CN113419319A - 架空光缆、制造方法及其生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种架空光缆、制造方法及其生产系统，架空光缆包括光纤带阵列，光纤带阵列包括多个呈阵列排布的光纤带，光纤带阵列的表面依次包裹有阻水组件和外护层，阻水组件包括由密封胶加热固化后形成的阻水密封层，阻水密封层沿着光纤带阵列的轴向包覆在光纤带阵列的表面以及填充在相邻两个光纤带之间的缝隙处。本发明提供的架空光缆不仅能够提高架空光缆接续效率，而且清洁环保。

Description

架空光缆、制造方法及其生产系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种架空光缆、制造方法及其生产系统。

背景技术

随着光网络建设的推进，城市管道资源日趋紧张，光缆采用管道敷设的费用也越来越高，因此架空光缆得到了快速的发展。

架空光缆主要利用已有的明线杆路敷设，可以在一定程度上增加施工的便捷度、减低敷设费用和缩短施工周期。架空光缆在中小城市、农村地区有着广泛应用。作为光纤到户网络的“最后一公里”接入，当架空光缆由室外引入室内时，必须经过一个转接过程。目前，架空光缆结构紧凑，一般采用层绞式结构，该层绞式结构在缆芯内的缝隙填充有阻水油膏。

然而，在光缆架空入户时，需要花费大量的成本和时间去清理油膏，不仅接续效率低，给施工带来不便，而且在光纤接续过程中会造成环境污染。

发明内容

本发明提供一种架空光缆、制造方法及其生产系统，不仅能够提高架空光缆接续效率，而且清洁环保。

第一方面，本发明提供一种架空光缆，包括光纤带阵列，所述光纤带阵列包括多个呈阵列排布的光纤带，所述光纤带阵列的表面沿着所述光纤带阵列的轴向上依次包裹有阻水组件和外护层，所述阻水组件包括由密封胶加热固化后形成的阻水密封层，所述阻水密封层沿着所述光纤带阵列的轴向包覆在所述光纤带阵列的表面以及填充在相邻两个所述光纤带之间的缝隙处。

如上所述的架空光缆，可选的，所述光纤带阵列为多个所述光纤带相互平行叠加形成。

如上所述的架空光缆，可选的，所述光纤带包括多个光纤和连接层，多个所述光纤呈直线排布，所述连接层位于相邻两个所述光纤之间，且所述连接层沿所述光纤的轴向包裹在所述光纤的表面，所述连接层光固化后与所述光纤共同形成所述光纤带。

如上所述的架空光缆，可选的，所述连接层在固化前在25℃下的粘度为3800mPa·S～4500mPa·S，密度为1.08g/cm³～1.15g/cm³，且所述连接层在预设条件下的弹性模量为350MPa～650MPa，断裂伸长率不小于35％，抗拉强度不小于15Mpa，其中，所述预设条件为2.5％弹变，23℃。

如上所述的架空光缆，可选的，所述连接层由包含有树脂的光固化涂料固化形成，所述树脂为丙烯酸树脂。

如上所述的架空光缆，可选的，所述光纤为着色光纤。

如上所述的架空光缆，可选的，所述阻水密封层为由密封胶加热固化后形成的弹性结构。

如上所述的架空光缆，可选的，所述密封胶为吸水膨胀的阻水填充胶。

如上任一项所述的架空光缆，可选的，所述阻水组件包括阻水带，所述阻水带沿着所述光纤带阵列的轴向全包裹在所述光纤带阵列的表面，所述阻水密封层位于所述阻水带朝向所述光纤带阵列的一侧。

如上所述的架空光缆，可选的，所述阻水带靠近所述光纤带阵列的一面为光滑面，所述阻水带靠近所述外护层的一面为粗糙面。

如上任一项所述的架空光缆，可选的，所述外护层内还设有多个加强件，多个所述加强件沿着所述光纤带阵列的轴向平行且对称的分布在所述外护层内。

如上所述的架空光缆，可选的，所述外护层的表面还设有标识线，所述外护层与所述阻水组件的连接处还设有多个撕裂绳，所述撕裂绳和所述标识线均与所述光纤带阵列的轴线平行，多个所述撕裂绳均布在所述光纤带阵列的周侧。

第二方面，本发明提供一种架空光缆的制造方法，所述制造方法应用于如上任一项所述的架空光缆，所述制造方法包括：

将多个光纤制备成光纤带；

将所述光纤带制备成光纤带阵列；

在所述光纤带阵列的表面上沿着所述光纤带阵列的轴向依次包裹阻水组件和外护层，其中，所述阻水组件包括由密封胶加热固化后形成的阻水密封层，所述阻水密封层沿着所述光纤带阵列的轴向包覆在所述光纤带阵列的表面及相邻两个所述光纤带之间的缝隙处；

