CN1011921B - 含有光纤的海底电讯缆线 - Google Patents

Abstract

根据本发明含有光纤的海底电讯缆线包括：装有能抵抗施加在缆线上的拉力的金属套(10)的这种类型的光电转发器(6，7，8，9)；与这种转发器相连接的既有这种类型的光纤电缆段(1，5)，即在内部用金属抗拉铠装包住光纤，也有这种类型的电缆段(2，3，4)，在其内部，金属抗拉铠装仅由一根径向上占据着电缆的最里层部分的绳索(12)所构成，并被后者(电缆)的光纤所包围。

Description

本发明涉及一种含有光纤的海底电讯缆线，这种海底电讯缆线由光纤型海底电缆段互相串接而成，并且在段之间处插接有被传输信号的光电转发器。

众所周知，任何含有光纤的海底电讯缆线都应有一个能机械地抵抗敷设缆线时和为可能的修理而进行回收时施加在缆线上的拉力的结构，这个结构的存在是很必要的。

海底通讯缆线的这种机械抗拉结构的元件由电缆的抗拉铠装和光电转发器的抗拉铠装构成。

按照它们的抗拉铠装来分，海底光纤电缆可分 成两类。

第一类海底光纤电缆包括铠装套装在光纤占据着的电缆部分上的那些电缆;它们的铠装既能机械地抵抗敷设时冲撞它的拉力，还能抵抗已敷设电缆中因静液压力引起的应力。

第二类海底光纤电缆包括机械抗拉铠装被光纤所包围的那些电缆。特别是这类电缆的铠装仅由一根在径向上占据了电缆的最里层部分的绳索所构成。而且它们只装有一个紧套，基本上不能抵抗由静液压压力引起的应力，对后者的抵抗是通过向紧套内部所有未填材料的空间中填充一种不可压缩的流体的办法来实现的。

光电转发器也可分成两类：

第一类包括的光电转发器是这样的：它们的结构只允许电缆与其固定，上述的电缆中含有着光纤的部分包裹着机械抗拉铠装。

在属于第一类的光电转发器中，机械抗拉结构由紧套或金属外壳构成，上述的紧套或金属外壳的两端都有用于连接转发器与两段第一类电缆的铠装的元件。

第一类转发器的结构简单、紧凑，对水下物体（如渔网等物）的冲撞可能产生的损伤具有一定的抵抗作用。

事实上，为了保证具有高机械强度，第一类转发器都装有相当厚度的紧套或金属外壳，它们的尺寸要选择得既能抵抗静液压力，又能抵抗敷缆线期间的施加的拉力。

第二类光电转发器由具有下列特点的转发器构成：即它们的结构只能允许第二类电缆与其（转发器）固定，第二类电缆中的机械抗拉铠装由在径向上占据它们（电缆）的最里层部分并被光纤包裹着的一根绳索所构成。

在第二类光电转发器中，机械抗拉结构由在径向上占据着转发器的最里层部分的一根连结杆或类似物所构成。

转发器的光电元件都位于连结杆周围，除连结杆的端部外，它们（光电元件和连结杆）整个都被一紧套所包围，连结杆从紧套中伸出成悬臂状态。

在第二类光电转发器中，紧套中未填材料的所有空间中都填充了一种不可压缩的液体，因此上述紧套本身具有较小的机械强度。从而在冲撞场合很可能被损坏。

从上面的描述可以看出，常规的含有光纤的海底电讯缆线全部是由相同类型的电缆通过相同类型的光电转发器连接在一起而形成的。

具体地说，上述的常规缆线只能由第一类电缆通过第一类转发器连接在一起而构成，或者只能由第二类电缆通过第二类光电转发器连拉在一起而构成。

目前已公知的含有光纤海底电讯缆线同时存在不少优点和缺点，下面我们将加以分析。

由第一类电缆通过第一类光电转充器连接在一起而构成的已公知电缆极其笨重，很缺乏柔性且又难于处理，这给进行敷设工作带来了困难。

另外，当敷设深度增加时，缆线的重量也相应增加，其柔性和可处理性也显著下降。事实上，敷设深度的增加将相应地引起第一类电缆中包围着光纤占据的电缆部分的铠装结构的增大，这是因为敷设缆线期间施加在缆线上的拉力及静液压力引起的应力都比原来大了。

