CN102141664A - 具有改善可接入性的紧包缓冲光纤单元 - Google Patents

具有改善可接入性的紧包缓冲光纤单元 Download PDF

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CN102141664A CN2010102487894A CN201010248789A CN102141664A CN 102141664 A CN102141664 A CN 102141664A CN 2010102487894 A CN2010102487894 A CN 2010102487894A CN 201010248789 A CN201010248789 A CN 201010248789A CN 102141664 A CN102141664 A CN 102141664A
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Abstract

本发明公开一种紧包缓冲和半紧包缓冲光纤单元。光纤单元包括光纤，所述光纤被聚合物缓冲层围绕以限定光纤-缓冲界面。缓冲层包含足够量的脂肪族酰胺增滑剂，以使至少一些所述脂肪族酰胺增滑剂迁移至缓冲-光纤界面，从而促进缓冲层的容易剥离。例如，使用小于约10N的剥离力在单一操作中，至少15厘米的所述聚合物缓冲层能够从所述光纤中除去。

Description

具有改善可接入性的紧包缓冲光纤单元
技术领域
本发明涉及光纤的紧包或半紧包缓冲单元的领域，所述单元具有改善可接入性。
背景技术
在光纤网络内，紧包和半紧包缓冲光纤通常用于多种其中空间受到限制的应用中。例如，紧包和半紧包缓冲光纤通常用在尾纤(即，短插线电缆)和无源装置(例如光纤分路器、耦合器和衰减器)中，其中对于个别光纤附加保护是期望的。
当使用紧包缓冲光纤时遇到的一个问题是可接入性。期望能够快速除去保护性缓冲管，使得封闭的光纤可以容易地接入。
提供改善可接入性的常规方案是在缓冲管和封闭的光纤之间提供间隙。
该间隙通常填充润滑剂以降低光纤和周围缓冲管之间的摩擦。然而，从生产的观点考虑，使用润滑剂层可能是困难的，因为润滑剂层需要另外的加工和高精确度。
如果使用空气填充的间隙，缓冲管可易于进入水。本领域普通技术人员将意识到渗透缓冲管的水(例如)可能冻结，这尤其可有助于光纤衰减。而且，填充空气的间隙提供空间，所述空间可以允许封闭的光纤变形或弯曲，这进而可导致不期望的衰减。
因此，期望更紧包缓冲光纤，其具有改善可接入性，并且在缓冲管和封闭的光纤之间不需要大量间隙。
发明内容
本发明涉及具有各几何形状的紧包缓冲和半紧包缓冲光纤单元，有利于卓越的可接入性(例如剥离性能)，同时保持低衰减。
本发明涉及一种缓冲光纤单元，包括：
光纤，包含被包括一个或多个涂层的光纤涂层连续围绕的玻璃光纤；以及
围绕所述光纤的聚合物缓冲层，所述聚合物缓冲层限定内表面，所述聚合物缓冲层包含足够量的脂肪族酰胺增滑剂，以使至少一些所述脂肪族酰胺增滑剂迁移至所述聚合物缓冲层的所述内表面，使得使用小于10N的剥离力在单一操作中，至少15厘米的所述聚合物缓冲层能够从所述光纤中除去；
其中所述聚合物缓冲层的内径比所述光纤的外径大不超过60微米。
在实施方案中，缓冲光纤单元包含一种单光纤。
在实施方案中，缓冲光纤单元是半紧包缓冲光纤单元，其中所述缓冲光纤单元还包含光纤和聚合物缓冲层之间的缓冲间隙。
在实施方案中，缓冲光纤单元是紧包缓冲光纤单元，其中所述光纤的外径和所述聚合物缓冲层的内径是基本上相同的
在紧包缓冲光纤单元的实施方案中，光纤是符合ITU-T G.651.1标准的多模光纤；所述多模光纤具有在波长850纳米处围绕弯曲半径为15毫米的线轴缠绕两圈的大于0.1dB的宏弯曲损耗；所述多模光纤具有在波长1300纳米处围绕弯曲半径为15毫米的线轴缠绕两圈的大于0.3dB的宏弯曲损耗；以及在进行从-5℃至60℃的两个温度循环后在-5℃下测定，所述光纤单元在波长1300纳米处的衰减小于0.6dB/km。
在紧包缓冲光纤单元的实施方案中，光纤是单模光纤；并且在进行从-40℃至70℃的两个温度循环后在-5℃下测定，所述光纤单元的衰减(i)在波长1310纳米处小于0.5dB/km，和(ii)在波长1550纳米处小于0.3dB/km。
在根据本发明的缓冲光纤单元的实施方案中，所述聚合物缓冲层的内径比所述光纤的外径大不超过30微米。优选地，使用小于5N的剥离力在单一操作中，至少50厘米的所述聚合物缓冲层能够从所述光纤中除去。此外优选地，使用小于10N的剥离力在单一操作中，至少100厘米的所述聚合物缓冲层能够从所述光纤中除去。
