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shujuren

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发表于 2004-12-3 15:43:00 |显示全部楼层

在还没有光纤的地方实现更好的接入

编辑：Bill Beasley

二十世纪九十年代，由于对前景的乐观估计，和单纯的为了追求技术的优越性而研究新技术，曾使光通信行业出现过一段全盛时期，当然现在这个高峰期已经结束了。所以，目前光通信行业正在重新将它的重点放到满足网络终端用户的需求上来，因为对服务提供商来说，只有这样做才能实现复苏和获得利润。然而，无论是对个别企业还是对整个行业来说，不断创新永远是长久生存的活力之源。在通信市场上，当现行的东西遇到越来越多的困难、暴露出越来越多弊端的时候，这些困难和弊端必将引发出革新。
传统本地交换运营商（ILEC）以前必须采用非绑定的光纤到家和混合环路技术，所以他们承受巨大的经济压力。而今年早些时候美国联邦通信委员会做出的UNE-P（非绑定网络元素平台）的决定终于使老牌运营商们从这样的压力下摆脱出来。而且这一决策是伴随目前对企业效益和市场份额的激烈竞争而诞生的，因此它必将促使人们寻求有效的方案来解决许多接入网和企业网中存在的带宽瓶颈问题。虽然现在的接入网结构繁多——例如传统接入网和下一代SONET环，混合光缆/同轴电缆和无源光网络——但是，它们之间存在普遍的共同点，那就是要把光纤应用到网络的更底层，使光纤更接近终端用户。
光纤/光产品的制造商针对这一特点，正致力于开发新型光纤以适应带宽容量的增加，同时还提高这些新型光纤的可弯曲半径，便于使光纤的安装路径更为灵活和实现器件小型化。现在这些新型光纤已经装入了新的光缆中，这样就迫使人们使用与之相关的连接产品。而且所使用的连接产品为了能够在FTTH和企业环境中安装，必须满足高密度和低成本要求。

改善单模光纤
当接入网以更高的传输带宽传输声音、数据和视频信息时，接入网的规模必须要与这些声音、数据和视频信息量的总和相对应。所以光纤光器件的制造商就面临新的挑战，必须改善标准单模光纤在水峰区域内的衰减性能，并在水峰区域内开辟新的通信窗口，从而在同样数目的光纤上传输更多的信息。这种方法解决了带宽容量和传输数据增加的问题，因此能够满足企业客户逐渐增加的需求。使用标准的单模（ITU-G.652C）水峰区低损耗光纤，可以在1280-1625nm的整个通信波段内实现低衰减和不受限制的传输。这种光纤的特点就是在E波段窗口的1383nm水峰区域内的光衰减很低，小于或等于1310nm处因为氢元素引起的衰减（0.01dB/km）。
接入网的设计者也许希翼在使用WDM系统或CWDM后在一根单模光纤上实现更多路信道的传输或者增加信道间隔，或者希翼为未来可能出现的应用保留一些额外的波长。那么水峰区低损耗光纤为他们提供了更多的选择。此外，制造商还针对光纤包层的直径公差改进了它的几何构造，这样做可以降低连接损耗，特别是使用V型槽来对准连接头时能提高接头的产量。目前，在制造商的一些光缆生产线上，低损耗光纤正逐步取代很多传统的单模光纤（SMF），成为新的标准。
另外，今年早些时候进入市场的SMF还降低了弯曲半径，这是特别针对FTTH、光纤到桌面（FTTD）、普通接入和企业网应用设计的。传统的SMF的最小弯曲半径是30mm或者更多。所以，如果传统的SMF用作终端用户的接入线或用作前端配线时就很不方便。光纤的弯曲性能提高后能够使安装路径更加紧凑，而且进行器件设计和器件小型化时，以及在中心局、用户设备、背板中可以使光纤密度更高，便于企业紧密接入和住户前端的光纤配线。
光纤光器件制造商设计了许多种光纤，这些光纤的规格都改进了弯曲半径，可以根据不同的需求为客户提供多种选择。例如对普通的接入方式和FTTH应用来说，一种改进的光纤的最小弯曲半径为15mm，低于SMF工业标准的一半。另一种光纤的最小弯曲半径减小到了7.5mm，比标准弯曲半径降低了75%。于是使用这种光纤就能够便于安装，便于光纤安装选路、便于无衰减、无损耗地将光纤安顿在小体积的机壳、输出口、终端、交换机，或者连接盒内，从而解决了更多复杂的前端配线问题。所以，人们考虑将更小的终端接入盒（7cmX12cm）放到入户环路中和与之匹配的连接器中。针对企业网和FTTH前端配线的应用来说，这些新型光纤还可以用作跳线和尾纤等，从而使连接盒、网络接口器件和光纤插座的安装以及沿着壁铺设光纤更方便（图1）。

(图1) 可以沿着墙壁铺设的低弯曲半径光纤

标准的SMF光纤在缠绕直径为60mm时就存在衰减。新型的降低了弯曲半径的光纤在缠绕直径为15mm时，都不存在这种附加的衰减。正因为这一特点，才能最终实现器件小型化和灵活的光纤安装选路。在安装了低弯曲半径的光纤后，即便光纤被弯曲到30mm或者更小，依然表现出比传统SMF光纤更可靠的性能（图2）。

