CN111983761A - 全干式光缆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种全干式光缆，包括缆芯、铠装层及外护层，所述缆芯包括至少一松套管、置于每一所述松套管内的光单元及阻水层，所述阻水层位于所述松套管内且包覆于所述光单元外围，所述光单元包括多层光纤带，每一光纤带包括多根光纤，每一光纤带的多根光纤采用可固化的树脂将所述多根光纤包覆固定。本发明还提供了上述全干式光缆的制备方法。上述全干式光缆中的光单元采用光纤带结构，接续简单方便、效率高；同时，全干式结构减少填充油膏的清理，节约维护时间与运维成本，更好的实现环境友好。

Description

全干式光缆及其制备方法

技术领域

本申请涉及光缆技术领域，尤其涉及一种全干式光缆及其制备方法。

背景技术

由于光缆通信具有速度快、传输质量好等优点，光缆通信的应用越来越广泛，人类信息传递也越来越离不开光缆。常规光缆的缆芯一般包括由松套管、设置于松套管内的多根光纤及填充于光纤与松套管之间的防水纤膏。由于纤膏的存在，当光纤网络进入接入网和配线网时，需要花费大量的成本和时间去清理油膏，光纤接续效率低，也不清洁环保。随着光通信网络向着大容量、高速率的方向推进，全球部署的光缆数量激增，接续工作量会逐渐增大，相应的维护难度和人工成本也增加。

发明内容

有鉴于此，有必要提供可提高安装效率的一种全干式光缆及其制备方法。

一种全干式光缆，包括缆芯、铠装层及外护层，所述缆芯包括至少一松套管、置于每一所述松套管内的光单元及阻水层，所述阻水层位于所述松套管内壁且包覆于所述光单元外围，所述光单元包括多层光纤带，每一光纤带包括多根光纤，每一光纤带的多根光纤采用可固化的树脂将所述多根光纤包覆固定。

进一步地，所述缆芯包括一松套管、置于所述一松套管内的一光单元及一阻水层。

进一步地，所述铠装层为铠装层，所述铠装层为单细圆钢丝单向螺旋绞合铠装，围绕在所述松套管的四周。

进一步地，所述缆芯包括多个松套管、每一松套管内均具有一光单元及一阻水层，所述多个松套管以所述铠装层的中心为圆心向外沿圆周分布。

进一步地，所述缆芯包括位于所述铠装层的中心的第一松套管、绕所述第一松套管设置的多个第二松套管及绕所述第二松套管设置的多个第三松套管。

进一步地，所述铠装层为铠装层，所述铠装层为钢塑复合带纵包铠装，所述钢塑复合带纵包于所述缆芯的外围。

进一步地，所述全干式光缆还包括位于多个松套管之间的阻水纱。

进一步地，位于所述全干式光缆中心处的一所述光单元采用4根～12根光纤带叠加而成，每根光纤带包括6～24根光纤。

进一步地，所述全干式光缆还包括位于所述铠装层与所述外护层之间的单面复膜阻水带，所述单面复膜阻水带包覆于所述铠装层外，所述单面复膜阻水带的聚酯膜面向内包覆铠装层。

一种全干式光缆的制备方法，用于制备上述的全干式光缆，包含以下步骤：

提供多根光纤经并线模具汇聚组合形成一光纤阵列；

将所述光纤阵列放置于固化模具中，并在固化模具中填充树脂，经紫外光固定使所述多根光纤固定在一起形成扁平的光纤带；

将预定数量的光纤带经并线模具层叠形成光单元；

纵包阻水层于所述光单元的外围；

通过挤塑加工成型包覆于所述阻水层外围的松套管；

将一所述松套管或绕一中心排布的多个松套管作为缆芯，并在缆芯的外围包覆铠装层；及在所述铠装层的外围包覆外护层。

上述全干式光缆中的光单元采用光纤阵列，在光纤接续过程中操作简单方便、安装效率高；同时，全干式结构减少了填充油膏的清理，节约维护时间与运维成本，更好的实现环境友好。

