品質交流

              隨著國家寬帶戰略的實施和4G網絡的建設,我國通信投資與建設掀起了新一輪熱潮。2015年僅運營商一家的光纖采購量就突破了9000萬芯公里,比2014年增加50%。目前,我國已成為全球通信產品最大的消費市場。

              在通信建設設備采購工程中,電信運營商采取了集中采購招標的方式。集中采購促進了通信產品市場的規范化,使采購更加透明,生產企業間的競爭更加激烈。在評分規則的引導下,這幾年通信產品價格一路走跌,惡性競爭加劇,整個行業進入了微利、零利甚至虧損的時代。

              嚴酷的競爭現實給運營商采購產品的質量控制帶來巨大壓力。由于通信產品質量的好壞直接影響網絡運行質量,因此在我國對在網運行的通信產品制定有嚴格的質量管理體系,包括現網運行產品的準入制度、光通信產品的產品認證等。同時,通信運營商對通信產品的需求占到總需求的90%以上,各運營商對采購通信產品質量也高度重視,出臺了許多質量管控方法,并借助第三方檢測機構的專業力量,實現了對采購產品質量全流程的跟蹤檢測。經過多年的探索,運營商創新性地開展了通信產品的選型檢驗、到貨檢驗、飛行檢驗以及駐廠檢驗,抽檢地點已從倉庫前移到生產廠家的生產線,有效地強化了對采購產品質量的管控。

              借助大數據分析技術,對積累的2015年各種類型光通信產品大量檢測數據進行了深入挖掘分析,目的是對通信行業的產品整體質量狀況進行總結,分析各產品質量控制重點和各生產廠家在產品制造中質量控制行為偏好,以期為運營商選擇通信產品質量控制關鍵點,為后評估提供依據,也為制造廠家相互間質量管控交流提供借鑒經驗。

              2 數據來源和質量判別依據

              (1)研究數據來源

              ◆客戶委托檢驗;

              ◆運營商產品選型檢驗、到貨檢驗、飛行檢驗;

              ◆產品認證檢驗。

              (2)質量判別依據

              ◆運營商招標技術文件;

              ◆通信產品技術標準。

              3 通信產品質量現狀

              通信產品包括系統設備、光纖光纜、ODN和光器件,由于系統設備有嚴格的進網許可制度,生產廠家少,數據樣本不多。因此本文重點研究光纖光纜、ODN和光器件質量現狀。選取的光通信產品包括光纖、室外通信光纜、室內光纜、預成端光纜、光纜接頭盒、光分纖箱、光交接箱、光分路器、數據纜、饋線及饋線連接器等。

              3.1 室外光纜

              提取462批次光纜檢測數據,其中有16批次檢測樣品不合格,總合格率為96.54%。光纜中結構單元質量狀況如表1所示。從選取的樣本檢測結果看,光纜的質量總體在逐年提高。表1數據顯示,出現缺陷的部分集中在光纜材料上,主要有松套管尺寸低于標準要求值,抗側壓性未通過,護套材料氧化誘導期和炭黑含量等不合格問題,這些缺陷應該是由于降低成本選用不合格材料和縮小結構尺寸以減少材料使用量而造成。

              因此,對室外光纜質量監控的重點為光纜材料。根據大數據分析的結果,重點關注兩類材料的特性。

              (1)護套材料

              光纜護套既要適應許多復雜的氣候環境,又要保證長期(至少25年)的穩定。光纜護套不但要有一定強度,較低的熱變形、磨耗、透水率、熱回縮和磨擦系數,還要具備耐環境應力強、材料加工性能好等特點。檢測中發現護套尺寸不合格,主要是由生產廠家為降低生產成本,人為減少護套用量,或者質量控制不嚴所致。氧化誘導期和炭黑含量考核的都是材料的長期抗老化性,如果這兩項指標不合格,應該是采用了不合格的護套材料或直接使用了未經改性的再生塑料。少用或用不好材料的護套雖然能夠通過出廠驗收,但因品質存在缺陷,使用一段時間后會出現開裂、滲水的情況。

