CN100516955C - 光纤带和使用光纤带的光缆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光纤带和使用光纤带的光缆,其中多根光纤平行布置,并且,用护套而使所述多根光纤的周围形成为整体。在这,在光纤带的全部长度上形成护套,并且护套的平直部分形成得与相邻光纤的公切线基本平行。光纤带的厚度最大值设定为比光纤外径大40μm左右的值。由于此构成,有可能容易从整体形成的光纤带分支光纤。
Description
技术领域
本发明涉及光纤带和使用光纤带的光缆。
背景技术
对于通过使多根光纤集成为带状而形成的光纤带,例如可列举如下。
在未经审查的日本专利出版物Sho.61(1986)-73112中,公开一种带状光学单元1105,其中,如图39所示,带状光学单元1105配置为:平行布置多根涂敷光纤1103以形成光纤组合体,其中,每根涂敷光纤1103包括环绕光纤1101的涂敷层1102,涂敷层1102由紫外线固化树脂制成;并且,由紫外线固化树脂制成的保护层1104以保护层1104不粘附到涂敷层1102上的状态在光纤组合体上整体形成。此带状光学单元1105的特征在于:假设涂敷光纤1103的外径为X,形成光纤组合体的涂敷光纤1103的数量为n,带状光学单元1105的厚度和宽度为H和L,建立以下关系1.1≤H/X≤1.45,1.0<L/nx≤1.08。
在未经审查的日本实用新型出版物Hei.4(1992)-75304中,如图40A和图40B所示,在光纤带中,在每根涂敷光纤的最外围上形成彩色层,并且在涂敷光纤的整个外围上形成整体涂敷层。涂敷光纤1201包括在其中心的光纤1202,并且,由紫外线固化型树脂制成的第一涂敷层1203和第二涂敷层1204依次涂敷在光纤1202的外围,并进一步地,通过涂敷由紫外线固化树脂制成的彩色油墨而在第二涂敷层1204的周围上形成彩色层1205。多根(通常为4n(n为2、3、...)根,在此实施例中为8根)光纤1202以一排平行布置。在平行布置的各个涂敷光纤1201之间所确定的间隙中填充整体涂敷层1206,以使涂敷光纤1201成为整体,并且,整体涂敷层1206例如由涂敷到涂敷光纤1201外围上的紫外线固化树脂制成,并且厚度h=10μm或更小。图40A为上述光纤带的平面图。在图40A中清楚示出,在纵向方向上间歇地剥离整体涂敷层1206,从而,形成没有涂敷层并且暴露涂敷光纤1201的间歇部分1207。也就是说,交替地布置保留涂敷层1206的涂敷部分1208和上述间歇层。图40B示出构成上述涂敷部分1208的部分的横截面。
进一步地,在未经审查的日本专利出版物Sho.63(1985)-13008中,如图41所示,在光纤带2100中,涂敷光纤2101由玻璃纤维2101a和主涂敷层(缓冲层)2101b构成,其中,玻璃纤维2101a构成核芯,主涂敷层2101b在玻璃纤维2101a的外围上形成。象带子一样平行布置多根涂敷光纤2101,并且,在带子的长度方向上以固定间隔形成树脂粘附部分2102。例如,树脂粘附部分2102由诸如环氧丙烯酸酯树脂、聚丁二烯丙烯酸酯树脂、硅酮丙烯酸酯树脂的紫外线固化树脂形成。
进一步地,在USP 4147407中,如图42所示,光纤带2110形成为:由主涂层2112和辅助涂层2113构成的双层涂层涂敷到每根玻璃纤维2111的外部,因而形成光纤2114。捆扎多根这样的光纤2114,并且,用溶剂熔化一度固化的辅助涂层2113,因而通过互相熔化而形成公共涂层。
进一步地,在已接受的日本专利出版物Sho.63(1988)-2085中,如图43所示,光纤带2120通过在玻璃纤维2121的外侧上形成涂层2122而构造光纤2123,并且在光纤2123的两侧上垂直连接粗纱作为增强玻璃纤维2124。接着,通过编织这些作为经线的增强玻璃纤维2124和作为纬线的玻璃纤维2125而获得带状交织体2126,并且,交织体2126被注入热固树脂2127,并且设定为半固化状态。在此情况下,连接到光纤2123两侧上的增强玻璃纤维2124由构成纬线的玻璃纤维2125和作为经线的光纤2123紧固。
近年来,随着对光学通信系统的要求日益增加,普遍使用导管、柱杆等来安装使用上述光纤带的光缆,其中,光纤带构成光学传输路径。
一般而言,对于安装在通信干线如导管和柱杆中的光缆,已经普遍使用带槽型光缆(例如参见光缆网络布线系统的总目录,SumitomoDenki Kogyo,Co.,Ltd.2002年8月发布,第9页)。
图44示出相关技术的带槽型光缆的实例。
如图44所示,在相关技术的带槽型光缆3050中,在隔离物3052的中心具有抗拉强度体3051,在隔离物3052内所形成的槽3053中容纳多个光纤带3060。光缆3050是100芯型光缆,其中,在五个槽3053的每一个中层叠并容纳五条4-纤维光纤带3060。进一步地,各个槽3053在它们沿着纵向互相平行布置的状态下沿一个方向螺旋形成。可替换地,也存在n个光缆,其中,各个槽3053在圆周方向上以交替反向的方式螺旋形成,同时保持它们在纵向上互相平行布置的状态。一般地,其中沿一个方向螺旋形成槽的隔离物称作单向扭曲隔离物,而以交替反向方式螺旋形成槽的隔离物称作SZ隔离物。
进一步地,为防止光纤带3060从槽3053脱落,在隔离物3052周围缠绕压力线圈3054,同时,在压力线圈3054的外侧覆盖塑料护套3055。
抗拉强度体3051是为防止当抗拉强度作用到光缆3050上时抗拉强度直接传递到光纤带3060而设置的抗拉强度体,并且,例如用钢丝作为抗拉强度体。
光纤带3060布置为:平行布置4根外径250μm的光纤以使它们互相接触,并且,全部光纤用紫外线固化树脂覆盖并形成为带状。对于光纤带3060的外形,例如,其厚度为约0.3mm-0.4mm,并且其宽度为约1.1mm。容纳在一个槽3053内的5条光纤带3060以互相紧密接触的状态层叠。
进一步地,对于安装在通信干线如导管、柱杆等中的光缆的另一配置,在管状伸长体中容纳光纤带。例如,对于松套管型光缆,已经公开以下光缆(参见第51届IWCS(国际电线电缆论坛)的会议论文集,第22-25页)。
如图45所示,交织6条12-纤维光纤带4102并容纳在套管4103内,并且4根这样的套管4103在纵向方向上以交替反向的方式围绕中心抗拉强度体4104一起扭曲,在这些套管4103上加上护套4105。其中,每条光纤带4102都共同包括12-纤维光纤4101。
尽管未详细描述12-纤维光纤带4102的详细结构,但是,通常,平行布置外径250μm的涂敷光纤,并且,所有涂敷光纤用紫外线固化树脂覆盖。因而以带状形成光纤带。对于带状体的外形尺寸,例如,其厚度为约0.3mm-0.4mm,并且其宽度为约3.1mm。
对于用于诸如FTTH(光纤到户)等应用的光缆,可列举从高架布线电缆分配和引入每一根或多根光纤的引入电缆(例如,光缆网络布线系统的总目录,Sumitomo Denki Kogyo,Co.,Ltd.2002年8月发布,第13页)。在图46中示出用作引入电缆的光缆实例。
如图46所示,相关技术光缆5100配置成使元件部分5107和悬缆线部分5108通过颈部部分5105连接。
在元件部分5107中,光纤5101和两个抗拉强度体5102用由热塑树脂制成的护套5103覆盖。通过用紫外线固化树脂覆盖玻璃纤维的外围而形成光纤5101,其中,光纤5101的外径例如为250μm。对于抗拉强度体5102,使用由钢或纤维增强塑料(FRP)制成的线性体,其中,以圆形形成抗拉强度体5102的横截面轮廓。通过用护套5103共同覆盖光纤5101和抗拉强度体5102,加到光缆5100上的外力如拉力等由抗拉强度体5102承受,以便保护光纤5101不受外力作用。
进一步地,在元件部分5107的外围中形成两个槽口5104,以使槽口5104朝向光纤5101。设置槽口5104是为了使取出光纤5101容易,其中,在取出光纤5101时,在护套5103的两个槽口5104之间部分中形成切口,并撕开这些部分。
悬缆线部分5108配置为具有支撑高架光缆5100的强度,并通过用护套5103覆盖由钢、FRP等制成的支撑线5106而形成悬缆线部分5108。
进一步地,使用与元件部分5107和悬缆线部分5108所用护套5103相同的树脂,与元件部分5107和悬缆线部分5108整体形成颈部部分5105。
尽管在此示出具有一根光纤5104的光缆5100,但是在相关技术的引入电缆中,存在平行布置两根光纤的引入电缆,或者,如图47所示,存在包括光纤带5101a的引入电缆,其中,通过使多根光纤形成为带状而产生光纤带5101a。
通过使4根外径250μm的光纤以互相接触的状态平行布置而形成相关技术的光纤带5101a,并且,用紫外线固化树脂以带状覆盖全部光纤。光纤带的外形尺寸为:其厚度为约0.3mm-0.4mm,并且其宽度为约1.1mm。
这里,对于在图44和图45中示出的安装在通信干线中的上述光缆,为了从小区基站向订户侧建筑物等放光纤,有这样的情况,其中,拉出容纳的光纤带,并且,拉出光纤带中的任意光纤与订户侧的光纤连接。
在图44所示相关技术带槽型光缆中,首先,从所安装光缆的任意部分剥离一定长度的护套和压力线圈,随后,从槽中拉出希望的光纤带。接着,从拉出的光纤带中分出指定的光纤,并连接到订户侧的光纤。
进一步地,对于图45所示的相关技术松套管型光缆,首先,从所安装光缆的任意部分剥离一定长度的护套,拉出希望的套管,随后,除去套管的涂层,以便拉出希望的光纤带。接着,从拉出的光纤带中分出指定的光纤,并连接到订户侧的光纤。
进一步地,对于图46所示的光缆5100,当光缆5100从高架引入到住宅内部时,用于支撑高架光缆的悬缆线部分5108变成不必要的,因而,撕开颈部部分5105,以便分开元件部分5107和悬缆线部分5108。接着,只由元件部分5107构成的光缆在住宅内布线。
对于图47所示的光缆5100a,在住宅内对光缆5100布线之后,取出涂敷光纤带5101a,并且,所取出光纤带5101a中的任意光纤连接到订户侧的光纤。
在此情况下,首先,在接线光缆5100a的任意部分撕开护套5103,以便取出光纤带5101a。接着,从取出的光纤带5101a中分出希望的光纤,并且连接到订户侧的光纤。
由于已经接线的光缆包括传输光信号的光纤,因此,要求在抑制传输质量下降的同时从光纤带的中间部分分出不用作传输路径的光纤的操作(所谓的带电分支操作),其中,在所述光纤带中,一部分光纤用作传输路径。相应地,在分出所希望的光纤时,越来越需要一种称作中间立柱分支的分支方法,在此方法中,不切割光纤带就可从所取出光纤带的中间部分分出所希望的光纤。
然而,对于在容纳在相关技术光缆中的光纤带,难以除去覆盖多根光纤的树脂,并具体地,在当前形势下,难以通过在多根光纤中选择一根光纤而执行中间立柱分支。
例如,在试图使用砂纸或诸如刨机的工具来刮去树脂时,有可能损坏或割断光纤。
在此情况下,在相关技术中,不能执行中间立柱分支,因而,为分出所希望的光纤,切割整体形成为光纤带的全部多根光纤,并随后从光纤带的切割部分分出单根光纤。相应地,不可能在使用状态(即带电状态)下对包括作为传输路径的光纤的光纤带执行带电分支操作。
进一步地,当切割光纤带时,除了在切割部分还连接的光纤之外,其它光纤不能用作传输路径,因而,增加构造光学通信网络的成本。
进一步地,近来,在信息通讯中已经日益需要长距离传输高数据密度的高速信号,并且,已经要求减小光纤的极化模式色散(PMD),其中,PMD是限制长距离传输的因素。然而,在图45所示的在套管中容纳光纤带的光缆中,光纤带在套管中扭曲,并进一步地,套管围绕中心的抗拉强度体扭曲,因而,光纤带在套管中变形,因而导致以下缺陷:因光纤从树脂接收的应力而产生双折射,从而增加PMD。
发明内容
相应地,本发明的目的是提供这样一种光纤带,其中,通过安全地使多根光纤成为整体而形成光纤带,在光纤分支操作中容易分出光纤,并且,在执行带电分支时抑制光纤传输损耗的增加。
本发明的另一目的是提供一种可对容纳在光缆中的光纤带执行中间立柱分支的光缆。
本发明的又一目的是提供这样一种光缆,其中,容易对容纳在光缆中的光纤带实现中间立柱分支,并且同时减小PMD。
为了实现以上目的,采用以下手段。根据本发明,提供一种光纤带,包括:
平行布置的多根光纤;以及
在光纤的全部长度上使多根光纤成为整体的树脂,光纤和树脂处于光纤和树脂互相紧密粘附的状态,
其中,假设光纤带的厚度最大值为T(μm)并且光纤的外径为d(μm),建立关系T≤d+40(μm)。
在具有此结构的光纤带中,在制造光缆或布线工作时,护套与光纤不分离,因为光纤和护套互相紧密粘附。进一步地,当需要从除了光纤带的端部之外的部分分支光纤时,由于护套较薄,在护套中产生裂缝,剥离护套,因而,容易对光纤分支。进而,当从已经安装的其中一些光纤作为传输路径的光纤带分支未使用的光纤时(所谓的带电分支操作),可抑制光纤传输损耗的增加。
在光纤带中,优选地,通过用树脂覆盖处于平行布置状态的多根光纤的整个周围而使多根光纤成为整体。
进一步地,在树脂中与相邻光纤之间凹口相应地形成凹入部分。
根据具有此结构的光纤带,例如,在制造光缆或布线工作时,在护套中不产生裂缝,因而,光纤可靠地集成在一起,并且光纤不分离。进一步地,当需要从光纤带分支光纤时,容易从护套的凹入部分剥离护套,并因而可对光纤分支。进一步地,在带电分支操作时,可抑制光纤传输损耗的增加。
为了实现以上目的,根据本发明的光纤带包括:
在光纤互相接触的状态下平行布置的多根光纤;以及
通过覆盖多根光纤的整个周围而使多根光纤成为整体的树脂,
其中,在光纤带的全部长度上形成树脂,同时,布置在凹入部分中的树脂不超过相邻光纤的公切线,其中,凹入部分在相邻光纤之间形成。
根据具有此结构的光纤带,由于覆盖光纤之间凹口的护套的凹入部分不超过相邻光纤的公切线,因此,根据光纤之间凹口的形状,护套的凹入部分变得更深。由于护套在凹入部分处的厚度可制作得较薄,因此,容易剥离护套,因而,在对光纤进行分支时,可分支光纤。
进一步地,为了实现以上目的,根据本发明的光缆具有一条或多条光纤带,所述光纤带包括:平行布置的多根光纤;以及在光纤的全部长度上使多根光纤成为整体的树脂,光纤和树脂处于光纤和树脂互相紧密粘附的状态,
其中,假设光纤带的厚度最大值为T(μm)并且光纤的外径为d(μm),建立关系T≤d+40(μm)。
光纤带可配置为:通过用树脂覆盖处于平行布置状态的多根光纤的整个周围而使多根光纤成为整体。进一步地,在光纤带的树脂中与相邻光纤之间凹口相应地形成凹入部分。
根据具有此结构的光缆,与相关技术厚度相比,使多根光纤成为整体的树脂的厚度更薄,因而容易执行中间立柱分支操作。从而,可在其它部分从光缆中取出并连接在光纤带中不执行中间立柱分支的光纤,因而有可能有效地利用容纳在光缆中的多根光纤。
上述光缆进一步包括隔离物,其中,所述隔离物具有大致为圆柱形的塑料伸长体并在其中心包括抗拉强度体,
其中,在伸长体的外围表面上形成大致成螺旋形的槽,并且,在槽内层叠并容纳一条或多条光纤带。
进一步地,上述光缆进一步包括:
大致为圆柱形的伸长管,在伸长管中以层叠方式容纳一条或多条光纤带。
上述光缆还进一步包括:
用于覆盖一条或多条光纤带的护套。
进而,为了实现以上目的,根据本发明的光缆具有一条或多条光纤带,所述光纤带包括:在光纤互相接触的状态下平行布置的多根光纤;以及通过覆盖多根光纤的整个周围而使多根光纤成为整体的树脂,
其中,在光纤带的全部长度上形成树脂,同时,布置在凹入部分中的树脂不超过相邻光纤的公切线,其中,凹入部分在相邻光纤之间形成。
根据具有此结构的光缆,与相关技术厚度相比,使多根光纤成为整体的树脂的厚度更薄,因而容易执行中间立柱分支操作。从而,可在其它部分从光缆中取出并连接在光纤带中不执行中间立柱分支的光纤,因而有可能有效地利用容纳在光缆中的多根光纤。
附图说明
图1A为根据本发明第一实施例的光纤带的横截面视图;
图1B为根据本发明第一实施例的光纤带的透视图;
图2A-2C为示出根据本发明第一实施例的光纤带的分支方法的示意图;
图3为示出光纤带的各个光纤不匀称排列的状态的横截面视图;
图4为用于解释光纤带的护套以及光纤的杨氏模量和横截面积的说明图;
图5为用于解释测量光纤和护套之间粘附强度的方法的说明图;
图6为用于解释测量光纤和护套之间粘附强度的方法的说明图;
图7为示出根据本发明第一实施例的光纤带的制造方法的说明图;
图8为喷嘴的横截面视图;
图9为模具的横截面视图;
图10为根据本发明第一实施例的另一光纤带的横截面视图;
图11A为根据本发明第二实施例的光纤带的横截面视图;
图11B为根据本发明第二实施例的光纤带的透视图;
图12A-12C示出根据本发明第二实施例的光纤带的分支方法的示意图;
图13A为根据本发明第二实施例的另一光纤带的横截面视图;
图13B为根据本发明第二实施例的另一光纤带的透视图;
图14为根据本发明第二实施例的处于偏斜状态的另一光纤带的横截面视图;
图15为示出根据本发明第二实施例的光纤带的制造方法的说明图;
图16为喷嘴的横截面视图;
图17为模具的横截面视图;
图18为示出根据本发明第二实施例的另一光纤带的制造方法的说明图;
图19为模具的横截面视图;
图20为根据本发明第一实施例的光缆的横截面视图;
图21A和21B为示出光纤带的中间立柱分支测试方法的示意图;
图22为示出光纤带的分离测试方法的示意图;
图23为示出对光缆的光纤带执行中间立柱分支操作测试的方法的示意图;
图24为示出根据本发明第一实施例的另一光缆的横截面视图;
图25为示出容纳在图24所示光缆中的光纤带的横截面视图;
图26A为示出根据本发明第二实施例的光缆的横截面视图;
图26B为图26A所示光缆在光缆不用护套和压力线圈覆盖的状态下的侧视图;
图27A为根据本发明第二实施例的另一光缆的横截面视图;
图27B为图27A所示光缆的光纤带的横截面视图;
图28为根据本发明第二实施例的另一光缆的横截面视图;
图29为根据本发明第三实施例的光缆的横截面视图;
图30A和30B为示出光缆中光纤带的中间立柱分支测试方法的示意图;
图31为根据本发明第三实施例的另一光缆的横截面视图;
图32为根据本发明第三实施例的另一光缆的横截面视图;
图33为根据本发明第三实施例的另一光缆的横截面视图;
图34为根据本发明第三实施例的另一光缆的横截面视图;
图35为根据本发明第三实施例的另一光缆的横截面视图;
图36为根据本发明第三实施例的另一光缆的横截面视图;
图37为根据本发明第三实施例的另一光缆的横截面视图;
图38为根据本发明第三实施例的另一光缆的横截面视图;
图39为示出在未经审查的日本专利出版物Sho.61(1986)-73112中描述的相关技术光纤带的横截面视图;
图40为示出在未经审查的日本实用新型出版物Hei.4(1992)-75304中描述的相关技术光纤带的横截面视图;
图41为示出在未经审查的日本专利出版物Sho.63(1985)-13008中描述的相关技术光纤带的横截面视图;
图42为示出在USP 4147407中描述的相关技术光纤带的横截面视图;
图43为示出在已经接受的日本专利出版物Sho.63(1988)-2085中描述的相关技术光纤带的横截面视图;
图44为相关技术光缆的实例的横截面视图。
图45为相关技术光缆的实例的横截面视图。
图46为相关技术光缆的实例的横截面视图。
图47为相关技术光缆的实例的横截面视图。
具体实施方式
以下结合附图详细解释根据本发明的光纤带的实施例、光纤带制造方法以及光缆。
图1A为示出根据本发明的光纤带第一实施例的横截面视图,图1B为光纤带的透视图。通过平行布置多根(在此实施例中,例如为4根)光纤11,并通过在这些平行布置的光纤11的全部外围上和在光纤11的全部长度上涂敷护套12,而形成光纤带10。护套12紧密地粘附到光纤11上。
在根据本发明的光纤带中,如图1A所示,光纤互相接触。这里,“互相接触”包括以下情形:在光纤带的相邻光纤之间存在等于或小于10μm的间隔,作为制造误差。当光纤带中包括的光纤互相接触时,光纤带容易分支。即使在光纤互相不接触时,只要光纤带的相邻光纤之间的间隔等于或小于10μm,形成护套并挤入光纤之间的树脂量就较少,因而,容易执行分支。光纤11由玻璃纤维13、保护涂层14和彩色层构成,其中,玻璃纤维13由核芯13a和包层13b组成,保护涂层14覆盖玻璃纤维13的外围,并且彩色层覆盖保护涂层14的外围15。进一步地,外围15可构成辅助保护膜,并且在外围15上形成厚度大约为1μm-10μm的彩色层。进一步地,在玻璃纤维13的周围上通过涂敷形成薄膜状碳层。这里,优选光纤11符合在ITU-T(国际电信联盟-电信标准化部门)中规定的G652。
对于可用于本发明中的玻璃纤维13,可使用具有任何折射率分布的玻璃纤维,包括由核芯和多层包层等形成的玻璃纤维。进一步地,对于光纤11,可使用通过用保护涂层14覆盖玻璃纤维13的外围而形成的光纤。
在此光纤带10中,在平行布置的4根光纤11的外围涂敷紫外线固化树脂,作为护套12。对于护套12的材料,除了紫外线固化树脂之外,可使用热塑树脂、热固树脂等。
覆盖光纤11的护套12由平直部分18形成,在光纤11、11平行布置的区域中,平直部分18基本上与光纤11、11形成的公切线S2平行。当光纤带10的护套12的壁厚t制作得较小时,即使通过使用图9所示模具27在光纤11上涂敷用于形成护套12的树脂而形成护套12时,也有以下情形:在光纤带10的护套12上产生微小的凹口,从而,护套12与光纤11的轮廓一致。根据本发明的平直部分18包括此情形。当从光纤带10分支光纤11时,通过操作员的手工操作或使用分离工具剥离平直部分18的护套12,容易分支光纤11。对于根据本发明的光纤带,从实现有利的分支可操作性和抑制带电分支时传输损耗增加的观点出发,已经确认光纤带的护套的厚度已经有一些影响。
表1示出光纤外径d、光纤带最大厚度T和护套厚度t之间的关系。该表用于评估光纤带的分支性质、松绕线圈PMD和光缆PMD。这里,护套厚度t是在光纤带的各个光纤的公切线S2之外的护套的壁厚。
[表1]
纤维直径d(μm) | 带厚度T(μm) | 护套厚度(μm) | 分支性质 | 松绕线圈PMD | 光缆PMD |
