CN104011574A - 光缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光缆(1)，管(20)的内径(ID)与外径(OD)的比率为0.5以下，因而管(20)具有相对较厚的壁。因此，即使当光缆(1)以处于2mm范围内的小弯曲半径弯曲时，也抑制了管(20)的与弯曲的内侧对应的部分中出现扭折。结果，抑制了由管(20)中的扭折而产生的涂层光纤(10)的损坏或者传输损耗的增加。

Description

光缆

技术领域

本发明涉及一种包括涂层光纤的光缆。

背景技术

作为上述技术领域中的现有技术，例如，已知专利文献1中披露的光缆。专利文献1中披露的光缆设置有涂层光纤和管(松套管)，涂层光纤包括覆盖光纤的由硅树脂制成的一次覆盖物和进一步覆盖一次覆盖物的由LCP(液晶聚合物)制成的二次覆盖物，并且管在涂层光纤自由移动的状态下容纳涂层光纤。在专利文献1中，通过将八根这种光缆沿着抗张力件的外围设置来构成单根线缆。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开No.S64-74514

在如上所述的涂层光纤在自由移动的状态下被容纳在管中的光缆中，当光缆以相对较小的弯曲半径(例如大约2mm)弯曲时，存在在管出现弯曲的部分中发生扭折的情况。在这种情况下，力作用在容纳于管中的涂层光纤上，并且令人担心的是，涂层光纤可能被弯曲和损坏或者可能会增加传输损耗。

发明内容

技术问题

鉴于上述情况提出本发明，并且本发明的目的在于提供一种可以抑制管中扭折的光缆。

技术方案

本发明的一个方面涉及到一种光缆。该光缆包括涂层光纤，还包括管，所述管容纳所述涂层光纤使所述涂层光纤能够在所述管中自由地移动，其特征在于，管内径与管外径的比率为0.1以上且0.5以下。

在该光缆中，管的内径与外径的比率(即，内径/外径)为0.5以下，因此管具有相对较厚的壁。因此，即使当光缆以例如约2mm的小弯曲半径弯曲时，也可以抑制管扭折。结果，抑制了由管扭折产生的涂层光纤的损坏和传输损耗的增加。为了抑制管扭折，可以使管的内径与外径的比率在0.5以下的范围内任意减小，但是，为了确保管内的空间使得涂层光纤能够自由移动地容纳在管内，优选的是使管的内径与外径的比率为0.1以上。

本发明的一个方面的光缆还可以包括覆盖管的护套。在这种情况下，抑制了护套内的管扭折。

本发明的一个方面的光缆还可以包括设置在管和护套之间的抗张力件。或者，本发明的一个方面的光缆还可以包括设置在管的间隙中的抗张力件，并且管和护套可以密切接触。

此外，本发明的一个方面的光缆还可以包括设置在管的外侧的电线。在这种情况下，电线可以用来传输电信号或者供应电力。

在本发明的一个方面的该光缆中，电线可以包括金属线和覆盖金属线的覆盖材料，并且可以使构成管的材料的弹性模量高于覆盖材料的弹性模量。在这种情况下，当电线按压在管上时，横向压力不容易施加到容纳在管中的涂层光纤上。

此外，在本发明的一个方面的光缆中，可以使构成管的材料的弹性模量为100MPa以上且2300MPa以下。在这种情况下，能够可靠地抑制管扭折。

此外，本发明的一个方面的光缆可以包括偶数根涂层光纤，并且管可以使偶数根涂层光纤能够自由移动地容纳在管中。在这种情况下，可以利用独立的涂层光纤传输上行光信号和下行光信号。

此外，本发明的一个方面的光缆包括涂层光纤，并且还包括：管，其使所述涂层光纤能够自由移动地容纳在所述管中；以及护套，其覆盖所述管，其特征在于，所述管和所述护套相互密切接触；并且所述管的内径与所述护套的外径的比率为0.1以上且0.5以下。

此外，本发明的一个方面的光缆的特征在于还包括设置在管的间隙中的抗张力件。

此外，本发明的一个方面的光缆的特征在于，当所述光缆呈U形被围在两块板之间并且随后以恒定速度施加负载而使得所述两块板之间的间隔减小时，在所述两块板之间的距离小于或等于所述光缆的外径的三倍时出现屈服点。

本发明的有益效果

本发明能够提供一种可以抑制管扭折的光缆。

附图说明

图1是示出本发明的光缆的第一实施例的构造的剖视图；

图2是示出本发明的光缆的第二实施例的构造的剖视图；

图3是示出本发明的光缆的第三实施例的构造的剖视图；

图4是示出本发明的光缆的第四实施例的构造的剖视图；

图5是表示本发明的光纤的实例和比较例的特性的表；

图6示意性地示出U形弯曲试验的方式；以及

图7是表示本发明的光纤的实例和比较例的特性的曲线图。

具体实施方式

在下文中，参照附图详细地说明本发明的光缆的实施例。在附图的说明中，用相同的附图标记表示相同的元件，并省略重复的说明。附图中各部分的尺寸比例可能与实际的比例有所不同。

