CN102782551A - 多光纤子单元电缆 - Google Patents

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Abstract

构造微模块子单元电缆以便易于识别不同光纤组中的光纤。在一个电缆中，第一光纤组位于第一子单元内而第二光纤组位于第二子单元内，所述子单元二者均封装在电缆套中。

Description

多光纤子单元电缆
优先权申请案
本申请案请求于2009年12月14日提出申请的美国临时专利申请案第61/286,212号的权利，所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及光缆，所述光缆具有提供容易接入和/或隔离在不同光纤组中的光纤的特征。
背景技术
数据中心要求光学组件的高密度来补偿有限的空间。因为MTP连接器允许高密度以及高效率，所以MTP连接器用于数据中心内。例如，24个光纤MTP连接器提供高密度光学连接性。典型MTP连接器设计为用于具有圆形剖面和外直径为3.3mm或更小的电缆。
在电缆接入及24个光纤电缆的连接期间，安装者必须能够区分在第一光纤组中的光纤1到12与在第二组中的光纤13到24。然而，仅有12个颜色用于行业标准颜色编码方案。一种区分两组光纤的方法是：将标记记号(诸如虚线)提供给光纤13到24来区分光纤13到24与光纤1到12。虽然以极高的速度涂覆并固化光纤着色墨水，但是涂覆破折号或其他记号减慢生产线速度并增加制造成本。
另一种区分光纤组的方法是：用捆扎线来捆绑第二组中的光纤13到24，所述捆扎线缠绕在光纤束的周围。然而，当安装者移除电缆的外套时可解开捆扎线。当解开捆扎线时，安装者失去对两组着色光纤(12个着色光纤为一组)的可追溯性。
传统电缆可能也难以连接到MTP连接器，或具有致使电缆难以通过数据中心空间的弯曲特征。
发明内容
根据本实施例的一个方面，子单元电缆包含子单元电缆套和位于电缆套内的至少两个子单元。每一子单元包含缓冲管和安置于缓冲管内的多个光纤，其中子单元压缩于子单元电缆套中以便子单元中的至少一个具有横截面，所述横截面具有较小外部尺寸和较大尺寸，且较小外部尺寸与较大外部尺寸的比小于0.9。在未压缩状态下，子单元可具有大体上圆形的横截面，而在压缩状态下，子单元可具有大体上椭圆形的横截面。
根据本实施例的另一方面，一种制造子单元电缆的方法包含以下步骤：提供位于电缆套内的至少两个子单元，每一子单元包含缓冲管和安置于缓冲管内的多个光纤；压缩子单元以便所述子单元中的至少一个具有横截面，所述横截面具有较小外部尺寸和较大外部尺寸，且较小部尺寸与较大尺寸的比小于0.9；以及挤压在子单元周围的子单元电缆套，其中将子单元压缩于子单元电缆套内。在未压缩状态下，子单元可具有大体上圆形的横截面，而在压缩状态下，子单元可具有大体上椭圆形的横截面。
包括附随图式以提供进一步了解，且所述附随图式并入本说明书并组成本说明书的一部分。所述图式说明一或多个实施例，且所述图式和描述一起用来解释实施例的原理和操作。
附图说明
下文参看图示示范性实施例的图式更详细地解释本实施例。
图1为根据第一实施例的微模块电缆的横截面。
图2为用于图1的电缆中的微模块子单元电缆中的一个的横截面。
具体实施方式
图1为根据第一实施例的微模块电缆10的横截面。光缆10包含安置于微模块电缆10的内部30中的多个微模块子单元电缆20。电缆10的内部30由电缆的外套50界定。外套50可由(例如)阻燃聚合物材料形成，且外套50具有厚度52。强度元件56可安置于内部30中且接触微模块电缆子单元20。每一微模块子单元电缆20包括多个光纤波导60。
在所说明的实施例中，微模块电缆10具有六个微模块子单元电缆20，其中每一微模块子单元电缆20包括24个光纤波导60。然而，其他数目的子单元电缆20和光纤60可用于各种应用中。尽管可使用其他横截面，但微模块电缆10和微模块子单元电缆20具有大体上圆形的横截面。本说明书中描述某些圆形横截面的直径。应理解，所说明的电缆和子单元电缆将不具有完全圆形的横截面，且外部直径的任何引用可代表大体上圆形的横截面的平均直径。
