光纖到桌面解決方案

高 杰

（中移鐵通有限公司 西安分公司，陜西 西安 710054）

0 引 言

目前，國家大力推進(jìn)光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作，逐步實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)以及電信網(wǎng)的融合。由于光纖的帶寬高、傳輸距離遠(yuǎn)，因此在政府政務(wù)系統(tǒng)、工商業(yè)系統(tǒng)、樓宇建筑等系統(tǒng)中的應(yīng)用更為普遍。用戶可根據(jù)帶寬的需求來選擇不同帶寬的光纖，以滿足廣大用戶的需求，可見光纖到桌面（Fiber To The Desktop，F(xiàn)TTD）的應(yīng)用靈活性更強(qiáng)，更易于被廣大用戶認(rèn)可與接受，這有利于國家與社會更好地進(jìn)步和發(fā)展。

1 FTTD的概念

所謂的FTTD主要指的是應(yīng)用光纖來替代傳統(tǒng)銅線延伸到廣大用戶的電腦終端上，從整個過程上實現(xiàn)全光網(wǎng)絡(luò)的一種技術(shù)。在FTTD應(yīng)用以前，首先應(yīng)用到人們生活和工作中的光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要是光纖接入（Fiber To The x，F(xiàn)TTx），其應(yīng)用范圍主要涉及到電信機(jī)房到用戶設(shè)備這個區(qū)域，使得局端與用戶端設(shè)備得以有效連接。從光纖到用戶的距離來看，可將其分為光纖到交換箱（Fiber To The Cabinet，F(xiàn)TTCab）、光纖到大樓（Fiber To The Building，F(xiàn)TTB）、光纖到路邊（Fiber To The Curb，F(xiàn)TTC）、光纖到戶（Fiber To The Home，F(xiàn)TTH）以及FTTD等，這些服務(wù)形態(tài)的存在進(jìn)一步推動了光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更好的應(yīng)用[1,2]。

2 FTTD的發(fā)展現(xiàn)狀分析

自FTTH網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展與成熟以后，F(xiàn)TTD網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也逐漸興起。FTTD自2013年以來逐漸得到重視，推動光纖網(wǎng)絡(luò)與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行更好的連接。目前，F(xiàn)TTD網(wǎng)絡(luò)還沒有得到更加廣泛的普及與推廣，很多筆記本電腦或者臺式機(jī)在出廠時并未配置光纖網(wǎng)卡，用戶都是自行根據(jù)需求來進(jìn)行光纖網(wǎng)卡的配置和購買。一些醫(yī)療衛(wèi)生單位、軍事、公檢法、金融以及大型企事業(yè)單位對于安全性與帶寬的要求相對較高，因而對于FTTD網(wǎng)絡(luò)的需求和呼聲更高。與傳統(tǒng)的銅纜系統(tǒng)相比，F(xiàn)TTD網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的帶寬更高，數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn)，且使用壽命更長[3]。

目前，塑料光纖是新興起的一種傳輸介質(zhì)，是FTTD網(wǎng)未來發(fā)展的主流與方向。同時FTTD的國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求很大，且FTTD網(wǎng)能夠給采購人員、工程技術(shù)人員提供更好的網(wǎng)絡(luò)信息展示機(jī)會或者平臺。此外，F(xiàn)TTD網(wǎng)能夠提供光纖收發(fā)器、光纖網(wǎng)卡、以太網(wǎng)光纖交換機(jī)以及光纖路由器等設(shè)備及價格信息。在給桌面萬兆的樓宇進(jìn)行布線時，很多企業(yè)或者單位會選擇Cat.6A系統(tǒng)，其主要原因在于銅纜價格相對較低，且桌面RJ45的以太網(wǎng)卡接口應(yīng)用普及性更高，但是應(yīng)用傳統(tǒng)銅纜系統(tǒng)布線的局限性也非常明顯。結(jié)合光纖布線的優(yōu)勢，應(yīng)用萬兆多模的OM3線纜，其綜合成本不會比銅纜布線高很多，因為從全球范圍內(nèi)來分析銅的價格，銅屬于有色金屬，且越來越稀有，價格也會越來越高，若現(xiàn)在依然采用銅纜布線，則其成本與光纖布線相比并沒有絕對優(yōu)勢。反之，如果應(yīng)用銅纜布線，其安裝輔料的成本和運(yùn)輸成本也會相對增加。而光纖的傳輸介質(zhì)一般都是以二氧化硅為主，是一種可再生資源。塑料光纖的研發(fā)力度也在不斷加大，逐漸被應(yīng)用到光纖系統(tǒng)布線中，其成本會大大降低。在光端口桌面不斷普及與推廣的背景下，光纖會逐漸被更多用戶所接受，光終端設(shè)備的價格也不會一直居高不下，而會隨著技術(shù)的發(fā)展、時間的推移以及用戶認(rèn)可度等因素的變化而發(fā)生改變。