              建議對護套材料的檢測項目必須含有護套厚度、氧化誘導期、炭黑含量。必要時可直接到廠家生產現場隨機抽取護套材料進行全性能檢測。

              (2)PBT松套管材料

              PBT松套管具有保護光纖的作用,故要求松套管達到強度高、不變形、抗老化的要求。檢測中出現的問題主要是外徑和厚度不達標、抗側壓力低。造成尺寸不合格的原因以人為因素占主要,而抗側壓力與松套管的尺寸有一定的關聯,但制造工藝控制不到位也會造成不合格。

              建議對PBT松套管材料的檢測項目為尺寸和抗側壓,尤其是帶纜,這兩項是必須的。

              3.2 蝶形光纜和預成端光纜

              隨著寬帶建設提速,蝶形光纜和預成端光纜在FTTH工程中開始被大量使用。從送檢的樣品中提取86個蝶形光纜和106個預成端光纜檢測數據進行分析,結果如表2所示。數據顯示,蝶形光纜的質量比往年有明顯提高,但預成端光纜質量狀況不理想。兩種光纜的共同問題是單根垂直燃燒試驗未通過,這應該是由于采用了不合格的護層材料所致,而預成端出現較大比例的抗拉性能不合格應從工藝控制上尋找原因。

              質量監控的重點:對蝶形光纜,重點檢測機械性能和燃燒性能,必要時在生產現場抽取護套材料進行全性能測試;對預成端光纜,重點檢測其抗拉性能和燃燒性能。

              3.3 光纖活動連接器

              光纖活動連接器既可作為單獨產品采購,也是光纖配線箱體的關鍵元件。本研究提取了作為單獨產品送檢的270條光纖活動連接器的檢測數據進行分析。檢測結果是合格率為91.48%,不合格的主要原因是端面幾何尺寸指標不合格和抗拉試驗未通過,與2013年相關報告數據相比,不合格項目顯著減少。但包括光纖凹陷、曲率半徑和頂點位移在內的端面幾何尺寸仍然是不合格的主要項目,這一項目會影響現場施工效果,增加維護量,是運營商關注的重點之一,建議各生產企業要加大對光纖連接器端面幾何尺寸的抽檢量,從源頭上消除質量隱患。

              分析抗拉試驗未通過的光纖連接器樣品,發現主要有兩方面的原因:其一是接頭裝配質量問題,另一個是單芯光纜芳綸紗的數量比正常的單芯纜明顯減少。單芯纜中芳綸紗是承受外力的主要單元,減少芳綸紗的數量,雖然可以降低成本,但卻增加了光纖連接器的質量風險,得不償失。

              鑒于光纖活動連接器質量問題頻現,建議加大抽檢率,重點檢測光纖斷面幾何尺寸和抗拉試驗。在招標文件中增加對芳綸紗數量和性能的要求,相應地增加芳綸紗的檢測項目。

              3.4 光纜接頭盒

              本次研究提取各種類型的光纜接頭盒202批次檢測數據,結果總結如表3所示:

              從檢測結果看,溫度循環試驗未通過仍然是不合格的主因。經過對不合格樣品剖析后發現,大部分是光纜接頭盒配備的抱箍和密封材料經過溫度循環后損壞或變形致使壓力下降而導致未通過嚴酷的溫度循環試驗。

              光纜接頭盒技術指標中要求能提供光纜中金屬構件的電氣連通、接地或斷開的功能,以保護整個光纜網絡甚至機房提供在強電或高壓串入時的安全。電氣性能測試主要檢查光纜接頭盒對地絕緣、耐壓性能以及電氣連接附件,造成缺陷的主要原因在于接頭盒材質和成型工藝。而盤留光纖最小彎曲半徑存在行業標準與移動采購技術標準要求不一致的問題,不影響接頭盒正常使用。