将包裹有所述阻水组件和所述外护层的光纤带阵列冷却成型后，牵引收线，形成如上任一项所述的架空光缆。

如上所述的制造方法，可选的，所述将多个光纤制备成光纤带，具体包括：

将多个所述光纤形成光纤组；

在所述光纤组的表面以及缝隙内填充连接层，所述连接层光固化后与所述光纤组共同形成所述光纤带，其中，所述连接层为包含有树脂的光固化涂料。

如上所述的制造方法，可选的，所述将所述光纤带制备成光纤带阵列，具体包括：

将多个所述光纤带通过放线装置单向绞合在预设放线张力下主动放线，并经过所述放线装置内的光纤带并线模具进行层叠形成所述光纤带阵列。

如上所述的制造方法，可选的，所述预设放线张力为2N～4N，所述放线装置的绞合节距为400mm～800mm。

如上所述的制造方法，可选的，所述在所述光纤带阵列的表面上依次包裹阻水组件和外护层，具体包括：

在所述光纤带阵列表面及相邻两个所述光纤带之间的缝隙处包覆并形成所述阻水密封层；

在包覆有所述阻水密封层的所述光纤带阵列的表面包裹阻水带后，使所述光纤带阵列水平进入挤塑装置上挤塑头的模芯中，其中，所述阻水组件包括所述阻水密封层和所述阻水带；

将多个加强件分均布在所述挤塑头的模套与所述模芯之间；

在所述模套与所述模芯之间挤塑外护层，形成所述架空光缆。

如上所述的制造方法，可选的，所述在所述光纤带阵列表面及所述光纤带之间的缝隙处包覆并形成所述阻水密封层，具体包括：

将所述光纤带阵列通过涂胶装置，通过所述涂胶装置将所述密封胶填充并包覆在所述光纤带阵列表面及相邻两个所述光纤带之间的缝隙处；

将包覆有所述密封胶的所述光纤带阵列通过加热装置，所述密封胶在所述加热装置内固化形成所述阻水密封层。

如上所述的制造方法，可选的，所述将包裹有所述阻水组件和所述外护层的光纤带阵列冷却成型后，牵引收线，形成架空光缆，具体包括：

将包裹有所述阻水组件和所述外护层的光纤带阵列依次经过真空水槽和冷却水槽进行冷却。

第三方面，本发明提供一种架空光缆的生产系统，所述生产系统应用于如上任一项所述的架空光缆，所述生产系统包括用于形成光纤带阵列的放线装置，所述放线装置的输出端依次连接有涂胶装置、加热装置、挤塑装置和冷却装置，所述光纤带阵列在同一高度上依次通过所述放线装置、所述涂胶装置、所述加热装置和所述挤塑装置。

如上所述的生产系统，可选的，所述冷却装置包括与所述挤塑装置的输出端依次连接的真空水槽和冷却水槽。

本发明提供一种架空光缆、制造方法及其生产系统，通过架空光缆内光纤带阵列、以及光纤带阵列外部包含有阻水密封层的阻水组件的设置，这样可以使得架空光缆为全干式结构，在满足架空光缆全截面阻水的同时，相较于现有的层绞式光缆结构，无需在架空光缆内填充阻水油膏，不仅使得架空光缆具有清洁环保、结构简单的特点，有助于提高接续效率，而且能够减小架空光缆的结构尺寸，有助于减小架空光缆的体积和重量。与此同时，由于光纤带阵列中光纤带的设置，有利于提高架空光缆的通信容量，有助于架空光缆的接续效率进一步提高，可在信息传输设备及网络中终端光组件接续或直接预制成端，运营和维护成本更低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的架空光缆的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的架空光缆的制备方法的流程示意图；

图3是本发明实施例提供的在光纤带阵列表面上形成阻水组件和外护层的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的在光纤带阵列上形成阻水密封层的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的架空光缆的生产系统的结构示意图。

附图标记说明：

10-光纤带阵列；11-光纤带；111-光纤；112-连接层；20-阻水密封层；30-阻水带；40-加强件；50-外护层；60-标识线；70-撕裂绳；

80-放线装置；81-涂胶装置；82-加热装置；83-挤塑装置；831-外护层挤塑机；832-标识线挤塑机；833-挤塑头；84-冷却装置；841-真空水槽；842-冷却水槽；85-阻水带放线架；86-加强件放线架；87-履带牵引装置；88-收排线装置。

具体实施方式

目前，架空光缆一般采用层绞式光缆结构，该层绞式光缆结构中，光纤单元套入松套管中，松套管内填充有防水化合物采用充油阻水的方式保护光纤单元。松套管围绕加强芯绞合成紧凑的缆芯，并在缆芯内的缝隙填充有阻水油膏，通过阻水油膏使得架空光缆保证架空光缆的稳定性和渗水性能。该层绞式光缆结构在缆芯外依次包覆有聚乙烯内护套、芳纶层以及外护套，以容纳阻水油膏的同时，对缆芯起到一定的保护作用。

然而，在光缆架空由室外引入室内入户时，必须经过一个转接的过程。在转接的过程中，需要花费大量的成本和时间清理该层绞式光缆结构内填充的阻水油膏，这样不仅会给施工带来不便，影响接续效率、不利于缩短后期架空光缆的维护时间和运维成本，而且清理的油膏在光纤接续过程中会造成环境污染。

为此，本发明提供一种架空光缆、制造方法及其生产系统，通过架空光缆内光纤带阵列，以及光纤带阵列外部包含有阻水密封层的阻水组件的设置，这样使得架空光缆为全干式结构，在满足架空光缆全截面阻水的同时，无需在架空光缆内填充阻水油膏，不仅使得架空光缆具有清洁环保、结构简单的特点，有助于提高接续效率，而且能够减小架空光缆的结构尺寸，有助于减小架空光缆的体积和重量。与此同时，由于光纤带阵列中光纤带的设置，有利于提高架空光缆的通信容量和接续效率，可在信息传输设备及网络中终端光组件接续或直接预制成端，运营和维护成本更低。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

