CN112017822A - 光电复合缆及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光电复合缆及其制备方法。本发明光电复合缆包括外护套、屏蔽层和设于外护套内的线缆组件，屏蔽层包覆线缆组件，并位于外护套和线缆组件之间；线缆组件包括相互绞合的电源线组、光缆组和两根接地线，光缆组包括X根光缆，每根光缆包括12根纤芯，电源线组包括6X根电源线，其中，X为大于或等于3的整数。本发明光电复合缆的传输电能容量和传输通信信息容量比现有电缆的更大，可以分别给3X个AAU进行供电和给X个频段的AAU提供通信支持，有效解决5G基站一座铁塔上所有AAU的供电问题和通信传输问题；且生产成本更低，整体占用空间小，节省了布线空间，现场布线更加有序；同时也使得安装更加便捷，节省了安装成本。

Description

光电复合缆及其制备方法

技术领域

本发明涉及线缆技术领域，尤其涉及一种光电复合缆及其制备方法。

背景技术

随着5G建设在全球范围内的快速发展，必须要足够多的带宽频率才能满足5G通信，FTTA(即光纤到塔、楼顶)无线通信方案通常只需要几个天线就可以满足一定区域的4G通信要求，但是为了利用现有的基站进行5G通信，必须要增加数倍的天线数量。一个5G通信基站通常由如下部分组成：AAU(位于通讯塔或楼顶部的有源天线单元)、BBU(位于远端的集中式基带单元)、连接AAU与BBU之间的光缆和直流电源电缆。因为需要更多带宽频率，这就意味着需要更多的天线，所以配套的光缆和电源电缆就需要更多。

目前，市场上用于通信基站供电和通信的方案主要有两种，第一种是光电分离方案，即采用2根2芯2.5mm铜电缆或者2根2芯4mm铜电缆作为天线的电源支持，将电缆从塔底部敷设到塔顶，再采用2根光缆(4纤芯/根)从塔底敷设到塔顶。光电分离方案对于2G、3G时代还能满足要求，因为2G、3G时代一个铁塔上只需要在三个扇面(120度)上各有一个天线即可满足，但是在需要大量的天线情况下光电分离方案会导致布线复杂、施工过程繁琐、塔上安装耗时耗力，且空间占用大、生产成本高。

另一种是光电复合方案，即将每个天线需要的光单元和电单元复合在一个缆中，这种方案采用光电复合技术后，线缆的数量减少了一半，对于3G、4G时代铁塔上天线扩增为6个扇面(每个扇面一个天线)，该光电复合方案可以实现安装方便、布线简洁。但是该光电复合方案对于5G时代需要9个甚至12个AAU的情景却不能给出完美解决方案，而且空间占用还是较大，生产成本也还是很高。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种光电复合缆，该光电复合缆能有效节省布线空间、生产成本和安装成本。

本发明的另一个目的在于提出一种光电复合缆的制备方法，该制备方法的制备出来的光电复合缆能有效节省布线空间、生产成本和安装成本。

为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种光电复合缆，其包括外护套、屏蔽层和设于所述外护套内的线缆组件，所述屏蔽层包覆所述线缆组件，并位于所述外护套和所述线缆组件之间；所述线缆组件包括相互绞合的电源线组、光缆组和两根接地线，所述光缆组包括X根光缆，每根所述光缆包括12根纤芯，所述电源线组包括6X根电源线，其中，X为大于或等于3的整数。

在一些实施例中，每根所述电源线包括绝缘层和设于所述绝缘层内的导体，所述导体由19根导体单丝相互绞合而成。

在一些实施例中，所述光电复合缆还包括防白蚁层，所述防白蚁层包覆所述外护套，所述防白蚁层采用尼龙12材料制成。

在一些实施例中，所述光电复合缆还包括牺牲层，所述牺牲层包覆所述防白蚁层。

在一些实施例中，所述屏蔽层为铜丝编织件或者铜带。

在一些实施例中，所述屏蔽层内填充有非吸湿填充物，且所述非吸湿填充物充盈于所述电源线组、所述光缆组和两个所述接地线组之间，相互绞合的所述电源线组、所述光缆组和两根所述接地线通过非吸湿绑扎带绑扎。