附图说明

图1为本申请一实施方式中的一种全干式光缆的结构示意图。

图2为本申请另一实施方式中的一种全干式光缆的结构示意图。

图3为本申请一实施方式中的一种全干式光缆的制备方法的流程图。

主要元件符号说明

全干式光缆	100
		缆芯	10
松套管	11
		光单元	12
光纤带	121
		光纤	1211
阻水层	13
		铠装层	20
外护层	30
		加强件	32
阻水带	40
		阻水纱	50

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明实施例的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明实施例，所描述的实施方式仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明实施例保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明实施例。

请参阅图1及图2，为本申请提供的一实施方式中的一种全干式光缆100的结构示意图。所述全干式光缆100包括缆芯10、铠装层20及外护层30。所述铠装层20置于所述缆芯10与所述外护层30之间，所述铠装层20与所述外护层30用于保护缆芯10。所述缆芯10包括至少一松套管11、置于每一所述松套管11内的光单元12及阻水层13。所述阻水层13位于所述松套管11内壁且包覆于所述光单元12外围，用于防止水或水汽进入到光单元12。所述光单元12包括多层光纤带121，每一光纤带121包括多根光纤1211，每一光纤带121的多根光纤1211之间采用可固化的树脂将所述多根光纤1211包覆固定。所述缆芯10中的光纤1211由于树脂固化使得所有光纤1211的相对位置固定，在与其他对应的元件连接时，将一根光纤1211对准元件上对应的位置，其他光纤1211也将对应连接到元件上，安装简单方便，提高了安装效率。

具体地，如图1所示的全干式光缆100的缆芯10包括一松套管11、置于所述一松套管11内的一光单元12及一阻水层13。如图2所述的全干式光缆100的缆芯10包括多个松套管11、每一松套管11内均具有一光单元12及一阻水层13。所述多个松套管11以所述铠装层20的中心为圆心向外沿圆周分布。在一实施方式中，所述缆芯10包括7根松套管11，采用“1+6”结构，以1根松套管11为中心，四周环绕6根相同规格尺寸的松套管11，采用“SZ”绞合而成。在另一实施方式中，所述缆芯10包括9根松套管11，采用“1+8”结构，以1根松套管11为中心，四周环绕8根相同规格尺寸的松套管11，采用“SZ”绞合而成。在另一实施方式中，所述缆芯10为双层绞合缆芯10结构，包括位于所述铠装层20的中心的第一松套管11、绕所述第一松套管11设置的多个第二松套管11及绕所述第二松套管11设置的多个第三松套管11。第一如“1+6+12”结构，以1根松套管11为中心，内层6根松套管11，外层12根松套管11；或“1+7+13”结构，以1根松套管11为中心，内层7根松套管11，外层13根松套管11；或“1+9+15”结构，以1根松套管11为中心，内层9根松套管11，外层15根松套管11。可以理解，所述缆芯10为双层绞合缆芯10结构时，不限于上述列举的结构，可根据实际需要，采用相同尺寸规格的填充元件替代一定数量的内层或者外层松套管11。可以理解，采用上述的全干式光缆100的缆芯结构，光缆最大芯数可达到2400芯，可用于未来数据中心互联的大芯数、高密度光缆，满足高通信容量需求。进一步地，可根据实际应用需求，采用加强元件替代中心的松套管11，其中加强元件可为玻璃纤维增强塑料杆、磷化钢丝；或者采用被覆塑料层的加强元件，被覆塑料层可为聚烯烃材料、低烟无卤材料。

所述松套管11的材料可为聚烯烃改性的聚碳酸酯(PC)或其他高分子材料改性的聚碳酸酯，如尼龙(PA)改性PC，ABS改性PC；或采用无机材料改性的聚碳酸酯，如玻璃纤维等；或其他高分子材料，如聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、高密度聚乙烯(HDPE)、改性聚丙烯(PP)；或采用两种高分子材料进行双层共挤形成的复合松套管11替代，如PC/PBT、PC/PP、TPEE/PBT、PE/PP等。

