Page 36 - 网络电信2019年10月刊上
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图3:网状光纤带几种形态 拉伸弯曲挤压产生的应变。
(3)新型光纤带的应变
1)网状光纤带卷绕成束时,光纤带内部光纤粘结段重叠,
其最大弯曲应变ε fwq 可表达为 [6,8] :
(1)
其中ε flcy 为网状光纤带卷绕成束时的光纤拉伸残余应变,
D是裸光纤外径,2a 1 是重叠的光纤移位长度,b是光纤粘结段
长,P是粘结段节距,(P-2b)/2是光纤非粘结段长。
此时,光纤带非粘结段长光纤扭转,光纤带成束时光纤总
的应变ε A 表达为 [6,7,8] :
网状光纤带成缆时,因其具有柔韧的可卷绕性,极易成束
状,如图3所示,从而大大提高光缆中光纤容积率。 (2)
[4]
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(2)美国康宁Rocket Ribbon 光纤带 Rocket Ribbon 光
纤带是一种超薄紧凑的光纤带,可构成4、6、8、12和24芯光纤 其中,E是光纤的杨氏模量(70.5GPa),G是光纤的剪切
带。12和24芯光纤带主要用于构成1728芯和3456芯超高密度超 弹性模量(31.4GPa),θ是非粘接部分中光纤的扭转角。网状
大芯数光纤带光缆。如图4所示,一种典型的288芯光纤带组成 光纤带卷绕时,θ极限值π/2;通过公式(1)和(2)推算
的子单元,它由8个12芯光纤带和8个24芯光纤带平铺叠加,叠 可知,网状光纤带卷绕成束时,光纤的拉伸残余应变可以控制
加后的光纤带,挤制一层柔钿性好、易剥离、易识别的保护包 在0.05%以下,在粘接节距一定情况下,非粘接部分段长大于
[8]
层。 30mm时,ε fwq 和ε A 可控制在0.2%以下 。
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图4:RocketRibbon 光纤带子单元结构 对于成缆采用螺旋绞制成的网状光纤带光缆,弯曲时光纤
[8]
上产生的最大弯曲应变ε max ,可通过公式(3)计算得到 :
(3)
其中R是光缆弯曲半径,a s 光纤带束绞合半径和Pc是光纤带
束绞合节距。例如当R,Pc和as对应2000芯网状光纤带光缆的值
分别为350mm,600mm和8.5mm时,ε max 小于0.02%。
从相关研究可知,在光缆制造、安装过程中,网状光纤带
光缆中的光纤残余应变和弯曲应变产生的总的应变值,其实测
值仅为理论计算值的四分之一 [10] ,因而超高密度超大芯数网状
光纤带光缆的可靠性完全满足使用要求。
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2)对于Roket Ribbon 光纤带,当成缆时,为了使光纤带
2、超高密度超大芯数光缆中新型光纤带的应变特性与传统
光纤应变均匀一致,光纤带的余长应尽可能的保持一致,因而
的光纤带光缆不同,超高密度超大芯数光纤带光缆,光纤容积
必须在成缆过程中进行绞合,这就使得光纤带中的光纤产生一
率高,在成缆过程中要将新型光纤带集束、更加密集排布。在
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定的残余应变和弯曲应变。由于Roket Ribbon 光纤带子单元是
制造、安装,以及环境变化过程中,由于承受拉伸弯曲,光缆
采用柔韧性好的的保护包层,减少因加工过程中产生的残余应
中的光纤更易产生残余应变(ε fcy ),光缆弯曲时更易产生弯
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变。Roket Ribbon 光纤带光缆允许最小弯曲半径与传统光纤带
曲应变(ε ftvq )。
光缆(216芯以上规格)规范一致,为15D(D为光缆外径);例
(1)网状光纤带
如3456芯光缆,外径为32mm,最小允许弯曲半径480mm;满足光
网状光纤带在成缆时,经过光纤带卷绕、集束、成缆工
缆短暂拉伸力下光纤应变小于0.6%,长期拉伸力下光纤残余应
艺,优化了光纤带的弯曲特性,改善了光缆中光纤带的残余应
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[5]
变小于0.2% 。Roket Ribbon 光纤带光缆的可靠性满足使用
变和弯曲应变,因而超高密度超大芯数网状光纤带光缆,较传
要求。
统的光纤带光缆,同规格光缆相比,外径更小,因而允许弯曲
半径更小,更有利于它的制造和安装应用。
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(2)Rocket Ribbon 光纤带 二、超高密度超大芯数新型光纤带光缆种炎
[12]
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Rocket Ribbon 光纤带在成缆时,与传统光纤带成缆类 1、网状光纤带构成的超高密度超大芯数光缆
日本研发的超高密度超大芯数新型光纤带光缆,采用网状
似,不需要卷绕光纤带,平直排布光纤带叠带,光缆拉伸弯曲
光纤带成缆,主要有骨架式和中心管式两种结构。
时,光纤残余应变较大。因此在制造子单元时,挤制柔初性好
(1)骨架式:由中心加强构件、骨架、集束的网状光纤
的保护包层,能够较好地保护子单元外围光纤带光纤,减少因
带、阻水包带、撕裂绳、护套组成,如图5所示。具有刚性好、
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