在一些实施例中，所述光缆为中心束管式光缆，所述中心束管式光缆包括12根所述纤芯、松套管、芳纶增强层和护套，所述松套管包覆12根所述纤芯，且所述松套管内填充有纤膏，所述芳纶增强层包覆所述松套管，所述护套包覆所述芳纶增强层。

在一些实施例中，所有所述光缆均设置在所述线缆组件的最外层。

另一方面，本发明采用以下技术方案：

一种光电复合缆的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

利用绞合机将19根导体单丝绞合在一起形成电源线的导体，绞合时控制绞合节距为绞合后得到的所述导体外径的8倍～12倍；

利用挤塑机将绝缘材料挤出后放入95℃±5℃的水中处理3.5小时～4.5小时，处理后得到绝缘层，将所述绝缘层包覆在所述导体外，得到电源线；

利用绞合机将X根光缆、6X根电源线和两根接地线绞合在一起形成线缆组件，其中X根所述光缆均排列在最外层，绞合时控制放线张力不超过100N，X为大于或等于3的整数；

对所述线缆组件进行铜丝编织或者铜带绕包以在所述线缆组件外形成屏蔽层，铜丝编织时的编织角度为30°～60°，编织密度为80％以上，铜带绕包时的平均搭盖率为15％以上；

利用挤塑机将外护套材料挤出以制成外护套，控制挤出温度为120℃～160℃，模具拉伸比不超过1.8，将所述外护套包覆在所述屏蔽层外，得到光电复合缆。

在一些实施例中，在将所述外护套包覆在所述屏蔽层外之后，所述制备方法还包括如下步骤：利用挤塑机将尼龙12挤出以制成防白蚁层，挤出温度为235℃～255℃，将所述防白蚁层包覆在所述外护套外，然后在所述防白蚁层外包覆牺牲层，得到所述光电复合缆。

本发明的光电复合缆至少具有以下有益效果：

(1)传输电能容量更大，该光电复合缆包含了6X根电源线(X≥3)，可以分别给3X个AAU进行供电，有效解决5G基站一座铁塔上所有AAU的供电问题。

(2)传输通信信息容量更大，该光电复合缆包含了X根光缆(X≥3)，每根光缆包括12根纤芯，可以实现给X个频段的AAU提供通信支持，有效解决5G基站一座铁塔上所有AAU通信传输的问题。

(3)将所有电源线、光缆及地线整合在一起形成一根光电复合缆，生产成本更低，光电复合缆的总体积小，占用空间小，节省了布线空间，现场布线更加有序；同时也使得安装更加便捷，节省了安装成本，提高了安装效率。

附图说明

图1为本发明实施方式提供的光电复合缆的结构示意图；

图2为本发明实施方式提供的光缆的结构示意图；

图3为本发明实施方式提供的基站通信铁塔的结构示意图；

图4为本发明实施方式提供的成缆压模的剖视图；

图5为本发明实施方式提供的光电复合缆的制备方法的流程图。

附图标号说明：

1、光电复合缆；10、电源线；11、绝缘层；12、导体；20、非吸湿填充物；30、非吸湿绑扎带；40、屏蔽层；50、外护套；60、防白蚁层；70、牺牲层；80、接地线；90、光缆；91、纤芯；92、松套管；93、芳纶增强层；94、护套；95、纤膏；100、成缆压模。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

本实施方式提供了一种光电复合缆，该光电复合缆1适用于为5G基站的AAU(即有源天线单元)提供通信和电源支持。当然，光电复合缆1也能用于其它通信基站进行供电和通信，故在此不对光电复合缆1的应用环境进行限定。

如图1至图3所示，本实施方式提供的光电复合缆1包括外护套50、屏蔽层40和设于外护套50内的线缆组件，屏蔽层40包覆线缆组件，并位于外护套50和线缆组件之间；线缆组件包括相互绞合的电源线组、光缆组和两根接地线80，光缆组包括X根光缆90，每根光缆90包括12根纤芯91，电源线组包括6X根电源线10，其中，X为大于或等于3的整数。

