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CN1236440A - 具有光纤的电信光缆 - Google Patents

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Abstract

本发明的电信光缆包括光纤(1)和稳定性纤维(6),它们如此设置在外皮(4)中,从而确保它们与外皮之间的纵向耦合,于是光缆承受的力的一部分被光纤和稳定性纤维均匀地分担。

Description

具有光纤的电信光缆
本发明涉及光纤电信光缆。
一般而言，光缆包括设置在外皮中的光纤。为了确保良好的信号传输，当对光缆进行处理时，通常希望保持光纤承受的机械应力，特别是当在安装和使用光缆时出现的应力低至最小值。这就是多年来对具有尺寸相当大的增强件的光纤采取措施原因，该措施提供了光缆的结构(特别是增强件)与光纤之间的去耦，由此确保光缆所受的机械力(特别是纵向牵引力或压缩力)由增强件承受。
在制造光缆期间能够获得增强件和光纤之间的去耦，其做法是提供光纤比增强件长，或者在光纤和增强件之间插入具有低摩擦系数的层和阻尼层。制造那些类型的光缆价钱很贵，并且做出的光缆与它所包含的光纤数相比显得体积很大。
为了减轻那些缺点，FR-A-2665266号文件建议这样来制造光缆，即，在光纤和外皮之间如此提供纵向耦合，从而在外皮和光纤之间分担机械力，例如牵引力或压缩力。在该文件所描述的实施例中，将光纤划分为组件，每个组件被包裹在组件护套中，组件护套与光纤接触，并把各个组件归并在一个外皮中，该外皮与组件护套接触，以在它们之间提供纵向耦合。在该文件中所述的纵向耦合在实际上相应于和外皮等长度的光纤，即，外皮任何伸长或压缩引起光纤的伸长或压缩。
由每根光纤要承受的力必须保持低于一个阈值，如果超过该阈值，则光纤的传输性能相对于所需的性能有不能接受的降低。很容易理解，如果用这种方法制造的光缆包含较多的光纤，则它能够承受较大的力。
还有，当希望制造不同尺寸的光缆时，就不仅需要有制造外皮用的相应工具，并且为了更换工具要使生产线停下来。由于制造成本方面的原因，因此最好减少具有不同尺寸的光缆的种数。还有，由于光纤的成本构成了光缆成本的很大的一部分，因此不希望仅仅为了把力分布在光纤之间而使光缆具有大量的光纤。
按照本发明，提出了一种电信光缆，它包括设置在外皮中的光纤，在外皮中设置得能确保与其纵向耦合，并且还包括至少一根稳定性纤维，在外皮中也设置得能确保与其纵向耦合。
于是，对于包含少量光纤并且具有适合于包含数目多于光纤数目的纤维的外皮的光缆，在光纤之间空着的空间中有利地用于容纳稳定性纤维，它们承受了光缆承受的力的一部分，从而具有给定尺寸的光缆适于承受较大的力，而不管它所包含的光纤的数目。在这种情况下，可以看到，稳定性纤维的成本极低，从而对于包含少量光纤的光缆而言，可以用较低的成本来制造光缆，但它在耐牵引或压缩性能方面却与价钱通常要贵得多的光缆相同。
在本发明的一种有利的样式中，稳定性纤维的直径大体上与光纤的直径相等。于是，在制造期间和在使用期间，纤维具有大体上相似的机械性能，由此便于处理。
按照本发明的一个有利的特征，能够选择稳定性纤维以具有类似与光纤的传输性质。于是，虽然稳定性纤维的成本较低，但它们仍然能够用于传输低分辨率信号或经短距离传输信号。
按照本发明的另一个有利的特征(该特征与外皮的热膨胀系数比光纤的热膨胀系数更大之时)，使用的稳定性纤维的热膨胀系数比外皮的热膨胀系数小。于是稳定性纤维提供对于外皮的膨胀和收缩的抵抗，由此减小了光纤由于外皮的膨胀和收缩而承受的力。最好稳定性纤维的热膨胀系数系数比光纤的热膨胀系数小或者相近。于是，进一步改进了对于外皮的膨胀系数的补偿，并且甚至可以使得外皮加稳定性纤维的总的膨胀系数等于光纤的膨胀系数，或者与之大体上相等，从而在光缆所受的温度发生变化期间，光纤既不受牵引也不受压缩。
按照本发明的另一个特征(该特征见于当光缆具有多个组件，每个组件包括至少一根包裹在组件护套中的光纤之时)，本发明的光缆具有多根分布在组件之间的稳定性纤维。光缆在每个组件中最好具有相同数目的纤维。于是，通过向每个组件提供稳定性纤维，使其具有的稳定性纤维的数目反比于组件中的光纤的数目，能够使力以平衡的方式在各个组件之间分担。
按照本发明的另一个特征(它同样与具有多个组件的光缆相关联)，稳定性纤维被组合在一个共同的组件中。这样做简化了组件的制造。
通过阅读下面对于本发明的三个特殊和非限定的实施例的结合附图的描述，可以显现本发明的其他的特征和好处，在这些附图中：
图1是本发明的电信光纤的第一实施例的截面图；
图2是本发明的电信光纤的第二实施例的截面图；以及
图3是本发明的电信光纤的第三实施例的截面图。
参见图1，在所示的实施例中，本发明的电信光缆包括一系列的光纤1，每根光纤有颜色的识别层2覆盖。把光纤组合在一起成为组件，并且在所示的例子中，每个组件包含两根或三根光纤。把每个组件包裹在容易撕开的厚度较小的组件护套3中，这些护套例如用聚乙烯、聚丙烯或聚酰胺做成，最好与分布的光纤同时挤出在光纤组件上，并且把它们组合在一起。
组件护套3最好是有色的，以便相互区别组件，而护套厚度在千分之几毫米至十分之几毫米的范围内，最好在百分之一毫米至十分之一毫米的范围内。组件护套3的厚度较小使得在温度循环时避免伸长和压缩应力，从而使制造成本下降。
把组件3的组在外皮4中组合在一起，外皮最好由具有膨胀系数较小、弛豫效应较小和由较大的弹性模量赋予的高强度的材料做成的挤出层构成，并且由增强件5增强，增强件最好作为两对相切的纤维设置在外皮直径的两头。增强件5的热膨胀系数最好小于构成外皮4的材料的热膨胀系数。作为举例，增强件5由玻璃纤维、碳纤维或可选地固定的(optionally-rigidified)芳族聚酰胺(aramid)纤维，其中，芳族聚酰胺纤维具有稍负的热膨胀系数，于是它有助于补偿构成外皮4的材料的膨胀系数。
组件还包含稳定性纤维6。在图1的实施例中，稳定性纤维的数目足以使得在每根组件中的纤维的总数达到4，即，光纤的数目加上稳定性纤维的数目等于4。稳定性纤维的直径大体上等于光纤的直径，并且它们的机械性质与光纤的机械性质相类似。当外皮4的热膨胀系数大于光纤1的热膨胀系数时，稳定性纤维6的热膨胀系数最好小于外皮4的热膨胀系数，或者甚至小于光纤的热膨胀系数，以对抗外皮长度的可能的变化，从而外皮加上稳定性纤维的最终的总的热膨胀系数大体上等于光纤的热膨胀系数。为此，稳定性纤维最好是玻璃纤维、碳纤维或芳族聚酰胺纤维。
用这样的方法设置光纤1和稳定性纤维6，从而确保它们与外皮4的纵向耦合。在图1的实施例中，纤维和外皮4之间的纵向耦合是由在外皮4内放置纤维而不留任何额外长度而得到的，从而外皮4的任何长度的改变(不管是牵引还是压缩)都会引起沿相同方向在所有的纤维中分担的应力。
图2示出第二实施例，它与第一实施例的不同之处在于这样的事实，即，外皮4没有增强件。这个实施例特别适合于包含大量光纤1和/或稳定性纤维2的光缆，或者只承受较小的力的光缆。
图3示出本发明的第三实施例，其中，相同的部分用相同的标号来指明。在这个实施例中，外皮4包括挤出层7，其材料具有较小的膨胀系数、较小的弛豫效应和较高的强度，并且它覆盖有第二层8，其功能是提供光缆的最终的外形、耐磨性和减小摩擦系数，从而使将光缆置于管道中时的力减至最小。
在此实施例中，把稳定性纤维6组合在单个组件中，该组件包裹在组件护套3中，在这种情形中，纵向耦合首先通过使纤维在每个组件内相互接触而提供，其次通过使外皮4与组件接触，从而轻微地压紧它们而不是使它们处于受力状态。
可以看到，由于稳定性纤维的直径与光纤的直径大体上相等，以及由于稳定性纤维的物理性质与光纤的物理性质相近，因此稳定性纤维的和光纤完全可以互换，从而能够用相同的工具和相同的生产线来制造光缆，这些光缆具有不同数目的光纤但具有相同机械性能，于是对于每根光纤有相同的传输性能。
自然，本发明不限于所描述的实施例，而能够在不超出权利要求书所确定的本发明的范围内实行不同的实施例。
特别，虽然本发明是对把光纤分为组件的光缆进行描述的，但能够这样实行本发明，即，把光纤1和稳定性纤维的4直接放在外皮4中，或事实上把稳定性纤维的放在含有光纤的组件之外。
也可以用一层或多层玻璃纤维纱或芳族聚酰胺纤维纱来增强外皮4，以增强光缆的强度，同时通过合适的选择外层来保持较小的摩擦系数。

