作者：吴滨　　

    概述

    自2003年6月微技术在南通电信的中继线上被首次应用之后，今天的微技术已经覆盖了国内的长途干线，城市环网，接入网，管道扩容，FTTB和FTTH，从公网到企业网，光纤芯数从1芯到288芯，线缆直径从1.3mm的FU到9.3mm的微缆，微技术的应用范围在不断地扩大。

    与此同时，客户也开始对微缆的气吹性能提出了要求以及对在某种直径的保护管内最多能容纳多少芯数的光纤产生了浓厚的兴趣。在传统的气吹技术中，1根保护管内通常只能气吹1根光缆，如果要得到好的气吹效果，保护管内径至少应该是光缆外径的2倍。如果这种比值小于2倍，光缆的气吹效果就会受到影响。在传统的光缆气吹技术中，如果在1根40/33mm的硅芯管内，气吹1根直径为21mm的288芯的光缆就显得比较困难了，因为保护管内径和光缆外径的比只有1.57倍。另外，气吹1根288芯光缆的初期投资也是比较高的。而投资的回报却可能需要较长的时间，有些光纤可能成为死纤，因为预期的发展可能滞后于实际的发展。那么我们有没有一种方法能不考虑预期而只关注于目前的发展？

图1：2003年6月中国第1个微技术项目

    在传统的网络技术中，这是不可能的。因为这种做法将消耗大量的管道资源。但是在微技术的网络中，这个问题就可以得到很好的解决，见图2。下面将对微技术在网络分期投资和管道扩容的优势方面做一个简单的探讨。

图2：传统技术和微技术的区别

　　1、 微技术在网络投资上的优势：

　　还是以288芯光缆的一次性投资为例，在微技术中，标准的微管敷设是在1根40/33mm的保护管内吹入5根10/8mm的微管，按照目前国内一些厂家的微缆生产技术，1根96芯的微缆直径已经可以达到5.8mm，根据微缆的气吹技术，在1根10/8mm的微管内可以很容易的敷设1根5.8mm直径的96芯微缆。这样一来，在1根40/33mm的硅芯管内，288芯的光缆就可以分成5期投入，如果按每根微缆96芯计算，5根微管的总纤芯可以达到480芯，通过这种分期投资的方法，不仅可以缓解运营商的初期投资压力，加快资金的回报率，同时也比传统的光缆敷设技术多出192芯的富裕纤芯。当然，如果前期的需求量很小，也可以采用60芯或72芯的微缆来满足当前的需求。图3是特雷卡公司（普睿司曼集团）利用微技术的Jetnet概念，对一次性投入288芯和分期投入288芯的投资所做的分析。

　　图3：传统技术和微技术的费用比较

　　图中文字说明：

　　1. 传统技术：蓝色的斜纹条表示1根288芯光缆的费用，红色的圆柱体表示气吹费用；

　　2. 微技术第一步：蓝色的斜纹条表示1根48芯微缆的费用，绿色圆柱体表示5根10/8mm微管的费用，红色的斜纹条表示气吹5根微管的费用，黄色圆柱体表示气吹48芯微缆的费用；

　　3. 第二步至第五步：蓝色条纹圆柱体表示60芯微缆的费用，黄色圆柱体表示气吹60芯微缆的费用。

　　从图3可见，采用微技术后，网络建设的初期投资可以下降65%，之后的投资可以根据市场的发展需求，将微缆分批分期的吹入已经敷设完毕的微管通道内。

　　2、微技术在管道扩容上的优势

　　2.1 管道数量上的优势

　　随着管道资源的日益紧缺，采用传统的开挖路面进行管道扩容的难度越来越大。即使可以开挖路面，基建工程的投资费用也是非常高昂的。那么我们为什么不能采用微技术来进行管道扩容呢？利用微技术进行管道扩容，不仅可以解决管道资源紧张的问题，例如传统的1管1缆，可以变成微技术中的1管多缆，而且还可以对传统的管道系统进行升级换代。不管目前的传统管道是硅芯管，子管，格栅管，还是梅花管。不管是在长途干线，城市环网中可以气吹的长距离管道还是市区利用人工牵引的短距离管道。都可以改造成新型的，摩擦系数低的，适合气吹的微系统管道。如果我们将传统的光缆分解开来，那么光缆的外护套就如同当今的微管，光缆的纤芯加上一个很薄的外套就成了今天的微缆。通过这样的分解，在1根40/33mm的管道内，就等于容纳了5根传统意义上的光缆，这是在传统的网络技术中所不可能达到的。目前除了可以在现有的保护管内进行扩容的微管束之外，还有根据客户的不同需求而发展起来的集束管。集束管通常用于新建线路，可以大大节约管道的占用空间，见图4。