图1是本发明实施例提供的架空光缆的结构示意图。

参考图1所示，本发明首先提供一种架空光缆的结构示意图。从图1中可以看出，架空光缆包括光纤带阵列10，光纤带阵列10包括多个呈阵列排布的光纤带11，光纤带阵列10的表面沿着光纤带阵列10的轴向上依次包裹有阻水组件和外护层50。阻水组件包括由密封胶加热固化后形成的阻水密封层20，阻水密封层20沿着光纤带阵列10的轴向包覆在光纤带阵列10的表面以及填充在相邻两个光纤带11之间的缝隙处。

其中，本实施例中的光纤带阵列10可以作为架空光缆进行通信的缆芯或者光通信单元。本发明实施例通过架空光缆内光纤带阵列10以及阻水组件的设置，其中，阻水组件包含由密封胶加热固化后形成的阻水密封层20，这样可以使得架空光缆为全干式结构，在满足架空光缆全截面阻水的同时，相较于现有的层绞式光缆结构，本发明无需在架空光缆内填充阻水油膏进行阻水，不仅使得架空光缆具有清洁环保、结构简单的特点，有助于提高接续效率，而且无需在在光纤带阵列10中设置松套管，以及在光纤带阵列10的外部挤塑二次被覆护层以容纳阻水油膏，能够减小架空光缆的结构尺寸，有助于减小架空光缆的体积和重量，能够使得架空光缆朝向轻量化发展。

与此同时，当光纤容量提高时，相较于现有层绞式光缆结构中的分立式光纤，通过光纤带阵列10中光纤带11的设置，有利于提高架空光缆的通信容量，使得架空光缆具有较高的接续效率，可在信息传输设备及网络中终端光组件接续或直接预制成端，运营和维护成本更低。

其中，阻水密封层20可以如图1中所示填充在相邻两个光纤带11之间的缝隙处，将相邻两个光纤带11连接的固定的同时，在光纤带阵列10的轴向方向上包覆在光纤带阵列10的部分表面上。或者，阻水密封层20也可以包覆在在光纤带阵列10的全部表面上，即阻水密封层20将光纤带阵列10的外表面进行全包裹。在本实施例中，对于阻水密封层20在光纤带阵列10上的包裹形式并不做进一步限定，只要通过能够满足架空光缆全截面阻水即可。

需要说明的是，本实施例中，光纤带阵列10的表面沿着光纤带阵列10的轴向上依次包裹有阻水组件和外护层50，也可以理解为阻水组件和外护层50沿着光纤带阵列10的轴向将光纤带阵列10的表面进行全包裹。

参考图1所示，光纤带阵列10为多个光纤带11相互平行叠加形成。这样可以使得光纤带阵列10形成一个叠层结构，通过控制光纤带11的数量，对叠层结构内光纤111的数量进行控制，而且在同样光纤111数量的同时，可以使得光纤带阵列10以及架空光缆的结构更加紧凑，以便具有更小的缆径。

其中，光纤带11包括多个光纤111和连接层112，多个光纤111呈直线排布，连接层112位于相邻两个光纤111之间，且连接层112沿光纤111的轴向包裹在光纤111的表面，连接层112光固化后与光纤111共同形成光纤带11。这样可以通过连接层112将光纤带11中的多个光纤111进行固定，以便于多个光纤带11叠加形成光纤带阵列10。

为了便于对光纤带11中的多个光纤111进行识别，光纤111为着色光纤。

其中，着色光纤可采用涂覆层直径在170μm～210μm的小尺寸光纤，光纤111着色后直径可以在235μm～255μm。这样在不影响架空光缆正常使用的同时，能够使得架空光缆具有更小的缆径。示例性的，光纤111的类型可以为G.657、G.652、G.655或者其他类型的小尺寸光纤。

具体的，本实施例中，光纤带11中光纤111的数量可以为4芯～36芯。也就是说，本实施例中光纤带11可以采用4芯光纤带、6芯光纤带、12芯光纤带、24芯光纤带、36芯光纤带。光纤111颜色包括但不局限于蓝、橙、绿、综、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、青绿。需要说明的是，同一光纤带11中超出12芯的光纤111可着色环进行辨识区分。其中，光纤111中的色环可以用单双色环单元或色环间距进行辨识区分。

示例性的，本实施例中，4芯光纤带的宽度可以在1.05mm～1.15mm，厚度在0.24mm～0.34mm；6芯光纤带的宽度可以在1.55mm～1.65mm，厚度在0.29mm；12芯光纤带的宽度可以在3.15mm～3.25mm，厚度在0.29mm；24芯光纤带的宽度可以在6.85mm～6.95mm，厚度在0.32mm；36芯光纤带的宽度可以在9.35mm～9.45mm，厚度在0.32mm。

由于连接层112的弹性模量影响光纤带11的柔软度，断裂伸长率影响光纤带11中光纤111的剥离的难易程度，本实施例中，连接层112在固化前在25℃下的粘度为3800mPa·S～4500mPa·S，密度为1.08g/cm 3～1.15g/cm3，且连接层112在预设条件下的弹性模量为350MPa～650MPa，断裂伸长率不小于35％，抗拉强度不小于15Mpa，其中，预设条件为2.5％弹变，23℃的测试温度。这样不仅可以使得固化后的光纤带11具有很好的柔韧性和抗扭转性能，最小弯曲直径可小于10mm而不发生弯折；而且能够使得光纤带11中光纤111具有很好的可分离性能，在光纤111剥离时，涂覆的连接层112不会粘黏。因此，通过光纤带11中连接层112的设置，不仅有利于光纤带11在成缆过程中光纤111衰减稳定性的控制及施工接续的便利，更有利于光纤带11在较小接头盒空间内续接盘留，而不发生弯折。