在缓冲光纤单元的实施方案中，其中所述聚合物缓冲层的内径比所述光纤的外径大不超过30微米，光纤是这样的单模光纤，所述单模光纤(i)符合ITU-TG.652.D标准但(ii)不符合ITU-T G.657.A标准和ITU-T G.657.B标准；以及在进行从-5℃至60℃的两个温度循环后在-5℃下测定，所述光纤单元的衰减(i)在波长1310纳米处小于0.5dB/km，和(ii)在波长1550纳米处小于0.3dB/km。
在根据本发明的缓冲光纤单元的实施方案中，使用小于10N的剥离力在单一操作中，至少30厘米的所述聚合物缓冲层能够从所述光纤中除去。
在根据本发明的缓冲光纤单元的实施方案中，所述光纤是符合ITU-TG.651.1标准的多模光纤；所述多模光纤具有在波长850纳米处围绕弯曲半径为15毫米的线轴缠绕两圈的大于0.1dB的宏弯曲损耗；所述多模光纤具有在波长1300纳米处围绕弯曲半径为15毫米的线轴缠绕两圈的大于0.3dB的宏弯曲损耗；以及在进行从-5℃至60℃的两个温度循环后在-5℃下测定，所述光纤单元在波长1300纳米处的衰减小于1dB/km。
在根据本发明的缓冲光纤单元的实施方案中，聚合物缓冲层的肖氏A硬度为至少90。
在根据本发明的缓冲光纤单元的实施方案中，加入所述聚合物缓冲层中的所述脂肪族酰胺增滑剂的量小于5000ppm，优选小于3000ppm。
在根据本发明的缓冲光纤单元的实施方案中，加入所述聚合物缓冲层中的所述脂肪族酰胺增滑剂的量在200ppm至2000ppm之间。
在根据本发明的缓冲光纤单元的实施方案中，加入所述聚合物缓冲层中的所述脂肪族酰胺增滑剂的量在750ppm至1250ppm之间。
在一个方面，本发明包括紧包缓冲光纤单元。紧包缓冲光纤单元包括光纤(即，玻璃光纤被一个或多个涂层围绕)。聚合物缓冲层紧包地围绕光纤以限定光纤-缓冲界面。缓冲层包含足够量的增滑剂(例如脂肪族酰胺)，以使至少一些的增滑剂迁移至缓冲-光纤界面。增滑剂促进缓冲层的容易剥离，而不论紧包缓冲光纤单元的紧包几何形状。就此而言，使用小于约10N的剥离力(例如约4N或更小)在单一操作中，至少约15厘米的所述聚合物缓冲层能够从所述光纤中除去(例如剥离)。
在另一个方面中，本发明包括半紧包缓冲光纤单元。半紧包缓冲光纤单元包括光纤(即，玻璃光纤被一个或多个涂层围绕)。聚合物缓冲层围绕光纤以在其间限定环状间隙。与常规半紧包结构相比，本发明的半紧包缓冲光纤单元可以使用在光纤和围绕缓冲层之间明显更狭窄的间隙，同时保持良好的可接入性。缓冲层包含足够量的增滑剂(例如脂肪族酰胺)，以使至少一些的增滑剂迁移至缓冲-光纤界面(例如缓冲层和光纤之间的狭窄间隙)。增滑剂促进缓冲层的容易剥离，而不论半紧包缓冲光纤单元具有比常规半紧包结构明显更狭窄的间隙。此处，同样，使用小于约10N的剥离力(例如约5N或更小)在单一操作中，至少约15厘米(例如至少约35厘米，例如至少约75厘米)的所述聚合物缓冲层能够从所述光纤中除去。
在任一方面中，缓冲光纤可以是多模光纤(MMF)或单模光纤(SMF)。
附图说明
在下面的详细描述及其附图中将进一步解释上述示意性概述、以及本发明的其他示例性目标和/或优点、和完成本发明的方式，
其中：
图1示意性示出根据本发明的示例性紧包缓冲光纤单元。
图2示意性示出根据本发明的示例性半紧包缓冲光纤单元。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明。本发明提供缓冲管结构，其赋予缓冲光纤增强的可接入性(例如光纤被聚合物缓冲层紧包或半紧包地围绕)。特别地，缓冲层(即，缓冲管)掺杂足够浓度的增滑剂，从而在缓冲管和其封闭的光纤之间提供摩擦力减小的界面。
本发明涉及紧包缓冲光纤单元，包括：光纤，包含被包括一个或多个涂层的光纤涂层连续围绕的玻璃光纤；以及紧包地围绕所述光纤以限定光纤-缓冲界面的聚合物缓冲层，所述聚合物缓冲层包含足够量的脂肪族酰胺增滑剂，以使至少一些所述脂肪族酰胺增滑剂迁移至光纤-缓冲界面，从而促进聚合物缓冲层的容易剥离；其中使用小于约10N的剥离力在单一操作中，至少约15厘米的所述聚合物缓冲层能够从所述光纤中除去。光纤涂层可包括围绕玻璃光纤的初级涂层和围绕初级涂层的次级涂层。光纤涂层可包括围绕次级涂层的墨水层。光纤的外径和聚合物缓冲层的内径可基本上是相等的。聚合物缓冲层的肖氏A硬度可至少约90。聚合物缓冲层可主要包含聚烯烃；并且脂肪族酰胺增滑剂可在聚烯烃中具有低溶解性，以促进脂肪族酰胺增滑剂到光纤-缓冲界面的迁移。加入所述聚合物缓冲层中的所述脂肪族酰胺增滑剂的量通常小于约3000ppm。可加入所述聚合物缓冲层中的所述脂肪族酰胺增滑剂的量在约750ppm至1250ppm之间。优选地，使用小于约5N的剥离力在单一操作中，至少约20厘米的所述聚合物缓冲层能够从所述光纤中除去。