CN101529297A - 干式光缆及组件 - Google Patents

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Abstract

本发明光缆包括至少一光纤、至少两个加强件、至少一干燥嵌入物、及光缆护套。所述光缆护套具有空腔，光纤及至少一干燥嵌入物位于空腔内，且所述两个加强件位于所述空腔的两侧。所述至少一光纤与所述光缆护套具有预定的联结水平，该联结水平由所述光缆护套空腔内的所述至少一干燥嵌入物提供。对于30米长的光缆，所述预定的联结水平为约0.1625牛顿每光纤或更大。另外，本发明的光缆还适于作为光缆组件的一部分。

Description

干式光缆及组件
技术领域
本发明总体上涉及用于如向用户进行光纤布线的干式光缆及组件。具体地，本发明的光缆及组件用作馈电电缆、分配电缆、分支电缆和/或光学网络中的其它适当的电缆/组件。
背景技术
通信网络用于传输多种信号如声音、视频、数据传输等。传统的通信网络使用电缆中的铜线传输信息和数据。然而，铜缆由于大、重而具有一些缺点，且在合理的电缆直径情况下仅能传输相当有限的数据量。因此，在长距离通信网络链路中，光波导电缆代替大多数铜缆，从而为长距离链路提供更大的带宽容量。然而，大多数通信网络仍然在中心局的用户侧使用铜缆用于分配和/或分支链路。换言之，由于通信网络中的铜缆的约束，用户只有有限量的可用带宽。也就是说，铜缆是阻止用户利用光纤长距离链路的相当高带宽容量的瓶颈。
当光波导较深地部署在通信网络中时，用户将可以使用增加的带宽。但存在某些障碍，这些障碍使较靠近用户进行光波导/光缆布线更困难和/或成本更高。例如，接近光波导及分支电缆和分配电缆之间的连接要求对于安装、连接及通用性均工艺友好的低成本解决方案。此外，光缆及其之间的互连的可靠性和鲁棒性必须经受住室外环境的严酷条件。
传统的分配电缆需要通过切割或使光缆护套裂开并将光纤拉过护套开口而打开。然而，查找正确的光纤非常困难，即使查找到正确的光纤，将它们从光缆取下而不损害所选光纤或光缆中的其它光纤也是一个挑战。一旦查找到所需光纤并安全取下，操作员必须连接或接合所述光纤从而与所述网络进行光连接。在不太理想的场景条件用传统光缆传导访问过程耗时、成本高，且冒着损害传统光缆的光纤的风险。同样，在工厂中使用传统光缆时所述访问过程也比较困难。
发明内容
为实现这些及其它优点，及根据在此具体化和广义描述的本发明的目的，本发明致力于干式光缆，其包括至少一光纤、至少两个加强件、至少一干燥嵌入物、及光缆护套。所述光缆护套具有空腔，光纤及干燥嵌入物位于空腔内，且所述两个加强件位于所述空腔的两侧。另外，所述光纤与所述光缆护套具有预定的联结水平，该联结水平由所述至少一干燥嵌入物基于光纤数量提供。具体地，对于30米长的光缆，所述预定的联结水平为约0.1625牛顿每光纤或更大。
本发明的另一方面致力于使用本发明光缆的组件。所述组件还可包括其它构件如系绳光缆。所述系绳光缆包括与所述光缆的至少一光纤光通信的系绳光纤。所述组件可包括其它适当的构件如箍、连接器、或包括护罩的结实接头。
应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述均介绍本发明的示例性和说明性实施例，及提供用于理解本发明的实质和特征的概述或框架。包括附图以进一步理解本发明，及所述附图组合到本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出了本发明的多个示例性实施例，其连同本说明书一起用于阐释本发明的原理和实施。
附图说明
图1为根据本发明的光缆的示例性实施例的截面图。
图1a-1c为适于在本发明光缆中使用的示例性光纤带的截面图。
图2为本发明的另一示例性光缆的截面图。
图3为本发明的又一示例性光缆的截面图。
