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室外光纜的設計依據
松套管(guan)、帶狀(zhuang)光(guang)纜和微型松套管(guan)光(guang)纜都(dou)是外部設(she)備光(guang)纖布線的選項(xiang)
Derek Whitehurst，康寧(ning)
自20世紀70年代中期光(guang)纜發展(zhan)以來(lai)，制造、材料和(he)網(wang)絡系統方面的(de)不(bu)斷(duan)創新推(tui)動了包括松(song)套管、帶狀光(guang)纜和(he)微型松(song)套管光(guang)纜在內(nei)的(de)室外光(guang)纜的(de)設計(ji)和(he)性能(neng)。
20世紀(ji)70年代開啟光(guang)纖(xian)革命的光(guang)纜是松套(tao)管結構，它(ta)通過將所有部件封(feng)閉在相當(dang)堅固(gu)的保護(hu)套(tao)管或保護(hu)管內，使光(guang)纖(xian)與(yu)安(an)裝應變隔開。這種(zhong)設計至今仍廣泛應用于全球惡劣的室外環境中。
20世紀90年代出現(xian)了帶狀光纜設計。這種光纜允許更多的(de)光纖數，并且通過采用多路熔接節省了時間(jian)和成本，以加快網絡恢復和提高項(xiang)目營業額。
21世紀初(chu)，微型(xing)松(song)套管(guan)光纜首先在歐洲得到(dao)開(kai)發，作為在擁擠管(guan)道環境中安裝(zhuang)光網絡的(de)(de)一(yi)種創新方法。這些小型(xing)絞合松(song)散管(guan)光纜，其(qi)每個橫(heng)截(jie)面的(de)(de)光纖數增加，能(neng)夠以比剝(bo)開(kai)-更(geng)換解決方案(an)更(geng)低的(de)(de)成本(ben)和更(geng)少的(de)(de)破壞來安裝(zhuang)。
在外部設備環境中使用的主要光(guang)纜系列有松套管(guan)、微型光(guang)纜和(he)帶狀光(guang)纜。
通常，客戶細(xi)分已經(jing)針對(dui)其網(wang)絡或(huo)環境中(zhong)的一種主要光(guang)纜(lan)(lan)(lan)(lan)類型(xing)進行了標準化。然而，隨著(zhu)網(wang)絡越(yue)來越(yue)復雜和帶寬需(xu)求不(bu)斷增加，在同(tong)一網(wang)絡中(zhong)采用多個光(guang)纜(lan)(lan)(lan)(lan)系列(lie)變得越(yue)來越(yue)普遍。在本文(wen)中(zhong)，我們將研究松(song)套管、帶狀光(guang)纜(lan)(lan)(lan)(lan)和微型(xing)松(song)套管光(guang)纜(lan)(lan)(lan)(lan)以及低衰減、可擴展(zhan)性和部(bu)署速(su)度等特性如何(he)幫助確(que)定每個光(guang)纜(lan)(lan)(lan)(lan)系列(lie)適合網(wang)絡不(bu)同(tong)部(bu)分的位置。
要(yao)做到(dao)這一(yi)點，首先應該了(le)解你(ni)(ni)的(de)(de)具(ju)體應用(yong)和所需的(de)(de)能(neng)(neng)力(li)，以便在光(guang)(guang)纖布線(xian)組(zu)合方面(mian)做出明智(zhi)的(de)(de)選(xuan)擇。根據你(ni)(ni)的(de)(de)具(ju)體任務，某些光(guang)(guang)纜的(de)(de)性能(neng)(neng)屬性將比其它光(guang)(guang)纜更具(ju)吸引力(li)。例如，網絡所有(you)者可(ke)能(neng)(neng)關注(zhu)部署速度或(huo)恢(hui)復速度，而網絡設計(ji)人員(yuan)(yuan)則(ze)可(ke)能(neng)(neng)關注(zhu)系(xi)統性能(neng)(neng)。另一(yi)方面(mian)，安裝人員(yuan)(yuan)可(ke)能(neng)(neng)會關注(zhu)安全和光(guang)(guang)纜，以及硬件(jian)的(de)(de)易(yi)用(yong)性。
最(zui)低損耗或最(zui)低延遲