图2为图1中说明的示范性微模块子单元电缆20中的一个的横截面，所述示范性微模块子单元电缆20中的一个具有外部直径22。每一微模块子单元电缆20具有子单元电缆套70，所述子单元电缆套70具有厚度72，所述子单元电缆套70封装两个子单元100。应变消除组件104可安置于电缆套70的内部106中且围绕子单元100。应变消除组件104可为(例如)一层纵向延伸抗拉纱绞线108，所述纵向延伸抗拉纱绞线108沿微模块子单元电缆20的长度延伸以吸收电缆上的抗拉载荷。
根据第一实施例的一个方面，光纤60设置于在子单元电缆套70内的两个子单元100中。子单元100各具有将一组光纤60封装于子单元内部116的子单元电缆套或缓冲管114。子单元100隔离光纤60以便容易地识别光纤60。例如，在一个子单元100内的所述光纤60中的每一个可具有在另一子单元100内的相应光纤60，所述相应光纤60具有相同的外观和/或颜色。不需要在所述子单元100中的任何一个的光纤60上提供识别记号(例如条纹)。同样根据所公开的实施例，不需要以捆扎线封装一个光纤组。在一个实施例中，每一子单元100包括按照以下12个颜色的顺序排列的12个光纤60：蓝色、橙色、绿色、褐色、石板色、白色、红色、黑色、黄色、紫色、玫瑰红和浅绿色。
根据第一实施例的一个方面，子单元100可彼此抵靠压缩和抵靠子单元电缆套70的内部压缩。在所述压缩载荷下，子单元100的横截面变形，否则所述横截面可能为大体上圆形的横截面。压缩子单元100以便所述子单元100具有图2中图示的大体上椭圆形的横截面，此举允许较小直径子单元电缆20。可通过比较子单元的最大或较大外部宽度尺寸D1与子单元的最小或较小外部宽度尺寸D2来测量子单元100的变形度。根据本实施例的一个方面，较小尺寸D1与较大尺寸D2的比(即，D1/D2)可为0.9或更小。根据另一方面，较小尺寸与较大尺寸的比在较高压缩载荷下可为0.8或更小，或甚至为0.7或更小。
在子单元电缆20中的子单元100可为(例如)标准1.6mm标称(压缩前)外部直径模块，所述标准1.6mm标称外部直径模块用于可从Corning CableSystems，Inc购得的当前EDGETM数据中心电缆中。可使用较小子单元100；可使子单元100具有壁厚为约0.12mm的缓冲管114，从而导致子单元标称(压缩前)外部直径为约1.45mm。当将两个标准1.6mm子单元100并入具有小于3.5mm的标称电缆直径22的电缆20时，子单元100经压缩穿过挤出机模芯。为达到3.1mm的外部直径22，每一子单元100沿较小尺寸D1的轴线压缩约0.3mm，从而形成具有约1.3mm的较小尺寸D1和约1.9mm的较大尺寸D2的大体上椭圆形的形状，同时导致子单元电缆套厚度72为0.25mm。在不绞合的情况下纵向地处理子单元100和强度部件104。然而，可绞合子单元100和强度部件104。
24光纤子单元电缆20可具有约(例如)3.3mm或更小且可小于或等于3.1mm的标称直径22。需要较小电缆直径，原因在于所述较小电缆直径减少在数据中心应用中设备架上的拥挤。典型MTP连接器设计为用于具有圆形剖面和外直径为3.3mm或更小的电缆，因此就本实施例而言可能的较小横截面适用于传统连接。双子单元100设计隔离光纤60，所述设计使安装者更快且更容易地识别12个光纤的独立组并在电缆接入及连接期间使所述光纤60保持隔离。由于此设计，光纤和应变消除组件绞线108之间不存在缠结。
根据本实施例的子单元电缆20也可具有特殊的偏斜性能(skewperformance)。在每一子单元100内的光纤60可满足3.75ps/m的高数据速率应用要求。另外，由于在布线期间，子单元100在模芯内压缩在一起，所述子单元100一起充当一个单元，所以在每一子单元中的12个光纤60之间及所有24个光纤之间的偏斜异常地低。
实例1