250 | 290 | 20 | 还可以 | 还可以 | 还可以 |
250 | 280 | 15 | 好 | 还可以 | 还可以 |
250 | 270 | 10 | 好 | 好 | 好 |
250 | 260 | 5 | 好 | 好 | 好 |
在表1中,如图1所示,纤维直径指光纤11的外径d,带厚度指光纤带10的最大厚度T,而护套厚度是光纤11的公切线S2与护套12的平直部分18之间的长度t。表1中所示光纤带的光纤外径为250μm。
表1所示的分支性质表示在抑制传输损耗增加为1.0dB或更小的同时在把光纤带的中间部分分支成各个光纤时的分支容易程度。“好”表示可在超过2分钟且在3分钟之内的时间内执行分支,“还可以”则表示可在超过3分钟且在5分钟之内的时间内执行分支。当分支性质的评估为“好”或“还可以”时,分支时的传输损耗增加等于或小于1.0dB,从而,可执行带电分支。
表1中所示光纤带表现出T≤d+40(μm)的关系,因而,所有光纤带表现出优于“还可以”的分支性质,其中,通过设定分支时的传输损耗增加等于或小于1.0dB,可在5分钟之内执行中间立柱分支。也就是说,可在5分钟之内执行带电分支。对于相关技术光纤带,分支时的传输损耗增加超过1.0dB,或者,即使可分离光纤,但相关技术光纤带也要求超过5分钟的给定时间,因而,从现实观点考虑,不能执行带电分支。根据表1中所示的光纤带,只要带厚度等于或小于280μm,即满足关系T≤d+30(μm)就可在3分钟内执行带电分支。
对于上述带电分支,解释分支方法的一个实例。如图2A所示,光纤带10夹在分支工具60的上壳体61和下壳体62之间,其中,使在这些上、下壳体61、62上以直立方式形成的盘条63接近光纤带10的护套12的平直部分18。图2B示出此结构的横截面。进一步地,通过把分支工具60压向光纤带10,如图2C所示,盘条63偏斜,并且,偏斜盘条63的末端的锋利角与光纤带10的护套12的平直部分18强烈接触。
通过在分支工具60压向光纤带10的状态下使分支工具60在光纤带10的纵向方向(图2C中的左、右方向)上相对光纤带10移动,即,通过用分支工具60摩擦光纤带10,在平直部分18上形成裂纹,或者用盘条63的末端剥离部分护套,因而,使光纤11分支。可移动分支工具60和光纤带10中的任一个或全部。盘条63是有弹性的,因而,当盘条63压向光纤带的平直部分时,盘条63偏斜,并且,盘条63的末端的角部分与平直部分18接触。通过在此状态下移动分支工具60或光纤带10,盘条63(挠性部件)在平直部分18上产生裂纹,或剥离平直部分18。
通过使用分支工具60重复摩擦光纤带10,剥离光纤11的彩色层15与平直部分18的护套12之间的界面。当进一步重复摩擦时,刮去平直部分18在光纤11中心轴之上或之下的部分,并且产生裂缝,随后,借助压力集中而发展在平直部分18中形成的裂纹,因而,剥离平直部分18。以此方式,光纤带10的护套12破裂,并且光纤带10分支成各个光纤。
通过调节弹性材料63压向光纤带10的力,光信号在分支时的传输损耗变化量变得等于或小于1.0dB。进一步地,根据分支方式,传输损耗的此变化量可减小为等于或小于0.5dB的值。相应地,即使当光纤带包括带电线路时,也可甚至在一瞬间都不切断带电线路地使光纤带分支。
审查表1所示光纤带的分支性质,护套厚度越小,就有可能具有更好的分支性质。尽管当护套厚度t为20μm时,分支性质的评估为“还可以”,但是,当护套厚度t等于或小于15μm时,分支性质的评估为“好”。也就是说,护套12的平直部分18的厚度越小,就越容易剥离护套12。
以相同的方式,检查松绕线圈PMD和光缆PMD的评估。松绕线圈PMD是在以圆形形状松散地缠绕光纤带的状态下的极化模式色散,光缆PMD则是当光纤带形成为光缆时的极化模式色散。对于松绕线圈PMD和光缆PMD的评估,符号“好”表示它们为值0.05<PMD≤0.1(ps/km1/2)的情形,而符号“还可以”表示它们为值0.1<PMD≤0.2(ps/km1/2)的情形。对于表1所示松绕线圈PMD或光缆PMD的评估,尽管当护套厚度为20μm和15μm时,评估为“还可以”,但是当护套厚度为10μm、5μm时,评估为“好”。
也就是说,当带厚度为关系T≤d+20(μm)时,对于此护套厚度,松绕线圈PMD和光缆PMD为好,并且分支性质也为好。当光纤带的护套厚度较薄时,光纤不分离,并且光纤带容易偏斜或容易弯曲。从而,在松绕线圈状态下容易弯曲光纤带,并且进一步地,容易沿着光缆狭槽的曲率弯曲光纤带。
进一步认为:通过使护套较薄,可使集成光纤时的固化收缩应力较小,并且可改善PMD。
进一步地,尽管未在表1中示出,但是对于厚度大于290μm的光纤带,即,对于厚度超过d+40(μm)的光纤带,有可能有利地保证当光纤带形成为光缆时光纤不分离的光纤带完整性。然而,这在执行分支时需要较长的时间,因而,使光纤带的最大厚度等于或小于d+40μm是有利的。在此情况下,护套厚度t等于或小于20μm是有利的。这意味着,在图1中,护套在光纤之上部分的厚度t与护套在光纤之下部分的厚度t基本相等是有利的。在此情况下,光纤11的核芯13a几乎位于光纤带10厚度方向的中心,因而,当光纤带互相连接时,两个光纤带的核芯的位置基本上互相对齐,从而,连接损耗较小。
[表2]
纤维直径d(μm) | 带厚度T(μm) | 护套厚度(μm) | 分支性质 | 松绕线圈PMD | 光缆PMD |
125 | 165 | 20 | 还可以 | 还可以 | 还可以 |
125 | 155 | 15 | 好 | 还可以 | 还可以 |
125 | 145 | 10 | 好 | 好 | 好 |
125 | 35 | 5 | 好 | 好 | 好 |
表2示出使用外径125μm光纤的光纤带的光纤外径d、光纤带最大厚度T以及护套厚度t之间的关系。护套厚度、光纤带的分支性质、松绕线圈PMD和光缆PMD的解释以及评估符号“好”和符号“还可以”的解释与结合表1解释的相似,因而在此省略这些解释。
当带厚度为165μm时,建立T≤d+40μm的关系,并且分支性质的评估为“还可以”。这意味着,当有可能从容进行时,可执行带电分支。进一步地,对于带厚度等于或小于155μm的情形,即,建立T≤d+30μm的关系,分支性质的评估为“好”,并且,能在2或3分钟内有利地执行带电分支。
尽管未在表2中示出,但是,对于带厚度超过165μm的光纤带,即对于等于或大于d+40μm的纤维直径,在不增加光纤损耗时,执行分支所需的时间延长(例如,超过5分钟),因而,带厚度T等于或小于d+40μm是有利的。相应地,以与表1相同的方式,护套厚度t等于或小于15μm是有利的。
在审查表2中的松绕线圈PMD和光缆PMD时,尽管当护套厚度为20μm和15μm时,评估为“还可以”,但当护套厚度为10μm、5μm时,评估为“好”。当护套以及护套的平直部分较薄时,光纤带容易偏斜或容易弯曲,因而,光纤不分离,并且光纤带容易形成为松绕线圈状态,并进一步地,光纤带容易与光缆狭槽的曲率一致。进一步地,当护套形成得较薄时,认为可减小在集成光纤时的固化收缩应力,因而,可改善PMD。考虑到光纤的PMD,T≤d+20(μm)的关系是有利的。
在制造光纤带时,如图3所示,有各个光纤11A、11B、11C、11D在同一平面上不对齐的情况。在图中,护套12在光纤11A、11D处具有希望的厚度,但是光纤11B、11C偏移,因而,护套在光纤11B、11C处没有希望的厚度。对于护套12在光纤11B处的厚度,在上平直部分18U上此厚度比希望厚度更薄,但在下平直部分18L上此厚度比希望厚度更厚。另一方面,对于光纤11C,护套12在上平直部分18U上制作得更厚,而在下平直部分18L上则制作得更薄。在此光纤带中,在未获得希望护套厚度的区域中,最大值与最小值之间的比值,即护套厚度的最大值/最小值在更薄侧等于或小于3是有利的。
也就是说,在图3所示的光纤带中,光纤11C的下平直部分18L的更薄护套的厚度tL具有最大值,并且,光纤11B的上平直部分18U的更薄护套的厚度tS具有最小值,其中,建立tL/tS≤3的关系。只要建立tL/tS≤3的关系,就可防止护套的不规则性(应力的各向异性),该不规则性是PMD变差的原因。尽管图3所示光纤带使用4根光纤,但不局限于此数量。也就是说,对于使用多根光纤的光纤带,当护套厚度从希望厚度偏移时,分别获得更薄侧护套的厚度的最大值和最小值。如果更薄侧护套的厚度的最大值和最小值之间的比值等于或小于3,就可正确地使用光纤带。
在制造光纤带时,当固化护套时,产生固化收缩。有这样的趋势:随着护套的杨氏模量增加,因此固化收缩而作用在光纤上的应力也增加。进一步地,当在光纤的玻璃纤维中产生应变时,PMD有可能增加,并且PMD的增加量取决于通过玻璃纤维的涂层(彩色层、保护层等)到达玻璃纤维的应力的大小。相应地,通过设定护套的杨氏模量和横截面积的乘积与光纤的杨氏模量和横截面积的乘积之间的比值(以下称作ES乘积比)为在希望范围内的值,或为等于或小于希望值的值,就可减小PMD。
[表3]
玻璃直径(μm) | 125 | 125 | 125 | 125 | 125 | 80 | 80 | 80 | 80 |
外径(μm) | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 | 125 | 125 | 125 | 125 |
带厚度(μm) | 290 | 275 | 270 | 290 | 275 | 165 | 165 | 150 | 145 |
护套的杨氏模量(MPa) | 900 | 900 | 900 | 1200 | 1200 | 900 | 1200 | 1200 | 1200 |
ES乘积比 | 0.023 | 0.019 | 0.018 | 0.031 | 0.026 | 0.02 | 0.027 | 0.021 | 0.019 |
松绕线圈PMD | 好 | 非常好 | 非常好 | 还可以 | 好 | 非常好 | 好 | 好 | 非常好 |
表3示出使用直径250μm和125μm光纤的光纤带的ES乘积比与松绕线圈PMD之间的关系。表3中的玻璃直径表示玻璃纤维部分的外径,外径表示光纤的外径,并且,带厚度表示光纤带的最大厚度。ES乘积比是护套(树脂)12的杨氏模量E和横截面积S的乘积与各个光纤11的杨氏模量E和横截面积S的乘积之和之间的比值。
也就是说,如图4所示,在光纤带10的横截面中,在由两根直线(例如,图4所示的虚线X、Y)确定的内部区域中,其中,所述直线与连接两根相邻光纤11b、11c的各个中心的直线正交并穿过这两根光纤11b、11c的各个中心,假设护套12U、12L的横截面积为S1、这些护套的杨氏模量为E1,光纤11b、11c的横截面积之和为S2,并且,光纤11b、11c的杨氏模量为E2,通过公式ES乘积比=(E1×S1)/(E2×S2),可获得ES乘积比。这里,光纤11b、11c的ES乘积(E2×S2)指构成光纤的各个材料的ES乘积之和。也就是说,图1所示光纤11的ES乘积指构成光纤11的核芯13a、包层13b、保护膜14和彩色层15的各个杨氏模量与横截面积的ES乘积之和。
通过在由核芯包层制成的玻璃纤维上涂敷第一和第二保护涂层,并进一步通过在第二保护涂层的外围上涂敷彩色层,而构成用于表3所示实例的光纤。对于此光纤的杨氏模量,玻璃纤维的杨氏模量为73000(MPa),主保护涂层1的杨氏模量为1(MPa),辅助保护涂层1的杨氏模量为700(MPa),并且,彩色层的杨氏模量为1500(MPa)。
对于表3中松绕线圈PMD的评估,“非常好”表示极化模式色散(PMD)等于或小于0.05(ps/km1/2),“好”表示极化模式色散(PMD)在0.05<PMD≤0.1(ps/km1/2)的范围内,而“还可以”表示极化模式色散(PMD)在0.1≤PMD≤0.2(ps/km1/2)的范围内。当ES乘积比为0.031时,松绕线圈PMD的评估为“还可以”。只要ES乘积比在0.026-0.021的范围内,评估就为“好”,而且,当ES乘积比变得等于或小于0.020时,评估为“非常好”。在根据本发明的光纤带中,当ES乘积比等于或小于0.026时,获得松绕线圈PMD等于或小于0.1(ps/km1/2)的有利结果。进一步地,当ES乘积比等于或小于0.020时,获得松绕线圈PMD为0.5(ps/km1/2)的更有利结果。对于外径250μm的光纤,只要建立T≤d+25μm的关系,ES乘积比就变得等于或小于0.019,因而,松绕线圈PMD变得非常有利。进一步地,对于外径125μm的光纤,只要建立T≤d+25μm的关系,ES乘积比就变得等于或小于0.021,因而,松绕线圈PMD变得有利。进一步地,通过使用包括杨氏模量等于或大于200MPa的护套的光纤,各个光纤带就不分离成各个光纤,因而,可减小护套厚度。进一步地,当可减小护套厚度时,容易剥离护套,因而,容易执行带电分支。进一步地,容易弯曲光纤带,因而,增加松绕线圈PMD。当光纤带具有多层(n层)护套时,可使用各层的ES乘积比之和作为光纤带的E1×S1。
在根据本发明的光纤带中,在波长1.55μm下根据Petermann-I定义的模场直径(MFD)等于或小于10μm是有利的,并且,MFD为8μm是更有利的。利用此小MFD,可抑制光纤的宏弯损耗。进一步地,光纤带的护套较薄并且容易弯曲(容易偏斜),因而,当在光纤带上作用侧压力时,可抑制因侧压力而引起的宏弯损耗增加。
同时,光纤的玻璃纤维的光缆截止波长等于或小于1.26μm是有利的。光缆截止波长表示在22m长度时LP11模式的截止波长并且是比2m截止波长更小的值。
进一步地,在根据本发明的光纤带中,光纤与护套之间的粘附强度有时影响在执行带电分支时的传输损耗增加和带电操作效率。对于光纤11与护套12之间的粘附强度,考虑到防止传输损耗增加以及分支可操作性,每一根光纤的粘附强度在范围0.245(mN)-2.45(mN)之内是有利的。当上述粘附强度比上述范围更小时,导致以下情形:在形成光缆时护套12破裂,并且光纤11互相分离。另一方面,当粘附强度大于上述范围时,分支性质下降。
通过以下方法测量光纤与护套之间的粘附强度。如图5所示,收缩刀的刀片C与光纤带10的一侧接触,并且该刀片切入光纤带10中,直到该刀片到达光纤和护套之间的界面。通过在纵向方向上向着光纤带10的端部移动刀片,剥离光纤带一侧上的护套。剥离在光纤带10端部的相反侧上的护套12,并用手向后折叠。如图6所示,其护套被剥离的光纤11由下卡盘50L固定,并且,向后折叠的护套12的末端用上卡盘50U夹住。上、下卡盘50U、50L之间的距离设定为约40mm。上卡盘50U和下卡盘50L在使它们之间相对角度为180°的方向上以200mm/分钟的速度移动50mm,因而,剥离护套12。
从测量值采样由最大值、最小值、第二最大值和第二最小值构成的总共4个值,得到它们的平均值,并接着,把平均值除以光纤带中所包括光纤的数量而得到的值用作每个光纤带的粘附强度。
在根据本发明的光纤带10中,当本发明的主要目的是使光纤11保持完整性且不互相分离时,护套厚度等于或大于0.5μm是有利的。在此情况下,光纤带10的最大厚度T变为T≥光纤外径d+1(μm)。
另外,在一些情况下,根据光纤带10的护套12的性质,这些性质影响带电分支时的传输损耗增加和分支操作效率。优选作为护套材料性质的屈服点应力在20MPa-45MPa的范围内。这是因为容易执行分支操作,并且可抑制在执行带电分支时的传输损耗。根据JISK7113,在50mm/分钟的拉伸速度下测量第2号试样的屈服点应力。当屈服点应力小于20MPa时,出现以下情况:在组装光纤带以形成光缆的步骤中,各个光纤因作用到光纤上的外力而分离,因而,不能形成光纤。另一方面,当屈服点应力超过45MPa时,难以使护套破裂,因而,很难执行光纤带的中间立柱分支。可通过改变护套的材料而调节屈服点应力。当紫外线固化树脂用作护套材料时,通过增加低聚物浓度并通过增加尿烷基浓度或双键浓度,屈服点应力增加。进一步地,对于护套材料,也可使用包括极性基如N-乙烯基-吡咯烷酮、N-乙烯基-己内酰胺等的单体。
可用以下方式测量杨氏模量E。首先,通过使用用于形成护套12的树脂而准备板。接着,通过使用形成为在JIS K7113中定义的JIS第2号哑铃的试样,在标线之间距离为25mm且拉伸速度为1mm/分钟的条件下拉该板。这里,基于在2.5%伸长时的拉伸强度而计算拉伸割线弹性模量。
根据实验而理解,当护套12的杨氏模量超过1200MPa时,护套12太硬,而当护套12的厚度较大时,光纤11的分支性质变坏。另一方面,当护套12的杨氏模量等于或小于200MPa时,护套12太软并且在下一制造光缆的步骤中断裂,因而,不能保持完整的状态。相应地,护套12的杨氏模量设定为等于或小于1200MPa且大于200MPa是有利的。
进一步地,分支和集成还与形成护套12的树脂的断裂伸长率有关。当伸长率等于或小于60%时,光纤11容易分支。然而,当伸长率等于或小于10%时,光纤在下一制造光缆的过程中破裂,因而不能保持完整的状态。相应地,断裂伸长率等于或小于60%且大于10%是有利的。
进一步地,可按以下方式测量拉伸断裂伸长率。首先,通过使用用于形成护套12的树脂而准备板。接着,当在拉伸速度为50mm/分钟的条件下通过拉伸而使在JIS K7113中定义的JIS第2号试样破裂时,基于该试样的伸长比而获得拉伸断裂伸长率(%)。
为了准备具有上述杨氏模量的紫外线固化树脂的掺混,可通过减小低聚物的分子量或通过增加双功能单体如环氧乙烷改性的双酚A二丙烯酸酯等的添加量,而增加杨氏模量。
进一步地,在执行树脂的掺混以使树脂具有上述断裂伸长率时,通过增加诸如PTMG等的低聚物中二醇的分子量,或通过减小双功能单体如环氧乙烷改性的双酚A二丙烯酸酯等的添加量,有可能增加断裂伸长率。
即使在满足此条件时,当光纤11分支时的传输损耗较大时,光缆不适合作为产品。也就是说,当分支时的传输损耗增加变得大于1.0dB时,有可能中断通信。相应地,分支时传输损耗增加等于或小于1.0dB的光纤带是可用于带电分支的光纤带,并因而是优选的。更优选分支时的传输损耗等于或小于0.5dB。
在这,例如,在光纤11分支时对传输损耗的测量按如下执行。光纤带10的一个端面连接到光源,并且光纤带10的另一端面连接到光接收器。接着,从光源发射的波长1.55μm的光入射到光纤11上,并且监视接收器所接收的功率(例如,转换为电压的波形)。当因分支产生的干扰而导致损耗时,功率衰减,因而,可基于此衰减量来计算传输损耗。
进一步地,对于光纤11的玻璃纤维13,在波长1.55μm且弯曲直径15mm时的宏弯损耗设定为等于或小于0.1dB/圈的值。通过把在绕着金属棒等缠绕光纤十几圈之前和之后的传输损耗之差除以圈数而获得宏弯损耗。
如上所述,本发明的光纤带10具有以下优点:松绕线圈状态下的极化模式色散(PMD)变得等于或小于0.2(ps/km1/2)。进一步地,本发明的光纤带10还具有以下优点:在光纤带形成为光缆之后构成光纤带的光纤的PMD变为0.2ps/km1/2。由于覆盖光纤11、11A的护套12、12A较薄,因而,光纤带容易弯曲。相应地,即使当光纤带以松绕线圈状态形成时,也不作用过多的外力,并可减小PMD。由于PMD影响长距离传输,因此,表现出小PMD的光纤带可执行长距离传输。更优选松绕线圈状态下的极化模式色散(PMD)等于或小于0.1ps/km1/2。
另一方面,对于相关技术带状结构,通常,所有光纤都用厚度为25-40μm的护套涂层覆盖。据认为,在涂层固化时,在光纤中保留因应力等而产生的应变,其中,所述应力是因固化收缩而产生的,因而,增加极化模式色散。
这里,对于在光纤带形成为光缆之后测量极化模式色散(PMD)的方法,可列举基准测试方法(RTM)和交替测试方法(ATM)。对于RTM,可列举Jones-矩阵(JME)方法或Poincare球体(PS)方法。另一方面,对于ATM,可列举极化状态(SOP)方法、干涉方法、固定分析器(FA)方法等。在松绕线圈状态下,使用上述方法测量光纤带的光纤的极化模式色散,其中,优选最大值等于或小于0.2ps/km1/2,并且更优选最大值等于或小于0.1ps/km1/2。
下面,解释根据本发明的光纤带的制造方法。
图7为示出根据本发明的光纤带10的制造方法的说明图。在供应装置100内部,布置卷轴21a-21d、浮动滚轮22a-22d以及导向滚轮23。光纤11a、11b、11c、11d分别缠绕在卷轴21a、21b、21c、21d上。这些光纤与结合图1所示光纤带解释的光纤11相对应。这里,尽管根据使用4根光纤制造光纤带的实例进行解释,但光纤的数量不受限制。
分别从卷轴21a、21b、21c、21d送进光纤11a、11b、11c、11d,并且浮动滚轮22a、22b、22c、22d在光纤11a、11b、11c、11d上作用十几gf的张力。当光纤11a、11b、11c、11d通过导向滚轮23时,在排列表面上布置光纤11a、11b、11c、11d。进一步地,光纤11a、11b、11c、11d通过高架导向滚轮24进一步组装,并馈送到涂敷装置26。涂敷装置26包括喷嘴25、模具27。馈送到涂敷装置26的光纤11a-11d由喷嘴25引导。
如图8所示,喷嘴25具有椭圆形出线孔25a。对于出线孔25a的尺寸,假设光纤11的数量为N(在这为4),宽度Wn和厚度Tn就分别用以下公式表示。
Wn=光纤的外径×N+0.03至0.08mm
当光纤布置得互相接触时,优选设定Wn=光纤的外径×N+0.03至0.05mm。
厚度Tn优选设定为用公式Tn=光纤的外径+0.005至0.01mm表示。
在涂敷装置26中,布置图9所示模具27。模具27设置有穿过各个光纤11a、11b、11c、11d的椭圆形孔27a。
