CN102159978B - 配有微结构光纤的电信线缆 - Google Patents

Abstract

一种电信线缆，其包括至少一个微结构光纤，所述微结构光纤包括芯区和围绕该芯区的包层区域，该包层区域包括由随机排列的空隙组成的环形的含空隙区域，该芯区包括掺杂硅石以提供相对于纯硅石的正折射率；以及至少一个围绕所述光纤形成的保护层，保护层由具有低极限伸长率的聚合物材料制成。

Description

配有微结构光纤的电信线缆

技术领域

本发明涉及配有至少一个光纤的电信线缆。特别地，本发明涉及一种配有至少一个保护层光纤的电信线缆，尤其适用于室内装备。

背景技术

光纤通常包括由包层围绕的纤芯，所述纤芯和包层优选由玻璃制成，以及至少一个涂层。纤芯和包层的组合通常被称作“光波导”。通常，光波导的涂层有两个。直接接触光波导的涂层被称作“第一涂层”或“主要涂层”，而覆盖第一涂层的涂层被称作“第二涂层”或“次要涂层”。通常，所述第一和第二涂层由聚合物材料制成，例如紫外固化的丙烯酸酯聚合物。

某些应用中光纤需要被位于该至少一个涂层之上的缓冲涂层进一步涂敷。

当所述缓冲涂层与该至少一个外部涂层充分接触时，其被称作是“紧包缓冲层”。当所述缓冲涂层是管的形式，且所述管的内径比整个外涂层直径(光纤的外径通常为240-250μm)更大时，其被称作是“松包缓冲层”。根据光纤外涂层直径和缓冲层内径之间的差，松包缓冲层可被解释为“松包”或“接近紧包”。

通常，缓冲光纤可被用作半成品以形成线缆，所述线缆根据其预期的特定用途的需要与其他元件相连。在某些应用中，当不需要额外保护时，可以使用缓冲光纤作为线缆。

这些应用的例子为如室内和建筑物装备，线缆终端，尾线，插入线以及，更一般地说，那些光纤由于循环安装操作而承受反复机械应力的应用。

具有低密度区域的光纤配置在纤芯周围，并且优选地在光纤外包层中，可以适于提供强大的弯曲阻力。通常，低密度区域是环形区域，其包括非周期的、并且通常是随机(即在该区域内不规则地定位)分布的孔或空隙，以提供单模传输。这里，术语空隙可表示空穴，充满气体的孔或其中截留有气体的气泡，以及通常折射率明显小于周围矩阵的缺陷，其折射率通常等于或接近于1。空隙的图案导致折射率的明显降低。

上述类型的光纤被称作“微结构”光纤。微结构光纤包括有意引入的缺陷，通常是沿光纤轴线纵向分布的空隙。这些空隙可能不会在光纤的整个长度上延伸。

美国专利7,397,991描述了一种光纤光缆，其具有至少一个光纤，例如配置在保护涂层之内的微结构弯曲性能光纤。保护涂层，例如缓冲层和/或护套通过使用弯曲半径控制机构来防止光纤的损伤和/或破裂以保护光纤。使用的护套材料具有相对高的极限伸长度(elongation)(即在破裂之前的伸长度)，所述极限伸长度根据DIN 53504测量(一种德国测定标准)，从而提供一种高柔韧性光纤光缆结构。本发明光纤光缆的护套具有大约500％或更大例如大约600％或更大，以及甚至大约700％或更大的极限伸长度。使用的PU(聚氨基甲酸乙酯)护套材料具有大约800％的极限伸长度以及大约8.0MPa下300％的拉伸模量。

专利申请PCT/IB2007/002187描述了一种电信线缆，其配有至少一个光纤，所述光纤被紧包缓冲层所涂敷，该紧包缓冲层由聚合物材料制成且其极限伸长度等于或小于100％并且极限抗张强度等于或小于10MPa。形成缓冲层的聚合物材料的特征结合使得可以获得一种在安装操作以及使用期间得到有效保护的光纤，并且同时该光纤可以在安装者不使用任何剥离工具的情况下方便地被剥离，仅仅通过用指尖沿着光纤轴线施加轻微的压力和适度的撕力即可完成该剥离。