位于所述全干式光缆100中心处的一所述光单元12采用4根～12根光纤带121叠加而成，每根光纤带121包括6～24根光纤1211，所述光纤1211为着色光纤1211，光纤1211色谱包括但不局限于蓝、橙、绿、综、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、青绿，超出12芯的光纤1211可着色环进行辨识区分。在一实施方式中，所述光纤1211的类型为G.657光纤、G.652光纤，涂覆层直径为(240μm～250μm)±5μm。在另一实施方式中，所述光纤1211的涂覆层直径为180μm～200μm。

所述阻水层13可为一种质地柔软的PET复合膨胀阻水带，厚度在0.10mm～0.15mm，抗张强度不小于13N/cm，吸水膨胀速率不小于4mm/min；短期热稳定性温度不低于250℃，横向收缩率不超过25％，成型方式为纵包。所述阻水层13也可为涂敷于所述光单元12表面的阻水粉，还可用高吸水膨胀、高线密度的阻水纱替代。阻水层13包覆在所述光单元12的周围，形成适宜宽度的搭接，避免剐蹭光纤121；搭接宽度为0.5mm～1.5mm。

所述铠装层20可如图1所示，为单细圆钢丝单向螺旋绞合铠装，围绕在松套管11的四周，绞合根数为16根～24根。采用合适的绞合节距，保证钢丝紧密包覆、整个缆芯10结构圆整。所述铠装层20也可如图2所示，为钢塑复合带纵包铠装，厚度为0.1mm～0.2mm，所述钢塑复合带纵包于所述缆芯10的外围。所述铠装层20也可采用非金属材料，如玻璃纤维增强塑料杆，碳纤维增强塑料杆；形状可为圆形、扁平、扇形或其他异形结构。所述铠装层20的层数可为一层、双层或多层。采用所述铠装层20，可提高光缆的抗拉强度和抗侧压性能，能满足全干式光缆在架空、管道、水下等不同应用环境的敷设需求。

所述外护层30可为高密度聚乙烯材质，厚度在1.5mm～2.5mm之间。所述外护层30也可为尼龙材料，如PA6、PA12等；或热塑性弹性体材料，如TPV、TPU、TPEE等；或低烟无卤阻燃材料。在一实施方式中，所述外护层30还可如图2所示，在所述外护层30中对称地嵌入有加强件32，所述加强件32采用非金属材料，如玻璃纤维增强塑料杆、芳纶纤维增强塑料杆、碳纤维增强塑料杆。

所述全干式光缆100还包括阻水带40。在如图1所示的实施方式中，所述阻水带40位于所述铠装层20与所述外护层30之间，所述阻水带40为单面复膜阻水带。所述单面复膜阻水带包覆于所述铠装层20外，所述单面复膜阻水带的酯膜面向内包覆铠装层20，绕包于所述铠装层20，所述复膜阻水带40厚度为0.2mm～0.3mm。如图2所示的实施方式中，所述阻水带40位于所述铠装层20的内壁，包覆于所述缆芯10外，所述阻水带40外还可缠绕扎纱，扎纱采用低线密度、低收缩的芳纶材料，保证所述缆芯10的结构稳定。

所述全干式光缆100包括多个松套管11时，如图2所示，所述全干式光缆100还可包括位于多个松套管11之间的阻水纱50，阻水纱50为聚酯纤维与高吸水性材料或吸水膨胀性材料复合而成，线密度为3000m/kg～10000m/kg，根数可根据需要设计，如为4根～8根。

请参阅图3，本发明还提供了上述全干式光缆100的制备方法，制备方法如下。

步骤S310：提供多根光纤1211经并线模具汇聚组合形成一光纤阵列。所述光纤1211在恒定张力控制下主动放线，放线张力为0.6N～0.8N；所述光纤1211为着色光纤1211，光纤1211色谱包括但不局限于蓝、橙、绿、综、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、青绿，超出12芯的光纤1211通过着色环进行辨识区分。

