專利名稱：光纖電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光纖電纜。
特別是，它涉及一種這樣型式的光纖電纜，其描述在專利申請EP-0468878或在題為“微型護(hù)層電纜一種新型設(shè)計(jì)用于低費(fèi)用用戶回路的超輕量單模光纜”的文章(國際電線與電纜論文匯編1991)中，即具有很高密度光纖的光纖電纜，其特別適用于地區(qū)布線網(wǎng)絡(luò)。這種電纜的結(jié)構(gòu)在下面稱作“微型護(hù)層結(jié)構(gòu)”。
具有微型護(hù)層結(jié)構(gòu)的電纜包含許多分成組或組件的光纖。在一些組件中，可以有由其它光纖環(huán)繞著的“內(nèi)側(cè)”光纖，還可以有直接與環(huán)繞每個(gè)組件的支承護(hù)層相接觸的“外側(cè)”光纖。以這種方式，每個(gè)組件的每個(gè)支承護(hù)層便可保持緊密包含在組件中的光纖，使得它們可以機(jī)械地相互結(jié)合。可將整套組件放置在絕緣材料制成的包覆層內(nèi)，其中包覆層可與成套組件的外部組件相接，以便形成由所述組件套組成的緊密構(gòu)件。以這種方式，當(dāng)對電纜施加力時(shí)，它會(huì)傳遞給各光纖，并且其均勻地分布在所有光纖上。
由微型護(hù)層結(jié)構(gòu)的電纜所造成的主要問題在于，事實(shí)上，由于施加到電纜上的力會(huì)分布在所有光纖上，因而它們會(huì)降低光纖的機(jī)械特性和它們的傳輸性能兩者，特別是，由于它們被緊密地保持在支承護(hù)層中，而它們還要經(jīng)受大的彎曲和微量彎曲?？梢哉f，為了避免這種劣化，特別是當(dāng)要在長距離上來安裝電纜時(shí)，就有必要為該結(jié)構(gòu)提供增強(qiáng)元件，并使得在每個(gè)組件中的光纖與其支承護(hù)層機(jī)械地分離，這意味著光纖在每個(gè)組件中必須保持疏松，由此減小所得電纜的致密度。另外，彎曲和微彎曲都會(huì)縮短光纖的壽命。
本發(fā)明的目的就是要解決這個(gè)問題，即提供一種具有緊密微型護(hù)層結(jié)構(gòu)的電纜，其中能夠使光纖一旦在電纜被安裝時(shí)緊密地保持在一起而不會(huì)降低它們的傳輸性能水平或它們的機(jī)械特性。
為了達(dá)到該目的，本發(fā)明提供一種光纖電纜，它包含許多被分成各組件的光纖，每個(gè)所述組件包覆有支承護(hù)層，該護(hù)層與所述組件的外側(cè)光纖相接，以便緊密地保持包含在所述組件中的所述光纖，使得它們機(jī)械地相互聯(lián)接，將所述整套組件放置在由絕緣材料制成的外護(hù)層內(nèi)，所述外護(hù)層與所述組件套的外側(cè)組件相接，以便形成由所有所述組件組成的致密構(gòu)件；所述電纜的特征在于，每根所述光纖具有不長于1,350nm的截止波長，并且在靠近1,550nm的波長上具有處于7μm至9μm范圍內(nèi)的模場直徑，并且其中所述每根光纖在其光包層上提供有基本上密封的護(hù)層；所述基本上密封的護(hù)層可選擇由“外側(cè)”護(hù)層所繞包，該外護(hù)層由塑料材料或可熱固型的材料如樹脂制成，最好是外護(hù)層為薄的。
當(dāng)光纖經(jīng)受彎曲和微彎曲時(shí)，它們的傳輸損耗會(huì)由于增加了衰減而增大。
通過選擇對于每根光纖不長于1,350nm的截止波長，和在靠近1,550nm波長上處于7μm至9μm范圍的模場直徑，從而改善了傳輸，即傳輸損耗減小了，并由此避免了彎曲和微彎曲的不良影響。
當(dāng)機(jī)械牽引或壓縮力施加到電纜上時(shí)，光纖的機(jī)械性能會(huì)降低，并使它們的壽命縮短。
通過為每根光纖提供薄的密封護(hù)層(并因此不會(huì)有損于致密度)，使光纖的壽命時(shí)間和機(jī)械特性增加，并由此避免了在這種類型的電纜中所產(chǎn)生的應(yīng)力的不良影響。
通過在具有微型護(hù)層結(jié)構(gòu)的電纜中使用這種光纖，就能夠使光纖明顯地減小時(shí)彎曲和微彎曲的敏感，這意味著它們可以借助支承護(hù)層而緊密地保持，并可以隨意地省略用的承受施加在電纜上的力的增強(qiáng)元件。本發(fā)明的電纜由此會(huì)明顯地比現(xiàn)有技術(shù)的電纜體積小，使得其很致密，并特別地適用于布線網(wǎng)絡(luò)。
通過在每根光纖上繞包由熱固型或塑料材料制成的外包層，就能夠在有必要時(shí)進(jìn)行任何表面的保護(hù)處理，并且還可以識(shí)別所得的包覆光纖，當(dāng)外包層是由擠出塑料材料制成時(shí)，可得到的顏色結(jié)合的數(shù)量要比外包層由樹脂制成時(shí)的多。
