CN1321902A - 具有增强的缓冲的带状光缆 - Google Patents

Abstract

一种具有缓冲的带状光缆,包括:一光纤带,其包含具有外覆层并且彼此相邻且平行地排列的多个光纤,和至少部分地和所述外覆层分子键合并包封所述多个光纤的带状基体,其中所述带状基体由无孔材料制成;以及一带状缓冲层,其完全包封所述带状基体,并在其整个周边和所述带状基体接触;其中所述带状缓冲层包括这样的材料,使得所述具有缓冲的带状光缆能够被安装在环境中而不依赖于任何附加的保护缆的覆盖物,且此缓冲层中还嵌有增强纤维。

Description

具有增强的缓冲的带状光缆

本发明一般涉及一具有缓冲的带状光缆。具体地说，本发明涉及一种具有用于保护带状光缆不受安装所述带状光缆的环境的影响的缓冲层的带状光缆。

用作数字通信的传输介质的光纤的安装要求多种光缆的配置。其中一种配置是光纤带。光纤带是一种扁平的光缆，其能够和其它的光纤带以简单的方式实现连接，因为连接大量的光纤比连接一根光纤容易得多。此外，因为光纤带所需的各个光纤的操作被减少了，所以简化了光纤的维护处理。

光纤带的另一个优点是在连接平面上具有较高的光纤密度。即，和使用单根的光纤相比，沿着光纤带的平面可以设置更多的光纤。这是因为在光纤带的带状基体中可以更紧密地设置光纤。

光纤带一般由借助于带状基体被保持在一起的两根或多根光纤构成。光纤被嵌在带状基体中，所述基体一般是无孔的绝缘护套，其由可紫外线(UV)固化的或者可用电子束(EB)固化的树脂或其类似物制成。被埋入带状基体中的每根光纤一般包括具有覆层的玻璃芯和包层等。

图9说明一种常规的光纤带2，其中大量(例如8个)的平行光纤4被嵌在带状基体6中。所示出的是一种标准的8芯光纤带，但是本发明可应用于具有任意数量的光纤的光纤带。被带状基体保持定位的每根光纤包括玻璃芯8，包层10，和外覆层12(其可以包括多个覆层)。包围光纤4的带状基体6一般由无孔的可用UV固化的树脂制成，其在被固化时，部分分子和外覆层12粘结。

图10表示一种一般的常规安装状态，其中若干个常规的光纤带2被相互叠置并被容纳在光缆罩14中，然后，在光缆罩内充满填充胶16，其进一步支撑被叠置在光缆罩14中的光纤带2。常规的光纤带2，光缆罩14和填充胶16共同构成光缆18。光缆罩14提供保护，使得免受安装光缆18的环境的环境条件的影响。

目前可得到的光纤带的带状基体不是被设计用于保护其中的光纤不受安装场所的苛刻条件的影响的。而是，一般的可用UV固化的带状基体是和两根或多根平行光纤的外覆层部分分子连接的，以便仅仅以基本上呈平面的带状方式保持光纤彼此紧密相邻。因为带状基体不对光纤提供较大的保护，所以光纤带一般被安装在缆索(即壳体或罩)内，所述缆索用于保护光纤带不受各种安装环境的条件的影响。通常，一根外部保护缆索包括许多光纤带，它们以彼此叠置的方式或者以其它方式被设置在缆索中，并在缆索内填充用于包围所述光纤带的填充胶或其类似物。安装没有外部保护缆索的各个光纤带是非公知的，也未被推荐过。

已经知道有一种微型光缆，其包括被封装在一缓冲层内的单根光波导，然后提供由UV光固化的树脂制成的增强的光纤保护套(见美国专利5,636,307)。所述保护套由可用UV光固化的加有纤维的树脂制成，用于增强微型光缆的物理强度。因为树脂聚合物几乎是瞬间固化的，所以树脂没有脱离圆形的趋势，像在长的烘箱中固化微型光缆那样。因此，所得的微型光缆在其整个长度范围内均匀地呈圆形。不过，′307号专利的微型光缆是单根的光纤，因而，当其被安装和连接或被“装连接器”时，和光纤带相比，具有同样的缺点(即在连接平面内的密度低，并且需要操作单根的光纤)。