优选模具27的孔27a的高度H设定为H=光纤的外径+0.005至0.05mm。进一步地,模具27的孔27a的宽度Wd设定为Wd=H×N。这里,由于模具27通过线放电加工来专门制造,因此,H变得至少比线直径更大。H最小为约0.05至0.08mm。进一步地,为了防止在光纤11与孔27a接触时模具27的孔27a损坏光纤11,例如,设定模具27的孔27a的周围部分和角落部分为光滑弯曲形状如R(圆形)。模具27的孔27a的尺寸设计得与光纤的外径和护套的厚度相对应。假设光纤带的最大厚度为T,有可能制造具有厚度T的光纤带,其中,厚度T采用诸如T≤d+40(μm)、T≤d+20(μm)的值。在图9所示模具27中,当孔27a由弓形部分50a和直线部分50b形成时,可在直线部分50b上均匀地涂敷树脂,因而,光纤带和树脂涂层的厚度变化不会中断。相应地,优选采用此构造。由于根据本发明的光纤带的护套具有小厚度,因而,光纤与模具之间的间隙较小。为防止树脂中断,或者为了设定带厚度为固定值,优选树脂在涂敷温度下的粘性在1000Pa·s-20000Pa·s的范围内。
在光纤11a、11b、11c、11d到达涂敷装置26时,4根光纤11a、11b、11c、11d以它们互相接触的状态在一个平面上平行布置,其中,在光纤11a、11b、11c、11d的周围涂敷紫外线固化树脂。从压力树脂罐28提供紫外线固化树脂。对于涂敷紫外线固化树脂的4根光纤11a、11b、11c、11d,用紫外线照射装置29照射紫外线,以便使紫外线固化树脂固化。固化的紫外线固化树脂形成护套12,因而,可形成4-纤维光纤带10。
通过从紫外线照射装置29照射紫外线而固化的光纤带10借助导向滚轮30、放松绞盘31和卷绕张力控制浮动滚轮32而馈送到卷绕装置33。在卷绕装置33中,光纤带10借助导向轮33a而卷绕在卷轴33b上。整个光纤带的卷绕张力设定为几十gf-几百gf。
如上所述,根据制造光纤带的方法,在4根光纤11a、11b、11c、11d互相接触的状态下平行布置这些光纤,并且,在光纤11a、11b、11c、11d的外侧上形成护套12,以使这些光纤成为整体。由于光纤带厚度的最大值设定为在从光纤直径到比光纤带直径大40mm的值的范围内,因此,各个光纤11容易分支(带电分支)。
根据本发明的光纤带及其制造方法不局限于上述实施例,可以作出适当的修改和改进。
在图10中示出根据本发明第一实施例的光纤带的修改例。在图10所示的光纤带10A中,使用树脂12aA在整个长度上整体形成相邻的光纤11A。树脂12aA形成得使树脂12aA填充光纤11A之间的凹口,并把相邻的光纤11A粘附在一起。进一步地,光纤带10的最大厚度设定为此厚度不超过光纤11A的外径d。为此,光纤带10的最大厚度T设定得等于光纤11A的外径d。
下面,结合附图详细解释根据本发明第二实施例的光纤带及其制造方法。
图11A为示出根据本发明的光纤带第二实施例的横截面视图,图11B为光纤带的透视图。通过平行布置多根(在此实施例中,例如为4根)光纤111,并且,在这些平行布置的光纤111的全部外围上并在光纤111的全部长度上涂敷护套112,而形成光纤带110。在根据本发明的光纤带中,如图11A所示,光纤互相接触。这里,“互相接触”包括以下情形:在光纤带的相邻光纤之间存在等于或小于10μm的间隔,作为制造误差。为了比较包括在光纤带中的光纤互相接触的情形和包括在光纤带中的光纤不互相接触的情形,当光纤互相接触时,光纤带容易分支。即使在光纤互相不接触时,只要光纤带的相邻光纤之间的间隔等于或小于10μm,形成护套并挤入光纤之间的树脂的量就较少,因而,容易执行分支。光纤111由玻璃纤维113、保护涂层114和彩色层构成,其中,玻璃纤维113由核芯113a和包层113b组成,保护涂层114覆盖玻璃纤维113的外围,并且彩色层覆盖保护涂层114的外围115。进一步地,外围115可构成辅助保护膜,并且在外围115上形成厚度大约为1μm-10μm的彩色层。进一步地,在玻璃纤维113的周围上通过涂敷形成薄膜状碳层。这里,优选光纤111符合在ITU-T(国际电信联盟-电信标准化部门)中规定的G652。
对于可用于本发明中的玻璃纤维113,可使用具有任何折射率分布的玻璃纤维,包括由核芯和多层包层形成的玻璃纤维。进一步地,对于光纤111,可使用通过用保护涂层114覆盖玻璃纤维113的外围而形成的光纤。
在此光纤带110中,在平行布置的4根光纤111的外围涂敷紫外线固化树脂,作为护套112。对于护套112的材料,除了紫外线固化树脂之外,还可使用热塑树脂、热固树脂等。
在覆盖光纤111的护套112中,在护套112中形成与相邻光纤111、111之间所形成凹口一致的凹入部分116。
在通过从光纤带110剥离护套112而使光纤111分支时,在护套112中形成的凹入部分116是有效的。在执行光纤111的分支操作时,通过操作员的手工操作或分支工具而在护套112中产生裂缝或剥片,因而,容易剥离护套112。
考虑到实现有利的分支可操作性并抑制带电分支时的传输损耗增加,已经确认在根据本发明的光纤带中,护套厚度存在固定的范围。
表4示出光纤外径d、光纤带最大厚度T、护套厚度t以及护套凹入部分的深度Y之间的关系。该表用于表现光纤带的分支性质、松绕线圈PMD和光缆PMD。这里,护套厚度t是在光纤带的各个光纤的公切线之外的护套的壁厚。
在表4中,如图11A所示,纤维直径指光纤111的外径d,带厚度是光纤带110的最大厚度T,而护套厚度是护套112的公切线S1与光纤111的公切线S2之间的长度t,并且可通过公式t=(T-d)/2得到。护套凹入部分的深度是护套112的公切线S1与护套112的凹入部分116的底部117之间的长度Y。表4中所示光纤带的光纤外径为250μm。
表4所示的分支性质表示在抑制传输损耗增加为1.0dB或更小的同时在把光纤带的中间部分分支成各个光纤时的分支容易程度。“非常好”表示可在2分钟内执行分支。“好”表示可在超过2分钟且在3分钟之内的时间内执行分支,“还可以”则表示可在超过3分钟且在5分钟之内的时间内执行分支。分支时的传输损耗增加等于或小于1.0dB的事实意味着可执行带电分支。
表4中所示光纤带表现出T≤d+40(μm)的关系,因而,所有光纤带表现出优于“还可以”的分支性质,其中,通过设定分支时的传输损耗增加等于或小于1.0dB,可在5分钟之内执行中间立柱分支。也就是说,可在5分钟之内执行带电分支。对于相关技术光纤带,分支时的传输损耗增量超过1.0dB,或者,即使可分离光纤,但相关技术光纤带也要求超过5分钟的给定时间,因而,从现实观点考虑,不能执行带电分支。
对于上述带电分支,解释分支方法的一个实例。如图12A所示,光纤带110夹在分支工具160的上基础161和下基础162之间,其中,使在这些上、下基础161、162上以直立方式形成的盘条163接近光纤带110的护套112。图12B示出此结构的横截面。进一步地,通过把分支工具160压向光纤带110,如图12C所示,盘条163偏斜,并且,偏斜盘条163的末端的锋利角与光纤带110的护套112强烈接触。
通过在分支工具160压向光纤带110的状态下使分支工具160在光纤带110的纵向方向(图12C中的左、右方向)上相对光纤带110移动,即,通过用分支工具160摩擦光纤带110,在护套112上形成裂纹,或者用盘条163的末端剥离护套112,因而,使光纤111分支。可移动分支工具160和光纤带110中的任一个或全部。盘条163是有弹性的,因而,当盘条163压向光纤带110的护套112时,盘条163偏斜,并且,盘条163的末端的角部分与护套112接触。通过在此状态下移动分支工具160或光纤带110,盘条163(挠性部件)在护套112上产生裂纹,或剥离护套112。通过用分支工具160重复摩擦光纤带110,剥离光纤111的彩色层115与护套112之间的界面。当进一步重复摩擦时,刮去护套112在光纤111中心轴之上或之下的部分,并且产生裂缝,随后,裂缝借助压力集中而发展到护套112的凹入部分116,因而,剥离护套112。以此方式,光纤带110的护套112破裂,并且光纤带110分支成各个光纤。
通过调节弹性材料163压向光纤带110的力,光信号在分支时的传输损耗变化量变得等于或小于1.0dB。进一步地,根据分支方式,传输损耗的此变化量可减小为等于或小于0.5dB的值。相应地,即使光纤带包括带电线路,也可甚至在一瞬间都不切断带电线路地使光纤带分支。
审查表4中光纤带的分支性质,护套厚度越小,就有可能具有更好的分支性质,即使护套凹入部分的深度较小也是如此。尽管在护套厚度t为20μm的情况下,当护套凹入部分的深度Y为20μm时,分支性质的评估为“非常好”。另一方面,在护套厚度t等于或小于15μm的情况下,当护套凹入部分的深度Y等于或大于5μm时,分支性质的评估为“非常好”。相应地,如果护套厚度t等于或小于15μm,即使在护套112的凹入部分的深度较浅时,也有可能获得极其有利的分支性质。换句话说,当光纤的最大厚度T为T≤d+30时,只要存在浅的凹入部分,就有可能具有极其优秀的分支性质。
当带厚度为290μm时,如果护套厚度((T-d)/2)与护套凹入部分的深度Y之间的比值(T-d)/2Y的值等于或小于4,分支性质的评估就变为“非常好”或“好”,因而,可增强分支性质。
以相同的方式,检查松绕线圈PMD和光缆PMD的评估。松绕线圈PMD是在以圆形形状松散地缠绕光纤带的状态下的极化模式色散,光缆PMD是当光纤带形成为光缆时的极化模式色散。对于松绕线圈PMD和光缆PMD的评估,符号“非常好”表示它们为值0.05(ps/km1/2)或更小的情形,“好”表示极化模式色散为值0.05<PMD≤0.1(ps/km1/2)的情形,而符号“还可以”表示极化模式色散为值0.1<PMD≤0.2(ps/km1/2)的情形。对于松绕线圈PMD,当护套厚度与护套凹入部分的深度之间的比值(T-d)/2Y为4或更小时,评估为“非常好”或“好”,因而是有利的。相反,当比值(T-d)/2Y大于4时,当带厚度为290μm时,评估为“还可以”。在光缆PMD中,如果带厚度与光纤直径之差为30μm或更大,当(T-d)/2Y为1或更小时,评估就为“好”,并且,当(T-d)/2Y大于1时,评估就为“还可以”。当带厚度与光纤直径之差为20μm或更小时,评估为“好”。
尽管未在表4中示出,但是对于厚度大于290μm的光纤带,即,对于厚度超过d+40(μm)的光纤带,有可能有利地保证光纤带的完整性。然而,这在执行分支时需要较长的时间,因而,使光纤带的最大厚度等于或小于d+40μm是有利的。在此情况下,护套厚度t等于或小于20μm是有利的。这意味着,在图11A中,护套在光纤之上部分的厚度t与护套在光纤之下部分的厚度t基本相等是有利的。在此情况下,光纤111的核芯113a几乎位于光纤带110厚度方向的中心,因而,当光纤带互相连接时,两个光纤带的核芯的位置基本上互相对齐,从而,连接损耗较小。
下面,解释当光纤带的带厚度为280(μm)、270(μm)、260(μm)时分支性质的评估。在光纤带的带厚度为280(μm)、270(μm)和260(μm)的情况下,只要护套厚度与护套凹入部分的深度之间的比值(T-d)/2Y为4或更小,评估就为“好”或“非常好”。因而,分支性质是有利的。
表5示出使用外径125μm光纤的光纤带的光纤外径d、光纤带最大厚度T、护套的厚度t以及护套凹入部分的深度Y之间的关系。护套厚度、护套凹入部分的深度、光纤带的分支性质、松绕线圈PMD和光缆PMD的解释以及评估符号“非常好”、符号“好”和符号“还可以”的解释与结合表4解释的相似,因而在此省略这些解释。
当带厚度为165μm时,建立T≤d+40μm的关系,并且分支性质的评估比“还可以”更好。这意味着可执行带电分支。
尽管未在表5中示出,但是,对于带厚度超过165μm的光纤带,即对于等于或大于d+40μm的纤维直径,在不增加光纤损耗时,执行分支所需的时间延长(例如,超过5分钟),因而,带厚度T等于或小于纤维直径d+40μm是有利的。相应地,以与表4相同的方式,护套厚度t等于或小于20μm是有利的。
审查表5中示出的护套厚度t、护套凹入部分的深度Y以及光纤带的分支性质,护套厚度t越小,即使当护套凹入部分的深度Y较浅时,也有可能获得极其有利的分支性质。在护套壁厚度t为20μm且护套凹入部分的深度Y为20μm的情况下,并且在护套壁厚度t为15μm且护套凹入部分的深度Y等于或大于5μm的情况下,分支性质的评估变为“非常好”。相应地,通过设定护套厚度t为15μm或更小,即,只要建立T≤纤维外径d+30μm的关系,即使护套的凹入部分较浅,也可在短时间内执行分支操作。
在表5中,当护套壁厚度t等于或小于15μm时,如果比值(T-d)/2Y的值为4或更小,分支性质的评估就为“非常好”,并且,这意味着可在短时间内执行分支操作。
图13A为根据本发明第二实施例的另一光纤带的横截面视图,图13B则是光纤带的透视图。光纤带110A的基本结构与图11A中所示光纤带110的基本结构大致相同,因而,对它们之间相同的构造不进行解释。
覆盖光纤111A外围的护套112A具有与相邻光纤111A、111A所形成的凹口一致的凹入形状。护套的凹入部分116A具有比图11A所示情形更深的凹入形状。
审查:通过平行布置多根光纤和通过用护套使它们成为整体而防止在制造光纤带时光纤的分离,在执行光纤带的安装操作时防止剥离(变为光纤分离的原因),或者在有利的分支操作或带电分支过程中传输损耗的增加或减小。结果,凹入部分116A优选形成为凹入部分116A不超过相邻光纤111A、111A所形成的公切线S2A。即,在比公切线S2A更内侧的位置上形成凹入部分116A是有利的。
表6示出在图13A所示的纤维直径d、带厚度T、护套厚度t、护套凹入部分的深度Y以及凹入部分的带厚度g之间的关系,并且,表示光纤带的分支性质、松绕线圈PMD和光缆PMD。表6中与分支性质、松绕线圈PMD和光缆PMD有关的评估“非常好”和“好”基本上与表4中评估所用的相同,因而省略其解释。
相邻光纤111A、111A的公切线S2A、S2A之间的距离可设定为光纤的外径d,其中,如果表6中所示比值g/d等于或小于1.0,在护套112中形成的凹入部分116A就不超过光纤的公切线S2A。如横截面视图13A所示,凹入部分116A位于光纤111A的公切线S2A、S2A的内侧(光纤的中心轴方向)。
表6中所示光纤带表现出比值g/d≤1.0,因而,光纤带不超过光纤的公切线。审查分支性质的评估,所有光纤带都表现出评估“非常好”。在此情况下,由于沿着光纤111A、111A所形成的凹口深深地形成护套112A的凹入部分116A,因此,护套112A的凹入部分116A的厚度可减小,从而,光纤111A可更容易地分支。
审查松绕线圈PMD的评估,所有光纤带都表现出“非常好”,因而,松绕线圈PMD是极其有利的。对于这些光纤,由于在凹入部分116A处的护套制作得较薄,不超过公切线,因此,光纤在纵向方向上容易弯曲,并且凹入部分较深。另一方面,如图14所示,光纤在宽度方向上容易偏斜,因而,当以松绕线圈状态形成光纤带110A时,没有过多的力作用到光纤带上,从而认为松绕线圈PMD可增强。进一步地,沿着光纤111A的外围,光纤带110A的护套112A与圆形近似,因而,可减小在制造光纤带时发生的护套的固化收缩应力的各向异性,从而认为在松绕线圈状态下,光纤带的PMD可增强。
审查光缆PMD的评估,当比值g/d等于或小于0.8时,光缆PMD变为低于0.5(ps/km1/2)的值,因而,获得极其有利的光缆PMD特性。当比值g/d等于或小于0.8时,对于光纤带110A的护套112A,在凹入部分116A处的护套制作得非常薄,因而,光纤带110A容易沿着槽的槽形状在纵向方向上弯曲,并容易在宽度方向上弯曲。相应地,即使当光纤带形成为光缆时扭曲光纤带,光纤带也弯曲,从而,可释放因扭曲而产生的应力,由此认为光缆PMD可增强。
表7示出使用外径125μm光纤的光纤带的纤维直径d、带厚度T、护套厚度t、护套凹入部分的深度Y以及凹入部分的带厚度g之间的关系。护套厚度、护套凹入部分的深度、光纤带的分支性质、松绕线圈PMD和光缆PMD的解释以及评估“非常好”、“好”和“还可以”的解释与表4中所用的基本相同,因而省略其解释。
在护套厚度为20(μm)、15(μm)、10(μm)和5(μm)的任一光纤带中,如果比值g/d等于或小于1.0,分支性质和松绕线圈PMD的评估就变为“非常好”,而如果比值g/d等于或小于0.8,光缆PMD的评估就也变为“非常好”。导致此评估的因素与表6中所示的因素相同。
尽管未在表7中示出,但是,对于带厚度超过165μm的光纤带,即对于等于或大于d+40μm的纤维直径,在不增加光纤损耗时,执行分支所需的时间延长(例如,超过5分钟),因而,带厚度T等于或小于纤维直径d+40μm是有利的。
[表8]
表8示出表示在与图13A所示光纤带相似的光纤带中,当光纤外径d为250μm时,在凹入部分116A处光纤带的厚度g、分支性质以及成缆(完整性)之间的关系的表格。在表格中成缆“好”表示:尽管当通过组装光纤使光纤成缆时扭曲光纤带,但光纤带因为扭曲应力而不分离成各个光纤。以与表4-7相同的方式执行分支性质的评估。如表中所示,当在凹入部分116A处的光纤带的厚度g为80μm-200μm时,分支性质和带形成都是有利的。这里,从带形成考虑,优选保证光纤带的厚度g为40μm或更大。
如图11A和图13A所示,在根据本发明的光纤带中,希望以光滑的曲线形状R形成护套的凹入部分。这是因为当护套112A的凹入部分116A沿着光纤带的形状具有尖锐末端时,应力集中在凹入部分末端,因而,倾向于容易产生破裂和裂缝。
进一步地,在根据本发明的光纤带中,光纤与护套之间的粘附强度有时影响在执行带电分支时的传输损耗增加和带电操作效率。对于光纤111、111A与护套112、112A之间的粘附强度,考虑到防止传输损耗增加以及分支可操作性,每一根光纤的粘附强度在范围0.245(mN)-2.45(mN)之内是有利的。当上述粘附强度比上述范围更小时,导致以下情形:在形成光缆时护套112、112A破裂,并且光纤111、111A互相分离。另一方面,当粘附强度大于上述范围时,分支性质下降。
通过结合图5和图6解释的上述方法测量光纤和护套之间的粘附强度。
在根据本发明的光纤带110、110A中,当本发明的主要目的是使光纤111、111A保持完整性且不互相分离时,护套112、112A的厚度等于或大于1μm是有利的。在此情况下,光纤带110、110A的最大厚度T变为T≥光纤外径d+1(μm)。
另外,在一些情况下,根据光纤带110、110A的护套112、112A的性质,这些性质影响在带电分支时的传输损耗增加和分支操作效率。优选作为护套材料性质的屈服点应力在20MPa-45MPa的范围内。这是因为容易执行分支操作,并且可抑制在执行带电分支时的传输损耗。当屈服点应力小于20MPa时,在通过组装光纤带而形成光缆的步骤中,因作用的外力而使各个光纤彼此分离,因而,出现不能执行成缆的情况。另一方面,当屈服点应力超过40MPa时,难以使护套破裂,因而,难以执行光纤带的中间立柱分支。
根据本发明的光纤带的分支性质和完整性带还与护套的物理性质有关。例如,对于具有较大杨氏模量的护套112、112A,即使当在凹入部分116、116A处光纤带110、110A的厚度g更小或护套厚度t较小时,也有可能保证足够的约束力,以使光纤完整。从分支性质考虑,当杨氏模量较大时,优选减小光纤带110、110A的厚度g或在凹入部分116、116A处的护套厚度t。
根据实验,应理解,当护套112、112A的杨氏模量超过1000MPa时,如果在凹入部分116、116A处光纤带110、110A的厚度g为40μm或更大,护套112、112A就太硬,因而,光纤111、111A的分支性质下降。另一方面,发现:当护套112、112A的杨氏模量等于或小于100MPa时,护套12太软,并且在制造光缆的下一步骤中断裂,除非在凹入部分116、116A处光纤带110、110A的厚度g设定为200μm或更大,因而,不能保持完整状态。相应地,护套112、112A的杨氏模量设定得等于或小于1000MPa是有利的。然而,优选护套112、112A的杨氏模量大于100MPa。
进一步地,分支和完整性还与用于形成护套112、112A的树脂的断裂伸长率有关。当伸长率等于或小于35%时,光纤111、111A容易分支。然而,当伸长率等于或小于10%时,在制造光缆的下一过程中,光纤破裂,因而,不能保持完整状态。相应地,断裂伸长率等于或小于35%且等于或大于10%是有利的。
为了准备掺混具有上述杨氏模量的紫外线固化树脂,可通过减少低聚物的分子量或通过增加双功能单体如环氧乙烷改性的双酚A二丙烯酸酯等的添加量,而增加杨氏模量。
进一步地,在执行树脂的掺混以使树脂具有上述断裂伸长率时,通过增加低聚物中的二醇如PTMG等的分子量,或通过减小双功能单体如环氧乙烷改性的双酚A二丙烯酸酯等的添加量,有可能增加断裂伸长率。
即使在满足此条件时,当在光纤111、111A分支时的传输损耗较大时,光缆不适合作为产品。也就是说,当分支时的传输损耗增加变得大于1.0dB时,有可能中断通信。相应地,分支时传输损耗增加等于或小于1.0dB的光纤带是可用于带电分支的光纤带,并因而是优选的。更优选分支时的传输损耗等于或小于0.5dB。
在这,以与结合上述第一实施例光纤带所解释的测量相同的方式,执行屈服点应力、杨氏模量和位伸断裂伸长率的测量以及在光纤111、111A分支时的传输损耗测量。
光纤111、111A在波长1.55μm下根据Petermann-I定义的模场直径等于或小于10μm是有利的。同时,光纤111、111A的玻璃纤维113、113A的光缆截止波长等于或小于1.26μm是有利的。光缆截止波长表示在22m长度时LP11模式的截止波长并且是比2m截止波长更小的值。
进一步地,对于光纤111、111A的玻璃纤维113、113A,在波长1.55μm且弯曲直径15mm时的宏弯损耗设定为等于或小于0.1dB/圈的值。通过把在绕着金属棒等缠绕光纤十几圈之前和之后的传输损耗之差除以圈数而获得宏弯损耗。
如上所述,本发明的光纤带110、110A具有以下优点:松绕线圈状态下的极化模式色散(PMD)变得等于或小于0.2ps/km1/2。进一步地,本发明的光纤带10还具有以下优点:在光纤111、111A形成为光缆之后构成光纤带的光纤的PMD变为0.2ps/km1/2。由于覆盖光纤111、111A的护套112、112A较薄,因而,光纤带容易弯曲。由于存在凹入部分116、116A,因此,光纤带在宽度方向上容易弯曲,并且,护套的固化收缩应力的各向异性也较小。相应地,即使当光纤带以松绕线圈状态形成时,也不作用过多的外力,并可减小PMD。由于PMD影响长距离传输,因此,表现出小PMD的光纤带可执行长距离传输。