假設最(zui)終用戶的(de)(de)主要關注(zhu)點(dian)是峰值光(guang)學性能，這(zhe)是一(yi)種安全的(de)(de)選擇(ze)。客戶對(dui)于其光(guang)通信業務(wu)的(de)(de)要求(qiu)是低信號延遲和低衰減(jian)，滿足這(zhe)些光(guang)性能要求(qiu)始(shi)終是最(zui)優先考慮(lv)的(de)(de)問題。
防止信號損失的(de)(de)一種很好的(de)(de)選(xuan)項是松套管(guan)設(she)計(ji)。由(you)于光(guang)纖沒有明顯的(de)(de)應(ying)變，并且(qie)通常對軸向(xiang)力非常寬(kuan)容(rong)，所以(yi)松散的(de)(de)緩(huan)沖管(guan)光(guang)纜通常表現出最低的(de)(de)光(guang)學衰減損耗(hao)。
較(jiao)低(di)的(de)損(sun)耗性能也可以通過升級到專為較(jiao)長距離應用而設計的(de)低(di)損(sun)耗光纖來(lai)實(shi)現(xian)。一般來(lai)說，如果(guo)你的(de)系統長度超(chao)過100公里，那么低(di)損(sun)耗光纖就可以節省(sheng)整個系統的(de)成本(ben)。
微(wei)型(xing)光(guang)纜和微(wei)型(xing)管(guan)道與標準松套(tao)管(guan)光(guang)纜的比較
最右邊是(shi)在1.25英寸管道(dao)中的標準松套管光纜。其余(yu)是(shi)各種結構的微(wei)型光纜和微(wei)型管道(dao)。
信號延遲，定義(yi)為信號進入一(yi)個系(xi)統直到其出現在(zai)該系(xi)統中的(de)(de)時間(jian)，可(ke)(ke)以在(zai)光通(tong)信空間(jian)中以毫秒(miao)(miao)為單位(wei)進行(xing)量化。在(zai)大多數典(dian)型系(xi)統中，延遲不是問(wen)題，必須滿(man)足網(wang)絡性能(neng)要求的(de)(de)最小閾值(zhi)。但是在(zai)某些網(wang)絡中，如果你(ni)試圖(tu)以比(bi)競(jing)爭對手更(geng)快的(de)(de)速(su)度傳輸數據，則(ze)延遲更(geng)少就(jiu)(jiu)可(ke)(ke)以提供競(jing)爭優(you)勢。一(yi)個很好(hao)的(de)(de)示例就(jiu)(jiu)是高(gao)頻股票交易。比(bi)其它市(shi)場更(geng)早(zao)進行(xing)交易(這(zhe)通(tong)常意味著在(zai)幾毫秒(miao)(miao)內(nei)擊敗你(ni)的(de)(de)競(jing)爭對手)可(ke)(ke)能(neng)會產生(sheng)數百萬美元的(de)(de)利潤。
與(yu)松套管(guan)設(she)計相比，帶狀光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纜(lan)(lan)由于其繼(ji)承設(she)計在延遲方面具有優勢。在松套管(guan)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纜(lan)(lan)設(she)計中，光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖余長(chang)可(ke)使光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖減少甚至消除張(zhang)力(li)對光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纜(lan)(lan)的影響，因為(wei)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖浮在緩沖管(guan)中。在典型的松套管(guan)設(she)計中，光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖余長(chang)通常占光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纜(lan)(lan)總(zong)長(chang)度的2%～8%。典型帶狀光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纜(lan)(lan)中的光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)纖余長(chang)為(wei)零到百分之零點幾(ji)。
