FTTx：光纖應用新天地
摘要:光纖光纜產(chǎn)品制造商開發(fā)出新型的光纖來容納持續(xù)增加的帶寬容量，并且改進光纖的曲徑來提供更好更富有彈性的光纖路由路徑與元件的微小化改進，新型光纖已經(jīng)充分運用于下一代光纜之中，而其它相關的交互相連的產(chǎn)品，也滿足了企業(yè)應用方面以及光纖到戶方面的高密度需求以及安裝成本降低的迫切需求。
關鍵詞：光纖 光纜
上世紀90年代因為充滿期待與”為了科技而科技”而造就的全盛時期毫無疑問的結束了，今天，光通訊產(chǎn)業(yè)重新調整步伐，將焦點投入在滿足網(wǎng)絡終端用戶的需要－希望能找到產(chǎn)生利潤的方式，并讓服務供應商面臨的低迷景氣得以復蘇。無論如何，持續(xù)不斷的創(chuàng)新仍然是企業(yè)經(jīng)營的生命源泉、產(chǎn)業(yè)的增長之道，在通訊產(chǎn)業(yè)的領域里，當形勢愈來愈艱巨時，創(chuàng)新的任務也就愈來愈具挑戰(zhàn)性。
美國聯(lián)邦通訊委員會（FCC）2003年稍早對于松綁網(wǎng)絡元件平臺（Unbundled Network Element-Platform；UNE-P）的決定，減緩了目前本地交換運營商（ILECs）因為需要建設光纖到戶（FTTH）和其它混合回路所遭致的財務壓力，此一讓企業(yè)營收與市場占有率陷入極度競爭狀況的法規(guī)，應該會加速在許多接入端、以及企業(yè)網(wǎng)絡上對于帶寬瓶頸所需要的解決方案的提前出現(xiàn)。雖然今天的接入網(wǎng)絡是一種各種架構都有的混合形式－老舊的網(wǎng)絡與下一代SONET環(huán)路、混合光纖╱同軸電纜、無源光纖網(wǎng)絡－都普遍需要將光纖更廣泛與更深入的運用于網(wǎng)絡中并且更接近用戶。
光纖光纜產(chǎn)品制造商響應此種趨勢也已經(jīng)做出適當響應，他們開發(fā)出新型的光纖來容納持續(xù)增加的帶寬容量，并且改進光纖的曲徑來提供更好更有彈性的光纖路由路徑與元件的微小化改進，這些新型光纖已經(jīng)充份運用于新一代光纖光纜之中，而其它相關的交互相連的產(chǎn)品，也滿足了企業(yè)應用方面以及光纖到戶方面的高密度需求以及安裝上成本降低的迫切需求。
單模光纖的再生計劃
接入網(wǎng)絡在以更高傳輸帶寬承載流量時必須擴充，以容納語音、數(shù)據(jù)和視頻的整合信息，光纖光纜制造商藉由開放新的使用空間來允許在相同數(shù)目的光纖下?lián)碛懈嗟男畔⑷萘縼砀倪M標準單模光纖的低損耗功能。
這種做法解決了持續(xù)增加的帶寬容量以及暴長的數(shù)據(jù)傳輸議題，滿足了企業(yè)用戶成長中的種種需求。以標準單模光纖（ITU,G652.C）低損耗水峰光纖（low-loss water peak fiber）的衰減表現(xiàn)、以及不受限制的傳輸，讓在1280-1625 nm全部使用波長的運作范圍內的信號都得以妥善保護，這種光纖在E-band時1383-nm的尖峰范圍內的低光纖衰減比1310 nm氫誘發(fā)的衰減值(<0.01 dB/km)更少或至少相等。
低損耗水峰光纖也提供那些致力于WDM系統(tǒng)或CWDM系統(tǒng)，想要在單一光纖上傳送更多通道或增加更多傳輸空間、或處理未來更多應用所需的額外波長的接入網(wǎng)絡設計者以更多的選擇。
除此之外，制造商也改善了光纖在包覆材質直徑極限上的幾何規(guī)格，使得它擁有更低的連接損耗，并改善其在接合上的表現(xiàn)，尤其是當使用V型溝槽校準焊接時的性能表現(xiàn)。如今，低損耗水峰光纖已經(jīng)取代了許多制造商光纖光纜生產(chǎn)線上傳統(tǒng)的單模光纖（Singlemode Fiber；SMF）的生產(chǎn)而成為新一代標準。
另外，SMF單模光纖2003年稍早初次推出時也強調其功能可以減少曲徑的能力，因此特別適合用于FTTH光纖到戶、FTTD光纖到桌、一般接入、企業(yè)網(wǎng)絡應用等方面的設計，傳統(tǒng)SMF單模光纖提供最小30 nm或以上的曲徑（bend radius），就其本身而言，雖然把它用在下鏈到終端用戶以及住宅回路時比較缺乏彈性的，但改善后的曲徑表現(xiàn)則可以提供更緊密的路由路徑與更高的光纖布置密度，讓元件的設計與微小化也能夠應用在中心局端、客戶端設備、背板解決方案；以及需要穩(wěn)定接入的企業(yè)和住宅區(qū)線路回路上。
