微管微缆系统技术简介

微管微缆系统技术简介 概 述 微缆气吹（ 术是荷兰 缆公司全球首创的光缆气吹布放技术，采用管道吹缆专用微型管道光缆气吹敷设工艺（即母管子管微缆敷设技术）。该技术利用气吹敷缆的方法，先将微管吹进已敷设的母管中，然后根据客户需求，可分批次将微缆吹进微管中。该技术可广泛应用于骨干网、城域网、接入网中。 一、 统结构分析： 图 1： 统结构示意图 基本组件就是 “ 母管 子管 光缆 ” 。母管一般采用 芯管，也可采用 ，子管用 料挤制而成，光缆为微型中心管式光缆。 （一）母管： 母管直径 管有 25 32 40 50 63个规格。母管的功能是引导和保护含有微缆的微管不被损坏。为了确保微管顺利吹入母管，母管必须能够承受必要的压力。同时母管内壁必须光滑、干燥和清洁，可以减少微管敷设时和母管之间的摩擦系数。 （二）微管： 子管直径有 7 10种规格。 微管是气吹系统的一个重要的组成部分。在微缆敷设前微管必须先敷设到目的地，并且要求一次性敷设到位。因为纽绞的问题，在一 根母管内的微管是不能分批敷设的。微管在制作工艺等方面具有较高的技术含量，其内壁采用具有同步挤压的永久性固体润滑硅芯层，选择纵向导气槽（凹槽） 结构，进一步降低了摩擦系数。目前国外的微管按结构区分大约有三种： （ 1）集束管：有点象我们市话管道上常用的蜂窝管，是由微管束和外护套两部分在厂家组合而成，但是微管和微管之间是不连接的，可以有相对的位移。集束管的优点在于管道的密度高，可以在有效的空间内容纳最多的微管。缺点是灵活性较差，管道连接不方便。 （ 2）微管束：它是利用微管超级气吹机 (D)根据 母管的内径尺寸将一定数量的微管束吹进已经敷设好的母管内，根据气吹原理，微管束不能填充整个管道，因此微管和母管之间需要有一定的空间，这种空间同时增强了微管的机械强度，保证了母管在发生轻度变形时，不会直接影响到微管。另外气吹微管束具有分歧灵活和较高的抗冲击和抗拉能力，因为气吹微管束在母管内是松弛的，因此当母管受到外界的冲击时，微管具有较高的缓冲能力。同时气吹微管束可以充分利用已有的管道资源进行管道的扩容。 （ 3）组合型微管：组合型微管，专门用于 一组由 6 根 4/3 微管组成，没有外护套，一根 4 0/33 微管内可以同时容纳 4 组共 24 根微管。 微管根据 准采用全色谱， 10 根微管束选用如下颜色： 红 ，白 ，黄 ，蓝 ，绿 ，紫 ，棕 ，黑 ，灰 ，青绿 3微管的标识 微管每隔 1 米都有一个可读、可追朔的标码，包括生产日期、商标和微管长度。 4微管的压力 在 20 下，微管必须能承受 12压强，持续时间为 30 分钟。 5微管的摩擦 以圆鼓法测量时，微管的摩擦系数不能超过 目前在我国工程中采用的均为微管束方式。国内有沧州明珠、哈威等厂家生产微管 并大规模投入商用。 （三）微缆： 术采用微型中心管式光缆，直径有 5种， 24 芯及 24 芯以下为 径， 24 芯以上至 72 芯为 5径。按加强元件可以分为全介质结构和钢管式结构，全介质结构最大芯数 60 芯，钢管式结构最大芯数 72 芯，两种微缆均能满足室内外施工和运行的各项机械性能和传输性能的要求。 微缆的施工设计考虑： 低的热胀冷缩率和温度系数 低的摩擦系数和适中的硬度 在气吹敷缆完毕后，光缆衰耗不能增加 微缆的结构： （ 1）钢管式微缆：钢管结构的微缆中间有一根无 缝的不锈钢钢管，钢管内有光纤并填充了防水化合物，钢管外施加了一层 套。无缝焊接的钢管可防止水或其它物质渗入光纤。 （ 2） 全介质光缆：全介质结构的微缆属于非金属缆，可防电干扰，中间填充了防水化合物起到纵向防水的作用。利用微管资源，特别适用于骨干网、接入网 和光纤到户。