另一方面,对于相关技术带状结构,通常认为,所有光纤都用厚度为25-40μm的护套涂层覆盖。据认为,在涂层固化时,在光纤中保留因应力等而引起的应变,其中,所述应力是因固化收缩而产生的,因而,增加极化模式色散。
这里,对于在光纤带形成为光缆之后测量极化模式色散(PMD)的方法,可列举基准测试方法(RTM)和交替测试方法(ATM)。对于RTM,可列举Jones-矩阵(JME)方法或Poincare球体(PS)方法。另一方面,对于ATM,可列举极化状态(SOP)方法、干涉方法、固定分析器(FA)方法等。在松绕线圈状态下,使用上述方法测量光纤带的光纤的极化模式色散,其中,优选最大值等于或小于0.2ps/km1/2。
下面,解释根据本发明的光纤带的制造方法。
图15为示出根据本发明的光纤带110、110A的制造方法的说明图。在供应装置100内部,布置卷轴121a-121d、浮动滚轮122a-122d以及导向滚轮123。光纤111a、111b、111c、111d分别缠绕在卷轴121a、121b、121c、121d上。这些光纤与结合图11A和13A所示光纤带解释的光纤111、111A相对应。这里,尽管根据使用4根光纤制造光纤带的实例进行解释,但光纤的数量不局限于4。
分别从卷轴121a、121b、121c、121d送进光纤111a、111b、111c、111d,并且浮动滚轮122a、122b、122c、122d在光纤111a、111b、111c、111d上作用十几gf的张力。当光纤111a、111b、111c、111d通过导向滚轮123时,在一个排列表面上布置光纤111a、111b、111c、111d。进一步地,光纤111a、111b、111c、111d通过高架导向滚轮124进一步组装,并馈送到涂敷装置126。涂敷装置126包括喷嘴125、模具127。馈送到涂敷装置126的光纤111a-111d由喷嘴125引导,并且设定为所希望的布置。
如图16所示,喷嘴125具有椭圆形出线孔125a。对于出线孔125a的尺寸,假设光纤111、111A的数量为N(在这为4),宽度Wn和厚度Tn分别用以下公式表示。
Wn=光纤的外径×N+0.03至0.08mm
当光纤布置得互相接触时,优选设定Wn=光纤的外径×N+0.03至0.05mm。
厚度Tn优选设定为用公式Tn=光纤的外径+0.005至0.01mm表示。
在涂敷装置126中,布置图17所示模具127。模具127设置以接触方式穿过4根光纤111a、111b、111c、111d的椭圆形孔127a。
优选模具127的孔127a的直径Dd设定为Dd=光纤的外径+0.005至0.05mm。进一步地,模具127的孔127a的宽度Wd设定为Wd=Dd×N。在相邻光纤111、111A之间形成的突出部分127b与图11A中的凹入部分116和图13A中的凹入部分116A相对应。优选突出部分127b的末端设定得满足公式(T-d)/2/Y≤4.0。进一步地,在图13A中,突出部分127b总是位于相邻光纤111A的公切线S2A的内部。更具体地,突出部分127b的末端之间的距离Ld与光纤带在护套凹入部分处的厚度g相对应。基于光纤带在护套凹入部分处的厚度g的设计而设定距离Ld,如为等于或小于200μm的值、等于或小于1.0d的值、等于或小于0.8d(光纤外径-0.05mm)的值,等等。
这里,由于模具127通过线放电加工来专门制造,因此,距离Ld变得至少比线直径更大。距离Ld最小为约0.05至0.08mm。进一步地,甚至在光纤111与突出部分127b接触时,为了防止突出部分127b的末端损坏光纤111,例如,以光滑曲线形状如R(圆形)形成突出部分127b的末端。当以向着带内部的突出弓形形状形成突出部分127b的末端时,曲率半径R优选为约0.02-0.05mm。
在光纤111a、111b、111c、111d到达涂敷装置126时,4根光纤111a、111b、111c、111d以它们互相接触的状态在一个平面上平行布置,其中,在光纤111a、111b、111c、111d的周围涂敷紫外线固化树脂。从压力树脂罐128提供紫外线固化树脂。为了在4根光纤111a、111b、111c、111d上涂敷紫外线固化树脂,用紫外线照射装置129照射紫外线,以便使紫外线固化树脂固化。固化的紫外线固化树脂形成护套112、112A,因而,形成4-纤维光纤带110、110A。
通过从紫外线照射装置129照射紫外线而固化的光纤带110借助导向滚轮130、放松绞盘131和卷绕张力控制浮动滚轮132而馈送到卷绕装置133。在卷绕装置133中,光纤带110、110A借助导向轮133a而卷绕在卷轴133b上。在这,整个光纤带的卷绕张力设定为十几gf-几百gf。
如上所述,根据制造光纤带的方法,在4根光纤111a、111b、111c、111d互相接触的状态下平行布置这些光纤,并且,在光纤111a、111b、111c、111d的外部上形成护套112、112A,以使这些光纤成为整体。在相邻光纤111、111A之间形成凹入部分116、116A。由于光纤带厚度的最大值设定为在从光纤直径到比光纤带直径大40mm的值的范围内,因此,各个光纤111容易分支(带电分支)。当光纤带110、110A满足有关公式(T-d)/2/Y≤4.0时,可进一步增强分支性质。当护套112A形成得使凹入部分116A不超过相邻光纤111的公切线时,PMD增强。
这里,在制造光纤带的上述方法中,针对4根光纤111a、111b、111c、111d平行布置并且在这些光纤的外部上整体形成外护套112、112A的情形进行解释。除了这些结构之外,也有可能对4根光纤111a、111b、111c、111d分别单独涂敷紫外线固化树脂,随后,4根光纤111a、111b、111c、111d布置得互相靠近,接着固化护套112、112A。
也就是说,如图18所示,使4根光纤111a、111b、111c、111d通过涂敷装置126。涂敷装置126使用图19所示的模具140。在模具140中,单独布置出线孔140a,并且,紫外线固化树脂分别涂敷到各个光纤111a、111b、111c、111d上。随后,使用设置在紫外线照射装置129下游的用于组装的导向滚轮141,4根光纤111a、111b、111c、111d在紫外线照射装置129内部布置成互相靠近的一列,并且通过照射紫外线而整体形成这些光纤。这里,相邻光纤之间的树脂挤压到光纤的周围,从而,光纤互相接触。通过调节涂敷到各个光纤上的树脂量,在相邻光纤111、111A之间形成凹入部分116、116A,随后,固化树脂。
对于其它的结构,由于它们与结合图15解释的结构相同,因而用相同的符号指示相同作用的部件,并省略它们的解释。
另外,在制造光纤带的方法中,以与上述情形相同的方式,光纤带110、110A配置得使各个光纤111、111A容易分支。进一步地,它们表现出较小的PMD。
这里,根据本发明的光纤带及其制造方法不局限于上述实施例,可以作出适当的修改和改进。
(实验)
以下解释具有图13A所示构造的光纤带的几个特定实验。使用每一个都具有250μm外径且包括保护涂层114A和彩色层115A的4根光纤作为光纤111A,来制造光纤带110A。对于带材料,使用紫外线固化树脂。对于紫外线固化树脂,例如使用以基于聚氨酯丙烯酸酯的低聚物作为基础的树脂,其中,该低聚物例如为PTMG(聚四甲撑乙二醇)、TDI(甲代苯撑二异氰酸酯)和HEA(羟基丙烯酸乙酯)的共聚物。对于用于带材料树脂的稀释单体,使用添加N-乙烯基-吡咯烷酮、乙撑氧改性的双酚A二丙烯酸酯和Irugacure 184作为轻起始材料的树脂。通过改变树脂和树脂掺混方法而改变杨氏模量和伸长率。
所用喷嘴125通过机械加工而形成为宽度Wn为1.04mm且厚度Tn为0.260mm的形状。模具127通过机械加工而形成为孔径Dd为0.260mm、宽度Wd为1.04mm、距离Ld为0.08-0.20mm且光纤带在凹入部分116A的厚度g为指定值的形状。
表9示出满足上述各种条件的第一至第十一实验的结果。这里,第一至第十实验的制造方法采用结合表4所解释的方法,其中,4根光纤111a、111b、111c、111d互相靠近地平行布置,并在此状态下在这些光纤上共同涂敷树脂,以使光纤成为整体。另一方面,第十一实验采用结合图18所解释的方法,其中,树脂涂敷到4根光纤111a、111b、111c、111d的每一根上,随后,组装光纤而成为整体。
如表9所示,应理解,在所有实验中,在形成光缆时有可能获得分支性质和完整性的有利结果。
进一步地,在第一实验中,当在形成光缆之后测量光纤的PMD时,PMD为0.04ps/km1/2。
这里,在第一实验至第九实验中,使用其1.55μm波长下的模场直径为9.8μm且光缆截止波长为1.2μm的光纤。在第十实验中,所用光纤在1.55μm波长下的模场直径为7.6μm,并且光缆截止波长为1.2μm。在此情况下,应理解,可进一步减小分支时的传输损耗。
下面结合图20-图38解释使用根据本发明的光纤带的光缆。
首先,结合图20-图25解释根据本发明第一实施例的光缆。
如图20所示,在此实施例的光纤带201中,在隔离物203内所形成的槽204中容纳多个光纤带210,其中,在隔离物203的中央具有抗拉强度体202。光缆201为200芯型光缆,其中,在十个槽204的每一个中层叠并容纳5条4-纤维光纤带210。进一步地,在圆周方向上以交替反向方式螺旋形成十个槽204,同时保持它们在纵向方向上平行排列的状态。也就是说,隔离物203为SZ隔离物。进一步地,槽204的绞距为500mm。这里,隔离物203的外径例如为12mm。
进一步地,为防止光纤带210从槽204脱落,在隔离物203周围缠绕压力线圈205,同时,在压力线圈205的外侧上形成由塑料(如聚乙烯)制成的护套206。护套206的外径例如为16mm。
进一步地,抗拉强度体202是为防止当抗拉强度作用到光缆201上时抗拉强度直接传递到光纤带210而设置的抗拉强度体,并且,例如,钢丝用作抗拉强度体202。
由于光缆201具有槽204周期性反向扭曲的方向,因而,有可能通过除去护套206和压力线圈205的任意部分而容易从槽204的反向部分取出光纤带210。相应地,使用SZ隔离物的光缆201是适于中间立柱分支的结构。
这里,解释容纳在槽204中的光纤带210的模式。
对于光纤带210,例如可使用图1A所示的光纤带210。也就是说,如图1A所示,光纤带210配置为:平行布置多根(在此实施例中例如为4根)光纤11,并且由树脂制成的护套12整体覆盖平行布置的光纤11的全部外围和光纤11的全部长度。
进一步地,由于光纤带210用由树脂制成的护套12在光纤11的全部长度上覆盖光纤11,因此,光纤带210提供以下结构:通过在任何位置断开或除去护套12,容易从任何部分分支单根光纤。
进一步地,对于玻璃纤维13,在波长1.55μm下根据Petermann-I定义的模场直径(MFD)等于或小于10μm是有利的。更优选模场直径(MFD)等于或小于8μm。
通过减小模场直径,有可能减小微弯损耗和宏弯损耗。相应地,有可能抑制因外力而导致的传输损耗增加,其中,所述外力是光纤带210在槽中所承受的。进一步地,由于即使在光纤11以小弯曲半径弯曲时传输损耗增加也较小,因此,有可能容易执行带电分支。
光纤带210形成为:护套12的厚度比相关技术光纤带的护套厚度更小。这里,假设光纤带210的最大厚度值为T(μm)且光纤11的外径为d(μm),因此,通过公式t=(T-d)/2可得到护套12的厚度t,其中,护套12的厚度设定得使光纤带210满足T≤d+40(μm),即,护套12的厚度t为20μm或更小。
利用具有薄护套12的光纤带210,有可能以低成本获得光缆201,在此光缆中,在保证采用SZ隔离物的相关技术光缆所具有的高数据密度和机械特性的同时,非常容易在中间部分上从光纤带210取出光纤带。
以此方式,由于光纤带210的护套12的厚度t较小,因此,通过操作员的手工操作或使用分支工具产生裂缝并剥片,容易剥离护套12。相应地,通过从光纤带210剥离护套12,容易使光纤11分支。也就是说,光纤带210采用能容易实现中间立柱分支操作的结构。
对于上述中间立柱分支方法,使用已经结合图2A-图2C解释的分支方法。
这里,在表10中示出因护套12的厚度不同而在此操作过程中中间立柱分支操作的可操作性与带电损耗增加之间的关系。进一步地,在表10中,示出在光缆201内的SZ隔离物中容纳光纤的状态下的极化模式色散(PMD)以及表示光纤完整性强度的分离实验结果。这里,表10中所示光纤带内的光纤的外径d为250μm。进一步地,构成护套12的树脂的杨氏模量为900MPa。
这里,表10中护套厚度t为0.0的光纤带表示如图10所示树脂不覆盖全部光纤的光纤带。
表10所示中间立柱分支性质表示当光纤带的中间部分分支为各个光纤时,在传输损耗增加保持为1.0dB或更小时的分支容易程度。对于在此说明书中所用的评估准则,“非常好”意味着可在2分钟之内执行分支,“好”意味着可在超过2分钟且在3分钟内的操作时间内执行分支,“还可以”则表示可在超过3分钟且在5分钟内的操作时间之内执行分支。进一步地,“不好”表示分支需要超过5分钟的平均操作时间。
这里,分支时的传输损耗增加等于或小于1.0dB的事实意味着可执行带电分支。
在这,解释与中间立柱分支性质有关的测试。
首先,如图21A所示,对于光纤带210,在保留长度大约1m的护套的状态下,允许波长1.55μm的光入射到第一光纤11a中的光源220在光纤带210的一端连接到光纤11a,同时,存储示波器222和光接收器221在光纤带210的另一侧上连接到光纤11a。在此状态下,波长1.55μm的光从光源220入射到第一光纤11a上。入射光传送到光纤11a的另一侧,并由接收器221接收。通过存储示波器222以适当的次数观察所接收光的接收光数量。
接着,如图21B所示,在光源220的光持续入射的状态下,执行光纤带210的中间立柱分支。也就是说,第一光纤11a在带电状态下从光纤带210分支为单个光纤(带电分支)。这里,通过存储示波器222测量因中间立柱分支而引起的传输损耗增加量(增量)。
进行中间立柱分支的光纤带210的长度设定为50cm。进一步地,根据结合图2A-2C所解释的步骤,进行用于执行中间立柱分支的方法。
在表10所示的光纤带中,中间立柱分支表现出评估“非常好”、“好”和“还可以”的光纤带具有290μm或更小的带厚度,即满足T≤d+40(μm)。所有这些光纤带都可在5分钟内完成中间立柱分支,同时把分支时的传输损耗增加限制为1.0dB或更小。即,有可能在5分钟内执行带电分支。
相反,对于具有较大护套厚度的相关技术光纤带,其中,护套厚度比光纤的外径d超出40μm,中间立柱分支性质表现为“不好”。也就是说,分支时的传输损耗增量超过1.0dB,或者,即使可分支光纤,但分支操作要求超过5分钟的给定时间,因而,从现实观点考虑,不能执行带电分支。
表10所示带电损耗增加表示在中间立柱分支操作过程中产生的传输损耗增加量(增量)。对于此说明书中的评估准则,“非常好”意味着在分支操作过程中传输损耗增加不超过0.1dB,“好”意味着在分支操作过程中传输损耗增加不超过0.5dB,而“还可以”则意味着在分支操作过程中传输损耗增加不超过1.0dB。进一步地,“不好”意味着在分支操作过程中传输损耗的增加值超过1.0dB。
在表10所示光纤带中,带电损耗增加为评估“好”和“还可以”的光纤带具有290μm或更小的带厚度,即满足T≤d+40(μm)。所有这些带电光纤带可完成中间立柱分支,同时限制分支时的传输损耗增加为1.0dB或更小。具体地,对于带厚度T为275μm或更小的光纤带,即对于满足T≤d+25(μm)的光纤带,带电损耗增加表现为“好”,因而,传输损耗增加可被进一步抑制为更低的水平。相应地,这些光纤是更优选的。
相反,对于其带厚度T比光纤外径d超出40μm的相关技术光纤带,带电损耗增加表现为“不好”。进一步地,在分支操作过程中,传输损耗的增加值超过1.0dB。
表10所示SZ光缆PMD表示处于如图20所示光纤带210容纳在槽204内的状态中的链接极化模式色散。这里,链接极化模式色散表示当对容纳在光缆201中的所有光纤11的极化模式色散(PMD)的值进行统计处理并串联大量等效光缆时产生的PMD的最大值。这里,基于中央极限定理执行统计处理。进一步地,在光缆201的长度为1000m或更长并使用基于干涉方法的测量设备(由Suntec Inc制造的6000B)的条件下执行PMD的测量。
对于在此说明书中的评估准则,“非常好”意味着链接极化模式色散(PMD)等于或小于0.05(ps/km1/2),“好”意味着链接极化模式色散超过0.05(ps/km1/2)并等于或小于0.1(ps/km1/2),“还可以”意味着链接极化模式色散超过0.1(ps/km1/2)并等于或小于0.2(ps/km1/2),并且,“不好”意味着链接极化模式色散超过0.2(ps/km1/2)。
在带槽型光缆中,光纤带以层叠方式布置在槽中,因而,产生固定方向的应力,并且在光纤中产生双折射。进一步地,还由于光纤带的护套的固化收缩,也容易产生双折射。光纤带的护套(树脂)因在其制造时的固化而收缩大约5%。由于此固化收缩,外力作用在光纤上,并且在光纤的内部产生应力。然而,光纤带具有在宽度方向上被拓宽的横截面形状,因而,应力在宽度方向和在厚度方向上是不同的。具体地,相对于光纤布置在光纤带厚度方向上的护套在光纤带的宽度方向上连续形成,因而,当这些部分上的护套的厚度较大时,在宽度方向上产生的应力增加,从而,宽度方向和厚度方向上的应力差增加。
以此方式,在带槽型光缆中,PMD容易增加。具体地,对于使用SZ隔离物的光缆,由于反向槽形状,光纤以复杂的方式弯曲。因而,观察到PMD容易增加的趋势。
在此实施例中,使用护套厚度比相关技术光纤带更薄的光纤带,因固化收缩而产生的双折射可被抑制为极其小的值。相应地,此实施例的光缆可把PMD抑制为较低的水平。
在表10所示光纤带中,当光缆满足T≤d+25(μm)时,SZ光缆PMD变为“好”,因而,应理解,此光缆是特别有利的。
表10所示光纤分离存在与否表示分离测试的结果,此结果表示光纤完整性的强度。
在此分离测试中,如图22所示,构成测试对象的光纤带210卷绕在松卷线轴224,光纤带210从松卷线轴224送入,并卷绕在卷绕线轴225上,并且,在通过过程中,在光纤带210上作用外力。借助构成浮动滚筒和重物的重量加载部件226在光纤带210上施加固定张力,并且同时,使用两个直径3mm的杆在反方向上对光纤带210进行小直径弯曲,从而产生作用到光纤带210上的外力。
对于在此说明书中的与光纤分离有关的评估准则,“好”意味着在光纤与护套(树脂)之间没有分离,并且光纤带在纵向方向上保持为整体形式,“不好”则意味着导致光纤与护套(树脂)之间互相分离的部分。
在表10所示光纤带中,当光纤带满足关系T≥d+1(μm)时,不产生光纤带的分离,因而,光缆是有利的。也就是说发现:当护套的厚度t等于或大于0.5μm时,光缆具有足够的强度,以使各个光纤成为整体。
在表10所示光纤带中,满足关系T=d的光纤带(参见图10)在分离实验中产生分离部分。然而,考虑到在制造光缆时在生产线中减小作用到光纤带上的外力如挤拉的事实,有可能避免在使光纤形成为光缆的制造步骤中发生带分离的缺陷。进一步地,对于满足关系T=d的光纤带,由于在通过各个光纤中心的光纤带厚度方向上的部分中基本上除去护套,因此,容易在光纤带的宽度方向上剥离各个光纤,从而,与具有用护套覆盖全部光纤的形状的光纤带相比,可以更顺利地执行中间立柱分支。
对于图10所示光纤带10A,其中,树脂12aA不覆盖全部光纤11A,仅使用树脂12aA与光纤之间的粘附强度而使各个光纤11A成为整体。相反,对于图1A所示光纤带10,用构成护套12的树脂完整地覆盖全部光纤11,因而,除了树脂与光纤之间的粘附强度之外,光纤带10容易因趋于保持护套12自身形状的力而保持全部光纤带10成为整体的状态。
进一步地,在上述光纤带(参见图1A)中,通过把护套(树脂)的杨氏模量E和横截面积S的乘积与各个光纤11的杨氏模量E和横截面积S的乘积之和之间的比值设定为适当的值,可减小PMD。随着构成护套12的树脂的杨氏模量增加和护套12的厚度增加,当护套12产生固化收缩时作用在光纤11上的应力大小增加。在这,导致PMD增加的原因是在光纤11的玻璃纤维13中产生的应变。基于通过涂敷层到达玻璃纤维13的应力大小和玻璃纤维13的杨氏模量而确定应变大小,其中,所述涂敷层包括主保护涂层14、辅助保护涂层15和彩色层。
接着,当光纤带210的厚度T不同时,即,当护套12的厚度不同时,在护套12的杨氏模量分别为700MPa、900MPa、1200MPa和1500MPa的各个条件下,审查护套12与光纤11的ES乘积比和SZ光缆PMD之间的关系。
这里,玻璃纤维13具有73000MPa的杨氏模量和125μm的外径。主保护涂层14具有1MPa的杨氏模量和200μm的外径。辅助保护涂层15具有700MPa的杨氏模量和240μm的外径。彩色层具有1500MPa的杨氏模量和250μm的外径。
在表11中示出当护套12的杨氏模量为700MPa时ES乘积比与SZ光缆PMD之间的关系。
[表11]
带厚度T(μm) | 255 | 258 | 265 | 270 | 274 | 280 | 290 |
光纤ES乘积之和(N) | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 |
树脂ES乘积(N) | 10.264 | 10.789 | 12.014 | 12.889 | 13.764 | 14.639 | 16.389 |
ES乘积比 | 0.0113 | 0.0118 | 0.0132 | 0.0141 | 0.0151 | 0.160 | 0.0180 |
