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室内外两用中心管光纤带光缆<1>

2/14/2005来源:光纤通信人气:6418

室内外两用中心管光纤带光缆<1>(徐乃英) 摘要介绍一种室内外接入网两用的光缆,叙述这种光缆的设计与试验结果,说明它完全符合在室内 外环境中使用的各项要求。 关键词 中心管光纤带光缆 阻燃性 低烟无卤聚烯烃 随着光纤通信向FTTB(光纤到大楼)、FT-TO(光纤到办公室)、FTTH(光纤到家庭)等方向 的发展,越来越需要大芯数、低接续损耗和低安装成本的光缆线路。为此,电信业务经营者正在积 极寻求一种通用的光缆产品,以便将传统的外线光缆延伸到室内。使用这种光缆产品可免除外线光 缆进建筑物时与室内光缆间的接头,从而减小接续损耗,并缩短光缆进建筑物时所需的盘留长度。 设计这种光缆所要解决的问题在于,既要提供传统外线光缆所具有的牢固性和抗环境性,又要给予 室内光缆所需的阻燃性和低烟特性。 1阻燃材料 在传统的外线光缆中,大部分材料(例如光纤缓冲管用的聚烯烃或PBT、松管和缆芯中的填充油 膏和制作护套所用的聚烯烃)都不具备阻燃性。因而,想把外线光缆延伸到室内,必须尽量减少这 些材料的用量,并寻求替代品。通常,用于外线光缆的聚烯烃护套为光缆提供足够的牢固性和抗环 境性,而且它与光缆缆芯中的填充油膏有良好的相容性。光纤缓冲管材料也能与填充油膏相容。因 此,在寻找替代品时,要考虑尽量保持原有材料的有用性能。 最常用的阻燃材料有聚氯乙烯(PVC)和阻燃聚烯烃两大类,这两种材料的阻燃机理不同。 1.1聚氯乙烯PVC PVC是一种广泛应用于室内的有效阻燃聚合物。在燃烧时,作如下化学反应: PVC——→HC1+炭+副产品 我们可以用添加剂使PVC改性,以改善其机械、环境和热学性能。在这些改进中,最重要的可能 是低烟树脂的开发,这里采用如CaCO3之类的添加剂来接受HC1,以减少HC1的散发,但这会降低阻燃 性。也就是说,PVC的阻燃性与气态HC1直接相关。 对于外线光缆,安装温度可能低达-30℃。大部分未经改性的PVC在低温时的性能都不及聚烯烃。 尤其在低温时,普通PVC的冲击强度大为降低,因而不宜在室外环境中使用。 1.2无卤阻燃聚烯烃 在电(光)缆工业中,诸如聚乙烯等的聚烯烃护套料被普遍用于外线环境中。它们比较经济, 而且在机械性能与热学性能之间能提供优良的平衡。然而,目前通常用于室外光缆的聚烯烃并不阻 燃。最早的阻燃聚烯烃采用氧化锑(一种卤素添加剂)来实现阻燃,而无卤的阻燃聚烯烃到70年代 初才开始在市场出售。这些树脂应用金属水化物来实现无卤阻燃。当这种材料被高温加热时,金属 氢氧化物产生水,相关反应如下: 水化物聚烯烃——→H2O+炭+副产品 无卤阻燃聚烯烃的阻燃机理与PVC不同。后者依靠迅速失去质量,而前者则依靠保持质量。所产 生的被碳化的炭和吸热的去水作用两者都影响护套的阻燃性能。阻燃无卤聚乙烯的性能与标准聚乙 烯的性能接近,而同时具有与PVC相同或更高的阻燃性能。 2光缆设计 朗讯科技按用户要求开发了一种室内外两用光缆。用户要求大芯数的光纤带光缆,并要求光缆 要经济、牢固,适合室内外使用环境,且工艺简单。为了满足上述要求,选用了全介质设计,采用 流行的中心管式缆芯结构和在护套中的直线加强件。 2.1缆芯设计 缆芯采用填充油膏的聚合物芯管来提供对光纤带的良好保护,最多能容纳18根12芯光纤带。光 纤带被捆在芯管中的油膏内,填充油膏防止水或其它液体沿芯管流动。当受压时,油膏还为芯管提 供流体静压分量来抵抗外来压力。然而,大部分填充油膏都是高度可燃的以石油为基础的材料,室 内外两用光缆中使用这些油膏必须采取相应的补救措施。 芯管材料选用两种聚合物,并进行了试验。一种是常用于传统外线光缆中作芯管的聚丙烯,另 一种是低烟无卤(LSZH)聚烯烃。从表1中可以看出,聚丙烯具有较好的机械性能。与之相反,LSZH 聚烯烃由于阻燃填料的含量高,具有大约两倍子聚丙烯的比重。这些填料增加了成品的重量,但有 利于减少热收缩。此外,LSZH聚烯烃的燃烧热为聚丙烯的2/3,使LSZH材料用作室内外光缆的芯管 具有潜在的吸引力。然而,LSZH聚烯烃对于从填充混合物中吸收石油衍生物的抵抗能力较差,而最 终未被选用。

表1 芯管材料的比较

材料名称 密度
(g/cm3)
断裂拉伸强度(MPa) 伸长率(%) 低温脆性
(℃)
燃烧热
(j/g)
聚丙烯 0.897 24.8 490 <-25 46387
LSZH聚烯烃 1.50 13.8 170 -25.5 15554
为了防止水在芯管与护套间流通,为芯管包上浸渍了遇水膨胀聚合物的阻水带。阻水带内的聚 合物也具有中等的固有阻燃性。