[第一实施例]

图1是示出本发明的光缆的第一实施例的构造的剖视图。图1中的剖面是沿与光轴垂直的平面截取的剖面。如图1所示，光缆1包括偶数根(在此为四根)涂层光纤10。在光缆1中，如果一个通道由两根涂层光纤10构成，则不同的涂层光纤10可以用于传播上行光信号和下行光信号。如果使用一组为两根的涂层光纤10传输多通道信号，则涂层光纤的数目是偶数。

光缆1包括管20，管20将偶数根涂层光纤10容纳成单一束。管20具有横截面形状为大致圆形的间隙21。管20是所谓的松套管(loosetube)，在与涂层光纤10不密切接触的情况下使涂层光纤10能够自由移动地容纳在间隙21中。管20中的间隙21是例如如下间隙，即，当涂层光纤10平行地设置在管20内时，该间隙的直径比涂层光纤10的宽度大至少0.2mm。

管20的内径ID与外径OD的比率(即，内径ID/外径OD)为0.1以上且0.5以下。构成管20的材料的弹性模量例如为100MPa以上且2300MPa以下。构成管20的材料可以任意地选自例如：POM或其他工程塑料、PTFE、PFA或其他氟树脂、或者PVC或类似物，使得弹性模量在上述范围内。

光缆1还包括设置在管20的外侧的抗张力件40和设置在抗张力件40的外侧的护套30。也就是说，光缆1包括设置在管20和护套30之间的抗张力件40。抗张力件40可以由例如凯芙拉(Kevlar)或其它抗张纤维构成。通过设置抗张力件40，当光缆1被拉紧时，抗张力件40承受张应力，并且涂层光纤10、护套30、或内管(管20)没有拉伸。当将光缆1安装到连接器上时，通过将抗张力件40紧固到连接器上，抗张力件40在光缆1被拉紧时承受张应力，并且保持了光缆1和连接器之间的连接。

[第二实施例]

图2是示出本发明的光缆的第二实施例的构造的剖视图。图2中的剖面是沿与光轴垂直的平面截取的剖面。如图2所示，光缆2与第一实施例的光缆1的不同之处在于还具有多根(此处为6根)电线50和多个(此处为18个)填充物60。

电线50设置在管20的外侧。更具体地说，电线50沿着管20的外表面设置在管20和护套30之间。通过以这种方式将电线50设置在管20的外侧，即使当横向压力施加到光缆2上时，电线50也不会按压在涂层光纤10上，从而抑制了传输损耗的增加。电线50可以例如用作供电线，或用作低速信号线。

电线50包括金属线51和覆盖金属线51的覆盖材料52。覆盖材料52例如可以由聚乙烯、氟树脂、EVA或类似物构成。在光缆2中，构成管20的材料的弹性模量高于构成覆盖材料52的材料的弹性模量。因此，在光缆2中，构成管20的材料可以选择为使得弹性模量在100MPa以上且2300MPa以下的范围内并且高于构成覆盖材料52的材料的弹性模量。

采用这种方式，通过使管20的弹性模量高于电线50的覆盖材料52的弹性模量，当电线50按压在管20上时，横向压力不容易施加到容纳于管20中的涂层光纤10上。

填充物60设置在管20的外侧。更具体地说，填充物60沿着管20的外表面设置在管20和护套30之间。填充物60的外径和电线50的外径基本相等。在光缆2中，在管20和护套30之间设置抗张力件40，以便填充电线50和填充物60之间的间隙。填充材料60的数目取决于电线的数目50。在电线50设置在管20的外周且没有空间用于插入填充物60的情况下，填料60不是必须的。

[第三实施例]

图3是示出本发明的光缆的第三实施例的构造的剖视图。图3中的剖面是沿与光轴垂直的平面截取的剖面。如图3所示，光缆3与第一实施例的光缆1的不同之处在于包括光纤带13而不是涂层光纤10，还包括抗张力件70，并且不包括护套30和抗张力件40。

与涂层光纤10类似，光纤带13能够自由移动地容纳在管20中。通过将多个(例如，偶数个；此处为四个)平行布置的涂层光纤形成为一体来形成光纤带13。

抗张力件70设置在管20的间隙21中。抗张力件70例如可以由凯芙拉或其它抗拉纤维构成。密度为大约6000d/mm²以下(例如，3000d/mm²)的抗张力件70插入到管20的间隙21中，从而横向压力不会施加给管20中的光纤带13。通过设置这种抗张力件70，光缆3能够具有抗张强度。

