外部光纤电缆设计|松套管,缎带光纤,和微松套管电缆|康宁

室外光缆设计中应注意的问题

室外光缆设计中应注意的问题

松套电缆、带状电缆和微型松套电缆都是厂外光纤布线的选项

德里克·怀特赫斯特

自20世纪70年代中期光纤电缆的发展以来,在制造、材料和网络系统方面有了稳定的创新流,这些创新流提高了外部电缆的设计和能力,包括松管、带状和微松管电缆。

在20世纪70年代开始光纤革命的电缆是松套管结构,通过将所有东西包裹在相当坚固的保护套管或管中,将光纤从安装的压力中隔离出来。这种设计今天仍然广泛应用于全球各地恶劣的户外环境。

20世纪90年代出现了带状电缆设计。这种电缆允许更高的光纤数,并提供了时间和成本节约,实现了使用大规模融合拼接,以加快网络恢复和增加项目营业额。

21世纪初,欧洲首次开发了微型松套管电缆,作为在拥挤的管道环境中安装光网络的创新方法。这些小型化的松套管绞合电缆,每个横截面积的光纤数量增加,安装成本和中断比拆卸和更换解决方案更低。

通常情况下,客户群体已经为他们的网络或环境标准化了一种主要的电缆类型。然而,随着网络越来越复杂和带宽需求的增加,在同一个网络中使用多个有线电视家庭变得越来越普遍。在本文中,我们将介绍松套管、带状和微松套管电缆,以及低衰减、可伸缩性和部署速度的特性如何帮助确定每个电缆家族在网络的不同部分中的位置。

要使用光纤,您首先应该了解您的具体应用和所需的功能,以便在光纤布线组合方面做出明智的选择。根据您的具体角色,某些电缆性能属性将比其他属性更具吸引力。例如,网络所有者可能关注部署速度或恢复速度,而网络设计者可能关注系统性能。另一方面,安装人员可能关心安全性、电缆和硬件易用性。

在外部工厂环境中使用的主要光纤电缆系列有松套管、微型电缆和带状电缆。

最低损失或最低延迟

可以肯定地说,终端用户主要关心的是峰值光学性能。客户对光通信业务的要求是低信号延迟和低衰减,满足这些光性能要求始终是客户的首要任务。

松套管设计是防止信号丢失的一个很好的选择。由于光纤没有承受显著的应变,并且通常对轴向力非常宽容,松散的缓冲管电缆通常表现出最低的光衰减损失。

更低的损耗性能也可以通过升级到低损耗光纤,这是为长距离应用而设计的。一般来说,如果您的系统长度大于100公里,低损耗光纤值得评估,以节省整个系统的成本。

信号延迟,定义为信号进入系统直到它从系统中出来的时间,在光通信空间中可以以毫秒为单位量化。在大多数典型的系统中,延迟不是问题,必须满足满足网络性能的最低阈值。然而,在某些网络中,如果您想要比竞争对手更快地交付数据,那么延迟更少可以提供竞争优势。高频股票交易就是一个很好的例子。在市场剩余时间之前执行交易,这通常意味着在几毫秒内击败你的竞争对手,可以带来数百万美元的利润。

与松套管设计相比,带状电缆的继承设计在延迟方面具有优势。在松套管电缆设计中,由于光纤漂浮在缓冲管中,多余的光纤长度允许光纤减少甚至消除张力对电缆的影响。在典型的松套管设计中,多余的光纤长度通常占电缆总长度的2–8%。在典型的带状电缆中,有0%到1%的多余光纤长度。

让我们看一个例子,比较网络中使用带状电缆或松管电缆的550公里段。对于一根松散的电缆来说,5%的多余光纤将导致2.826毫秒的飞行时间。对于带状电缆,飞行时间为2.697毫秒。这将提供0.129毫秒的延迟优势。如果您正在运行一个高速网络,那么这一小段时间可能会产生巨大的影响。

最右边是1.25英寸管道中的标准松套管电缆。其他图像是各种微电缆和微导管的配置。

可扩展性/未来部署

随着服务提供商竞相满足对带宽密集型服务的需求,基于光纤的宽带和相关网络建设在世界范围内呈爆炸式增长。随着运营商开始支持4G/5G和光纤到户接入网络,以及云服务提供商连接数据中心,对光纤密度非常高的电缆的需求——光纤数量达到数千条——正变得越来越普遍。

根据所需的光纤数量,关于最佳电缆系列的一般指导是,如果你的网络通常低于144光纤,那么松套管可能是最好的选择。如果您的网络需要288根光纤或以上,缎带可能是一个值得探索的选择,因为在拼接时节省了时间(每个网络都是不同的,所以除了光纤计数之外,查看其他决策参数是很重要的)。另一方面,微型松套管电缆可以作为桥接选择,你可以从较低的光纤数(从12到288光纤)开始,然后一个适当设计的系统可以让你在未来以最小的安装成本扩大规模(下文详细说明)。