如图2中所示的微模块子单元电缆20包括具有12个光纤波导60的两个子单元100。每一子单元100包括按照以下12个颜色的顺序排列的光纤：蓝色、橙色、绿色、褐色、石板色、白色、红色、黑色、黄色、紫色、玫瑰红和浅绿色。对于在一个子单元100中的每一光纤60，在其他子单元100中存在具有相同外观(包括颜色或外部图案或识别记号，如果存在)的光纤60。在此实例中，光纤60均为纯色且不具有识别记号。电缆直径22为约3.1mm，且套70的厚度72为约0.25mm。在并入子单元电缆20之前，缓冲管114的外部直径为约1.6mm，且缓冲管114的厚度为约0.20mm。光纤60为直径为约0.250mm的裸露非紧包光纤，且光纤60可作为可从Corning Incorporated购得的
Figure BDA00001765458700051
多模光纤来出售。套70和缓冲管114由可从AlphaGaryCorporation购得的阻燃PVC制成。应变消除组件104包含安置在子单元100周围的芳纶抗拉纱。使用2到8股抗拉纱。子单元电缆20连接到MTP连接器。
本电缆实施例可将抗拉纱用作张力消除元件，所述张力消除元件为电缆提供抗拉强度。用于抗拉纱的较佳材料为芳纶(例如，
Figure BDA00001765458700053
)，但也可使用其他抗拉强度材料。例如，也可使用高分子量聚乙烯，诸如纤维和纤维、Teijin
Figure BDA00001765458700056
芳纶、玻璃纤维等。可将纱绞合来改善电缆性能。
电缆10(诸如微模块电缆20)的组件可由具有所选厚度的所选材料构造，以便电缆10根据所需规格达到阻燃等级(plenum burn ratings)。也可构造微模块子单元电缆20以使得所述微模块子单元电缆20相对耐用，以便所述微模块子单元电缆20适合野外使用，同时还提供所需的可接入度。例如，根据本实施例的微模块电缆20可用对光纤提供充分保护的较厚电缆套70构造，以便子单元电缆20可用作分叉支线(furcation legs)。
外套50、子单元电缆套70和缓冲管114可由阻燃材料形成以获得所需的阻燃等级。例如，具有规定厚度的高填充PVCs可用来形成所述组件。其他适当材料包括PVDF、CPE和低烟无卤(LSZH)材料，诸如阻燃聚乙烯(FRPE)。一个阻燃标准为国家消防标准(NFPA)262燃烧测试(National FireProtection Standards(NFPA)262 burn test)。NFPA 262规定测量火焰行进距离和隔热的、有套的或二者皆有的电线与电缆以及光纤电缆的烟的光密度的方法，所述电线和电缆以及光纤电缆将安装在用于输送环境空气的增压室及其他空间中而不封装在电线槽中。其他材料包括尼龙、聚酯、PE、PP和含氟聚合物(诸如FEP、PTFE、ETFE等)，所述其他材料可取决于燃烧需要来使用。
在一个特定的参数集中，根据本实施例的电缆在每一子单元20内可含有四到十二个光纤。可基于在模块内的光纤数目来调整子单元20的尺寸。光纤60可以基本上平行的阵列松散地安置在子单元20内。光纤60可涂覆一薄层粉末，诸如白垩或滑石，所述粉末薄层形成分隔层，所述分隔层防止光纤在挤压期间粘着于熔融的护套材料。电缆10可进一步装入联锁护具中以增强抗压强度。
可通过第一生产子单元100来制造子单元电缆20。可通过提供光纤60及挤压在光纤60周围的缓冲管114来制造子单元100。接着沿处理方向提供子单元100，且在子单元100上方挤压电缆套70。在挤压套70时压缩子单元100。如果存在，也将强度组件104的芳纶光纤108在电缆套挤压期间提供于电缆套70内。
可通过将更多子单元100压缩在一起来制作较高光纤数的子单元电缆20。例如，可通过将4个子单元100压缩在一起且在模块上方添加芳纶和套来制作48光纤子单元电缆。48光纤电缆可具有约5mm或更小的外直径(OD)。
可调整在子单元100中光纤的数目以满足特定传输方案。例如，40Gb/s平行光学传输系统可使用以10Gb/s操作的四个光纤来传输和另外四个光纤来接收。因此，子单元100各可包括4个光纤。
根据本实施例的一个方面，电缆可具有非优选弯曲特性，具有相对小的直径且可利用非紧包光纤群组。所述特征允许电缆容易地附接到MTP连接器，并且，一旦光纤在MTP主体内，则所述特征也允许光纤的简易布线。
本发明的许多修改和其他实施例在权利要求书的范畴内对本领域技术人员而言是显而易见的。例如，本发明的概念可用于任意适当光纤电缆设计和/或制造方法。例如，所图示的实施例可包括其他适当电缆组件，诸如护具层、耦合元件、不同的横截面形状等等。

