一種高效新穎的光纜交接箱改造方案

劉海寧，馮 妍（.中國電信上海公司，上海0009；.上海郵電設計咨詢研究院有限公司，上海0009）

0 引言

上海大規(guī)模的光纖接入網(wǎng)建設始于上世紀90年代中期。作為電信網(wǎng)的重要基礎設施之一，光纖接入網(wǎng)多年來為運營商各類高質(zhì)量、高帶寬的新業(yè)務提供了有效支撐，在電信網(wǎng)戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型和升級的過程中發(fā)揮了重要的作用，如今在智慧城市的建設和應用中繼續(xù)發(fā)揮著重要的基石作用。

光纜交接箱是連接用戶主干和配線光纜，從而實現(xiàn)主干纖芯資源在配線區(qū)范圍內(nèi)靈活分配的重要設施，是接入網(wǎng)在最后一公里實現(xiàn)全業(yè)務接入的關鍵節(jié)點，也是保障光纜網(wǎng)絡可靠運行的重要環(huán)節(jié)之一，因此它也是ODN維護工作的關鍵所在。上海全市范圍內(nèi)分布了大量室外光交接箱，其中早期建設的大多位于地理位置極佳的中心城區(qū)，已成為一種不可再生的寶貴資源。但是目前這些交接箱存在設備老化、功能設計落后、維護成本高、傳輸衰耗性能不佳等問題，難以滿足運營商“千兆第1城”戰(zhàn)略的實施以及支撐智慧城市、LTE網(wǎng)絡建設等的需求，因此急需對其進行改造，以提升光網(wǎng)質(zhì)量。

本文針對這一現(xiàn)狀，在分析傳統(tǒng)改造落地光交接箱方案利弊的同時，結合新產(chǎn)品設計，提出了一種更高效新穎的改造方案，并分享一些在實際工程中遇到的問題及其應對方案，供大家參考。

1 光纜交接箱概述

1.1 光纜交接箱簡介

在光纜接入網(wǎng)中，光纜交接箱是用于連接主干光纜與配線光纜的接口設施，用戶通過配線光纜在光交接箱內(nèi)與主干光纜跳接從而連通至局端設備，這種配線制式稱為交接配線制。交接配線制最大的好處在于，在主干光纜的生命周期內(nèi)，主干纖芯利用率可以得到大幅提高，還方便外線故障點的查找定位。上海使用最多的是無跳纖型光纜交接箱，結構主要由箱體、主干光纖終接裝置、配纜熔接單元和配纜儲纖單元、光纜引入與接地保護裝置、插片式光分路器安裝槽及其他附件組成。光纜交接箱按照使用場合不同，可分為室內(nèi)型和室外型2種；按照安裝方式不同可分為落地、架空、壁掛、抱桿式等；按照箱體材料不同可分為金屬和非金屬；按照開門方式不同可分為單開門、雙開門等。

1.2 光纜交接箱箱體性能

本文研究的光纜交接箱以室外落地型光纜交接箱為主。由于室外安裝要求箱體能夠有良好的防水、防潮、防塵、耐老化、抗腐蝕和抗撞擊等性能,以保護箱內(nèi)設施不受外部風吹、日曬、雨淋等惡劣環(huán)境的影響和車輛撞擊等外力損壞。箱體密封性能應達到IP55級的要求。一般箱體理論使用壽命為15～20年。

1.3 光纜交接箱的功能要求

光纜引入交接箱時，應有可靠的固定與保護裝置，固定后的光纜金屬擋潮層、鎧裝層及加強芯應可靠連接至高壓防護接地裝置，光纜開剝后應用塑料套管或螺旋管保護并固定引入光纖熔接裝置。

箱內(nèi)的主干光纖終接裝置應便于主干光纖與配線光纜尾纖的熔接、安裝和維護等操作，同時箱內(nèi)應具備富余光纖光纜的儲存空間。

2 早期建設的光纜交接箱改造的必要性

由于上海早期建設的室外光交接箱的使用時間大多超過15年，已到了維修的高峰期。箱體的老化、破損現(xiàn)象明顯，特別是交接箱底座腐爛嚴重。這些破爛的室外交接箱箱體大部分位于市中心重要的商務及涉外地段，影響上海國際大都市的市容市貌，更重要的是已嚴重影響光纜線路質(zhì)量，并存在安全隱患。

另一方面，早期建設的光纜交接箱不是無跳纖型光交接箱，隨著城市光網(wǎng)的快速發(fā)展，已不能適應現(xiàn)網(wǎng)發(fā)展的需求，存在的問題有：

a）主干和配線光纜都必須在箱內(nèi)成端后通過跳纖連通，主干預配線的成端模塊容量為1∶1，主干成端模塊大量空置，而配纜成端模塊容量嚴重不足，且沒有空間擴容，造成資源利用不平衡。

b）早期的光纜交接箱沒有預留光分路器安裝位置，不能適應PON網(wǎng)絡的發(fā)展需求。

c）最早的光交接箱自1994年開始使用，箱體銹蝕嚴重，適配器也有生銹現(xiàn)象，嚴重影響接入網(wǎng)的網(wǎng)絡質(zhì)量，影響重要用戶的感知度。

