装有槽形缆芯构件相耦合光纤的水下光纤维缆制造技术

一种光缆２０，包括可由塑料制成的纵向延伸的缆芯构件３４。该缆芯构件至少形成一个槽３６，在该槽中至少有一根光纤２８。光纤与缆芯构件充分耦合，最好用经紫外光能处理过的材料。以基本阻止当光缆受力时，缆芯构件和光纤的相对运动。在缆芯构件的周围安放包括线样加强构件和塑料护套１１２的封装系统。在线样加强构件间及加强构件的内层和缆芯构件间的空隙中配置防水材料１０８以导致线样加强构件和缆芯构件间的耦合。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及装有与槽形缆芯构件相耦合光纤的水下光纤维缆。由于光纤十分适于大陆间和其它海底通讯，故它们经常被用在水下或海底光缆中作为传输媒介。当然，使用在如此环境中的光纤必须以适合的、经济可行的光缆结构对其进行封装。用在水底光缆中的光纤面临的一个主要问题是必须对光纤进行密封保护以防水。通过被称为静态疲劳的现象，发现湿度和压力对光纤的共同作用使其强度减小。另外，水下光纤维缆必须包含供以有效直流(D.C)通道以驱动系统中光中继器的装置，必须有足够的强度以经受上述压力和多年在水下环境中工作。公开在美国专利4156104中的用于光通信的水底光缆已克服了上述问题。其中，缆芯包含一个纵向延伸的加强构件，该构件可以是高强度导电或绝缘材料并被称作为主线(kingwire)。将许多螺旋绞合光纤嵌入一层布置在主线周围的塑料中的诸如hytrel牌塑料。在这层塑料周围可配置一尼龙或其它熔点较高材料的保护层。将几层钢丝绞合在该保护层周围并由密封该缆芯的管形铜罩或套将其与保护层固定在一起。该铜套也有效地提供了用于驱动中继器的导电通道，并也有效地将光缆密封装置的各部件固定在一起。这些钢丝，特别是最里层的纲丝有效地提供了耐光缆在使用期间受到的静水压性。将由聚乙烯塑料组成的护套置于该密封套周围。如果希望增加其耐久性，可以包括一个独立的密度更高的聚乙烯外层护套。在制造这种光缆中，防水材料间置于钢丝之中以及里层钢丝和缆芯之间。现有技术也包括美国专利4484963。其中，缆芯包含一根由弹性材料围绕的主线，在弹性材料中嵌入许多光纤。加在该弹性材料上的尼龙保护层有一层涂在其上的粘性材料。该粘性材料在尼龙保护层和绞合在其周围的第一层钢丝间形成紧密的结合。这种结合防止了潜移并确保在光缆敷设、光缆复元和实际使用操作过程中缆芯跟踪钢丝。第二层钢丝绞合在第一层周围并在其上形成一个由铜制成的导电管形构件。将塑料护套置于铜管形构件周围。上述光缆结构可归为紧密耦合类，因为光纤通过塑料与主线紧密耦合，从而受到基本上与其它光缆部件相同的应力。然而在这种光缆中，要接触单一光纤有点困难。另外，在制造光缆过程中，通过将光纤嵌入其中的塑料，光纤受到横向加到缆芯的压力。在水下光缆中已使用了一些可选构造。其中之一被称作为开槽缆芯光缆，在该光缆中，置于中心的缆芯构件由塑料制成并包括许多光纤容纳槽，每个槽通到该缆芯构件的外表面。一根或多根光纤被置于每个槽中。将粘性填充材料注入到每个槽中并使光纤和缆芯构件间能相对移动。参见美国专利4548664。在另一个开槽缆芯光缆结构中，用在光缆工作温度下是粘性的材料来部分地填充这些槽，但是该材料是冷却可逆硬化材料。在用该粘性材料完成对每个槽的填充后，将光纤置于每个槽中。参见美国专利4422889。开槽缆芯光缆便于接触光纤，并使槽中光纤免受横向施加的压力。然而，和上面引用的美国专利4156104的光缆相反，刚刚描述过的开槽缆芯光缆是以光纤和缆芯构件间的松弛耦合为其特征的。一个包括在具有紧密耦合到其缆芯的光纤的水下光缆中的提高是当除去在制造和安装过程中轴向加到光缆上的负载时光纤沿光缆长度均匀复元。对于使用在海底的长光缆，在安装张力负载除去后长度的复元很可能导致那些没有与光缆其它部分完全耦合的光纤的非均匀长度复元。这个问题可通过使光纤与缆芯构件紧密耦合而得到解决。这样，光纤和缆芯构件一起移动，并受到基本相同的应力。如果不是这样，那么当从光缆除去负载时，光纤可能受到过分的摆动而导致微弯曲。这种问题在水下光缆中会加重，因光缆在水下受到的应力远大于在地面所受到的应力。看起来，现有技术不包括十分适合于水下环境并在光纤与缆芯构件间紧密耦合以及能易于光纤进出的光缆。