更优选地，使用小于约10N的剥离力在单一操作中，至少约30厘米的所述聚合物缓冲层能够从所述光纤中除去。光纤可以是符合ITU-T G.651.1标准的多模光纤；并且在进行从-5℃至60℃的两个温度循环后在-5℃下测定，所述光纤单元可在波长1300纳米处的衰减小于约1dB/km。所述多模光纤可具有在波长850纳米处围绕弯曲半径为15毫米的线轴缠绕两圈的大于0.1dB的宏弯曲损耗；以及所述多模光纤可具有在波长1300纳米处围绕弯曲半径为15毫米的线轴缠绕两圈的大于0.3dB的宏弯曲损耗。光纤可以是符合ITU-T G.651.1标准的多模光纤；并且在进行从-5℃至60℃的两个温度循环后在-5℃下测定，所述光纤单元可在波长1300纳米处的衰减小于约0.6dB/km。所述多模光纤可具有在波长850纳米处围绕弯曲半径为15毫米的线轴缠绕两圈的大于0.1dB的宏弯曲损耗；以及所述多模光纤可具有在波长1300纳米处围绕弯曲半径为15毫米的线轴缠绕两圈的大于0.3dB的宏弯曲损耗。光纤可以是单模光纤；并且在进行从-40℃至70℃的两个温度循环后在-5℃下测定，所述光纤单元的衰减可(i)在波长1310纳米处小于约0.5dB/km，和(ii)在波长1550纳米处小于约0.3dB/km。
本发明涉及上述光纤单元的制备方法，该方法包括：将脂肪族酰胺增滑剂加入聚合物组合物，以形成聚合物缓冲化合物；以及围绕光纤连续挤出聚合物缓冲化合物，以形成光纤单元。将脂肪族酰胺增滑剂加入聚合物组合物中的步骤可包括将脂肪族酰胺增滑剂加入聚烯烃中，所述脂肪族酰胺增滑剂在聚烯烃中具有足够低的溶解性，以促进在挤出步骤过程中和/或之后脂肪族酰胺增滑剂到光纤-缓冲界面的迁移。
本发明涉及一种半紧包缓冲光纤单元，包括：光纤，包含被包括一个或多个涂层的光纤涂层连续围绕的玻璃光纤；以及围绕光纤以在它们之间限定环状间隙的聚合物缓冲层，所述聚合物缓冲层包含足够量的脂肪族酰胺增滑剂，以使至少一些所述脂肪族酰胺增滑剂迁移至环状间隙，从而促进聚合物缓冲层的容易剥离；其中使用小于约10N的剥离力在单一操作中，至少约25厘米的所述聚合物缓冲层能够从所述光纤中除去。光纤涂层可包括围绕玻璃光纤的初级涂层和围绕初级涂层的次级涂层。光纤涂层可包括围绕次级涂层的墨水层。聚合物缓冲层的内径可比所述光纤的外径大不超过约30微米。聚合物缓冲层的肖氏A硬度可至少约90。聚合物缓冲层可主要包含聚烯烃。可加入所述聚合物缓冲层中的所述脂肪族酰胺增滑剂的量在约200ppm至2000ppm之间。优选地，使用小于约5N的剥离力在单一操作中，至少约50厘米的所述聚合物缓冲层能够从所述光纤中除去。更优选地，使用小于约10N的剥离力在单一操作中，至少约100厘米的所述聚合物缓冲层能够从所述光纤中除去。光纤可以是符合ITU-T G.651.1标准的多模光纤；并且在进行从-5℃至60℃的两个温度循环后在-5℃下测定，所述光纤单元可在波长1300纳米处的衰减小于约1dB/km。所述多模光纤可具有在波长850纳米处围绕弯曲半径为15毫米的线轴缠绕两圈的大于0.1dB的宏弯曲损耗；以及所述多模光纤可具有在波长1300纳米处围绕弯曲半径为15毫米的线轴缠绕两圈的大于0.3dB的宏弯曲损耗。光纤可以是符合ITU-T G.651.1标准的多模光纤；并且在进行从-5℃至60℃的两个温度循环后在-5℃下测定，所述光纤单元可在波长1300纳米处的衰减小于约0.8dB/km。所述多模光纤可具有在波长850纳米处围绕弯曲半径为15毫米的线轴缠绕两圈的大于0.1dB的宏弯曲损耗；以及所述多模光纤可具有在波长1300纳米处围绕弯曲半径为15毫米的线轴缠绕两圈的大于0.3dB的宏弯曲损耗。光纤可以是单模光纤；并且在进行从-5℃至60℃的两个温度循环后在-5℃下测定，所述光纤单元的衰减可(i)在波长1310纳米处小于约0.5dB/km，和(ii)在波长1550纳米处小于约0.3dB/km。单模光纤可(i)符合ITU-T G.652.D标准但(ii)不符合ITU-T G.657.A标准和ITU-T G.657.B标准。
示例性增滑剂包括脂肪族酰胺，特别是不饱和脂肪酸(例如油酸)的酰胺。示例性脂肪族酰胺增滑剂包括油酸酰胺(C18H35NO)和芥酸酰胺(C22H43NO)。合适的油酸酰胺基增滑剂是075840JUMB Slipeze，其购自PolyOne Corporation。
缓冲管掺杂足够量的增滑剂，以使至少一些增滑剂迁移(即，起霜(bloom))到缓冲管的内表面。通常，加入缓冲管中的增滑剂的浓度小于约5000百万份(ppm)(例如小于约3000ppm，例如小于约1500ppm)。更通常地，加入缓冲管中的增滑剂的浓度在约200ppm至2000ppm之间(例如在约500ppm和1250ppm之间)。