[第四实施例]

图4是示出本发明的光缆的第四实施例的构造的剖视图。图4中的剖面是沿与光轴垂直的平面截取的剖面。如图4所示，光缆4与第一实施例的光缆1的不同之处在于包括抗张力件70而不是抗张力件40。

具体地说，在光缆4中，抗张力件70设置在管20的间隙21中。密度为大约6000d/mm²以下(例如，3000d/mm²)的抗张力件70插入到管20的间隙21中，从而横向压力不会施加给管20中的涂层光纤10。通过设置这种抗张力件70，光缆4能够具有抗张强度。然而，当光缆4不需要抗张强度时，可以省去抗张力件70，并且涂层光纤可以插入管20中。

此外，在光缆4中，不是如第一实施例的光缆1一样抗张力件40介于管20和护套30之间。在光缆4中，管20的外表面与护套30的内表面形成紧密接触。也就是说，在光缆4中，管20和护套30相互密切接触。即使在弯曲光缆4时(其中管20和护套30处于密切接触)，管20和护套30也保持一体而不移动。在这种情况下，可以将管20和护套30一起视为管。当管20和护套30形成一体时，可以使管20的内径与护套30的外径的比率为0.5以下。护套30不限于单层，两层或更多层也是可行的。当管20和护套30形成一体时，如果光缆4的端部固定在适当位置，则管20和护套30不移位，并且充分地固定在适当位置。

如上文所述，在第一至第四实施例的光缆1至4中，管20的内径ID与外径OD的比率为0.5以下，因此管20具有相对较厚的壁。因此，即使当光缆1至4以例如约2mm的小弯曲半径弯曲时，管20的与弯曲的内侧对应的部分中出现扭折的情况也得到抑制。结果，抑制了由管20中的扭折而产生的涂层光纤10或光纤带30的损坏或者传输损耗的增加。

为了实现抑制管20中的扭折的目的，也可以使管20的内径ID与外径OD的比率小于0.1，但是，为了确保管20内的空间使得涂层光纤10能够自由移动地容纳在管20内，实际上使管20的内径ID与外径OD的比率为0.1以上。当使管20的内径ID与外径OD的比率为0.1以上时，例如当管20的外径OD为2mm时，管20的内径ID变为0.2mm以上，并且具有0.125mm至0.18mm外径的一根涂层光纤10能够自由移动地容纳在管20内。

在上文中，已经说明了本发明的光缆的实施例。因此，本发明的光缆不限于上述光缆1至4。本发明的光缆可以是在不脱离权利要求书的范围的情况下对上述光缆1至4进行任意修改得到的光缆。

例如，在第一至第三实施例的光缆1至3中，管20的外侧(例如在管20与护套30之间)可以设置有由例如编织金属线构成的电磁屏蔽层。通过设置电磁屏蔽层，可以减少来自连接器内的例如进行光/电转换和电/光转换的装置的电磁噪声对光信号的影响。

此外，在第一和第二实施例的光缆1和2中，与第三实施例的光缆3类似，可以采用光纤带13代替涂层光纤10，或者可以在管20的间隙21中设置抗张力件70。此外，在第四实施例的光缆4中，可以采用光纤带13代替涂层光纤10。此外，在第一、第二和第四实施例的光缆1、2和4中，涂层光纤10的数目不限于偶数个，而可以为任意数目。并且，在第三实施例的光缆3中，可以采用涂层光纤10代替光纤带13。

[实例]

在下文中，参照图5至图7说明本发明的光缆的实例和比较例的特性。图5所示的实例1至8是如下光缆：其中，外径为250μm的涂层光纤能够自由移动地容纳在与上述管20类似的管中；比较例1至3是如下光缆：其中，外径为250μm的涂层光纤能够自由移动地容纳在内径与外径的比率不在上述范围内的管中。这里，涂层光纤构造成具有80μm的玻璃芯部直径、125μm的树脂包层直径、0.3的数值孔径和1000MPa的覆盖层弹性模量。仅在实施例1中，管中的间隙(间隙21)被凯芙拉(抗张力件70)填充。

图5的表中的“内径/外径比率(％)”以百分比表示管的内径与外径的比率。图5的表中的“U形弯曲(R＝2mm)”表示当如图6所示在实例和比较例的光缆C被围在板件PL之间的状态下通过施加负载F使光缆C弯曲到R＝2mm的弯曲半径时管T和涂层光纤的状态。该弯曲半径R为管T的中心轴线CA的半径。

如图5所示，在实例1至8中，管的弹性模量为100MPa以上且2300MPa以下并且管的内径与外径的比率为50％以下，当管弯曲到弯曲半径为R＝2mm的U形时，管中没有出现扭折，并且涂层光纤能够沿光缆C的长度方向自由移动(换句话说，由扭折产生的横向压力没有施加到涂层光纤上；即，管的弯曲部分中的间隙等于或大于涂层光纤的外径)。