相同的分析同样适用于第一类光电转发器，因为随着敷设深度的增加，机械抗拉套的厚度也相应的增加。

由第一类电缆构成的常规海底缆线的优点是借助于坚固的铠装（包围着传输元件占据的那部分缆线），它们可以抵御渔网等物造成冲撞。

但是，上面说到的防冲撞性只在被冲撞的危险实际存在的靠近海岸的那部分海底电缆长度上才是利大于弊的，上述的危险对缆线的剩余部分（伸向更远的部分）实际不存在，因为它们被敷设在极深的根本无法预测情况的海底里。就缆线而言，上面说过的敷设时遇到的困难造成的障碍就无法排除。

然而由第二类电缆通过第二类光电转发器连接在一起而构成的常规海底缆线比较轻，有柔性（易弯曲），易于处理，这将使敷设过程容易进行。

但是，上面那类缆线的缺点是它们在水下物体（如渔网等物）冲撞时容易损坏。

本发明意在提供一种含有光纤的海底电讯缆线，这种缆线具有上面说到的现有电讯缆线的所有优点，同时避免了它们的缺点;这种海底电讯缆线是通过把第一类光电转发器既与第一类光纤电缆相连，又与第二类电缆相连来获得的。

因此，本发明的目的是提供一种含有光纤的海底电讯缆线，该电讯缆线包括至少一个被传输信号的光电转发器和至少两根中间插入并连接上述转发 器的海底光纤电缆，上述的光电转发器上装有用于机械地抵抗敷缆线时传到缆线上的任何拉力的紧套，上述的电讯缆线的特征在于所述的两根海底电缆由至少有一根是下列类型的，即其机械抗拉铠装有一根在径向上占据着电缆的一最里层部分的绳索;其特征还在于光电转发器和上述类型的海底电缆之间的接头包括一个机械抗拉筒形体，该筒形体支撑着一个与其形成一个整体且横断地装在其空腔中的机械抗拉隔板，该隔板上开有供光纤穿过的通孔，作为电缆铠装的绳索固定在机械抗拉隔板上，上述的筒形体的一端装有与转发器套实现机械固定的元件，另一端与电缆套紧紧相连，上述的机械抗拉筒形体中还装有液压密封装置。

从下面的以非限制性实例的方式详细描述，同时参照附加页上的附图，可以更好地理解本发明。

附图中，图1-概略地表示根据本发明的一种缆线。

图2-表示电缆一端和光电转发器之间的插头的截面图，而

图3-是图2中的拉头的详细平面图。

图1中示意性地表示了一种根据本发明的含有光纤的海底电信缆线，它包含由光电转发器（6，7，8，9）串接在一起的许多光纤缆段（1，2，3，4，5）。

具体地说，由参考数字（1）和（5）所表示的光纤缆段本质上是已知的，而且它们属于第一类缆，其中机械抗拉铠装包围着含有光纤的电缆部分。而由参考数字（2.3.4）表示的缆段本质是已知的，它们属于第二类电缆，其中电缆的机械抗拉结构只由一根缆索组成，它在径向上位于电缆部分的最里层，而因此位于光纤所占据的电缆部分的内部。缆线上所有的光电转发器（6.7.8.9.）本质上是已知的，属第一类光电转发器，可以想象得出它有一个甚至能机械地抵抗在敷设缆线期间施加在其上的任何拉力的紧套，因此它们的紧套既能机械地抵抗敷设作业期间施加的拉力，又能机械地抵抗施加在已敷设好的缆线上的静液压力。

如上所述，本质上是已知的光电转发器（6，7，8，9），它们的机械抗拉套的两端都装有使第一类电缆（其机械抗拉铠装包围着含有光纤的电缆部分）的机械抗拉铠装与之相连的元件。

因此，属上面说过的第一类电缆的电缆（1）和（5）之间的接头，以及用常规系统和装置构成的光电转发器（6）和（9），不包括在本发明的范围之内，故在附图中未画出，也不准备加以详细描述。

与此相反，第二类光纤电缆（其机械抗拉铠装仅由一根径向上位于电缆最里层的缆索组成）与第一类光电转发器（装有能机械地抵抗加在转发器上的拉力的一个紧套）之间的连接是通过体现本发明的电讯缆线的一个基本要素的连接装置来实现的，这在下面将加以描述。