3 FTTD的解決方案探究

實現(xiàn)FTTD需要依賴一定的設(shè)備，包括桌面電腦內(nèi)插光纖網(wǎng)卡、以太網(wǎng)交換機(jī)，并配置兩個1 000M的上聯(lián)光端口、24個100M的接入光端口，在接入光端口實現(xiàn)多模光纖和計算機(jī)光纖網(wǎng)卡的連接，從而實現(xiàn)FTTD接入的目標(biāo)。與此同時，F(xiàn)TTD解決方案有其獨特性，如傳送的距離超長、通信帶寬超高且穩(wěn)定，交換可實現(xiàn)無阻礙、全線速，通信內(nèi)容絕密且安全，抗電磁干擾性極強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)成本較低，內(nèi)部虛擬局域網(wǎng)（Virtual Local Area Network，VLAN）可進(jìn)行靈活設(shè)置。

3.1 掌握FTTD的實際特征

在研究FTTD解決方案時，掌握其實際特征才能夠研究更好的方案，為廣大用戶提供更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

3.1.1 高帶寬、遠(yuǎn)距離

目前，多模光纜主要分為OM1、OM2、OM3以及OM4共4類，每個等級多模光纜的規(guī)格都不同，帶寬、千兆以太網(wǎng)的傳輸距離以及萬兆以太網(wǎng)的傳輸距離均不相同。多模光纜的傳輸性能及傳輸距離是傳統(tǒng)銅纜系統(tǒng)無法比擬的，表1為多模光纜傳輸性能及距離的具體數(shù)據(jù)，從類型等級、規(guī)格、帶寬、千兆以太網(wǎng)傳輸距離、萬兆以太網(wǎng)傳輸距離等方面對多模光纜的傳輸性能與傳輸距離進(jìn)行了詮釋。

表1 多模光纜的傳輸性能及距離

與此同時，在實際工程中應(yīng)用銅纜系統(tǒng)布線，需要增加布線材料、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及區(qū)域管理間，這會大大增加項目工程成本和鏈路故障點。而應(yīng)用光纖系統(tǒng)就不會被這些局限與問題所困，應(yīng)用的靈活性更強(qiáng)。

3.1.2 非金屬性

與傳統(tǒng)銅纜系統(tǒng)不同的是，光纖系統(tǒng)具有一定的非金屬性，數(shù)據(jù)通過光波傳輸，這樣能夠免遭射頻干擾（Radio frequency Interference，RFI）和電磁干擾（Electromagnetic Interference，EMI）等的干擾，也不會外泄信號，具有一定的保密作用，這對于一些高科技研發(fā)、軍事以及公檢法等機(jī)關(guān)或者單位來講非常有利，應(yīng)用的價值更為深遠(yuǎn)[4]。

3.1.3 應(yīng)用范圍廣、壽命長

光纖網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)通信不具有帶電性，其在易爆、易燃等場所的應(yīng)用也具有很強(qiáng)的安全性，且自身具有耐化學(xué)腐蝕性，對于一些惡劣的辦公環(huán)境也可適用，使用壽命較長[5]。