另一方面，在比较例1中，管的弹性模量为540MPa并且管的内径与外径的比率为67％，当管类似地弯曲成U形时，管中出现扭折，并且由扭折产生的横向压力施加到涂层光纤上，导致涂层光纤损坏，并且增加了传输损耗。此外，在比较例2中，管的弹性模量为100MPa并且管的内径与外径的比率为72％，当管类似地弯曲成U形时，对涂层光纤的损坏得以避免，但是管中出现了扭折，并且由该扭折产生的横向压力施加到涂层光纤上，从而增加了传输损耗。

此外，在比较例3中，管的弹性模量为2300MPa并且管的内径与外径的比率为70％，当管类似地弯曲成U形时，管中出现了扭折，并且由扭折产生的横向压力施加到涂层光纤上，导致涂层光纤损坏，并且增加了传输损耗。从上面的结果，可以确认，通过使管的内径与外径的比率为50％以下而使得管壁较厚，可以抑制当管弯曲到具有R＝2mm的弯曲半径的U形时管中的扭折，结果是可以抑制由于管扭折而产生的横向压力导致的涂层光纤的损坏和传输损耗的增加。

图7是绘制出与实例1至8和比较例1至3中的每一例对应的位置的曲线图，其中X轴表示管的弹性模量，与X轴垂直相交的Y轴表示管的内径与外径的比率。在图7中，沿X轴延伸的直线L1在0.1处与Y轴相交，沿X轴延伸的直线L2在0.5处与Y轴相交。

如上所述，鉴于抑制管中扭折的限制条件，管的内径与外径的比率为0.5以下是优选的。另一方面，鉴于使涂层光纤能够自由移动地容纳在管中的限制条件，管的内径与外径的比率为0.1以上是优选的。在这些限制条件下，图7的曲线图中的直线L1和直线L2之间的区域是优选的区域。在图7的曲线图中，直线L2的正Y轴侧的区域是管中出现扭折、横向压力施加到涂层光纤上、涂层光纤受到损坏或传输损耗增加的区域。

另一方面，当电线(例如电线50)设置在管的外侧时，从抑制当电线按压在管上时横向压力施加在涂层光纤上目的，优选的是构成管的材料的弹性模量高于电线的覆盖材料的弹性模量。

[扭折的定义]

扭折定义为如图6所示当负载以恒定速度施加到光缆C上时在两块板PL之间的距离达到光缆C的外径的三倍之前表现出屈服点。通过在以横轴表示时间、纵轴表示负载的曲线图上在特定时间绘制负载可以确定屈服点。

工业实用性

通过本发明，可以提供能够抑制管中扭折的光缆。

附图标记列表

1至4光缆

10涂层光纤

13光纤带

20管

30护套

40、70抗张力件

50电线

ID内径

OD外径

Claims (11)

1.一种光缆，其包括涂层光纤，所述光缆还包括管，所述管使所述涂层光纤能够自由移动地容纳在所述管中，

其中，所述管的内径与所述管的外径的比率为0.1以上且0.5以下。

2.根据权利要求1所述的光缆，还包括覆盖所述管的护套。

3.根据权利要求2所述的光缆，还包括设置在所述管与所述护套之间的抗张力件。

4.根据权利要求2所述的光缆，还包括设置在所述管的间隙中的抗张力件，

其中，所述管和所述护套相互密切接触。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的光缆，还包括设置在所述管的外侧的电线。

6.根据权利要求5所述的光缆，其中，

所述电线包括金属线和覆盖所述金属线的覆盖材料；

并且构成所述管的材料的弹性模量高于所述覆盖材料的弹性模量。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的光缆，其中，

构成所述管的材料的弹性模量为100MPa以上且2300MPa以下。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的光缆，其中，

所述光缆包括偶数根所述涂层光纤；

并且所述管使所述偶数根涂层光纤能够自由移动地容纳在所述管中。

9.一种光缆，其包括涂层光纤，所述光缆还包括：

管，其使所述涂层光纤能够自由移动地容纳在所述管中；以及

护套，其覆盖所述管，

其中，所述管和所述护套相互密切接触；

并且所述管的内径与所述护套的外径的比率为0.1以上且0.5以下。

10.根据权利要求9所述的光缆，还包括设置在所述管的间隙中的抗张力件。

11.一种光缆，其容纳光纤，其中，

当所述光缆呈U形被围在两块板之间并且随后以恒定速度施加负载而使得所述两块板之间的间隔减小时，在所述两块板之间的距离小于或等于所述光缆的外径的三倍时出现屈服点。