              因此,建議對光纜接頭盒質量監控的重點是溫度循環試驗和電氣性能項目。

              3.5 分纖箱

              對分纖箱本次分析了183批次檢測數據,有45批次不合格,合格率為75.41%,在觀察的所有光通信產品中合格率最低,不合格的主要項目如表4所示。分纖箱包括金屬材質和塑料材質兩類,金屬材質分纖箱檢測不合格項主要集中在箱體金屬厚度、鹽霧試驗和電氣性能三項指標上,而塑料材質分纖箱檢測不合格項主要集中在箱體結構、燃燒性能和機械性能三項指標上,一些檢測項目與產品的安全性直接相關。

              光纖分纖箱隨著FTTH工程的建設開始大量在樓道安裝使用,與居民生活直接相關,產品安全合規性應引起各制造企業和運營商的高度重視。

              3.6 免跳接光交接箱

              本次分析了162批次光交接箱測試數據,有107批次不合格,合格率為33.96%。不合格項目中有60批次是結構尺寸不符合招標要求,主干及配線熔接盤等附件不合格占12批次,所配光纖活動連接器不合格占36批次,護套厚度偏小有11批次,耐壓不合格為3批次。交接箱分金屬材質和SMC材質兩種。金屬材質的交接箱不合格問題主要是結構尺寸不合格,這大多是由于供應商對用戶的要求理解有偏差,當然,采購方在結構尺寸要求與行業標準有偏差時應特別說明。結構中不銹鋼的厚度不合格主要是選用材質造成的。另外,所配內件存在的問題也較大,如標識不清、非金屬配件燃燒性能不合格、光纖活動連接器質量問題等,耐壓性能未通過應該與結構設計以及裝配有關。

              SMC材質的不合格項目集中在材質厚度、所配光纖活動連接器質量問題和耐壓性能等。因此建議對金屬光交接箱質量監控的重點是箱體結構尺寸和內配附件,包括熔纖盤、儲纖盤和光纖活動連接器等;對SMC交接箱質量監控的重點是材質厚度和內配附件的質量。

              3.7 光分路器

              分析了光分路器162批次產品的測試數據,檢測結果總結如表5所示。表5表明光分路器總體質量提升明顯,上次報道中出現的環境性能試驗不合格項在本次觀察的樣品中未發現。測試結果中出現的個別產品插損和分光均勻性問題應該從控制芯片質量著手,以消除質量隱患。要防止光纜抗拉性能不合格,應控制光分路器裝配質量和連接光纜的質量。

              3.8 數據纜

              數據纜2014年與2015年期間112批次數據纜的檢測數據結果顯示,所有檢測結果滿足技術要求,合格率為100%。

              從以往測試經驗來看,數據纜容易發生質量問題的是纜護套質量問題和電氣性能,如護套老化后性能下降等,對這兩個項目建議重點關注。

              3.9 饋線和饋線連接器

              選取了90批次饋線的測試數據,所有測試結果均為合格,合格率100%。建議減少對饋線抽檢的次數,重點關注外導體直流電阻和護套性能。

              觀察了56批次饋線連接器,其中有13批次不合格,合格率為76.78%。不合格的項目集中在器件尺寸和器件材質上。

              由于采購方對器件尺寸要求與行業標準不同,建議結構尺寸參數應與供應商充分溝通,而器件材質主要要求鍍層厚度在合適范圍內,太厚或太薄均對器件的三階互調性能有影響。

              因此對饋線連接器應重點檢查器件材質,特別是鍍層材質和厚度。

              4 數據挖掘與分析

              通過收集最新的檢測數據,對光通信產品的質量現狀有了一個基本的了解。而產品的檢測數據是各產品制造企業在產品生產工藝控制和質量控制上的最終體現,它不僅可以反映產品質量的整體概況,同時也可以通過數據挖掘和大數據分析技術,發現各生產企業在產品工藝、質量控制中的偏好和控制水平,這可為產品采購部門有選擇的精準質量控制提供依據。