其产品特点： 无金属的结构设计有效防止射频干扰和电磁波干扰 特别设计的紧密的光缆结构，有效防止套管回缩 松套管内填充特种油膏，充分保证了光缆的防水性能 具有良好的柔软性，微缆组装密度高、缆径小、重量轻，是气吹敷设方式的最佳选择 。 目前 , 长飞光纤光缆（上海）有限公司生产的微缆在我国已经大规模商用，其他如烽火、法尔胜、中天、通光等光缆厂家也研制出自己的微缆产品 并运用在各个工程中。 (四 )气吹设备 1995 年，瑞士波立门特公司和美国都兰公司以及原中国邮电部合作，是第一个将世界上先进的气吹光缆技术和设备介绍到中国的公司，从而改变了中国传统的长途干线光缆人拉肩扛的施工方式。而今，也是第一个将微管和微缆的气吹敷缆设备和技术引进到中国的厂家，其产品在我国占 90以上的市场份额。 1微管气吹机（ D）波立门特生 产： 图 2：微管气吹机 微管超级气吹机设计的履带，可以使微管束被精确地叠放和夹在履带中，并且受力均匀。履带前后各有一个导向模具，微管束经过模具后就可以保持履带所需的形状，气吹不同根数和直径的微管需要更换不同形状的履带和不同的导向模块，导向一般分为导向板，入口导向和密封导向。通用的履带槽宽分为两种，一种用于 10微管，另一种用于 7微管。微管盘被固定在特别设计的多盘放线架上。 2 缆气吹机（波立门特生产）： 图 3：几种微缆气吹机 用气动马达作为动力 ， 可以敷设微缆直径从 通过一个气动控制总成调节机器的推力和速度。 缆气吹机主要气吹直径 3.5 共配备有 6 种不同宽度的 U 型驱动轮套，操作人员可以根据微缆的直径选择适当的驱动轮套。 （五）气吹系统配件 （ 1）微管直接头：用于微管和微管之间的连接，接头是插式的，微管可以十分容易地进行连接。 规格： 4、 5、 7、 8、 10、 12 、 14 2） 微管密封端帽：微管敷设完毕后，空微管端头的封堵，防止泥沙和水进入管道。 规格： 4、 5、 7、 8、 10、 12、 14 3） 微管 /微缆密封端帽：微缆敷设完毕后，微管和微缆之间的密封。 规格： 7、 10 . 分歧和特殊接头 （ 1） “Y” 型接头 /“T” 型接头： 用于微管的线路分歧并在分歧后恢复母管提供机械保护，全部配件可以拆分，安装简单，没有水密封功能。 规格： 404025 404040 （ 2） 微管变径接头：不同直径的微管连接。 规格： 75 85 107 108 （ 3） 微管堵水接头：光缆敷设完毕后，可以直接将微缆和微管 封堵，防止微管破裂后，污水灌满整个管道。 （ 4）微管堵气接头：当微缆敷设完毕后，对微管段长进行气闭封堵。 （ 1） 接头盒：我们可以采用国产接头盒进行微缆的接续。 但是必须注意的是： 微管必须进入接头盒， 达到整个微管线路的水密封效果。因此接头盒要求具备微管固定和密封的功能，微缆能在接头盒内能固定。当然只需要加工一个特殊的配件就可达到以上目的。 （ 2） 保护箱：微缆的直径很细，如果没有微管和母管的保护，很容易被折断。因此我们就需要一个保护箱将微管和微缆的余留（盘留）在里面，有时也要求保护箱 可以将接头盒放入 。但这种保护箱的体积较大，因此常用于野外。人孔内的微缆预留可以采用一种高强度的波纹管将母管和微管保护起来。保护箱的要求是能和母管连接并且固定，防止因为母管的移动而影响保护盒内的微管和微缆。 （六）微管微缆敷设技术 气吹敷设缆 /管是利用机械推进器把微管束或微缆推进管道， 同时空气压缩机把强大的气流通过气吹机的密封仓送进管道，这种高速流动的气流在缆和管的表面形成一种拖曳力，促使缆和管前进。因此缆和管束在管道内是被气流推动前进的而不是被拉进管道的。缆和管在管道内顺着地势起伏或方向 的改变而顺利的前进，因为光缆顶端不受力，所以与传统牵引敷缆相反，光缆端头没有应力。敷缆完毕后，缆和管松弛地停在管道的底部。有助于延长缆的使用寿命以及缆和管的抗拉强度。实践证明气吹法是目前最有效，最安全的敷缆方法之一。 