通過比較(jiao)采用(yong)帶狀光(guang)(guang)纜(lan)或松套管光(guang)(guang)纜(lan)的(de)一個網(wang)絡中的(de)550公里段長，我們來看一個示例。對于松套管光(guang)(guang)纜(lan)，5%的(de)光(guang)(guang)纖余長會導(dao)致2.826毫(hao)秒(miao)(miao)的(de)傳輸時(shi)間。而對于帶狀光(guang)(guang)纜(lan)，傳輸時(shi)間則是2.697毫(hao)秒(miao)(miao)。由此可(ke)以(yi)提供0.129毫(hao)秒(miao)(miao)的(de)延遲優勢。如(ru)果你正在運行一個高速網(wang)絡，即使很少的(de)時(shi)間可(ke)能都(dou)非(fei)常(chang)重要(yao)。
可擴展(zhan)性(xing)/未來(lai)部署
隨著服(fu)務(wu)提(ti)供商競相(xiang)滿足帶寬密集型服(fu)務(wu)的需求，基于光(guang)纖的寬帶和相(xiang)關(guan)網絡(luo)建(jian)設的增長(chang)正(zheng)在全球(qiu)范圍內(nei)爆發式增長(chang)。隨著運(yun)營商開始在接(jie)入網絡(luo)中(zhong)支持4G/5G和光(guang)纖到戶，以及隨著云(yun)服(fu)務(wu)提(ti)供商鏈接(jie)數據中(zhong)心(xin)，對含有數以千計光(guang)纖的極高光(guang)纖密度(du)光(guang)纜(lan)的需求變得越來越普遍。
基于所需(xu)光(guang)(guang)纖數采用的(de)(de)最佳光(guang)(guang)纜系列的(de)(de)通用指南(nan)是，如(ru)(ru)果(guo)你(ni)的(de)(de)網絡通常低于144根(gen)(gen)光(guang)(guang)纖，那么松(song)套管可(ke)能是最好的(de)(de)選項(xiang)。如(ru)(ru)果(guo)你(ni)的(de)(de)網絡需(xu)要288根(gen)(gen)以(yi)(yi)上(shang)的(de)(de)光(guang)(guang)纖，帶(dai)狀光(guang)(guang)纜可(ke)能是值(zhi)得考慮(lv)的(de)(de)一(yi)個選項(xiang)，因為接(jie)續能節(jie)省(sheng)時間(每個網絡不同，所以(yi)(yi)除(chu)了光(guang)(guang)纖數外，還需(xu)要考慮(lv)其它(ta)決定(ding)參(can)數，這一(yi)點(dian)很重要)。另一(yi)方(fang)面，微型(xing)松(song)套管光(guang)(guang)纜可(ke)以(yi)(yi)作(zuo)為一(yi)個橋選項(xiang)，你(ni)可(ke)以(yi)(yi)從較少(shao)的(de)(de)光(guang)(guang)纖數(12根(gen)(gen)～288根(gen)(gen)光(guang)(guang)纖)開始，然后，一(yi)個設計(ji)合理的(de)(de)系統(tong)可(ke)以(yi)(yi)使(shi)你(ni)在未(wei)來以(yi)(yi)最低的(de)(de)安裝成本進行擴展(關于這一(yi)點(dian)，更(geng)多的(de)(de)內容(rong)見下面)。
通過(guo)升(sheng)(sheng)級到更高的(de)(de)傳輸(shu)速度(du)或(huo)(huo)增加更多的(de)(de)光(guang)纖(xian)，有(you)多種(zhong)方法(fa)(fa)可(ke)以(yi)擴展未(wei)來的(de)(de)網絡。通常，利(li)用(yong)(yong)未(wei)使用(yong)(yong)的(de)(de)光(guang)纖(xian)是最具成本效益的(de)(de)方法(fa)(fa)，也是過(guo)度(du)配置的(de)(de)要點。根(gen)據設(she)備的(de)(de)技術升(sheng)(sheng)級時(shi)間表(biao)，從一開始(shi)可(ke)能就不(bu)(bu)希望過(guo)度(du)配置光(guang)纖(xian)。