上面谈到的连接装置，一般包括一个至少能机械地抵抗敷缆线时施加在缆线上的拉力的筒形体。

筒形体的一端通过固定元件与光电转发器的紧套的一端相连，固定元件把上述筒形体的一端与相同的装在紧套上用于固定第一类电缆的外部铠装的连接元件相连接。

筒形体包含一块固定安装在其空腔中的隔板，隔板上开有许多用于穿过电缆的或转发器的光纤的通孔。

隔板能抗机械拉伸，构成第二类光纤电缆的机械抗拉铠装的缆索的一个末端与隔板连接，可以预见该缆索是唯一的铠装，它在径向上位于电缆部分的最里层。

筒形体的另一端与电缆套紧紧相连，筒形体的内部装有密封装置。

图2表示一具体的第二类光纤电缆（如电缆2）和某类光电转发器（如用参考号8表示的）之间的一个接头（下面将详述）的一具体实施例（但不局限于此）;在该第二类光纤电缆中，机械抗拉铠装仅由在径向上位于最里层的一根缆索（12）组成;该类光电转发器备有一个甚至能机械地抵抗在敷设缆线期间施加的任何应力的紧套（10）。

图2只粗略表示光电转发器（6）端部的一部分，因为它是本质上公知的类型。套（10）的每端都有一个法兰（11），这个法兰（11）就是常规缆线中与第一类电缆的机械抗拉铠装相固定的元件。

这根特定的电缆（2）围绕缆索（12）具有（本发明的目的不局限于此），一个嵌有小管（14）的塑料材料制成的芯（13），光纤（15）就松动地装在这些小管（14）中;上述的芯（13）被一个（举例来说）金属材料制成的只起液压密封 作用的电缆（10）的套（16）所包围;再向外，金属套（16）上装有一个塑料外壳（17）。

从图2中可以看出，电缆（2）的末端具有它自己的逐渐裸露的部分，特别是缆索（12）和各光纤（15）的端部都是悬臂的。

电缆（2）和光电转发器（6）之间插接有机械抗拉筒形体（18），该筒形体的一端有一个法兰（19），并且与光电转发器（6）的机械抗拉套的法兰（11）通过（举个例子来说）螺栓相连。

机械抗拉筒形体（18）的另一端（21）与电缆（2）的金属套（16）借助于（比方说）焊缝（22）紧紧相连。

筒状体（18）由几个筒状段（23，24，25，26）构成，每个筒状段的两段都有法兰，各个筒状段之间相互对准并相互固定在一起。

筒状段（23），（24），（25）（它们的特征以后再描述）之间相互直接相连，而在筒状段（25）和筒状段（26）之间插入了一块板（27），该板的平面图示于图3中。这块开有通孔的板（27）构成了夹板的一个具体实施例，它装在筒形体的空腔中，并与后者构成一个整体。

板（27）的边缘夹在法兰（25′）和（26′）之间，螺栓（28）穿过板上的孔（29）（见图3），这些孔与法兰（25′）和（26′）上的那些孔对准，从而使板（27）和筒形段（25，26）在后者的法兰（25′）和（26′）处实现连接。另外，一块由电绝缘材料制成的衬垫（26″）夹在法兰（26′）和板（27）的边缘之间。

板（27）在其轴心上开有一通孔（30），电缆（2）的绳索（12）的端部穿过该孔。直径尺寸大于通孔（30）的一对夹板（31，32）从板（27）相反的两面上夹住绳索，从而使绳索（12）连拉在板（27）上。

绳索端的通孔（30）及一对夹板（31，32）形成的单元是把构成电缆（2）的机械抗拉铠装的绳索（12）固定在板（27）上的装置的一个具体实施例，仅是作为例子来解释，因此不局限于此。

板（27）上还开有通槽（33）。在上面的那个特定实施例中，电缆（2）的光纤（15）穿过通槽（33），从而可使该光纤的末端位于板（27）和光电转发器（10）之间的空间中。

如上所述，在机械抗拉筒形体中装有液压密封装置，这些密封装置的作用是防止因任何原因（如金属套上有小裂缝）而渗入电缆的少量水到达转发器光电部件而使它们受到损害。

图2用图说明了在机械抗拉筒形体（18）的内部的密封装置的一个具体实施例。

上面说过，位于板（27）和光电转发器（6）之间的机械抗拉筒形体（18）部分由相互对准且连接的三个筒形段（23），（24），（25）所构成的。

对中介段（24）来说，它的内圆筒表面最好是经过压花的，这样才好和聚合材料制的圆筒体（34）的表面紧紧相连。圆筒体（34）的轴向长度与筒形段（24）的长度基本相同，它由（比方说）环氧树脂做成，中央部分有光纤（35）。光纤（35）的两端从体（34）的两个底（34′）和（34″）伸出呈悬臂状。

