CN209858795U - 一种光缆结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光纤通信领域，具体涉及一种光缆结构。包括多条着色光纤、松套管、抗拉元件和护套，光缆横截面为圆形，着色光纤、松套管、抗拉元件和护套依次向外呈同心圆形排列；还包括中心加强芯，中心加强芯位于光缆几何中心，着色光纤环绕于中心加强芯周围；护套外部设置锯齿状凸起，外侧壁环形设置多于一个齿牙，每个齿牙沿光缆轴向延伸。本实用新型通过在光缆中设置中心加强芯，并在最外层护套上设置齿牙，使光缆可同时满足直捅法施工和气吹法施工的需求，解决了普通光缆无法同时进行直捅法和气吹法施工的问题，使光缆的使用范围更广泛。

Description

一种光缆结构

【技术领域】

本实用新型涉及光纤通信领域，特别是涉及一种光缆结构。

【背景技术】

随着光纤通信行业的发展，通信光缆的使用量极大增加，对光缆使用速度和质量的要求也越来越高。根据不同施工条件和施工要求，出现了多种光缆施工方式。

目前，常见的光缆施工方式一般有牵引法、直捅法和高压气流推进法 (简称为气吹法)。但是，牵引法和直捅法敷设光缆的距离短、速度慢，且容易造成线缆的机械损伤；气吹法操作简便、敷设距离长、对线缆机械损伤较小，但对于一些特殊环境的母管，使用气吹法施工较为不便，或气吹效果不佳。目前，可用于气吹法施工的光缆一般为中心束管式结构，但此种结构光缆抗弯性较差，且无法采用其它使用方式施工，无法满足不同类型母管环境下的施工需求。

鉴于此，如何克服该现有技术所存在的缺陷，提供一种可同时适用于多种施工方式的光缆结构，使具备该结构的光缆在不同的施工环境下都能够获得更好的施工效果，是本技术领域亟待解决的问题。

【实用新型内容】

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型解决了目前常见光缆无法适应多种施工环境的问题。

本实用新型实施例采用如下技术方案:

第一方面，本实用新型提供了一种光缆结构，包括多条着色光纤、松套管、抗拉元件和护套，所述光缆横截面为圆形，所述着色光纤、松套管、抗拉元件和护套依次向外呈同心圆形排列，其特征在于：所述光缆结构还包括中心加强芯，所述中心加强芯位于光缆几何中心，所述着色光纤环绕于中心加强芯周围；所述护套外部设置锯齿状凸起，外侧壁环形设置多于一个齿牙，所述每个齿牙沿光缆轴向延伸。

优选的，所述中心加强芯的强度大于预设中心加强芯强度阈值，以便于使光缆具备足够的机械强度。

优选的，所述中心加强芯表面具有防止着色光纤损伤的涂覆层。

优选的，所述护套的齿牙具体形状为自护套外壁向外凸起的弧形。

优选的，所述护套的摩擦系数小于预设护套摩擦系数阈值，以便于减小护套的摩擦系数。

优选的，所述着色光纤通过SZ绞合分布在中心加强芯周围。

优选的，所述着色光纤为单模光纤或多模光纤。

优选的，所述着色光纤为弯曲损耗不敏感单模光纤。

优选的，所述抗拉元件硬度低于预设光缆硬度阈值，抗拉性高于光缆抗拉性预设阈值。

优选的，所述松套管内所述着色光纤之间填充纤膏，以便于防止光纤收到机械损伤。

与现有技术相比，本实用新型实施例的有益效果在于：采用特定形状的光缆护套形状和中心加强芯，使光缆可同时适用于直捅法及气吹法两种施工方式。通过护套形状和中心加强芯的配合使用，使光缆在具备较好气吹性能和较好的抗弯性，以满足不同施工方式的需求。

本实用新型提供了一种光缆，其目的在于解决目前同一种光缆无法同时使用牵拉法和气吹法两种施工方式的问题，便于光缆在不同环境下选择合适的施工方式。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种光缆结构示意图；

图2是本使用新型实施例中着色光缆SZ绞合的原理示意图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型是一种特定功能系统的体系结构，因此在具体实施例中主要说明各结构模组的功能逻辑关系，并不对具体软件和硬件实施方式做限定。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本实用新型。