因此對光纜交接箱的更新?lián)Q代迫在眉睫，用新型免跳纖光纜交接箱替換傳統(tǒng)有跳纖光交，不僅可以提供光分路器安裝空間，而且使主干預配纜的配比更合理，能增加配纜擴容空間，顯著提升光纜交接箱的服務能力，從而盡快滿足用戶接入需求。如何高效快速地進行光纜交接箱的替換升級是本文重點探討的問題。

3 落地光纜交接箱改造建設方案

3.1 落地光纜交接箱傳統(tǒng)更換方案

3.1.1 無跳纖型落地光纜交接箱的類型

目前上海使用較多的無跳纖光纜交接箱一般有2種。第1種是2006年開發(fā)生產(chǎn)的第1代無跳纖光纜交接箱產(chǎn)品，配纜采用抽屜式熔接儲纖單元。熔接后的尾纖分層收容，抽屜運動光纖則跟隨運動，抽拉次數(shù)多容易損壞光纖。

第2種是2010年開發(fā)生產(chǎn)的第2代無跳纖光纜交接箱產(chǎn)品，配纜采用垂直排列可回轉(zhuǎn)并定位的儲纖熔接同軸盤，解決了光纖隨抽屜運動的缺點，但仍存在的缺點為：操作下層需翻上層極其不方便，與主干熔配盤不兼容，配置不靈活等。

3.1.2 更換落地光交接箱傳統(tǒng)方案

傳統(tǒng)落地光纜交接箱改造方法通常分為新建落地光交、地下管道溝通、系統(tǒng)割接、拆舊光交及路面修復等幾個步驟。具體步驟如下：

a）管線建設。首先要在擬改造的老光纜交接箱旁新建一個光纜交接箱底座，并新建光交底座至地下管道之間的溝通管道，主要工程量涉及新建光纜交接箱底座、交接箱前的人（手）孔以及人（手）孔至城市地下管線之間的溝通管道。由于涉及城市道路開挖，施工前必須先向相關市政管理單位申請道路開挖許可證，獲得許可后方可進行后續(xù)的道路開挖、管道及人（手）孔建設和養(yǎng)護、道路修復等步驟。故項目從立項到建設完畢至少需要10個工作日，其中道路開挖許可證申請時間最不可控，短的3至6天，最長的超過半年、一年，甚至不予批準（新建道路原則上3年內(nèi)不予開挖），造成無法施工。

b）光纜割接。新光交底座及管線建設完畢后，在底座上安裝新光纜交接箱，自新建光交至擬改造的舊光交前的人（手）孔敷設光纜，新敷設光纜的容量與舊光交內(nèi)的成端光纜一致，并在新光交內(nèi)完成光纜的成端，隨后在舊光交前的人（手）孔內(nèi)將舊光交的光纜一一對應割接至新光交的光纜上，并在局端完成相應鏈路跳接。割接工作所需工期一般為14天。

c）拆除原管線、底座。割接完成后，對老光纜進行拆除，對舊交接箱管道和底座進行拆除，最后通知相關市政單位進行路面修復，該工作一般需要4天。

施工流程見表1。

3.2 更換落地光交接箱改進方案

在傳統(tǒng)的光交改造過程中不難發(fā)現(xiàn)：傳統(tǒng)方案存在建設周期過長，割接方案復雜，費用高等缺點，而且還要求擬改造的舊光交附近有空間資源，管孔容量具備一定的冗余，否則無法實施改造，難以在道路資源和管線資源本來就很緊張的上海中心城區(qū)進行規(guī)?；茝V。為解決這些問題，設計人員與運營商維護單位以及光交生產(chǎn)廠家的專家對產(chǎn)品和施工方式進行了不斷研究和探索，開發(fā)出了一種新型預制成端光纜交接箱，以便能用一種更高效便捷的方式更換舊光纜交接箱。

表1 施工流程表

3.2.1 新型預制成端光纜交接箱的特點

新型室外無跳纖預制成端光纜交接箱，采用了標準的模塊化設計，配置極其靈活，配纜采用熔配儲一體化旋轉(zhuǎn)盤，解決了前2代光交存在的問題。同時采用整體框架式結構設計即拆卸式箱殼與整體框架式結構件配合，在今后新老交接箱體更替割接的施工過程中避免了許多繁冗環(huán)節(jié)，成本也大大降低。