已经知道，提供一种多个光纤带，其中包括至少两个单独的初始光纤带，它们被并排地设置在一个公共平面内，并被一个公共外部护套包裹着(见美国专利5,905,835)。每根单个的初始光纤带包括单独的罩，用于把每根光纤带的光纤并排地保持在一个公共平面内。单独的初始光纤带的各个护罩和公共的外部护罩由同样的树脂制成。不过，′835号专利披露的多个光纤带被设计用在高密度光缆中，其中的多光纤带被容纳在一外部保护壳体(缆)内，以便保护不受外部安装环境的危害。换句话说，在′835号专利中披露的公共的外部护套不适用于没有附加的保护罩的光缆的安装。此外，′835号专利披露的多光纤带的公共外部护套仅仅用于把各个初始的光纤带联结在一起。在各个初始的光纤带被分开的情况下，公共外部护套不用于保护每个单个的光纤带。此外，′835号专利披露的多光纤带不含有强度增强部件。

还已经知道，提供一种多孔的缓冲材料作为光学传输介质，其中所述多孔的缓冲材料直接包围传输光的光纤芯(见美国专利5,675,686)。所披露的多孔缓冲材料是一种比全密度聚合物具有较好的机械顺从性的闭合单元多孔聚合物材料，因为它们含有足够数量的空隙空间。直接包围着传输光的光纤芯的多孔缓冲材料的主要用途是在时间和空间上更宽地分配机械负载。这是因为玻璃纤维在受到紧密分布的瞬时负载即冲击负载作用时易于破裂。

′686号专利的多孔聚合物提供了一种改进的瞬时负载的分配方法，其中通过使在加载区域内具有少量的材料。因为具有较少的材料用于吸收负载，所以有效单位的负载较高。这个较高的负载意味着使材料经受更大的塑性变形(相对于弹性)。由用于吸收负载的较少的材料引起的所述的塑性(相对于弹性)变形阻止负载被快速地传递到光纤。空间负载分配利用类似方式来实现。因为在负载区域具有较少的材料，所以所述负载必须在较宽的区域上分布。因此，′686号专利的多孔缓冲材料对光纤系统提供了一种不同于标准的带状基体的特殊类型的保护，所述带状基体是由可用UV固化的树脂或其类似物制成的无孔的绝缘护套。

最后，虽然光纤带和单根光纤相比具有许多优点，但是，目前可得到的光纤带具有若干缺点。使用目前可得到的容纳在外部保护缆中的光纤带的缺点包括，被安装的光缆的尺寸大大增加(至少由于浪费光纤带和外部保护缆之间的空间)，以及增加了利用外部保护缆包覆光纤带的制造或安装步骤。

本发明的目的在于克服上述的缺点，借以使单独的光纤带不用外部保护缆容纳便可以被安装，从而减少被安装的光缆的总的直径，并增加要被安装的光缆的可利用的安装适应性。

上述以及其它目的是通过本发明的第一方面实现的，其中一具有缓冲的带状光缆包括至少一个光纤带，所述光纤带包括被包封在带状基体护罩中的多个平行的光纤和包围所述带状光缆的缓冲层。所述带状基体护罩至少部分地分子键合于所述光纤的外覆层，并且包围所述多个平行光纤，借以保持多个光纤直接彼此相邻。所述带状缓冲层包括这样的材料，使得具有缓冲的带状光缆能被安装在环境中而不依赖于保护缆的覆盖物。

此外，带状缓冲层的材料最好是可用UV固化的树脂或热塑材料。此外，带状缓冲层材料还可包含被埋入其中的增强纤维，用于增强缓冲层。此外，具有缓冲的带状光缆还可以具有选择的外部缓冲层，其包围着所述带状缓冲层，用于附加的保护，防止受环境影响(例如具有阻燃性能)。