應(yīng)當(dāng)注意的是，在光纖上擠出由塑料制成的外包層會(huì)使光纖減小對微彎曲的敏感性。
本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點(diǎn)通過對本發(fā)明電纜的實(shí)施例、作為非限制性實(shí)例而給出的并參照附圖的下列描述而更為清楚，其中

圖1是本發(fā)明電纜的截面圖；圖2是用于本發(fā)明電纜中的光纖截面圖；和圖3和4是用于本發(fā)明電纜中光纖的指數(shù)分布圖的兩個(gè)實(shí)例。
在所有附圖中，共同元件采用相同標(biāo)號。
圖1表示本發(fā)明的電纜1，它包含多個(gè)光纖3的組件2。
每個(gè)組件2由許多光纖3組成，在某些組件2中，有“內(nèi)側(cè)”光纖，標(biāo)為3A，它環(huán)繞以“外側(cè)”光纖，標(biāo)為3B，它們本身與用于組件2的支承護(hù)層4相接。支承護(hù)層4緊密地保持著光纖3，以便形成所述光纖的致密構(gòu)件，所有光纖在組件2內(nèi)相互聯(lián)接，使得它們相互并與支承護(hù)層4機(jī)械地接合。
支承護(hù)層4可由任何適用的塑料材料制成，其最好是由具有大約70daN/mm2彈性模量并在光纖3上具有低滑動(dòng)系數(shù)的材料制成，以便保證它們保持致密。例如，該材料可以是聚烯烴。支承護(hù)層4的厚度最好約為150μm，它們由此會(huì)很致密，并且很容易將它們撕開以便于連接。另外，支承護(hù)層4使得其能夠保護(hù)光纖免受由于溫度變化而產(chǎn)生的收縮和膨脹力。
可將所有組件2放置在由絕緣材料制成的保護(hù)外護(hù)層5內(nèi)，其用以緊密保持各組件，使得它們相互聯(lián)結(jié)，由此一些組件2成為內(nèi)組件，象組件2A，和另外一些組件成為外組件，象組件2B。外護(hù)層5最好堅(jiān)實(shí)(具有高彈性模量)，盡管由于所用光纖的機(jī)械性能增加而使其不是本質(zhì)性的。例如，構(gòu)成外護(hù)層5的材料可以選自聚烯烴族。
其它外護(hù)層(未示出)可以放置在外護(hù)層5的周圍。
為了進(jìn)一步增強(qiáng)電纜1，特別是在長距離拉動(dòng)以便將電纜1安裝在管道中時(shí)，可將具有高彈性模量和比光纖要高的延伸率的增強(qiáng)元件(未示出)或是嵌入其外護(hù)層5中，或另外地包含在其所限定空間內(nèi)，所述增強(qiáng)元件或是金屬的，或是介電的，如可以以纖維束或玻璃纖維絞線的形式。
如圖2中所示，每根光纖3包括由光纖護(hù)層32所環(huán)繞的光纖線芯31，其二者均可由基于二氧化硅的材料制成，按照本發(fā)明，光纖護(hù)層32可由薄密封外護(hù)層33來環(huán)繞，其具有如約0.5μm的厚度。作為例子，密封外護(hù)層33可以由碳、硼或基于氧化鈦摻雜制成，從而施加到光纖護(hù)層32上。
還按照本發(fā)明，每根光纖3在靠近1,550nm的波長上具有處于7μm至9μm范圍內(nèi)的模場直徑，并具有不長于1,350nm的截止波長，其最好在1,330nm的附近。
當(dāng)然，光纖3在1,310nm波長上和1,550nm波長上均是同樣可以很好工作。
任意地，每根光纖3還可在密封外護(hù)層33上提供以薄外護(hù)層34，其外護(hù)層可以或是由塑料材料通過擠出施加到光纖上而制成，或是由可熱固型材料如樹脂借助于包覆模具來施加而制成。外護(hù)層可以帶有識(shí)別光纖的信息，特別是，可以用顏色來達(dá)到該目的。只有當(dāng)有必要保護(hù)密封護(hù)層33時(shí)才需使用選擇的外護(hù)層34。通過選擇薄外護(hù)層34，還可以限制施加到光纖上的彎曲和微彎曲的量。
借助于其特殊結(jié)構(gòu)，能夠使光纖3特別經(jīng)受彎曲和微彎曲，并且還能夠比通常已知光纖更能經(jīng)受施加到電纜上的應(yīng)力，由此使其能夠?qū)崿F(xiàn)微型護(hù)層結(jié)構(gòu)而不會(huì)降低傳輸性能水平。光纖3的結(jié)構(gòu)使它們能夠經(jīng)受施加到性能水平。光纖3的結(jié)構(gòu)使它們能夠經(jīng)受施加到電纜1上的應(yīng)力，其應(yīng)力均勻地分布于所有光纖上。特別是，對于本發(fā)明的電纜，由電纜制造的損耗小于0.05kB/km，而對于現(xiàn)有技術(shù)的電纜，該損耗大約是在0.1dB/km至1dB/km范圍內(nèi)。