SZ光缆PMD | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 还可以 | 还可以 |
在表12中示出当护套12的杨氏模量为900MPa时ES乘积比与SZ光缆PMD之间的关系。
[表12]
带厚度T(μm) | 255 | 258 | 265 | 270 | 274 | 280 | 290 |
光纤ES乘积之和(N) | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 |
树脂ES乘积(N) | 13.196 | 13.871 | 15.446 | 16.571 | 17.696 | 18.821 | 21.071 |
ES乘积比 | 0.0145 | 0.0152 | 0.0169 | 0.0182 | 0.0194 | 0.0206 | 0.0231 |
SZ光缆PMD | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 还可以 | 还可以 |
在表13中示出当护套12的杨氏模量为1200MPa时ES乘积比与SZ光缆PMD之间的关系。
[表13]
带厚度T(μm) | 255 | 258 | 265 | 270 | 274 | 280 | 290 |
光纤ES乘积之和(N) | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 |
树脂ES乘积(N) | 17.595 | 18.495 | 20.595 | 22.095 | 23.595 | 25.095 | 28.095 |
ES乘积比 | 0.0193 | 0.0203 | 0.0226 | 0.0242 | 0.0259 | 0.0275 | 0.0308 |
SZ光缆PMD | 好 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 不好 | 不好 |
在表14中示出当护套12的杨氏模量为1500MPa时ES乘积比与SZ光缆PMD之间的关系。
[表14]
带厚度T(μm) | 255 | 258 | 265 | 270 | 274 | 280 | 290 |
光纤ES乘积之和(N) | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 |
树脂ES乘积(N) | 21.994 | 23.119 | 25.744 | 27.619 | 29.494 | 31.369 | 35.119 |
ES乘积比 | 0.0241 | 0.0253 | 0.0282 | 0.0303 | 0.0323 | 0.0344 | 0.0385 |
SZ光缆PMD | 还可以 | 还可以 | 不好 | 不好 | 不好 | 不好 | 不好 |
这里,表11-表14中所示的光纤ES乘积是由玻璃纤维13、主保护涂层14、辅助保护涂层15和彩色层构成的区域的各个ES乘积的和,而树脂ES乘积是护套12的ES乘积。ES乘积比可表示成“树脂ES乘积/光纤ES乘积”。
如表11-表14中所示,SZ光缆PMD获得“好”或“还可以”的条件,即,容纳在具有SZ隔离物的光缆中的光纤的全部纤维的链接PMD为0.2(ps/km1/2)的条件是ES乘积比为等于或小于0.026的值的情形。进一步地,SZ光缆PMD获得“非常好”的条件,即,容纳在具有SZ隔离物的光缆中的光纤的全部纤维的链接PMD为0.1(ps/km1/2)的条件是ES乘积比为等于或小于0.020的值的情形。
以此方式,通过把护套12与光纤11的ES乘积比设定为指定值,有可能把光纤11的PMD抑制为较低的水平。
进一步地,对于容纳在根据本发明第一实施例的光缆中的光纤带210,可列举图11A所示的光纤带110。也就是说,对于光纤带210,在护套12中,与相邻光纤111、111之间所形成凹口一致地形成凹入部分16。在覆盖光纤111的护套12中,凹入部分116包括底部部分117,其中,底部部分117是具有最大凹口的部分。
如上所述,从减小PMD的观点出发,在光纤111周围上形成的护套的厚度优选较小,并且更优选护套12的厚度为约0.5μm。然而,在实际制造此光纤带时,优选保证一定大小的厚度。理由是,在试图使构成护套的树脂较薄时,有可能局部不涂敷树脂(此现象称作“树脂不足”)。相应地,对于光纤111,优选形成厚度为2.5μm或更大的护套。在此情况下,为减少在光纤带厚度方向上的树脂量且同时保证指定的护套厚度,可减小在相邻光纤的凹口之间形成的护套。易于发生树脂不足的部分是在光纤带厚度方向上光纤外径具有最大值的部分,因而,相邻光纤之间树脂量的减少不妨碍树脂的可靠涂敷。
相应地,图11A所示凹入部分116A的形成可抑制PMD的增加,同时防止树脂不足。
进一步地,在护套112中形成的凹入部分116在通过从光纤带210剥离护套112而对光纤111分支时是有效的。护套112较薄的部分的数量越大,就越容易发生护套112的断裂,因而,容易执行分支操作。进一步地,由于容易执行分支操作,在分支操作过程中,可使作用到光纤上的外力较小,因而,带电分支损耗增加可被抑制为最小量。
在图11A所示光纤带110中,凹入部分116的深度Y设定得比护套112的公切线S1与各个光纤111的公切线S2之间的距离更短。也就是说,凹入部分116形成得使底部部分117的位置布置在各个光纤111的公切线S2外侧。
进一步地,有可能使用图13A所示光纤带110A,其中,光纤带110A是通过局部改变图11A所示光纤带110的构造而获得的另一实施例。
在图13A中,覆盖光纤111A外围的护套112A形成为与相邻光纤111A之间所形成凹口一致的凹入或波纹形状。在此情况下,在护套中形成的凹入部分116A制作得比图11A所示凹入部分116更深。也就是说,光纤带110A形成得使凹入部分116A的底部部分117A位于光纤111A的公切线S2A的内侧。
这里,在图20所示槽中容纳光纤带时,在位于光纤带宽度方向端部的光纤和位于前一光纤带内部的光纤之间,到隔离物中心的距离不同。相应地,在光纤容纳于螺旋形槽内部的状态下,在槽的内部,在端部光纤和内部光纤之间产生长度差,因而,在光纤中产生应力。此应力与通过弯曲槽中光纤而产生的应力一起对玻璃纤维施加各向异性应力,因而,产生双折射,并且这成为PMD增加的原因。
相反,在图13A所示光纤带110A中,在护套中形成凹入部分,因而,如图14所示,光纤带110A在宽度方向上容易偏斜。相应地,当光纤带110A容纳于槽中时,对光纤带110A不施加过大的力,因而,解决在槽的内部在端部光纤和内部光纤之间产生的长度差,由此认为可改善光缆PMD。进一步地,光纤带110A的护套112A沿着光纤111A的外围近似为圆形,因而,可减小在制造光纤带110A时发生的护套112A中的固化收缩应力的各向异性,由此认为可进一步减小处于光缆状态的光纤带110A的PMD。在这,此有利效果还通过图11A所示光纤带110获得,具有更深凹入部分的光纤带110A可更明显地表现出有有利效果。
这里,对于在图11和图13A所示护套中形成的凹入部分的深度,审查:在通过平行布置多根光纤并通过用护套使它们成为整体而制造光纤带时防止光纤分离;在执行光纤带的安装操作时防止护套剥离(成为光纤分离的原因);或者在有利的分支操作或带电分支过程中传输损耗的增加或减小。结果,发现凹入部分形成得使凹入部分不超过由相邻光纤形成的公切线是优选的。也就是说,发现在比公切线更里面的一侧形成凹入部分是有利的。
以下具体解释审查结果。
对于光纤带的厚度T(μm)设定为270μm、280μm和290μm的情形,计算当凹入部分的深度Y(μm)不同时的比值t/Y和比值g/d,并且,审查各种情形下的中间立柱分支性质、带电损耗增加和SZ光缆PMD,其中,比值t/Y是护套的厚度t(μm)与凹入部分的深度Y(μm)的比值,比值g/d是光纤带在凹入部分处的厚度g(μm)与光纤的外径d(μm)的比值。
在表15中示出当光纤带的厚度T为270μm时中间立柱分支性质、带电损耗增加和SZ光缆PMD之间的关系。这里,在表格中的比值(T-d)/2Y是t/Y的等效值。
[表15]
带厚度T(μm) | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 |
护套厚度t(μm) | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
凹入部分深度Y(μm) | 1 | 2 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 100 |
比值(T-d)/2Y | 10 | 5 | 2 | 1 | 0.5 | 0.333 | 0.25 | 0.2 | 0.1 |
比值(g/d) | 1.072 | 1.064 | 1.04 | 1 | 0.92 | 0.84 | 0.76 | 0.68 | 0.28 |
中间立柱分支性质 | 好 | 好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 |
带电损耗增加 | 好 | 好 | 好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 |
SZ光缆PMD | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 |
在表16中示出当光纤带的厚度T为280μm时中间立柱分支性质、带电损耗增加和SZ光缆PMD之间的关系。
[表16]
带厚度T(μm) | 280 | 280 | 280 | 280 | 280 | 280 | 280 | 280 | 280 |
护套厚度t(μm) | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
凹入部分深度Y(μm) | 1 | 2 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 100 |
比值(T-d)/2Y | 15 | 7.5 | 3 | 1.5 | 0.75 | 0.5 | 0.375 | 0.3 | 0.15 |
比值(g/d) | 1.112 | 1.104 | 1.08 | 1.04 | 0.96 | 0.88 | 0.8 | 0.72 | 0.32 |
中间立柱分支性质 | 好 | 好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 |
带电损耗增加 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 |
SZ光缆PMD | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 好 | 好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 |
在表17中示出当光纤带的厚度T为290μm时中间立柱分支性质、带电损耗增加和SZ光缆PMD之间的关系。
[表17]
带厚度T(μm) | 290 | 290 | 290 | 290 | 290 | 290 | 290 | 290 | 290 |
护套厚度t(μm) | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
凹入部分深度Y(μm) | 1 | 2 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 100 |
比值(T-d)/2Y | 20 | 10 | 4 | 2 | 1 | 0.667 | 0.5 | 0.4 | 0.2 |
比值(g/d) | 1.152 | 1.144 | 1.12 | 1.08 | 1 | 0.92 | 0.84 | 0.76 | 0.36 |
中间立柱分支性质 | 还可以 | 还可以 | 好 | 好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 |
带电损耗增加 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 |
SZ光缆PMD | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 好 | 好 | 好 | 非常好 | 非常好 |
如表15-表17所示,在中间立柱分支性质、带电损耗增加和SZ光缆PMD的任一个中,凹入部分的深度Y越大,就获得越有利的结果。
进一步地,当光纤带的厚度T为270μm或280μm时,即,当光纤带的厚度T满足T≤d+30(μm)时,对于中间立柱分支性质、带电损耗增加,有可能获得特别有利的结果。原因是:当使用如图12A-图12C所示的分支工具时,由于凹入部分的有利效果,比仅减小护套厚度的光纤带改善分支性质。例如,虽然当如表10所示,带厚度T设定为270μm时,中间立柱分支性质的评估为“好”,但是,当如表16所示,带厚度设定为280μm并且凹入部分的深度Y设定为5μm时,中间立柱分支性质的评估为“非常好”,因而,可确认凹入部分的有利效果。
进一步地,关注中间立柱分支性质,应理解,中间立柱分支性质尤其与比例(T-d)/2Y的值相关。例如,当比值(T-d)/2Y等于或小于4时,有可能获得有利的中间立柱分支性质。
进一步地,关注SZ光缆PMD,应理解,SZ光缆PMD尤其与比例g/d的值相关。例如,当比值g/d等于或小于1.0时,即,当底部部分位于公切线之内时,有可能获得显著的PMD抑制效果,同时充分地减小树脂量。
当比值g/d等于或小于1.0时,护套较薄,以防止底部部分布置在公切线之外,因而,护套容易在纵向方向上弯曲,同时,凹入部分较深,因而,容易产生图14所示的偏斜,由此认为可有效地抑制光缆PMD。
进一步地,当比值g/d等于或小于0.8时,可进一步有效抑制在光纤容纳于隔离物内的状态下的PMD。
在光纤的一般涂层中,在玻璃纤维的周围覆盖具有低杨氏模量的主保护涂层,并且,用具有高杨氏模量的辅助保护涂层和彩色层覆盖主保护涂层的外围。进一步地,主保护涂层的外径大约是光纤外径d的厚度的0.8倍。接着,当凹入部分中的树脂在不超过主保护涂层的范围内时,护套易于变形,因而,容易产生图14所示的偏斜。相应地,可进一步抑制PMD。
在具有图11A和图13A所示凹入部分的光纤带中,希望以平滑的弯曲形状R形成护套的凹入部分。这是因为:例如,当凹入部分的底部部分沿着光纤带的形状以尖锐形状形成时,应力集中在凹入部分的底部部分,因而,容易产生断裂和裂纹。
进一步地,在用于图1A、图10、图11A和图13A所示本发明光缆的光纤带中,光纤和护套之间的粘附强度有时影响执行带电分支时的传输损耗增加和带电操作效率。对于光纤和护套(树脂)的粘附强度,考虑到防止传输损耗增加和分支可操作性,每根光纤的粘附强度在0.245(mN)-2.45(mN)的范围内是有利的。当上述粘附强度比上述范围更小时,会导致以下情形:在形成光缆时护套断裂,并且光纤互相分离。另一方面,当粘附强度比上述范围更大时,分支性质下降。
这里,使用以上结合图5和图6解释的方法测量光纤和护套之间的粘附强度。
在本发明所用的光纤带中,当本发明的主要目的是光纤保持完整性且互不分离时,护套的厚度等于或大于0.5μm是有利的。在此情况下,光纤带的最大厚度T变为T≥光纤外径d+1(μm)。
另外,在一些情况下,根据光纤带的护套的性质,这些性质影响带电分支时的传输损耗增加和分支操作效率。优选作为护套材料性质的屈服点应力在20MPa-45MPa的范围内。这是因为容易执行分支操作,并且可抑制在执行带电分支时的传输损耗。根据JIS K7113,在50mm/分钟的拉伸速度下测量第2号试样的屈服点应力。当屈服点应力小于20MPa时,出现以下情况:在组装光纤带以形成光缆的步骤中,各个光纤因作用到光纤上的外力而分离,因而,不能形成光纤。另一方面,当屈服点应力超过45MPa时,难以使护套破裂,因而,很难执行光纤带的中间立柱分支。
进一步地,在此实施例中,对于图20所示光缆201,测量波长1.55μm时的传输损耗值和极化模式色散(PMD)值。进一步地,测量执行中间立柱分支时传输损耗的增加(增量)。
这里,在此使用的光纤带是图13A所示的光纤带110A,并且,光纤带110A的厚度T为260μm。光纤带110A的外径d为250μm。进一步地,护套的厚度t为5μm,并且,凹入部分的深度Y为30μm。光纤带在凹入部分处的厚度g为200μm。
然而,在集成为光纤带的光纤中,从符合G652的光纤中选择100根纤维,并且,余下的100根纤维具有等于或小于10μm的模场直径。
对于处于容纳在光缆201中的状态下的光纤的传输损耗值,符合G652的光纤表现出0.23dB/km的最大值和0.21dB/km的平均值,同时,其模场直径为10μm或更小的光纤表现出0.21dB/km的最大值和0.20dB/km的平均值。
进一步地,对于极化模式色散值,符合G652的光纤具有0.025(ps/km1/2)的平均值、0.020(ps/km1/2)的标准偏差以及0.046(ps/km1/2)的链接PMD,同时,其模场直径为10μm或更小的光纤具有0.022(ps/km1/2)的平均值、0.018(ps/km1/2)的标准偏差以及0.042(ps/km1/2)的链接PMD。
以此方式,对于在光纤形成为光缆之后的传输损耗和PMD,其模场直径为10μm或更小的光纤表现出更有利的特性。
进一步地,如上所述,采用SZ隔离物的光缆表现出有利的中间立柱分支性质。相应地,在许多情况下,此光缆用作在电台与普通订户之间进行连接的订户-系统通信路径。相应地,在许多情况下,采用SZ隔离物的光缆的长度比用于连接电台的中继系统的光缆更短,并且最长为几十km。然而,当从电台向一个订户分配一根光纤时,在订户数量较大的情况下,能容纳大量光纤的光缆变为必需,因而,光缆直径变为大尺寸的。此情形对于在管道中安装光缆时是不利的。相应地,在一根光纤中叠加许多订户的信号的波长分割多路复用(WDM)技术是有效的,并且,强烈需要一种可高速传输信号的光缆。
与在根据本发明的光缆的情形中一样,当链接PMD等于或小于0.2(ps/km1/2)时,在传输速率为400Gbps的情况下,可传输距离变为156km,因而,有可能对订户系统保证足够的通信数量。
进一步地,当链接PMD等于或小于0.1(ps/km1/2)时,在传输速率为40Gbps的情况下,可传输距离变为625km,并且,在传输速率为80Gbps的情况下,可传输距离变为156km,因而是更优选的。
这里,结合图23解释通过从光缆执行中间立柱分支而测量传输损耗的方法。
首先,如图23所示,在任意的光纤带中,允许波长1.55μm的光入射到第一光纤11a中的光源220在光缆201的一端连接到光纤11a,同时,光接收器221和存储示波器222在光缆201的另一侧上连接光纤11a。在此状态下,波长1.55μm的光从光源220入射到第一光纤11a上。入射光传送到光纤11a的另一侧,并由接收器221接收。通过存储示波器222以适当的次数观察所接收光的接收光数量。
接着,在光源220的光持续入射的状态下,在光缆201的中间部分除去护套和压力线圈大约500mm的长度,隔离物203在扭曲的同时弯曲,并且,从槽中取出光纤带10c,其中,光纤带10c包括被光源220入射光的光纤11a。接着,光纤带10c分支为多个单根光纤,并且切割第四光纤11b。这里,根据以上结合图2A-2C解释的步骤来执行用于对光纤带10c分支的方法。
通过观察范围为从光缆201除去护套直至完成使用存储示波器222的操作的步骤,而执行传输损耗的测量。
结果,对于符合G652的光纤,未识别1.0dB或更大的传输损耗增加,同时,对于其模场直径等于或小于10μm的光纤,未识别0.5dB或更大的传输损耗增加。
进一步地,以与上述光缆201相同的方式,对根据本发明的光缆的另一模式进行实验。
尽管图20所示光缆201是具有SZ隔离物的光缆,但是,对于具有在一个方向上扭曲的隔离物的200-纤维型光缆(在图中未示出),测量波长1.55μm时的传输损耗值和极化模式色散(PMD)值。进一步地,测量执行中间立柱分支时传输损耗的增加量(增量)。
作为实验对象的光缆基本上等于其横截面如图20所示的光缆201,其中,隔离物的直径为12mm并且护套的直径为16mm。布置在中央的抗拉强度体由钢丝制成,并且,十个槽在互相平行布置的状态下,沿着纵向方向在一个方向上螺旋形成。槽的扭曲方向是左扭,并且绞距为500mm。
这里,在此使用的光纤带等于上述光缆201的光纤带。然而,全部200根光纤由符合G652的光纤形成。
对于光纤在容纳于光缆201中的状态下的传输损耗值,光纤表现出0.22dB/km的最大值和0.20dB/km的平均值。进一步地,对于极化模式色散值,平均值为0.027(ps/km1/2),标准偏差为0.021(ps/km1/2),并且,链接PMD为0.048(ps/km1/2)。
进一步地,在基本与上述光缆201相似的中间立柱分支实验中,未识别1.0dB或更大的传输损耗增加。
进一步地,以与上述光缆201相同的方式,对图24所示的根据本发明的光缆的另一模式进行实验。
尽管图20所示光缆201是具有SZ隔离物的200-纤维光缆,但是,图24所示光缆是具有在一个方向上扭曲的槽的1000-纤维光缆201a。对于光缆201a,测量波长1.55μm时的传输损耗值和极化模式色散(PMD)值。进一步地,测量执行中间立柱分支时传输损耗的增加量(增量)。
在作为实验对象的光缆201a中,隔离物203a的直径为23mm并且护套206d的外径为28mm。布置在中央的抗拉强度体由螺旋扭曲的七根钢丝202a制成,并且,十三个槽204a在互相平行布置的状态下,沿着纵向方向在一个方向上螺旋形成。在十三个槽204a中,在十二个槽的每一个槽中,以层叠方式容纳十条光纤带210d,同时,在形成深度更小的剩余一个槽204a中,以层叠方式容纳五条光纤带210d。槽204a的扭曲方向是左扭,并且绞距为500mm。