实施例1：

在光纤通信领域，光缆敷设是建设通信网络的重要一环。由于光缆具有轻、细、软等特点，因此在长距离敷设或室外敷设时需要穿入母管中进行保护。随着国内光纤光缆领域的不断发展，光缆穿入母管的施工方式也更加多样化，目前常见的施工方法一般有牵引法、直捅法和气吹法。气吹法相对于牵引法和直捅法施工更快捷，且光缆不易受到机械损伤，属于更先进的施工方法。但是，对于一些特殊环境的母管施工不方便或气吹效果不佳；另一方面，目前适用于气吹法施工的光缆类型主要为中心束管式，该结构的光缆抗弯性较差，无法满足牵引法和直捅法施工的需要。因此，为了能够使光缆同时适应多种施工方式，能够在多种母管环境下敷设，本实用新型实施例提供了一种室外中心管式非金属的可直捅的超微型气吹光缆结构。

下面结合图1说明本实用新型提供的光缆结构具体为：

本实用新型实施例提供的光缆结构包括：多条着色光纤2、松套管4、抗拉元件5和护套6，光缆横截面为圆形，着色光纤2，松套管4、抗拉元件5和护套6依次向外呈同心圆形排列。

光缆还包括中心加强芯1，中心加强芯1横截面位于光缆横截面几何中心，着色光纤2环绕于中心加强芯周围。

在实际的光缆敷设施工应用场景中，直捅法敷设光纤的施工中，将光纤直接穿入母管中，因此光缆需具备一定的机械强度，使光缆在通过母管过程中有一定硬度保持顺畅通过，同时不会因为机械力而损坏。在本实施例中，在光缆中心设置中心加强芯，起到支撑和抗拉的作用，同时也可以作为和光纤接头盒的连接固定部件。在光缆中心设置中心加强芯可满足直捅法施工所需要的光缆强度和抗弯折性，满足施工需求，避免普通气吹光缆因为强度低、抗弯性差，而无法使用直捅法施工的问题。

护套6横截面为锯齿状，外侧壁环形设置多于一个齿牙。

在实际的光缆敷设施工应用场景中，气吹法敷设光缆通过光缆喷射器产生轻微的机械推力和流经光缆表面的高速高压气流，使光缆在塑料管内处于悬浮状态并带动光缆前进，因此光缆表面需尽可能减小与母管之间的摩擦力，使光缆前进的阻力更小，更顺畅的穿过母管。在本实施例中，光缆最外层护套6的横截面为锯齿状。与普通圆形护套相比，横截面为锯齿状的护套6表面仅锯齿顶端与母管接触，光缆与母管接触面积减小，穿过母管过程中与母管摩擦力减小。同时，护套6横截面为锯齿状也增大了气吹施工时的气流与护套表面接触面积，增大气流对光缆拖拽力，提高光缆移动速度。横截面为锯齿状的护套可减小光缆通过母管时的阻力，提高光缆敷设效率和每次气吹敷设的光缆长度，降低所需的气吹功率，避免因摩擦力过大引起的光缆通过困难或摩擦损伤。

在实际的光缆敷设中，气吹法具备操作简便、敷设距离长的优点，而且由于有安全保护装置，一旦光缆前进中遇到的阻力过大就会自动停止，因此不会对线缆构成损伤，因此得到广泛使用。但是，气吹法施工受限于地形、母管类型、管道内径与光缆外径之比、光缆单位长度质量和材料，以及施工时环境温度湿度等，因此无法满足所有环境下的光缆敷设施工需求。本实施例提供的光缆，最外层护套横截面为锯齿状，满足气吹式施工的要求，可在环境和母管类型适用于气吹法施工时采用气吹法简便快速施工；同时，由于使用中心加强芯对光纤整体的强度及抗弯性，若施工过程中某段母管的类型或施工环境不适宜使用气吹法施工，则可在不更换光缆的前提下改用直捅法施工。同一种光缆同时满足直捅法和气吹法两种施工需求，可适应整条敷设路线中不同环境和不同母管类型的施工要求，根据不同施工环境选择合适的施工方式，不需因环境变化而更换光缆，导致出现不必要的光缆接头影响施工效率和通信质量，提高了施工效率、减小了因施工造成的光缆损伤，同时减少了因接头造成的通信质量下降。