至少在光纤嵌入体（34）的塑料材料的长度的中央区域内，该光纤最好不带通常的塑料保护外壳。

从体（34）的底（34″）以悬伸方式伸出的光纤（35）的各端头在（36）处与电缆（2）的各光纤相连。相反，从体（34）的另一底（34′）以悬伸方式伸出的光纤（35）的各端头在（37）处与来自光电转发器（6）的各光纤（38）相连。

因此，筒形段（23）和（25）也有包围各根光纤间的接头的作用，从而保证电缆的光纤与转发器的光电元件之间的连接。

具体地说，筒形段（23）和（25）中包含着卷成束的较长的待连接的光纤末端部分，以使连接易于进行。

此外，筒形段（23）和（25）中任何末填材料的空间及筒形段（26）内的全部空间，都完全注满了一种防水油脂。

为使上述的那些空间注满防水油脂，其措施是在筒形段（23）和（25）的壁上打有孔，这些孔可以用塞子（39）塞住。

此外，筒形体（18）和光电转发器（6）的机械抗拉套被一个聚合材料制成的外壳（40）所包裹，该外壳（40）与塑料材料制成的电缆（2）的外壳（17）对头连接。

上面对包围的机械抗拉筒形体中的密封装置，和位于板（27）和光电转发器（6）之间的上述筒 形体的部分中的液压密封装置的位置，以及上述那部分的具体形状所进行描述的具体实施例，都不能认为是限制性的。

事实上，在另一个本图中来示出的实施例中，聚合材料制成的体（34）与位于板（27）和电缆（2）的末端之间的筒形体部分结合在一起;上述的结合可以是任何种类的，只要使体（34）的圆筒面与该筒形体的上述部分的空腔表面紧紧地连接在一起就可以。

另外，根据这个有变化的实施例，位于板（27）和光电转发器（6）之间的筒形体的那部分由一个单独的筒形段构成。

如上所述，对图2中所示的连接所进行的描述，曾特别参考了电缆（2）与光电转发器（6）之间的连接。电缆（2）和（3）与光电转发器7的连接（见图1），电缆（3）和（4）与光电转发器（8）的连接，以及电缆（4）与转发器（9）的连接，都与图2所示和描述的连接完全相同，因为电缆（2），（3），（4）都属于第二类电缆，可以料想到，它只有一根在径向上占据着电缆最里层部分的绳索作为机械抗拉结构。

与此相反，电缆（1），（5）分别与光电转发器（6）和（9）进行的连接本质上都是公知的，这是因为该电缆（1）和（5）都属第一类电缆，可以料想到，它具有位于包含光纤的电缆部分外部的机械抗拉铠装。

此外，根据本发明的电讯缆线还包括把传输信号送给光电转发器的导电体。

在上面已图示和描述过的那个具体实施例中，一个导电体由包含下列部分的单元组成，即：两根电缆的铠装，位于板（27）和光电转发器之间的机械抗拉筒形段，和光电转发器的套;而另一导体则是电讯缆线敷设在其中的大海。

在另一实施例中，导体中的一个由包含第一类电缆的铠装、转发器的紧套及第二类电缆的外壳的单元构成;在这种情况下，设有绝缘衬垫（26″），夹板（31）和（32）及板（27）的洞（30）都装有电绝缘外壳。这个实施例中的另一个导体也是电缆线敷设在其中的大海。

上面说到的用来向光电转发器输送信号的导电体的两个特例不包含导电体的所有可能的相同的实施例，由于本技术领域内的一个技术人员只要根据其自身的技术知识就可预见到上述的那些所有可能的实施例，因此，它们都在本发明的范围之内。

从上面对根据本发明的电讯缆线的报告性描述以及下列的见解可以看出：本发明实现了提出的目标。

体现本发明的电讯缆线的一个基本要素的独特的连接装置，能使第二类电缆（即海机械抗拉铠装只由在径向上位于电缆最里层部分的一根绳索子构成的电缆）与装有密封套的光电转发器相连，上述的密封还套能抵抗敷设作业时所受到的拉力。

此外，体现本发明的一个重要要素的连接装置，通过它们与转发器套上的元件的结合得到了下列结果：即有可能把第一类电缆（即铠装包围所含有的光纤的电缆）的机械抗拉铠装与其连接。