光纖光纜制造商已經(jīng)推出許多有效改進曲徑率的光纖線纜來滿足不同應用所需要的選擇方案，對一般接入以及FTTH光纖到戶應用來說，像是比一般產(chǎn)業(yè)標準SMF曲徑率的一半還小的光纖就可以提供最小15 mm（0.6英寸）曲徑率。而另一種光纖則可以再將曲徑率減少到7.5 mm（0.3英寸），亦即減少標準曲徑率75％，透過更簡單的安裝、光纖路由、小型機柜的儲存裝置、電源插座、終端設備、交換機或接線盒，以沒有信號衰減損失的性能來解決更復雜的建筑布線問題。
由于較小量的傳輸接入盒（2.75×4.75英寸）可以考慮用在住宅服務的回路、以及耦合連接器上，而對企業(yè)網(wǎng)絡與FTTH光纖到戶的線路應用上，這些新一代光纖－整合到纖芯、跳線盒與微細線路中－可以讓墻壁、整合機柜、網(wǎng)絡接口裝置，以及使用FTTH光纖到戶應用的光纖插座得以更容易的使用與安裝（見圖一）。
圖一：可減少曲徑的PureAccess-Ultra能讓墻壁上建設的光纖光纜路可更具彈性的加以布線。
一般標準SMF單模光纖的衰減值大約出現(xiàn)于60-mm-軸心處，而新一代減少曲徑的光纖則即使包覆為15-mm或更大直徑時也不會產(chǎn)生額外的衰減現(xiàn)象，基本上，邁向元件微小化和彈性光纖路由的目的最后終究會達成，尤其減少曲徑的光纖光纜也比以往傳統(tǒng)SMF單模光纖在安裝后擁有更佳的調整彈性，即使是在光纖曲徑只有30 mm或更小時還是一樣（見圖二）。
圖二：使用減少曲徑率的光纖光纜，接曲光纖光纜的長度可以用類似未披覆雙絞線銅纜的方來加以儲存。
無膠帶狀光纜的出現(xiàn)
最近在帶狀光纜（ribbon）設計上的革新改善了光纜安裝的復雜度、也減低的所需要的工作時間和人力需求，因此在成本支出上有非常顯著的節(jié)省，像在背板外100%無膠（gel-free）的帶狀光纜就是一例。
無膠光纜因為具有干式設計，所以可以消除光纜溢膠的問題，而藉由將膠質趕出于光纜核心和中央管路中，就可以讓光纜安裝過程中的清潔與調度的準備步驟得以省略。ILEC本地交換運營商的客戶前導試驗性計劃的216光纖、18帶狀光纜（ribbon）、無膠光纜所顯示出在安裝、終端中止、以及熔合的時間，都比傳統(tǒng)帶狀光纜平均要少上50~60%，而這個優(yōu)勢在midspan入口處更加顯著，甚至被預期會主導整個接入網(wǎng)絡市場。
而無膠光纜除了在節(jié)省時間與與人力的優(yōu)點之外，它在整體安裝品質上的改善也非常好，施工安裝者不需要因為清潔原因而特別處理帶狀光纜，所以在一個執(zhí)行入口運作的實際光纖上，破損和傳輸錯誤的發(fā)生風險就變得很?。ㄒ妶D三）。
圖三：一個100%無膠帶狀光纜DriTube能夠簡化光纜的安裝、以及減少在接入網(wǎng)絡上的整體計劃成本。 雖然光纖光纜持續(xù)改進帶狀光纜和松套管光纜（loose tube cable）能滿足電信服務供應商和多重系統(tǒng)運營商的需求，但還是有許多爭議認為使用帶狀光纜在滿足高帶寬、高光纖密度接入網(wǎng)絡的需求上的表現(xiàn)會比較好，特別是數(shù)據(jù)流量龐大的企業(yè)網(wǎng)絡上的表現(xiàn)會更佳。
目前，帶狀光纜已經(jīng)可以容納八百六十四條以上的光纖，而在一英寸或更小的標準直徑時，864光纖可以獲得比一個標準1.25英寸快80%的速率，提供網(wǎng)絡擴充能力上最大的容量。而目前帶狀光纜的光纖密度是一標準288光纖松套管光纜的三倍。
光纖最后一定會遍布于整個接入網(wǎng)絡上，當這一天來臨時，連接點的數(shù)量會戲劇性的急遽增加，而使用于小范圍的便攜式的光纖連接系統(tǒng)則會讓施工架設人員可以盡可能的靠近光纖連接點來架設，而且從某一地點更換到另一地點也非常容易。這些便攜式連接系統(tǒng)的大小與重量大約只有傳統(tǒng)裝置的三分之一，而一般SMF單模光纖的連接損耗都小于0.1 dB。