申请人注意到，在具有随机空隙分布的光纤中，含空隙区域的厚度和空隙的局部密度主要决定了光纤的弯曲阻力。特别是，弯曲阻力已经被认为是直接地与局部空隙密度和含空隙区域的面积之积有关。

申请人面临这样的问题，即提供特别适用于直立和水平室内装备，例如多层建筑物中(被称为“光纤到户”或FTTH应用)的光缆，其目的在于在安装和操作期间能够保护容纳在其中的光纤，。

申请人注意到光纤不但会在前述安装以及与建筑物连接期间受到机械应力，例如从建筑物的某一层处的直立线缆中抽出，也会在运行寿命期间受到静态疲劳，例如由于弯曲和/或盘绕成卷。

申请人注意到光纤的光学性能不是唯一要考虑的因素。当线缆或缓冲光纤在建筑物之内为了安装而围绕拐角弯曲或以小直径盘绕时，收容在其中的光纤被维持在线缆寿命的相应弯曲值，并且这一永久变形状态可能是光纤意外机械损坏的根源(这一现象通常被称为“静态疲劳”(static fatigue))。

静态疲劳是元件由于支撑沉重、连续负载的预定损坏。

相应地，即使光纤在弯曲状态下显示出出色的光学性能，最小弯曲半径应该由于机械原因而被限制。

另外，申请人注意到在相对尖的拐角弯曲线缆或以盘绕成小直径卷将促成缓冲层或护套的使用，其由“软”材料制成，即具有很高的压缩系数(或低弹性模数)的材料；具有高断裂伸长度的材料看来同样是合乎需要的，这两种条件通常可在同样的材料上得到。

然而，申请人注意到在容纳微结构光纤的线缆的某些典型应用中，具有高断裂伸长度和低弹性模数材料的护套或缓冲层却成为一种问题。

特别地，在建筑物中安装线缆期间，操作员需要剥落护套或光纤缓冲层，以将连接器应用到光纤上以完成机械拼接，或光纤的对焊等等。

在这种情况下，高拉伸材料将需要某些专用工具来进行对相关层的剥离，并且这种工具的不当使用会引起施加于光纤上的机械应力。

相反，具有低断裂伸长度的相对硬的材料允许操作员利用手指或简单工具来剥离缓冲层，而几乎不会对光纤带来任何应力。

在上述中，申请人发现，为了使光纤或线缆适用于所谓的FTTH应用并且能够兼顾光学性能和经济有效安装，许多不同特征需要一起考虑并且需要适当地匹配和优化相关的值，包括弯曲状态下的低衰减度、抗静态疲劳的能力，安装和连接的方便性。

相应地，已经发现用于FTTH应用的合适线缆应该包括由缓冲层或线缆护套保护的微结构光纤，所述缓冲层或线缆护套的断裂伸长度包括在适当的范围内，即能够围绕相对尖的边缘弯曲，同时也能够手工的剥落缓冲层。

特别地，已经发现在用于FTTH应用的线缆或缓冲光纤中，相对高的断裂伸长度将变得没有用处，因为线缆或缓冲光纤的弯曲状态决不会达到100％的最大理论伸长度，并且相反，总是保持在远低于该值。

发明内容

因此，根据第一方面，本发明涉及一种电信线缆，其包括至少一个微结构光纤和提供在所述光纤周围的至少一个保护层，该保护层由极限伸长度为50％到200％的聚合物材料制成。

根据本发明的所述至少一个保护层可以是紧包缓冲层。

根据本发明的紧包缓冲层优选地由极限伸长度等于或低于150％的聚合物材料制成。更具体地说，用于本发明线缆的紧包缓冲层的聚合物材料的极限伸长度可以为70％到150％。

优选地，本发明的线缆具有至少两个保护层，其中一个是紧包缓冲层，另一个是至少一个护套。

优选地，该至少一个护套的极限伸长度高于紧包缓冲层的极限伸长度。

根据本发明的至少一个护套优选地由极限伸长度为120％到200％的聚合物材料制成。更具体地说，用于本发明线缆护套的聚合物材料的极限伸长度为150％到200％。

本发明的电信线缆可以具有至少两个护套。

优选地，至少一个加强层被提供于本发明的线缆中。例如，该至少一个加强层由选自芳族聚酸胺，水胀水阻材料(water-swellable water-blockingmaterial)，玻璃纤维的至少一种材料制成。优选地，该至少一个加强层地提供在紧包缓冲层的外部位置。