这里,容纳在光缆210a中的每个光纤带210d都是图25所示的8-纤维光纤带210d。通过改变图13A所示的4-纤维光纤带110A而制造此8-纤维光纤带210d。进一步地,在容纳的1000-纤维光纤中,500-纤维光纤由符合G652的光纤形成,剩余的500-纤维光纤由模场直径等于或小于10μm的光纤形成。
对于光纤在容纳于光缆201a中的状态下的传输损耗值,符合G652的光纤表现出0.22dB/km的最大值和0.20dB/km的平均值,同时,其模场直径等于或小于10μm的光纤表现出0.21dB/km的最大值和0.19dB/km的平均值。
进一步地,对于极化模式色散值,符合G652的光纤表现出0.020(ps/km1/2)的平均值、0.015(ps/km1/2)的标准偏差以及0.042(ps/km1/2)的链接PMD,同时,其模场直径等于或小于10μm的光纤表现出0.026(ps/km1/2)的平均值、0.018(ps/km1/2)的标准偏差以及0.044(ps/km1/2)的链接PMD。
进一步地,在基本与上述光缆201相似的中间立柱分支实验中(然而,护套6d除去长度为750mm),对于符合G652的光纤,未识别1.0dB或更大的传输损耗增加,同时,对于其模场直径等于或小于10μm的光纤,未识别0.5dB或更大的传输损耗增加。
以此方式,在执行中间立柱分支时增加的损耗为1.0dB或更小的光缆可在带电状态下有利地执行中间立柱分支,有可能通过分支而只正确地取出希望的光纤,并在下游侧使用其它光纤。相应地,有可能有效地利用容纳于光缆中的全部光纤。相应地,通信线路的构造成本可控制在较低水平。
进一步地,即使在使用不分支的光纤执行高速通信时,或者即使当在动态范围较小的区域中执行通信时,也可从执行中间立柱分支时增加的损耗为0.5dB或更小的光缆中取出希望的光纤。相应地,可显著增加设计光学通信系统时的自由度。
下面,结合附图详细解释根据本发明第二实施例的光缆。
图26A为根据本发明第二实施例的光缆的横截面视图,图26B则是其侧视图。如图26A所示,此松套管型光缆301通过平行布置外径约250μm的四根光纤并通过用紫外线固化树脂以带状覆盖光纤,而形成4-纤维光纤带310。此4-纤维光纤带310具有1.1mm的宽度和0.27mm的厚度。层叠4条这样的光纤带310,以形成层叠体309。层叠体309容纳在塑料制成的管308中,同时以1000mm绞距沿一个方向扭曲层叠体309,其中,管308由聚丁烯-对苯二酸酯(PBT)制成,并且外径2.6mm、内径1.8mm。在塑料制成的管308内填充油状胶状物307。
如图26B所示,6个管308缠绕在抗拉强度体306的周围上,其中,抗拉强度体306具有2.6mm的外径并例如由G-FRP制成,从而,通过以500mm间距周期性地重复反向部分、中间部分和传输部分而扭曲(SZ扭曲)管308。接着,尼龙绳305缠绕在管308上且同时压住它们,随后,缠绕未编织的压力线圈304(参见图26A)。接着,在压力线圈304外部形成由聚乙烯制成的且厚度为1.5mm的护套303。相应地,此光缆301具有96根纤维,并且外径10mm。进一步地,在压力线圈304内部,填充吸水剂302。
在光缆301中,管308的扭曲方向周期性地颠倒,因而,通过切割护套303和压力线圈304的任意部分,有可能容易从塑料制成的管308的反向部分取出光纤带310。相应地,采用SZ扭曲的松套管型光缆301是适于中间立柱分支的结构。尽管对采用SZ扭曲的松套管型光缆301进行解释,但扭曲方式不局限于SZ扭曲。例如,本发明还可应用于采用单向扭曲的松套管型光缆。
在容纳于管308中的光纤带310中,以与上述第一实施例光缆相同的方式,例如如图1A所示,平行布置多根(在此实施例中,例如为4根)光纤11,接着,在这些平行布置的光纤11的全部外围上并在光纤11的全部长度上覆盖由树脂形成的护套12。对于与光纤带310有关的详细结构和特征,省略所述结构和特征的详细描述。
光纤带310形成得使护套12的厚度比相关技术光纤带的护套厚度更小。这里,当光纤带310的厚度最大值为T(μm)并且光纤11的外径为d(μm)时,通过方程式t=(T-d)/2获得护套12的厚度t。在光纤带310中,护套12的厚度t设定得建立T≤d+40(μm)的关系,即,护套12的厚度t变得等于或小于20μm。
利用具有薄护套12的光纤带310,可进一步增强相关技术松套管型光缆的高数据密度,并且同时,有可能获得能非常容易从中间部分取出光纤带且同时保证机械性质的光缆301。
以此方式,在光纤带310中,由于护套12的厚度t较小,因此,通过操作员的手工操作或分支工具而在护套上产生裂缝或剥片,容易剥离护套12。相应地,通过从光纤带310剥离护套12,光纤11容易分支。也就是说,光纤带310采用容易进行中间立柱分支操作的结构。
进一步地,根据以上已经结合图2A-2C解释的步骤执行用于进行中间立柱分支的方法。
这里,在表18中示出由于护套12的厚度t的差异而引起的中间立柱分支的可操作性与此操作过程中带电损耗增加之间的关系。进一步地,在表18中,示出在光纤容纳于光缆301内的状态下的极化模式色散(松套管光缆PMD)以及表示光纤完整性强度的分离实验结果。这里,表18中所示光纤带中的光纤外径d为250μm。进一步地,构成护套12的树脂的杨氏模量为900MPa。
[表18]
带厚度T(μm) | 250 | 251 | 260 | 270 | 275 | 280 | 290 | 300 | 310 | 320 |
护套厚度t(μm) | 0.0 | 0.5 | 5 | 10 | 12.5 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 |
中间立柱分支性质 | 非常好 | 非常好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 还可以 | 不好 | 不好 | 不好 |
带电损耗增加 | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 还可以 | 还可以 | 不好 | 不好 | 不好 |
松套管光缆PMD | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 |
具有或不具有光纤分离 | 不好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 |
这里,表18中护套厚度t为0.0的光纤带表示如图10所示的树脂不覆盖全部光纤的光纤带。
表18中所示中间立柱分支性质表示当光纤带的中间部分分支为各个光纤时,在增加的传输损耗保持为1.0dB或更小时的分支容易程度。对于在此说明书中使用的评估准则,“非常好”意味着可在2分钟内执行分支,“好”意味着可在超过2分钟且在3分钟内的操作时间内执行分支,“还可以”则表示可在超过3分钟且在5分钟内的操作时间之内执行分支。进一步地,“不好”表示分支需要超过5分钟的平均操作时间。
这里,分支时的传输损耗增加等于或小于1.0dB的事实意味着可执行带电分支。
这里,在以上结合图21A和21B解释的步骤中执行中间立柱分支性质实验。
在表18所示的光纤带中,中间立柱分支性质表现出评估“非常好”、“好”和“还可以”的光纤带具有290μm或更小的带厚度,即满足T≤d+40(μm)。所有这些光纤带可在5分钟内完成中间立柱分支,同时限制分支时的传输损耗增加为1.0dB或更小。也就是说,有可能在5分钟内执行带电分支。
相反,对于具有较大护套厚度的相关技术光纤带,其中,护套厚度比光纤的外径d超出40μm,中间立柱分支性质表现为“不好”。也就是说,分支时的传输损耗增加超过1.0dB,或者,即使可分支光纤,但分支操作要求超过5分钟的给定时间,因而,从现实观点考虑,不能执行带电分支。
表18所示带电损耗增加表示在中间立柱分支操作过程中产生的传输损耗的增加量(增量)。对于此说明书中的评估准则,“非常好”意味着在分支操作过程中传输损耗增加不超过0.1dB,“好”意味着在分支操作过程中传输损耗增加不超过0.5dB,而“还可以”则意味着在分支操作过程中传输损耗增加不超过1.0dB。进一步地,“不好”意味着在分支操作过程中传输损耗的增加值超过1.0dB。
在表18所示光纤带中,带电损耗增加表现出评估“好”和“还可以”的光纤带具有290μm或更小的带厚度,即满足T≤d+40(μm)。所有这些带电光纤带可完成中间立柱分支,同时限制分支时的传输损耗增加为1.0dB或更小。具体地,对于带厚T为275μm或更小的光纤带,即,对于满足T≤d+25(μm)的光纤带,带电损耗增加表现为“好”,因而,传输损耗增加可进一步被抑制为更低的水平。相应地,这些光纤是更优选的。
相反,对于其带厚度T比光纤外径d超出40μm并具有较大护套厚度的相关技术光纤带,带电损耗增加表现为“不好”,并且,在分支操作过程中,传输损耗的增加值超过1.0dB。
表18所示松套管光缆PMD表示处于如图26A所示的光纤带310容纳在松套管光缆中的状态下的链接极化模式色散。这里,链接极化模式色散表示当对容纳在光缆301中的所有光纤11的极化模式色散(PMD)的值进行统计处理并串联大量等效光缆时产生的PMD的最大值。这里,基于中央极限定理执行统计处理。进一步地,在光缆301的长度为1000m或更长并使用基于干涉方法的测量设备(由SuntecInc制造的6000B)的条件下执行PMD的测量。
对于在此说明书中的评估准则,“非常好”意味着链接极化模式色散(链接PMD)等于或小于0.05(ps/km1/2),“好”意味着链接极化模式色散超过0.05(ps/km1/2)并等于或小于0.1(ps/km1/2),“还可以”意味着链接极化模式色散超过0.1(ps/km1/2)并等于或小于0.2(ps/km1/2),并且,“不好”意味着链接极化模式色散超过0.2(ps/km1/2)。
在松套管型光缆中,光纤带以层叠方式布置在管中,因而,产生固定方向的应力,并且在光纤中产生双折射。进一步地,还由于光纤带的护套的固化收缩,也容易产生双折射。光纤带的护套(树脂)因在其制造时的固化而收缩大约5%。由于此固化收缩,外力作用在光纤上,并且在光纤的内部产生应力。然而,光纤带具有在宽度方向上被拓宽的横截面形状,因而,应力在宽度方向和在厚度方向上是不同的。具体地,相对于光纤,布置在光纤带厚度方向上的护套在光纤带的宽度方向上连续形成,因而,当这些部分上的护套的厚度较大时,在宽度方向上产生的应力增加,从而,宽度方向和厚度方向上的应力差增加。
以此方式,在容纳光纤带的松套管型光缆中,PMD容易增加。具体地,当以SZ形式扭曲管时,由于反向形状,光纤带以复杂的方式弯曲。因而,观察到PMD容易增加的趋势。
在此实施例中,使用护套厚度比相关技术光纤带更薄的光纤带,因固化收缩而产生的双折射可被抑制为极其小的值。相应地,此实施例的光缆可把PMD抑制为较低的水平。
在表18所示光缆中,当光缆满足T≤d+25(μm)时,松套管光缆PMD变为“好”,因而,应理解,此光缆是特别有利的。
表18所示光纤分离存在与否表示分离测试的结果,此结果表示光纤完整性的强度。
根据以上结合图22解释的步骤执行此分离测试。
对于在此说明书中的与光纤分离有关的评估准则,“好”意味着在光纤与护套(树脂)之间没有分离,并且光纤带在纵向方向上保持为整体形式,“不好”则意味着导致光纤与护套(树脂)之间互相分离的部分。
在表18所示光纤带中,当光纤带满足关系T≥d+1(μm)时,不产生光纤带的分离,因而,光缆是有利的。也就是说发现:当护套的厚度t等于或大于0.5μm时,光缆具有足够的强度,以使各个光纤成为整体。
在表18所示光纤带中,满足关系T=d的光纤带(参见图10)在分离实验中产生分离部分。然而,考虑到在制造光缆时在生产线中减小作用到光纤带上的外力如挤拉的事实,有可能避免在使光纤形成为光缆的制造步骤中发生带分离的缺陷。进一步地,对于满足关系T=d的光纤带,由于在通过各个光纤中心的光纤带厚度方向上的部分中基本除去护套,因此,容易在光纤带的宽度方向上剥离各个光纤,从而,与具有用护套覆盖全部光纤的形状的光纤带相比,可以更顺利地执行中间立柱分支。
对于图10所示光纤带10A,其中,树脂12aA不覆盖全部光纤11A,仅使用树脂12aA与光纤之间的粘附强度而使各个光纤11A成为整体。相反,对于图1A所示光纤带10,用构成护套12的树脂完整地覆盖全部光纤11,因而,除了树脂与光纤之间的粘附强度之外,光纤带10容易因趋于保持护套12形状的力而保持全部光纤带10成为整体的状态。
进一步地,在上述光纤带(参见图1A)中,通过把护套(树脂)的杨氏模量E和横截面积S的乘积与各个光纤11的杨氏模量E和横截面积S的乘积之和之间的比值设定为适当值,可减小PMD。随着构成护套12的树脂的杨氏模量增加和护套12的厚度增加,当护套12产生固化收缩时作用在光纤11上的应力大小增加。这里,导致PMD增加的原因是在光纤11的玻璃纤维13中产生的应变。基于通过涂敷层到达玻璃纤维13的应力大小和玻璃纤维13的杨氏模量而确定应变大小,其中,所述涂敷层包括主保护涂层14、辅助保护涂层15和彩色层。
接着,当光纤带310的厚度不同时,即,当护套12的厚度不同时,在护套12的杨氏模量分别为700MPa、900MPa、1200MPa和1500MPa的各个条件下,审查护套12与光纤11的ES乘积比和松套管光缆PMD之间的关系。
这里,玻璃纤维13具有73000MPa的杨氏模量和125μm的外径。主保护涂层14具有1MPa的杨氏模量和200μm的外径。辅助保护涂层15具有700MPa的杨氏模量和240μm的外径。彩色层具有1500MPa的杨氏模量和250μm的外径。
在表19中示出当护套12的杨氏模量为700MPa时ES乘积比与松套管光缆PMD之间的关系。
[表19]
带厚度T(μm) | 255 | 258 | 265 | 270 | 274 | 280 | 290 |
光纤ES乘积之和(N) | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 |
树脂ES乘积(N) | 10.264 | 10.789 | 12.014 | 12.889 | 13.764 | 14.639 | 16.389 |
ES乘积比 | 0.0113 | 0.0118 | 0.0132 | 0.0141 | 0.0151 | 0.160 | 0.0180 |
松套管光缆PMD | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 还可以 | 还可以 |
在表20中示出当护套12的杨氏模量为900MPa时ES乘积比与松套管光缆PMD之间的关系。
[表20]
带厚度T(μm) | 255 | 258 | 265 | 270 | 274 | 280 | 290 |
光纤ES乘积之和(N) | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 |
树脂ES乘积(N) | 13.196 | 13.871 | 15.446 | 16.571 | 17.696 | 18.821 | 21.071 |
ES乘积比 | 0.0145 | 0.0152 | 0.0169 | 0.0182 | 0.0194 | 0.0206 | 0.0231 |
松套管光缆PMD | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 还可以 | 还可以 |
在表21中示出当护套12的杨氏模量为1200MPa时ES乘积比与松套管光缆PMD之间的关系。
[表21]
带厚度T(μm) | 255 | 258 | 265 | 270 | 274 | 280 | 290 |
光纤ES乘积之和(N) | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 |
树脂ES乘积(N) | 17.595 | 18.495 | 20.595 | 22.095 | 23.595 | 25.095 | 28.095 |
ES乘积比 | 0.0193 | 0.0203 | 0.0226 | 0.0242 | 0.0259 | 0.0275 | 0.0308 |
松套管光缆PMD | 好 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 不好 | 不好 |
在表22中示出当护套12的杨氏模量为1500MPa时ES乘积比与松套管光缆PMD之间的关系。
[表22]
带厚度T(μm) | 255 | 258 | 265 | 270 | 274 | 280 | 290 |
光纤ES乘积之和(N) | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 | 912.2 |
树脂ES乘积(N) | 21.994 | 23.119 | 25.744 | 27.619 | 29.494 | 31.369 | 35.119 |
ES乘积比 | 0.0241 | 0.0253 | 0.0282 | 0.0303 | 0.0323 | 0.0344 | 0.0385 |
松套管光缆PMD | 还可以 | 还可以 | 不好 | 不好 | 不好 | 不好 | 不好 |
这里,表19-表22中所示的光纤ES乘积是由玻璃纤维13、主保护涂层14、辅助保护涂层15和彩色层构成的区域的各个ES乘积的和,而树脂ES乘积是护套12的ES乘积。ES乘积比可表示成“树脂ES乘积/光纤ES乘积”。
如表19-表22中所示,松套管光缆PMD获得“好”或“还可以”的条件,即,容纳在松套管型光缆中的光纤的全部纤维的链接PMD为0.2(ps/km1/2)或更小的条件是ES乘积比为等于或小于0.026的值的情形。进一步地,松套管光缆PMD获得“好”的条件,即,容纳在松套管型光缆中的光纤的全部纤维的链接PMD为0.1(ps/km1/2)或更小的条件是ES乘积比为等于或小于0.020的值的情形。
以此方式,通过把护套12与光纤11的ES乘积比设定为指定值,有可能把光纤11的PMD抑制为较低的水平。
进一步地,对于容纳在根据本发明第二实施例的光缆中的光纤带的另一优选模式,可列举图11A所示的光纤带。也就是说,如图11A所示,对于光纤带310,在覆盖光纤111的护套112中,与相邻光纤111、111之间所形成凹口一致地形成凹入部分116。凹入部分116包括底部部分117,其中,底部部分117是具有最大凹口的部分。进一步地,可列举图13A所示的光纤带110A,光纤带110A构成通过局部修改图11A所示光纤带110的构造而获得的另一模式。省略对光纤带310的详细结构和特征的详细解释。
这里,在图26A所示管中容纳光纤带时,由于层叠的光纤带在管内部扭曲,因此,在位于光纤带宽度方向端部的光纤和位于前一光纤带内部的光纤之间,到扭曲中心的距离不同。相应地,在端部光纤和内部光纤之间产生长度差,因而,在光纤中产生应力。此应力对玻璃纤维施加各向异性应力,因而,产生双折射,并且这成为PMD增加的原因。
相反,在图13A所示光纤带110A中,在护套中形成凹入部分,因而,如图14所示,光纤带110A在宽度方向上容易偏斜。相应地,当光纤带110A容纳于管中时,对光纤带110A不施加过大的力,因而,解决在管的内部在端部光纤和内部光纤之间产生的长度差,由此认为可改善光缆PMD。进一步地,光纤带110A的护套112A沿着光纤111A的外围近似为圆形,因而,可减小在制造光纤带110A时发生的护套112A中的固化收缩应力的各向异性,由此认为可进一步减小处于光缆状态的光纤带110A的PMD。在这,此有利效果还通过图11A所示光纤带110获得,具有更深凹入部分的光纤带110A可更明显地表现出有利效果。
这里,对于在图11和图13A所示护套中形成的凹入部分的深度,审查:在通过平行布置多根光纤并通过用护套使它们成为整体而制造光纤带时防止光纤分离;在执行光纤带的安装操作时防止剥离(变为光纤分离的原因);或者在有利的分支操作或带电分支过程中传输损耗的增加或减小。结果,发现凹入部分优选形成得使凹入部分不超过由相邻光纤形成的公切线。也就是说,发现在比公切线更里面的一侧形成凹入部分是有利的。
以下具体解释审查结果。
对于光纤带的厚度T(μm)设定为270μm、280μm和290μm的情形,计算当凹入部分的深度Y(μm)不同时的比值t/Y和比值g/d,并且,审查各种情形下的中间立柱分支性质、带电损耗增加和松套管光缆PMD,其中,比值t/Y是护套的厚度t(μm)与凹入部分的深度Y(μm)的比值,比值g/d是光纤带在凹入部分处的厚度g(μm)与光纤的外径d(μm)的比值。
在表23中示出当光纤带的厚度T为270μm时中间立柱分支性质、带电损耗增加和松套管光缆PMD之间的关系。这里,表格中的比值(T-d)/2Y是t/Y的等效值。
[表23]
带厚度T(μm) | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 |
护套厚度t(μm) | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
凹入部分深度Y(μm) | 1 | 2 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 100 |
比值(T-d)/2Y | 10 | 5 | 2 | 1 | 0.5 | 0.333 | 0.25 | 0.2 | 0.1 |
比值g/d | 1.072 | 1.064 | 1.04 | 1 | 0.92 | 0.84 | 0.76 | 0.68 | 0.28 |
中间立柱分支性质 | 好 | 好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 |
