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概 述
微纜氣吹(JETnet)技術是荷蘭NKF光纜公司全球首創(chuàng)的光纜氣吹布放技
術,由長飛光纖光纜(上海)有限公司引進國內市場,采用管道吹纜專用微
型管道光纜氣吹敷設工藝(即母管+子管+微纜敷設技術)。該技術利用氣吹
敷纜的方法,先將微管吹進已敷設的母管中,然后根據客戶需求,可分批次
將微纜吹進微管中。該技術可廣泛應用于骨干網、城域網、接入網中。
一、JETnet 系統結構分析:
圖1:JETnet系統結構示意圖
JETnet 的基本組件就是“母管—子管—光纜”。母管一般采用HDPE/硅
芯管,也可采用PVC管,子管用HDPE材料擠制而成,光纜為微型中心管式光
纜。
(一)母管:
母管直徑HDPE 母管有φ25mm、φ32mm、φ40mm、φ50mm、φ63mm 幾個
規(guī)格。母管的功能是引導和保護含有微纜的微管不被損壞。為了確保微管順
利吹入母管,母管必須能夠承受必要的壓力。同時母管內壁必須光滑、干燥
和清潔,可以減少微管敷設時和母管之間的摩擦系數。
(二)微管:
子管直徑有φ7mm和φ10mm兩種規(guī)格。
1.微管的類型:
微管是氣吹系統的一個重要的組成部分。在微纜敷設前微管必須先敷設
到目的地,并且要求一次性敷設到位。因為紐絞的問題,在一根母管內的微
管是不能分批敷設的。微管在制作工藝等方面具有較高的技術含量,其內壁
采用具有同步擠壓的永久性固體潤滑硅芯層,選擇縱向導氣槽(凹槽) 結構,
進一步降低了摩擦系數。目前國外的微管按結構區(qū)分大約有三種:
(1)集束管:有點象我們市話管道上常用的蜂窩管,是由微管束和外護
套兩部分在廠家組合而成,但是微管和微管之間是不連接的,可以有相對的
位移。集束管的優(yōu)點在于管道的密度高,可以在有效的空間內容納最多的微
管。缺點是靈活性較差,管道連接不方便。
(2)微管束:它是利用微管超級氣吹機 (SUPERJET MD)根據母管的內徑
尺寸將一定數量的微管束吹進已經敷設好的母管內,根據氣吹原理,微管束
不能填充整個管道,因此微管和母管之間需要有一定的空間,這種空間同時
增強了微管的機械強度,保證了母管在發(fā)生輕度變形時,不會直接影響到微
管。另外氣吹微管束具有分歧靈活和較高的抗沖擊和抗拉能力,因為氣吹微
管束在母管內是松弛的,因此當母管受到外界的沖擊時,微管具有較高的緩
沖能力。同時氣吹微管束可以充分利用已有的管道資源進行管道的擴容。
(3)組合型微管:組合型微管,專門用于FTTB,每一組由6根φ4/3 mm
的微管組成,沒有外護套,一根φ40/33 mm 的微管內可以同時容納4 組共
24根微管。
2.微管的色譜:
微管根據IEC-304 標準采用全色譜,10根微管束選用如下顏色:
紅 ,白 ,黃 ,藍 ,綠 ,紫 ,棕 ,黑 ,灰 ,青綠
3.微管的標識
微管每隔1米都有一個可讀、可追朔的標碼,包括生產日期、商標和微
管長度。
4.微管的壓力
在20℃下,微管必須能承受12bar的壓強,持續(xù)時間為30分鐘。
5.微管的摩擦
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以圓鼓法測量時,微管的摩擦系數不能超過0.1 。
目前在我國工程中采用的均為微管束方式。國內有滄州明珠、哈威等廠
家生產微管并大規(guī)模投入商用。
(三)微纜:
JETnet 技術采用微型中心管式光纜,直徑有3.9mm 和5mm 兩種,24 芯