3.2 光纖布線的設(shè)備及材料

光纖布線的主要材料與設(shè)備主要有主光纜、室內(nèi)光纜、光纖接線盒以及光纖插座。光纖主線纜的纜徑比較小，質(zhì)量較輕，施工的效率也相對較高。同時主線纜的安裝密集度較高，能夠節(jié)省很多的管孔資源。通常情況下，在日常生活和工作中，主線纜的表現(xiàn)形式如圖1所示，主要用于數(shù)據(jù)傳輸。

圖1 主線纜

室內(nèi)光纜是光纖布設(shè)的重要線纜，具有抗扭曲、抗拉伸、布線規(guī)整以及較小故障率等應(yīng)用優(yōu)勢，因此施工效率與施工品質(zhì)較高。圖2為常用的室內(nèi)光纜，房屋、建筑物內(nèi)的計算機(jī)、通信設(shè)備以及交換機(jī)、終端用戶等都會用到，其便于信息的更好傳遞。

圖2 室內(nèi)光纜

與此同時，光纖接線盒與光纖插座是重要的布設(shè)材料（見圖3），具有免溶接、體積小、便于安裝以及施工效率高等優(yōu)勢，有利于FTTD解決方案的更好實施[6]。

圖3 光纖接線盒與插座

3.2.1 OM3室內(nèi)光纜

在光纖通信過程中，如果是1芯的收發(fā)，則用2芯的光纜即可。但是為了能夠保障光纖應(yīng)用的流暢性與便捷性，1芯的收發(fā)建議應(yīng)用4芯的光纜，先用2芯，另外2芯留作備用光纜，這樣在未來擴(kuò)展信息點數(shù)量時能夠更加便利。在選擇室內(nèi)光纜方面，SIMON電氣的室內(nèi)光纜就是不錯的選擇，該光纜具有較小的直徑、較輕的質(zhì)量，且施工效率較高。同時芳綸纖維室內(nèi)光纜的應(yīng)用頻率較高，抗拉伸性較強(qiáng)，能夠大大降低光纖布設(shè)施工故障率。在護(hù)套材料的選擇上，應(yīng)用無鹵低煙的材料，其阻燃性更高，無毒、無味、少煙，應(yīng)用優(yōu)勢較為明顯。OM3室內(nèi)光纜為多模萬兆光纜，其傳輸性能較強(qiáng)，距離較長，應(yīng)用靈活性更高，施工效率高[7]。

3.2.2 面板及面板盒的科學(xué)選擇

在選擇面板時，要選擇阻燃性更高、防火性能更好的面板。應(yīng)用SIMON電氣時，其面板為PC材質(zhì)，具有不變色、抗氧化、耐高溫以及高強(qiáng)度等特性。一般情況，該面板的防火性能可達(dá)到850 ℃?？茖W(xué)選擇面板，結(jié)合強(qiáng)電面板的標(biāo)準(zhǔn)與要求，選擇斜口的面板，能夠更好地保障用戶的生命財產(chǎn)安全。與此同時，在斜口面板的應(yīng)用上，選擇外凸類型的面板，其能夠有效地擴(kuò)大光纜在底盒安裝的空間，使得光纜的預(yù)留長度、彎曲半徑得以更好的保證。與此同時，斜口面板均支持和滿足光纖適配器、銅纜模塊的安裝，而LC雙工耦合器屬于小型時，可以同時安裝兩個光纖點。

在面板的維護(hù)與保養(yǎng)上，常規(guī)、普通的面板在維護(hù)過程中要拆掉面板左右的螺釘。但是SIMON電氣的斜口面板在維修保養(yǎng)時不用拆卸螺釘，維修與保養(yǎng)更加省時、快速且簡單，效率更高。除此之外，在面板盒的選擇上，應(yīng)用86 cm×86 cm標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的SIMON電氣面板盒，精致耐用，在實際安裝與應(yīng)用時將其直接安裝或者放在辦公桌面即可，同時也可以將其固定在墻面。在光纜的盤放上可以應(yīng)用渦輪機(jī)方法，其同樣能夠?qū)饫w的預(yù)留長度、彎曲半徑進(jìn)行更好的保證，并且支持光纖適配器、銅纜模塊等[8]。