2气吹敷设技术 （ 1）接力气吹法：该方法是采用多台气吹机联合工作，见图 4。当第一台气吹机将缆送至下一个气吹点时，第二台气吹机开始工作， 新的高压气流通过第二台机器的进气室进入下一段管道并且从排气口释放出上游管道内的高压气流。从理论上讲，通过这样的接力气吹，光缆可以气吹无限长的距离。这种气吹方 法的缺点是： 需要的设备较多， 一次性投资较大，同时由于地形的变化会造成气吹点的位置不容易准确地确定。 图 4 接力气吹法 （ 2）（见图 5）从中间向两端气吹：当敷缆长度超过一台气吹机的一次气吹长度时， 我们可以选择从线路中间开口向二端吹，一次性的气吹长度约为总长度的一半。首先将倒盘器安装在缆盘附近， 当一端微缆敷设完毕后， 用气吹机将缆盘上的剩余微缆倒入倒盘器， 取出内圈的微缆端头， 然后气吹机转换方向， 将倒盘器中的微缆吹入管道。如果管道敷设没有问题，一次气吹的成功的把握性较大。 （ 3）蛙跳气吹法：（见图 6）蛙跳气吹类似于接力气吹法，但是安装在下一气吹点的不是气吹机而是倒盘器， 利用管道内的高速气流将上游气吹点的光缆全部收集到下一个气吹点，然后将气吹机转移到下一个气吹点。如此类推，直到光缆全部气吹完毕。这种气吹法的优点是，利用一台气吹机同样可以完成长距离光缆的敷设，但是倒盘的工作量较大，效率较低，同时一台气吹机的实际气吹长度将远远大于实际线路长度。采用何种气吹方法取决于工地的实际情况， 在实际施工中，往往先采用第二种气吹法，然后采用第三种气吹法。 图 6 蛙跳气吹法 二、目前 术在我国的工程应用 采用 术在我国的工程中已有多次应用，不论是长途干线，还是局域网，通信运营商和大企业对这种技术从感兴趣到勇敢地去尝试也经历了观望到实践较长的时间，国产的微管微缆和配件的出现给 术在我国的顺利和快速推广奠定了基础。下面根据各个工程类型列举工程实例： （一）南通中继网 目 业主：中国电信南通分公司 工程时间： 2003 年 6 月 工程简介：南通长桥局虹桥局中继网光缆扩容项目采用 术在一根已有的40/33 的硅芯管内敷设 5 根微管，同时敷设一根 48 芯微缆，线路全长 5620m，采用中天科技生产的 管结构的微缆，波立门特工程设备有限公司提供了气吹设备和施工技术督导。 工程特点：国内第一个采用 术的商用工程，具有示范意义。 工程在一根已有的 40/33 的硅芯管内敷设 5 根微管，以低廉的造价扩容了管道，为将来通信管道扩容提供了新的思路。 （二）杭州电力 I 期 目 业主：杭州电力局 工程时间： 2003 年 7 月 工程简介：杭州电力局决定采用 术沿西湖敷设一条通信线 路。设计要求分别敷设 2 根 48 芯微缆连接电力局 至变电站以及电力局至变电站 ，线路总长 7880m，微管和微缆全部采用荷兰 司的产品。 由于该工程位于西湖旅游区， 环境要求不可以使用空气压缩机现场施工， 因此无法采用气吹法敷设微管。上海波立门特工程设备有限公司和上海长飞光纤光缆有限公司合作在厂区内将微管吹入母管内，然后运往工地， 再利用人力一次性将母管和微管一起拉入水泥管道内。利用这种办法可以解决人口密集地区的多次施工问题和减少空气压缩机的施工噪音和危险。气吹微缆采用的是氮气瓶， 整个施工现场无噪音。本次布放一根硅管，在其中布放 4 根微管和 2 根微缆，下次有需求只需再吹入微缆即可。 工程特点：国内第一个非通信运营商采用 术的商用工程，也具有示范意义。工程既解决了每次打开电力槽道布放光缆施工作业面大、工作周期长和影响环境的问题，又扩容了管道，为将来新的通信需求提供了保障。 （三）北京联通五环路 72 芯城域网 业主：北京联通 工程时间： 2004 年 10 月 工程简介：北京联通先期购买了北京五环路的通信管道中的一根硅芯管 120备建设沿五环的城域网，通过采用 术，在购买的 40/33 的硅芯管内气吹敷设5 根微管，同时在其中一微管中 敷设一根 72 芯微缆，线路全长 120用上海长飞光纤光缆有限公司生产的 72 芯全介质结构中心管微缆和沧州明珠生产的 10/8管，波立门特公司提供技术指导，中国通信建设第一、三工程局施工，以 30 天有效工期顺利完工。 工程特点：是我国第一个长度 100上的采用 术的商用工程，微管微缆均为国产，由上海波立门特工程设备有限公司改装的国产接头盒配件也解决了微缆接头盒采用常规接头盒密封微管微缆的问题。国产微管和微缆以及配件的出现和本工程的顺利实施，为 术全面推向国内起到很大的宣传和示范 作用。 北京联通在这个工程中是采用 术最大的受益者，由原来一根管道资源只能放一根光缆变成五根微管，用了一根在城域网，同路由接入网也可马上布放一根，还留下三根备用，原准备的购买管道资源的大笔费用节约了。这个工程对管道资源紧张的通信运营商和企业来说具有很大的效仿作用。 （四）中石化仪征长岭原油管道通信工程 业主：中国石化管道储运公司 工程时间： 2004 年 12 月 2006 5 月 工程简介：是目前世界最长的微管微缆工程项目；由江苏仪征湖南 长岭，全长 979用 术，沿原油管道敷设 一根 40/33 硅芯管，吹入二根 10/8管，在其中一根中吹入 12 芯全介质结构中心管微缆，用于原油管道输送的自动化控制和通信传输，也是由波立门特公司作为技术督导，中国通信建设第一、三工程局和潍坊凯特公司等五家施工单位施工，目前已顺利完工并开通使用。 工程特点：是目前国内也是世界最长的采用 术的干线工程， 为摸索长途干线采用 术积累了经验，在中国通信建设史上具有里程碑意义。特别是本工程全部采用国产微管微缆，微管供应商为沧州明珠，微缆供应商长飞、法尔胜、中天、通光、亨通五家光缆厂的 参与说明我国已经具备微管、微缆大规模生产的能力，为全面推广 术奠定了物质基层。 中国石化通过这个工程探索了沿管道敷设通信光缆的新路子；以往的直埋光缆敷设方式由于原油管道建设特点容易造成光缆的建设中损坏，接头多衰耗大给通信质量带来不利影响。本工程针对这些特点，采用了先敷设硅芯管，待到原油管道建设完成后再吹微管微缆的施工方式，避免了由于原油管道建设特点容易造成光缆损坏的情况，工程中平均 4m 以下的优良指标。 在 该项工程中业主会同气吹设备制造商和施工单位共同编写了中国第一本微管微缆施工作业指导书。各种新型配件系列产品在该项目中得到广泛使用，其中具有代表性的产品包括：加长接头、接头盒保护箱（玻璃钢手孔）、纵向防水堵头、微管微缆接头盒固定和密封装置。气吹设备也在施工中显示出轻便、小巧、抵御各种恶劣的施工环境和性能优越的特点。 三、 术优势和发展方向及前景 （一） 术优势更体现在： 量轻，因而一次性气吹长度更大，吹放速度更快，可有效地缩短工程建设周期。 长度为 2 而气吹微缆不间断距离可达 4 6 因为气吹设备和微缆的重量减轻，使气吹点可以任意选择。这样可以减少线路上人井和手井的数量，减少整个线路的光缆接头数量，大幅度提高线路传输质量。 3. 因微缆气吹工艺所需接续容纤占用空间小、气吹需求压力小、设备轻便且操作空间需求同比普通缆气吹小的多，气吹人井（孔）设置简单，可以利用微管微缆余留保护箱替代人（孔）， 不需永久征地。 4. 在硅芯管和微管的双重保护作用下，微缆在管道内可得到更为稳固的保护。遇到特殊情况遭到损坏时，采取与 、梅花管类似 的处理方法，利用配套的硅芯管、微管接头，采用 “ 气吹法 ” 方便、快捷地敷设微缆，大大减少故障处理时间，提高线路运行维护质量。 5. 施工造价同比普通缆管道吹缆施工方式相当或略低，而且，随着该技术的大量应用，微缆技术的成本必将大幅下降，从建设和维护等多方面同比普通管道、直埋光缆方式拉开成本优势。 6. 备管建设投资低，可在