本发明的另一个方面涉及上述的具有缓冲的带状光缆，不过，所述具有缓冲的带状光缆包括由一外部包封缓冲层包围着的多个单独的具有缓冲的带状光缆。所述外部包封缓冲层可以具有用于分离外部包封缓冲层以便接近和分离单独的具有缓冲的带状光缆的拉索。这样，单独的具有缓冲的带状光缆可以被安装并且相互独立地被使用，因为它们每个都具有带状缓冲层，其所包含的材料使得具有缓冲的单独的带状光缆不用任何附加的保护缆覆盖物便能够被安装在环境中。

下面说明的实施例使得带状光缆能够不依赖于任何附加的保护缆的覆盖物便可以进行安装，并且在要求较小的空间时，能够使所述带状光缆作为独立的光缆被安装。本发明的这些和其它的特点和优点从下面结合附图进行的详细说明可以更加清楚地看出。

图1A说明本发明的具有缓冲的带状光缆的第一方面；

图1B说明具有可选择的第二缓冲层的本发明的具有缓冲的带状光缆的第一方面；

图2说明本发明的另一个方面，其中的光纤带具有光纤和由带状基体包封的隔离元件；

图3说明本发明的一种多带状况；

图4说明本发明的另一方面，其中带状缓冲层的截面是圆形的；

图5说明本发明的另一种多带状况；

图6说明本发明的另一种多带状况，其中多个圆形的具有缓冲的带状光缆围绕着一个中央加强件；

图7说明本发明的可分裂带状况；

图8说明本发明的另一种可分裂带状况；

图9说明常规的光纤带；以及

图10说明常规安装的光缆，其中含有被容纳在常规的光缆壳体内的光纤带。

在本发明的说明书和全部附图中，相同的标号表示相同的元件。此外，虽然附图中示出了某些光纤带的例子，但是应当理解，本发明的构思可以用于其它的尺寸和形状以及具有不同结构的目前可在工业上得到的或者在将来被设计的光纤带。

现在说明本发明，图1A说明本发明的一个实施例，其中具有缓冲的光纤带20包括一常规的光纤带2，例如上面参照图9所述的那种光纤带，(包括被嵌在带状基体6内的光纤4)，其被包封在带状缓冲层22内。带状缓冲层22可以由例如可用UV固化的树脂或热塑塑料制成。可选择地，带状缓冲层22可以含有被埋入的增强纤维(或细丝)24。被埋入的增强纤维24例如可以由玻璃纤维、芳族聚酰胺或任何其它的增强纤维构成。带状缓冲层22保护光纤带2不受其所在的安装环境的影响，使得具有缓冲的光纤带20能够不依赖于任何附加的光缆保护覆盖物而进行安装。

图1B表示具有缓冲的光纤带20，其包括可选择的第二缓冲层26，用于提供附加的保护，使得免受环境条件的影响。所述第二缓冲层26可以选择地包含被埋入的增强纤维24。第二缓冲层26和带状缓冲层22的任何一个或者两者可以被设计能够经受恶劣的环境条件，例如火、水和各种机械应力。

图2说明本发明的另一个方面，其中光纤带2包括被埋入带状基体6中的两根平行的光纤4。光纤带2还包括和光纤4并排设置的两个隔离元件28。隔离元件28用于隔离光纤4，并用于加强光纤带2。所示的是2个光纤的带，但是本说明适用于具有各种光纤数量的光纤带。可选择地，隔离元件28可以用光纤4代替，形成具有4根光纤而没有隔离元件28的光纤带。

图3表示本发明的多带结构。如图所示，两根具有缓冲的单独光纤带20被包封在一外部包封缓冲层30中。外部包封缓冲层30可以封装多于2个的具有缓冲的带状光缆，根据光纤的应用需要而定。外部包封缓冲层30有选择地包括下述部分的一个或几个：被埋入的增强纤维24，强度增强杆32(例如金属或玻璃增强的塑料植入增强杆)，和用于剥离外部包封缓冲层30从而接近内部的具有缓冲的各个光纤带20的拉索34。各个具有缓冲的光纤带20能够独立于另一个光缆和外部包封缓冲层30被使用，因为每个具有单独的缓冲的光纤带20具有其自身的含有选择的被埋入的加强件24的带状缓冲层22。此外，外部包封缓冲层30和带状缓冲层22的任何一个或者两者可以被设计使得能够经受恶劣的环境条件，例如火、水和各种机械应力。

