CN105629411A - 用于光纤到用户应用的光缆及组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于更接近用户进行光网络布线的光缆和组件。光缆具有小截面且结实的设计，该设计通过使能在具有压力夹的架空应用中使用及在埋置和/或管道应用中使用而通用。另外，本发明光缆及组件具有相对大的余长松弛储存容量。本发明组件包括硬质连接器如适合室外设施应用的插头和/或插座，前述连接器连接到光缆的一端或多端以进行即插即用连接。

Description

用于光纤到用户应用的光缆及组件

本申请是申请日为2009年09月23日、申请号为2009801467418、发明名称为“用于光纤到用户应用的光缆及组件”的中国专利申请的分案申请。

相关申请

本申请要求2008年9月23日申请的美国临时申请61/192,295及2009年3月27日申请的美国临时申请61/192,295的权益，这些申请的所有内容通过引用组合于此。

本申请涉及2007年11月26日申请的美国申请11/986,705(现在的美国专利7,539,380)、2008年10月24日申请的美国申请12/258,121及2009年4月7日申请的美国申请12/419,425。

技术领域

本申请涉及适合光纤网络如光纤到用户或光纤到节点应用的光缆和组件。更具体地，本申请涉及具有结实设计、抗压碎载荷、小截面及大的余长松弛储存能力的光缆。

背景技术

通信网络用于将多种信号如话音、视频、数据及类似信号传给用户。服务提供商现在将光纤更深入地布到通信网络内以增加用户可用带宽。例如，光纤到户相较传统的铜缆提供更大的带宽。

图1示意性地示出了使用两种不同的安装技术布到用户所在房屋的两根预接连接器的光缆10和10’。图1示出了按架空安装技术布到房屋20的第一预接连接器的光缆10和按埋置安装技术布到房屋20的第二预接连接器的光缆10’。在架空安装情形下，预接连接器的光缆10的第一端10a连接到位于杆11处或靠近杆11的第一接口装置12，及预接连接器的光缆10的第二端10b连接到位于房屋20处的第二接口装置14。第一接口装置12可以是接线盒、多端口(具有多个插座的装置)或类似装置。第二接口装置14可以是接线盒、网络接口装置(NID)、光网络终端(ONT)或类似装置。在架空安装情形下，技术工人通常使用图1中示意性示出的压力夹19如p夹(如图1中示意性所示)将光缆10拉紧固定在杆11和房屋20处，从而避免光缆10沿架空跨距出现下垂。

图2示出了2PR压力夹19，一部分光缆10置于其中。压力夹19可从伊利诺伊州FranklinPark的ReliablePowerProducts获得。压力夹19包括夹体19a、夹子19b和用于夹紧光缆的楔19c，随着光缆上的拉力增加，摩擦力相应增加。夹体19a接收夹子19b和楔19c之间的光缆10并在施加拉力时将其压挤在其间。夹体19a还包括用于将其附着到结构如杆11或房屋20上的环端。

光缆10上的摩擦力增加防止光缆拉出压力夹。然而，由于夹子19b具有凹陷及夹体19a具有脊，来自压力夹19的夹紧力可能使光缆塑性变形甚至损坏光缆。在压力夹内使用的传统光缆可包括缓冲管以保护光纤免遭前述变形。

在埋置或管道应用中，预接连接器的光缆10’的第一和第二端分别连接到位于现场位置18如基座、人孔、手孔等内的接口装置16及第二接口装置14。接口装置可包括用于使与预接连接器的光缆10的插头端光学连接的至少一插座(不可见)。与架空应用类似，埋置或管道应用也要求结实的光缆设计。例如，光缆可能遭遇粗糙的地势如被推靠岩石等或在安装期间粗暴地处理如拉入管道。因此，对于光纤到用户应用，预接连接器的光缆应足够结实以处理架空、埋置和/或管道安装，同时保持适当的光学性能和可靠性。

此外，杆11或现场位置18到第二接口装置14之间的距离随每一安装变化，而技术工人通常使用预选长度的预接连接器的光缆。因此，必须储存额外长度的松弛光缆。由于松弛储存需要的空间大，大的光缆可能存在问题。一种解决方案是将许多不同长度的预接连接器的光缆携带到现场，这对技术工人、服务提供商和制造商产生复杂问题。

发明内容

根据本发明的一方面，光缆包括至少一光纤；第一拉伸加强件和第二拉伸加强件，其中第一拉伸加强件和第二拉伸加强件位于至少一光纤的两侧且大致沿共面对齐；及聚合光缆护套，该光缆护套具有位于第一和第二加强件之间的至少一光纤周围的中间高度，该中间高度小于加强件处的端部高度，其中光缆具有小于25平方毫米的截面积。

根据本发明的另一方面，中间高度和端部高度的比小于0.95。

根据本发明的另一方面，光缆抗压碎载荷如p夹中产生的压碎载荷。例如，当光缆遭受每毫米60牛顿的压碎载荷时，光纤经历小于20MPa的径向应力。

根据本发明的另一方面，光缆护套可挤压成型在光纤上而不干预缓冲管。例如光纤可以是涂覆光纤、紧密缓冲光纤或非紧密缓冲光纤。

根据本发明的另一方面，制造光缆的方法包括放出至少一光纤；放出第一加强件；放出第二加强件，其中第一加强件和第二加强件位于至少一光纤的两侧；及将光缆护套挤压成型在至少一光纤和加强件周围，其中当光缆护套挤压成型在光纤周围时至少一光纤以至少100克力拉紧，使得光纤中保留0.0-0.2％的残余应变。

根据上述及其它方面，光缆表面不规则，使得它们可吸收径向压缩，如在p夹中经受压缩时，还具有制造成本便宜的小截面，及方便储存。

应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述均呈现本发明的实施方式，并用于提供理解本发明的性质和特征的概览或框架。

附图说明

图1示意性地示出了使用不同安装技术布到房屋的光网络的分支链路部分。

图2为一部分光缆保持在架空应用中使用的典型压力夹内的立体图。

图3为根据本发明的光缆的截面图。

图4示出了图3的光缆的截面区域叠加在传统分支光缆上。

图4a-4c示出了位于图2的压力夹内、具有不同高度比的光缆的截面图。

图5为在各种拉伸载荷状态下图3的光缆和比较光缆在布置在图2的压力夹内时的光衰减量图示。

图6和7为根据本发明的具有多根光纤的光缆的截面图。

图8-10为根据本发明的与光缆30类似的、具有可音频探测元件的光缆的截面图。

图11a-11c为图3的预接连接器的光缆在根据本发明的示例性硬质连接器插入互补插座时的各个阶段的图示。

图12为根据本发明的使用图8的光缆的预接连接器的光缆的组装立体图。

图13为图11a的根据本发明的预接连接器的光缆的局部分解图。

图14a和14b分别示出了图13的硬质连接器的护罩的立体图和截面图。

图15a为图3的光缆准备接连接器的立体图。

图15b为图13的硬质连接器的压接外壳的其中一壳的立体图。

图15c为图13的预接连接器的光缆的部分组装图。

图15d为图13的预接连接器的光缆的另一部分组装图，其中压接箍滑入压接外壳上的位置。

图16为根据本发明的使用不同的硬质连接器的另一预接连接器的光缆的分解图。

图17为根据本发明的两个预接连接器的光缆的部分分解图，其中每一光缆具有互补硬质连接器。

图18为根据本发明的两个预接连接器的光缆的部分分解图，其中每一光缆具有与图17的硬质连接器类似的互补硬质连接器。

图19为根据本发明的两个预接连接器的光缆的部分分解图，其中每一光缆具有与图17的硬质连接器类似的互补硬质连接器。

图20为根据本发明实施例的光缆的截面图。

图21a为在所施加的压碎载荷下的模拟光纤应力曲线。

图21b为用于对护套材料进行建模的应力-应变曲线。

图22为在所施加的压碎位移下的模拟光纤应力曲线。

图23和24为与图20中所示光缆类似的光缆的截面图，但具有可音频探测元件。

图25为用于制造根据本发明的光缆的生产线的示意性图示。

图26和27示出了测量光缆的拉出力的方法。

图28为在此公开的多模光纤的示例性实施例的玻璃部分的截面的折射率曲线的示意性表示(非按比例)，其中下陷的折射率环状部分偏离中心并由外环状部分包围。

图29为图28的光波导光纤的截面图的示意性表示(非按比例)。

具体实施方式

现在将详细提及本发明目前的优选实施方式，其例子如附图所示。在实施时，同样或类似的附图标记在所有附图中将用于指相同或类似的部分。

图3为具有至少一光纤32、第一和第二加强件34及光缆护套38的光缆30的截面图。第一和第二加强件34位于光纤32的两侧。光纤32和加强件34中的每一个具有大致沿共面A-A对准的轴向中心线(未示出)。共面A-A上的加强件32、34的定向向光缆30部分提供优先弯曲特性。

在图3中所示的示例性实施例中，光缆护套38包围并接触光纤32及还包围和接触加强件34。光缆护套38具有按在加强件34之间的光纤32的上面和下面延伸的光缆截面中间或中心区域的护套厚度测量的中间高度MH。光缆护套38的端部高度EH测量为在每一加强件上面和下面延伸的光缆截面的每一端的护套厚度。端部高度EH可等于光缆30的总高度，并可在加强件的中心线处对准。根据本发明，中间高度MH小于端部高度EH。该结构在压碎载荷下如夹紧在压力夹19内期间保持光学性能，如下面进一步详细所述。相比于用于光纤到用户或节点、应用的传统分支光缆，光缆30还具有相对小的截面覆盖区。小截面覆盖区提供相对大的余长松弛储存能力、制造时需要更少的材料，同时依然结实。