Claims (9)

1．一种电信光缆，包括设置在外皮(4)中的光纤(1)，其方式是确保所述光纤与所述外皮之间的纵向耦合，所述光缆的特征在于，它包括至少一根亦设置在所述外皮(4)中的稳定性纤维(6)，其方式是确保所述稳定性纤维与所述外皮之间的纵向耦合。
2．如权利要求1所述的电信光缆，其特征在于，所述稳定性纤维的的直径大体上与所述光学所直径相等。
3．如权利要求1所述的电信光缆，其特征在于，所述稳定性纤维的的机械性质与所述光学的机械性质相似。
4．如权利要求1所述的电信光缆，其特征在于，所述稳定性纤维的传输性质与所述光纤的传输性质相似。
5．如权利要求1所述的电信光缆，其中，所述外皮(4)的热膨胀系数大于所述光纤(1)的热膨胀系数，所述光缆的特征在于，所述稳定性纤维(6)的热膨胀系数小于所述外皮(4)的热膨胀系数。
6．如权利要求5所述的电信光纤，其特征在于，所述稳定性纤维(6)的热膨胀系数小于或等于所述外皮(4)的热膨胀系数。
7．如权利要求1所述的电信光缆，其特征在于，包括多个组件，每个所述组件包括至少一根所述光纤(1)，它包裹在组件护套(3)中，所述光缆的特征在于，它包括多根分布在所述组件之间的所述稳定性纤维(6)。
8．如权利要求7所述的电信光缆，其特征在于，每个所述组件包括相同数目的纤维(1、6)。
9．如权利要求1所述的电信光缆，其特征在于，包括多个组件，包裹在组件护套中的每个所述组件包括至少一根所述光纤(1)，所述光缆的特征在于，它包括被组合在同一个所述组件中的多根所述稳定性纤维(6)。
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