1 引言
随着人工智能、大数据等业务的发展，宽带需求增长迅速，单根单实芯光纤的容量已接近香农极限，需要更多的光纤，因此大芯数光缆需求增多，但根据《光缆网演进之大芯数光缆应用》中分析结果，大芯数光缆应用将受制各种条件，影响了网络建设。因此，传统模式下的大芯数光缆结构，需要创新发展，形成紧凑型高密度光缆，如何演进发展？本文将结合工程实际情况，将从光缆外径方面去分析光缆演进方向。
2 光缆结构现状
目前，光缆架构存在层绞式、中心管式和骨架式三种，但现网工程中使用的主要是层绞式结构。层绞式光缆是由光纤、松套管、中心加强芯、聚乙烯护套等构成，其中光纤为单根单芯光纤或光纤带光纤，光纤设置于松套管内，光纤数量与松套管内径有关，数量一般是12芯。如图1所示。
图1 层绞式光缆结构示意图
3 大芯数光缆演进思考
紧凑型高密度光缆是光缆外径减少，单面积的纤芯密度高等特征，可以通过2种途径进行创新改造，其一是把普通光缆中的松套管内的光纤数量增加，同时减少松套管数量；其二是把普通光纤，升级为空分复用光纤。如图2所示。
图2 大芯数光缆演进思考图
光缆演进路径（一）：优化垫层、松套管及松套管内纤芯数，其余结构不变。如144芯紧凑型高密度光缆，就剔除垫层，增加松套管纤芯数（有12芯升级到24芯，前12芯为全色谱，后12芯增加色环），松套管数量减少到6根，其余结构不变。144芯光缆结构优化后，光缆外径由17mm下降到10.5mm，纤芯密度由约0.6根/平方毫米提升到约1.7根/平方毫米。如图3所示。该演进路径，光缆外径减少明显，但松套管内纤芯不能无限增大，适合缆型较少，在工程应用时，松套管内配置24芯，光缆成端需配置24芯熔纤一体化托盘，同时也提升了光纤配线架或光缆交接箱设备容量，建设成本低于普通光缆相当。
图3 144芯紧凑型高密度光缆方案示意图
光缆演进路径（二）：用小外径光纤（Φ200μm）替代普通光纤（Φ250μm），其余结构不变。144芯光缆结构优化后，光缆外径由17mm下降到约13mm，纤芯密度由约0.6根/平方毫米提升到约1.1根/平方毫米。该演进路径，由于松套管数量及松套管内的纤芯数不变，光缆外径减少并不是非常明显（仅减少了松套管外径），而且工程应用时，小外径光纤建设成本高。
光缆演进路径（三）：用多芯光纤、少模光纤、多芯少模光纤替代普通光纤，其余结构不变。假设取单根4芯光纤，144芯光缆结构优化后，光缆外径由17mm下降到9.5mm（仅需要3根松套管，但为了保持光缆圆度，需要配置2根填充绳），纤芯密度由约0.6根/平方毫米提升到约2.0根/平方毫米。若配足5根松套管，纤芯密度由约0.6根/平方毫米提升到约2.4根/平方毫米。该演进路径，光缆外径减少非常明显（288芯光缆外径约11mm），但在工程应用时，需要配置扇入扇出设备，而且多芯光纤接续损耗大，建设成本最高，不太适合当前发展路线，但随着技术的进步，多芯光纤接续损耗及建设成本降低，未来将在城域网有很好的市场前景。
4 总结
根据以上分析，大芯数普通光缆向紧凑型高密度光缆演进的三种路径，均能实现紧凑型高密度光缆之功能，但采用多芯光纤、少模光纤、多芯少模光纤替代普通光纤的演进路径最佳。若从技术成熟度及工程应用方面考虑，目前优化松套管内的纤芯数及松套管数量，效果最佳。