及24芯以下為3.9mm外徑,24芯以上至72芯為5mm外徑。按加強元件可以
分為全介質結構和鋼管式結構,全介質結構最大芯數60芯,鋼管式結構最大
芯數72芯,兩種微纜均能滿足室內外施工和運行的各項機械性能和傳輸性能
的要求。
微纜的施工設計考慮:
①低的熱脹冷縮率和溫度系數
②低的摩擦系數和適中的硬度
③在氣吹敷纜完畢后,光纜衰耗不能增加
微纜的結構:
(1)鋼管式微纜:鋼管結構的微纜中間有一根無縫的不銹鋼鋼管,鋼管
內有光纖并填充了防水化合物,鋼管外施加了一層HDPE 護套。無縫焊接的
鋼管可防止水或其它物質滲入光纖。
(2) 全介質光纜:全介質結構的微纜屬于非金屬纜,可防電干擾,中間
填充了防水化合物起到縱向防水的作用。利用微管資源,特別適用于骨干網、
接入網 和光纖到戶。其產品特點:
①無金屬的結構設計有效防止射頻干擾和電磁波干擾
②特別設計的緊密的光纜結構,有效防止套管回縮
③松套管內填充特種油膏,充分保證了光纜的防水性能
④具有良好的柔軟性,微纜組裝密度高、纜徑小、重量輕,是氣吹敷設
方式的最佳選擇。
目前, 長飛光纖光纜(上海)有限公司生產的微纜在我國已經大規(guī)模商
用,其他如烽火、法爾勝、中天、通光等光纜廠家也研制出自己的微纜產品
并運用在各個工程中。
(四)氣吹設備
1995 年,瑞士波立門特公司和美國都蘭公司以及原中國郵電部合作,
是第一個將世界上先進的氣吹光纜技術和設備介紹到中國的公司,從而改變了中國傳統的長途干線光纜人拉肩扛的施工方式。而今,也是第一個將微管
和微纜的氣吹敷纜設備和技術引進到中國的廠家,其產品在我國占90%以上
的市場份額。
1.微管氣吹機(SUPERJET MD)波立門特生產:
圖2:微管氣吹機
微管超級氣吹機設計的履帶,可以使微管束被精確地疊放和夾在履帶中,
并且受力均勻。履帶前后各有一個導向模具,微管束經過模具后就可以保持履
帶所需的形狀,氣吹不同根數和直徑的微管需要更換不同形狀的履帶和不同的
導向模塊,導向一般分為導向板,入口導向和密封導向。通用的履帶槽寬分為
兩種,一種用于10mm 的微管,另一種用于7mm 的微管。微管盤被固定在特別
設計的多盤放線架上。
2.MICROJET PR-140 微纜氣吹機(波立門特生產):
圖3:幾種微纜氣吹機
PR-140 采用氣動馬達作為動力, 可以敷設微纜直徑從3-6.5mm ,通
過一個氣動控制總成調節(jié)機器的推力和速度。MICROJET PR-140 微纜氣吹機
主要氣吹直徑3.5 mm以上的微纜, 共配備有6種不同寬度的U型驅動輪套,
操作人員可以根據微纜的直徑選擇適當的驅動輪套。
(五)氣吹系統配件
1.普通微管接頭和端帽
(1)微管直接頭:用于微管和微管之間的連接,接頭是插式的,微管可
以十分容易地進行連接。
規(guī)格:4、5、7、8、10、12 、14 mm
(2) 微管密封端帽:微管敷設完畢后,空微管端頭的封堵,防止泥沙和
水進入管道。
規(guī)格:4、5、7、8、10、12、14 mm
(3) 微管/微纜密封端帽:微纜敷設完畢后,微管和微纜之間的密封。
規(guī)格:7、10 mm
2. 分歧和特殊接頭
(1)“Y” 型接頭/“T” 型接頭: 用于微管的線路分歧并在分歧后恢復
母管提供機械保護,全部配件可以拆分,安裝簡單,沒有水密封功能。
規(guī)格:40×40×25 mm; 40×40×40 mm
(2) 微管變徑接頭:不同直徑的微管連接。
規(guī)格:7×5 mm;8×5 mm;10×7 mm;10×8 mm