带电损耗增加 | 好 | 好 | 好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 |
松套管光缆PMD | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 |
在表24中示出当光纤带的厚度T为280μm时中间立柱分支性质、带电损耗增加和松套管光缆PMD之间的关系。
[表24]
带厚度T(μm) | 280 | 280 | 280 | 280 | 280 | 280 | 280 | 280 | 280 |
护套厚度t(μm) | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
凹入部分深度Y(μm) | 1 | 2 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 100 |
比值(T-d)/2Y | 15 | 7.5 | 3 | 1.5 | 0.75 | 0.5 | 0.375 | 0.3 | 0.15 |
比值g/d | 1.112 | 1.104 | 1.08 | 1.04 | 0.96 | 0.88 | 0.8 | 0.72 | 0.32 |
中间立柱分支性质 | 好 | 好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 |
带电损耗增加 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 |
松套管光缆PMD | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 好 | 好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 |
在表25中示出当光纤带的厚度T为290μm时中间立柱分支性质、带电损耗增加和松套管光缆PMD之间的关系。
[表25]
带厚度T(μm) | 290 | 290 | 290 | 290 | 290 | 290 | 290 | 290 | 290 |
护套厚度t(μm) | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
凹入部分深度Y(μm) | 1 | 2 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 100 |
比值(T-d)/2Y | 20 | 10 | 4 | 2 | 1 | 0.667 | 0.5 | 0.4 | 0.2 |
比值g/d | 1.152 | 1.144 | 1.12 | 1.08 | 1 | 0.92 | 0.84 | 0.76 | 0.36 |
中间立柱分支性质 | 还可以 | 还可以 | 好 | 好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 |
带电损耗增加 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 |
松套管光缆PMD | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 好 | 好 | 好 | 非常好 | 非常好 |
如表23-表25所示,在中间立柱分支性质、带电损耗增加和SD光缆PMD的任一个中,凹入部分的深度Y越大,就获得越有利的结果。
进一步地,当光纤带的厚度T为270μm或280μm时,即,当光纤带的厚度T满足T≤d+30(μm)时,对于中间立柱分支性质、带电损耗增加,有可能获得特别有利的结果。原因是:当使用如图12A-图12C所示的分支工具时,由于凹入部分的有利效果,比仅减小护套厚度的光纤带改善分支性质。例如,虽然当如表23所示,带厚度T设定为270μm时,中间立柱分支性质的评估为“好”,但是,当如表24所示,带厚度设定为280μm并且凹入部分的深度Y设定为5μm时,中间立柱分支性质的评估为“非常好”,因而,可确认凹入部分的有利效果。
进一步地,关注中间立柱分支性质,应理解,中间立柱分支性质尤其与比例(T-d)/2Y的值相关。例如,当比值(T-d)/2Y等于或小于4.0时,有可能获得有利的中间立柱分支性质。
进一步地,关注松套管光缆PMD,应理解,松套管光缆PMD尤其与比例g/d的值相关。例如,当比值g/d等于或小于1时,即,当底部部分在光纤的公切线之内时,有可能获得显著的PMD抑制效果,同时充分地减小树脂量。
当比值g/d等于或小于1.0时,护套较薄,以防止底部部分布置在公切线之外,因而,护套容易在纵向方向上弯曲,同时,凹入部分较深,因而,容易产生图14所示偏斜,由此认为可有效地抑制光缆PMD。
进一步地,当比值g/d等于或小于0.8时,可进一步有效抑制在光纤容纳于松套管光缆内的状态下的PMD。
在光纤的一般涂层中,在玻璃纤维的周围覆盖具有低杨氏模量的主保护涂层,并且,用具有高杨氏模量的辅助保护涂层和彩色层覆盖主保护涂层的外围。进一步地,主保护涂层的外径与光纤外径d的厚度一样大,约为0.8倍。接着,当凹入部分中的树脂在不超过主保护涂层的范围内时,护套的厚度易于变形,因而,容易产生图14所示的偏斜。相应地,可进一步抑制PMD。
在具有图11A和图13A所示凹入部分的光纤带中,希望以平滑的弯曲形状R形成护套的凹入部分。这是因为:例如,当凹入部分的底部部分沿着光纤带的形状以尖锐形状形成时,应力集中在凹入部分的底部部分,因而,容易产生断裂和裂纹。
进一步地,在用于图1A、图10、图11A和图13A所示本发明光缆的光纤带中,光纤和护套之间的粘附强度有时影响执行带电分支时的传输损耗增加和带电操作效率。对于光纤和护套(树脂)的粘附强度,考虑到防止传输损耗增加和分支可操作性,每根光纤的粘附强度在0.245(mN)-2.45(mN)的范围内是有利的。当上述粘附强度比上述范围更小时,会导致以下情形:在形成光缆时护套断裂,以及光纤互相分离。另一方面,当粘附强度比上述范围更大时,分支性质下降。
这里,使用以上结合图5和图6解释的方法测量光纤和护套之间的粘附强度。
在本发明所用的光纤带中,当本发明的主要目的是光纤保持完整性且互不分离时,护套的厚度等于或大于0.5μm是有利的。在此情况下,光纤带的最大厚度T变为T≥光纤外径d+1(μm)。
另外,在一些情况下,根据光纤带的护套的性质,这些性质影响在带电分支时的传输损耗增加和带电操作效率。优选作为护套材料性质的屈服点应力在20MPa-45MPa的范围内。这是因为容易执行分支操作,并且可抑制在执行带电分支时的传输损耗。根据JIS K7113,在50mm/分钟的拉伸速度下测量第2号试样的屈服点应力。当屈服点应力小于20MPa时,出现以下情况:在组装光纤带以形成光缆的步骤中,各个光纤因作用到光纤上的外力而分离,因而,不能形成光缆。另一方面,当屈服点应力超过45MPa时,难以使护套破裂,因而,很难执行光纤带的中间立柱分支。
进一步地,在此实施例中,对于图26A所示光缆301,测量波长1.55μm时的传输损耗值和极化模式色散(PMD)值。进一步地,测量执行中间立柱分支时的传输损耗增加(增量)。
这里,在此使用的光纤带是图13A所示的光纤带110A,并且,光纤带的厚度T为270μm。光纤带110A的外径d为250μm。进一步地,护套的厚度t为10μm,凹入部分的深度Y为40μm。光纤带在凹入部分处的厚度g为190μm。然而,在集成为光纤带的光纤中,从符合G652的光纤中选择48根纤维,并且,余下的48根纤维具有等于或小于10μm的模场直径。
对于处于容纳在光缆301中的状态下的光纤的传输损耗值,符合G652的光纤表现出0.23dB/km的最大值和0.21dB/km的平均值,同时,其模场直径为10μm或更小的光纤表现出0.21dB/km的最大值和0.20dB/km的平均值。
进一步地,对于极化模式色散值,符合G652的光纤具有0.024(ps/km1/2)的平均值、0.020(ps/km1/2)的标准偏差以及0.045(ps/km1/2)的链接PMD,同时,其模场直径为10μm或更小的光纤具有0.023(ps/km1/2)的平均值、0.019(ps/km1/2)的标准偏差以及0.043(ps/km1/2)的链接PMD。
以此方式,对于光纤形成为光缆之后的传输损耗和PMD,其模场直径为10μm或更小的光纤表现出更有利的特性。
进一步地,如上所述,在管中合并光纤带并把管扭曲成SZ的光缆、或包括位于其中心并且不扭曲的单个管的光缆表现出有利的中间立柱分支性质。相应地,当此光缆用作在电台与普通订户之间进行连接的订户-系统通信路径时,在许多情况下,光缆的长度比用于连接电台的中继系统的光缆更短,并且最长为几十km。然而,当从电台向一个订户分配一根光纤时,在订户数量较大的情况下,能容纳大量光纤的光缆变为必需,因而,光缆直径变为大尺寸的。此情形对于在管道中安装光缆时是不利的。相应地,在一根光纤中叠加许多订户的信号的波长分割多路复用(WDM)技术是有效的,并且,强烈需要一种可高速传输信号的光缆。
与在根据本发明的光缆的情形中一样,当链接PMD等于或小于0.2(ps/km1/2)时,在传输速率为400Gbps的情况下,可传输距离变为156km,因而,有可能对订户系统保证足够的通信数量。
进一步地,当链接PMD等于或小于0.1(ps/km1/2)时,在传输速率为40Gbps的情况下,可传输距离变为625km,并且,在传输速率为80Gbps的情况下,可传输距离变为156km,因而是更优选的。
这里,结合图23解释通过从光缆执行中间立柱分支而测量传输损耗的方法。
首先,如图23所示,在管内的任意光纤带中,允许波长1.55μm的光入射到第一光纤11a中的光源220在光缆301的一侧连接到光纤11a,同时,光接收器221和存储示波器222在光缆301的另一侧上连接光纤11a。在此状态下,波长1.55μm的光从光源220入射到第一光纤11a上。入射光传送到光纤11a的另一侧,并由接收器221接收。通过存储示波器222以适当的次数观察所接收光的接收光数量。
接着,在光源220的光持续入射的状态下,在光缆301的中间部分除去护套和压力线圈大约500mm的长度。利用扭曲的反向部分而取出包括光纤11a的管,其中,光源的光入射到光纤11a上。进一步地,使用截管器除去中间部分上的管涂层,并取出光纤带10c。接着,光纤带10c分支为多个单根光纤,并且切割第四光纤11b。这里,根据以上结合图2A-2C解释的步骤而执行用于对光纤带10c分支的方法。
通过观察范围为从光缆301除去护套直至完成使用存储示波器222的操作的步骤,而执行传输损耗的测量。
结果,对于操作过程中传输损耗的增加量,在符合G652的光纤中未识别等于或大于1.0dB的值,同时,在其模场直径等于或小于10μm的光纤中,未识别等于或大于0.5dB的值。
下面,解释构成根据本发明第二实施例的另一修改例的中心管型光缆。这里,与前述松套管型光缆301中部件相同的部件用相同的符号表示,并省略这些部件的重复解释。图27A是其类型为在位于光缆中心的一个管内合并光纤带并在管内填充胶状物的光缆的横截面视图,图27B是24-纤维光纤带的横截面视图,图28则是填充纱线类型的光缆的横截面视图。
在图27A所示填充胶状物类型光缆301A中配置为:在24根符合G652且外径250μm的光纤互相接触的状态下平行布置这些光纤,光纤用紫外线固化树脂覆盖,以便形成图27B所示的24-纤维光纤带,并且,层叠18条这样的光纤带310d,以形成层叠体309A。这里,24-纤维光纤带具有6.1mm的宽度和270μm的厚度T,同时其护套的厚度t为10μm。进一步地,凹入部分的深度Y为40μm,光纤带310d在凹入部分处的厚度g为190μm。通过以1000mm绞距沿一个方向扭曲层叠体309A,在由聚丁烯-对苯二酸酯(PBT)制成的塑料管308A中容纳层叠体309A,其中,塑料管308A具有14mm的外径和10mm的内径。接着,在塑料管308A内填充胶状物307A。
在塑料管308A的外部连接抗拉强度体306A(如,外径1.5mm的G-FRP),从而,三个抗拉强度体306A在左、右每一侧上沿着纵向方向延伸。在上述结构的外部上形成由聚乙烯制成的厚度为2.5mm的护套303A。这里,沿着抗拉强度体306A平行设置用于撕裂护套303A的撕裂绳305A。由于此结构,光缆具有有利的性质,从而,在形成为光缆之后在波长1.55μm时的传输损耗为0.25dB/km,并且链接PMD为0.05ps/km1/2。进一步地,以与上述光缆301相同的方式,在中间立柱分支实验中增加的传输损耗可被抑制为1.0dB或更小。
进一步地,如图28所示,填充纱线类型光缆301B通过层叠如图13A所示具有凹入部分的6条4-纤维光纤带而形成层叠体309B。4-纤维光纤带具有270μm的厚度T和10μm的护套厚度t。进一步地,凹入部分的深度Y为30μm,光纤带在凹入部分处的厚度g为210μm。层叠体309B与构成填充物的纱线322一起沿一个方向扭曲,并且它们和抗拉强度体306、花生形状的支撑线323等都用聚乙烯覆盖。尽管对采用单向扭曲的填充纱线类型光缆进行解释,但修改例不局限于单向扭曲,并且可应用于采用SZ方向扭曲的光缆。这里,在护套303B的内部,设置用于撕裂护套303B的撕裂绳305B。由于此结构,光缆具有有利的性质,从而,在形成为光缆之后在波长1.55μm时的传输损耗为0.25dB/km,并且链接PMD为0.1ps/km1/2或更小。进一步地,以与上述光缆301相同的方式,对于符合G652的光纤,在中间立柱分支实验中增加的传输损耗可被抑制为1.0dB或更小,而对于其模场直径为10μm或更小的光纤,增加的传输损耗可被抑制为0.5dB或更小。
以此方式,在执行中间立柱分支时损耗增加为1.0dB或更小的光缆可在带电状态下有利地执行中间立柱分支,有可能通过分支而只正确地取出希望的光纤,并在下游侧使用其它光纤。相应地,有可能有效地利用容纳于光缆中的全部光纤。相应地,通信线路的构造成本可控制在较低水平。
进一步地,即使在使用不分支的光纤执行高速通信时,或者即使当在动态范围较小的区域中执行通信时,也可从执行中间立柱分支时损耗增加为0.5dB或更小的光缆中取出希望的光纤。相应地,可显著增加设计光学通信系统时的自由度。
结合图29-图38解释根据本发明第三实施例的光缆。
图29所示光缆401是用作引入电缆的光缆。光缆401配置得使元件部分409和悬缆线部分408通过颈部部分406连接。
在元件部分409中,光纤带410布置在元件部分409的中心,通过用由热塑树脂制成的护套403覆盖光纤带410和两个抗拉强度体402而形成它们。光纤带410和两个抗拉强度体402用护套403覆盖,从而,它们互相粘附。对于热塑树脂,适当地使用不燃的聚乙烯或PVC。
在与光纤带410共同的平面中平行布置两个抗拉强度体402,从而,在两个抗拉强度体402之间布置光纤带410。
抗拉强度体402由玻璃FRP或钢丝形成,并且横截面轮廓具有圆形。
进一步地,优选在由玻璃FRP制成的抗拉强度体402的外围上设置粘附层(在图中未示出)。在此情况下,抗拉强度体402和护套403互相强粘附。对于粘附层的材料,适当地使用聚乙烯。
以此方式,通过一起覆盖光纤带410和抗拉强度体402,抗拉强度体402承受作用到元件部分409上的外力如拉力,以便保护光纤带410不受外力影响。
进一步地,在元件部分409的外围中形成两个槽口404,使这些槽口404朝向光纤带410。设置槽口404是为了便于除去光纤带410。在取出光纤带410时,在两个槽口404之间在护套403中形成切口,并撕裂403。
悬缆线部分408配置成:悬缆线部分408具有支撑高架光缆401的强度,并通过用由热塑树脂制成的护套403覆盖由钢、FRP等制成的支撑线407而形成。进一步地,在支撑线407的外围上形成粘附层405,以便使支撑线407和护套403互相强粘附。
进一步地,在颈部部分406中,元件部分409和悬缆线部分408由与元件部分409和悬缆线部分408的护套403相同的树脂整体形成。在此颈部部分406中,在分离元件部分409和悬缆线部分408时,容易用手或手指撕开元件部分409和悬缆线部分408。
对于容纳于根据本发明的光缆中的光纤带410,可列举与上述第一和第二实施例的光纤带相似的光纤带10。也就是说,如图1A所示,例如,在光纤带410中,平行布置多根(在此实施例中,例如为4根)光纤11,并且,在这些平行布置的光纤11的全部外围上并在光纤11的全部长度上整体涂敷护套12。省略对光纤带410的详细结构和特征的详细解释。
在此实施例的光纤带410中,护套12的厚度设定得比已在相关技术中使用的光纤带的护套12的厚度更小。这里,假设光纤带410的厚度最大值为T(μm)并且光纤11的外径为d(μm),可基于公式t=(T-d)/2计算护套1 2的厚度t。在光纤带410中,护套12的厚度t设定得该厚度满足T≤d+40(μm),即,护套12的厚度t变得等于或小于20μm。
利用具有薄护套12的光纤带410,能以低成本获得非常容易取出中间光纤带的光缆401。
以此方式,在光纤带410中,由于护套12的厚度t较小,因此,通过操作员的手工操作或使用分支工具在护套12中产生裂缝或剥片,容易开始剥离护套12。相应地,通过从光纤带410剥离护套12,光纤11容易分支。也就是说,光纤带410具有便于进行中间立柱分支操作的结构。
进一步地,根据以上已经结合图2A-2C解释的步骤执行用于执行中间立柱分支的方法。
这里,在表26中示出执行中间立柱分支时的分支可操作性与带电损耗增加之间的关系,此关系随着护套12的厚度t的不同而不同。进一步地,表26示出表示光纤完整性强度的分离实验结果。这里,表26中所示光纤带的光纤外径d为250μm。进一步地,构成护套12的树脂的杨氏模量为900MPa。
[表26]
带厚度T(μm) | 250 | 251 | 260 | 270 | 275 | 280 | 290 | 300 | 310 | 320 |
带树脂厚度t(μm) | 0.0 | 0.5 | 5 | 10 | 12.5 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 |
中间立柱分支性质 | 非常好 | 非常好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 还可以 | 不好 | 不好 | 不好 |
带电损耗增加 | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 还可以 | 还可以 | 不好 | 不好 | 不好 |
具有或不具有光纤分离 | 不好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 | 好 |
这里,表26中护套厚度t为0.0的光纤带表示如图10所示的树脂不覆盖全部光纤的光纤带。
表26中所示中间立柱分支性质表示在抑制传输损耗增加为等于或小于1.0dB的值的同时,把光纤带的中间部分分支为各个光纤的容易程度。对于在此说明书中使用的评估准则,“非常好”表示平均可在2分钟内执行分支,“好”表示平均可在超过2分钟且在3分钟内执行分支,“还可以”则表示平均可在超过3分钟且在5分钟之内执行分支。进一步地,“不好”表示分支操作平均需要超过5分钟。
进一步地,当分支时的传输损耗增加等于或小于1.0dB时,意味着可执行带电分支。
这里,解释与中间立柱分支性质有关的实验。
首先,如图30A所示,在光纤带410两端的护套在每一端被除去大约1m,接着,取出光纤带410。其次,光纤带410的两端分别分离成单根纤维,并且,用于发射1.55μm波长光的光源420在一侧上连接到主纤维的光纤11a,并且,光接收器421和存储示波器422在另一侧上连接到主纤维的光纤11a。在此状态下,波长1.55μm的光从光源420发射,并入射到主纤维的光纤11a上。入射光传送到光纤11a的另一侧,并由光接收器421接收。通过存储示波器422以适当的次数观察所接收光的量。
接着,如图30B所示,在光源420的光持续入射的状态下,利用光缆401的中间部分上的槽口而除去护套50cm。取出光纤带410,并执行光纤带410的中间立柱分支。也就是说,在第一光纤11a处于带电状态的状态下,光纤带410分支为单根光纤(带电分支)。此时,通过存储示波器422测量因中间立柱分支而引起的传输损耗增加量(增量)。
在这,用于中间立柱分支的部分的长度设定为40cm。进一步地,根据以上结合图2A-2C所解释的步骤,进行用于执行中间立柱分支的方法。
在表26所示的光纤带中,中间立柱分支为“非常好”、“好”或“还可以”的光纤带具有等于或小于290μm的带厚度,即T≤d+40(μm)。在每一个这样的光纤带中,都可在5分钟内执行中间立柱分支,同时把分支时的传输损耗增加限制为等于或小于1.0dB的值。即,可在5分钟内执行带电分支。
另一方面,对于具有较厚护套的相关技术光纤带,其中,带厚度T比光纤外径d超出40μm,中间立柱分支性质的评估为“不好”。分支时的传输损耗增加超过1.0dB,或者,即使可执行分支,但分支所需的时间超过5分钟,因而,实际上不能执行带电分支。
表26所示带电损耗增加是在中间立柱分支操作过程中产生的传输损耗增加量。对于此说明书中的评估准则,“非常好”表示在分支操作过程中传输损耗增加不超过0.1dB,“好”表示在分支操作过程中传输损耗增加不超过0.5dB,而“还可以”则表示在分支操作过程中传输损耗增加不超过1.0dB。进一步地,“不好”表示在分支操作过程中传输损耗的增加量超过1.0dB。
在表26所示光纤带中,其带电损耗增加为“非常好”、“好”或“还可以”的光纤带具有等于或小于290μm的带厚度T,即T≤d+40(μm)。在每一个这样的光纤带中,可带电进行中间立柱分支,同时限制分支时的传输损耗增加为等于或小于1.0dB的值。在这些光纤带中,带厚度T等于或小于275μm即T≤d+25(μm)的光纤带是更优选的,因为带电损耗增加的评估为“好”,并且传输损耗的增加量被进一步抑制为更低的水平。