为比较目的，图4为光缆30的截面覆盖区42(由实线表示)叠加在用于光纤到用户应用的传统光缆的截面覆盖区44(由阴影线表示，还示出了缓冲管和加强件的轮廓)上示意性图示。如图所示，光缆30的截面覆盖区42远小于传统光缆的截面覆盖区44，同时仍然提供在2PR压力夹19内使用的结实设计。在所示例子中，截面覆盖区42约为传统光缆的截面覆盖区44的42％(例如，相比于约31.5平方毫米，约为13.2平方毫米)。光缆30的这种结构使光缆30的截面积相对小，同时依然在压力夹19的应力下工作。

截面覆盖区42远小于传统截面覆盖区44，部分是因为其不需要该类型传统光缆所需要的缓冲管(在图4中由中间阴影圆表示)。缓冲管在传统光缆中用于包围和保护光纤免遭如由压力夹产生的应力。根据本发明，光缆30不需要特殊安装程序，如不需要像传统架空应用中所需要的那样将光纤与来自压力夹19的夹紧力分开或隔开。同样，光缆30也可经受住埋置和/或管道应用的要求。

作为例子，光缆30具有约3.0毫米的高度MH和约5.3毫米的宽度W。本发明的概念可与如表1中所示的具有其它适当尺寸和/或形状的光缆一起使用。此外，光缆30的较小的截面覆盖区使线圈直径相比于传统光缆更小。因此，光缆30有利地使能在相对小的体积(即空间)中如用户房屋处的网络接口装置、接线盒、基座或其它适当位置处储存相对长的光缆。对于架空安装和/或埋置安装，光缆30的小尺寸还使能在小空间中松弛储存相对大的长度。服务提供商和制造商因此可进货较少长度的预接连接器的光缆如短长度和长长度。同样，技术工人可携带较少长度的预接连接器的组件到现场。

对于冰和风加载如NESC重加载情形下，光缆30还具有相对小的重量和小的覆盖区。这样，在架空安装时为维持光缆30适当的下垂将需要更低的拉力，这导致更低的拉力从施加到压力夹的张力施加到用户房屋。例如，在150英尺架空跨距下光缆301％的下垂可以约20磅的拉力实现。该拉力相比于图4中所示的传统分支光缆降低约30％。相对低的拉力还使光缆30更易于安装。

表1在前两行中比较了光缆30和图4中示意性示出的传统光缆的各种特性。参数包括光缆的总尺寸、卷绕容量和重量。表1还列出了光缆30(列表为光缆30’和光缆30”)的大小变化数据。图4的传统光缆在3.0毫米缓冲管内包括一根或多根光纤。

表1：传统光缆与光缆30的比较及其大小变化

表1的前两行示出了60米的光缆30可卷绕和储存在具有约4300立方厘米或更小的体积的空间中，这是同样长度的传统光缆所需要的体积(即空间)的一半。松弛储存增加的部分原因在于光缆30相比于传统光缆可卷绕成更小的直径(即光缆具有更小的弯曲半径)。作为例子，使用1.25毫米玻璃增强塑料的光缆可以约12.5厘米或更小的直径开始卷绕，而传统光缆可以约16厘米的直径开始卷绕。光缆30的松弛储存特性具有明显增加的另一原因是因为光缆30的截面积小得多(即约为如图4中所示的传统光缆的42％)。

光缆30在重量方面相比于传统光缆具有相当的降低。具体地，相比于图4中示意性示出的传统光缆的每千米长度约31公斤的重量，光缆30每千米长度具有15公斤或更小的重量。其重量明显降低及储存容量明显增加，这对于能够顺应GR-20、RDUP、IEC或ICEA的光缆而言很令人惊讶。因此，松弛储存和重量特性连同光缆30在压力夹19内的性能(如下所述)向技术工人提供用于光纤网络的通用光缆设计。

表1还列出了光缆30的大小变化及大小变化怎样影响设计的储存容量和重量。如光缆30’所示，如果大小稍微增加，则储存容量降低及重量增加到约19公斤每千米或更小。同样，如果大小稍微降低，则60米的储存容量空间降低到约3760立方厘米或更小及每千米的重量降低，如光缆30”所示。另外，根据本发明的光缆有益于光网络中的其它应用如形成配线光缆组件的一部分的系缆、如跳线光缆组件、连接到多端口装置等。

总的来说，加强件34的大小比光纤32大得多并进行选择以对光缆30提供所希望的拉伸强度要求。作为例子，加强件34为电介质件，如具有约1.25毫米直径的玻璃增强塑料(GRP)，但其它大小、形状和/或材料的加强件也是可能的。例如，加强件34可具有椭圆形、矩形或其它形状和/或由钢等形成。如果加强件34由钢形成，则光缆不再是电介质设计，但光缆能够缠绕在系紧结构周围，因为钢或金属加强件具有形状记忆。如果光缆30意于与压力夹一起使用，则加强件34应与光缆护套38适当结合；否则，光缆护套38可能被压力夹19从加强件34扯下来，这将导致灾难性故障。为促使与光缆护套38结合，加强件34可在其上包括一种或多种附着促进剂如选自乙烯-丙烯酸家族的促进剂，如乙烯-丙烯酸(EAA)，但其它材料或机制也可以。例如，结合可使用具有粗糙表面等的加强件进行机械结合。同样，如果意于与压力夹19一起使用，加强件34在内表面之间应具有约1毫米的间隔S以阻止夹紧的光缆护套38移入光纤区域并压靠光纤32，从而导致光衰减水平升高。更具体地，加强件34的内表面之间的间隔应在0.8毫米到约1.5毫米的范围中，从而在暴露和移除加强件34时在单光纤周围留下约0.4到约0.75之间的壁厚度，如图15a中所示。相对小的间隔S还有助于根据本发明的光缆的相对大的储存容量。

如上所述，光缆护套38具有相较光缆30的端部更窄的腰部(即中间高度MH小于端部高度EH)以在光缆位于压力夹19内时防止压碎力传到光纤32。作为例子，中间高度MH约在小于端部高度EH的、约0.1-1.0毫米之间，优选在更小的约0.2-0.8毫米之间。高度比定义为光缆的中间高度与端部高度的比(MH/EH)。根据本发明的光缆在仍然在压力夹19内工作的同时可具有约0.6到约0.9范围中的高度比，但该范围越接近1.0，光学性能受影响越多。光缆30具有约0.8(2.5mm/3.0mm)的标称高度比，但该值可在范围内变化，如高度比为约0.6(1.8mm/3.0mm)到约0.9(2.7mm/3.0mm)之间。换言之，光缆护套38的形状抑制/减少因压力夹19施加的压碎力引起的光纤32的弯曲损失。光缆的其它变化可具有均匀厚度的光缆护套，但这些设计可能不适合在压力夹19内使用，因为可能出现光学衰减升高及光纤甚至可能“不能通信”。更具体地，当在压力夹19内拉紧时，光缆30的端部(即端部高度EH)吸收大部分夹紧力并减少传给光纤32的夹紧力。

图4a-4c示出了压力夹19内的光缆随着高度比变化的多个截面。具体地，图4a示出了压力夹19内的光缆的截面图，其中楔19c实现将光缆夹紧在夹子19b和夹体19a之间以示出夹紧的详细情况。更具体地，图4a示出了高度比为0.9和1.0的两根光缆在光纤32上方的中间高度处的轮廓(例如，0.9情形示作实线，及1.0情形示作虚线)。纵向截面沿分别通过具有两个不同高度比的相应光缆的中间高度MH的线b-b取得，分别如图4b和4c所示。为清晰起见，楔19c在图4b和4c中未示出，但在夹紧期间往下压在夹子19b上。如图4b和4c中详细所示，夹子19b具有凹陷(未标号)及夹体19a具有脊(未标号)以使光缆变形并在光缆夹紧在其间时增加夹持强度。具体地，图4b示出了高度比为1.0的光缆的纵向截面，光缆护套48的变形由夹子19b的凹陷和夹体19a上的脊产生。图4b还示出了压力夹19的变形和/或力影响光纤32，其影响光学性能。相反，图4c示出了高度比为0.6的光缆的纵向截面，在光纤32上方光缆护套48没有因夹子19b的凹陷和夹体19a上的脊引起的变形，但其它高达0.9的高度比也可因保持光学性能而有益。简言之，如果高度比为约0.9或更小，当位于压力夹19内时，光缆护套38进入光纤区域的变形得以减少。另外，根据光缆的预计用途(如室内、室内/室外、或室外)，光缆护套38可由任何适当的聚合物或混合物形成，如聚乙烯、阻燃聚乙烯、阻燃PVC、PVDF和/或其它适当的材料。