应理解的是，上述2.5％弹变可以理解为连接层112相对于连接层112的原有结构发生弹性形变的程度。

具体的，连接层112由包含有树脂的光固化涂料固化形成，树脂可以为丙烯酸树脂或者其他可使光固化涂料形成具有上述连接层112的树脂材料。其中，连接层112可以看作光纤111并带用树脂。这样包裹有连接层112的多个光纤带11可以在光比如紫外光的作用下固化形成光纤带11。固化后的光纤带11表面光滑、不粘黏，无分层、无散纤。

需要说明的是，为了方便对光纤带阵列10中的光纤带11进行识别，本实施例中，光纤带阵列10中的光纤带11可以采用不用颜色的光固化涂料，或者也可以在光纤带11表面进行印字标识。

具体的，本实施例中，光纤带阵列10中包含光纤带11的数量可以为6根～24根，架空光缆的总芯数可以在24芯～864芯，这样可以满足架空光缆大通信容量的传输需求。如图1中所示的为一种包含有6根8芯光纤带11的光纤带阵列10的架空光缆，该架空光缆可以看作一种48芯架空光缆。其中，8芯光纤带的宽度为2.05mm～2.15mm，厚度为0.24mm～0.35mm，光纤带11平整度不大于30mm。该48芯架空光缆的整体缆径在6.9mm～7.1mm，缆重在38kg/km，其中缆重的正负误差不超过10％，破断力小于等于2000N。与现有的常规的48芯层绞式光缆相比，本实施例中的48芯架空光缆具有缆径小、重量轻、易开剥的特点，且采用全干式光纤带结构，不仅清洁环保、接续便捷，而且光缆施工及运维成本更低。

其中，阻水密封层20为弹性结构。这样在通过阻水密封层20将相邻两个光纤带11连接的同时，能够使得相邻两个光纤带11之间可以相对移动，在确保光纤带阵列10稳定传输的同时，能够有利于在施工及运维过程中光单元的抽取与接续。

示例性的，密封胶为吸水膨胀的阻水填充胶。这样阻水填充胶在固化前呈粘稠状态的膏状物，在涂胶装置81内，阻水填充胶可沿着光纤带阵列10的轴向包覆在光纤带阵列10的表面，以及填充在相邻两个光纤带11之间的缝隙处。该阻水填充胶固化后形成一种可形变的弹性结构比如橡胶体，具有耐水压冲击、不粘手、易剥离、柔韧性好的特点。固化后的阻水填充胶能与高分子聚合物材料、金属或非金属元件黏合，与架空光缆的组成各元件材料相容性良好。

阻水填充胶固化后的硬度在25HA～40HA，密度在0.8g/cm³～1.1g/cm³，使用温度在-60℃～200℃。阻水填充胶常温下固化时间8h～24h，热处理可加速固化进程，以便缩短本实施例中架空光缆的制造效率。

与传统的阻水油膏相比，本实施例中通过采用密封胶形成阻水密封层20，优势在于，不仅清洁环保，可通过加热固化成型，而且无需在光纤带阵列10外挤塑光纤二次被覆护层(比如通套管或者聚乙烯内护套等)以容纳油膏，能够减小架空光缆的结构尺寸，使得架空光缆具有较小的缆径。与传统的阻水纱相比，本实施例中通过采用密封胶形成阻水密封层20，优势在于，密封胶固化后柔韧性好，能与光纤带11很好的黏合，不影响光纤111传输性能；而且不容易剐蹭光纤带11，不会造成光纤111衰减高。

需要说明的是，本实施例中可以采用现有技术中符合上述要求的阻水填充胶。在本实施例中，对于阻水填充胶的组成不再做进一步阐述。

进一步的，参考图1所示，阻水组件包括阻水带30，阻水带30沿着光纤带阵列10的轴向全包裹在光纤带阵列10的表面，阻水密封层20位于阻水带30朝向光纤带阵列10的一侧。这样在阻水密封层20的基础上通过阻水带30的设置，能够增强阻水组件对于光纤带阵列10的阻水性能的同时，能够便于外护层50的形成。

其中，阻水带30靠近光纤带阵列10的一面为光滑面，阻水带30靠近外护层50的一面为粗糙面。这样在便于外护层50形成的同时，能够使得阻水带30的光滑面朝向光纤带阵列10，避免阻水带30剐蹭光纤带11，以减小阻水带30对于光纤带阵列10传输性能的影响。

示例性的，阻水带30可以采用一种高分子材料(比如聚对苯二甲酸乙二醇酯)纤维非织造布与现有技术中的高吸水材料单面复合而成，其中聚酯膜面光滑、高吸水材料所在的一面为粗糙面。其中，阻水带30还可以采用其他的具有优良阻水、阻油特性的高分子材料。在本实施例中，对于高分子材料和高吸水材料的种类并不做进一步限定。

其中，本发明实施例的阻水带30的性能指标为阻水带30的宽度为12.5mm～13.5mm，厚度在1.0mm～1.5mm，吸水膨胀速率不小于6mm/min，抗拉强度在15N/cm～30N/cm；短期(比如20s内)热稳定性温度在230℃～250℃，横向收缩率不超过25％。