上述光电复合缆1至少具有以下优点：(1)传输电能容量更大，该光电复合缆1包含了6X(X≥3)根电源线10，可以分别给3X个AAU进行供电，有效解决5G基站一座铁塔上所有AAU的供电问题；(2)传输通信信息容量更大，该光电复合缆1包含了X(X≥3)根光缆90，每根光缆90包括12根纤芯91，可以实现给X个频段的AAU提供通信支持，有效解决5G基站一座铁塔上所有AAU通信传输的问题；(3)将所有电源线10、光缆90及地线整合在一起形成一根光电复合缆1，生产成本更低，光电复合缆1的总体积小，占用空间小，节省了布线空间，现场布线更加有序；同时也使得安装更加便捷，节省了安装成本，提高了安装效率。本实施方式提供的光电复合缆1在5G基站建设项目中有广阔的前景。

示例性地，5G通信时代为了满足通信要求需要，5G通信采用多频段技术和增强信号密度，一个5G基站通信铁塔上最多的时候需要9个或者12个AAU，当X等于3，即光电复合缆1包括18根电源线10和3根光缆90(共36根纤芯91)，可以为5G基站通信铁塔上的9个AAU提供通信和电源支持；当X等于4，即光电复合缆1包括24根电源线10和4根光缆90(共48根纤芯91)时，可以为5G基站通信铁塔上的12个AAU提供通信和电源支持。当然，X也可以为其它大于4的整数，X越大，则光电复合缆1传输的电能容量和通信信息容量更大，可以为更多的AAU提供通信和电源支持。

如图1所示，每根电源线10包括绝缘层11和设于绝缘层11内的导体12，导体12由19根导体单丝相互绞合而成。也就是说，19根导体单丝相互绞合形成电源线10的导体12，绝缘层11包覆在该导体12外。可选地，X根电源线10中的一半采用红色、另一半采用黑色进行正负极区分，同一颜色的不同电源线10上印有不同标号(例如数字1、2、3、……)，以便于使用者在实际使用过程中进行区分。可选地，绝缘层11采用交联聚乙烯材料制成，以提供可靠的电气绝缘性能。

优选地，外护套50采用低烟无卤阻燃聚烯烃材料制成，具有阻燃性高、环保(燃烧时无卤酸气体放出、产生的烟雾浓度极低)的特点，适于作为高品质外护套使用。

屏蔽层40对线缆组件进行屏蔽保护，使得本实施方式提供的光电复合缆1抗干扰性强，能有效避开电磁干扰等杂讯。可选地，屏蔽层40可以为铜丝编织件或者铜带。需要说明的是，不同编织角度和/或编织密度的铜丝编织件性能参数存在差异，使用者可以根据实际使用需求选用不同编织角度和/或编织密度的铜丝编织件；不同搭盖率的铜带性能参数也存在差异，使用者可以根据实际使用需求选用不同搭盖率的铜带，在此不做限定。

如图1所示，在一些实施例中，屏蔽层40内填充有非吸湿填充物20(即非吸湿材料制成的填充物)，且非吸湿填充物20充盈于电源线组、光缆组和两个接地线80之间，相互绞合的电源线组、光缆组和两根接地线80通过非吸湿绑扎带30绑扎。非吸湿填充物20和非吸湿绑扎带30使得电源线组、光缆组和两个接地线80之间的接触更加紧密，以增强线缆组件的机械强度。

在一些实施例中，为了减少对光缆组的压力，所有光缆90均设置在线缆组件的最外层，排列更合理。可选地，光缆90可以为中心束管式光缆，如图2所示，中心束管式光缆包括12根纤芯91、松套管92、芳纶增强层93和护套94，松套管92包覆12根纤芯91，且松套管92内填充有纤膏95，芳纶增强层93包覆松套管92，护套94包覆芳纶增强层93。其中，芳纶可以增强光缆90的抗拉强度，提高光缆90的机械性能。该结构的中心束管式光缆具有耐低温性能好、抗纵向拉力、柔软性好等特点，适合用于5G基站所需的光电复合缆1中。

由于5G室外通信基站通常建设在城市郊区，而这些地方往往滋生大量的白蚁，在基站长时间运行过程中，为了保证通信不受白蚁破环，因此需要对5G基站用的光电复合缆1采用防白蚁设计。具体地，本实施方式的光电复合缆1还包括防白蚁层60，防白蚁层60包覆外护套50，防白蚁层60采用尼龙12(即，聚十二内酰胺)材料制成，通过防白蚁层60可以实现防白蚁性能，防止光电复合缆1受白蚁啃咬、破坏，保证电缆线路的安全、可靠运行，在白蚁灾害严重地区也能保证通信不受破环。