但是，應該有(you)靈(ling)活性，以(yi)便根(gen)據需(xu)要來分組和采(cai)用(yong)(yong)可(ke)用(yong)(yong)光(guang)纖(xian)，以(yi)及在(zai)未(wei)來增加額外的(de)(de)光(guang)纖(xian)，不(bu)(bu)需(xu)要對(dui)整個基礎設(she)施進行(xing)大量的(de)(de)返工。通常情(qing)況下，康寧建議(yi)根(gen)據未(wei)來需(xu)求的(de)(de)不(bu)(bu)確定(ding)性，在(zai)光(guang)纖(xian)設(she)計中(zhong)過(guo)度(du)配置25%到100%不(bu)(bu)等。這種(zhong)方法(fa)(fa)在(zai)松套管或(huo)(huo)帶狀光(guang)纜(lan)中(zhong)沒有(you)實際的(de)(de)區別——只需(xu)在(zai)初始(shi)施工時(shi)增加更多的(de)(de)光(guang)纖(xian)。
采用微(wei)(wei)(wei)型(xing)(xing)(xing)松套(tao)(tao)管(guan)(guan)(guan)光(guang)微(wei)(wei)(wei)型(xing)(xing)(xing)管(guan)(guan)(guan)道系統，還(huan)有(you)另一種(zhong)方法。一個示(shi)例是安(an)(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)一個7路微(wei)(wei)(wei)型(xing)(xing)(xing)管(guan)(guan)(guan)道系統，而(er)不是安(an)(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)一根(gen)標(biao)準光(guang)纜。在第(di)一個微(wei)(wei)(wei)型(xing)(xing)(xing)管(guan)(guan)(guan)道中(zhong)，你可(ke)以(yi)安(an)(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)12芯～288芯的(de)微(wei)(wei)(wei)型(xing)(xing)(xing)松套(tao)(tao)管(guan)(guan)(guan)光(guang)纜。但(dan)是，未來你可(ke)能會再安(an)(an)(an)裝(zhuang)(zhuang)6根(gen)多達(da)288芯的(de)光(guang)纜，從而(er)使你的(de)光(guang)纖(xian)(xian)總數達(da)到2016根(gen)光(guang)纖(xian)(xian)。微(wei)(wei)(wei)型(xing)(xing)(xing)松套(tao)(tao)管(guan)(guan)(guan)光(guang)纜提供的(de)“按需(xu)付費(fei)”模式為推遲(chi)網絡(luo)成(cheng)本(ben)提供了一種(zhong)極佳的(de)成(cheng)本(ben)效益選項，并允許你利用未來光(guang)纖(xian)(xian)的(de)新進展。上圖示(shi)出各種(zhong)結(jie)構的(de)微(wei)(wei)(wei)型(xing)(xing)(xing)松套(tao)(tao)管(guan)(guan)(guan)光(guang)纜和(he)微(wei)(wei)(wei)型(xing)(xing)(xing)光(guang)纜與(yu)最右(you)側(ce)1¼英(ying)寸管(guan)(guan)(guan)道中(zhong)的(de)一根(gen)標(biao)準松套(tao)(tao)管(guan)(guan)(guan)光(guang)纜的(de)對比。
安裝速度(du)/部署速度(du)
選擇光纜時要考慮的(de)另一個因素是(shi)對部署(shu)速度的(de)影(ying)響(xiang)。通過更好的(de)光纜接入和接續方(fang)法所節省的(de)時間(jian)可(ke)以真正增(zeng)加(jia)整個網絡部署(shu)的(de)實(shi)質性影(ying)響(xiang)。