优选地，该至少一个加强层放射状地提供在该至少一个护套的内部位置。在本发明的线缆具有一个以上的护套的情况下，可以出现一个以上的加强层。

优选地，根据本发明保护层的聚合物材料的极限抗张强度至少为4MPa。优选地，根据本发明保护层的聚合物材料的极限抗张强度最多为15MPa。

极限伸长度和极限抗张强度是根据CEI EN 60811-1-1(2001)标准在25℃下测量的。

就本发明说明书和附加权利要求而言，术语“紧包缓冲层”意为环绕光纤的保护层，该保护层的内径基本上与光纤的外径相同。缓冲层和光纤之间的间隙不会被明显的观察到。

应当注意的是本发明的紧包缓冲层不应该与通常所说的“缓冲管”相混淆。缓冲管通常包括一个或多个相同配置的光纤，可浸于水阻材料(通常为油脂)中，其防止可渗入缓冲管的水的移动。此外，当与插入在其中的各个光纤的外径相比时，缓冲管通常具有相对较大的内径，以便使光纤在里面自由地移动。

就本发明说明书和附加权利要求而言，除非有其他的表示，所有表示数量、数值、百分比等等的数字应当被理解为在一切情况下可被术语“大约”修饰。同时，所有范围包括所公开的最大和最小端值的任意组合和其中任意中间范围，其可能或可能没有被逐一地列举在这里。

优选地，光纤的紧包缓冲层的厚度应达到可提供一种直径为600至1000μm，更优选地为800至900μm的缓冲光纤。

根据一个优选实施例，根据FOTP/184/TIA/EIA标准测量(用10mm/min的剥离速度完成)的缓冲层的平均剥离力为0.10N/15mm至0.50N/15mm，更优选地为0.15N/15mm到0.40N/15mm。根据FOTP/184/TIA/EIA标准测量(用10mm/min的剥离速度完成)的缓冲层的峰值剥离力为1.0N/15mm至3.5N/15mm，更优选地为1.5N/15mm到2.0N/15mm。

根据一个优选实施例，在70℃下24小时之后测量的缓冲层的平均收缩量为3mm/1000mm至15mm/1000mm，更优选地为5mm/1000mm到10mm/1000mm。

根据本发明，形成该至少一个保护层的聚合物材料优选地包括从以下聚合物中选出的至少一个：聚乙烯，优选为低密度聚乙烯(LDPE)，极低密度聚乙烯(VLDPE)或线性低密度聚乙烯(LLDPE)；具有至少一个C₃-C₁₂α烯烃并且可选择地具有至少一个C₄-C₂0二烯烃的乙烯共聚物；具有至少一个烷基-丙烯酸酯或烷基-甲基丙烯酸酯的乙烯共聚物，优选为乙烯/丁基乙酸共聚物(EBA)；聚氯乙烯(PVC)；乙烯/丙烯酸丁酯共聚物(EVA)；聚氨基甲酸酯；聚醚酯；以及其混合物。

该聚合物材料可进一步包括，与至少一种聚合物、至少一种无机填料掺合。优选地，相对于聚合物材料的总重量，无机填料的数值为30至70重量％，更优选地为35到55重量％。

无机填料可以从以下选出：氢氧化物，氧化物或水合氧化物，盐或水合盐类，例如碳酸盐或硅酸盐，至少一种金属，特别是钙，镁或铝。优选的是：氢氧化镁，氢氧化铝，氧化铝，三水合氧化铝，碳酸镁水合物，碳酸镁，或其混合物。特别优选的是合成的或天然的(水镁石)氢氧化镁。

为了提高无机填料和聚合物材料之间的相容性，可以在材料之中或有机填料之上或两者同时添加偶合剂。该偶合剂可以从以下选出：饱和硅烷混合物或包括至少一个不饱和烯键(ethylenic unsaturation)的硅烷混合物；包括不饱和烯键的环氧化物；一元羧酸或优选地，具有至少一个不饱和烯键的二元羧酸，或其衍生物，特别是酸酐或酯。