图4说明本发明的另一个方面，其中带状缓冲层36具有圆形的截面，虽然光纤带2具有椭圆形的截面(因为两个或多个平行的光纤4和选择的隔离元件28被带状基体6保持直接相邻)。圆形截面的带状缓冲层36的一个优点是，其适合于穿过制造设备中的金属孔眼和光缆模具。此外，带状缓冲层36的圆形截面使得具有缓冲的光纤带20能够例如相对于其它的具有缓冲的带状光缆成为自调整的。

图5表示本发明的另一种多带结构(和图3类似)，除了各个具有缓冲的光纤带20具有圆形的截面之外，这是因为其中具有圆形的带状缓冲层36。如上所述，可以由外部包封缓冲层30包封两个以上的具有缓冲的光纤带20，视光纤应用的需要而定。类似于图3所示的结构，外部包封缓冲层30有选择地包括下述部分的一个或几个：被埋入的增强纤维24，强度增强杆32(例如金属或玻璃增强的塑料植入增强杆)，和用于剥离外部包封缓冲层30从而接近内部的各个具有缓冲的光纤带20的拉索34。

图6表示本发明的另一种多带结构的例子，其中具有较多的独立的具有缓冲的带状光缆。如图所示，5个具有单独的缓冲的光纤带20围绕一中央增强件38，其中中央增强件38例如由钢或玻璃增强塑料制成。各个具有缓冲的光纤带20可以彼此平行的连同中央增强件38排列成直线，或者围绕中央增强件38螺旋地绕成圆形或绕成S-Z绞线。各个具有缓冲的光纤带20和中央增强件38被包封在外部包封缓冲层30中。类似于图3和图5所示的结构，外部包封缓冲层30有选择地包括下述部分的一个或几个：被埋入的增强纤维24，和用于剥离外部包封缓冲层30从而接近内部的各个具有缓冲的光纤带20的拉索34。

图7表示本发明的可分裂的带状结构。如图所示，含有两个单独的4光纤带单元42的可分裂的8光纤带状包封40被带状缓冲层22包围着。这种结构不限于图7所示的实例，而是可以用于任何其它可分裂的光纤带结构。同时，如果4光纤带单元42被分裂，这种结构不对单独的4光纤带单元提供更多的保护；这种状况提供免受具有缓冲的光纤带20所安装的环境条件的影响的保护，使得具有缓冲的光纤带20在安装时能够不依赖于任何附加的保护缆的覆盖物。

图8表示本发明的另一种可分裂的光纤带结构，其中多个具有缓冲的单独带状光缆44被封装在外部包封缓冲层30内。外部包封缓冲层30可以封装两个以上的可分裂的具有缓冲的单独带状光缆，视需要而定。和图3,5，以及6的结构类似，外部包封缓冲层30有选择地包括下述部分的一个或几个：被嵌入的增强纤维24，强度增强杆32(例如金属或玻璃增强的塑料植入增强杆)，和用于剥离外部包封缓冲层30从而接近具有缓冲的单独带状光缆44内部的各个光纤带20的拉索34。

由上述可见，本发明的具有缓冲的带状光缆克服了常规的带状光缆的缺点，因为本发明的具有缓冲的光纤带可以单独地被安装而不用被包封在外部保护缆索中，从而减少了安装光缆的整体尺寸，并增加了要安装的光缆的安装适应性。上述的本发明的这些方面使得带状光缆的安装可以不依赖于任何附加的光缆保护罩，并且在需要较小尺寸的光缆时，本发明的带状光缆能够作为独立的光缆被安装。

