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骨架式光纤带光缆阻水可靠性的研究

2/14/2005来源:光纤通信人气:7454

骨架式光纤带光缆阻水可靠性的研究(杨向荣、罗中平、许定方) 「摘要」本文介绍了骨架式光纤带光缆的用水机理和用水性能。经过试验,证明了骨架式光纤 带光缆对渗水能完全满足或超过相关标准,因为它的渗水长度最长不超过3m,并且进水段光纤的光 学性能和寿命等不会受到严重影响。 「关键词〕骨架槽;光纤带;阻水带;光纤带光缆 1引言 光纤带光缆是一种经济实用的光纤密集型光缆,它特别适合于接入网建设。目前光纤带光缆共 有三种形式,它们分别是骨架式、中心束管式和松套层级式光纤带光缆。虽然它们同样具有稳定的 传输性能和机械性能,但是相比较而言,中心束管式和松套层绞式光纤带光缆都采用传统的油膏填 充,通常采用12芯光纤带,有的甚至采用24芯光纤带,而骨架式光纤带光缆是一种全新的干式光缆, 它多采用4芯、6芯、8芯光纤带。在接续方面,4芯、6芯、8芯光纤带接续成功率明显高于12芯和24 芯光纤带。另外,中心束管式和松管层绞式光纤带光缆在施工接续时,清除填充油育的过程非常麻 烦,尤其对大芯数光纤带光缆施工影响更加明显。因此,为了提高光缆的接续效率,降低接经损耗, 减少维护和施工费用,干式骨架式光纤带光缆成为用户较好的一种选择。 然而,由于习惯于传统的油育填充光缆,一些用户对干式光缆的阻水性能表示怀疑。实际上全 干式光缆已在日本使用多年,北美也开始大量在户外使用半干式或干式光缆。本文对骨架式光纤带 光缆的阻水性能进行了分析,用大量实验数据进一步证明了干式骨架式光纤带光缆阻水性能的可靠 性。 2骨架式光纤带光缆的阻水机 骨架式光纤带光缆采用阻水带阻水。阻水带由基带和阻水粉组成。阻水带以绕包方式缠绕在骨 架上,使骨架槽与阻水带形成一个封闭的腔体,而光纤带按照严格的工艺以一定的顺序昼放在这个 腔体中,腔体中的光纤带处于一种自由状态。当阻水带通水后阻水粉吸水立即膨胀并产生一种凝胶, 这种凝胶状物质充满整个腔体,形成阻水屏障。这种凝胶物质具有反复使用的功效。大量的实验数 据证明这种阻水机理对光缆中光纤的衰减性能没有丝毫影响。 3光纤带的浸水与老化性能 骨架式光纤带光缆进水后,光纤带将浸入由阻水粉吸水形成的凝胶之中。为了确定光纤带本身 的防水性能,有必要进行光纤带的浸水与老化实验。骨架式光纤带光线采用包覆型光纤带。 光纤带包覆层选用具有优良防水防潮性能的树脂。并且由于光纤涂料的改进,当今光纤的防潮 性能在原来的基础上具有质的飞跃,光纤本身能经受水温为85℃长达45天的水浸泡实验,使得光纤 带的防水性能有了更加可靠的保证。为了验证其性能,我们分别进行了两种实验。 1)对一根长2.1km的4芯棕色或白色光纤带进行浸水试验,每隔一段时间监测每根光纤在1310nm 和1550nm窗口的衰减,浸水65天后取出光纤带,放置一周再测试每根光纤的衰减。 2)为了进一步证明光纤带具有优良的防水防潮性能,对一盘长2km的4芯蓝色或白色光纤带进 行更加恶劣的环境试验。将此盘光纤带先浸水七天后,在85℃恒温下老化10天,然后再放人恒温恒 湿箱中老化42天,老化温度为85℃,湿度为98%。 上述实验结果表明光纤带本身具有极好的防水性能。 4骨架式光纤带光缆的阻水性能 为了验证骨架式光纤带光缆的阻水性能,从两根同型号骨架式光纤带光线上分别取三个样品做 渗水试验,此统型号为96芯光纤带光缆,每根样品长度3m。样品分为三组,每两根为一组。实验采 用L型渗水装置,水柱高度为1m。每组的渗水时间不同,它们分别是24h、2周、3个月。我们解剖每 一个渗水样品,发现24h时渗水长度仅为0.8m,2周时渗水长度仍为0.8m,3个月时渗水长度仅为0.95m。 根据这些结果推算估计20年内渗水长度不超过3m。从上述数据可以看出骨架式光纤带光缆具有优良 的阻水性能。 5光缆护套破损渗水后对光缆性能的影响 光缆护套破损渗水后是否会影响缆中光纤的传输性能,这是人们比较关注的问题。为了弄清这 一点,我们生产了一根长度为1.2km、结构为480芯的试验缆,光纤带为8芯带。在光缆外端200m和 300m处各剥去25mm外护套,用1m水柱进行渗水,监测顶层带与底层带光纤的衰减。实验步骤如下: 1)监测渗水24h和1周后的衰减;2)放掉水让此组风干1周后测试其衰减;3)再注入水保持24h后 测光缆衰减。在每个阶段的测试过程中,每根光纤的衰减曲线没有发现有台阶状的情况,且衰减无 明显变化。我们曾对此缆进行过-30℃的冷冻实验,未发现有衰减台阶出现,这说明凝胶本身具有 较好的物理性能。 另一方面,人们比较担心光纤带浸入水中是否会影响光纤寿命。如果假设光纤在凝胶中的强度 下降到在水中一样,光纤的原始动态疲劳系数为23,在水中降为20,可以计算出光纤的断裂概率。 可见,如果将水的渗透入长度限制在3m内,则光纤在30年内的断纤概率只受到很小的影响。 6结束语 骨架式光纤带光缆具有优良的阻水性能,且进水后衰减性能稳定可靠,完全满足或超过相关标 准,它的阻水性能具有与普通层绞式光纤带光缆同样的可靠性。 摘自《光纤与电缆》