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室内外两用中心管光纤带光缆<2>

2/14/2005来源:光纤通信人气:7307

室内外两用中心管光纤带光缆<2>(徐乃英) 2.2护套设计 光缆护套的主要功能是保护光纤不受加工、安装和恶劣环境的影响而受损伤。另外,护套必须 有足够的硬度来抵抗来自上述原因的过量拉伸和压力应变。这里,硬度是用足够厚度的聚合物护套 和其中的介质加强件来取得的,这在中心管式光缆中较为常用。护套中的加强件具有足够的压缩与 拉伸硬度,以补偿热收缩和过度拉伸/压缩负载。位于直径两端的加强件总是把中性轴(在纯弯曲 时的零应变线)推到通过它们的中心和缆芯中心的位置上。这种定向给光缆一种优先的弯曲方向, 使缆中的光纤应变最小。它既提供了柔软性又提供了稳定性。 在这种光缆设计中,护套材料必须提供在外线环境中所需的保护,以及对室内应用很重要的阻 燃性。为了满足这些要求,选用了LSZH聚烯烃护套料。这种材料以小于16KI/g的燃烧热,提供优 良的阻燃性。为了能抵抗暴露于紫外光下所产生的劣化,LSZH聚烯烃中混有2.6%的碳黑。这种材 料也具有足够的机械牢固性,使得用它作护套的光缆能够通过Bellcore GR-20-CORE的全部机械 与环境要求。 3原始型光缆的燃烧与老化试验 3.1燃烧试验 制造两根标准尺寸的原始型光缆,一根用聚丙烯作芯管材料,另一根则用LSZH聚烯烃作芯管材 料,按照IEC 332-2和61034-2对它们进行试验。结果,两根光缆都能通过IEC 61034-2的烟浓度 试验。在 IEC 332-2的燃烧试验中,LSZH芯管光缆符合试验要求,聚丙烯芯管光缆则没有通过。 IEC 332-2的2.5条规定:“在试样上测得的烧焦部分长度不能超过喷灯底边上面2.5m的高度,前 后两面都不能超过”。聚丙烯芯省光缆在前面(喷灯)的整个试验长度全部损坏,而在后面损坏了 2.5m。通过试验的LSZH芯管光缆只是在前面损坏了1m。 3.2 化试验 在进行上述燃烧试验的同时,还检查了LSZH芯管的老化性能。在温度为85℃和相对湿度为0% 的情况下,将包含144根光纤和填充混合物的LSZH芯管老化7天,然后把填充混合物与光纤带从一根 经老化的芯管中和一根未经老化的基准LSZH芯管中取出。从每根管子上切下薄膜试样,通过动态机 械分析(DMA)来检查每片薄膜试样的机械性能与温度的关系。 未经老化和已经老化的LSZH芯管试样的模量对温度的关系是在高于一20℃的温度下,未经老化 的LSZH芯管的机械性能劣于聚丙烯。包含填充混合物的LSZH芯管加速老化,使管子的机械性能显著 劣化,这是由于填充混合物中的石油衍生物使聚合物膨胀所致。在40℃时,经老化的LSZH聚烯烃芯 管的模量要比未经老化的几乎小一个数量级,而比聚丙烯的模量要小两个数量级。 4光缆设计的改进 上述火焰试验结果表明,聚丙烯芯管的光缆护套中所包含的阻燃材料不足以保护缆芯。护套一 旦被破坏,火焰迅速把充有油膏的芯管消灭掉,导致光缆损坏。相反,LSZH芯管的光缆具有足够的 阻燃性,能把可燃的填充混合物与强烈的热和火焰中屏蔽开来。然而,在LSZH芯管上所进行的老化 试验表明,这种材料由于对石油衍生物具有较高的吸收能力,不能与填充混合物相容。 鉴于上述结论,对上述原始型光缆的设计作了改进。新设计的意图是利用牢固的聚丙烯芯管, 同时增加护套的阻燃性能,以保证符合垂直级的火焰试验。所用的方法是,在聚丙烯芯管光缆的外 护套中增加阻燃材料,数量与通过的LSZH芯管光缆的芯管中所含的相当。定量地说,首先根据各自 的内径与外径,确定芯管和护套的截面积A,然后分别乘以各种材料的密度ρ,确定各个部件(芯 管和护套)的质量M(M=A×ρ),再把原来的芯管质量MC加到原来的护套质量MJ上,得出新设计 护套的质量 MNJ(MNJ=MJ+Mc),然后把芯护套的质量除以材料的密度,确定新护套的截面积 ANJ (ANJ=MNJ/ρ),用这个面积就能计算新护套的外径。 5机械、光学和温度性能试验 除上述阻燃性能外,对室内外两用光缆进行了机械。光学和温度性能方面的全面验证,以保证 光缆的可靠性。试验按贝尔通信研究所(Bellcore)的方法和电子工业协会(EIA)的光纤试验方 法进行。 表2列出光缆在1310nm和1550nm上的衰减测量结果。上述试验结果证明,这种光缆设计完全适 合于室内外应用。
表2 光缆的衰减测量结果(dB/km)
波长(nm) 最大 平均 最小 标准差
1310 0.37 0.339 0.31 0.023
1550 0.23 0.193 0.17 0.015
6结束语 从上面所介绍的室内外中心管式光纤带光缆开发过程可见,传统的外线光缆缆芯中的填充油膏 是妨碍开发室内外两用光缆较关键的问题。填充油膏不但可燃,而且由于相容性问题而不能用于阻 燃芯管。减少缆芯中油膏的用量,甚至完全不充油膏,对于改进阻燃性能会十分有利。国外已开发 出用遇水膨胀材料代替或部分代替统芯中填充油膏的半干或全干缆芯的松管与骨架式光缆。我国目 绝大多数光缆是填充油膏的,中心管式光纤带光缆已大量生产,故本文所介绍的室内外光缆比较适 合国内光缆制造技术与设备现状,值得借鉴。鉴于不充油膏的干式缆芯在减轻光缆重量。便于安装 操作与接头等方面的优势,对室内外两用光缆中采用干式缆芯的动向应给予密切关注。 摘自《电信快报》