有多种方法可以在未来扩展网络,要么升级到更高的传输速度,要么增加更多光纤。一般来说,利用未使用的光纤是最具成本效益的方法,也是过度配置的关键。根据设施的技术升级时间表,可能不希望从一开始就过度供应光纤。但我们应该能够灵活地根据需要对可用光纤进行分组和使用,并在未来添加额外的光纤,而无需对整个基础设施进行重大返工。通常,康宁建议根据未来需求的不确定性,在纤维设计中进行25-100%的过度配置。对于松套管或带状电缆,这种方法没有实际区别——只是在初始施工期间添加更多光纤。

对于微松套管电缆微导管系统,还有另一种方法。例如,安装7路微导管系统,而不是标准电缆。在第一个微导管中,您可以安装12-288根光纤的微型松套管电缆。但是,您未来有可能再安装多达六根288光纤电缆,使您的总容量达到2016根光纤。微松套管电缆提供的现收现付模式提供了一个极好的经济高效的选项,可以将网络成本延迟到需要时,并允许您在未来利用光纤方面的新进展。上一页的图显示了微松套管电缆和微导管的各种配置,与最右侧1¼英寸导管中的标准松套管电缆相比。

安装速度/部署速度

选择电缆时要考虑的另一个因素是对部署速度的影响。通过更好的电缆接入和拼接方法节省时间,确实可以对网络部署产生重大影响。

一些新型的松套管电缆护套设计,不使用任何工具就能自动剥离,每根电缆可以减少70%的电缆访问时间。如果你将节省的时间乘以每个接入点的电缆数量,你可能会获得每天数小时的生产力。

此外,随着纤维数量的增加,每个剪接点的剪接时间会成为一个巨大的差异。带状电缆的一个特点是,纤维被精确地组织起来用于大规模拼接或连接,这使得拼接带状电缆比拼接松管电缆更快,因为你一次可以拼接12根纤维,而不是一次只拼接一根。这一优势转化为更少的安装时间、更少的安装人工成本,以及更少的紧急恢复时间。

作为一个例子,让我们看看拼接一根非常高光纤数的电缆。一般的经验法则是,单个拼接大约需要4分钟,12芯质量熔合拼接每个拼接分别需要8分钟。拼接一根1728光纤数电缆(144个质量拼接)需要大约19个小时的稳定拼接时间。然而,在该水平面拼接松套管电缆大约需要115小时。如果在整个网络中添加这些拼接计数,就意味着时间和成本的巨大增加。正如我们已经注意到的那样,尽管这些电缆光纤数量对于大多数网络来说似乎是不可容忍的,但是对于这种尺寸的光纤数量的需求是非常真实的,并且在不断增长。

恢复速度

不管外面的电缆安装得有多好,都有可能出问题。地埋电缆可被挖土设备切断,架空电缆可被倒下的树木损坏。一旦发生计划外网络停机,您的首要任务是恢复电缆上的服务,并尽快恢复服务,以尽量减少对客户的影响。

我们已经注意到带状电缆在紧急恢复中的好处。用上述相同的标准来计算连接时间,144根松套管电缆的连接时间约为10小时,144根带状电缆的连接时间为1.6小时。在规划紧急恢复时需要考虑的另一个问题是,在使用松套管电缆时,可以比使用带状电缆更精确地根据交通优先级识别和拼接最关键的光纤。

一个聪明的网络规划者会确保他或她拥有额外的光纤,不仅为未来的可伸缩性扫清道路,而且还能在紧急情况下提供帮助。所有的电缆都应该有备用的光纤,特别是与安装或修复成本相比,光纤是非常便宜的。有多余的纤维使它很容易简单地切换纤维,以恢复操作。

可用性的限制

最后值得一提的是电缆的可用性和适合不同应用的光纤。微松套管电缆专为微导管使用而设计,因此没有铠装电缆选项。用于高性能应用的光纤设计可能并不适用于所有电缆设计,因为它们可能在某些配置下表现不佳。当你探索你的选择基于网络的标准最重要的是为您的应用程序,这是很明智的理解什么是可以从不同的电缆制造商,这样您就可以消除选项后开始你的搜索和做了一个决定。

松管电缆、带状电缆和微松管电缆等主要电缆系列可以在整个网络中提供多种选择,如果有策略地使用,可以提供低衰减、可伸缩性,并提高部署速度。随着光纤驱动器深入到网络和带宽需求继续增加,检查所有电缆的选择将帮助您创建一个未来准备和弹性的网络。

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