需要说明的是，当光纤带阵列10中采用12芯～36芯光纤带时，为了满足整个缆芯截面的阻水效果，可以在光纤带阵列10的外部全包覆双层或者多层阻水带30。

进一步的，为了满足整个缆芯截面的阻水效果，本实施例还可在阻水带30的表面或者光纤带11的表面涂覆现有技术中的阻水粉，以保证光纤带阵列10和架空光缆纵向阻水。

为了增强架空光缆的强度，参考图1所示，外护层50内还设有多个加强件40，多个加强件40沿着光纤带阵列10的轴向平行且对称的分布在外护层50内。这样可以将加强件40对称的内嵌在外护层50内，以增强架空光缆的强度。

其中，加强件40可以为金属元件，如磷化钢丝、镀锌钢丝、镀锌钢绞线或者镀铜钢绞线等。或者，加强件40也可以为非金属元件，如玻璃纤维增强塑料杆、芳纶纤维增强塑料杆、碳纤维增强塑料杆等。当采用非金属加强元件时，架空光缆为全介质光缆，可以适用于雷电高发地区或强电磁场的区域。

需要说明的是，本实施例中加强件40采用镀铜钢绞线，公称直径为0.65mm～0.67mm，破断力在450N～550N。示例性的，加强件40的数量可以为2个、4个或者更多。在本实施例中，对于加强件40的数量并不做进一步限定。

为了方便辨识，提高施工效率，参考图1所示，外护层50的表面还设有标识线60。为了方便外护层50开剥，外护层50与阻水组件的连接处还设有多个撕裂绳70，撕裂绳70和标识线60均与光纤带阵列10的轴线平行，多个撕裂绳70均布在光纤带阵列10的周侧。

其中，标识线60可以内嵌在外护层50内，且标识线60的最外边显露在外护层50的表面。或者，标识线60还可以为形成在外护层50表面的外凸或者内凹结构。当标识线60为外护层50上的外凸或者内凹结构时，标识线60的形状可为三角形或半圆形，凹陷深度或凸起高度一般不超过0.2mm。

如图1中所示，外护层50上，标识线60与加强元件之间的夹角为80°～100°，撕裂绳70沿光纤带阵列10轴向上的放置方向与加强元件之间的夹角为70°～110°。

需要说明的是，标识线60可以采用与外护层50相同的材料，比如聚乙烯材料，这样可以使得标识线60与外护层50具有良好的相容性，标识线60的颜色与外护层50采用不同的颜色，以方便标识线60的辨识。与此同时，外护层50采用高密度聚乙烯，且本实施例中外护层50的壁厚为1.3mm～1.7mm，这样使得架空光缆不仅可以满足抗紫外、抗氧化性能，而且能够保证架空光缆在运行过程中的耐光耐候性。外护层50颜色一般为黑色，也可以为了便于辨识，使用彩色。示例性的，当架空光缆在沿其轴向的截面为圆形时，外护层50可以看作环形的外护套，阻水带30可以看作环形的阻水带。

其中，外护层50还可以采用尼龙材料(比如尼龙6或者尼龙12)、热塑性弹性材料、低烟无卤阻燃聚烯烃材料或者可满足架空光缆的其他材料。在本实施例中，对于外护层50和标识线60的材料并不做进一步限定。

示例性的，本实施例子中，标识线60采用黄色聚乙烯，宽度为0.10mm～0.20mm，厚度为0.1mm～0.2mm。撕裂绳70可以采用加捻600D芳纶材料或者其他材料。

为了验证本发明架空光缆的渗水性能，将本发明3m的48芯架空光缆在1m水柱下进行24h渗水测试，测试结果本发明的架空光缆的缆芯渗水长度小于等于1.5m，可满足架空光缆全截面阻水。

需要说明的是，架空光缆在水柱下进行的渗水测试为本领域的现有技术，在本实施例中对于该渗水测试的具体过程不在作进一步阐述。

图2是本发明实施例提供的架空光缆的制备方法的流程示意图，图3是本发明实施例提供的在光纤带阵列表面上形成阻水组件和外护层的流程示意图，图4是本发明实施例提供的在光纤带阵列上形成阻水密封层的流程示意图。

在上述的基础上，参考图2并结合图1所示，本发明实施例还提供一种架空光缆的制造方法，该制造方法应用于上述的架空光缆，该制造方法包括：

步骤S01：将多个光纤制备成光纤带。这样可以通过光纤带11形成光纤带阵列10，相较于现有层绞式光缆结构中的分立式光纤，有利于提高架空光缆的通信容量，使得架空光缆具有较高的接续效率。

具体的，该步骤S01，具体包括：

将多个光纤形成光纤组；

在光纤组的表面以及缝隙内填充连接层，连接层光固化后与光纤组共同形成光纤带，其中，连接层为包含有树脂的光固化涂料。

需要说明的是，可以将一定数量的光纤111比如8根着色光纤在恒定的放线张力(比如2N～4N)下主动放线，将多根着色光纤按照一定的排列顺序(比如水平排列)，通过导线轮整体平行汇合，经静电除尘后，进入到光纤带11的并线装置中形成一个水平的光纤组。然后再将光纤组整体进入到光纤带11的固化装置中。该固化装置内有光固化涂料的流动通道，通过调节光固化涂料内树脂在光纤组内的填充压力，保证树脂均匀的包覆在光纤组的表面并填充在相邻两个着色光纤之间。包覆有树脂的光纤组经紫外光固化形成光纤带11。