(3) 微管堵水接頭:光纜敷設完畢后,可以直接將微纜和微管封堵,防
止微管破裂后,污水灌滿整個管道。
(4)微管堵氣接頭:當微纜敷設完畢后,對微管段長進行氣閉封堵。
3.接頭盒和保護箱
(1) 接頭盒:我們可以采用國產接頭盒進行微纜的接續(xù)。
但是必須注意的是: 微管必須進入接頭盒, 達到整個微管線路的水密封
效果。因此接頭盒要求具備微管固定和密封的功能,微纜能在接頭盒內能固
定。當然只需要加工一個特殊的配件就可達到以上目的。
(2) 保護箱:微纜的直徑很細,如果沒有微管和母管的保護,很容易被
折斷。因此我們就需要一個保護箱將微管和微纜的余留(盤留)在里面,有
時也要求保護箱可以將接頭盒放入 。但這種保護箱的體積較大,因此常用于
野外。人孔內的微纜預留可以采用一種高強度的波紋管將母管和微管保護起
來。保護箱的要求是能和母管連接并且固定,防止因為母管的移動而影響保
護盒內的微管和微纜。
(六)微管微纜敷設技術
1.氣吹原理:
氣吹敷設纜/管是利用機械推進器把微管束或微纜推進管道, 同時空氣壓縮機把強大的氣流通過氣吹機的密封倉送進管道,這種高速流動的氣流
在纜和管的表面形成一種拖曳力,促使纜和管前進。因此纜和管束在管道
內是被氣流推動前進的而不是被拉進管道的。纜和管在管道內順著地勢起
伏或方向的改變而順利的前進,因為光纜頂端不受力,所以與傳統牽引敷
纜相反,光纜端頭沒有應力。敷纜完畢后,纜和管松弛地停在管道的底部。
有助于延長纜的使用壽命以及纜和管的抗拉強度。實踐證明氣吹法是目前
最有效,最安全的敷纜方法之一。
2.氣吹敷設技術
(1)接力氣吹法:該方法是采用多臺氣吹機聯合工作,見圖4。當第一
臺氣吹機將纜送至下一個氣吹點時,第二臺氣吹機開始工作, 新的高壓氣流
通過第二臺機器的進氣室進入下一段管道并且從排氣口釋放出上游管道內的
高壓氣流。
從理論上講,通過這樣的接力氣吹,光纜可以氣吹無限長的距離。這種氣
吹方法的缺點是: 需要的設備較多, 一次性投資較大,同時由于地形的變
化會造成氣吹點的位置不容易準確地確定。
圖4 接力氣吹法
(2)(見圖5)從中間向兩端氣吹:當敷纜長度超過一臺氣吹機的一次氣
吹長度時, 我們可以選擇從線路中間開口向二端吹,一次性的氣吹長度約為
總長度的一半。首先將倒盤器安裝在纜盤附近, 當一端微纜敷設完畢后, 用
氣吹機將纜盤上的剩余微纜倒入倒盤器, 取出內圈的微纜端頭, 然后氣吹
機轉換方向, 將倒盤器中的微纜吹入管道。如果管道敷設沒有問題,一次氣
吹的成功的把握性較大。
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(3)蛙跳氣吹法:(見圖6)蛙跳氣吹類似于接力氣吹法,但是安裝在
下一氣吹點的不是氣吹機而是倒盤器, 利用管道內的高速氣流將上游氣吹點
的光纜全部收集到下一個氣吹點,然后將氣吹機轉移到下一個氣吹點。如此
類推,直到光纜全部氣吹完畢。這種氣吹法的優(yōu)點是,利用一臺氣吹機同樣
可以完成長距離光纜的敷設,但是倒盤的工作量較大,效率較低,同時一臺
氣吹機的實際氣吹長度將遠遠大于實際線路長度。采用何種氣吹方法取決于
工地的實際情況, 在實際施工中,往往先采用第二種氣吹法,然后采用第三
種氣吹法。
圖6 蛙跳氣吹法
二、目前JETnet 技術在我國的工程應用
采用JETnet技術在我國的工程中已有多次應用,不論是長途干線,還
是局域網,通信運營商和大企業(yè)對這種技術從感興趣到勇敢地去嘗試也經歷
了觀望到實踐較長的時間,國產的微管微纜和配件的出現給JETnet技術在我
國的順利和快速推廣奠定了基礎。下面根據各個工程類型列舉工程實例:
(一)南通中繼網JETnet 項目
業(yè)主:中國電信南通分公司
工程時間:2003年6月
工程簡介:南通長橋局-虹橋局中繼網光纜擴容項目采用JETnet 技術在一根已有的40/33的硅芯管內敷設5根微管,同時敷設一根48芯微纜,
線路全長5620m,采用中天科技生產的5.5mm 鋼管結構的微纜,波立門特工
程設備有限公司提供了氣吹設備和施工技術督導。
工程特點:國內第一個采用JETnet技術的商用工程,具有示范意義。
工程在一根已有的40/33 的硅芯管內敷設5 根微管,以低廉的造價擴容了管
道,為將來通信管道擴容提供了新的思路。
(二)杭州電力I 期JETnet 項目
業(yè)主:杭州電力局
工程時間:2003年7月
工程簡介:杭州電力局決定采用JETnet 技術沿西湖敷設一條通信線
路。設計要求分別敷設2 根48芯微纜連接電力局至變電站B以及電力局至變
電站A ,線路總長7880m,微管和微纜全部采用荷蘭Draka 公司的產品。 由
于該工程位于西湖旅游區(qū), 環(huán)境要求不可以使用空氣壓縮機現場施工, 因
此無法采用氣吹法敷設微管。上海波立門特工程設備有限公司和上海長飛光
纖光纜有限公司合作在廠區(qū)內將微管吹入母管內,然后運往工地, 再利用人
力一次性將母管和微管一起拉入水泥管道內。利用這種辦法可以解決人口密
集地區(qū)的多次施工問題和減少空氣壓縮機的施工噪音和危險。氣吹微纜采用
的是氮氣瓶, 整個施工現場無噪音。本次布放一根硅管,在其中布放4根微
管和2根微纜,下次有需求只需再吹入微纜即可。
工程特點:國內第一個非通信運營商采用JETnet技術的商用工程,也
具有示范意義。工程既解決了每次打開電力槽道布放光纜施工作業(yè)面大、工
作周期長和影響環(huán)境的問題,又擴容了管道,為將來新的通信需求提供了保
障。
(三)北京聯通五環(huán)路72 芯城域網
業(yè)主:北京聯通
工程時間:2004年10月
工程簡介:北京聯通先期購買了北京五環(huán)路的通信管道中的一根硅芯
管120Km,準備建設沿五環(huán)的城域網,通過采用JETnet技術,在購買的40/33
的硅芯管內氣吹敷設5根微管,同時在其中一微管中敷設一根72芯微纜,線
路全長120Km,采用上海長飛光纖光纜有限公司生產的72芯全介質結構中心
管微纜和滄州明珠生產的10/8mm微管,波立門特公司提供技術指導,中國通信建設第一、三工程局施工,以30天有效工期順利完工。
工程特點:是我國第一個長度100Km以上的采用JETnet技術的商用工
程,微管微纜均為國產,由上海波立門特工程設備有限公司改裝的國產接頭
盒配件也解決了微纜接頭盒采用常規(guī)接頭盒密封微管微纜的問題。國產微管
和微纜以及配件的出現和本工程的順利實施,為JETnet技術全面推向國內起
到很大的宣傳和示范作用。
北京聯通在這個工程中是采用JETnet 技術最大的受益者,由原來一根
管道資源只能放一根光纜變成五根微管,用了一根在城域網,同路由接入網
也可馬上布放一根,還留下三根備用,原準備的購買管道資源的大筆費用節(jié)
約了。這個工程對管道資源緊張的通信運營商和企業(yè)來說具有很大的效仿作
用。
(四)中石化儀征-長嶺原油管道通信工程
業(yè)主:中國石化管道儲運公司
工程時間:2004年12月-2006-5月
工程簡介:是目前世界最長的微管微纜工程項目;由江蘇儀征-湖南
長嶺,全長979Km,采用JETnet技術,沿原油管道敷設一根40/33硅芯管,