优选地，适于这一目的的硅烷混合物为：γ-甲基丙烯酰氧丙基-三甲-氧基硅烷(γ-methacryloxypropyl-trimeth-oxysilane)，甲基三乙氧基硅烷，6-(2-甲氧乙氧基)-6-甲基-2，5，7，10-四氧杂-6-硅杂癸烷(methyltris(2-methoxyethoxy)silane)，二乙氧基二甲基硅烷，乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙氧基硅烷，正辛基三乙氧基硅烷，异丁基-三乙氧基硅烷，异丁基三甲氧基硅烷及其混合物。

优选的，包含不饱和烯键的环氧化物是：丙类酸缩水甘油酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯，衣康酸的单缩水甘油基酯，马来酸的缩水甘油酯，乙烯基缩水甘油醚，烯丙基缩水甘油醚，或其混合物。

优选的，作为偶合剂的具有至少一个不饱和烯键或其衍生物的一元羧酸或二元羧酸为，例如：马来酸，马来酸酐，硬脂酸，富马酸，柠康酸，衣康酸，丙烯酸，甲基丙烯酸等等，以及由其衍生的酸酐或酯，或其混合物。特别优选的是马来酸酐。

其他常规组分，例如抗氧化剂，工艺辅助剂，润滑剂，颜料，其他的填料等等，可以被添加到本发明的缓冲聚合物材料中。

其他可被添加到聚合材料的工艺辅助剂是，例如，硬脂酸钙，硬脂酸锌，硬脂酸，石蜡，硅酮橡胶等等，或其混合物。

优选地，至少一个加强元件被嵌入到聚合物护套中并且沿着线缆的长度配置，以便降低光纤上由于拉伸力而产生的机械应力。通常该加强元件由玻璃增强聚合物(GRP)杆或芳族聚酰胺杆构成。

电信线缆领域中公知的钢带或铝带或其他保护元件也可用于本发明。

根据本发明的缓冲光纤可以按照现有的技术制造。例如，制造工艺可以分为两个步骤进行，第一步包括拉制光波导并且向其涂敷至少一个保护层的子步骤。在第一步的结尾，产生的无缓冲光纤被收集在卷轴之上，并被送到第二步骤。第二步骤包括紧包缓冲层的沉积，其通常是通过利用十字头挤压机对光纤周围的聚合物材料进行挤压而完成。

优选地，根据本发明的电信线缆配有12到48根光纤。

在另一个方面，本发明涉及一种缓冲微结构光纤。这里的“缓冲”，意味着配置有紧包缓冲层的光纤。

根据本发明的微结构光纤通常包括芯区和围绕该芯区的包层区域，该包层区域包括由随机排列的空隙组成的环形的含空隙区域，并且该芯区包括掺杂硅石以提供相对于纯净硅石的正折射率，例如氧化锗掺杂硅石。芯区和包层区域的特征组合提供了改进的弯曲阻抗(resistance)和在波长高于1250-1260纳米处的单模工作。在下文中，芯区和包层区域可共同地被认为是光波导。

在一个优选实施例中，本发明线缆的微结构光纤在离纤芯预定的径向距离处具有环形的含空隙区域。该径向距离主要由内包层的径向宽度确定。

表示从低密度环到纤芯的径向距离的几何参数是纤芯与包层的直径比。通常，纤芯与包层的比值越大，对应的环形区域到纤芯的外径的径向距离越小。申请人注意到纤芯与包层的比值大于大约0.36，例如等于0.40-0.43，将对于预型件的生产十分有利。

申请人注意到，涉及其某些光学性能的光纤几何特性参数是环形区域的内径(ID)(例如，见图7，ID＝2IR)和MFD之间的比值，此后称为ID/MFD。

沿光纤传播的光学模式被大大地限制在纤芯的截面面积中并且模式的渐失尾部(evanescent tails)可在围绕的包层中延伸。光学模式的形状以及模式渐失尾部的部分和穿透深度取决于，除传播波长之外，纤芯相对于包层的折射率(例如，图7中的Δ₁)。通常，对于单模传输光纤，有利的是不超过Δ₁的值大于0.4-0.5％，因此，在电信中所关心的工作波长处(例如，1550nm或1310nm)，基模的渐失尾部通常在某种程度上穿透到环绕并且邻近纤芯的包层之内。