进一步地，在一些实施例中，光电复合缆1还包括牺牲层70，牺牲层70包覆防白蚁层60，以保护防白蚁层60，避免防白蚁层60被外界损伤。

本实施方式还提供了一种光电复合缆的制备方法，该制备方法可应用于制备本实施方式提供的光电复合缆1，使用该制备方法制备出来的光电复合缆1能有效节节省布线空间、生产成本和安装成本。

如图5所示，本实施方式的光电复合缆的制备方法包括如下步骤：

S10、利用绞合机将19根导体单丝绞合在一起形成电源线10的导体12，控制绞合节距为绞合后得到的导体12外径的8倍～12倍。

具体地，本实施方式所使用的电源线10的导体12采用了符合IEC60228标准的class2类退火铜导体，为了提升光电复合缆1安装时的柔软性能，因此将导体单丝根数由传统的7根增加到19根，绞合节距控制在8倍～12倍绞合后导体12外径，在保证光电复合缆1抗张力的同时，提升了光电复合缆1的柔软性。

S20、利用挤塑机将绝缘材料挤出后放入95℃±5℃的水中处理3.5小时～4.5小时，处理后得到绝缘层11，将绝缘层11包覆在导体12外，得到电源线10。

可选地，绝缘材料可以采用交联聚乙烯材料，以提供可靠的电气绝缘性能，绝缘材料可采用SJ-90-挤塑机挤出，挤出后通过95±5℃煮水池处理4个小时，以保证得到的绝缘层11充分交联。

S30、利用绞合机将X根光缆90、6X根电源线10和两根接地线80绞合在一起形成线缆组件，其中X根光缆90均排列在最外层，绞合时控制放线张力不超过100N，X为大于或等于3的整数。

可以理解的是，由于光电复合缆1的线芯(包括光缆90、电源线10和接地线80)数量多，光缆90易损坏，因此可以采用可调放线张力的54框绞合机进行成缆绞合，控制放线张力不超过100N；为了减少对光缆90的压力，线芯排列时将所有光缆90均排在最外层；为了减少成缆压模100棱角对光缆90的损伤，增加了成缆压模100的进线模口角度R(见图4)，以减少成缆绞合时对光缆90的径向剪切力。

S40、对线缆组件进行铜丝编织或者铜带绕包以在线缆组件外形成屏蔽层40，铜丝编织时的编织角度为30°～60°，编织密度为80％以上，铜带绕包时的平均搭盖率为15％以上。

具体地，可以采用铜丝编织机对线缆组件进行铜丝编织以形成屏蔽层40，控制编织角度为30°～60°、编织密度为80％以上，以保证较好的屏蔽效果；或者采用同心式绕包机对线缆组件进行铜带绕包以形成屏蔽层40，控制绕包平均搭盖率为15％以上，以保证较好的屏蔽效果。

S50、利用挤塑机将外护套材料挤出以制成外护套50，控制挤出温度为120℃～160℃，模具拉伸比不超过1.8，将外护套50包覆在屏蔽层40外，得到光电复合缆1。

可选地，可以采用低烟无卤阻燃聚烯烃材料作为外护套材料，采用SJ-150挤塑机进行挤出，控制挤出温度为120℃～160℃，控制摸具拉伸比不超过1.8，挤出过程关注挤塑机各区温度变化，对于温度发生急剧变化的情况，实时调整挤塑机转速及牵引速度，确保外护套50表面质量良好、厚度均匀、断面无气孔。

在一些实施例中，步骤S50中，在将外护套50包覆在屏蔽层40外之后，还包括如下步骤：利用挤塑机将尼龙12(即，聚十二内酰胺)挤出以制成防白蚁层60，挤出温度为235℃～255℃，将防白蚁层60包覆在外护套50外，然后在防白蚁层60外包覆牺牲层70，得到光电复合缆1。本实施方式利用了尼龙12邵氏硬度为70以上的特点，采用尼龙12做为光电复合缆1的物理防白蚁层60，实现物理防白蚁性能。