本發(fā)明電纜的另一優(yōu)點(diǎn)在于，它并不總是需要在封閉護(hù)層33上設(shè)置外護(hù)層，由此就能夠改善光纖的致密度，從而增加電纜的密度，并且還能夠?qū)τ诮o定數(shù)量的光纖而減少電纜的重量(在電纜給定截面積上二氧化硅的比例相對于塑料材料的比例會(huì)降低)，由此在安裝操作過程中使其很容易地拉動(dòng)電纜。
在圖3和4中示出了可獲得該特性的兩個(gè)非限制性指數(shù)圖型的例子，其中光纖各部分的折射率與直接環(huán)繞于線芯的包層折射率之間的差Δn作為光纖軸距d、光纖線芯半徑a的函數(shù)而給出。
術(shù)語“光纖線芯”通常是指傳遞光能最好的光纖部分，術(shù)語“光纖包層”通常是指環(huán)繞光纖線芯的光纖部分。
下列尺寸通過例子而給出在光纖包層32上的光纖3的直徑125μm±3μm；碳護(hù)層33的厚度0.5μm；外護(hù)層34的厚度大約200μm；在1,550nm波長上的模場直徑2Wo7.5μm≤2Wo≤9μm；和截止波長λc1,200nm≤λc≤1,280nm(其中λc不長于1,350nm)。
當(dāng)然，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例。
特別是，本發(fā)明得到了對于所用光纖的微彎曲具有很低的敏感性，并且它們還增大了耐應(yīng)力的能力，各種材料均可選擇用于支承護(hù)層4和外護(hù)層5。對于支承護(hù)層4，材料最好選擇使其能夠形成良好護(hù)層，使其能夠足以緊密地保持光纖3。
組件的支承護(hù)層可以具有不同的顏色，使它們能夠很容易地加以識(shí)別。
組件2和外護(hù)層5之間的空隙可以填充以密封劑，就象組件2內(nèi)的光纖之間的空隙一樣。
許多變型均是可能的，但其不會(huì)脫離本發(fā)明的構(gòu)思。
權(quán)利要求
1.一種光纖電纜，它包含分成各組件的光纖，每個(gè)所述組件包覆有支承護(hù)層，其與所述組件的外側(cè)光纖相接，以便緊密地保持包含在所述組件中的所述光纖，使得它們相互機(jī)械地聯(lián)接，整套所述組件可放置在由絕緣材料制成的外護(hù)層內(nèi)，所述外護(hù)層可與所述組件套的外側(cè)組件相接，以便形成由所有所述組件組成的致密構(gòu)件；所述電纜的特征在于，每根所述光纖具有不長于1,350nm的截止波長，并且在靠近1,550nm的波長上，具有處于7μm至9μm范圍內(nèi)的模場直徑，并且其中每根所述光纖在其光纖包層上提供有基本上密封的護(hù)層。
2.按權(quán)利要求1的電纜，其特征在于所述基本密封護(hù)層由外護(hù)層所環(huán)繞，其外護(hù)層由可熱固或塑料材料制成。
3.按權(quán)利要求1或2的電纜，其特征在于所述基本密封護(hù)層是由碳制成。
4.按權(quán)利要求1或2的電纜，其特征在于所述基本密封護(hù)層是由硼制成。
5.按權(quán)利要求2至4的任一權(quán)利要求的電纜，其特征在于所述外護(hù)層可提供以識(shí)別信息用以識(shí)別每根所述光纖。
6.按權(quán)利要求1至5的任一權(quán)利要求的電纜，其特征在于所述光纖是多芯光纖。
7.按權(quán)利要求1至6的任一權(quán)利要求的電纜，其特征在于它包括機(jī)械增強(qiáng)元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光纖電纜，它包含分成各組件(2)的許多光纖(3)，每個(gè)組件包覆有支承護(hù)層(4)，其與組件(2)的外側(cè)光纖(3B)相接，以便緊密地保持包含在所述組件中的光纖，使得它們相互機(jī)械地聯(lián)接，整套組件(2)可放置在由絕緣材料制成的外護(hù)層(5)內(nèi)，其中外護(hù)層(5)可與組件套的外側(cè)組件(2B)相接，以便形成由所述組件(2)組成的致密構(gòu)件；所述電纜的特征在于，每根光纖(3)具有不大于1,350nm的截止波長，并且在靠近1,550nm的波長上，具有處于7μm至9μm范圍內(nèi)的模場直徑，并且其中每根光纖在其光纖包層上提供有基本上密封的護(hù)層。
文檔編號G02B6/02GK1143193SQ95117789
公開日1997年2月19日 申請日期1995年9月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月23日
發(fā)明者米歇爾·卡拉特, 米歇爾·德·維齊 申請人:阿爾卡塔爾電纜公司