此外，本发明的具有缓冲的带状光缆可以以更好的适应性和灵活性替代更昂贵的光缆结构。即，本发明的具有缓冲的带状光缆使得能够根据安装条件的改变容易地进行调整。就是说，如果安装要求被改变，则可以通过简单地增加或除去一个或几个本发明的带状光缆容易地进行调整。

虽然本发明已经按照目前被认为是优选的实施例进行了说明，但是本发明不限于这些实施例。本发明包括在所附的权利要求范围内的所有实施例和各种改型以及等效物。所附权利要求的范围应当给予最宽的解释，以便包括所有改型和等效结构以及所有的等效功能。

Claims (25)

1．一种具有缓冲的带状光缆，包括：

一光纤带，其包含具有外覆层并且彼此相邻且平行地排列的多个光纤，和至少部分地和所述外覆层分子键合的并包封所述多个光纤的带状基体，其中所述带状基体由无孔材料制成；以及

一带状缓冲层，其完全包封所述带状基体，并在其整个周边和所述带状基体接触；

其中所述带状缓冲层包括这样的材料，使得所述具有缓冲的带状光缆能够被安装在环境中而不依赖于任何附加的保护缆的覆盖物。

2．如权利要求1所述的具有缓冲的带状光缆，其中所述带状缓冲层是热塑材料或可UV固化的材料。

3．如权利要求2所述的具有缓冲的带状光缆，还包括被嵌在所述带状缓冲层内的沿纵向延伸的增强纤维。

4．如权利要求1所述的具有缓冲的带状光缆，还包括包围着所述带状缓冲层的第二缓冲层，其中所述第二缓冲层和所述带状缓冲层中的至少一个包括能够耐受恶劣环境条件的材料。

5．如权利要求4所述的具有缓冲的带状光缆，还包括被嵌在所述第二缓冲层和所述带状缓冲层中的至少一个内的纵向延伸的增强纤维。

6．如权利要求1所述的具有缓冲的带状光缆，其中所述光纤带还包括：至少一个形状和所述多个光纤中的一个基本相同的隔离元件，其被所述带状基体以和所述多个光纤相同的方式保持着，其中所述多个光纤和所述至少一个隔离元件直接相邻定位，并且其中所述至少一个隔离元件或者被用于隔离所述多个光纤，或者被用于增加所述光纤带的强度，或者被用于隔离所述多个光纤和增加所述光纤带的强度。

7．如权利要求1所述的具有缓冲的带状光缆，其中所述带状缓冲层具有基本上为圆形的截面，而不管所述光纤带的截面形状如何。

8．一种具有缓冲的带状光缆，包括：

一光纤带，其包含具有外覆层并且彼此相邻且基本上平行地沿纵向排列在基本上同一个平面内，和直接包封所述多个光纤的带状基体，其中所述带状基体由无孔的可UV固化的树脂制成；以及

一带状缓冲层，其完全包封所述带状基体，并在其整个周边和所述带状基体接触；

其中所述带状缓冲层包括这样的材料，其适用于保护所述具有缓冲的带状光缆免受环境条件的影响，使其不依赖于任何附加的保护缆的覆盖物。

9．如权利要求8所述的具有缓冲的带状光缆，其中所述带状缓冲层是热塑材料或可UV固化的材料。

10．如权利要求9所述的具有缓冲的带状光缆，还包括被嵌在所述带状缓冲层内的沿纵向延伸的增强纤维。

11．如权利要求8所述的具有缓冲的带状光缆，还包括包围着所述带状缓冲层的第二缓冲层，其中所述第二缓冲层和所述带状缓冲层中的至少一个包括能够耐受恶劣环境条件的材料。

12．如权利要求11所述的具有缓冲的带状光缆，还包括被嵌在所述第二缓冲层和所述带状缓冲层中的至少一个内的纵向延伸的增强纤维。

13．如权利要求8所述的具有缓冲的带状光缆，其中所述光纤带还包括：

至少一个形状和所述多个光纤中的一个相同的隔离元件，其被所述带状基体以和所述多个光纤相同的方式保持着，其中所述多个光纤和所述至少一个隔离元件直接相邻定位，并且其中所述至少一个隔离元件或者被用于隔离所述多个光纤，或者被用于增加所述光纤带的强度，或者被用于隔离所述多个光纤和增加所述光纤带的强度。