申请人发现，如果ID/MFD比值足够高，空隙的存在只会在存在弯曲的情况下显著地影响光纤的光学性质，因为光基模大体上只有沿光纤的弯曲部分才能穿透该含空隙区域。ID/MFD的足够高的值意味着环形含空隙区域离纤芯的径向距离足够大以使光基模可以基本上未受扰的沿光纤的直线部分传播，尽管其仍然被沿光纤的弯曲部分的环形区域中的空隙所限制，由于因空隙所产生的折射率的下降。

ID/MFD比值包括在2.5至3.2之间。在某些优选实施例中，ID/MFD的比值包括在2.6和3.0之间。

优选地，纤芯与包层的比值包括在0.31至0.36之间。

优选地，MFD包括在8μm至9μm之间，优选地在8.2μm至8.8μm之间。

优选地，空隙长度的平均值小于1米，优选地小于50厘米。在一个实施例中，空隙长度的平均值大约为10厘米。

优选地，根据本发明的光纤是单模光纤。可替换的，光波导可以是多模类型。

优选地，光波导由涂层系统围绕，所述涂层系统包括至少一个涂层，通常为两个涂层。第一涂层(主要涂层)直接接触光波导，而第二涂层(次要涂层)覆盖第一涂层。

优选地，光波导的直径为120μm至130μm。优选地，主要涂层的厚度为25μm至35μm。优选地，次要涂层的厚度为10μm至30μm。

根据一个优选实施例，光波导的直径为120μm至130μm，主要涂层的厚度为18μm至28μm，更优选地为22μm至23μm，并且次要涂层的厚度为10μm至20μm。

优选地，敷用紧包缓冲层之前光纤的直径为160至280μm，更优选地为175至260μm，更优选地为240μm到250μm。

在本发明的缓冲微结构光纤中，极限伸长度等于或低于200％的紧包缓冲层被提供为围绕与其直接接触的涂层系统。

附图说明

从在下文中给出的详细说明以及参考随后的附图，本发明的更多特征将会变得明显，其中：

图1是根据本发明的具有保护层的光纤的横截面图；

图2是根据本发明的电信线缆的横截面图；

图3a-3c所示的是根据本发明不同实施例的电信线缆的透视图；

图4至6描述了线缆安装的示例；

图7是用于本发明线缆的微结构光纤的可能的相对折射率分布(profile)的示意图。

图8示意地图示了本发明微结构光纤的横截面图；

图9是宏弯损失(macrobending loss)与环形含空隙区域的内径ID和光纤MFD之间的比值ID/MFD的关系图，(圆圈)显示了MAC数在7.0到7.5之间。

具体实施方式

参考图1，根据本发明的微结构光纤1包括光波导2，光波导2由被包层4围绕的光传输芯3构成。纤芯3和包层4优选地由硅基材料制成，包层4材料的折射率要低于纤芯3的折射率并且具有低密度区域(未图示)，在下文中将会描述。

优选地，光波导2由至少一个涂层围绕，通常是两个涂层5、6。第一涂层5(主要涂层)直接接触光波导2，而第二涂层6(次要涂层)覆盖第一涂层5。缓冲层7围绕光纤并且直接与次要涂层6接触。

一般地，第一和第二涂层5，6由辐射可固化(radiation curable)涂料组分构成，包括辐射可固化低聚物，其相互之间是相容的，但具有不同的特性。例如，软的主要涂层5，弹性模数通常为大约1-2MPa，围绕光波导2，而相对硬的次要涂层6，弹性模数通常为大约500-1000MPa，围绕该主要涂层5。例如，辐射可固化低聚物可具有来源于聚丙二醇和基于聚酯多元醇的二聚酸的主链(backbone)。优选地，该低聚物是包括所述主链的聚氨酯丙烯酸酯低聚物，更优选地是完整的脂肪族聚氨酯丙烯酸酯低聚物。

例如，第一涂层5由辐射可固化的成分构成，包括国际专利申请WO01/05724中公开的辐射可固化的低聚物。对于第二涂层6，可以使用商标名为DeSolite^TM 3471-2-136(DSM)出售的配方。

涂层5、6通常包括识别装置，例如油墨或其他用于识别的适当标记。

在图1中，D1表示敷用紧包缓冲层之前的光纤直径。如上文中所述，D1的值优选地为160μm至280μm，更优选地为175μm至260μm，更优选地为240μm到250μm。