吹入二根10/8mm 微管,在其中一根中吹入12 芯全介質結構中心管微纜,用
于原油管道輸送的自動化控制和通信傳輸,也是由波立門特公司作為技術督
導,中國通信建設第一、三工程局和濰坊凱特公司等五家施工單位施工,目
前已順利完工并開通使用。
工程特點:是目前國內也是世界最長的采用JETnet技術的干線工程,
為摸索長途干線采用JETnet技術積累了經驗,在中國通信建設史上具有里程
碑意義。特別是本工程全部采用國產微管微纜,微管供應商為滄州明珠,微
纜供應商長飛、法爾勝、中天、通光、亨通五家光纜廠的參與說明我國已經
具備微管、微纜大規(guī)模生產的能力,為全面推廣JETnet技術奠定了物質基層。
中國石化通過這個工程探索了沿管道敷設通信光纜的新路子;以往的
直埋光纜敷設方式由于原油管道建設特點容易造成光纜的建設中損壞,接頭
多衰耗大給通信質量帶來不利影響。本工程針對這些特點,采用了先敷設硅
芯管,待到原油管道建設完成后再吹微管微纜的施工方式,避免了由于原油
管道建設特點容易造成光纜損壞的情況,工程中平均4KM 盤長的微纜和沒有
應力的敷設方式帶來的是全程光纖衰耗在0.20dB/Km以下的優(yōu)良指標。
在該項工程中業(yè)主會同氣吹設備制造商和施工單位共同編寫了中國第
一本微管微纜施工作業(yè)指導書。各種新型配件系列產品在該項目中得到廣泛
使用,其中具有代表性的產品包括:加長接頭、接頭盒保護箱(玻璃鋼手孔)、
縱向防水堵頭、微管微纜接頭盒固定和密封裝置。氣吹設備也在施工中顯示
出輕便、小巧、抵御各種惡劣的施工環(huán)境和性能優(yōu)越的特點。
三、JETnet 技術優(yōu)勢和發(fā)展方向及前景
(一)JETnet 技術優(yōu)勢更體現在:
1.微纜直徑小,重量輕,因而一次性氣吹長度更大,吹放速度更快,
可有效地縮短工程建設周期。
2.氣吹普通光纜一般設計長度為2-3km, 而氣吹微纜不間斷距離可達
4~6km, 因為氣吹設備和微纜的重量減輕,使氣吹點可以任意選擇。這樣
可以減少線路上人井和手井的數量,減少整個線路的光纜接頭數量,大幅度
提高線路傳輸質量。
3. 因微纜氣吹工藝所需接續(xù)容纖占用空間小、氣吹需求壓力小、設備
輕便且操作空間需求同比普通纜氣吹小的多,氣吹人井(孔)設置簡單,可
以利用微管微纜余留保護箱替代人(孔), 不需永久征地。
4. 在硅芯管和微管的雙重保護作用下,微纜在管道內可得到更為穩(wěn)固
的保護。遇到特殊情況遭到損壞時,采取與PVC 管、梅花管類似的處理方法,
利用配套的硅芯管、微管接頭,采用“氣吹法”方便、快捷地敷設微纜,大
大減少故障處理時間,提高線路運行維護質量。
5. 施工造價同比普通纜管道吹纜施工方式相當或略低,而且,隨著該
技術的大量應用,微纜技術的成本必將大幅下降,從建設和維護等多方面同
比普通管道、直埋光纜方式拉開成本優(yōu)勢。
6. 備管建設投資低,可在不增加先期投資的情況下大幅提高光纜管道
的市場價值。大幅降低日后更換纜的投資,便于今后采用新型光纖,保持技
術領先。
(二)JETnet 技術發(fā)展方向及前景:
隨著城市建設的發(fā)展,城市的管道資源越來越少,開挖賠補費越來越
高,城市的管理和限制等一切都會造成通信運營商的建設成本增加,而微管
微纜的出現可以很容易的解決這些問題,這項技術不僅適用長途干線和城域
網同樣可以解決最后一公里的問題(FTTH)。而光纖束的出現又是未來的發(fā)展
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