图3a-3d为在根据本发明的光缆的空腔内使用的备选干燥嵌入物的截面图。
图4为根据本发明的又一示例性光缆的截面图。
图5为根据本发明的另一示例性光缆的截面图。
图6为根据本发明，具有用于使光缆的一部分分开的可撕拉部分的示例性光缆的截面图。
图7和7A为根据本发明的具有多个空腔的示例性光缆的截面图。
图8和8A为根据本发明的具有铠装构件的示例性光缆的截面图。
图9和10分别为根据本发明的示例性光缆组件的截面图和立体图。
图10a为图9和10的光缆的一部分在打开之后、应用密封部分之前的立体图。
图11a和11b分别为图9和10的光缆组件位于管内的示意性截面图及使用圆形光缆的光缆组件的示意性截面图。
图12和12a分别为根据本发明的另一光缆组件的截面图和立体图。
图13为根据本发明的又一光缆的截面图。
图14为根据本发明示例性实施例的弯曲性能光纤的截面的示意图。
图15为微结构弯曲性能光纤的截面图象，其示出由非周期性布置的孔组成的含环状孔区域。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的示例性实施方式，其例子在此进行描述并在附图中图示。无论在何时实施，同一附图标记在所有附图中均用于指同一或类似部分或特征。图1示出了根据本发明的示例性光缆10(在下文中称为光缆10)，其可构造成用作分支电缆、分配电缆或光网络的其它适当部分。总体上说，分配电缆将具有相对高的光纤数量如12根或12根以上光纤以进一步分配给光网络。另一方面，分支电缆将具有相对低的光纤数量如最多4根光纤以向用户或商业机构布线，但分支电缆可包括更高的光纤数量。光缆10通常包括布置为光纤带13的一部分的至少一光纤12、至少一加强件14、和具有空腔20的光缆护套18，所述空腔构造成具有扁平外形。换言之，本发明的光缆具有两个主表面11，这两个主表面通常为平坦表面并通过弓形端表面(未标号)连接，如图所示，从而得到具有相当小截面面积的光缆。如图1a-1c更好示出的，至少一光纤12与多个其它光纤排列在一起而成为光纤带13的一部分。光缆10还包括位于空腔20两侧的两个加强件14，从而给予光缆10优先弯曲特性。加强件14最好为介电材料如玻璃增强的塑料，从而使能所有介电光缆设计；然而，加强件也可以是导电材料如钢或类似材料。例如当光缆弯曲时，空腔20的大小允许光纤带13足够自由地移动同时使光缆内的光纤保持足够的光衰减性能。简言之，所述空腔不是紧密地挨近光纤，而是允许一些移动。另外，护套18可由阻燃材料制成，从而使其适于室内应用如多用户住宅区(MDU)。
光缆10是有利的，因为可从光缆的任一平坦侧容易地接近，从而使能接近所需要的光纤。换言之，光纤带堆的任一侧即顶部或底部的光纤带可通过在相应平坦侧打开光缆而接近。因此，技术人员能够接近进行光连接所需的任何光纤。如图所示，空腔20具有空腔次要尺寸CH和空腔主要尺寸CW，且具有通常固定定向的矩形形状，但其它形状和结构也是可能的，如正方形、圆形或椭圆形。作为例子，空腔可以任何适当的方式沿其纵向长度旋转或扭拧。空腔也可具有给定角度的局部振荡，例如，空腔可在少于全旋转的顺时针角度及少于全旋转的逆时针角度之间旋转。此外，一个或多个空腔可向主表面11之一偏移，从而使能从一侧容易的打开和接近，如图7a中所示。
如图1中所示，空腔次要尺寸CH通常随分配电缆10的次要尺寸H1调整，空腔主要尺寸CW通常随光缆10的主要尺寸W1调整。如图所示，加强件14位于空腔20的两侧，且其大小使得通常随光缆的次要尺寸H1调整的加强件尺寸D大约与空腔次要尺寸CH一样大小或比空腔次要尺寸CH小。作为例子，空腔次要尺寸CH的大小比通常随光缆的次要尺寸H1调整的加强件尺寸D大百分之五。说明性地，加强件14为具有约2.3mm直径的圆形玻璃加强塑料(grp)，而空腔次要尺寸CH为约2.5mm。当然，加强件14可具有不同于圆形的形状，如图2中所示的椭圆形加强件。