这样的话，这些连接装置使一种含有光纤的海底电缆的技术措施成为可能，在该光纤电缆中有两种类型的光纤电缆，还同时含有光电转发器，只有这类型的光电转发器装有能机械地抵抗机械拉力的密封套。

因此，可得到这样的海底电讯缆线：在水下物体冲撞的事件中，可免遭可能受到的损害，这是因为在存在冲撞危险的长度段上，电讯缆线可由更能抵抗冲击的第一类电缆构成的，同时这种电讯线重量显著地轻，易弯曲，易于处理，这是因为它们包含了具有上述特点的第二类电缆，它构成了缆线在无冲撞危险的长度上的较长部分。

虽然我们只描述和图示了本发明的一些实施例，但应该理解的是本发明包含从上面指出的发明思想引伸出的所有变化和改进。

Claims (7)

1、一种含有光纤的海底电讯缆线，包括：

至少一个被传输信号的光电转发器(6)，和

至少二段光纤海底电缆，上述的光电转发器就插接在这二段电缆之间，这类型的光电转发器装有一个能机械地抵抗甚至在敷设缆线期间就施加在其上的机械拉力的紧套(10)；

缆线的特征在于：

两根海底电缆中至少有一根(2)是这种类型的，即其中机械抗拉铠装是一根在径向上占据着该电讯缆线的最里层部分的绳索(12)，

光电转发器(6)和上述类型的海底电缆(2)之间的连接部包括一种机械抗拉力筒形体(23，24，25，26)，该筒形体支撑着一个与其成一个整体且横断地位于其空腔中的机械抗拉力隔板(27)，隔板(27)上开有通孔(33)便于光纤(15)穿过，构成电缆铠装的绳索(12)固定在隔板(27)上，上述筒形体(23，24，25，26)的一端(19)装有把它自身与转发器套(10)机械地固定的元件，另一端(21)与电缆(2)的外套(16)紧紧相连，液压密封装置(34)被装在上述的机械抗拉筒形体中。

2、一种如权利要求1所述的海底缆线，其特征在于机械抗拉圆筒体（23，24，25，26）支撑着与其自身构成一体且横断地位于其空腔内同时又开有通孔（33）并与构成电缆（2）的铠装的绳索（12）相连的机械抗拉隔板（27），该机械抗拉筒形体（23，24，25，26）包括：

至少两个筒形段（23，24，25，26），其轴线互相对准，它们之间夹入一块开有通槽（33）的板（27），板（27）构成了上述的筒形体的隔板，板（27）的边缘以机械方式紧紧地固定在两个筒形段（23，24，25），（26）的互相面对的端部上，板（27）在其自身的轴心线上设有与构成电缆（2）的铠装的绳索（12）相连的元件（30，31，32）。

3、一种如权利要求2所述的海底缆线，其特征在于使构成电缆（2）的铠装的绳索（12）与板（27）相连的元件包括：

板（27）内的一个通孔（30），用于包裹绳索（12）的末端部分，

从板（27）相对的两侧夹在绳索上的一对夹板（31，32）。

4、一种如权利要求1所述的海底缆线，其特征在于装在机械抗拉筒形体（23，24，25，26）内的液压密封装置包括：

一个聚合材料制成的圆柱体（34），圆柱体（34）内嵌装有许多光纤（35）的中段部分，每根光纤（35）的一端与光电转发器（6）的光纤（38）相连，另一端与电缆的光纤（15）相连，聚合材料制成的体（34）圆周表面与机械抗拉筒形体（24）的内表面紧紧相连。

5、一种如权利要求4所述的海底缆线，其特征在于：由聚合拆料制成的圆柱体（34）内嵌装有许多光纤（35）的中段部分，圆柱体（34）位于筒形体（23，24，25）的某部分内，该部分在其含有与转发器（6）的套（10）进行机械固定的装置的末端与机械抗拉隔板（27）之间。

6、一种如权利要求5所述的海底缆线，其特征在于：筒形体（23，24，25）中装有与转发器（6）的套（10）机械固定的装置的一端与机械抗拉隔板之间包含的那部分由三个互相对准且紧紧相连三个筒形段（23，24，25）构成;其特征还在于聚合材料制成的圆柱体（34）自身的圆柱表面与中介筒形段（24）的空腔圆周表面紧紧相连，中介筒形段的轴向长度与上述的聚合材料制成的圆柱体的轴向长度基本相方。

7、一种如权利要求1所述的海底缆线，其特征在于机械抗拉筒状体（23，24，25，26）内未被材料填满的每一空间内都填充了防水油脂。