为比较目的，图5示出了具有不同高度比的光缆在位于压力夹19内时在基准波长为1625纳米的情形下的平均光学衰减量的曲线图。具体地，该曲线图示出了光缆30(即高度比为0.8)及高度比为1的类似比较光缆的光学衰减量。更具体地，该曲线图示出了具有不同高度比的光缆在压力夹19中在下述情形下的平均光学衰减量：光缆上的拉伸载荷从0磅增加到300磅、在拉伸载荷从相应光缆释放但压力夹19仍附着在光缆上、及最后当从相应光缆移除压力夹19时。拉伸载荷增加到高达300磅以对压力夹19内的非常极端的架空安装(强风和冰冻加载)进行建模。

线52和线54分别表示光缆30和比较光缆在给定拉力范围和其它条件下的平均光学衰减量。如图所示，线52在0.02dB左右大致平直，这在测量设备的噪声之内。为说明目的，线52通常示为跨拉力范围和其它条件为零。另一方面，线54具有相当低的光学衰减量直到拉力达到约175磅为止，之后随着拉力增加而显著增加到不可接受的水平。在释放300磅的拉力之后，衰减仍增加，这是因为压力夹仍然夹紧及光缆护套材料放松在压力夹19内。另外，如果加强件未与光缆护套结合，随着拉力增加到300磅，光纤将可能断裂。简言之，如果加强件34未被结合，则压力夹19使光缆护套38因颈缩在压力夹19的一侧上及折叠在另一侧上而塑性变形，这导致灾难性故障。然而，光缆30有利，因为其足够结实以处理在使用压力夹19的架空安装中可能经受的强风和冰冻载荷情况下的极端安装拉伸载荷及长跨距，而不会出现不适当的光学衰减水平或灾难性故障。作为例子，光缆30的150英尺的架空跨距在NESC重载荷(即风和冰)下经受约220磅的拉伸载荷。在NESC情况下拉伸载荷相对低是因为光缆30的相对小的截面覆盖区。此外，如图5所示，光缆30在位于压力夹19内的同时可有利地处理超过NESC重载荷的极端拉伸载荷(如高达300磅)，而不会出现光学衰减水平升高。

另外，由于光缆护套38接触光纤32，因而不需要遇水膨胀或阻水件，因为没有水沿光缆30迁移的间隙(即通路)。换言之，光缆护套38紧紧挨近并接触光纤32，但其不必然与光纤结合。已认为光缆护套38与光纤32的结合因光缆护套38所需要的相当小量的聚合物而抑制，该聚合物在制造期间因仅有相当低量的热能需要散发而快速冷却。简言之，光缆30的截面更小，因为不需要缓冲管保护光纤(即不需要缓冲管抑制压碎力和/或抑制光纤粘到光缆护套上)。光缆护套38的相当小量的聚合物可使用光缆护套包络-加强件面积比进行量化。光缆护套包络-加强件定义为光缆护套包络的总面积(减去加强件的面积)-所有加强件的总面积。例如，光缆30的光缆护套包络-加强件面积比为为4.5:1，而图4的传统光缆的这种比为约5.5:1。光缆30的大小变化可将该比改变为约5:1或更小。

光纤32应对预计应用提供所希望的性能。例如，如果光缆用于架空应用，则当位于压力夹19中及拉伸载荷为300磅时，光缆30内的光纤32应具有约0.3dB或更小的光学衰减量，优选为约0.1dB或更小。同样，如果光缆具有带形状记忆的加强件并用于缠绕在系紧结构周围，则如本领域已知的，光纤32应是耐弯曲光纤以适应小的弯曲半径。另外，所需要的光纤32可包括变成光纤的一部分的可选涂层33以改善技术工人的手感和/或结实性。作为例子，涂层33可以是任何适当的材料如位于光纤上的可UV固化上覆层，如高达500微米或其它所希望的大小如900微米，但其它大小也可能如700微米。聚合物涂层如PVC、PVDF等也可能，但应避免聚合物涂层和光缆护套38之间的结合以保持光学衰减。光纤32具有相当低的光纤余长(EFL)如0.1％或更小，因为光缆护套38接触光纤，及较高水平的EFL可导致光学衰减水平升高。另外，光纤32可进行比标称(如100KPSI之上)更高强度水平的保证试验如200KPSI或其它适当值的保证试验以使光缆顺应GR-20光纤应变要求。

根据本发明概念的光缆设计在其中可具有适当数量的裸露、着色、涂覆或带化形式的光纤。图6和7分别为根据本发明的光缆60和光缆70的截面图，这些光缆与光缆30类似但包括多根光纤32。如图所示，光缆60包括两根位于加强件34之间的裸光纤32，从而形成多纤版本的光缆。其它结构也是可能的，如使用光纤带产生多纤光缆变化。说明性地，光缆70示出了其中具有四根光纤32的光纤带71。

另外，根据本发明的概念，与光缆30类似的可音频探测变化也是可能的，如图8-10所示。具体地，根据本发明的光缆可包括可音频探测元件81如传导导线、条等，用于在光缆埋置时定位光缆使得可定位和/或标记光缆以防止无意损坏。可音频探测元件81可以是用于确定光缆的位置的任何适当的传导材料，如小铜丝、覆铜箔的钢等。作为例子，可音频探测元件81为具有20-42AWG之间规格的铜丝。例如，图8示出了具有位于可音频探测圆形突出部83内的可音频探测元件81的光缆80，可音频探测圆形突出部83可与主缆体85分离。具体地，可音频探测圆形突出部83通过腹蹼87连接到主缆体85，腹蹼87可容易用手分离从而使其具有技术工人友好性。腹蹼87也可包括优先撕拉部分/几何结构(未标号)以控制靠近主缆体85的腹蹼中的撕拉位置，从而导致“整齐”分离。主缆体85和可音频探测圆形突出部83通常使用同一挤压成形装置挤压成形。其它变化也可定位主缆体内的可音频探测元件81。作为例子，光缆90包括位于光缆护套38内靠近外表面的位置处的可音频探测元件81，从而使能相当容易地接近可音频探测元件81。光缆100示出了另一变化，其中可音频探测元件位于光缆护套38内，但邻近加强件34之一。光缆90和100还可包括用于指示光缆的哪一侧包括可音频探测元件81的标记标识。在其它变化中，可音频探测元件81可位于加强件之一内或者加强件可以是可音频探测元件。

本发明的光缆可在现场或在工厂在一端或多端预接硬质光学连接器，从而使预接连接器的光缆或组件适合由技术工人进行即插即用连接。如在此使用的，硬质连接器指防风雨的结实光纤连接器，从而使其适合在厂外环境中使用，但也可在使能使用硬质连接器。例如，技术工人可将具有硬质连接器的预接连接器的光缆布到房屋、多端口装置、网络接口装置(NID)、光网络终端(ONT)、接线盒等。图11a-11c示出了在配合预接连接器的光缆的端部的各个阶段期间的示例性光纤配合组件。

更具体地，图11a-11c示出了预接连接器的光缆110(即包括具有一个或多个光学连接器如硬质连接器150的光缆30的组件)与互补的插座130配合。具体地，图11a示出了与预接连接器的光缆110分离的插座130。此外，预接连接器的光缆110和插座130被示为具有其相应的保护帽。保护帽168用于防护连接器组件152(图13)，具体地，防护硬质连接器的连接器陶瓷插芯152b的端面与元件接触和/或受到损坏。具体地，所安装的保护帽168使连接器陶瓷插芯152b与元件隔离并防止其在运输和处理期间受到损坏。图11b示出了从预接连接器的光缆110的端部拆下的保护帽168。同样，插座130的相应帽(未标号)也被拆下。预接连接器的光缆110定位成与插座130的互补部分啮合。具体地，预接连接器的光缆110的对准标记160c定位到插座130的互补标记130c。图11c示出了预接连接器的光缆110和插座130之间的配合连接，从而进行其间的光学连接。显而易见地，在进行光学连接时不需要特殊设备、培训或技巧。因此，部署光网络到房屋或其它位置的劳动成本合算且有效率。在这种情况下，硬质连接器(即插头连接器)和插座之间的配合使用螺纹啮合进行固定，但固定光学连接的其它适当手段也是可能的。例如，固定手段可使用直角转弯锁、快速释放、推拉闩或卡口结构。

图12示出了具有可音频探测元件81的组装好的预接连接器的光缆110’的立体图。具体地，预接连接器的光缆110’是包括具有硬质连接器150(即光学插头连接器)的光缆80的组件，硬质连接器安装在光缆80的一端上。回想光缆80具有位于可音频探测圆形突出部83内的可音频探测元件81，可音频探测圆形突出部83通过腹蹼部分87连接到主缆体85。如图所示，可音频探测圆形突出部83的一部分与主缆体85分离并在连接硬质连接器150之前卷绕，使得其避开并在需要时使可音频探测元件81能接地。硬质连接器150使用SC类型的连接器组件152，但通过使用适当的压接外壳，本发明也可使用其它类型的连接器组件如LC、FC、ST、MT和MT-RJ。因此，适当的光学连接器如硬质连接器可与根据本发明概念的适当光缆一起使用，从而得到多个光缆/硬质连接器组件组合。

图13示出了预接连接器的光缆110的部分分解图，其中示出了硬质连接器150的部件。如图所示，硬质连接器150包括工业标准SC型连接器组件152，该组件具有连接器体152a、陶瓷插芯支架(未标号)中的陶瓷插芯152b、弹簧152c和弹簧按钮152d。硬质连接器150还包括压接组件(未标号)，该组件包括具有至少一壳155a和压接箍154的压接外壳155、接收一个或多个O形环159的护罩160(图14a和14b)、连接螺母164、电缆尾套166、热缩管167、及通过系索169固定到尾套166或组件的其它适当部分的保护帽168。