步骤S320：将所述光纤阵列放置于固化模具中，并在固化模具中填充树脂，经紫外光固定使所述多根光纤1211固定在一起形成扁平的光纤带121。具体地，为了保证树脂均匀的包覆所有光纤1211，还包括调节树脂涂敷压力。所述光纤带121表面光滑，不粘黏，无分层、无散纤，整体平整度不大于40μm。为了便于识别，可在固化后的光纤带表面进行印字标识。

所述树脂采用光纤1211并带用涂敷树脂，是以丙烯酸树脂为主要原料，添加合适的光引发剂和助剂，经聚合反应、复配工艺制得的可通过紫外光固化的树脂材料，其按重量份数包含：聚丙烯酸树脂：85份～95份；紫外光固化剂：3份～5份；紫外光引发剂5份～8份；抗氧化剂：1份～2份；高分子助剂：3份～5份。所述光纤1211并带用涂敷树脂，可通过紫外光固化，固化前25℃下粘度为4500mPa·S～5500mPa·S，固化后在特定(2.5％弹变，23℃下)弹性模量在600MPa～800MPa，断裂伸长率不小于25％，断裂强度不小于20MPa；固化后的光纤带121具有较好的柔韧性，抗扭转性能优异，同时具有很好的可分离性和剥离性，有利于光纤1211在成缆过程中衰减稳定性的控制及施工接续的便利，更有利于在较小接头盒空间内续接盘留。

步骤S330：将预定数量的光纤带121经并线模具层叠形成光单元12。其中，在放线时，采用笼绞机对光纤带121单向螺旋放线，放线张力为2N～4N，调节预定的绞合节距如400mm～800mm。

步骤S340：纵包阻水层13于所述光单元12的外围。具体地，阻水层13采用恒定张力控制放线，放线张力为0.8N～1.2N，在进入挤塑机头前，通过特定的纵包模具，其中纵包模具与挤塑机头模具的中心线保持水平，且纵包模具前端部分为圆柱形空心导管，可直接进入模芯位置，导管外径为模芯内径尺寸的正负偏差0.5mm；导管内径大于理论成型套管内径，尺寸正偏差+0.5mm～+1.0mm；保证阻水层13在进入挤塑模具时已完成纵包搭接，可以很好的避免阻水层13在进入模具时出现翻折或是包覆不全的情况，造成不良的搭边效果，进而影响光纤带121衰减、套管阻水和成型圆整度。可以理解，阻水层13和光纤带121层叠可采用同步放线，共同通过纵包模具进入挤塑模具。

步骤S350：通过挤塑加工成型包覆于所述阻水层13外围的松套管11。其中，在挤塑成型松套管11时，将挤塑过程中的水槽改装为真空水槽，即在水槽上方用金属板盖压及垫圈紧固，两端用铜板密封，整体可形成密封状态。其中两端铜板中心预留适合套管挤出成型的管孔，其中心线与模具中心线保持水平；将带有真空孔的定径铜套用法兰固定在前端铜板的管孔上，工作状态时，定径铜套充分浸没在水槽中，由水环式真空泵抽真空，使抽出的水、空气混合物流量大于水槽流量，形成真空压力，促进套管在定径铜套内冷却定型。定径铜套长度为150～350mm，内径为理论成型松套管11外径，尺寸正偏差+0.5mm～+1.0mm；真空孔直径为1.0mm～1.5mm，相邻间隔2.0mm～3.0mm，均匀分布在定径铜套表面，真空压力为0.5Bar～10Bar。松套管11成型后，光纤带121余长可控制在0～3‰，光纤1211传输性能稳定。如此，可通过选择不同内径的定径铜套及控制真空压力，获得不同直径的干式带状松套管11，松套管11规格尺寸可分布在4.5mm～20.0mm；松套管11成型稳定，表面光滑，外径均匀圆整，尺寸不圆度不大于3％。