因此，技术人员或自动化工艺通过沿光缆的长度运行实用刀片或切割工具即可简单且容易地接近空腔20，而不会切入加强件14，从而使能在接近过程期间在进入空腔20的同时防止损害至少一光纤12或加强件。换言之，技术人员可通过切开光缆护套18而简单地切入光缆护套18并可使用加强件14作为刀片或切割工具的向导，从而在切割期间暴露空腔20并使能接近其中的至少一光纤。换言之，调整空腔次要尺寸CH的大小使得其与通常随次要尺寸H1调整的加强件尺寸D一样大或比加强件尺寸D大，这可有利地使能快速且可靠的接近空腔20。因此，本发明光缆中的光纤可由技术人员容易、快速及可重复地接近，在自动化工艺中也是如此。然而，根据本发明的光缆或光缆组件实施例可具有这样的空腔，其通常随光缆次要尺寸调整的空腔次要尺寸比加强件尺寸D小。另外光缆的平坦主表面也是有利的，因为它们使能更小的光缆面积且相比于圆形光缆使用更少的护套材料。
对于特定应用，根据本发明的光缆可具有任何适当的尺寸、构造和/或光纤数量。作为例子，在分配应用中，主要尺寸W1优选为约15mm或更小，次要尺寸H1优选为约10mm或更小。在分支应用中，主要尺寸W1优选为约10mm或更小，次要尺寸H1优选为约5mm或更小。当然，对于特定应用，根据要求和光缆光纤的数量，本发明的其它光缆可具有其它大小和/或结构。例如，本发明的光缆的主要尺寸、次要尺寸可具有更大的规格，和/或可具有不同的结构如图5中所示的用于在埋置应用中定位光缆的可音频探测部分。图13示出了适于架空应用的光缆300，其与光缆10类似但还包括悬缆部分330，所述悬缆部分具有悬缆加强件332。悬缆加强件332通过光缆护套318的腹板318a与主光缆体310连接。悬缆加强件332可由任何适当的材料形成，如介质或导体，和/或具有任何适当的构造如实心棒或扭拧结构。另外，根据光网络中的应用，光缆设计可具有任何适当的光纤数量和/或光纤排列。一些适当的光纤排列包括具有或没有子单元的带、具有紧密缓冲层的加固带、紧密缓冲或着色的光纤、管中的松散光纤、模块中的光纤、或位于束中的光纤。
在本发明光缆中使用的光纤带13可具有任何适当的设计或光纤带数量。图1a-1c示出了使用多个子单元的示例性光纤带13，其中每一子单元具有4根光纤；然而，没有子单元的光纤带也是可能的，且子单元可具有不同的光纤数量。子单元使能将光纤带预定拆分为可预测的更小光纤数量的单元，优选不使用特殊工具。具体地，每一所示光纤带包括六个子单元，总共二十四根光纤12，从而使所示光纤带结构可有利地用于分配电缆。图1a示出了具有两个十二光纤单元(未标号)的二十四光纤带13，每一十二光纤单元具有三个通过辅助基体13b连接的子单元13a，所述十二光纤单元通过共用基体13c连接在一起。图1b示出了另一类似的二十四光纤带13，但子单元13a具有球茎状端部，所述球茎状至少部分位于子单元13a的外侧光纤上方，如美国专利6,748,148和6,792,184中所述。图1c示出了仅使用子单元13a及用于将所述子单元连接在一起的辅助基体13b的二十四光纤带，其中辅助基体还包括用于将光纤带分为两个十二光纤单元的优先撕拉部分(未标号)。当然，根据网络体系结构的要求，其它适当的光纤带结构也是可能的，如两个十二光纤单元、三个八光纤单元、或六个四光纤单元。
光纤最好相比于空腔20的长度具有光纤余长(EFL)。例如，光纤具有约0.0-0.5％之间的EFL；然而，在一些情况下，EFL也可稍微为负。同样，光纤带可具有光纤带余长(ERL)。除了防止向光纤施加应变以外，EFL或ERL还有助于使光纤或光纤带与光缆护套或管联结。作为例子，ERL优选在约0.1％-1.2％之间的范围，约0.3％-1.0％之间更好，约0.5％-0.8％之间最好，从而防止施加应变，使能在不导致光衰减水平升高的情况下弯曲光缆，和/或适当的低温性能。另外，ERL的量与具体的电缆设计有关，如空腔内的光纤带的数量、空腔大小、预定应用、和/或其它性能。