所需光缆应该制造经济、坚固并可在导致低传输损耗结构中容纳许多光纤。所需要的是坚固的水下光缆，它包括Mondello专利的紧密耦合特点和开槽缆芯光缆易于进出的特点。本专利技术的目的即是提供克服了上述种种问题的光缆。为此，根据本专利技术的光缆，它包含在本专利技术的一个实施例中，一个包括槽的纵向延伸的缆芯构件，所述槽朝该缆芯构件的外表面开口，安放在所述槽中的至少一根光纤，用于将所述光纤与所述缆芯构件充分耦合以当所述光纤受到外力作用时基本上阻止在所述光纤与所述缆芯构件间的相对运动的装置，以及置于该缆芯构件周围的封装装置。在本专利技术的一个实施例中，所述用于将所述光纤与所述缆芯构件紧密耦合的装置包括安放于所述槽中用于固定所述光纤克服相对于所述缆芯构件移动的装置。在本专利技术的一个实施例中，所述用于固定所述光纤克服移动的装置包括一种处理过的塑料。在本专利技术的一个实施例中，在每个槽中的可处理塑料在其已被处理后有一朝外呈凹面的表面。在本专利技术的一个实施例中，所述槽的侧壁向内对所述缆芯构件的纵轴发散。在本专利技术的一个实施例中，所述缆芯构件包括许多径向指向的槽，在至少一个槽中至少安放一根光纤。在本专利技术的一个实施例中，所述缆芯构件包括许多槽，每个槽在所述缆芯构件横截面内有轴线，该轴是与所述缆芯构件外表面同心的圆的切线。在本专利技术的一个实施例中，所述缆芯构件包括许多槽，在每个槽中至少安放两根光纤，当沿所述缆芯构件的周边测量时每个槽的宽度大于一根光纤的直径。在本专利技术的一个实施例中，所述缆芯构件包括许多槽，在每个槽中在径向安放了几根光纤，按径向测量所述缆芯构件每个槽的深度大于一根光纤外径与n的乘积。在本专利技术的一个实施例中，一种光缆缆芯，它包含包括朝所述缆芯构件的外表面张开的槽的纵向延伸的缆芯构件，安放在所述槽内的光纤，以及用于将所述光纤与所述缆芯构件充分耦合以当所述光缆受到外力作用时基本上阻止所述光纤与所述缆芯构件间的相对运动的装置。附图说明图1是本专利技术光缆的端视图;图2是现有技术光缆的端视图;图3是包括在本专利技术光缆中的缆芯的端视图;图4-7是包括径向设置的槽的缆芯端视图;图8-9是包括不是径向配置的槽的缆芯端视图;图10-11是在其每个槽中沿径向只放置一根光纤的缆芯的端视图;图12-13是由在每个槽中排列许多光纤的一个槽形成的缆芯的端视图;以及图14是包括许多在其每一个中只放置单根光纤的槽的缆芯端视图。参照图1，该图示出了概括地由标号20表示的光缆。正如在图1中可见的，光缆20包括由标号22表示的缆芯和由标号24表示的铠装系统。光缆20完全适合于在水下使用，并由于其优点打算用来替代现有技术的光缆。图2描绘了现有技术的一个典型的水下光缆25。如图所示，光缆25包括一个含有位于中心被称为主线的纵向延伸的加强构件26的缆芯。该加强构件26可由例如包铜钢的导电材料制成。置于加强构件27周围的是具有高挠性模量(lexuralmodulus)的塑料27。这种材料可通过购买Hytrel牌塑料获得。将每一根都含有玻璃纤芯和包层以及一层或多层涂料的许多光纤28-28成螺旋形地及有一定间隔地沿园周置于该层27周围。将Hytrel牌塑料的附加层29置于光纤28-28周围，使光纤被嵌在Hytrel牌塑料中。将含有尼龙塑料层30的铠装系统置于第二层Hytrel牌塑料周围。设置在图2现有技术光缆尼龙层30周围的是加强构件系统，它由许多以叠加层形式缠绕在缆芯周围的绞合钢丝31-31组成。为接通光缆的D.C.通道，将由铜或铝制成的无孔导电罩33建立在钢丝31-31的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤维缆，它包含：一个包括槽的纵向延伸的缆芯构件，所述槽朝该缆芯构件的外表面开口，安放在所述槽中的至少一根光纤，用于将所述光纤与所述缆芯构件充分耦合以当所述光纤受到外力作用时基本上阻止在所述光纤与所述缆芯构件间的相对运动的装置，以及置于该缆芯构件周围的封装装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：朱德祺，KM克劳帕，CJ莱弗，PD帕特尔，
申请(专利权)人：美国电话及电报公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]