实施例2：

根据光缆敷设施工的实际应用情况，如图1，对于光缆的形状和结构等特性还有更进一步的需求。

本实施例提供的光缆结构，中心加强芯1用于提高光缆整体强度和抗拉性。直捅法和牵拉法施工中，中心加强芯1需要能够在直捅和牵拉过程中保证光缆不会过度弯曲，也不会因为过软而造成机械损伤。因此，光缆中心加强芯1的材料需具备一定机械强度和硬度，具体强度和硬度数值的下限阈值根据牵拉和直捅操作对光缆施加的拉力值和阻力值计算。在本实施例的实际使用场景中，综合考虑强度、硬度、重量、价格等因素，一般可选用具有质轻而硬，不导电，机械强度高，回收利用少，耐腐蚀等特性的纤维增强复合材料(FiberReinforced Polymer/Plastic，简称FRP)。选用 FRP作为中心加强芯，可使光缆的强度和抗弯性满足牵拉法和直捅法的施工需求，保证牵拉和直捅过程中光缆不会造成损坏。同时，选用FRP也保证光缆具备较低的重量，较高的耐用性。

进一步的，由于着色光纤2围绕在中心加强芯1周围，因此在敷设移动过程中会产生碰撞摩擦，可能会对着色光纤2造成损伤，导致光缆通信故障。因此需要在中心加强芯1表面进行涂覆处理，在中心加强芯1和着色光纤2之间增加缓冲层。具体的，涂敷层可使用摩擦系数小、具有一定柔软度、耐腐蚀性强的聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、环氧树脂、聚酰胺等材料。在中心加强芯1上设置涂覆层可减少中心加强芯1与着色光纤2之间的摩擦力，降低中心加强芯表面硬度，减少因碰撞和摩擦导致的着色光纤损坏。

本实施例提供的光缆结构，最外侧护套6的横截面为锯齿状，用于减小光缆与母管的接触面积，以降低光缆与母管间的摩擦力；同时，护套6 的横截面为锯齿状也增大了气流与护套表面的接触面积，增大了气流对光缆的拖拽力。在实际使用中，齿牙的形状可选择与母管接触面积最小且与气流接触面积较大的弧形。进一步的，齿牙形状可选择与气流接触面积最大且加工难度较小的半圆形。本实施例的具体使用场景中，齿牙具体尺寸和齿牙间的距离根据加工成本、光缆重量、光缆尺寸、气吹效率等因素综合计算获得。使用弧形齿牙相对于矩形、梯形、三角形齿牙与母管的接触面积最小且与气流接触面积最大，因此与母管的摩擦力最小，且气流的拖拽力最大，使气吹效率更高，光缆通过母管速度更高。

为了进一步减小光缆与母管的摩擦力，进一步提高气吹效率，最外侧护套6需要选择摩擦系数较小的材料，选择材料的摩擦系数上限阈值由气吹推力等因素综合计算得到。在实际使用中，护套6材料可选用具有低摩擦，无毒，抗张强度大，柔软度好，耐高低温等特征的聚乙烯材料。具体的，可选用低摩擦力的高密度聚乙烯材料。选择低摩擦力的护套材料，可进一步降低光缆与母管的摩擦力，提高穿管速度。进一步的，使用聚乙烯或高密度聚乙烯材料，由于材料本身特性还可提光缆的耐用性。

在本实施例提供的光缆内包含多根着色光纤2，为了减小敷设施工时因移动、弯曲、拉伸对着色光纤2造成损伤，因此着色光纤2需具备一定的抗拉性。在本实施例的使用场景中，如图2，图中S、Z表示各段光纤分别沿S方向和Z方向绞合。着色光纤2通过SZ绞合分布在中心加强芯周围。 SZ绞合可增强光纤的抗拉性，保证现场施工不同环境下管内光纤光学传输性能稳定。

进一步的，在本实施例的实际使用场景中，为了提高光缆的通用性，光缆中的着色光纤2可根据需要选用单模光纤或多模光纤，如G.652D或 G.657单模光纤或者多模光纤。不同的光纤类型可使本实施例提供的光缆满足不同的通信需求，使用场景更广泛。

进一步的，在实际的敷设施工中，光缆不可避免的会出现弯曲，为了减少光缆中的着色光纤2在施工过程中的损伤，因此着色光纤2可选用弯曲损耗不敏感单模光纤，即G.657光纤。选用弯曲损耗不敏感光纤，进一步增强了光缆的施工适用性，使得光缆弯曲时对着色光纤的损伤不会影响光纤通信质量。

在本实施例的实际使用场景中，为了进一步保护着色光纤2，在着色光纤外设置松套管4，使着色光纤2可以松散地放置在光缆内部，保护着色光纤2免受内部应力与外部侧压力影响。具体的，松套管4可为具备一定强度、韧度和抗拉性的PBT、TPE、PC或GPP材质。在光缆中着色光纤外层设置松套管，可对光纤进行保护，防止光纤在敷设中因牵拉、直捅或气吹导致机械损伤，导致通信故障。