              以光纜為例,可通過分析光纜結構數據來觀察光纜生產企業工藝控制水平和偏好。

              提取光纜檢測數據中光纜護層厚度數據,利用數學統計技術處理后,可得到光纜護層厚度直方圖(如圖1所示)。圖1顯示,光纜厚度集中在兩個區域,一是1.75~1.95 mm,另外一個區域是2.05~2.35 mm。前一區域光纜護套小于平均厚度,但分布的概率大,說明生產廠家偏向于減少護套材料厚度,即降低使用量,最終降低成本。后一區域分布概率小,這與不同光纜品種選擇不同護層厚度有關。

              選取144芯帶纜和144芯普通光纜作對比,標準中對這兩種光纜護層厚度的要求均相同。統計相關數據,帶纜護套平均厚度為2.16 mm,而普通光纜的護層厚度為1.98 mm,這說明各廠家對帶纜的生產質量控制更加謹慎。

              進一步分析護層材料厚度數據可以發現,對于小芯數光纜(如12芯光纜),更多的生產廠家選擇護層厚度低于平均值,如圖2所示。而對于大芯數光纜(如 48芯光纜),廠家傾向于護層厚度稍高于平均值,如圖3所示:

              圖4顯示護套密度與拉伸強度的關系,隨著密度增加,拉伸強度也增加,這是由于大多數護套材料選用的是中密度聚乙烯改性料。目前中密度護套材料以再生料改性為主,為確保改性后的塑料達到行業標準,則需要增加高密度的聚乙烯,因此密度和強度都增加。研究表明,改性的再生料完全符合國家標準,但從質量控制的角度看,再生護套料的質量穩定性相對較差,對長期可靠性的影響還存在變數,建議對再生護套材料的使用采取分級制:本地網光纜可以使用再生護套材料,但骨干網用光纜應禁止使用再生護套材料。

              中國的光纜廠生產廠家超過100家,能夠獲得運營商認可的大約二十多家。選取這二十多家中的六家光纜廠作為研究對象,其中三家為運營商中供貨前三的企業(稱為A組),另三家為供貨份額最后的廠家(稱為B組),將這六家生產廠家光纜的護層厚度顯示在一張圖上(如圖5所示),發現A組的平均護套厚度高于 B組平均值0.2 mm,以1.9 mm平均厚度計算,即相當于護套材料多消耗10%以上。隨著護層厚度的增加,光纜質量長期可靠性的保障得到增強,這從一個側面反映行業領頭企業更重視產品質量長期可靠性。

              圖6是光纜PBT松套管的外徑直方圖,圖中數據顯示光纜松套管的外徑分布比較符合正態分布,80%以上分布在1.80~1.90 mm,這表明光纜制造行業在松套管制造工藝上較為成熟。

              5 結論

              (1)通信產品總體質量有明顯改善,這與運營商多年來嚴格控制產品質量的努力分不開,成果來之不易。

              (2)一些產品的質量問題還需引起高度重視,如預成端光纜、光纖活動連接器、分纖箱、光交接箱和饋線連接器等器件的問題。這些產品靠近最終用戶端,會直接影響網絡用戶使用效果。

              (3)根據目前產品質量的現狀,對不同產品建立不同的重點監控項目,實現產品質量精準控制,提供的建議如表6所示:

              (4)大量數據分析表明,光纜行業對生產工藝質量控制水平存在差異,不同生產企業具有不同的質量控制偏好,重視產品質量長期可靠性的企業更能得到客戶的認可。建議對供應商采取動態分級管理機制,對產品質量市場認可度高、檢測數據長期優良(主要性能好于平均值)的供應商減少抽檢頻次,而對市場認可度差、主要性能檢測數據低于平均值的企業要加大抽檢力度。

              (5)通信產品長期可靠性直接影響網絡運行和維護,現有檢測項目并不能全面反映產品的長期可靠性。建議有選擇地對在網運行的產品進行跟蹤檢測,積累產品運行后的實際數據,以完善現有產品質量檢測項目和長期壽命的控制指標。


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