此外，增滑剂可在缓冲材料(即，用于形成缓冲管的材料)内具有低溶解度，以促进增滑剂在缓冲管的内表面起霜。
增滑剂促进容易接入缓冲管中所含的光纤。换句话说，增滑剂使缓冲管更易从光纤剥离。
增滑剂可通过母料法(masterbatch process)加入缓冲管。
首先，通过将载体材料(例如聚烯烃)和增滑剂混合来产生中间母料。示例性载体材料包括低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚乙烯(PP)。所得母料的增滑剂浓度在约1％至10％之间(例如约5％左右)。
在产生母料后，其和聚合物组合物混合以形成缓冲化合物。其他添加剂(例如着色剂)可加入母料和/或与聚合物组合物混合。
缓冲化合物中包含的母料的浓度通常在约1％和5％之间(例如在约3％和3.5％之间)，从而在缓冲化合物产生的增滑剂浓度在约0.01％和0.5％之间(即，在约100ppm和5000ppm之间)。缓冲化合物中的示例性增滑剂浓度可落在约750ppm至2000ppm之间(例如1000ppm至1500ppm)。
然后围绕光纤挤出(例如连续挤出)缓冲化合物。例如，光纤向前通过挤出机十字头，其围绕光纤形成最初熔融聚合物缓冲管。熔融聚合物缓冲管随后冷却以形成最终产品。
在图1示意性示出的一个方面中，本发明包括具有改善可接入性的紧包缓冲单元10(即，紧包缓冲光纤)。
紧包缓冲单元10包括被缓冲层12(即，缓冲管)围绕的光纤11。缓冲管12由聚合物组合物形成，所述聚合物组合物已经通过加入增滑剂而增强，所述增滑剂通常在聚合物组合物中具有低的溶解性，以促进增滑剂(例如脂肪族酰胺增滑剂)到光纤-缓冲界面的迁移。在缓冲管挤出的过程中和之后，至少一些增滑剂迁移到缓冲管12的内表面。结果，缓冲管12和光纤11之间的界面被润滑。其减少光纤11和紧包缓冲管12之间的摩擦力，从而赋予光纤11改善可接入性。
光纤11被缓冲管12紧包地(即，接近地)围绕。即，光纤11的外径约等于缓冲管12的内径。因此，在光纤11的外表面和缓冲管12的内表面之间基本上没有空间(例如环状空间)。
就此而言，通常缓冲管的内径在约0.235毫米和0.265毫米之间。本领域普通技术人员将认识到具有初级涂层(和任选的次级涂层和/或墨水层)的光纤(例如单模光纤(SMF)或多模光纤(MMF))的外径通常在约235微米(μm)至265微米之间。
可选择地，本发明的紧包缓冲单元可包括具有减小直径(例如最外直径在约150微米至230微米之间)的光纤。继而，缓冲管的内径可在约0.15毫米和0.23毫米之间。
通常缓冲管的外径在约0.4毫米至1毫米之间(例如在约0.5毫米至0.9毫米之间)。
缓冲管可主要由聚烯烃形成，例如聚乙烯(例如LDPE、LLDPE或HDPE)或聚丙烯，包括氟化聚烯烃、聚酯(例如聚对苯二甲酸丁二醇酯)、聚酰胺(例如尼龙)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、以及其他聚合物材料和共混物。聚合物材料可包括固化性组合物(例如UV固化性组合物)或热塑性材料。
就此而言，通常缓冲管的肖氏D硬度为至少约45，肖氏A硬度为至少约90(例如肖氏A硬度大于约95)。更典型地，缓冲管的肖氏D硬度为至少约50(例如肖氏D硬度为约55或更大)。
在缓冲化合物形成中使用的示例性聚合物组合物为ECCOHTM 6638，无卤素阻燃(HFFR)化合物，其包含聚乙烯、EVA、无卤素阻燃剂和其他添加剂。由ECCOHTM 6638形成的缓冲管通常的肖氏D硬度为约53。另一种示例性聚合物组合物是ECCOHTM 6150，其也是HFFR化合物。ECCOHTM 6638和ECCOHTM 6150购自PolyOne Corporation。
其他示例性组合物包括MEGOLONTM HF 1876和MEGOLONTM HF8142，它们是HFFR化合物，并且购自Alpha Gary Corporation。通常地，由MEGOLONTM HF 1876形成的缓冲管的肖氏A硬度为约96，并且肖氏D硬度为约58。
通常，缓冲管可由一层或多层形成。在各层内，所述层可以是均匀的，或包含各种材料的混合物或共混物。例如，缓冲材料可含有添加剂，例如成核剂、阻燃剂、阻烟剂、抗氧化剂、UV吸收剂、和/或增塑剂。缓冲管可包含材料(例如芳族材料或聚砜材料)以提供耐高温性和耐化学品性。
根据本发明的缓冲管通常具有圆形剖面。也就是说，使用具有非圆形形状(例如椭圆或梯形剖面)或甚至有些不规则形状的缓冲管也在本发明的范围内。
在图2中示意性示出的另一个实施方案中，本发明包括具有改善可接入性的半紧包缓冲单元20。半紧包缓冲单元20类似于上述紧包缓冲单元；然而，其还包括光纤21和缓冲管22之间的缓冲间隙23(例如空气间隙)。