如图1中所示，空腔20可被填充触变油脂或凝胶(未标号)以阻止水沿空腔迁移。然而，阻止水沿光缆迁移的其它适当的结构也是可能的。如图2中所示，光缆10’与光缆10类似，但还包括纵向布置在空腔20内的至少一遇水膨胀纱22或线以阻止水迁移。阻水结构也可以是沿光缆的断续结构。例如，油脂或凝胶可断续地布置在空腔或管内。同样，断续的硅酮、泡沫或其它适当材料的插塞可用于阻止水沿光缆迁移。
图3示出了与光缆10类似的光缆30，但其还包括多个干燥嵌入物32(如拉伸带)，如位于空腔20内的泡沫带，以使光纤带与护套18联结，但干燥嵌入物32还可用于阻止水沿光缆迁移。如图所示，干燥嵌入物32位于光纤带堆的顶部和底部。换言之，这些构件在矩形空腔内形成拉伸带夹层结构，第一拉伸带位于光纤带(或带堆)的第一平坦侧上，第二拉伸带位于所述光纤带(或带堆)的第二主要侧上。也就是说，光纤带的平坦表面通常面向干燥嵌入物的平坦表面，及干燥嵌入物的平坦表面也随空腔的主要尺寸进行调整使得这些构件的所有主要平坦表面均排列在矩形空腔内，如图3中所示。当然，其它实施例可具有包裹所述光纤或位于所述光纤一侧或多侧上的一个或多个干燥嵌入物。具体地，光缆30具有两个由开孔聚氨酯材料形成的干燥嵌入物32；然而，用于联结和衬垫光纤带的其它适当的材料也是可能的。在一实施例中，一个或多个干燥嵌入物32包括遇水膨胀层(由干燥嵌入物的实线影线表示)以阻止水在光缆内迁移。例如，泡沫层和遇水膨胀层层压在一起，从而形成遇水膨胀泡沫带。在其它实施例中，可压缩层和遇水膨胀层是独立的离散单独构件。总体上说，遇水膨胀纱和/或干燥嵌入物具有多种功能。例如，除有助于使光纤、光纤带或模块与光缆护套联结外，它们还可阻止水迁移及在光缆弯曲期间衬垫光纤。另外，除了拉伸泡沫带之外，干燥嵌入物还可由其它适当的材料和/或构造形成以联结、衬垫和/或允许光纤移动。此外，与其它干燥嵌入物类似，遇水膨胀层是可选层并可使用任何适当的材料/构造。
说明性地，图3a示出了另一干燥嵌入物32’的一个例子。干燥嵌入物32’包括由位于顶部带32a’和底部带32a’之间的多个微球体32b’形成的可压缩层。与干燥嵌入物的其它带一样，带32a’可由任何适当的材料形成，如非纺织材料、聚酯膜如Mylar或其它类似材料。更具体地，微球体32b’通常位于带32a’之间并使用适当的方法连接在一起，如粘合剂、结合剂、加热和/或加压等。另外，可选的遇水膨胀物质如多个遇水膨胀颗粒、多个遇水膨胀纤维、或遇水膨胀涂层32c’也可与微球体32b’一起位于带32a’之间或位于一个或多个带32a’的一部分上。形成微球体32b’的适当材料相当软使得它们可压缩和调整大小，从而在它们靠向光纤或光纤带挤压时将不导致不适当的光衰减水平。作为例子，适当的中空微球体可从荷兰的Akzo Nobel得到，其商品名为EXPANCEL，其包括单体偏二氯乙烯、丙烯腈和异丁烯酸甲脂的共聚物。其它塑性中空微球体可从马来西亚的Asia PacificMicrospheres获得，其商品名为PHENOSET，且其为含苯酚和氨基的微球体。
中空聚合微球体的可压缩性质适于使光纤与管或光缆护套足够联结。另外，这些微球体的光滑圆形表面允许靠向光纤挤压而在光缆弯曲、扭拧或变形期间不导致光衰减水平升高。另外，中空微球体的大小可在约1微米到约300微米之间变化，同样，微球体的壁厚也可在约0.1微米到几微米之间变化，但只要保持适当的光衰减水平，其它适当的尺寸也是可能的。