总的来说，硬质连接器150的大部分部件由适当的聚合物形成。作为例子，聚合物为UV稳定聚合物如可从GEPlastics获得的ULTEM2210；然而，其它适当的材料也可能。例如，不锈钢或任何其它适当的金属可用于各个部件。

如图15d中所示，压接组件包括压接外壳155和压接箍154。压接外壳155具有在组装预接连接器的光缆时通过压接箍154保持在一起的两个壳155a。尽管示出了两个一样的壳，但应当理解，其它适当的壳构造也是可能的，如大于或小于压接外壳的一半的壳或两个以上的壳。压接箍154优选由黄铜形成，但其它适当的可压接材料也可使用。压接外壳155构造成用于固定连接器组件152及通过固定一个或多个加强件34而实现光缆30的应变消除。另外，环氧树脂、粘合剂、胶水等可用于将加强件34固定在压接外壳155内。这有利地得到使用较少部件的相当紧凑的连接器布置。此外，压接组件使预接连接器的光缆110能快速且容易地进行组装。当然，根据本发明，其它实施方式也是可能的。例如，连接器体152a可按ST型构造整体模制在压接外壳155内从而压接外壳的扭曲运动使ST型连接器与互补的配合插座固定。

图15a-15d示出了在将压接组件155连接到光缆30的过程期间的几个步骤。图15a示出了光缆30，具有加强件34及从光缆30的端部延伸的光学部件42。准备光缆30的端部相当容易，因为切割刀片可在顶部和底部邻近加强件34进行操作从而去除光缆护套38的一部分，然后可拉开加强件34从而留下光纤32包围在一部分光缆护套38中以在布线等时保护光纤。其后，加强件34上的光缆护套38的其余部分可容易地去除而在光纤32上保留所希望的剩余光缆护套38长度。图15b示出了一壳155a的内表面。在该例子中，因为两个对称的壳用于压接外壳155，只示出了一壳155a。在其它实施例中，可以有不同的第一壳和第二壳。例如，一壳可具有两个对准销，而不是每半壳具有单一对准销或一壳可少于压接外壳155的一半。

如图15b中所示，壳155a包括用于固定连接器组件152的第一端155b及通过固定一个或多个加强件34实现应变消除的第二端155c。纵轴A-A形成在壳155a的第一端155b和第二端155c之间并靠近压接外壳155的中心，通过该纵轴形成纵向通道的一半。当进行组装时，光纤32通过纵向通道并保持在陶瓷插芯152b的孔中。另外，壳155a包括光缆夹紧部分156和连接器组件夹紧部分157。

具体地，光缆夹紧部分156具有两个外侧半管通道156a及大致沿纵轴A-A布置的中心半管通道156b。半管通道156a可包括至少一用于安全地夹紧加强件34的肋156c及还可包括将环氧树脂、粘合剂、胶水等注入到光缆夹紧部分内，然后对压接箍154进行压接，从而完成压接组件。此外，半管通道156a的大小适合光缆30的部件如加强件34和光纤32，但这些通道的大小可适合不同的光缆构造。

同样，壳155a具有大小适合固定连接器组件152的连接器组件夹紧部分157。具体地，连接器组件夹紧部分157具有通向并连接中心半管通道156b的半管通道157a及部分矩形的通道157b。半管通道157a大小适合固定弹簧按钮152d并可包括用于该目的的一个或多个肋。矩形通道157b将一部分连接器体152a保持/固定在其中并抑制连接器组件152和压接外壳155之间的过度旋转。图15c示出了准备好的图15a的光缆30，其中连接器组件152固定并位于第一壳155a中。两个壳的对准通过将销157c插入两个壳的互补孔157d内实现。图15d示出了压接外壳155的两半壳155a在压接箍154安装在其上之前布置在光缆30周围。另外，壳可包括通向半管通道156a或156b之一的一个或多个孔156d。孔156d使能将环氧树脂、粘合剂、胶水等插入压接外壳155内，从而提供用于应变消除的安全连接。

如图12中所示，当完全组装好后，压接组件的至少一部分安装在护罩160内。另外，键接压接外壳155以引导压接外壳/压接组件插入护罩160内。在该例子中，壳155a包括压接外壳155两侧上的平坦表面157e(图15d)以阻止压接外壳155和护罩160之间的相对旋转。在其它实施例中，压接组件可使用其它构造如互补的突出/凹槽等与护罩键接。

如图14a和14b中所示，护罩160具有大致中空圆柱形的形状并具有第一端160a和第二端160b。护罩160通常保护连接器组件152及还可使硬质连接器150与相应的配合插座130键接。护罩160包括第一和第二端160a和160b之间的用于接收一部分压接外壳的直通通道。如上所述，键接护罩160的通道使得阻止压接外壳155在组装硬质连接器150时过度旋转。另外，通道具有内部肩部(不可见)以阻止压接组件插入到超过预定位置的地方。

另外，护罩160的第一端160a包括由护罩160形成的至少一开口(未标号)。至少一开口从护罩160的中间部分延伸到第一端160a。更具体地，护罩160包括第一端160a两侧的一对开口，从而形成对准部分或指状部分161a、161b。在配合期间除了使护罩160与插座对准之外，对准指状部分161a、161b可延伸稍微超过连接器组件152，从而保护连接器组件。如图14b中所示，对准指状部分161a、161b具有不同的形状使得硬质连接器150和插座130仅在一个方向配合。该方向可使用对准标记160c标记在护罩160上，使得技术工人可快速和容易地使预接连接器的光缆110与插座130配合。在该例子中，对准标记160c为模制在护罩160的顶部对准指状部分内的箭头，然而，也可使用其它适当的标记。如图所示，箭头与位于插座30(图11b)上的互补对准标记130c对准，从而使技术工人能对准标记160c、130c进而使对准指状部分161a、161b可固定在插座130内。其后，技术工人使连接螺母164的外螺纹与插座130的互补内螺纹啮合以进行如图11c中所示的光学连接。

护罩160的中间部分具有一个或多个用于安放一个或多个O形环159的凹槽162。O形环159在硬质连接器150和插座130或保护帽168之间提供防风雨密封。中间部分还包括为连接螺母164提供档块的肩部160d。连接螺母164具有大小合适的通道使得其安装在护罩160的第二端160b上并绕护罩160的中间部分容易地旋转。换言之，连接螺母164不能移动超过肩部160d，但连接螺母164能够相对于护罩160旋转。护罩160的第二端160b包括具有相当宽的凹槽(未标号)的梯降部分。该梯降部分和凹槽用于固定热缩管167。热缩管167用于使预接连接器的光缆防风雨。具体地，梯降部分和凹槽使能将热缩管167连接到护罩160的第二端160b。热缩管167的另一端连接到光缆护套38，从而阻止水进入硬质连接器150。

在连接热缩管167之后，尾套166在热缩管167和一部分护罩160上方滑动。尾套166优选由柔软材料如KRAYTON形成，但其它材料和/或构造也是可能的。热缩管167和尾套166通常抑制扭折并向靠近硬质连接器150的光缆30提供弯曲应变消除。尾套166具有纵向通道(不可见)，梯级轮廓穿过该通道。尾套通道的第一端大小适于安装在护罩160的第二端和热缩管167上。尾套通道的第一端具有大小适合光缆30和热缩管167的梯降部分并用作指示尾套完全就位的档块。在尾套166就位之后，连接螺母164向上滑到肩部160c使得系索169可固定到尾套166。具体地，系索169的第一端定位在尾套166上的凹槽166a周围。因此，连接螺母164被捕获在护罩160的肩部160c和尾套166上的系索169之间。这通过防止连接螺母164滑过系索169以向下滑到光缆30上而有利地将连接螺母保持在适当位置。

系索169的第二端使用安装在保护帽168的前端上的凹槽(未标号)内的搭扣而固定到保护帽168。因此，保护帽168被防止丢失或与预接连接器的光缆110分离。另外，保护帽168还可包括孔眼168a。孔眼168a用于连接鱼带或其它拖拉装置，使得预接连接器的光缆110可被拉过管道等。保护帽168具有内螺纹，用于与连接螺母164的外螺纹啮合以在未进行光学连接时将其固定在适当位置。此外，一个或多个O形环159在安装时在硬质连接器150和保护帽168之间提供防风雨密封。当螺纹啮合时，保护帽168和硬质连接器的连接螺母164可相对于预接连接器的光缆110的其余部分旋转，从而抑制拖拉光缆期间的扭力。

预接连接器的光缆110可具有所希望的任何适当长度，然而，预接连接器的光缆110可具有标准长度。此外，预接连接器的光缆110可包括用于识别其长度的长度标记标识。例如，长度标记标识可以是位于光缆上的标记如彩色条纹或印刷语句中指示的标记。同样，长度标记标识可以是位于硬质连接器150上的标记。在一实施例中，长度标记标识可由连接螺母164或保护帽168上的标记如彩色条纹指示。在任何情况下，长度标记标识应容易看见，从而技术人员可识别预接连接器的光缆的长度。作为例子，连接螺母164上的红色标记标识指示约150英尺的长度，而橙色标记标识指示约300英尺的长度。