一些較新的(de)松套管光纜護套設計，不采(cai)用任何工具就能(neng)(neng)剝離，可(ke)以將每(mei)根光纜的(de)光纜接入時間(jian)縮(suo)短(duan)70%。如果將節省的(de)這些成本乘以每(mei)個接入點的(de)光纜數量(liang)，你可(ke)能(neng)(neng)每(mei)天(tian)都(dou)能(neng)(neng)贏得數個小時的(de)生產(chan)率。
此外，隨(sui)著(zhu)光(guang)纖(xian)數的(de)(de)(de)增(zeng)加，每個(ge)接(jie)(jie)(jie)續(xu)(xu)點(dian)(dian)的(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)續(xu)(xu)時(shi)間有可(ke)能成(cheng)為(wei)(wei)一個(ge)巨(ju)大的(de)(de)(de)差異(yi)化(hua)因(yin)素。帶狀光(guang)纜(lan)的(de)(de)(de)一個(ge)特點(dian)(dian)是(shi)，精確組織(zhi)光(guang)纖(xian)，以便進行多路接(jie)(jie)(jie)續(xu)(xu)或連接(jie)(jie)(jie)，使接(jie)(jie)(jie)續(xu)(xu)帶狀光(guang)纜(lan)的(de)(de)(de)過程比接(jie)(jie)(jie)續(xu)(xu)松套管光(guang)纜(lan)快，因(yin)為(wei)(wei)一次可(ke)以接(jie)(jie)(jie)續(xu)(xu)12根光(guang)纖(xian)，而(er)不是(shi)一次只(zhi)接(jie)(jie)(jie)續(xu)(xu)一根光(guang)纖(xian)。這(zhe)一優勢轉化(hua)為(wei)(wei)較短的(de)(de)(de)安裝時(shi)間、較少(shao)的(de)(de)(de)安裝勞(lao)動力成(cheng)本以及明(ming)顯縮短的(de)(de)(de)緊急(ji)恢復(fu)時(shi)間。
作為一(yi)(yi)個示例，讓我們來(lai)看(kan)看(kan)一(yi)(yi)根大(da)芯數(shu)(shu)(shu)光(guang)纜的(de)接(jie)(jie)續(xu)(xu)。一(yi)(yi)般的(de)經驗法(fa)則是單次接(jie)(jie)續(xu)(xu)大(da)約(yue)需(xu)要(yao)4分(fen)鐘(zhong)(zhong)，而(er)12纖多路熔接(jie)(jie)每次接(jie)(jie)續(xu)(xu)大(da)約(yue)需(xu)要(yao)8分(fen)鐘(zhong)(zhong)。對(dui)于(yu)帶狀光(guang)纜，接(jie)(jie)續(xu)(xu)一(yi)(yi)根1728芯的(de)光(guang)纜(144次多路接(jie)(jie)續(xu)(xu))需(xu)要(yao)大(da)約(yue)19個小時的(de)穩定接(jie)(jie)續(xu)(xu)。但是，以這一(yi)(yi)水(shui)平接(jie)(jie)續(xu)(xu)一(yi)(yi)根松套管光(guang)纜大(da)約(yue)需(xu)要(yao)115個小時。如(ru)果在(zai)網絡中(zhong)增(zeng)(zeng)加這樣的(de)接(jie)(jie)續(xu)(xu)數(shu)(shu)(shu)，就相當于(yu)時間和成本的(de)巨大(da)增(zeng)(zeng)加。雖(sui)然(ran)對(dui)大(da)多數(shu)(shu)(shu)網絡來(lai)說這些光(guang)纜的(de)光(guang)纖數(shu)(shu)(shu)似乎是不合理的(de)，但正(zheng)如(ru)我們已經注意到(dao)的(de)，對(dui)這種(zhong)尺寸(cun)的(de)光(guang)纖數(shu)(shu)(shu)的(de)需(xu)求非常真(zhen)實，而(er)且還(huan)在(zai)不斷增(zeng)(zeng)長。
恢復(fu)速度
無(wu)論外(wai)部設備光纜(lan)(lan)的(de)安裝(zhuang)程度如何，都有(you)可能出錯。直埋光纜(lan)(lan)可能會被推土設備截(jie)斷(duan)，架空(kong)光纜(lan)(lan)可能會因倒下的(de)樹木而受(shou)損。一旦出現計劃外(wai)的(de)網絡停(ting)機，你(ni)的(de)首要任(ren)務(wu)就是恢(hui)復(fu)光纜(lan)(lan)服(fu)務(wu)，并盡(jin)可能快地恢(hui)復(fu)服(fu)務(wu)，以盡(jin)量減少(shao)對(dui)客戶(hu)的(de)影響。