图3b示出了干燥嵌入物32”的另一例子，其提供使用其几何形状的可压缩层32b”。更具体地，可压缩层32b”通过使用立体织物提供，其在一个或多个方向具有织纹形状从而提供可压缩层。如图所示，干燥嵌入物32”具有织纹形状TS并由适当的软和柔软材料形成，使得其可变形从而为光纤或光纤带提供足够的联结水平而不导致不适当的光衰减水平。作为例子，适当的织物可从NC Durham的Freudenberg获得，商品名为Novolon。所述立体织物可由多种材料形成，如聚酯、聚丙烯、尼龙或其它适当的材料。总的来说，立体织物使用将二维(即平的)织物或底物变换为具有所需织纹形状TS的三维(即织纹形状的)织物或底物的造型过程形成。干燥嵌入物32”的联结和/或可压缩性可通过改变参数进行调整，所述参数如每表面积的接触点数量(即改变高和低接触点的密度)、从高点到低点的高度、立体织物外形、和/或立体织物的挠性。再次地，干燥嵌入物32”可包括可选的遇水膨胀层以阻止水沿光缆或管组件迁移。例如，所述遇水膨胀层可以是施加到一个或多个表面或施加到立体织物的纤维上的涂层，其可包括位于干燥嵌入物之中或之上的遇水膨胀颗粒，和/或可包括超吸水纤维。例如，适当的遇水膨胀细丝为可从日本Osaka的Toyobo获得的LANSEAL材料或可从英国South Humberside的Technical Absorbents Ltd.获得的OASIS材料。
图3c示出了干燥嵌入物的另一实施例32”’，其具有可压缩层32b”’，所述可压缩层具有由非连续和/或连续细丝形成的一种或多种材料制成的毡物质的非纺织层。可选地，干燥嵌入物32”’可包括遇水膨胀层和/或用于使所述毡物质附着到干燥嵌入物上的一个或多个带。例如，干燥嵌入物32”’包括位于多个可选带32c”’之间的多个遇水膨胀细丝32a”’及其它不可膨胀细丝32b”’，从而形成干燥嵌入物32”’。如在此使用的，“毡物质”意为包括一种或多种类型的非连续或连续细丝和/或纤维的材料，所述细丝和/或纤维已通过热、湿气、化工品、压力行动、或机械行动如针刺或水刺、或前述行动的结合而被使得粘附和/或席纹织造在一起，从而形成相当厚且可压缩的层。遇水膨胀细丝32a”’可包括任何适当的遇水膨胀材料。作为例子，图3c的干燥嵌入物32”’可包括约25％或更低(重量百分比)的遇水膨胀细丝32a”’和约75％或更高(重量百分比)的其它细丝32b”’；然而，其它适当的比例也可以。其它细丝32b”’可包括任何适当的细丝和/或纤维材料如聚合物细丝如聚丙烯、聚乙烯和聚酯，同样，其它适当的材料如棉花、尼龙、人造丝、合成橡胶、玻璃纤维、芳族聚酰胺、聚合物、含橡胶的聚氨酯橡胶、及其复合材料和/或混合物均可包括为其它细丝32b”’的一部分，并可进行调整以提供特定特性。
图3d示出了成形为扁平带的另一干燥嵌入物32””，其具有适当宽度的可压缩层。作为例子，干燥嵌入物32””由多个细丝制成，如通过基体材料群聚在一起的多个连续聚酯细丝，但使用其它细丝材料也是可能的。例如，可选的可压缩层通过使基体材料发泡形成，从而提供可压缩层32b””。在其它实施例中，基体材料不被发泡从而其不提供可压缩层，但仍然提供所想要的联结水平。另外，基体材料用于使多个遇水膨胀颗粒附着到干燥嵌入物32””从而形成遇水膨胀层32a””。适当的发泡基体材料包括乙烯基、聚氨酯类、聚丙烯、EVA或聚乙烯混合物。多个细丝和基体材料通过模子，该模子将干燥嵌入物32””形成为想要的形状如扁平带状外形。干燥嵌入物32””可以夹层结构平行于光纤带穿引，或具有其它结构如成螺旋形地包裹光纤或带堆。使用任何适当的材料提供可压缩层和遇水膨胀层的其它类似结构也是可能的。干燥嵌入物可包括另外的结构和/或材料如用作可压缩层的海绵状材料如聚乙烯醇(PVA)。