在图1中，D2表示敷用紧包缓冲层之后的光纤直径。如上文所述，D2的值优选为600μm至1000μm，更优选为800μm至900μm。

参考图2，根据本发明的电信线缆8包括多个缓冲光纤1，松散地配置在聚合物管9的内部空间之中。在图2中，两个加强元件10被嵌入聚合物管9之内，并延线缆的纵向发展延伸。加强元件10可以由玻璃增强聚合物(GRP)杆或芳族聚酸胺杆构成。对应于每个加强元件10，可以具有在聚合物管9的外表面纵向延伸的凹口11。所述凹口可有助于安装者识别随意出现的所述至少一个加强元件的位置，以便在对包含在线缆护套内的光纤进行存取的过程中避免切削该元件。

优选地，聚合物管9和缓冲光纤1之间的自由空间可包含有助于拖曳光纤的滑动装置，例如滑石。

如图3a-3b所示，微结构光纤301可被紧包缓冲层302涂覆，所述紧包缓冲层由适于提供机械保护的聚合物材料制成。如此构造的缓冲光纤303由加强层304(例如由芳族聚酸胺纤维制成)和外护套305围绕，如图3a所示，或由更多的强度层304a、304b和护套305a、305b围绕，如图3b所示。

在另一个实例中，两个缓冲光纤303被设置在由护套305c围绕的公共强度层304c之内，如图3c。

这种构造(或其它的，取决于使用微结构光纤的预定环境)在安装过程和其操作过程中为光纤提供了需要的机械保护。

特别地，为了在建筑物中使用，例如私人住宅或办公室，要求光纤(或最好是，容纳光纤的线缆)跟随着复杂的路径，包括绕着拐角的弯曲。

通常，当其是金属结构的情况下，建筑物中的拐角由那些不会使边缘太尖锐的材料制成。相应地，如图4所示，当线缆绕拐角(例如90°角)弯曲时，拐角边缘以半径R₁变圆，其与线缆护套的内部弯曲半径R₂(等于或大于R₁)、光纤的弯曲半径R₃以及线缆护套的外部弯曲半径R₄对应。

当弯曲时，假定中心轴(即零伸长的轴)与光纤轴重合(这是优选的线缆结构，旨在使光纤中的应力最小化)。相应地，护套的内部将被压缩而护套的外部将会根据线缆所弯绕的半径而被拉伸。

从纯几何观点出发，在围绕90°角度弯曲的情况下，如果拐角半径R₁将会等于零(锐边)并且线缆护套的内弯曲半径R₂同样地为零，那么线缆护套的外部的最大伸长R₄将会是100％(假设弯曲部分的光纤路径是1/2πR，其中R是线缆的半径，外护套边长将变成1/2π·2R)。

在实际工作中，围绕尖角的弯曲将意味着线缆更复杂的变形，包括光纤一定量的伸长以及护套的横切变形，如图5所示，其将导致沿中心轴的弯曲半径R_3a大于线缆的半径R。可替换的，如果护套并未受到数量明显的横切压缩，线缆可能形成更复杂的弯曲图形，如图6所示，其中最小内弯曲半径R_2b造成了中心轴(即沿光纤轴线)的弯曲半径变得相当大(即R_3b＝R_2b+R)。外部弯曲半径R_4b以及相关的伸长度将会相应地变大。

获得如图5或6(或任意中间组合)所示弯曲轨迹的可能性主要取决于护套材料的硬度，所以将会允许更高的压缩量。

当缓冲光纤被单独使用到达建筑物中的最终用户时，即具有缓冲层的光纤，或当一定数量的剩余长度被存储在靠近绞接头、连接器等的小型盘绕中时，适用上述相同的讨论，因此同样的伸长度百分比被用于该缓冲层。

由于缓冲层的小半径(例如600-900微米)，这一使用条件意味着当光纤围绕拐角弯曲时会有更小的弯曲半径(其将仍然与微结构光纤的光学性能相适合)。

然而，已经注意到光纤的光学性能并不是唯一要考虑的因素。当线缆或缓冲光纤为了在建筑物内安装而绕拐角弯曲或以小直径盘绕时，其中容纳的光纤被维持在用于线缆寿命的相应的弯曲值并且这种永久变形状态可能是光纤意外机械损坏的原因(这一现象通常被称为“静态疲劳”)。因此，即使光纤在弯曲状态下显示出优秀的光学性能，最小弯曲半径应该由于机械原因而被限制。