其中，多根着色光纤可以在同一高度沿着直线通过并线装置和固化装置。

步骤S02：将光纤带制备成光纤带阵列。

具体的，该步骤S02，具体包括：

将多个光纤带11通过放线装置80单向绞合在预设放线张力下主动放线，并经过放线装置80内的光纤带并线模具进行层叠形成光纤带阵列10。

需要说明的是，上述预设放线张力为2N～4N，放线装置80的绞合节距为400mm～800mm。其中，绞合节距可以理解为线比如光纤带11沿放线装置80的绞线轴线旋转一周所前进的距离。

由于，光纤111余长是光缆生产中最重要的控制参数，它的好坏直接决定光缆质量的好坏和光缆使用的性能，因此，本发明通过控制放线装置80的放线张力和绞合节距，以确保光纤带阵列10在外护层50过程中形成一定的二次余长。其中，二次余长可以理解为光纤111在二次塑套生产过程中，光纤111相对于塑套比如外护层50多出的长度。

步骤S03：在光纤带阵列的表面上沿着光纤带阵列的轴向依次包裹阻水组件和外护层，其中，阻水组件包括由密封胶加热固化后形成的阻水密封层，阻水密封层沿着光纤带阵列的轴向包覆在光纤带阵列的表面及相邻两个光纤带之间的缝隙处。这样可以形成架空光缆的全干式结构，在满足架空光缆全截面阻水的同时，能够使得架空光缆具有清洁环保、结构简单的特点，有助于提高接续效率，减小架空光缆的结构尺寸。

具体的，参考图3并结合图1所示，该步骤S03中在光纤带阵列的表面上沿着光纤带阵列的轴向依次包裹阻水组件和外护层，具体包括：

步骤S31：在光纤带阵列表面及相邻两个光纤带之间的缝隙处包覆并形成阻水密封层。

具体的，参考图4并结合图1所示，该步骤S31，具体包括：

步骤S311：将光纤带阵列通过涂胶装置，通过涂胶装置将密封胶填充并包覆在光纤带阵列表面及相邻两个光纤带之间的缝隙处。

需要说明的是，光纤带阵列10进入到涂胶装置81的涂胶模具中，涂胶模具内有储胶仓和注胶通道，储胶仓通过注胶通道连接有注胶阀，利用外部自动化设备比如控制器等控制涂胶模具内的压力，从而实现密封胶在光纤带阵列10上的连续填充，与此同时，通过控制注胶阀的注胶压力，以保证密封胶包覆在光纤带阵列10的表面以及填充在相邻两个光纤带11之间的缝隙处。

步骤S312：将包覆有密封胶的光纤带阵列通过加热装置，密封胶在加热装置内固化形成阻水密封层。

需要说明的是，包覆好密封胶的光纤带阵列10从涂胶模具出来后，通过涂胶装置81的过线模具，通过过线模具去除光纤带阵列10上多余的密封胶。然后光纤带阵列10再进入到加热装置82中，本实施例中加热装置82可以采用电阻丝或者其他结构对光纤带11进行加热，加热装置82内的加热区域长度为100cm～120cm，加热温度在80℃～110℃，密封胶在加热装置82内经热固化后形成一种可发生弹性形变的弹性结构比如橡胶体，该橡胶体包覆在光纤带阵列10的表面并填充在相邻两个光纤带11之间的缝隙处。

步骤S32：在包覆有阻水密封层的光纤带阵列的表面包裹阻水带后，使光纤带阵列水平进入挤塑装置上挤塑头的模芯中，其中，阻水组件包括阻水密封层和阻水带。

需要说明的是，在光纤带阵列10水平进入挤塑装置83上挤塑头833的模芯之前，需要先将阻水带30设在光纤带阵列10的外围，并和光纤带阵列10一同通过现有的纵包装置的纵包模具内，进行阻水带30的纵包搭接，阻水带30的搭接宽度在0.5mm～1.5mm，以保证阻水带30能包裹在光纤带阵列10的外围，然后再将包裹有阻水带30的光纤带阵列10水平进入到挤塑机头的模芯中。

图5是本发明实施例四提供的架空光缆的生产系统的结构示意图。

步骤S33：将多个加强件分均布在挤塑头的模套与模芯之间。这样可以便于加强件内嵌在外护层内。

需要说明的是，参考图3并结合图1和图5所示，加强件40可以通过加强件放线架40放置在挤塑头833的模套与模芯之间。其中，加强件放线架40与加强件40的数量相等并一一对应，以便通过加强件放线架40可以控制与其对应的加强件40的放置位置。

步骤S34：在模套与模芯之间挤塑外护层，形成架空光缆。

需要说明的是，模套与模芯在挤塑头833内构成了挤塑模具，本实施例通过采用共挤成型的方式，在同一个挤塑头833的模套与模芯之间同时挤塑外护层50和标识线60。

步骤S04：将包裹有阻水组件和外护层的光纤带阵列冷却成型后，牵引收线，形成如上的架空光缆。

具体的，如图5中所示，该步骤S04中，具体包括：

将包裹有阻水组件和外护层50的光纤带阵列10依次经过真空水槽841和冷却水槽842进行冷却。

需要说明的是，包裹有阻水组件和外护层50的光纤带阵列10从挤塑头833出来后首先进入到真空水槽841中，真空水槽841中设有定径铜套，通过调节真空水槽841的真空压力，光纤带阵列10光缆在定径铜套内以预设的外径尺寸冷却定型。光纤带阵列10通过真空水槽841后，一方面可以使得外护层50稳定成型，且表面光滑，另一方面可以使得外护层50和阻水带30的部分结构不发生凹陷，进而确保光纤带阵列10在阻水带30以及外护层50内具有一定的自由度，使得架空光缆的外径均匀、截面为圆形、尺寸可控，整体不圆度不大于3％。