所描述的说明性实施例在硬质连接器150及其互补插座130之间提供光学连接，该连接可在现场没有任何特殊工具、设备或培训的情况下进行。另外，光学连接可通过仅使预接连接器的光缆110的端部与相应插座配合或不配合而容易地进行连接或断开连接，配合或不配合通过螺纹啮合或分离连接螺母164并将硬质连接器150拉离互补插座130实现。因此，本发明的预接连接器的光缆使能以容易和经济的方式向用户或其它位置部署光波导，从而向终端用户提供增加的带宽。此外，本发明的概念可用其它光学连接器、硬质连接器和/或其它预接连接器的光缆结构实施。

例如，图16示出了根据本发明的使用硬质连接器250的另一预接连接器的光缆210的分解图，硬质连接器250连接到光缆30并与硬质连接器150类似。换言之，硬质连接器250适合像硬质连接器150那样与互补插座130配合，但使用不同的结构固定光缆30和连接器组件52。硬质连接器250还包括保持体255、接收一个或多个O形环259的护罩260、可选的护罩端件260a、连接螺母264、光缆尾套266、热缩管254、及通过系索269固定到尾套266或组件的其它适当部分的保护帽268。

光缆30准备好以与图15a中所示类似的方式接硬质连接器250。光缆的暴露的加强件34固定到保持体255。保持体255包括中心孔(不可见)，光缆30的光纤32通过中心孔插入连接器组件152的陶瓷插芯内。另外，保持体255具有位于中心孔外侧的两个孔，这两个孔的大小适于接收加强件34。将加强件34固定到保持体255的一种方法是使用可辐射固化、热可固化环氧树脂、粘合剂、胶水等固定加强件。如果使用可辐射固化物质如光或可UV固化环氧树脂，则保持体应半透明以使用于固化的辐射能以适当的方式达到并固化可辐射固化物质。保持体255的前端用于将连接器组件152固定到那里。具体地，连接器组件152使用有弹性的指状部分等与保持体255搭扣配合，但其它适当的结构也可用于将连接器组件152固定到保持体。另外，连接器组件152可以允许一些旋转运动的方式固定到保持体255。其后，保持体255组件至少部分安装在护罩260内并与护罩260键接以抑制其间的旋转。硬质连接器250的其它部件与硬质连接器150的类似。

如图所示，保持体255为整体结构，但其可具有包括一件以上的结构。例如，加强件34可与保持体255以机械方式连接而不是使用环氧树脂、粘合剂、胶水等固定加强件。具体地，保持体255可具有楔(即与中国手指玩具类似的单向夹子)，随着楔插入加强件内其固定加强件34。硬质连接器150也适于与自动化组装技术一起使用。

其它硬质连接器也可与本发明的光缆一起使用。图17示出了适合配合在一起的互补的预接连接器的光缆310和320。具体地，图17示出了在第一光缆30上使用硬质连接器350的预接连接器的光缆310的部分分解图连同其在第二光缆30上具有硬质连接器390的互补的预接连接器的光缆320的部分分解图。硬质连接器350和390为类似的硬质连接器(即一些部件相同或类似从而降低复杂性)，这些硬质连接器意于使对置的陶瓷插芯通过作为硬质连接器350的一部分的对准插套354配合，而不是像硬质连接器150和250那样与互补插座配合。换言之，硬质连接器350的连接螺母364连接到硬质连接器390的连接插套365以在其间进行光学连接。

硬质连接器350包括弹簧351、陶瓷插芯组件352、内壳353、对准插套354、保持体355、一个或多个O形环359、外壳360、连接螺母364、尾套366和帽368。硬质连接器350与硬质连接器250类似，因为其具有保持体355，保持体355具有用于通过光纤32的中心孔(未标号)及用于接收和使用环氧树脂、胶水、粘合剂等连接光缆30的加强件34的外侧孔(未标号)。然而，陶瓷插芯组件352不与保持体355搭扣配合，而是，弹簧351使陶瓷插芯组件352向前偏及内壳353使用弹性臂(未标号)与保持体355搭扣配合，从而相对于保持体355定位陶瓷插芯组件352。具体地，内壳353包括中心定位的孔，该孔的大小使陶瓷插芯的一部分在组装时能突出到内壳353的前端之外。如图所示，硬质连接器350包括两个不同大小的O形环359。较小的O形环的大小适于附装到保持体355的中间肩部(未标号)部分，及较大的O形环的大小适于附装到中间肩部(未标号)处的外壳360以密封硬质连接器的各部分。当组装时，保持体355(连同附装的部件)滑回到外壳360内并通过对准插套354固定在其中。

如图所示，对准插套354包括与外壳360上的一个或多个窗口(未标号)协作的一个或多个弹性指状部分(未标号)以将部件在适当的位置固定在一起。保持体355使用适当的键接几何结构与外壳360键接以抑制其间的旋转。外壳360还包括如图19中所示的键接狭槽(未标号)以使硬质连接器350与硬质连接器390对准，及对准插套354还包括键接部分(不可见)如与外壳360的键接狭槽对准的凹口。硬质连接器350还可包括热缩管254以在保持体355和光缆30之间形成密封。其后，尾套366使用环氧树脂、胶水、粘合剂等附着到外壳360，从而将连接螺母364保持在适当位置。换言之，连接螺母364截留在外壳360的肩部和尾套366的肩部之间同时自由旋转。当组装时，外壳360的一部分延伸超过连接螺母364以插入硬质连接器390。如图所示，帽368可包括眼孔(未标号)以将拖拉装置连接到硬质连接器350及在安装时保护硬质连接器350的端部。另外，组件可选地包括系索(未示出)，其一端固定到连接螺母364下方的尾套366上，系索的另一端连接到帽368以使其免于丢失或放错地方。

硬质连接器390包括许多与硬质连接器350一样的部件。例如，硬质连接器390包括弹簧351(不可见)、陶瓷插芯组件352、内壳353(不可见)、保持体355、一个或多个O形环359、热缩管(不可见)及尾套366。硬质连接器390还具有与硬质连接器350类似的部件如连接插套365(代替连接螺母364)及连接到连接插套365进行保护的帽369；然而，没有使用外壳或类似部件。而是，连接插套365接收保持体355并与保持体键接以抑制其间的旋转；否则，硬质连接器390与硬质连接器350类似并按类似方式进行组装。此外，保持体355从连接插套365的前端往后缩一距离以在配合两个硬质连接器期间接收硬质连接器350的延伸部分。因此，技术工人可快速和容易地在第一和第二光缆的光纤之间进行可靠的光学连接(或断开光学连接)。

硬质连接器350和390的概念是有利的，因为整个系列的硬质连接器可通过简单地改变和/或添加几个部件进行构建，从而使硬质连接器适应具有其它光纤数的光缆。例如，通过改变内壳和转接器，硬质连接器可构造成用于固定一个以上陶瓷插芯组件或其它类型的陶瓷插芯，从而使光缆的预接连接器能具有其它光纤数。

作为例子，图18示出了适合配合在一起的、互补的预接连接器的光缆410和420。具体地，图18示出了在第一光缆60上使用硬质连接器450的预接连接器的光缆410的部分分解图连同其在第二光缆60上具有硬质连接器490的互补的预接连接器的光缆420的部分分解图。换言之，硬质连接器450和490适合具有两根光纤32的光缆。除了硬质连接器上的内壳453和转接器454之外，硬质连接器450的部件与硬质连接器350的类似。简言之，内壳453与内壳353类似，但其包括两个间隔开的用于接收两个相应陶瓷插芯352的孔。同样，转接器454与转接器354类似，但其具有两个间隔开的孔以使每一硬质连接器的两个陶瓷插芯能配合，而不是一个中心布置的孔。

在其它变化中，与硬质连接器350和390类似的硬质连接器可包括一个或多个用于预接连接器的光缆70或其它类似光缆的多纤陶瓷插芯。例如，图19示出了适合配合在一起的互补的预接连接器的光缆510和520。具体地，图19示出了在第一光缆70上使用硬质连接器550的预接连接器的光缆510的部分分解图连同其在第二光缆70上具有硬质连接器590的互补的预接连接器的光缆520的部分分解图。换言之，硬质连接器550和590适合具有多根如4、8、12或其它适当光纤数光纤32的光缆。除了硬质连接器上的内壳553、弹簧(不可见)和转接器554之外，硬质连接器550的部件与硬质连接器350的类似。简言之，内壳553与内壳353类似，但其包括用于接收多纤陶瓷插芯552的矩形开口。同样，转接器454与转接器354类似，但其具有矩形孔以使每一硬质连接器的矩形多纤陶瓷插芯能配合，而不是一个中心布置的孔。根据本发明的硬质连接器的其它变化也是可能的，如多个多纤陶瓷插芯等。

图20为根据本发明另一实施例的光缆610的截面图。光缆610的形状和尺寸可与图3中所示的光缆30大致类似，及其各个组件可用与光缆610的相应组件类似或一样的材料进行构建。光缆610具有一根或多根光纤620、第一和第二加强件630及光缆护套640。第一和第二加强件630位于光纤620的两侧并具有轴向中心线634。光纤620也具有位于其截面中心处的轴向中心线(未示出)，其沿共面A-A与加强件630的轴向中心线634大致对准。共面A-A上的加强件的定向部分向光缆610提供优先弯曲特性。光纤620或光缆610中的光纤的轴向中心线不需要与通过加强件630的轴向中心线的平面精确对准，及可离开该平面，例如沿光缆610的长度方向相对于加强件630“向上”和“向下”移动。对于本说明书的目的，当光缆的光纤称为与通过两个加强件的平面“大致对准”或“对准”时，应当理解为光纤可稍偏离该平面，例如在任一方向偏离0.5毫米。