无论干燥嵌入物、填充材料等的结构和/或材料怎样，其均应提供适当的光纤和光缆护套之间的联结水平。另外，为了量化光纤的联结量，需要相当长长度的光缆。作为例子，对于根据本发明的30米长的光缆的光纤具有至少约0.1625牛顿每光纤的联结力。说明性地，对于具有单一光纤带(光纤带中有12根光纤)的30米长的光缆应具有约1.95牛顿的最小联结力。同样，对于具有单一光纤带(光纤带有6根光纤)的30米长的类似光缆应具有约0.975牛顿的最小联结力。联结力的测量通过取得30米光缆样本、拉光纤(或光纤带)的第一端、及测量使所述光纤(或光纤带)的第二端移动所需的力进行。换言之，EFL(或ERL)必须弄直，使得联结力是移动30米光缆样本内的整个光纤长度所需的力量。
图4示出了与光缆10类似的光缆40，其具有多个光纤模块15而不是光纤带13。光纤模块15组织和保护每一模块护套15a内的多根光纤12。因此，光纤模块15可被布到光缆40的空腔外面同时还具有关于光纤布置的保护性覆盖物。作为例子，每一光纤模块15包括十二根着色光纤12，从而形成相当高的光纤打包密度。此外，光纤模块15使能在不必从光纤带基体材料去除模块护套15a的情况下即可接近模块护套15a内的各个光纤。优选地，模块护套15a由不用工具即可容易撕裂的材料制成。例如，模块护套15a由高度填充的材料制成，使得技术人员仅使用手指撕拉模块护套即可容易地撕裂，且所述模块护套将不粘结到着色或紧密缓冲的光纤。适当的模块护套材料可包括聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚碳酸酯和/或聚乙烯(PE)材料和/或乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)或具有填料如白垩或滑石的其它混合物；然而，其它适当的材料也是可能的，如紫外线可固化丙烯酸酯。模块15可包括其它适当的组成部分如油脂、遇水膨胀纱、适当的线或带、开伞索或其它适当的组成部分。另外，光缆40的空腔可包括油脂、遇水膨胀纱或带、干燥嵌入物、和/或任何其它适当的组成部分。
图5示出了与光缆10类似的光缆50，但其还包括空腔内的矩形截面的管52及可音频探测圆形突出部55。管52在打开空腔时对光纤12提供进一步的保护。此外，由于光纤12在光缆的空腔打开之后保留在保护结构内，即管52、模块等，光纤可在受保护的同时进行布线和储存。作为例子，当光缆布到闭包内时，护套18的一部分被去除，及加强件14被切割到适当长度使得它们可被消除应变，其后其中具有光纤12的管52可在受保护的同时布到闭包内，且在需要时保护结构可被去除或打开。在该实施例中，管52提供使光纤能移动的自由空间。另外，可选择管52的材料以提供预定的摩擦特性从而调整光纤、光纤带、模块等之间的联结水平。
光缆50还包括可音频探测圆形突出部55，其用于在埋置应用中定位光缆同时还允许主光缆体51为介质。可音频探测圆形突出部55包括位于可音频探测圆形突出部55的护套部分58内的导线57。作为例子，导线57为24号标准铜线，其使技术人员能向其施加音频探测信号从而定位光缆，使得光缆可被定位或使其位置得以标记以防止意外损害。护套18和护套部分58通常使用相同的挤压加工同时共挤成型。如图所示，护套部分58通过易碎腹板59与主光缆体51的护套18连接，使得可音频探测圆形突出部55为连接或其它目的可容易地与主光缆体51分开。具体地，腹板59可包括使用适当几何结构的优先撕拉部分(未标号)以控制可音频探测圆形突出部55和主光缆体51之间的撕拉位置。优选从主光缆体51完全撕掉可音频探测圆形突出部55，使得不在其上留下脊状物，从而得到容易与连接器防护罩密封的外形。可音频探测圆形突出部55是有利的，因为如果光缆被闪电击中，可音频探测圆形突出部55将被损坏，但主光缆体51由于是介质而将不明显损坏。因此，该光缆是可音频探测光缆，不需要将光缆接地所需要的劳力和硬件。当然，本发明的其它光缆也可包括可音频探测圆形突出部。