這款光纜交接箱的主要特點有：

a）箱體采用拆卸式免油漆壓制成型結構，用材一目了然。采用拆卸式箱體，今后當該箱體遭遇損壞需要更換箱體時，無需光纜割接便可調(diào)換箱殼。

b）內(nèi)部金屬結構件采用整體框架式結構，便于割接維護。

c）配纜采用新型熔配儲一體化旋轉(zhuǎn)盤，便于配纖運維。

d）采用了標準的插片式光分器框槽、主干配纜框槽、光纜開剝單元的模塊化設計，靈活配置、方便擴容。

e）配線區(qū)采用順方向走線設計，避免了交叉走線的雜亂現(xiàn)象。

f）配纜尾纖采用色譜及二維碼標識，便于管理。新型無跳纖預制成端光纜交接箱內(nèi)部結構如圖1所示。

圖1 新型無跳纖光纜交接箱（預制光纜）

這款新型光纜交接箱還可在出廠前就根據(jù)需要實現(xiàn)模塊化預制，即設計人員可以根據(jù)預先制定的優(yōu)化割接方案提前要求光纜交接箱生產(chǎn)廠商完成預制光纜成端，還可以按照割接預案事先完成鏈路跳接，新光纜的留長也可根據(jù)設計方案確定。這種新型預制光纜交接箱由于具備內(nèi)部結構設計新穎、可模塊化預制、可擴展性強、便于維護、箱體與原光纜交接箱基座可方便鏈接等優(yōu)點，解決了工程和維護難題，大大提高了施工效率。

3.2.2 更換落地光交接箱改進方案步驟

室外落地光纜交接箱改進的更換方案步驟分為確定割接預案、定制預成端光交、現(xiàn)場更換光交、完成鏈路跳接、光纜熔接等幾個步驟。

a）制定割接預案，定制預成端光交。根據(jù)擬拆除的老光纜交接箱內(nèi)光纜成端情況，預先向廠商定制含有預成端光纜的新光交。

b）管線建設。新型預制光纜交接箱無需進行管線的新建，僅需將原交接箱搬移（底座構件保持不變），在原底座上加裝約8 mm厚的銜接鋼板，新交接箱安裝于銜接鋼板之上，該工作于割接當天完成。

c）現(xiàn)場更換光交，光纜熔接。光纜線路完成工前排摸后，即可按光纜割接流程進行報批，在正式割接的前2天，對老交接箱進行搬移，將新交接箱安裝到位，并對預制好的光纜進行布放，于割接當天實施割接，將老交接箱內(nèi)的光纜逐條割接至預制光交的光纜上，該工作一般需要14天。

d）老光交拆除。割接完成后，對老光交（連同切斷的成端光纜）進行拆除，該工作于割接當天完成。

改進更換方案示意圖見圖2，施工流程見表2。

3.3 方案比較

圖2 預制光交更換方案

3.3.1 施工周期及工程投資

從以上2個方案的比較可知，方案1施工周期需要28天，方案2僅需14天，節(jié)約了50%的時間；管線建設在方案2中無需實施，避免了不可控因素對工期的影響；交接箱安裝、光纜布放和后期工作在方案2中均可于割接當天完成實施，極大地壓縮了施工周期，同時節(jié)約了投資。2方案比較見表3。

3.3.2 用戶感知度

方案1（傳統(tǒng)方案）由于工程周期太長，一根主干光纜上的所有交接箱進行更換時無法做到主干僅中斷一次，只能采用多次中斷的割接方式，對用戶業(yè)務影響較大。方案2（改進方案）著重考慮了此問題，由于單個光纜交接箱更換的施工周期短而且可控，在進行光交更換計劃的制定時，針對同一根主干的不同光交接箱可以做到一次性割接完成，主干僅中斷一次，大大提高了用戶感知度。

由以上比較可知，方案2區(qū)別于傳統(tǒng)方案的優(yōu)勢如下：

a）無須管線建設，省去了證照申請的繁瑣，避免了執(zhí)照審批流程等不可控因素，施工周期至少縮短了50%。

表2 新方案施工流程表

表3 方案比較表

b）同一主干光纜上可實現(xiàn)多點同步割接，系統(tǒng)只中斷一次，對用戶影響小。

c）經(jīng)測算施工費用節(jié)約約35%。

d）不破壞市政道路設施，不需修復路面。對周邊環(huán)境影響較小。

e）預先完成了光纜交接箱側(cè)的成端和鏈路跳接，當天割接工序簡化，降低了割接風險。

4 實際應用中需注意的問題

雖然文中提出的改進方案很好地解決了傳統(tǒng)方案中存在的諸多問題，但在實際應用中還需注意以下問題：

a）設計方案的合理性。改造時，原則上應保持新老光交接箱的光纜成端順序不變，但設計人員還應根據(jù)周邊用戶今后發(fā)展趨勢靈活考慮光交接箱容量配置，按需設計，使設計方案更加合理。

b）前期準備工作的重要性。由于新光交預制光纜成端（配線側(cè)）采用了大芯數(shù)的光纜，而老光交光纜成端（配線側(cè)）均是很多小芯數(shù)光纜，這就需要在光纜割接的同時進行大量的合纜優(yōu)化，所以該方案對工前摸排的要求比較高，相對割接方案的精準度也提高了。

5 結束語

隨著智慧城市愿景的發(fā)展，確保寬帶通信的可用性至關重要，這就需要構建一個更加安全、融合的光網(wǎng)基礎設施。本文中所提出的光交更換的新方案，不僅解決了傳統(tǒng)光纜交接箱的維護升級難題，升級后的新型光交接入能力同時得到了顯著提升?？蔀楸活愃齐y題困擾的運營商提供極具參考價值的解決方案，極具推廣性。