步骤S360：将一所述松套管11或绕一中心排布的多个松套管11作为缆芯10，并在缆芯10的外围包覆铠装层20。铠装层20的铠装方式可以采用单向螺旋绞合铠装、纵包铠装、间隙铠装或稀疏铠装，具体的铠装方式根据铠装层20的材料及需求确定。所述铠装层20的层数可为一层、双层或多层。在一实施方式中，在包覆铠装层20于所述缆芯的外围前，还包括将阻水带40包覆于所述缆芯10的外围，所述铠装层20包覆于所述阻水带40的外围。所述阻水带40外还可缠绕扎纱，扎纱采用低线密度、低收缩的芳纶材料。

步骤S370：在所述铠装层20的外围包覆外护层30。在一实施方式中，所述外护层30采用高密度聚乙烯，厚度在1.5mm～2.5mm。在一实施方式中，在步骤S370前，还包覆单面复膜阻水带于所述铠装层20的外围，所述单面复膜阻水带的酯膜面向内包覆铠装层20，包覆方式为绕包，所述复膜阻水带40的厚度根据需要确定，如为0.2mm～0.3mm。所述外护层30包覆于所述单面复膜阻水带的外围。

上述全干式光缆100中的光单元12采用光纤阵列，在光纤1211接续过程中操作简单方便、安装效率高；同时，全干式结构减少了填充油膏的清理，节约维护时间与运维成本，更好的实现环境友好。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本申请，而并非用作为对本申请的限定，只要在本申请的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本申请要求公开的范围内。

Claims (10)

1.一种全干式光缆，包括缆芯、铠装层及外护层，其特征在于，所述缆芯包括至少一松套管、置于每一所述松套管内的光单元及阻水层，所述阻水层位于所述松套管内壁且包覆于所述光单元外围，所述光单元包括多层光纤带，每一光纤带包括多根光纤，每一光纤带的多根光纤之间采用可固化的树脂将所述多根光纤包覆固定。

2.如权利要求1所述的全干式光缆，其特征在于：所述缆芯包括一松套管、置于所述一松套管内的一光单元及一阻水层。

3.如权利要求1所述的全干式光缆，其特征在于：所述铠装层为铠装层，所述铠装层为单细圆钢丝单向螺旋绞合铠装，围绕在所述松套管的四周。

4.如权利要求1所述的全干式光缆，其特征在于：所述缆芯包括多个松套管、每一松套管内均具有一光单元及一阻水层，所述多个松套管以所述铠装层的中心为圆心向外沿圆周分布。

5.如权利要求4所述的全干式光缆，其特征在于：所述缆芯包括位于所述铠装层的中心的第一松套管、绕所述第一松套管设置的多个第二松套管及绕所述第二松套管设置的多个第三松套管。

6.如权利要求4所述的全干式光缆，其特征在于：所述铠装层为铠装层，所述铠装层为钢塑复合带纵包铠装，所述钢塑复合带纵包于所述缆芯的外围。

7.如权利要求4所述的全干式光缆，其特征在于：所述全干式光缆还包括位于多个松套管之间的阻水纱。

8.如权利要求1所述的全干式光缆，其特征在于：位于所述全干式光缆中心处的一所述光单元采用4根～12根光纤带叠加而成，每根光纤带包括6～24根光纤。

9.如权利要求1所述的全干式光缆，其特征在于：所述全干式光缆还包括位于所述铠装层与所述外护层之间的单面复膜阻水带，所述单面复膜阻水带包覆于所述铠装层外，所述单面复膜阻水带的聚酯膜面向内包覆铠装层。

10.一种全干式光缆的制备方法，用于制备权利要求1～9任一所述的全干式光缆，其特征在于，包含以下步骤：

提供多根光纤经并线模具汇聚组合形成一光纤阵列；

将所述光纤阵列放置于固化模具中，并在固化模具中填充树脂，经紫外光固定使所述多根光纤固定在一起形成扁平的光纤带；

将预定数量的光纤带经并线模具层叠形成光单元；

纵包阻水层于所述光单元的外围；

通过挤塑加工成型包覆于所述阻水层外围的松套管；

将一所述松套管或绕一中心排布的多个松套管作为缆芯，并在缆芯的外围包覆铠装层；及在所述铠装层的外围包覆外护层。

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