在图20所示的示例性实施例中，光缆护套640包围并可接触光纤620，且同样包围并可接触两个加强件630。光缆护套640具有中间高度MH，其测量为光缆截面的中间或中心区域646的护套高度或厚度，中间区域646为护套640位于加强件630之间的部分。中间高度MH也可定义为光缆在光纤或一组光纤的中心线处的高度，或在光缆610的纵向对分平面处的高度。中间高度MH可在中间区域646的平坦或相对平坦的对向中间表面648之间测量，前述表面在光纤620上面和下面延伸。光缆护套640的端部或总高度EH测量为护套640在光缆截面的端部部分650处的厚度，前述端部部分在每一加强件630的中心线的上面和下面延伸。在示例性实施例中，端部高度EH对应于光缆的总高度。在示例性实施例中，端部部分650从中间区域646按大致圆形的截面向外延伸。一些附着促进剂654可包括在加强件630上以促进与光缆护套640的结合。如图所示，在本说明书和附图中公开的附着促进剂看似将光缆护套与加强件分开。对于本说明书的目的，如果附着促进剂介于加强件和光缆护套之间以促进其间的结合，加强件视为与光缆护套“接触”。

根据本发明的一方面，光缆610的截面覆盖区660或截面积远小于同样类型的传统光缆的截面覆盖区。截面覆盖区660远小于传统光缆，部分是因为光缆610不需要该类型的传统光缆所需要的缓冲管。例如，截面覆盖区660的面积可小于约25平方毫米。根据一实施例，截面覆盖区660的面积在8平方毫米到22平方毫米的范围之中。根据另一实施例，截面覆盖区660的面积在10平方毫米到18平方毫米的范围之中。所示示例性光缆610的截面覆盖区660为13.38平方毫米。形成护套640的聚合材料的面积AJ可小于13平方毫米。

根据本发明的另一方面，中间高度MH小于加强件630处的端部高度EH。浮雕或凹进部分658包括在光缆护套640中以减小光纤620上的应力，从而保持光学性能，如下进一步详细所述。光缆610的高度比定义为中间高度MH与端部高度EH的比，即MH/EH。根据本发明的一实施例，该高度比小于0.95，在0.5到0.95的范围中。根据另一实施例，该高度比小于0.85，在0.6到0.85的范围中。所示示例性光缆610的高度比为约0.83。

示例性光缆610具有约3-6毫米范围之中的总宽度W。端部部分650的半径R1可在约1-2毫米的范围中。加强件630的半径R2可在约0.35-0.9毫米的范围中。加强件轴634的间距S1可在1.9-2.6毫米的范围中。间距S2表示分隔开的加强件630的最近点之间的间隔，并可在0.8-1.5毫米的范围中。在另一实施例中，间距S2在0.9-1.35毫米的范围中。

例1

如图20中所示的光缆610的高度为3毫米、宽度为5.3毫米、间距S1为2.3毫米、加强件630中的每一个具有0.625毫米的半径R1、中间高度MH为2.5毫米、端部高度EH为3毫米、及高度比MH/EH为0.833。光缆护套640由MDPE(中等密度聚乙烯)构造，加强件630由GRP(玻璃增强塑料)构造，附着促进剂654为EAA(丙烯酸乙烯)，及光纤620具有0.255mm的直径(包括0.01mm的彩色涂层)。

根据本发明的另一方面，光缆610的小截面覆盖区使盘绕直径相较于传统光缆更小。因此，相对长的光缆610可储存在相对小的空间中。例如，盘绕60米光缆610占用的空间可小于约5000立方厘米。光缆610的小尺寸还使能在架空安装和/或埋置安装情形下在小空间中松弛储存相对大的长度。例如，一千米光缆610的重量可小于19公斤。

尽管其尺寸和重量小及储存容量高，但光缆610仍结实且能够适应GR-20、RDUP、IEC和/或ICEA。例如，光缆610可抗压碎载荷如由压力夹施加的压碎载荷。图21a为模拟在变化的压碎力值下在具有与光缆610(图20)一样形状的截面的光缆中的光纤上产生的径向应力的曲线。图21b为用于对护套材料进行建模的应力-应变曲线。在图21a中，为比较目的，包括扁平光缆如图4中所示的比较光缆的模型压碎数据。具有图20中所示截面的测试光缆的压碎数据为下面的线662，及扁平比较光缆的压碎数据为上面的线664。光纤应力按帕斯卡指示在纵轴上，及所施加的压碎力按牛顿每毫米压碎光缆长度指示为横轴上的力值。用于对护套材料进行建模的应力-应变曲线如图21b中所示。在光缆上施加的力建模为通过光滑压碎板施加。

图22为模拟在变化的压碎位移值下在具有与光缆610(图20)一样形状的截面的光缆中的光纤外周上产生的径向应力的曲线。具有图20中所示截面的测试光缆的压碎数据为下面的线666，扁平比较光缆的压碎数据为上面的线668。光纤应力按帕斯卡指示在纵轴上，及所施加的位移按毫米距离值指示在横轴上。位移值模拟光缆的上和下表面在所施加的载荷下向内陷的距离。例如，产生0.5mm的位移将导致如图20中所示的光缆610的总或端部高度EH减少0.5mm。

如图21a、21b和22中的模拟数据所示，除了更小的覆盖区之外，根据本发明的光缆中的光纤在压碎载荷下相较传统扁平光缆经历更低的应力和径向位移。光纤上应力及光纤位移的减小例如通过减少光纤弯曲而保持光学性能。重新参考图20，光缆护套的凹进部分658部分用于减少或抑制将应力传给光纤，这些应力由施加到端部部分650的上和下表面、施加到位于中间区域646的光纤620上的载荷引起。相反，压碎载荷/应力的大部分由加强件630和周围的护套材料产生。参考图21a的模拟数据，由所施加的高达100N/mm的压碎载荷(即压力)在光纤中产生的径向应力小于约30MPa；对于施加的高达80N/mm的压碎载荷，径向应力小于约30MPa，在27MPa的范围中；对于施加的高达60N/mm的压碎载荷，径向应力小于约20MPa，在18MPa的范围中。参考图22的模拟数据，由施加的高达0.4mm的压碎位移产生的光纤径向应力小于15MPa；对于施加的高达0.5mm的压碎位移，径向应力小于约19MPa；对于施加的高达0.6mm的压碎位移，径向应力小于约25MPa。

图23和24分别示出了具有与光缆610类似的组成和几何结构但在其上还包括可音频探测元件770、870的光缆710、810的光缆截面。包括可音频探测元件770、870以用于例如在光缆埋置时对光缆进行定位。可音频探测元件770、870可以是用于确定光缆位置的任何适当的传导材料，如小的传导铜丝、覆铜的钢、印刷传导条等。作为例子，所示可音频探测元件770、870为20-42AWG之间的金属铜丝。

参考图23，光缆710具有位于可音频探测圆形突出部774内的半径为R4的可音频探测元件770，可音频探测圆形突出部774可与主光缆体778分离。主光缆体778的截面和组成可与光缆610的截面完全一样。可音频探测圆形突出部774通过容易用手分开的可破裂的腹蹼780连到主光缆体778的护套776，从而使其具有技术工人友好性。可音频探测圆形突出部774包括可与光缆护套一体的聚合材料。腹蹼780具有最小厚度T1并可通过大致具有半径为R5的弧形的曲面连接。主缆体778通过虚线与腹蹼780分开描绘。腹蹼780还可包括优先撕拉部分/几何结构(未标号)以控制腹蹼靠近主缆体778的撕拉位置，从而导致“干净的”分开。主缆体778和可音频探测圆形突出部774可通过同样的挤压成型工具及使用同样的聚合压出物进行挤压成型。主缆体778的总覆盖区或截面积AT和加强件790的半径R2可落在与光缆610一样的范围内。

参考图24，光缆810具有位于可音频探测圆形突出部874内的半径为R4的可音频探测元件870，可音频探测圆形突出部874可与主光缆体878的护套876分离。主光缆体878的截面和组成可与光缆610的截面完全一样。可音频探测圆形突出部874通过容易用手分开的可破裂的腹蹼880连到主光缆体878，由虚线描绘。腹蹼880具有最小厚度T2并可通过大致具有弧形的曲面连接。主缆体878和可音频探测圆形突出部874可通过同样的挤压成型工具挤压成型。主缆体878的截面总覆盖区AT和加强件890的半径R2可落在与光缆610一样的范围内。

两主缆体778、878的截面形状、宽度W、高度比MH/EH、护套面积AJ及总面积均可与光缆610(图20)完全一样，及光缆710、810的相应组件可由与光缆610相同或类似的材料构造。因此，光纤720、820的抗压碎力和位移载荷可与图21a、21b和22中所示的数据类似或一样。此外，每一性质和尺寸可落在属于光缆610的范围中。

