要8分鐘。對于帶狀光纜，接續(xù)一根1728芯的光纜(144次多路接續(xù))需要大約19個小時的穩(wěn)定接續(xù)。但是，以這一水平接續(xù)一根松套管光纜大約需要115個小時。如果在網(wǎng)絡(luò)中增加這樣的接續(xù)數(shù)，就相當(dāng)于時間和成本的巨大增加。雖然對大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)來說這些光纜的光纖數(shù)似乎是不合理的，但正如我們已經(jīng)注意到的，對這種尺寸的光纖數(shù)的需求非常真實，而且還在不斷增長。

　　恢復(fù)速度

　　無論外部設(shè)備光纜的安裝程度如何，都有可能出錯。直埋光纜可能會被推土設(shè)備截斷，架空光纜可能會因倒下的樹木而受損。一旦出現(xiàn)計劃外的網(wǎng)絡(luò)停機(jī)，你的首要任務(wù)就是恢復(fù)光纜服務(wù)，并盡可能快地恢復(fù)服務(wù)，以盡量減少對客戶的影響。

　　我們已經(jīng)注意到帶狀光纜在緊急恢復(fù)中的好處。在接續(xù)時間上采用相同的標(biāo)準(zhǔn)，接續(xù)一根144芯的松套管光纜大約需要10個小時，而接續(xù)一根144芯的帶狀光纜只需要1.6個小時。規(guī)劃緊急恢復(fù)時的另一個考慮是，采用松套管光纜可以比采用帶狀光纜更準(zhǔn)確地識別和接續(xù)最關(guān)鍵的光纖。

　　一個聰明的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃人員確保其擁有更多的光纖，不僅可以為未來的可擴(kuò)展性掃清障礙，還可以幫助應(yīng)對緊急情況。所有光纜都應(yīng)該有備用光纖，尤其是光纖相對于安裝或恢復(fù)成本而言極其便宜。擁有備用光纖可以輕松更換光纖以恢復(fù)操作。

　　可用性限制

　　最后值得一提的是光纜可用性和針對不同應(yīng)用的合適的光纖。微型松套管光纜專門用于微型管道，所以沒有鎧裝光纜選項。針對高性能應(yīng)用的光纖設(shè)計可能并不適用于所有光纜設(shè)計，因為它們在某些結(jié)構(gòu)中可能表現(xiàn)不佳。當(dāng)你根據(jù)對你的應(yīng)用最重要的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)來研究你的選項時，明智的做法是充分了解不同光纜制造商提供的內(nèi)容，以便可以在開始研究時與做出決定后排除一些選項。

　　松套管、帶狀光纜和微型松套管光纜的主要光纜系列可為你的網(wǎng)絡(luò)提供各種選項，策略性使用可提供低衰減、可擴(kuò)展性并提高部署速度。隨著光纖更加深入網(wǎng)絡(luò)和帶寬需求不斷增加，研究你所有的光纜選項將有助于創(chuàng)建一個未來可用且具有彈性的網(wǎng)絡(luò)。