其中，不圆度可以理解为圆形金属材横断面上最大与最小直径的差值。光纤带阵列10从真空水槽841出来后再进入冷却水槽842进行冷却成型后，牵引收线，以形成架空光缆。其中，真空水槽841的长度为4m～5m，水温在25℃～35℃。

应理解的是，本实施例中通过采用挤塑头833内挤塑模具以及真空水槽841的设置，不仅能够保证光纤带阵列10在外护层50内有一定的自由度，确保光单元在外护层50挤塑和成型过程中有着合格、稳定的传输性能，而且也有利于在施工及运维过程中光纤带阵列10的抽取与接续。

在上述的基础上，参考图5所示，本发明实施例还提供一种架空光缆的生产系统的结构示意图。该生产系统包括用于形成光纤带阵列10的放线装置80，放线装置80的输出端依次连接有涂胶装置81、加热装置82、挤塑装置83和冷却装置84，光纤带阵列10在同一高度上依次通过放线装置80、涂胶装置81、加热装置82和挤塑装置83。这样可以架空光缆在生产的过程中始终都保持水平状态，这样有利于保证光纤带阵列10中各光纤带11张力控制一致，使得架空光缆在成型过程中有着稳定的传输性能。

具体的，放线装置80内具有光纤带并线模具，涂胶装置81内在沿着光纤带11移动的方向上依次设有涂胶模具和过线模具。挤塑装置83包括外护层挤塑机831和标识线挤塑机832，挤塑机和标识线挤塑机832共用一个挤塑头833，该挤塑头833内设有挤塑模具。光纤带并线模具、涂胶模具、过线模具、加热装置82和挤塑模具均设在同一水平线上，这样可以光纤带阵列10在生产的过程中始终都保持水平状态。

其中，光纤带并线模具、过线模具、挤塑模具和纵包模具均可以参考光缆制造中的相关模具。在本实施例中，对于光纤带并线模具、过线模具、挤塑模具和纵包模具的结构并不做进一步限定。

需要说明的是，该生产系统还包括用于放置阻水带30的阻水带放线架85和用于放置加强件40的加强件放线架40，阻水带放线架85和加强件放线架40均可以设在加热装置82和挤塑装置83之间。

进一步的，参考图5所示，冷却装置84包括与挤塑装置83的输出端依次连接的真空水槽841和冷却水槽842。其中，真空水槽841可以与挤塑装置83的挤塑头833连接，并与挤塑头833位于同一水平线上，这样可以架空光缆在生产以及成型的过程中始终都保持水平状态，使得架空光缆在成型过程中有着稳定的传输性能。

具体的，本实施例中，该生产系统还包括与冷却水槽842的输出端依次连接的履带牵引装置87和收排线装置88，通过履带牵引装置87可以在架空光缆的生产过程中对架空光缆进行牵引，通过收排线装置88可以对架空光缆进行收线。

需要说明的是，本实施例中，放线装置80可以为现有技术中的笼绞机。放线装置80、涂胶装置81、加热装置82、挤塑装置83和冷却装置84可以参考上述中的相关描述，在本实施例中，对于放线装置80、涂胶装置81、加热装置82、挤塑装置83和冷却装置84不再做进一步赘述。

本发明提供一种架空光缆、制造方法及其生产系统，通过在架空光缆内设置光纤带阵列，代替了常规的层绞式光缆结构，可以使得架空光缆形成全干式结构，采用在满足光缆全截面阻水的同时，不仅接续方便，有利于提高光纤容量，架空光缆外径小、重量轻，更适合架空敷设。与此同时，在光纤带阵列的外部设置含有阻水密封层的阻水组件，这样在保证架空光缆稳定的传输性能和渗水性能的同时，能够使得架空光缆具有结构简单、清洁环保的特点。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，本文中使用的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (21)

1.一种架空光缆，其特征在于，包括光纤带阵列，所述光纤带阵列包括多个呈阵列排布的光纤带，所述光纤带阵列的表面沿着所述光纤带阵列的轴向上依次包裹有阻水组件和外护层，所述阻水组件包括由密封胶加热固化后形成的阻水密封层，所述阻水密封层沿着所述光纤带阵列的轴向包覆在所述光纤带阵列的表面以及填充在相邻两个所述光纤带之间的缝隙处。

2.根据权利要求1所述的架空光缆，其特征在于，所述光纤带阵列为多个所述光纤带相互平行叠加形成。

3.根据权利要求2所述的架空光缆，其特征在于，所述光纤带包括多个光纤和连接层，多个所述光纤呈直线排布，所述连接层位于相邻两个所述光纤之间，且所述连接层沿所述光纤的轴向包裹在所述光纤的表面，所述连接层光固化后与所述光纤共同形成所述光纤带。