光纖光纜制造商也同時致力于發(fā)展與改進高可靠度連接器制造上的工藝技術，并擁有一貫的品質與擁有能力。而預先端接（Pre-terminated）可以協(xié)助人力需求的降低，以及其它場地相關的支出費用，并提供更具價格性能管理的另一種解決方案和快速的用戶啟用。
當光纖一路走到住宅區(qū)網(wǎng)絡的最后三百碼處，制造商目前正在發(fā)展不同的FTTH光纖到戶系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)中新的進展包括了可以將獨特光纖需求最佳化的投落光纜（drop cable），這項產(chǎn)品的開發(fā)成功能讓最后住宅區(qū)網(wǎng)絡建設的成本上大幅下降。
新一代針對各種應用所設計的光纜把不必要的強化元件與過度建設用于保護的架構通通排除掉，目前制造商也已經(jīng)開發(fā)出更小直徑、更便宜、與改善光纖使用簡易度的投落光纜，而不論是掩埋或投落光纜（buried and drop cables）都可以在制造時就加以整合，以便創(chuàng)造出隨插即用的系統(tǒng)，來大幅減少未來在現(xiàn)場實地安裝時所需要的準備工作與安裝時間。
而從ILECs本地交換運營商實地從事FTTH光纖到戶的建設經(jīng)驗顯示，這些新一代線纜的創(chuàng)新設計的確能有效減少安裝時間與人力需求成本。
氣吹式光纖光纜進入局域網(wǎng)絡
氣吹式光纖（Air-Blown Fiber；ABF）在安裝上面所帶來的優(yōu)點，讓光纖光纜制造商采取更積極的態(tài)度，來看待這項技術未來可能在光纖城域網(wǎng)絡或其它接入網(wǎng)絡部分更廣泛的應用。今天北美已經(jīng)有許多大型企業(yè)將這種光纖應用在他們的企業(yè)網(wǎng)絡中，像是ESPN、Pentagon、Nissan、McCarran國際機場與國家衛(wèi)生院等，事實上，這項技術也同時替服務供應商創(chuàng)造了一些營業(yè)收入。
ABF氣吹式光纖技術讓光纖信道更有效率的運作，在這個實際應用的光纖網(wǎng)絡中，光纖束可以輕易、迅速的根據(jù)需求加以填充以滿足持續(xù)進行的點對點安裝工作（見圖四），另外，既然沒有需要再安裝新光纖（dark fiber），企業(yè)現(xiàn)在可以以每分鐘最快一百五十尺的速度來鋪設光纖光纜，以擴充或升級原本不足使用的網(wǎng)絡。
圖四：企業(yè)在其局域網(wǎng)絡上采用氣吹式光纖系統(tǒng)讓這項技術在接入網(wǎng)絡的應用上有機會得以持續(xù)地向前發(fā)展。
而若是使用傳統(tǒng)光纖光纜的安裝方法，至少需要四個有經(jīng)驗的工程師拉上三千尺的光纖光纜，加上大約要八小時（一個工作天）的辛苦工作才能全部搞定。相比之下，只要兩個工程師就可以以每分鐘最少一百尺的速度加以安裝，所以三千尺的光纖大概只要三十分鐘就大功告成。此外，根據(jù)許多客戶使用報告指出氣吹式技術的安裝，在更復雜的安裝條件之下，對于時間與人力成本的節(jié)省更高達十倍以上。
根據(jù)需求來建設的光纖讓光纖過少建設的風險不再，也不會發(fā)生過度建設，或是才建設沒多久就遇到產(chǎn)品淘汰的問題，這項技術將光纖導管的空間得以有效利用，發(fā)揮最大的效益，也同時讓容量問題得以解決。而同時再與小曲徑光纖合并使用的話，ABF氣吹式光纖更將被視做讓FTTD光纖到桌具體實踐的低成本解決方案。
將光纖往終端用戶移動的需求，是引領光纖光纜制造商采用特別設計來滿足接入網(wǎng)絡以及企業(yè)網(wǎng)絡的主要動力，即便如此，這個產(chǎn)業(yè)的許多制造商還是認為在接入網(wǎng)絡和企業(yè)網(wǎng)絡中大規(guī)模的光纖布建還要好幾年才會實踐，不過，在一個企業(yè)需要高帶寬服務的極度競爭的商業(yè)環(huán)境中，通訊公司似乎沒有太多選擇，它們唯有建造一個能充分滿足客戶的光纖接入網(wǎng)絡才能一勞永逸。
至于住宅區(qū)市場的狀況，經(jīng)濟復蘇會很快帶動消費者對高畫質電視與高速網(wǎng)絡服務的需求，因而使得FTTH光纖到戶的基礎架構有機會展開實際布建。在此同時，光纖光纜制造商也會不斷推出更具成本效益的創(chuàng)新產(chǎn)品給他們的客戶，讓他們能夠更有競爭力的將光纖光纜朝向終端用戶來實地布建。 來自千家綜合布線網(wǎng)