典型地，缓冲间隙是空气间隙，这样基本上不含除了增滑剂之外迁移至缓冲间隙的材料。
缓冲间隙(例如环状间隙)的厚度可小于约50微米(例如约25微米)。通常，缓冲间隙的厚度不大于约30微米。换句话说，缓冲管的内径通常比其包围的光纤的外径大不大于约60微米。例如，内径为约0.3毫米的缓冲管可包围外径为约240微米的光纤，从而使缓冲间隙的厚度为约30微米。
与常规半紧包结构相比，本发明的半紧包缓冲光纤单元可具有在光纤和缓冲管之间更狭窄的缓冲间隙，但仍提供优异的可接入性。例如，缓冲间隙的厚度可小于约15微米(例如小于约10微米)。通过另外例子的方式，缓冲间隙的厚度可小于约5微米。
根据本发明的缓冲单元可含有多模光纤或单模光纤。
在一个实施方案中，本发明的缓冲单元使用具有50微米芯、并符合ITU-T G.651.1标准的常规多模光纤(例如OM2多模光纤)。可使用的示例性多模光纤包括MaxCapTM多模光纤(OM2+、OM3或OM4)，其购自Draka(Claremont，North Carolina)。
可选择地，本发明的数据中心(data-center)电缆10可包括弯曲不敏感性多模光纤，例如MaxCapTM-BB-OMx多模光纤，其购自Draka(Claremont，North Carolina)。就此而言，通常弯曲不敏感性多模光纤具有(i)在波长850纳米处围绕弯曲半径为15毫米的线轴缠绕两圈的不大于0.1dB的宏弯曲损耗，和(ii)在波长1300纳米处围绕弯曲半径为15毫米的线轴缠绕两圈的不大于0.3dB的宏弯曲损耗。
相反，根据ITU-T G.651.1标准，常规多模光纤具有(i)在波长850纳米处围绕弯曲半径为15毫米的线轴缠绕两圈的不大于1dB的宏弯曲损耗，和(ii)在波长1300纳米处围绕弯曲半径为15毫米的线轴缠绕两圈的不大于1dB的宏弯曲损耗。而且，使用围绕弯曲半径为15毫米的线轴缠绕两圈而测定，通常地常规多模光纤的宏弯曲损耗(i)在波长850纳米处大于0.1dB，更通常大于0.2dB(例如0.3dB或更大)；在波长1300纳米处(ii)大于0.3dB，更通常大于0.4dB(例如0.5dB或更大)。
在另一个实施方案中，本发明的缓冲单元中使用的光纤是常规标准单模光纤(SSMF)。符合ITU-T G.652.D标准的合适的单模光纤(例如增强的单模光纤(ESMF))购自(例如)Draka(Claremont，North Carolina)。
在另一个实施方案中，在根据本发明的缓冲单元中可使用弯曲不敏感性单模光纤。弯曲不敏感性光纤更加不易衰减(例如由微弯曲或宏弯曲引起的衰减)。本发明的缓冲管中使用的示例性单模玻璃光纤购自Draka(Claremont，North Carolina)，商品名为
Figure BSA00000223418400101
其符合ITU-T G.652.D标准。也就是说，使用满足ITU-T G.657.A标准和/或ITU-T G.657.B标准的弯曲不敏感性玻璃光纤也在本发明的范围内。
就此而言，本发明中使用的示例性弯曲不敏感性单模玻璃光纤购自Draka(Claremont，North Carolina)，商品名为
Figure BSA00000223418400111
其符合ITU-TG.652.D和ITU-T G.657.A/B标准。
Figure BSA00000223418400112
光纤显示出在宏弯曲和微弯曲方面明显的改善。
如本申请人的国际专利申请No.PCT/US08/82927(Microbend-Resistant Optical Fiber，于2008年11月9日提交)(及其对应国际专利申请公开No.WO2009/062131A1)、和本申请人的美国专利申请No.12/267,732(Microbend-Resistant Optical Fiber，于2008年11月10日提交)(及其对应美国专利申请公开No.US2009/0175583A1)中所阐述，使弯曲不敏感性玻璃光纤(例如Draka的单模玻璃光纤，以商品名
Figure BSA00000223418400113
获得)配对具有非常低的模量的初级涂层会获得具有特别低的损耗的光纤(例如与使用常规涂层体系的单模光纤相比，微弯曲敏感度减少至少10x)。根据本发明的光纤单元可以使用下列文献中公开的涂层以及单模光纤或多模光纤：国际专利申请No.PCT/US08/82927(WO 2009/062131)的51、52和55段以及实施例；和美国专利申请No.12/267,732(US 2009/0175583)的37-38段和50-54段以及实施例。
用于本发明的缓冲单元的光纤还可符合IEC 60793和IEC 60794标准。
如上所述，通常光纤的外径在约235微米至265微米之间，尽管具有更小直径的光纤在本发明的范围内。