(图2) 采用了低弯曲半径光纤的接入光缆可以像铜双绞线一样使用

无凝胶带状光缆
近来在带状光缆设计方面做出的创新研究改善了光缆的安装状况，减少了时间和降低了劳动力需求，节约了大量成本。100%无凝胶室外带状光缆的出现就是创新之一。
无凝胶光缆的特点就是它有防水层，无需再做光缆灌胶工作。由于在光缆核心和中心管中都不需要用到凝胶，所以在光缆的安装过程中也省去了清洁和固化这些预备步骤。根据ILEC客户的试验结果，使用216光纤/18带的无凝胶光缆后，安装、端接和接合时间都要比传统的带状光缆平均低50-60%。而且，在接入段的中部使用无凝胶光纤，这一优势会更为突出，所以该光缆有望占领整个接入网络市场。
而且，无凝胶光缆的优势远不止它节省的时间和劳动力成本，还有整个安装质量得到了提升。因为安装者不再需要对带状光纤进行清洁，所以降低了光纤折断和出现传输错误的风险（图3）。

(图3) 100%无凝胶带状光缆

虽然光纤光器件制造商在继续开发带状和松套管光缆以满足电信服务供货商和多系统运营商的需求，但是很多器件制造商都认为在高带宽、高光纤密度要求的接入网络中，特别是在数据传输量大的企业网中，带状光纤更有利于网络铺设。现在，光纤数大于864的带状光缆已经面世。这种864根光纤的光缆的标准直径是1英寸或小于1英寸，在标准1.25英寸传输管内最多能达到的填充比为80%，为网络的扩展提供最大的可能。而且现在的带状光缆可达到的光纤密度是标准288根光纤松套管光缆的三倍。
这种光纤最终必将应用到接入网的各个角落，当这一天到来之时，连接点的数目必定会急剧增加。那时体积小巧的便携光纤连接器系统才能够使安装者尽可能的靠近接合点，也方便安装者携带连接器走动。这种便携系统的体积和重量大约只有传统设备的三分之一，对SMF的一般接合损耗小于0.1dB。
正因如此，光纤光器件的制造商们也集中精力为生产出可靠的连接器而开发和提高加工工艺。预先端接的连接器有助于降低与户外终端相关的劳动量和消耗的成本，也能为高效的成本管理和客户意外事件提供后备解决方案。
此外，在离住户网最后的300英尺内，制造商们研究出了各种各样的FTTH系统。新的系统内的改进包括使用入屋光缆以使特别的FTTH需求最优化得到处理，降低最终铺设到住宅的成本。
为掩埋式和空中架设而设计的新型光缆除去了不必要的加强材料和过多的保护层。制造商还改进了入屋光缆，使它的直径更小，成本更低，而且提高了光纤的可用性。而且新的掩埋式和空中架设的光缆都可以做到出厂时就可以即插即用，从而降低了户外的准备和安装时间。ILEC在FTTH社区的成功使用表明这些光缆的设计进一步降低了时间和劳动力成本。

气送光纤进入LAN
气送光纤（ABF）在未来将广泛使用在局域网和接入网中。在北美许多大机构纷纷采用这项技术，诸如ESPN、五角大楼、尼桑、McCarran国际机场和国家健康研究所。同时这项技术也为服务提供商带来了利润。
使用ABF技术的网络的一个特点就是它的光缆导管。通过光缆导管，可以针对连续的点对点的安装要求（图4）便利而快速的用空气吹送光纤。企业不需要预先安装暗光纤，需要时，可以以最大150英尺每分钟的速度铺设光纤，进而扩展和升级他们的网络。如果用传统光纤的安装方式，最少需要四个熟练安装工人耗费大约八小时（即一个工作日）才能铺设3000英尺光纤。与之相比，如果使用ABF技术，3000英尺的光纤以最低速度100英尺每分钟来铺设，只需要两个安装工人花费30分钟即可完成。对于更为复杂的安装来说，许多客户的反映表明，使用ABF后时间和劳动成本可以比传统的光纤安装节省10倍。
根据需求，如果要减少故障风险，使用光纤的数量就不能太少，还要避免使用过多的冗余光纤或者将要被淘汰的活动光纤。这项技术还使传输管道的空间实现了最大化，从而消除了因传输容量而引起的问题。如果ABF技术加上低弯曲半径光纤，将是实现FTTD的一种高效方法。
因为必须要把光纤尽可能移近终端用户，所以光纤光器件制造商们必须研究出专门针对接入网和企业网中的光纤突发事件而设计的新技术。即便如此，行业内仍然有很多人主张接入网和企业网中大面积铺设光纤是多年后才会发生的事情。可是在竞争激烈的企业市场中，急剧增加的业务量需要更高带宽的宽带服务，而电信企业很少去开发满足客户需求的网络。在住宅市场，经济复苏将重新唤起用户对高清晰度电视和宽带宽网络服务的需求，进而带动FTTH设施的建设。到了那个时候，光纤光器件制造商将继续为客户提供高效的创新产品，在争夺终端客户的竞争中取得优势。

(图4) 气送光纤

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