另外，使内弯曲半径R₂最小化需要“软”材料，即具有很高压缩性的材料，(或低弹性模数)，例如聚氨基甲酸酯等等(用于护套或者缓冲层)。

考虑到在线缆弯曲期间护套受到的相当高的伸长，具有高断裂伸长度的材料看来同样是合乎需要的。

一般地，具有低弹性模数材料同样具有很高的断裂伸长度。

然而，已经注意到存在这样的实际使用，即具有高断裂伸长度以及低弹性模数材料的护套或缓冲层结果反而成为问题。

特别地，在建筑物中线缆的安装期间，通常需要剥落护套或光纤缓冲层，以便将连接器应用到光纤上，来完成机械拼接，或光纤对焊等等。

在这种情况下，高拉伸材料将需要某些专用工具来剥落相关层，并且这种工具不当的使用可能会引起施加到光纤的机械应力。

相反，具有低断裂伸长度的相对硬的材料允许操作者利用手指或简单工具对缓冲层进行剥离，从而几乎没有向光纤施加压力。

如上所述，已经发现，为了使光纤或线缆适于在所谓的FTTH应用中使用，需要将许多不同的特征一起考虑，包括弯曲状态下低衰减度，抗静态疲劳的能力，安装和连接的方便性。

相应地，已经发现用于FTTH应用的合适光纤应该是由缓冲层或线缆护套保护的微结构光纤，其断裂伸长度应该包括在适当的范围中以确保其能够绕相对尖的边缘弯曲，并且同时，能够手工的剥落缓冲层。

特别地，已经发现在用于FTTH应用的线缆或缓冲光纤中，相对高的极限伸长度将是无用的，因为线缆或缓冲光纤的弯曲状态决不会达到100％的最大理论伸长度，并且相反，总是保持在远远低于该值。

已经注意到，对于纤芯与包层比值在大约0.40或更大的微结构光纤，在大约1380-1390nm处光透射显示明显的OH峰，其损害了光纤的光学性能，特别是增加了正在传播的光学模式的衰减。

图8示意地图示了微结构光纤80的截面图，包括由纤芯81形成的芯区85以及围绕该纤芯81的内包层82。芯区85由包括含空隙环形区域(环)83的外包层区域84围绕。环83优选地设置在内包层82附近，从而使环形区域83的内径(ID)与内包层82的外径对应。空隙在环83的范围内以非周期的或随机排列的形式分布。优选地，芯区84是固体，即无空隙的。

图9是宏弯损失(macrobending loss)与环形含空隙区域的内径ID和光纤MFD之间的比值ID/MFD的关系图，(圆圈)显示了MAC数在7.0到7.5之间。实线是实验值的线性插值。

值得注意地是，图9中记录的结果表明了在很大的ID/MFD数值范围之内，宏弯损失基本上与ID/MFD比值无关。

因此，优选地，根据本发明一方面的光纤的光的透射性能基本上缺乏涉水衰减峰(water-related attenuation peaks)，而显示出来的宏弯损失明显小于1dB，例如小于0.5dB，优选地小于0.2dB。