通过例子的方式，组分玻璃光纤的外径可为约125微米。在光纤的围绕涂层方面，初级涂层的外径可在约175微米至195微米之间(即，初级涂层的厚度在约25微米至35微米之间)，次级涂层的外径可在约235微米至265微米之间(即，次级涂层的厚度在约20微米至45微米之间)。任选地，光纤可包括最外墨水层，其通常在二至十微米之间。
与具有类似的可接入性的常规缓冲单元相比，根据本发明的缓冲单元具有更优异的衰减性能。例如，根据本发明的紧包缓冲单元具有和常规半紧包缓冲单元类似的可接入性，但具有更优异的衰减性能。
可接入性通过确定可在单一操作中除去、从而允许接入内部光纤的缓冲管的长度来测试。可接入性测试通常在缓冲管挤出后约24小时进行，以确保至少一部分增滑剂从缓冲管起霜。
就此而言，使用小于约10N的剥离力、例如小于约8N(例如小于约5N)的剥离力在单一操作(即，在一块(one piece)中)中，通常可以除去根据本发明的紧包或半紧包缓冲单元的至少约15厘米(例如至少约25厘米)的缓冲管。在特别的实施方案中，使用小于约10N的剥离力、例如小于约8N(例如不大于约6N)的剥离力在单一操作中，可以除去半紧包缓冲单元的至少约50厘米(例如一米或更长)的缓冲管。在另一个特别的实施方案中，使用小于约10N的剥离力、例如小于约6N(例如约4N)的剥离力在单一操作中，可以除去紧包缓冲单元的至少约20厘米(例如大于30厘米)的缓冲管。
因此，本发明的缓冲单元内的光纤可快速接入。例如，本发明的缓冲单元能够在不到一分钟内、通常在一块或两块中除去约一米的缓冲管。
如上所述，根据本发明的缓冲单元具有更优异的衰减性能。就此而言，缓冲单元的衰减可使用温度循环测试来测定，例如缓冲单元样品可从5℃至60℃温度循环。该温度循环通常对样品进行两次(即，从-5℃至60℃的两个循环)。
可选择地，可进行更苛刻的温度循环(例如从-20℃至60℃的两个循环或从-40℃至60℃的两个循环)。另外，在初始温度循环后可进行另外的温度循环(例如从-40℃至70℃的两个循环)。
在温度循环后，紧包缓冲单元内包含的光纤的衰减通常在-5℃下测定。对于多模光纤，衰减通常在波长1300纳米处测定。根据本发明的多模光纤紧包缓冲单元(例如含有常规多模光纤)在进行从-5℃至60℃的两个温度循环后在-5℃下测定的衰减通常小于约1dB/km，更通常小于约0.8dB/km(例如约0.6dB/km或更小)。此外，根据本发明的多模光纤紧包缓冲单元在进行从-40℃至70℃的两个温度循环后在-5℃下测定的衰减通常在波长850纳米处不大于约2.7dB/km，以及在波长1300纳米处不大于约0.8dB/km。
含有单模光纤(例如常规单模光纤)的紧包缓冲单元在进行从-40℃至70℃的两个温度循环后在-5℃下测定的衰减通常在波长1310纳米处不大于约0.5dB/km(例如小于约0.39dB/km)，以及在波长1550纳米处不大于约0.30dB/km(例如0.25dB/km或更小)。
表1(下面)示出示例性紧包缓冲单元的代表性衰减数据。这些示例性缓冲单元含有具有50微米芯、并且外径为约240微米的常规多模光纤。比较例4和5是常规半紧包缓冲单元。
表1(紧包缓冲单元中的常规MMF衰减)
而且，测定根据本发明的示例性半紧包缓冲单元的衰减性能。在衰减性能的测定中，含有一个多模光纤或一个单模光纤的半紧包缓冲单元经历从-5℃至60℃的两个温度循环。对于含有常规多模光纤(例如具有50微米芯)的半紧包缓冲单元，在波长1300纳米处的衰减通常不大于约0.8dB/km。此外，含有单模光纤的半紧包缓冲单元的衰减在波长1310纳米处不大于约0.5dB/km(例如小于约0.39dB/km)，在波长1550纳米处不大于约0.30dB/km(例如0.25dB/km或更小)。表2(下面)示出示例性半紧包缓冲单元的代表性衰减数据。
表2(半紧包缓冲单元中的衰减)
根据本发明的一个或多个缓冲单元可定位在光纤电缆中。
就此而言，多个本发明的缓冲单元可外部相邻定位并围绕中间强度构件绞合。这种绞合可在一个方向螺旋地(称为“S”或“Z”绞合)或反向振荡的层绞合(称为“S-Z”绞合)来完成。当在安装和使用过程中发生电缆应变时，围绕中间强度构件绞合降低光纤应变。
本领域普通技术人员将理解对于拉伸电缆应变和纵向压缩电缆应变，在安装或操作条件的过程中使光纤应变最小化的益处。
在拉伸电缆应变(可在安装过程中发生)方面，电缆将变得更长，同时光纤可更接近于电缆的中性轴迁移，以减小(如果未消除)转移到光纤中的应变。在纵向压缩应变(由于电缆组分的收缩，其可在低的操作温度下发生)方面，光纤将远离电缆的中性轴迁移，以减小(如果未消除)转移到光纤中的压缩应变。