3.2.3 耦合器的科學(xué)選擇與模塊化光纖配線架的優(yōu)化設(shè)計

傳統(tǒng)磷青銅耦合器的應(yīng)用壽命短、穩(wěn)定性不足、抗氧化性不強(qiáng)，而SIMON電氣耦合器的材質(zhì)主要以氧化鋯陶瓷為主，使用壽命更長、穩(wěn)定性更強(qiáng)、抗氧化性更好。同時可以將該耦合器直接安裝在光纖配線架和面板上，安裝便捷、效率更高。為了能夠更好地分類與管理信息端口，以不同顏色的外觀進(jìn)行區(qū)分，效果非常顯著。除此之外，在設(shè)計和優(yōu)化模塊化光纖配線架時，配線架前端可以允許單個光纖耦合器進(jìn)行獨立拆卸，同時也可以向前將整個托架抽出，這樣在光纖配線架前端就能夠完成安裝、管理、養(yǎng)護(hù)等所有工作。不僅如此，模塊化的光纖配線架能夠支持不同類型的光纖適配器以及銅纜模塊的安裝，且在1U的空間里可以容納48芯的光纜熔接，或者是24個銅纜模塊。該配線架能夠有效節(jié)約安裝機(jī)柜的空間，使得工程安裝成本大大降低[9]。同時在配線架固定座的選擇上要選擇獨立、可拆卸的，且顏色要豐富些，如紅、黃、藍(lán)、黑、灰等，從顏色上進(jìn)行分類管理更利于網(wǎng)絡(luò)維護(hù)。

3.3 快速光纖熔接頭的有效應(yīng)用

為了能夠?qū)崿F(xiàn)光纖與尾纖以及光纖與光纖更好的連接，運(yùn)用光纖熔接技術(shù)將光纜中的光纖、尾纖以及裸纖進(jìn)行熔合，進(jìn)而形成一個統(tǒng)一的整體。通過和光纖收發(fā)器、光纖以及雙絞線進(jìn)行有效連接，并將其連接到信息插座，使其連接的整體性、完整性、銜接性、連貫性更強(qiáng)。但是該種光纖熔接方式也有局限性，如在安裝面板底盒時，空間缺乏深度，對于光纖熔接的性能無法保證，也會影響網(wǎng)絡(luò)通信的穩(wěn)定性與可靠性，熔接的時間相對較長，效果并不理想。鑒于此，應(yīng)用快速光纖熔接器，事先將光纖預(yù)埋到連接器上，不用打磨和膠粘，通過壓接光纖接頭就能夠?qū)崿F(xiàn)光纖的連接，使得光纖端連接的復(fù)雜性得到有效降低[10]。與此同時，快速光纖連接器能夠進(jìn)行反復(fù)端接，這會促進(jìn)光纖連接器利用效率的有效提升，在一定程度上還能夠節(jié)約成本。除此之外，光纖快速連接其體積相對較小，將光纖安裝在桌面、墻面都比較方便、快捷，插入損耗在國家標(biāo)準(zhǔn)線以內(nèi)。

4 結(jié) 論

在光通信技術(shù)持續(xù)健康發(fā)展的時代背景下，光纖網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用廣泛性也在逐漸擴(kuò)大，光纖網(wǎng)絡(luò)安裝的成本也在逐漸降低，安裝簡便性更高。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)帶寬低，傳輸距離較近，容易受到外界電磁的干擾，且安全性不高。應(yīng)用FTTD的解決方案能夠?qū)⒐饫w的優(yōu)勢與價值更好地凸顯出來，受到了廣大用戶的支持與喜愛。雖然當(dāng)前FTTD的成本相對較高，但是隨著時代以及技術(shù)的不斷發(fā)展，在不久的將來，該解決方案應(yīng)用的普及性與廣泛性會更高，能夠為人們的工作和生活提供更多的便利和更大的幫助。