                       直埋型                  扁平型                    气吹型                    阻燃性                      架空型

　　图4：不同用途的集束管

　　2.2 纤芯数量上的优势

　　许多人问我在一根40/3mm的硅芯管内最多可以容纳多少纤芯？要回答这个问题，就要看看在1根40/33mm的管道内能敷设多少根相同直径或不同直径的微管。我们知道，微管的标准气吹是在1根40/33mm的微管内敷设5根10/8mm的微管或3根12/10mm的微管。从微管的气吹技术上说，我们要求微管束外面积之和是保护管内面积的0.5倍。通过以下的计算公式，就可以计算出在不同内径的保护管内可以容纳多少根微管。

    N：表示微管的数量
    r：表示保护管的内面积
    R：表示微管的外面积
　　举例：在1根已有的40/33mm的硅芯管内可以气吹多少根10/8mm的微管？

　　将数据代入公式（1）

　　可知，在1根40/33mm的硅芯管内可以敷设5根10/8mm的微管。

　　那么在一根10/8mm或1根12/10mm的微管内可以容纳多少芯的光纤呢？根据微缆的气吹技术，微缆的外径不能超过微管内径的80%。但是随着气吹技术的不断发展，如果微缆通过了气吹性能测试（见图5），微缆在气吹的过程中实施不间断的润滑（见图6），微管具有低摩擦系数的硅芯层或很好的预润滑，那么即使微缆外径和微管内径的比值达到了85%，也可以有比较好的气吹效果，目前世界上有记录的一次性的最长气吹距离是3.6km。

图5：IEC标准的微缆气吹性能测试场

图6：带润滑器的微缆气吹机

    现在国内的一些光缆厂通过不断地研发，改进和气吹性能测试，新型的微缆直径已经比标准的微缆直径更小。这些直径更小的新型微缆已经可以实现在1根12/10mm的微管内气吹1根216芯的微缆，在1根14/12mm的微管内气吹1根288芯的微缆。目前，这些结果已经不是仅仅停留在理论上，而是在气吹性能测试和实际的工程项目中得到了验证。因此，当我们了解到客户的需求时，第一步是在1根现有的保护管内计算出可以容纳多少根相同直径或不同直径的微管；第二步是根据微管的尺寸计算出可以气吹1根有多少纤芯的微缆（光缆厂家可以提供不同直径的微缆所包含的纤芯量）；第三步是将这些纤芯之和计算出来，所得到的纤芯总和就是这根保护管的最大光纤容量了。下面将以1根40/33mm的保护管为例，计算出可以容纳多少根微管和最大的光纤容量：

　　表1：在1根40/33mm的硅芯管内最大可以容纳的光纤芯数（相同直径的微管）

　　*：当微缆直径和微管内径的比大于80%时，如果不了解微缆的气吹性能，不了解微管的摩擦系数或不能在气吹过程中实施微缆的润滑，最好不要选择比值大于80%的微缆。

　　**：表示标准的微缆直径与微管内径的比，括弧内的是新型的微缆直径和微管内径的比。

　　从表1可见，气吹相同直径的微管束，在1根40/33mm的微管内最多可以容纳648芯光纤。如果我们不采用标准的微管组合，而是采用不同管径的微管组合，是否可以容纳更多芯数的光纤呢？从微管外面积之和和保护管内面积之和的比值可见，2根14/12mm微管的外面积之和仅仅达到保护管内面积的36%，还有较大的空间，如果采用1根14/12mm和2根12/10mm的微管的组合，此时的面积比可以达到44.4%，根据计算，微缆的最大芯数可以达到720芯，见表2。

　　表2：在1根40/33mm的硅芯管内最大可以容纳的光纤芯数（不同直径的微管）

　　但是必须注意的是：如果气吹3根微管只能是2种不同直径的微管，而不能是3根微管的直径都不相同。另外，气吹2根14/12mm加1根12/10mm的微管组合，从理论上是可以实现的，但是要在实际的项目上进行实施，还需要经过这种组合的微管束的气吹性能测试。因为不同直径的微管束组合在气吹中都有可能出现不同的问题。