例2

如图24中所示的可音频探测光缆810的高度为3毫米、主体878的宽度为约5.4毫米、总宽度W为6.6mm、加强件中心线之间的间距为2.3毫米、加强件830中的每一个具有0.625毫米的半径R1、中间高度MH为2.5毫米、端部高度EH为3毫米、高度比MH/EH为0.833、及最小颈部厚度T2为约0.6毫米。光缆护套840由MDPE构造，加强件830由GRP构造，附着促进剂854为EAA，及光纤820具有0.255mm的直径(包括0.01mm的彩色涂层)。护套面积AJ，不包括可音频探测圆形突出部，为约10平方毫米。

根据本发明构造的光缆可构造成具有另外的所希望的性质。例如，护套材料可挤出成使得光缆护套接触光缆中的光纤和加强件或与它们直接相邻。术语“直接相邻”在光纤的语境中意为在护套和光纤(或光纤上的紧密缓冲层)之间没有介于其间的元件(如缓冲管)。在沿光缆长度方向的光纤-护套界面处的接触不必须连续(例如其可以断续)的同时，光纤连续或断续接触护套空腔并部分附着。然而，术语“直接相邻”不考虑在具有光纤的护套空腔中遇水膨胀粉末的存在。此外，可控制光纤余长(EFL)以产生所希望的应变水平从而在制造光缆后保留在光纤中。此外，光缆护套的挤压成型可进行控制，使得将光纤从光缆拉出所需要的力不会过大。

图25为制造根据本发明的光纤组件的示例性生产线900的示意性表示。生产线900可包括用于沿过程方向912放出一根或多根光纤922的一个或多个旋转卷轴920。其它手段如飞出也可用于放出一根或多根光纤。所示生产线900示出了利用单一光纤922的过程，但也可使用其它数量包括2、4、6根的光纤或排列成带的光纤组。

仍然参考图25，光纤922传入挤压成型装置930。总的来说，挤压成型装置930将护套挤压成型在光纤922周围，其在光纤周围耗尽以形成未冷却的光纤组件934。光纤在进入挤压成型装置930之前可在预热器中进行预热以提供更低的光纤应变变化、更光滑的包围护套表面，并可导致更低的衰减。不受理论的约束，申请人认为预热去除了光纤涂层中的挥发物从而改善了光缆性质。当热挤压成型头可有效用作光纤预热器时，也可减慢挤压成型过程。之后，未冷却的光纤组件934可在冷却装置950中冷却，例如冷却装置可以是填满冷却液如液态水的纵向延伸的槽。当光纤组件934沿过程方向912移动时，冷却装置950冷却最近挤压成型的护套。之后，所得到的光纤组件960收集在卷绕装置968如卷绕轴上。

光纤922可能在制造期间经受受控拉紧使得增加的张力或应变在制造之后存在于光纤中。张力在制造期间通过以100-400克力的张力放出光纤而赋予光纤。光纤中的最终应变可在0.0-0.2％的范围中，或等价地，在室温(25℃)下的光纤余长在-0.2-0.0％的范围。根据本发明的一方面，具有较高张力/应变的光纤的光缆的光学性能具有降低水平的光学衰减。例如，残余应变可防止光纤在相对小的光缆护套空腔内纵向弯曲。

根据本发明的另一方面，光缆可构造成使得将光纤从光缆拉出所需要的力不会过大。本发明的一方面在于光缆护套与光缆的光纤直接相邻或直接接触。该结构由图20中的示例性光缆610图示。从而光缆中的水渗透得以减轻或消除，及光缆可具有小截面。然而，在前述结构中，护套和光纤之间的附着必须进行控制，使得光纤可从光缆护套拉出以接连接器等。不受理论约束，申请人认为光缆的小截面使挤压成型的护套能在护套过分附着到其中的光纤之前非常快速地冷却。从而光纤的移动力保持在所希望的范围内。表2列出了从图20中所示的光缆移动光纤的最高力，包括具有如图24中所示的可音频探测圆形突出部的变化。

表2：最高移动力

测试光缆	光缆类型	拉速(米/分)	移动力(lbs)	标准偏差
					#54	电介质	20	1.5	(0.5)
#54	电介质	200	0.9	(0.8)
					#59	可音频探测	20	1.3	(1.2)
#59	可音频探测	300	1.3	(1.5)
					#68	可音频探测	300	.037	(.04)
#79	可音频探测	20	2.5	(2.5)
					#80	电介质	20	6.8	(1.5)
#80	电介质	200	7.7	(2)
					#82	电介质	20	2.2	(0.7)
#82	电介质	300	0.02	(0.06)
					#82	电介质	20	0.3	(0.6)
#82	电介质	300	0.03	(0.04)

图26和27示出了用于测量最高移动力的方法，包括准备光缆测量样本的方法。图26和27中所示的测试光缆对应于图20中所示的光缆610。最高移动力使用测力传感器机构990(图27)进行测量。测力传感器机构990可以是可从MA的Norwood的获得的4201型号测力传感器机构。为准备用于移动力测试的光缆610，光缆保持在一只手中，及护套640的两侧切除以暴露加强件630，如图26中所示。可切除0.5米长的护套。加强件与护套分开并从光缆端部修剪。光缆端部切割有凹槽，加强件先前置于该凹槽处，拉光缆护套两半以沿光缆长度方向分开护套。之后，分开的护套两半可切除以暴露光纤620。任何剩余的护套及加强件均可切除使得暴露的光纤从光纤端部延伸。光缆样本的另一端通过从光缆的暴露端切割预定距离进行准备。参考图27，光缆样本放在测试机990中。光缆的护套侧放在一组夹子1010中，及光纤620保持在对向的一组夹子1020之间。设定所希望的拉速，机器990运行以记录拉出光纤所需要的最高力，直到光纤完全从光缆去除为止。

重新参考表2，本发明的实施例使用上述测试方法构造成具有小于15lbs的拉出力。根据一实施例，拉出力小于11lbs，可小于8lbs。根据另一实施例，拉出力可小于2磅。低拉出力是有利的，因为其在一些过程中有助于接连接器，如在具有光纤接入固定装置时接连接器。

适合在上述光缆中使用的一示例性光纤为耐弯曲多模光纤，其包括渐变折射率的纤芯区和包围纤芯区并与之直接相邻的覆层区，覆层区包括折射率下降的环状部分，该部分包括相对于覆层的另一部分相对下降的折射率。覆层的折射率下降的环状部分优选与纤芯间隔开。优选地，纤芯的折射率曲线具有抛物线或实质上弯曲的形状。例如，折射率下降的环状部分可包括a)包括多个孔隙的玻璃，或b)掺以一种或多种掺杂剂如氟、硼或其混合物的玻璃。折射率下降的环状部分可具有小于约-0.2％的折射率增量及至少约1微米的宽度，所述折射率下降的环状部分与所述纤芯间隔开至少约0.5微米。在一些实施例中，其包括具有孔隙的覆层，在一些优选实施例中孔隙非周期性地分布在折射率下降的环状部分内。“非周期性分布”意味着当取光纤的截面(如垂直于纵轴的截面)时，非周期性布置的孔跨光纤的一部分(如在折射率下降的环状部分内)随机或非周期性分布。在沿光纤长度方向的不同点取的类似截面将展现不同的随机分布的截面孔图案，即多个截面将具有不同的孔图案，其中对于每一前述截面，孔的分布及孔的大小不准确匹配。也就是说，这些孔是非周期性的，即它们不周期性布置在光纤结构内。这些孔沿光纤长度方向(即大致与纵轴平行的方向)伸展(伸长)，但对于典型的传输光纤长度并不延伸整个光纤的整个长度。认为这些孔沿光纤长度方向延伸小于约20米的距离，小于约10米更好，小于约5米尤佳，在一些实施例中小于1米。在此公开的多模光纤展现非常低的弯曲引起的衰减，尤其是非常低的微弯曲引起的衰减。在一些实施例中，高带宽通过纤芯中低的最大相对折射率实现，及还实现低弯曲损失。因此，多模光纤可包括渐变折射率的玻璃纤芯；及包围并接触纤芯的内覆层，和包括包围内覆层的折射率下降的环状部分的第二覆层，所述折射率下降的环状部分具有小于约-0.2％的折射率增量及至少约1微米的宽度，其中所述内覆层的宽度至少为约0.5微米，及该光纤在850nm还展现小于或等于约0.4dB/匝的1匝、10mm直径心轴卷绕衰减增加，数值孔径大于0.14，大于0.17更好，大于0.18尤佳，最好大于0.185，及溢出带宽在850nm时大于1.5GHz-km。可制造50微米直径纤芯多模光纤，其提供(a)在850nm波长时大于1.5GHz-km的溢出(OFL)带宽，大于2.0GHz-km更好，大于3.0GHz-km尤佳，最好大于4.0GHz-km。这些高带宽可在仍然保持850nm波长时的1匝、10mm直径心轴卷绕衰减增加低于0.5dB的同时实现，低于0.3dB更好，低于0.2dB尤佳，最好低于0.15dB。这些高带宽可在仍然保持850nm波长时的1匝、20mm直径心轴卷绕衰减增加低于0.2dB的同时实现，低于0.1dB更好，最好低于0.05dB；及在仍然保持850nm波长时的1匝、15mm直径心轴卷绕衰减增加低于0.2dB的同时实现，低于0.1dB更好，最好低于0.05dB。前述光纤还能够提供大于0.17的数值孔径(NA)，大于0.18更好，最好大于0.185。前述光纤同时还能够展现在1300nm的OFL带宽大于约500MHz-km，大于约600MHz-km更好，最好大于约700MHz-km。前述光纤同时还能够展现在850nm时的最小计算的有效模态带宽(MinEMBc)大于约1.5MHz-km，大于约1.8MHz-km更好，最好大于约2.0MHz-km。优选地，在此公开的多模光纤在850nm时展现低于3dB/km的光谱衰减，低于2.5dB/km更好，低于2.4dB/km尤佳，最好低于2.3dB/km。优选地，在此公开的多模光纤在1300nm时展现低于1.0dB/km的光谱衰减，低于0.8dB/km更好，最好低于0.6dB/km。在一些实施例中，光纤的数值孔径(NA)优选小于0.23并大于0.17，大于0.18更好，最好小于0.215并大于0.185。在一些实施例中，纤芯从中心线径向向外延伸到半径R1，其中10≤R1≤40微米，优选20≤R1≤40微米。在一些实施例中，22≤R1≤34微米。在一些优选实施例中，纤芯的外半径在约22-28微米之间。在一些其它优选实施例中，纤芯的外半径在约28-34微米之间。在一些实施例中，纤芯具有小于或等于1.2％并大于0.5％的最大相对折射率，大于0.8％更好。在其他实施例中，纤芯具有小于或等于1.1％并大于0.9％的最大相对折射率。在一些实施例中，光纤在800和1400nm之间的所有波长展现不大于1.0dB的1匝、10mm直径心轴衰减增加，不大于0.6dB更好，不大于0.4dB尤佳，不大于0.2dB更佳，最好不大于0.1dB。