在变体形式中，缓冲管的两个或多个基本上同心的层可围绕中间强度构件定位。在另外的变体形式中，多个绞合元件(例如多个围绕强度元件绞合的缓冲单元)可彼此相互绞合，或围绕初级中间强度构件绞合。
可选择地，多个本发明的缓冲单元可仅仅外部相邻中间强度构件而放置(即，缓冲单元并非有意以特定方式绞合或围绕中间强度构件布置，并且基本上平行于中间强度构件运行)。
在另一个电缆布线实施方案中，多个缓冲单元可在不存在中心构件的情况下自身绞合。这些绞合的缓冲单元可被保护管围绕。保护管可以起到光纤电缆的外壳的作用，或可被外鞘进一步围绕。保护管可紧包地或宽松地围绕标准缓冲管。
如本领域普通技术人员所知道的，附加元件可包括在电缆芯中。例如铜电缆或其他有源传输元件可在电缆鞘内绞合或捆扎。通过另外例子的方式，无源元件可放置在缓冲管外部，所述缓冲管在缓冲单元的各外壁和电缆封套的内壁之间。
就此而言，纱线、非织造物、织物(例如胶带)、泡沫或其他含有水溶胀性材料和/或涂覆水溶胀性材料(例如包括超级吸水性聚合物(SAP)，例如SAP粉)的物质可用于提供阻水性。
如本领域普通技术人员所理解的，本文中公开的包围缓冲单元的电缆可具有由各种材料以各种设计形成的鞘。电缆鞘可由聚合物材料形成，例如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺(例如尼龙)、聚酯(例如PBT)、氟化塑料(例如全氟乙烯丙烯、聚氟乙烯或聚二氟乙烯)和乙烯醋酸乙烯酯。通过例子的方式，鞘可由MEGOLONTM S540形成，其是购自Alpha Gary Corporation的无卤素热塑性材料。鞘材料还可含有其他添加剂，例如成核剂、阻燃剂、消烟剂、抗氧化剂、UV吸收剂和/或增塑剂。
电缆鞘可是由介电材料(例如非导电性聚合物)形成的单一封套，并且具有或不具有补充结构组分，所述补充结构组分可用于改善由电缆鞘所提供的保护(例如防范啮齿动物)和强度。例如，一个或多个金属(例如钢)带和一个或多个介电封套可形成电缆鞘。金属或纤维玻璃强化棒(例如GRP)也可加入鞘中。另外，芳族聚酰胺、纤维玻璃、或聚酯纱线可在各种鞘材料下(例如，在电缆鞘和电缆芯之间)使用，和/或开伞索可位于(例如)电缆鞘之内。
类似于缓冲管，光纤电缆鞘通常具有圆形剖面，但是可选择地电缆鞘可具有不规则或非圆形形状(例如椭圆、梯形或平坦剖面)。
通常和如本领域普通技术人员所知道的，强度构件通常为棒或编织的/螺旋围绕的线或纤维的形式，尽管其他构造在本领域普通技术人员的理解范围内。
含有所公开的缓冲单元的光纤电缆可配置为各种形式，包括分支电缆、配电电缆、供电电缆、中继电缆和连接电缆，它们都可具有变化的操作要求(例如，温度范围、抗压碎性、耐UV性、和最小的弯曲半径)。
这种光纤电缆可安装在管道、微管、气室、或立管中。通过例子的方式，光纤电缆可通过牵拉或吹制(例如使用压缩空气)来安装在现有的管道或微管中。示例性电缆安装方法在本申请人的美国专利申请公开No.US2007/0263960(Communication Cable Assembly and Installation Method)和本申请人的美国专利申请公开No.US2008/0317410(Modified Pre-Ferrulized Communication Cable Assembly and Installation Method)中有所公开。
正如指出的，本发明的缓冲单元可以是绞合的(例如，在中间强度构件的周围绞合)。在这样的构造中，光纤电缆的保护性外鞘可具有有织纹的外表面，所述外表面沿着电缆以复制下面的缓冲管的绞合的形状的方式周期性变化。保护性外鞘的织纹的特性可改善光纤电缆的吹制性能。有织纹的表面减小电缆和管道或微管之间的接触面，并增加吹制介质(例如空气)和电缆之间的摩擦力。保护性外鞘可由低摩擦系数材料制成，其可促进吹制安装。另外，保护性外鞘可设置有润滑剂以进一步促进吹制安装。
通常，为了获得令人满意的长距离吹制性能(例如，在约3,000至5,000英尺之间或更大)，光纤电缆的外部电缆直径应该不大于管道或微管的内径的约70％至80％。
另外，光纤电缆可直接埋在地下，或作为高空电缆悬浮于杆或桥塔。高空电缆可以是自支承的、或与支承体(例如吊线或另外的电缆)固定或捆绑。示例性高空光纤包括架空地线(OPGW)、全介电自支承电缆(ADSS)、全介电捆绑(AD-Lash)、和8字型电缆，它们都是本领域普通技术人员熟知的。8字型电缆和其他设计可直接埋入或安装到管道中，并且任选地可包括音调均衡器(例如金属线)，使得它们可用金属检测器发现。
为了在传输系统中有效地使用光纤，在网络内的各个点处需要连接。光纤连接通常通过融合编接、机械编接或机械连接器来制备。
