Page 27 - 网络电信2016第9期

光通信

性模量的水平可达到甚至超过用百分之几十玻璃纤维增强后普 增加的情况；在树脂固化过程中，应严禁出现固化功率过大或
通工程塑料的机械强度及弹性模量。液晶聚合物挤塑加强层采 温度过高，使光纤涂覆层材料发生软化、变形和再固化，导致
用挤塑机挤塑方式制作，制作时光纤通过放线装置，在合适的 光纤微弯损耗增加的情况。只有合理控制固化功率，才能保证
放线张力下先进入预热装置，再进入挤塑模具，待光纤调整到 环氧树脂固化效果，使单芯单模深海微光缆结构紧凑，具有良
模具中心后，加热塑化均匀的液晶聚合物即可挤出包覆在光纤 好的抗拉强度、耐水压性和水密性。
外部，经水冷却后，在合适的收线张力下收到缆
盘上。我们在液晶聚合物挤塑工艺性能试验中发 3.护套层
现，在挤塑过程中必须对挤塑模具及配套的工艺 单芯单模深海微光缆的最外层是护套层，
参数进行合理地设计，使液晶聚合物形成一定的 其主要作用是保护缆芯（光纤＋加强层）免受
拉伸，才能保证挤塑后液晶聚合物具有高强度； 外部环境的影响。由于单芯单模深海微光缆的工
同时严格控制光纤预热、抽真空等工艺，提高光 作环境是深海，故护套材料应具有良好的耐海水
纤与液晶聚合物之间黏结效果，使两者实现牢固 腐蚀、分解性和水密性等性能。经过反复试验摸
黏结，才能保证单芯单模深海微光缆结构紧凑， 索、比较和分析，聚醚型聚氨酯具有高耐磨性、
具有良好的抗拉强度、耐水压性和水密性。 良好的韧性、优异的柔软性、良好的抗化学和抗
水解性等特点，可保证单芯单模深海微光缆在恶
(２)无机纤维绞合＋树脂固化方法 劣的深海环境下稳定工作，因此护套材料采用了
无机纤维绞合＋树脂固化加强层的增强材料 聚醚型聚氨酯。我们在护套挤塑工艺性能试验中
采用无机纤维，其具有强度高、弹性模量大、密 发现，在挤塑过程中必须选用挤压式挤塑模具，
度小、柔韧性好和性能稳定等特点，是理想的树 严格控制缆芯预热工艺，才能提高加强层和护套
脂基复合材料增强体；加强层的固化材料采用树 层之间黏结效果，使护套层具有良好水密效果，
脂，其具有强度高、密实、抗水、抗渗漏和附着力强等特点， 同时还应避免因侧压力造成光纤微弯损耗增加。
固化后树脂具有硬度高、黏结强度好、收缩率小、柔韧性好、
物理和化学性能良好等特点。无机纤维绞合＋树脂固化加强层 性能测试
采用无机纤维绞合＋复合材料固化成型的方式制作，制作时光
纤和增强无机纤维通过放线装置，在合适的放线张力下同时进 根据上述光缆结构设计和材料选择，本所成功自主研发了
入定径模，光纤放置在中间，在光纤周围均匀地绞合多根无机 两种不同加强层的单芯单模深海微光缆，并对它们的主要性能
纤维，同时将树脂注入定径模中，保证树脂均匀包覆无机纤维 设计指标（衰减系数、外径、拉伸负荷、耐水压和耐海水腐蚀
和光纤，填满整个缆芯间隙，最后通过紫外固化或热固化装置 等）进行了测试，同时考虑到单芯单模深海微光缆的实际使用
进行固化成型。我们在无机纤维绞合＋树脂固化工艺性能试验 条件，还增加了单芯单模深海微光缆的密度、温度循环、贮存
中发现，在无机纤维绞合过程中，控制各股无机纤维放线张力 温度、抗压和反复弯曲等其他性能的测试，测试结果如表２所
均匀一致，并与光纤放线张力匹配，才能保证无机纤维绞合具 示。可见，这两种不同加强层的单芯单模深海微光缆的性能均
有高强度，同时避免因张力原因导致光纤产生微弯而出现损耗 达到了设计要求，完全满足深海信息系统节点的水深1km以上深
海环境使用和快速便捷反复布放等要求。

表2 两种不同加强层的单芯单模深海微光缆主要性能的测试结果１）

测试项目 测试条件和要求 单芯单模深海微光缆1 单芯单模深海微光缆2
外径／ｍｍ ≤１ 0.91 0.82
衰减系数／（ｄＢ·ｋｍ-1）
1310ｎｍ ≤0.40 0.336 0.357
1550ｎｍ 0.224
密度／（ｇ·ｃｍ-3） ≤0.30 0.198 1.2
温度循环 0.01dB／km，外观无明显变化
≤1.3 1.1 0.02dB／km，外观无明显变化
贮存温度 0.02dB，外观无损伤
-20～50℃，保温4h，2次循环。试验后，在1550nm波长下 0.02dB／km，外观无明显变化 0.01dB，外观无损伤
拉伸负荷 衰减系数变化最大值不大于0.3dB／km，外观无明显变化
0.01dB，外观无损伤
抗压 -40～75℃，保温48h。试验后，在1550nm波长下衰减系数 0.01dB／km，外观无明显变化
变化最大值不大于0.3dB／km，外观无明显变化 0.02dB／km，外观无明显变化
反复弯曲 0.2dB／km，外观无明显变化，光缆外
负荷100Ｎ，保持3min。试验期间和试验后，在1550nm波长 0.05dB，外观无损伤
耐水压2） 下衰减变化最大值不大于0.2dB，外观无损伤 径变化6％

耐海水腐蚀2） 负荷500Ｎ／（10cm），保持3min。试验期间和试验后，在 0.02dB，外观无损伤
1550nm波长下衰减变化最大值不大于0.2dB，外观无损伤

负荷5N，弯曲半径10mm，1000次循环。试验期间和试验 0.13dB，外观无损伤
后，在1550nm波长下衰减变化最大值不大于0.2dB，外观无
损伤

10MPa，保持6h。试验期间和试验后，在1550nm波长下衰减 0.05dB／km，外观无明显变化
系数变化最大值不大于0.3dB／km，外观无明显变化

在2～25℃的海水中浸渍180ｄ。试验期间和试验后，在 0.02dB／km，外观无明显变化，光缆外
1550nm波长下衰减系数变化最大值不大于0.3dB／km，外观 径变化5％
无明显变化，光缆外径变化不大于±50％

注：１）单芯单模深海微光缆１为液晶聚合物挤塑加强层单芯单模深海微光缆，单芯单模深海微光缆２为无机纤维绞合＋树脂固化加强层单芯单模深海微光缆。
２）为保证耐水压和耐海水腐蚀试验中光纤衰减系数测量的准确性，试验时样品光缆的连续长度应大于１ｋｍ。

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