14．如权利要求8所述的具有缓冲的带状光缆，其中所述带状缓冲层具有基本上为圆形的截面，而不管所述光纤带的截面形状如何。

15．一种具有缓冲的带状光缆，包括：

多个光纤带，其中所述多个光纤带中的每一个包括：多个光纤，其具有外覆层并且彼此相邻且基本上平行地沿纵向排列在基本上同一个平面内，和直接包封所述多个光纤的带状基体，其中所述带状基体由无孔材料制成；以及

多个带状缓冲层，其中所述多个带状缓冲层的每一个完全包封和接触所述多个光纤带的每一个的所述带状基体的整个周边，借以形成多个具有缓冲的单独带状光缆；以及

包围所述多个具有缓冲的单独带状光缆的外部包封缓冲层；

其中所述带状缓冲层包括这样的材料，其适用于保护所述具有缓冲的单独带状光缆免受环境条件的影响，使其不依赖于任何附加的保护缆的覆盖物，并且其中所述外部包封缓冲层是可分裂的，以便使所述多个具有缓冲的单独带状光缆相互分开。

16．如权利要求15所述的具有缓冲的带状光缆，其中所述带状基体是可UV固化的树脂，其和所述多个光纤的所述外覆层为局部分子键合。

17．如权利要求15所述的具有缓冲的带状光缆，还包括至少一个纵向对准的拉索，用于分离所述外部包封缓冲层，以便接近和分裂所述多个具有缓冲的单独带状光缆。

18．如权利要求15所述的具有缓冲的带状光缆，还包括被所述外部包封缓冲层包封的强度增强结构，其中所述强度增强结构包括至少一个被埋入的增强纤维和纵向设置的增强杆。

19．如权利要求15所述的具有缓冲的带状光缆，还包括：

被所述外部包封缓冲层包围着的中央加强件，其中所述多个具有缓冲的单独带状光缆的每一个由于所述带状缓冲层而具有基本上圆形的截面，其中所述多个具有缓冲的单独带状光缆包围着所述中央加强件，并且其中所述多个具有缓冲的单独带状光缆和所述中央加强件平行地排列，或者螺旋形围绕所述中央加强件缠绕，或者围绕所述中央加强件形成多股。

20．如权利要求15所述的具有缓冲的带状光缆，其中所述带状缓冲层具有基本上圆形的截面，而不管所述多个光纤带的各个截面形状如何。

21．如权利要求15所述的具有缓冲的带状光缆，其中所述具有缓冲的单独带状光缆的每一个还包括：

包围着所述每个带状缓冲层的第二缓冲层，其中所述第二缓冲层和所述每个带状缓冲层中的至少一个包括能够耐受恶劣环境条件的材料。

22．如权利要求21所述的具有缓冲的带状光缆，还包括被嵌在所述第二缓冲层和所述每个带状缓冲层当中的至少一个内的沿纵向延伸的增强纤维。

23．如权利要求15所述的具有缓冲的带状光缆，其中所述带状缓冲层是热塑材料或可用UV固化的材料。

24．如权利要求23所述的具有缓冲的带状光缆，还包括被嵌在所述带状缓冲层中的沿纵向延伸的增强纤维。

25．如权利要求15所述的具有缓冲的带状光缆，其中所述多个光纤带的每一个还包括：

至少一个形状和所述多个光纤中的一个相同的隔离元件，其被所述带状基体以和所述多个光纤相同的方式保持着，其中所述多个光纤和所述至少一个隔离元件直接相邻定位，并且其中所述至少一个隔离元件或者被用于隔离所述多个光纤，或者被用于增加所述每个光纤带的强度，或者被用于隔离所述多个光纤和增加所述每个光纤带的强度。

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