在安装至网络中之前，连接器的相配端可以在野外(例如在网络位置处)或在制造场所中被安装至纤维末端。为了使光纤连接在一起或使光纤与无源或有源构件连接，连接器的末端可在野外配合。例如，某些光纤电缆配件(例如分叉配件)可分开并将各个光纤从多个光纤电缆以保护的方式传送至连接器。
这种光纤电缆的配置可包括补充装备。例如，可包括放大器以改善光学信号。可安装分散补偿模块以降低色散和偏振模式分散的影响。同样可包括分歧套管、基座和配线架，它们可由封套保护。例如，附加元件包括远程终端开关、光学网络单元、分光器、和电话总机开关。
含有本发明的缓冲单元的电缆可被配置以用在通讯系统(例如，网络或通讯)中。通讯系统可包括光纤电缆体系机构，例如光纤到节点(FTTN)、光纤到电信箱(FTTE)、光纤到路边(FTTC)、光纤到建筑物(FTTB)、和光纤到家(FTTH)，以及长途或城域的体系机构。另外，包括外壳的光学模块或存储箱可容纳本文中公开的光纤的卷绕部分。通过例子的方式，光纤在光学模块或存储箱中可卷绕成弯曲半径为小于约15毫米(例如，10毫米或更小，例如约5毫米)。
在说明书和/或图中已经公开了本发明的典型实施方案。本发明不限于这些示例性实施方案。所述附图是示意性表示的，并且不必按比例绘制。除非另有说明，否则特定的术语已经以通常和描述性的意义来使用，并且并不是为了限制性的。

Claims (12)

1.一种缓冲光纤单元，包括：
光纤，包含被包括一个或多个涂层的光纤涂层连续围绕的玻璃光纤；以及
围绕所述光纤的聚合物缓冲层，所述聚合物缓冲层限定内表面，所述聚合物缓冲层包含足够量的脂肪族酰胺增滑剂，以使至少一些所述脂肪族酰胺增滑剂迁移至所述聚合物缓冲层的所述内表面，使得使用小于10N的剥离力在单一操作中，至少15厘米的所述聚合物缓冲层能够从所述光纤中除去；
其中所述聚合物缓冲层的内径比所述光纤的外径大不超过60微米。
2.根据权利要求1所述的光纤单元，其中所述缓冲光纤单元是半紧包缓冲光纤单元，其中所述缓冲光纤单元还包含所述光纤和所述聚合物缓冲层之间的缓冲间隙。
3.根据权利要求1所述的光纤单元，其中所述缓冲光纤单元是紧包缓冲光纤单元，其中所述光纤的外径和所述聚合物缓冲层的内径是基本上相同的。
4.根据权利要求3所述的光纤单元，其中：
所述光纤是符合ITU-T G.651.1标准的多模光纤；
所述多模光纤具有在波长850纳米处围绕弯曲半径为15毫米的线轴缠绕两圈的大于0.1dB的宏弯曲损耗；
所述多模光纤具有在波长1300纳米处围绕弯曲半径为15毫米的线轴缠绕两圈的大于0.3dB的宏弯曲损耗；以及
在进行从-5℃至60℃的两个温度循环后在-5℃下测定，所述光纤单元在波长1300纳米处的衰减小于0.6dB/km。
5.根据权利要求3所述的光纤单元，其中所述光纤是单模光纤；并且在进行从-40℃至70℃的两个温度循环后在-5℃下测定，所述光纤单元的衰减(i)在波长1310纳米处小于0.5dB/km，和(ii)在波长1550纳米处小于0.3dB/km。
6.根据前述权利要求中任意一项所述的光纤单元，其中所述聚合物缓冲层的内径比所述光纤的外径大不超过30微米。
7.根据权利要求6所述的光纤单元，其中：
所述光纤是这样的单模光纤，所述单模光纤(i)符合ITU-T G.652.D标准但(ii)不符合ITU-T G.657.A标准和ITU-T G.657.B标准；以及
在进行从-5℃至60℃的两个温度循环后在-5℃下测定，所述光纤单元的衰减(i)在波长1310纳米处小于0.5dB/km，和(ii)在波长1550纳米处小于0.3dB/km。
8.根据权利要求1-3和6中任意一项所述的光纤单元，其中：
所述光纤是符合ITU-T G.651.1标准的多模光纤；
所述多模光纤具有在波长850纳米处围绕弯曲半径为15毫米的线轴缠绕两圈的大于0.1dB的宏弯曲损耗；
所述多模光纤具有在波长1300纳米处围绕弯曲半径为15毫米的线轴缠绕两圈的大于0.3dB的宏弯曲损耗；以及
在进行从-5℃至60℃的两个温度循环后在-5℃下测定，所述光纤单元在波长1300纳米处的衰减小于1dB/km。
9.根据前述权利要求中任意一项所述的光纤单元，其中所述聚合物缓冲层的肖氏A硬度为至少90。
10.根据前述权利要求中任意一项所述的光纤单元，其中加入所述聚合物缓冲层中的所述脂肪族酰胺增滑剂的量小于5000ppm，优选小于3000ppm。
11.根据前述权利要求中任意一项所述的光纤单元，其中加入所述聚合物缓冲层中的所述脂肪族酰胺增滑剂的量在200ppm至2000ppm之间。
12.根据前述权利要求中任意一项所述的光纤单元，其中加入所述聚合物缓冲层中的所述脂肪族酰胺增滑剂的量在750ppm至1250ppm之间。
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