我(wo)們已經注(zhu)意到帶(dai)狀光(guang)(guang)纜(lan)在(zai)緊急恢復中(zhong)的(de)(de)(de)好處。在(zai)接(jie)(jie)續(xu)時(shi)間上采(cai)用相同(tong)的(de)(de)(de)標準，接(jie)(jie)續(xu)一(yi)(yi)根(gen)144芯(xin)的(de)(de)(de)松(song)套管光(guang)(guang)纜(lan)大約(yue)需要(yao)10個(ge)小(xiao)(xiao)時(shi)，而接(jie)(jie)續(xu)一(yi)(yi)根(gen)144芯(xin)的(de)(de)(de)帶(dai)狀光(guang)(guang)纜(lan)只需要(yao)1.6個(ge)小(xiao)(xiao)時(shi)。規劃緊急恢復時(shi)的(de)(de)(de)另一(yi)(yi)個(ge)考慮是，采(cai)用松(song)套管光(guang)(guang)纜(lan)可以比采(cai)用帶(dai)狀光(guang)(guang)纜(lan)更(geng)準確地識別和接(jie)(jie)續(xu)最關鍵的(de)(de)(de)光(guang)(guang)纖。
一個聰明的(de)(de)網(wang)絡規(gui)劃人員確(que)保其擁(yong)(yong)有更多(duo)的(de)(de)光(guang)(guang)纖(xian)，不僅可(ke)以(yi)(yi)為未(wei)來的(de)(de)可(ke)擴(kuo)展性掃清(qing)障礙(ai)，還(huan)可(ke)以(yi)(yi)幫助應對緊急情況。所(suo)有光(guang)(guang)纜都應該有備用光(guang)(guang)纖(xian)，尤(you)其是(shi)光(guang)(guang)纖(xian)相對于安(an)裝(zhuang)或恢復(fu)成本而言極其便(bian)宜。擁(yong)(yong)有備用光(guang)(guang)纖(xian)可(ke)以(yi)(yi)輕松更換(huan)光(guang)(guang)纖(xian)以(yi)(yi)恢復(fu)操作。
可(ke)用性限制
最后值得(de)一提的(de)是(shi)光(guang)(guang)纜(lan)可(ke)用(yong)性(xing)和針對不同應用(yong)的(de)合適的(de)光(guang)(guang)纖。微型松套管光(guang)(guang)纜(lan)專(zhuan)門用(yong)于微型管道，所以(yi)沒有鎧裝光(guang)(guang)纜(lan)選(xuan)項。針對高性(xing)能(neng)(neng)應用(yong)的(de)光(guang)(guang)纖設計可(ke)能(neng)(neng)并(bing)不適用(yong)于所有光(guang)(guang)纜(lan)設計，因為它們在(zai)(zai)某些結構中可(ke)能(neng)(neng)表現(xian)不佳。當你根據對你的(de)應用(yong)最重(zhong)要的(de)網絡標準(zhun)來研究你的(de)選(xuan)項時(shi)，明智(zhi)的(de)做法是(shi)充(chong)分了解不同光(guang)(guang)纜(lan)制造商提供的(de)內容，以(yi)便可(ke)以(yi)在(zai)(zai)開始研究時(shi)與做出決(jue)定(ding)后排除一些選(xuan)項。
松(song)套管、帶(dai)狀光(guang)纜和微型松(song)套管光(guang)纜的主要光(guang)纜系(xi)列可(ke)為你的網絡(luo)提(ti)(ti)供(gong)各種選項，策(ce)略性使用可(ke)提(ti)(ti)供(gong)低(di)衰(shuai)減、可(ke)擴展(zhan)性并(bing)提(ti)(ti)高(gao)部署速度。隨(sui)著光(guang)纖更(geng)加深入(ru)網絡(luo)和帶(dai)寬需求不斷增加，研(yan)究你所有的光(guang)纜選項將有助于創(chuang)建(jian)一個未來可(ke)用且具有彈(dan)性的網絡(luo)。