在某些实施例中，空隙的平均直径为1μm，最小直径为大约0.1μm并且最大直径大约为1.9μm。

给出以下的产品实例是为了最好的说明本发明，而不是对其进行限制。

例1：制备聚合物成分。

聚合物成分通过使用表格1所示的组分制备(数量以相对于聚合物成分总重量的重量％表示)。

表格1

组分	wt％
		乙烯丙烯酸丁酯共聚物	37.3
低密度聚乙烯	10.1
		乙烯/乙酸乙烯	3.0
氢氧化镁	47.2
		加工助剂	2.4

通过在封闭式搅拌机中混合表格1所示的组分来制备该成分。然后该混合物被粒化并且所获得的颗粒被用于生产本发明线缆的紧包缓冲层。

上述聚合成分的特征如下：

-极限伸长度：136％(现成测量(measured on a plate))；

-极限抗张强度：8.0MPa(现成测量)；

-50％处模数7.0MPa(现成测量)。

如此获得的缓冲光纤的外径为900μm。

在该缓冲光纤上进行以下测量(从9个试验样品取平均值)：

-剥离力平均值：0.22N/15mm(在10mm/min的剥离速度下根据FOTP/184/TIA/EIA标准进行测量)；

-剥离力峰值：1.84N/15mm(在10mm/min的剥离速度下根据FOTP/184/TIA/EIA标准进行测量)；

-缓冲层和光纤之间的摩擦系数：0.27。

所述摩擦系数的测量按照下面进行。缓冲光纤已经被围绕芯棒包覆；光纤的一端(没有缓冲层)与测压元件连接；光纤的另一端(没有缓冲层)与荷重连接；测压元件测量光纤穿越缓冲涂层移动50mm所需的力。试验设置：

芯棒直径：315mm

荷重(P)＝1N

牵引速度＝500mm/min

α＝5/2π(1+1/4圈)

下面提供用于计算该摩擦系数的公式

T＝P*e^fα

其中T是由测压元件测量的力；P是施用的荷重；f是摩擦系数并且α是包角。因此，摩擦系数根据下式确定：

$f=\frac{\mathrm{LN}(T/P)}{\mathrm{\α}}$

例2：手工剥离测试。

使用五个来自不同生产批次的根据本发明的缓冲光纤来进行测试。缓冲层被同样的操作者人工地从光纤剥离，从10cm开始以不断增加的长度。所有五个光纤都被方便地剥去其缓冲层直到50cm长。在90cm长时，两个光纤的缓冲层不能被剥去。对于剩余三个光纤，缓冲层和光纤之间的结合(妨碍缓冲层剥离)达到120cm(两个光纤)和130cm(一个光纤)。

例3：制备聚合物成分。

聚合物成分通过使用表格2所示的组分制备(数量以相对于聚合物成分总重量的重量％表示)。

表格2

组分	wt％
		乙烯/乙酸乙烯	29.7
低密度聚乙烯	5.2
		氢氧化铝	62.9
增加剂	2.1

通过在封闭式搅拌机中混合表格2所示的组分来制备该成分。然后该混合物被粒化并且所获得的颗粒被用于生产本发明线缆的护套。

上述聚合物成分的特征如下：

-极限伸长度：164.3％(现成测量)；

-极限抗张强度：12.7MPa(现成测量)；

-50％处的模数10.5MPa(现成测量)。

-150％处的模数12.7MPa(现成测量)。

Claims (9)

1.一种电信线缆，包括：

至少一个微结构光纤，包括芯区和围绕该芯区的包层区域，该包层区域包括含有随机排列的空隙的环形含空隙区域，该芯区包括掺杂硅石以提供相对于纯硅石的正折射率；

围绕所述光纤的涂层系统，包括至少一个涂层；以及

至少一个提供在所述光纤周围的保护层，其围绕所述涂层系统且与该涂层系统直接接触，

其中，该至少一个保护层是紧包缓冲层，并由极限伸长度为50％至200％且平均剥离力为0.10N/15mm至0.50N/15mm的聚合物材料制成，所述极限伸长度是根据CEIEN60811-1-1(2001)标准在25℃下测量的，所述平均剥离力是根据FOTP/TIA/EIA标准用10mm/min的剥离速度测量的。

2.如权利要求1所述的电信线缆，其中该紧包缓冲层由极限伸长度等于或低于150％的聚合物材料制成。

3.如权利要求2所述的电信线缆，其中紧包缓冲层的该聚合物材料的极限伸长度为70％至150％。

4.如权利要求1所述的电信线缆，具有至少两个保护层，其中一个为紧包缓冲层，其余的为至少一个护套。

5.如权利要求4所述的电信线缆，其中该至少一个护套的极限伸长度高于该紧包缓冲层的极限伸长度。

6.如权利要求4所述的电信线缆，其中该至少一个护套由极限伸长度为120％至200％的聚合物材料制成。

7.如权利要求6所述的电信线缆，其中该聚合物材料的极限伸长变为150％至200％。

8.如权利要求4所述的电信线缆，具有至少两个护套。

9.如权利要求1所述的电信线缆，具有至少一个加强层。

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