具体地，可以采用SJ-120挤塑机挤出尼龙12材料以制成防白蚁层60，注意在生产前对尼龙12材料进行烘干处理，控制挤出温度为235℃～255℃，挤出过程注意控制温度变化，以确保挤出的防白蚁层60厚度均匀、无破损。

需要说明的是，当一个部被称为“固定于”另一个部，它可以直接在另一个部上也可以存在居中的部。当一个部被认为是“连接”到另一个部，它可以是直接连接到另一个部或者可能同时存在居中部。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述，只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

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，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光电复合缆，其特征在于，包括屏蔽层(40)、外护套(50)和设于所述外护套(50)内的线缆组件，所述屏蔽层(40)包覆所述线缆组件，并位于所述外护套(50)和所述线缆组件之间；所述线缆组件包括相互绞合的电源线组、光缆组和两根接地线(80)，所述光缆组包括X根光缆(90)，每根所述光缆(90)包括12根纤芯(91)，所述电源线组包括6X根电源线(10)，其中，X为大于或等于3的整数。

2.根据权利要求1所述的光电复合缆，其特征在于，每根所述电源线(10)包括绝缘层(11)和设于所述绝缘层(11)内的导体(12)，所述导体(12)由19根导体单丝相互绞合而成。

3.根据权利要求1所述的光电复合缆，其特征在于，所述光电复合缆还包括防白蚁层(60)，所述防白蚁层(60)包覆所述外护套(50)，所述防白蚁层(60)采用尼龙12材料制成。

4.根据权利要求3所述的光电复合缆，其特征在于，所述光电复合缆还包括牺牲层(70)，所述牺牲层(70)包覆所述防白蚁层(60)。

5.根据权利要求1所述的光电复合缆，其特征在于，所述屏蔽层(40)为铜丝编织件或者铜带。

6.根据权利要求1所述的光电复合缆，其特征在于，所述屏蔽层(40)内填充有非吸湿填充物(20)，且所述非吸湿填充物(20)充盈于所述电源线组、所述光缆组和两个所述接地线(80)之间，相互绞合的所述电源线组、所述光缆组和两根所述接地线(80)通过非吸湿绑扎带(30)绑扎。

7.根据权利要求1所述的光电复合缆，其特征在于，所述光缆(90)为中心束管式光缆，所述中心束管式光缆包括12根所述纤芯(91)、松套管(92)、芳纶增强层(93)和护套(94)，所述松套管(92)包覆12根所述纤芯(91)，且所述松套管(92)内填充有纤膏(95)，所述芳纶增强层(93)包覆所述松套管(92)，所述护套(94)包覆所述芳纶增强层(93)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的光电复合缆，其特征在于，所有所述光缆(90)均设置在所述线缆组件的最外层。

9.一种光电复合缆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

利用绞合机将19根导体单丝绞合在一起形成电源线的导体，绞合时控制绞合节距为绞合后得到的所述导体外径的8倍～12倍；

利用挤塑机将绝缘材料挤出后放入95℃±5℃的水中处理3.5小时～4.5小时，处理后得到绝缘层，将所述绝缘层包覆在所述导体外，得到电源线；

利用绞合机将X根光缆、6X根电源线和两根接地线绞合在一起形成线缆组件，其中X根所述光缆均排列在最外层，绞合时控制放线张力不超过100N，X为大于或等于3的整数；

对所述线缆组件进行铜丝编织或者铜带绕包以在所述线缆组件外形成屏蔽层，铜丝编织时的编织角度为30°～60°，编织密度为80％以上，铜带绕包时的平均搭盖率为15％以上；

利用挤塑机将外护套材料挤出以制成外护套，控制挤出温度为120℃～160℃，模具拉伸比不超过1.8，将所述外护套包覆在所述屏蔽层外，得到光电复合缆。

10.根据权利要求9所述的光电复合缆的制备方法，其特征在于，在将所述外护套包覆在所述屏蔽层外之后，还包括如下步骤：

利用挤塑机将尼龙12挤出以制成防白蚁层，挤出温度为235℃～255℃，将所述防白蚁层包覆在所述护套外，然后在所述防白蚁层外包覆牺牲层，得到所述光电复合缆。

Images