閒話接入光(電)纜線路的技術發展歷程

網路通訊頻道發表於2022-05-23

接入線路是指使用者和通訊局(站)間的連線光纜、電纜線路,提供使用者終端與安裝在局(站)內的使用者接入裝置間的連線。隨著通訊技術和材料技術的發展,接入線路也經歷了從架空明線、鉛包電纜、全塑電纜,再逐步發展到光纖到戶的過程。

1、架空明線線路

1882年,丹麥大北電報公司在上海外灘設定電話交換所,在上海公共租界和法租界架設電線杆,裝設了電話25家,自此,電話正式在中國土地上開始商用。

那時的接入線路是架空明線,明線通常為鐵線,每個線對(2根明線)供一個使用者使用。由於電杆上能架設的線對有限,所以,那時上海外灘共兩個電話局雖然只有300多個電話使用者,但路邊的電話杆路卻不止一排。

2、鉛包電纜線路

民國前的接入線路基本採用了明線。由於明線每線對的成本較高,也在一定程度上限制了電話使用者的發展。民國初期,市話電纜技術出現並引入中國。

市話是相對於長途而言的,市話線路大致相當於當前的接入線路。那時市話電纜的芯線為純銅材質,芯線間採用浸蠟的紙帶作為絕緣材料,而電纜的護套則採用鉛皮,這種電纜被稱為鉛包紙隔(絕緣)電纜。

鉛包電纜內的線對數通常為5、10、15、20、30……,直至數百對,但電纜接頭比較麻煩。電纜接頭時,每一根芯線需通過扭絞連線,用紙套管進行絕緣,芯線全部接好後,電纜接頭處的護套要用鉛套管進行封焊。

由於紙比較容易受潮,所以鉛包紙隔電纜需要充乾燥氣體進行維護。在一些無法進行充氣維護的地點,如電纜在局端和分線箱的分線處,則需要使用鉛包塑隔電纜,這種電纜的芯線間採用塑料進行絕緣。

雖然鉛包塑隔電纜的防潮效能明顯高於鉛包紙隔電纜,但電纜線路依然需要進行充氣維護。而在充氣維護時,鉛包紙隔電纜的效能與鉛包塑隔電纜並無差別。在塑料工業還不發達的年代,鉛包紙隔電纜的價格要明顯低於鉛包塑隔電纜,所以,鉛包電纜一直以紙隔電纜為主,塑隔電纜只使用在電纜成端等不適合充氣維護的地點。

鉛包電纜的使用,使杆路可承載的電話使用者數大大增加。由於電纜芯線要通過分線箱才能引出,而當時電話使用者很少,從分線箱到使用者的引入線往往距離很長,通常需要一段架空明線充當使用者引入線。這樣,接入線路就形成了以鉛包電纜為主,架空明線為輔的一種局面。這種局面從民國初一直延續到改革開放前。

3、全塑電纜線路

改革開放後,固定電話業務快速發展,隨著材料技術的進步,市話電纜也從鉛包紙隔電纜過渡到全塑電纜。全塑電纜除了芯線絕緣層採用了塑料材質,護套也採用了塑料材質。為解決電纜芯線的識別問題,全塑電纜芯線的絕緣層採用了不同顏色進行標識。

全塑電纜比鉛包電纜更輕,價格也更便宜。電纜的芯線可採用接線子連線,電纜接頭採用熱可縮套管進行封焊,接頭的效率比鉛包電纜高出很多。

由於電話使用者數的快速增長,出局電纜的容量(每條電纜的線對數)也越來越大,大對數電纜的敷設方式從架空方式逐步改成了通過地下通訊管道敷設。上世紀90年代初,在深圳等大城市,出局電纜的容量高達3200對,其他城市也普遍採用了2400對的出局電纜。

為便於電纜芯線的管理,大對數電纜均採用了單元式結構,通常以25對芯線作為一個單元。大對數電纜的芯線採用25對接續模組進行接續,一個模組就可完成一個單元25對芯線的連線,大大提升了芯線的接續效率。

從1990年代開始,隨著固定電話使用者數的高速發展,全塑電纜的使用量也越來大。

4、寬頻光纖接入線路

1994年4月,中國正式接入因特網;1998年,大多數縣級以上城市向公眾開放163(169)撥號上網業務,撥號上網的網速最高只有56kbps。2001年開始,部分城市開始提供ADSL寬頻上網業務,當時ADSL能提供256k~6M頻寬的業務,之後速率進一步提升到2M~8M。從2001年之後的近數年裡,ADSL成為固定寬頻的主要技術。

ADSL通過使用者的電話線進行網路連線。受制於電話線頻寬的限制,ADSL的頻寬提升能力很有限;ADSL支援的傳輸距離較短(一般不超過3km)。這也註定了ADSL不是理想的寬頻接入技術。

2005年,中國電信試點EPON並獲成功。xPON主要採用光纖作為傳輸媒介,頻寬能力和傳輸距離遠非xDSL能比;xPON還採用了光分路技術,多個使用者可以共享1根光纖,可大大減少主幹光纜的建設投資;xPON還支援語音、資料、CATV等多種業務。xPON雖然具有很大的技術優勢,但在使用初期面臨著裝置價格較高、已經敷設的大量全塑電纜如何利用的問題。

2007年,國際銅價飛漲。中國電信和中國網通(2008年併入聯通)覺得時機來了。他們估算了下,如果把已經敷設的全塑電纜(電纜的芯線是純銅)拆除當廢品賣了,賣廢品的錢就足夠買相同埠數量的EPON裝置。當年,中國電信和中國網通就確定了“光進銅退”的路線,並開始在全國範圍實施。

“光進銅退”工程實施初期只是拆除了從局到交接箱的主幹電纜,並在交接箱旁邊新增室外機櫃,在機櫃內安裝具備DSLAM(ADSL的局端裝置)功能的ONU,ONU通過光纖連線到EPON的光分路器,這就是FTTCab(光纜到交接箱)。FTTCab場景下,從交接箱到使用者依然通過既有的全塑電纜開通電話和ADSL業務。為進一步提升網速,電信和聯通同期在部分小區還進一步將光纜延伸到了住宅的樓道,在樓道裝ONU,從ONU布放五類線接入寬頻使用者,就便是FTTB(光纖到樓)。

2008年電信業重組後,中國移動開始通過併購的中國鐵通發展家庭寬頻業務。中國移動一開始就主要採用FTTB的接入方式建設寬頻接入網。這樣,電信和聯通被迫加大了FTTB的建設力度,“光進銅退”進一步加速。

隨著xPON裝置採購量的持續增加,裝置埠的價格得以快速下降。到2010年,FTTH的建設成本也隨之下降到與FTTB相差無幾的水平,運營商也逐漸加大了FTTH的建設規模。到2012年,FTTH已經成為家寬的主要接入方式。再往後,原先採用FTTCab、FTTB方式接入的小區也逐步改造成了FTTH接入。

至此,接入線路實現了全程光纖連線。

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