图28为包括玻璃纤芯1420和玻璃覆层1500的多模光纤1400实施例的玻璃部分的截面的折射率曲线的示意性表示，覆层包括内环状部分1530、折射率下降的环状部分1550和外环状部分1560。图29为图28的光波导光纤的截面图的示意性表示(非按比例)。纤芯1420具有外半径R1和最大折射率增量Δ1MAX。内环状部分1530具有宽度W2和外半径R2。折射率下降的环状部分1550具有最大折射率增量Δ3MIN、宽度W3和外半径R3。折射率下降的环状部分1550被示为偏离纤芯1420或通过内环状部分1530与纤芯1420间隔开。环状部分1550包围并接触内环状部分1530。外环状部分1560包围并接触环状部分1550。覆层1500由至少一涂层1510包围，在一些实施例中其可包括低模量主要涂层和高模量辅助涂层。内环状部分1530具有最大相对折射率为Δ2MAX和最小相对折射率为Δ2MIN的折射率曲线Δ2(r)，其中在一些实施例中Δ2MAX＝Δ2MIN。折射率下降的环状部分1550具有最小相对折射率为Δ3MIN的折射率曲线Δ3(r)。外环状部分1560具有最大相对折射率为Δ4MAX和最小相对折射率为Δ4MIN的折射率曲线Δ4(r)，其中在一些实施例中Δ4MAX＝Δ4MIN。优选地，Δ1MAX>Δ2MAX>Δ3MIN。在一些实施例中，内环状部分1530具有实质上恒定的折射率曲线，如图28中所示恒定的Δ2(r)；在部分实施例中Δ2(r)＝0％。在一些实施例中，外环状部分1560具有实质上恒定的折射率曲线，如图28中所示恒定的Δ4(r)；在部分实施例中Δ4(r)＝0％。纤芯1420具有完全正的折射率曲线，其中Δ1(r)>0％。R1定义为纤芯的折射率增量首先达到0.05％值时的半径，从中心线径向向外。优选地，纤芯1420实质上不包含氟，最好纤芯1420不包含氟。在一些实施例中，内环状部分1530优选具有最大绝对量小于0.05％的相对折射率曲线Δ2(r)，及Δ2MAX<0.05％和Δ2MIN>-0.05％，折射率下降的环状部分1550在覆层的相对折射率首先达到小于-0.05％的值处开始，从中心线径向向外。在一些实施例中，外环状部分1560具有最大绝对量小于0.05％的相对折射率曲线Δ4(r)，及Δ4MAX<0.05％和Δ4MIN>-0.05％，折射率下降的环状部分1550在覆层的相对折射率首先达到大于-0.05％的值处结束，从发现Δ3MIN的半径处径向向外。

适合在本发明光缆实施例中使用的光纤为可从纽约Corning的CorningIncorporated获得的单模和多模光纤。在本说明书中描述的光缆中使用的光纤例如为缓冲光纤、涂覆光纤(如50微米涂层的光纤)、紧密缓冲光纤、及非紧密缓冲光纤。对于本说明书的目的，当陈述“光纤”与护套“相邻”或“接触”时，该描述包括光纤缓冲层、所施加的光纤涂层、光纤彩色层及释放层如油与护套的接触。在所示实施例中，例如，光纤包括具有涂层的裸纤和施加的彩色层涂层。

对本领域技术人员而言，在所附权利要求的范围之内的本发明的许多修改和其它实施方式将显而易见。例如，本发明的概念可与任何适当的复合光缆设计和/或光学短截线安装组件一起使用。因此，本发明覆盖这些对本领域技术人员显而易见的修改和实施方式。

Claims (20)

1.一种光缆，包括：

光纤，包括玻璃纤芯、玻璃覆层以及聚合物涂层；

加强件，位于所述光纤两侧；以及

聚合光缆护套，其中所述光缆护套围绕所述光纤和所述加强件；

其中，所述光缆护套紧紧挨近所述光纤，并且其中所述光纤的光纤余长使得正应力呈现在所述光纤上，并且其中在室温(25℃)下所述光纤应力在0.1-0.3％的范围。

2.根据权利要求1所述的光缆，其中所述光缆的截面积在8-22平方毫米的范围中，并且所述光缆具有在3-6毫米范围中的截面宽度。

3.根据权利要求2所述的光缆，其中所述光缆护套紧紧挨近所述光纤，但不与所述光纤结合，使得所述光纤具有小于8磅的拉出力。

4.根据权利要求2所述的光缆，其中所述光缆具有每千米19公斤或更小的重量。

5.根据权利要求1所述的光缆，所述光缆护套具有位于所述光纤周围的中间高度及位于所述加强件至少一部分周围的端部高度，其中所述中间高度小于所述端部高度，并且其中所述中间高度与所述端部高度的比小于0.95。

6.根据权利要求5所述所述的光缆，所述中间高度与所述端部高度的比在0.6到0.9的范围中。

7.根据权利要求1所述的光缆，其中所述光纤是耐弯曲光纤，使得：

当所述光纤围绕10毫米直径的心轴卷绕一匝时，所述光纤在850纳米的波长处的衰减增加低于0.5分贝；并且

当所述光纤围绕20毫米直径的心轴卷绕一匝时，所述光纤在850纳米的波长处的衰减增加低于0.2分贝。

8.根据权利要求7所述的光缆，其中所述光纤的所述覆层包括环状部分，并且其中所述覆层的第一环状部分的折射率比第二环状部分的折射率小。

9.根据权利要求8所述的光缆，其中所述覆层的环状部分的至少一个包括掺杂玻璃。

10.根据权利要求7所述的光缆，其中所述光缆护套紧紧挨近并接触所述光纤，但不与所述光纤结合。

11.根据权利要求7所述的光缆，其中所述光缆的截面积在8-22平方毫米的范围中，并且所述光缆具有在3-6毫米范围中的截面宽度。

12.根据权利要求11所述的光缆，其中所述光缆具有每千米19公斤或更小的重量。

13.根据权利要求7所述的光缆，所述光缆护套具有位于所述光纤周围的中间高度及位于所述加强件至少一部分周围的端部高度，其中所述中间高度小于所述端部高度。

14.根据权利要求1所述的光缆，其中所述加强件包括第一拉伸加强件和第二加强件，

其中所述第一加强件和第二加强件彼此位于所述光纤的两侧且与所述光纤大致沿共面对齐；其中所述第一加强件和第二加强件的内表面之间的间隔在0.8毫米到1.5毫米的范围中，并且所述的内表面在所述光纤中心任何一侧具有在大约0.4毫米到0.75毫米之间的距离，并且其中所述第一加强件和第二加强件的截面积大小比所述光纤大，由此所述第一加强件和第二加强件的肩部压碎力被施加在所述光纤上，从而由于所述压碎力而减小所述光纤的衰减。

15.根据权利要求14所述的光缆，其中所述第一加强件和第二加强件的内表面之间的间隔在0.9毫米到1.35毫米的范围中。

16.根据权利要求14所述的光缆，其中当所述光缆经受每毫米80牛顿的压碎载荷时，所述光纤经历小于30MPa的径向应力。

17.根据权利要求14所述的光缆，其中当所述光缆经受0.4毫米的压碎位移时，所述光纤经历小于15MPa的径向应力。

18.根据权利要求14所述的光缆，其中所述第一加强件和第二加强件为电介质杆。

19.根据权利要求18所述的光缆，所述光缆护套具有位于所述光纤周围的中间高度及位于所述第一加强件周围的端部高度，其中所述中间高度小于所述端部高度。

20.根据权利要求14所述的光缆，其中所述光缆护套紧紧挨近并接触所述光纤，但不与所述光纤结合。