Claims (20)

1.一种子单元电缆(20)，所述子单元电缆(20)包含：
子单元电缆套(70)；以及
位于所述电缆套(70)内的至少两个子单元(100)，每一子单元包含：
缓冲管(114)；以及
安置于所述缓冲管(114)内的多个光纤(60)；其中
所述子单元压缩于所述子单元电缆套(70)中以便所述子单元中的至少一个具有横截面，所述横截面具有较小外部尺寸(D1)和较大尺寸(D2)，且所述较小外部尺寸与所述较大外部尺寸的比(D1/D2)小于0.9。
2.如权利要求1所述的电缆，其中较小外部尺寸与较大外部尺寸的所述比(D1/D2)小于0.8。
3.如权利要求1所述的电缆，其中较小外部尺寸与较大外部尺寸的所述比(D1/D2)小于0.7。
4.如权利要求1到3所述的电缆，所述电缆进一步包含安置于所述电缆套(70)内的应变消除组件(104)，所述应变消除组件(104)包含多个纵向延伸抗拉纱(108)。
5.如权利要求4所述的电缆，其中部分所述抗拉纱接触所述子单元(100)和所述子单元电缆套(70)。
6.如权利要求1到5所述的电缆，其中所述电缆套(70)包含PVC且所述缓冲管(114)包含PVC。
7.如权利要求1到6所述的电缆，其中所述至少两个子单元(100)包含第一子单元和第二子单元，且其中对于在所述第一子单元(100)中的每一光纤，在所述第二子单元(100)中存在具有相同颜色和外观的相应光纤。
8.如权利要求7所述的电缆，其中所述第一子单元(100)包含12个光纤且所述第二子单元(100)包含12个光纤。
9.如权利要求1到8所述的电缆，其中所述电缆(20)的标称外部直径(22)小于3.5mm。
10.如权利要求1到9所述的电缆，其中所述电缆(20)的标称外部直径(22)小于3.3mm。
11.如权利要求1到10所述的电缆，其中所述压缩子单元具有大体上椭圆形的横截面。
12.一种微模块电缆(10)，所述微模块电缆(10)包含：聚合外套(50)；强度元件(56)；和根据权利要求1到11的多个电缆(20)，所述多个电缆(20)位于所述外套(50)内。
13.一种制造子单元电缆(20)的方法，所述方法包含以下步骤：
沿处理方向提供至少两个子单元(100)，每一子单元包含缓冲管(114)和安置于所述缓冲管(114)内的多个光纤(60)；
压缩所述子单元(100)以便所述子单元中的至少一个具有横截面，所述横截面具有较小外部尺寸(D1)和较大外部尺寸(D2)，且所述较小尺寸与所述较大尺寸的所述比(D1/D2)小于0.9；以及
挤压在所述子单元(100)周围的子单元电缆套(70)，其中将所述子单元压缩于所述子单元电缆套内。
14.如权利要求13所述的方法，其中较小外部尺寸与较大外部尺寸的所述比(D1/D2)小于0.8。
15.如权利要求13到14所述的方法，所述方法进一步包含以下步骤：放松抗拉纱应变消除组件(104)，其中在所述应变消除组件周围挤压所述电缆套(70)，且其中所述抗拉纱接触所述子单元(100)和所述子单元电缆套(70)。
16.如权利要求13到15所述的方法，其中所述至少两个子单元包含第一子单元和第二子单元，其中对于在所述第一子单元(100)内的每一光纤，在所述第二子单元(100)中存在具有相同颜色和外观的相应光纤。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述第一子单元(100)包含12个光纤且所述第二子单元(100)包含12个光纤，且其中所述电缆(20)的标称外部直径(22)小于3.5mm。
18.如权利要求16所述的方法，其中所述第一子单元(100)包含12个光纤且所述第二子单元(100)包含12个光纤，且其中所述电缆(20)的标称外部直径(22)小于3.3mm。
19.如权利要求13到18所述的方法，其中所述电缆套(70)包含PVC且所述缓冲管(114)包含PVC。
20.如权利要求13到19所述的方法，其中所述压缩子单元具有大体上椭圆形的横截面。
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