本实施例提供的光缆，在最外侧护套6和松套管4之间，还包括一层抗拉元件5。抗拉元件5进一步提高了整条光缆的抗拉扯性，使光缆在不同的施工方法下都可满足施工需求，抗拉元件5的抗拉性由具体施工时对光缆施加的拉力值等计算得到。由于光缆需要能根据需要弯曲，因此抗拉元件5硬度不能过高，具体硬度上限由光缆所需的弯曲度和使用的特性等计算获得。抗拉元件5也可充当护套6剥离的撕裂绳，因此需要具备较低的线密度，以便于撕裂。具体的，在本实施例的某些具体使用场景中，抗拉元件采用低线密度、柔软、高抗拉性的芳纶纱。

在本实施例的某些具体使用场景中，为了进一步保证不同施工方法敷设施工时光缆中光纤的安全，松套管4内着色光纤之间使用纤膏3进行填充。由于纤膏具备防水、挡潮、抗析氢的特性，并且可缓冲光纤在振动、冲击、弯曲等接力作用下的应力影响，可使着色光纤2在牵拉、直捅、气吹施工时不受损坏。具体的，可使用触变型纤膏，进一步增强保护性。在光纤间使用纤膏填充，进一步提高了光缆的施工安全性，同时也提高了光缆的耐用性和可靠性。

本实施例提供的光缆在普通中心束管式光缆基础上，采用中心加强芯提高光缆的强度和抗拉性，使光缆可满足牵拉法和直捅法施工的需求，直捅施工距离可达300米；通过在最外层护套上设置齿牙，减小光缆与母管摩擦力，增加光缆与气流接触面积，满足气吹法施工需求，气压吹送距离可达1500米。本实施例提供的光缆形状结构简单、加工简便、成本较低，但能满足多种不同环境下、不同施工方式对光缆的性能需求，在环境和施工方式变化时不需更换光缆。

在本实施例的某些具体使用场景中，本实施例提供的光缆通过设置强度较高的中心加强芯和抗拉性较高的抗拉元件进一步满足牵拉法和直捅法所需的光缆机械强度，通过设置弧形齿牙和摩擦系数较小的进一步加强气吹效果和气吹效率，通过中心加强芯上设置涂覆层、使用弯曲不敏感光纤和在光纤间填充纤膏进一步保护光纤不受施工时的机械损伤。

综上，本发明实施例提供了一种结构简单、重量轻、尺寸小、加工简便、机械性能和传输性能好的光缆，适用于多种施工环境及施工方式。

Claims (10)

1.一种光缆结构，包括多条着色光纤、松套管、抗拉元件和护套，所述光缆横截面为圆形，所述着色光纤、松套管、抗拉元件和护套依次向外呈同心圆形排列，其特征在于：

所述光缆结构还包括中心加强芯，所述中心加强芯位于光缆几何中心，所述着色光纤环绕于中心加强芯周围；

所述护套外部设置锯齿状凸起，外侧壁环形设置多于一个齿牙，所述每个齿牙沿光缆轴向延伸。

2.根据权利要求1所述光缆结构，其特征在于：所述中心加强芯的强度大于预设中心加强芯强度阈值，以便于使光缆具备足够的机械强度。

3.根据权利要求2所述光缆结构，其特征在于：所述中心加强芯表面具有防止着色光纤损伤的涂覆层。

4.根据权利要求1所述光缆结构，其特征在于：所述护套的齿牙具体形状为自护套外壁向外凸起的弧形。

5.根据权利要求4所述光缆结构，其特征在于：所述护套的摩擦系数小于预设护套摩擦系数阈值，以便于减小护套的摩擦系数。

6.根据权利要求1所述光缆结构，其特征在于：所述着色光纤通过SZ绞合分布在中心加强芯周围。

7.根据权利要求6所述光缆结构，其特征在于：所述着色光纤为单模光纤或多模光纤。

8.根据权利要求7所述光缆结构，其特征在于：所述着色光纤为弯曲损耗不敏感单模光纤。

9.根据权利要求1所述光缆结构，其特征在于：所述抗拉元件硬度低于预设光缆硬度阈值，抗拉性高于光缆抗拉性预设阈值。

10.根据权利要求1所述光缆结构，其特征在于：所述松套管内所述着色光纤之间填充纤膏，以便于防止光纤收到机械损伤。