另一方面,对于具有较厚树脂的相关技术光纤带,其中,带厚度T比光纤外径d超出40μm,与带电损耗增加有关的评估为“不好”,并且,在分支操作过程中传输损耗的增加量超过1.0dB。
表26所示光纤分离存在与否表示分离实验的结果,此结果表示光纤完整性的强度。
在这,根据图22所示步骤执行分离实验。
对于此说明书中用于评估光纤分离的准则,“好”表示在光纤与树脂之间没有分离并且光纤带在长度方向上保持为整体形成,“不好”则表示产生光纤与树脂分离的区域。
在表26所示光纤带中,当厚度T满足T≥d+1(μm)时,不产生光纤带之间的分离,因而是有利的。也就是说,应理解,当树脂的厚度t等于或大于0.5μm时,可获得保持各个光纤互相成为整体的足够强度。
在表26所示光纤带中,当厚度T假设为T=d(参见图10)时,尽管在此分离实验中产生分离区域,但是,通过在光缆生产线中减小作用到光纤带上的外力如挤拉等以进行控制,可避免在光缆制造过程中诸如产生带分离的缺陷。进一步地,在厚度T假设为T=d的此光纤带中,由于在通过各个光纤中心的光纤带厚度方向上的区域中,护套实际上是不连续的,因此,各个光纤容易在光纤带的宽度方向上分离,因而,与配置为用护套覆盖全部光纤的光纤带相比,中间立柱分支性质是有利的。
进一步地,在图10所示的树脂12aA不覆盖全部光纤11A的光纤带10A中,仅使用树脂12aA与光纤之间的粘附强度而使各个光纤11A整体形成。另一方面,对于图1A所示光纤带10,由于用构成护套12的树脂完整地覆盖全部光纤11,因此,不仅通过树脂与光纤之间的粘附强度,而且,通过护套12借以试图保持其自身形状的强度,容易保持全部光纤带10成为整体的状态。
下面,解释容纳在根据本发明第三实施例的光缆中的光纤带的另一优选模式。
如图11A所示,在光纤带410中,对于覆盖光纤141的护套112,在护套中与相邻光纤111、111之间所形成每一个凹口相应地形成每一个凹入部分116。在凹入部分116中形成底部部分117,其中,底部部分117是具有最大凹口的部分。对于与光纤带410b有关的详细构成和特征,省略详细解释。
如上所述,从减小带电损耗增加的观点出发,在光纤111周围上形成的护套的厚度优选较小是有利的,并且更优选护套12的厚度为约0.5μm。然而,在实际制造此光纤带时,优选保证一定大小的厚度。理由是,在试图使构成护套的树脂较薄时,有可能局部不涂敷树脂(此现象称作“树脂不足”)。相应地,对于光纤111,优选形成厚度为2.5μm或更大的护套。在此情况下,为减少在光纤带厚度方向上的树脂量且同时保证指定的树脂厚度,可减小在相邻光纤的凹口之间形成的树脂。发生树脂不足的部分是在光纤带厚度方向上光纤外径具有最大值的部分,因而,相邻光纤之间树脂量的减少不妨碍树脂的可靠涂敷。
相应地,图11A所示凹入部分116的形成可抑制在执行中间立柱分支时的带电损耗增加,且同时防止树脂不足。
进一步地,对于容纳在此实施例光缆中的光纤带,可列举图13A所示的光纤带110A,光纤带110A是通过局部修改图11A所示光纤带110的构成而获得的模式。
这里,对于在图11A和图13所示树脂中形成的凹入部分的深度,审查:在通过平行布置多根光纤并通过用树脂使它们成为整体而制造光纤带时防止光纤分离;在执行光纤带的安装操作时防止剥离(变为光纤分离的原因);或者在有利的分支操作或带电分支过程中传输损耗的增加或减小。结果,凹入部分优选形成得使凹入部分不超过由相邻光纤形成的公切线。也就是说,在比公切线更里面的一侧形成凹入部分是有利的。
以下具体解释审查结果。
对于光纤带的厚度T(μm)设定为270μm、280μm和290μm的情形,计算当凹入部分的深度Y(μm)不同时的比值t/Y和比值g/d,并且,审查各种情形下的中间立柱分支性质和带电损耗增加,其中,比值t/Y是树脂的厚度t(μm)与凹入部分的深度Y(μm)的比值,比值g/d是光纤带在凹入部分处的厚度g(μm)与光纤的外径d(μm)的比值。
在表27中示出当光纤带的厚度T为270μm时中间立柱分支性质和带电损耗增加之间的关系。这里,表格中的比值(T-d)/2Y是与t/Y相同的值。
[表27]
带厚度T(μm) | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 |
带树脂厚度t(μm) | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
凹入部分深度Y(μm) | 1 | 2 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 100 |
比值(T-d)/2Y | 10 | 5 | 2 | 1 | 0.5 | 0.333 | 0.25 | 0.2 | 0.1 |
比值g/d | 1.072 | 1.064 | 1.04 | 1 | 0.92 | 0.84 | 0.76 | 0.68 | 0.28 |
中间立柱分支性质 | 好 | 好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 |
带电损耗增加 | 好 | 好 | 好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 |
在表28中示出当光纤带的厚度T为280μm时中间立柱分支性质和带电损耗增加之间的关系。
[表28]
带厚度T(μm) | 280 | 280 | 280 | 280 | 280 | 280 | 280 | 280 | 280 |
带树脂厚度t(μm) | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
凹入部分深度Y(μm) | 1 | 2 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 100 |
比值(T-d)/2Y | 15 | 7.5 | 3 | 1.5 | 0.75 | 0.5 | 0.375 | 0.3 | 0.15 |
比值g/d | 1.112 | 1.104 | 1.08 | 1.04 | 0.96 | 0.88 | 0.8 | 0.72 | 0.32 |
中间立柱分支性质 | 好 | 好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 |
带电损耗增加 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 好 | 好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 |
在表29中示出当光纤带的厚度T为290μm时中间立柱分支性质和带电损耗增加之间的关系。
[表29]
带厚度T(μm) | 290 | 290 | 290 | 290 | 290 | 290 | 290 | 290 | 290 |
带树脂厚度t(μm) | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 |
凹入部分深度Y(μm) | 1 | 2 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 100 |
比值(T-d)/2Y | 20 | 10 | 4 | 2 | 1 | 0.667 | 0.5 | 0.4 | 0.2 |
比值g/d | 1.152 | 1.144 | 1.12 | 1.08 | 1 | 0.92 | 0.84 | 0.76 | 0.36 |
中间立柱分支性质 | 还可以 | 还可以 | 好 | 好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 | 非常好 |
带电损耗增加 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 还可以 | 好 | 好 |
如表27-表29所示,对于中间立柱分支性质和带电损耗增加两者,凹入部分的深度Y越大,就获得越好的结果。
进一步地,当光纤带的厚度T为270μm或280μm即T≤d+30(μm)时,带电损耗增加的结果特别有利。可以认为这是因为:当使用如图12A-图12C所示的分支工具时,由于凹入部分的有利效果,与树脂仅形成得较薄的光纤带相比,改善分支性质。例如,虽然当如表27所示,带厚度T为270μm时,中间立柱分支性质为“好”,但是,当如表29所示,带厚度为280μm并且凹入部分的深度Y设定为5μm时,中间立柱分支性质为“非常好”,相应地,确认凹入部分的有利效果。
进一步地,应理解,当关注中间立柱分支性质时,中间立柱分支性质尤其与比例(T-d)/2Y的值相关。例如,当比值(T-d)/2Y等于或小于4.0时,中间立柱分支性质为好。
进一步地,当比值g/d等于或小于1.0时,即当凹入部分的底部部分位于光纤公切线的内侧时,中间立柱分支性质为好,并且带电损耗增加变低,并且,当比值g/d等于或小于1.0时,进一步得到有利的效果。
在如图11A或图13A所示形成凹入部分的光纤带中,以平滑的弯曲形状R形成凹入部分是有利的。例如,这是因为:当凹入部分的底部部分具有与光纤带形状一致的尖锐形状时,应力集中在底部部分,因而,容易产生裂纹和断裂。
进一步地,如图1A、图10、图11A和图13A所示,在本发明光缆中所用的光纤带中,光纤和护套(树脂)之间的粘附强度有时影响执行带电分支时的传输损耗增加和带电操作效率。对于光纤和树脂的粘附强度,考虑到防止传输损耗增加和分支可操作性,每根光纤的粘附强度在0.245(mN)-2.45(mN)的范围内是有利的。当上述粘附强度比上述范围更小时,有时导致以下情形:在形成光缆时护套(树脂)断裂,以及光纤互相分离。进一步地,当上述粘附强度比上述区域更大时,分支性质下降。
通过以上结合图5和图6解释的方法测量光纤和树脂之间的粘附强度。
在本发明所用的光纤带中,当本发明的主要目的是光纤保持完整性且互不分离时,树脂的厚度等于或大于0.5μm是有利的。在此情况下,光纤带的最大厚度T变为T≥光纤外径d+1(μm)。
进一步地,光纤带的树脂性质有时也影响带电分支时的传输损耗增加或分支操作效率。对于树脂的材料性质,屈服点应力在20MPa-45MPa的范围内是有利的,并且,容易执行分支操作,并可抑制在执行带电分支时的传输损耗。根据JIS K7113,在50mm/分钟的拉伸速度下测量第2号试样的屈服点应力。当屈服点应力小于20MPa时,有时出现以下情况:在使光纤带形成为光缆的步骤中,各个光纤因作用到光纤上的外力而分离,因而,光纤带不能形成光缆。当屈服点应力超过45MPa时,难以使树脂断裂,因而,难以执行光纤带的中间立柱分支。
进一步地,在这,对于图29所示光缆401,测量在波长1.55μm的普通条件下的传输损耗值以及中间立柱分支的传输损耗增加量。
这里,在此实施例中所用的光缆401具有6.0mm的总宽度、2.0mm的厚度,同时,支撑线7和抗拉强度全402由钢丝制成。
进一步地,在此实施例中所用的光纤带是图13A所示的光纤带110A,并且,光纤带110A的厚度T为270μm。光纤11的外径d为250μm。进一步地,树脂的厚度t为10μm,凹入部分的深度为50μm。然而,对于整体形成为光纤带的光纤,提供使用符合G652的光纤的情形以及使用模场直径等于或小于10μm的光纤的情形,并且,提供比较各个情形的测量结果。
对于在用作为光缆401的光缆护套403覆盖光纤的条件下光纤的传输损耗值,当使用符合G652的光纤时,最大值为0.22dB/km并且平均值为0.20dB/km。当使用模场直径等于或小于1 0μm的光纤时,最大值为0.21dB/km并且平均值为0.19dB/km。
以此方式,对于在光纤形成为光缆的状态下的光纤传输损耗,模场直径等于或小于10μm的光纤表现出尤其有利的性质。
进一步地,根据图30A-30B所示的方法,对光缆执行中间立柱分支,以便测量其传输损耗。
通过观察从光缆401除去护套403开始直至完成使用存储示波器422的中间立柱分支的操作,测量传输损耗。
结果,对于操作过程中的传输损耗增加量,在使用符合G652的光纤的情形和使用模场直径等于或小于10μm的光纤的情形中,不能识别等于或大于0.1dB的值。
以此方式,在执行中间立柱分支时增加的损耗量为等于或小于1.0dB的值的光缆可在带电条件下有利地执行中间立柱分支,因而,可适当地仅分支和取出希望的光纤,并在下游侧使用其它光纤。相应地,有效地利用容纳于光缆中的全部光纤。相应地,通信线路的构造成本可控制在较低水平。
进一步地,即使在借助不分支的光纤而执行高速通信时,或者即使当在动态范围较小的区域中执行通信时,也可从执行中间立柱分支时增加的损耗被抑制为等于或小于0.5dB的值的光缆中分支和取出希望的光纤。相应地,可显著增加设计光学通信网络时的灵活度。
下面,解释根据本发明的另一模式的光缆。
图31所示光缆430既未设置图29所示的支撑线407也未设置抗拉强度体402。在光缆430中,用由热塑树脂制成的护套403覆盖光纤带410,并且在护套403中形成两个槽口404。
图32所示光缆431由两个光纤带410、两个抗拉强度体402和护套403构成。两个光纤带410以在厚度方向上互相接触层叠的状态布置在两个抗拉强度体402之间,并用护套403一起覆盖两个光纤带41 0和两个抗拉强度体402。进一步地,在护套403中形成两个槽口404。
在图33所示的光缆432中,用大致为圆形轮廓的护套403a覆盖光纤带410和两个抗拉强度体402。也在护套403a中形成两个槽口404。
在图34所示的光缆433中,用圆形轮廓的护套403b覆盖光纤带410和两个抗拉强度体402。尽管在护套403b中不形成槽口,但在相邻的光纤带410中安装用于撕裂护套403b的两个撕裂绳434。在取出光纤带410时,通过沿互相相反的方向把这些撕裂绳434拉到护套403b外部,可以撕裂护套403b。
图35所示光缆435由光纤带410、两个抗拉强度体402和护套403构成。在护套403中形成的两个槽口404不在厚度方向上相同的区域上形成并且不在光纤带410宽度方向上的中心形成,而是向着光纤带410宽度方向上的端部形成各个槽口404。以此方式,通过在不对称位置形成两个槽口404,当从这些槽口404撕裂护套403时,因为此结构而容易取出光纤带。
在图36所示的光缆436中,与图32所示光缆431相似地,用护套403一起覆盖两个光纤带410和两个抗拉强度体402。然而,两个光纤带410容纳于在护套403中形成的收藏孔437中,并且不完全与护套403接触。也就是说,在光纤带410和护套403之间,安装收藏孔437的内腔438。在此情况下,当光缆436弯曲或扭曲时,由于光纤带410不总是与护套403一起变形,因此,传输损耗增加可被抑制为较低水平。进一步地,当通过从槽口404撕裂护套403而取出光纤带410时,因护套位移造成的摩擦力不直接作用到光纤带410上,因而,可防止不希望有的光纤带410分离。
进一步地,与图37所示光缆439相似地,在收藏孔437中可与光纤带410一起安装隔离物440。这里,隔离物440例如为可降低光纤带410与护套403之间摩擦阻力的隔离物,如油、滑石粉等,或者可以是由具有抗拉强度体功能的聚丙烯等形成的纤维型纱线。
进一步地,与图38所示光缆441相似地,不形成收藏孔,但可安装带状媒介物440a,其中,媒介物440a布置成沿着光纤带410放置媒介物440a。
如以上所解释地,对于根据本发明的光缆,可示出各个方面的实例。
在这,对于光缆430、431、432、433、435、436、439、441的光纤带,除了在图中示出的光纤带10之外,可使用上述光纤带10A、110、110A。
进一步地,对于覆盖在光纤带上的光缆护套的树脂,可使用热塑树脂。进一步地,为了在取出光纤带时减小重量或提高撕裂性质,护套树脂可发泡。
在本文中,根据本发明的如图13所示的光纤带不局限于满足关系T≤d+40(μm),并且,布置在凹入部分中的护套不超过相邻光纤的公切线,其中,凹入部分在相邻光纤之间形成。
在具有此结构的此光纤带中,当从整体形成的光纤带中分支光纤时,有可能容易分支光纤,因为覆盖光纤之间凹入部分的护套不超过光纤的公切线。
如以上解释地,在根据本发明的光纤带中,当在光缆中形成光纤带时,光纤带可保持互相不分离,并且,各个光纤容易分支。
如以上解释地,借助根据本发明的光缆,易于对容纳在光缆中的光纤带执行中间立柱分支。
如以上解释地,借助根据本发明的光缆,易于对容纳在光缆中的光纤带执行中间立柱分支,并且,可减小PMD。
Claims (31)
1.一种光纤带,包括:
平行布置且互相接触的多根光纤,
通过覆盖处于平行布置状态的多根光纤的整个周围,在光纤的全部长度上使多根光纤成为整体的树脂,
光纤和树脂处于光纤和树脂互相紧密粘附的状态,
在树脂中与相邻光纤之间的凹口相应地形成的凹入部分,其中,
光纤带的厚度最大值T(μm)和光纤的外径d(μm)满足关系T≤d+40(μm);以及
光纤带在树脂凹入部分处的厚度g满足关系g≤d(μm)。
2.如权利要求1所述的光纤带,其中,确定关系T≤d+20(μm)。
3.如权利要求1所述的光纤带,其中,在光纤带的横截面中,在由以下两条直线确定的内部区域中,其中,所述两条直线与连接两根相邻光纤的各个中心的直线正交并分别穿过两根相邻光纤的各个中心,
假设杨氏模量为E并且横截面积为S,树脂的ES乘积与光纤的ES乘积之比等于或小于0.031,并且,树脂的杨氏模量等于或大于200MPa。
4.如权利要求1所述的光纤带,其中,在光纤带的横截面中,在由以下两条直线确定的内部区域中,其中,所述两条直线与连接两根相邻光纤的各个中心的直线正交并分别穿过两根相邻光纤的各个中心,
利用杨氏模量E和横截面积S,设定树脂的ES乘积与光纤的ES乘积之比为0.026或更小。
5.如权利要求4所述的光纤带,其中,凹入部分的深度Y(μm)满足关系(T-d)/2Y≤4.0。
6.如权利要求1所述的光纤带,其中,确定关系g≤0.8d(μm)。
7.如权利要求1所述的光纤带,其中,弯曲直径15(mm)的光纤在波长1.55(μm)下的宏弯损耗等于或小于0.1(dB/圈)。
8.如权利要求1所述的光纤带,其中,对于每一根光纤,在光纤和树脂之间的粘附强度在0.245(mN)至2.45(mN)的范围内。
9.如权利要求1所述的光纤带,其中,树脂的屈服点应力在20(MPa)至45(MPa)的范围内。
10.如权利要求1所述的光纤带,其中,当在带电状态下从光纤带分支光纤时增加的传输损耗等于或小于1.0(dB)。
11.如权利要求1所述的光纤带,其中,光纤在波长1.55(μm)时基于Petermann-I定义的模场直径等于或小于10(μm)。
12.如权利要求1所述的光纤带,其中,处于松绕线圈状态中的光纤带的极化模式色散等于或小于0.2(ps/km1/2)。
13.一种具有一条或多条如权利要求1-12所述的光纤带的光缆。
14.如权利要求13所述的光缆,进一步包括:
隔离物,所述隔离物具有大致为圆柱形的塑料伸长体,在其中心包括抗拉强度体,
其中,在伸长体的外围表面上形成大致成螺旋形的槽,并且,在槽内层叠并容纳一条或多条光纤带。
15.如权利要求14所述的光缆,其中,沿着隔离物的纵向方向在一个方向上螺旋形成槽。
16.如权利要求15所述的光缆,其中,在容纳于槽内的所有光纤中,在范围1.26(μm)-1.65(μm)内的任意波长的链接极化模式色散等于或小于0.05(ps/km1/2)。
17.如权利要求14所述的光缆,其中,槽按以下方式螺旋形成:槽的螺旋方向沿着隔离物的纵向方向交替反向。
18.如权利要求17所述的光缆,其中,在容纳于槽内的所有光纤中,在范围1.26(μm)-1.65(μm)内的任意波长的链接极化模式色散等于或小于0.2(ps/km1/2)。
19.如权利要求13所述的光缆,进一步包括:
大致为圆柱形的伸长管,在伸长管中以层叠方式容纳一条或多条光纤带。
20.如权利要求19所述的光缆,其中,用胶状化合物覆盖容纳在大致为圆柱形的伸长管中的一条或多条光纤带。
21.如权利要求20所述的光缆,其中,在容纳于大致为圆柱形的伸长管内的所有光纤中,在范围1.26(μm)-1.65(μm)内的任意波长的链接极化模式色散等于或小于0.05(ps/km1/2)。
22.如权利要求19所述的光缆,其中,用纱线覆盖容纳于大致为圆柱形的伸长管内的一条或多条光纤带。
23.如权利要求22所述的光缆,其中,在容纳于大致为圆柱形的伸长管内的所有光纤中,在范围1.26(μm)-1.65(μm)内的任意波长的链接极化模式色散等于或小于0.2(ps/km1/2)。
24.如权利要求19所述的光缆,其中,容纳一条或多条光纤带的大致为圆柱形的伸长管按以下方式扭曲:在抗拉强度体的纵向方向上,大致为圆柱形的伸长管绕着抗拉强度体的扭曲方向交替反向。
25.如权利要求24所述的光缆,其中,在容纳于大致为圆柱形的伸长管内的所有光纤中,在范围1.26(μm)-1.65(μm)内的任意波长的链接极化模式色散等于或小于0.2(ps/km1/2)。
26.如权利要求19所述的光缆,其中,容纳一条或多条光纤带的大致为圆柱形的伸长管在抗拉强度体的纵向方向上沿一个方向绕着抗拉强度体扭曲。
27.如权利要求26所述的光缆,其中,在容纳于大致为圆柱形的伸长管内的所有光纤中,在范围1.26(μm)-1.65(μm)内的任意波长的链接极化模式色散等于或小于0.2(ps/km1/2)。
28.如权利要求13所述的光缆,进一步包括:
用于覆盖一条或多条光纤带的护套。
29.如权利要求28所述的光缆,其中,一条或多条光纤带与护套互相粘附。
30.如权利要求28所述的光缆,其中,在一条或多条光纤带与护套之间形成空气间隙。
31.如权利要求28所述的光缆,其中,隔离物布置在一条或多条光纤带与护套之间。
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