4.根据权利要求3所述的架空光缆，其特征在于，所述连接层在固化前在25℃下的粘度为3800mPa·S～4500mPa·S，密度为1.08g/cm³～1.15g/cm³，且所述连接层在预设条件下的弹性模量为350MPa～650MPa，断裂伸长率不小于35％，抗拉强度不小于15Mpa，其中，所述预设条件为2.5％弹变，23℃。

5.根据权利要求3所述的架空光缆，其特征在于，所述连接层由包含有树脂的光固化涂料固化形成，所述树脂为丙烯酸树脂。

6.根据权利要求2所述的架空光缆，其特征在于，所述光纤为着色光纤。

7.根据权利要求1所述的架空光缆，其特征在于，所述阻水密封层为弹性结构。

8.根据权利要求7所述的架空光缆，其特征在于，所述密封胶为吸水膨胀的阻水填充胶。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的架空光缆，其特征在于，所述阻水组件包括阻水带，所述阻水带沿着所述光纤带阵列的轴向全包裹在所述光纤带阵列的表面，所述阻水密封层位于所述阻水带朝向所述光纤带阵列的一侧。

10.根据权利要求9所述的架空光缆，其特征在于，所述阻水带靠近所述光纤带阵列的一面为光滑面，所述阻水带靠近所述外护层的一面为粗糙面。

11.根据权利要求1-8中任一项所述的架空光缆，其特征在于，所述外护层内还设有多个加强件，多个所述加强件沿着所述光纤带阵列的轴向平行且对称的分布在所述外护层内。

12.根据权利要求11所述的架空光缆，其特征在于，所述外护层的表面还设有标识线，所述外护层与所述阻水组件的连接处还设有多个撕裂绳，所述撕裂绳和所述标识线均与所述光纤带阵列的轴线平行，多个所述撕裂绳均布在所述光纤带阵列的周侧。

13.一种架空光缆的制造方法，其特征在于，所述制造方法应用于如权利要求1-12中任一项所述的架空光缆，所述制造方法包括：

将多个光纤制备成光纤带；

将所述光纤带制备成光纤带阵列；

在所述光纤带阵列的表面上沿着所述光纤带阵列的轴向依次包裹阻水组件和外护层，其中，所述阻水组件包括由密封胶加热固化后形成的阻水密封层，所述阻水密封层沿着所述光纤带阵列的轴向包覆在所述光纤带阵列的表面及相邻两个所述光纤带之间的缝隙处；

将包裹有所述阻水组件和所述外护层的光纤带阵列冷却成型后，牵引收线，形成架空光缆。

14.根据权利要求13所述的制造方法，其特征在于，所述将多个光纤制备成光纤带，具体包括：

将多个所述光纤形成光纤组；

在所述光纤组的表面以及缝隙内填充连接层，所述连接层光固化后与所述光纤组共同形成所述光纤带，其中，所述连接层为包含有树脂的光固化涂料。

15.根据权利要求14所述的制造方法，其特征在于，所述将所述光纤带制备成光纤带阵列，具体包括：

将多个所述光纤带通过放线装置单向绞合在预设放线张力下主动放线，并经过所述放线装置内的光纤带并线模具进行层叠，形成所述光纤带阵列。

16.根据权利要求15所述的制造方法，其特征在于，所述预设放线张力为2N～4N，所述放线装置的绞合节距为400mm～800mm。

17.根据权利要求13所述的制造方法，其特征在于，所述在所述光纤带阵列的表面上沿着所述光纤带阵列的轴向依次包裹阻水组件和外护层，具体包括：

在所述光纤带阵列表面及相邻两个所述光纤带之间的缝隙处包覆并形成所述阻水密封层；

在包覆有所述阻水密封层的所述光纤带阵列的表面包裹阻水带后，使所述光纤带阵列水平进入挤塑装置上挤塑头的模芯中，其中，所述阻水组件包括所述阻水密封层和所述阻水带；

将多个加强件分均布在所述挤塑头的模套与所述模芯之间；

在所述模套与所述模芯之间挤塑外护层，形成所述架空光缆。

18.根据权利要求17所述的制造方法，其特征在于，所述在所述光纤带阵列表面及所述光纤带之间的缝隙处包覆并形成所述阻水密封层，具体包括：

将所述光纤带阵列通过涂胶装置，通过所述涂胶装置将所述密封胶填充并包覆在所述光纤带阵列表面及相邻两个所述光纤带之间的缝隙处；

将包覆有所述密封胶的所述光纤带阵列通过加热装置，所述密封胶在所述加热装置内固化形成所述阻水密封层。

19.根据权利要求13所述的制造方法，其特征在于，所述将包裹有所述阻水组件和所述外护层的光纤带阵列冷却成型后，牵引收线，形成架空光缆，具体包括：

将包裹有所述阻水组件和所述外护层的光纤带阵列依次经过真空水槽和冷却水槽进行冷却。

20.一种架空光缆的生产系统，其特征在于，所述生产系统应用于如权利要求1-12中任一项所述的架空光缆，所述生产系统包括用于形成光纤带阵列的放线装置，所述放线装置的输出端依次连接有涂胶装置、加热装置、挤塑装置和冷却装置，所述光纤带阵列在同一高度上依次通过所述放线装置、所述涂胶装置、所述加热装置和所述挤塑装置。

21.根据权利要求20所述的生产系统，其特征在于，所述冷却装置包括与所述挤塑装置的输出端依次连接的真空水槽和冷却水槽。

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