图6示出了与光缆10类似的另一光缆60，其还包括至少一优先撕拉部分62以将一个或多个加强件14与光缆60的中间部分64分开。如图所示，光缆60包括位于相应的加强件14和中间部分64之间的四个优先撕拉部分62。因此，每一相应的加强件14连同一部分护套18可通过施加足够的分离力与光缆60的中间部分64分开。优先撕拉部分62是有利的，因为它们使光纤12具有保护结构而不用使用模块或管。换言之，在加强件14与中间部分64分开之后剩余的护套18部分用作光纤的保护结构。另外，光缆60包括两个以上的光纤带13，从而产生相当高的光纤数量以用于分配。
图7示出了根据本发明的又一光缆70，其包括用于容纳光纤的多个空腔20a、20b。使用一个以上空腔使光缆应用灵活。多个空腔可具有类似或不同的、适于特定应用的大小。如图所示，空腔20a、20b具有类似的次要尺寸，但具有不同的主要尺寸，从而在各空腔中可具有不同的带光纤数量。具体地，空腔20a的大小适于多个4光纤的光纤带13a，为了进行分布可沿光缆接近所述光纤带然后向用户布线；空腔20b的大小适于多个12光纤的光纤带13b，这些光纤带预定穿过光缆的整个长度。其它实施例也是可能的，例如，第一空腔可具有4光纤的模块，第二空腔可具有12光纤的模块。图7还示出了位于空腔20a和20b之间的可选加强件14。当通过为切割工具提供停止点和/或引导而打开光缆时，如果希望仅接近空腔之一，可选加强件是有利的。可选加强件可以与外侧加强件一样大小，或者其可具有不同的大小。此外，可选加强件可具有不同于圆形的形状，使得大光缆尺寸可最小化。其它结构可用于帮助仅打开多个空腔之一。例如，图7a示出了具有空腔20a’和20b’的光缆70’，所述空腔相当于通过加强件14的中心点的平面A-A偏移。具体地，空腔20a’向光缆的底部主表面偏移以从该表面接近，空腔20b’向光缆的顶部主表面偏移以从该表面接近。简言之，具有4光纤的光纤带的空腔可容易从一个主表面接近，具有12光纤的光纤带的空腔可容易从另一主表面接近。此外，主表面中的一个或多个可被标记(不可见)以表明哪一空腔可从给定表面接近。当然，本发明的其它光缆结构可使用一个以上空腔。
图8示出了包括至少一铠装构件85的光缆80，所述铠装构件对光缆提供侵蚀性保护和/或另外的压碎强度。具体地，光缆80包括位于管82内的至少一光纤12，所述管在其两端具有加强件14，两个铠装构件85布置在管82周围，在铠装构件上施加护套18。铠装构件85可由任何适当的材料形成如高强度聚合物这样的介质或钢带这样的导电材料。此外，铠装构件可被调整形状、加肋、起波状等以改善其压碎强度和/或光缆的弯曲性能。在该实施例中，铠装构件85具有通常接触每一加强件14的相应弯曲端部，使得任何压碎力均被导向和/或传向所述弯曲端部。另外，如果使用导电铠装构件，加强件14优选也由导电材料如钢形成，而不是更昂贵的玻璃加强塑料加强件。此外，还可能通过胶粘、压接、焊接等使加强件14与铠装层结合或连接。图8a示出了具有一对位于光缆护套内的扁平铠装构件85的光缆80’。该实施例的光缆护套由一层以上的层形成，具体地，即内护套18’和外护套18”。因此，为了性能可调整特性，如联结、撕拉阻力或其它特性。作为例子，为了撕拉阻力，内护套18’可以是线性低密度聚乙烯(LLDPE)；为了耐久性和抗磨损，外护套18”可以是中等或高密度聚乙烯；然而，也可使用其它适当的材料。在该实施例中，空腔不在其中包括管，及空腔次要尺寸比加强件尺寸小。另外，光缆80’包括位于铠装构件85’和加强件14之间的多个可选开伞索89。
本发明的光缆还用作更大光缆组件的一部分，所述光缆组件用于向用户分布光纤。该光缆组件可在工厂中组装或者它们可在现场进行构建。图9和10分别示出了适于在通信网络中向用户分布光纤的示例性光缆组件100的截面图和立体图。光缆组件100包括与光缆10类似的分配电缆110和可用于连接到光网络节点的系绳光缆130。在优选实施例中，多个系绳光缆130具有至少一与分配电缆110的光纤光通信的光纤，使得光缆组件可连接到多个节点。本发明的光缆组件可使用给定应用规定的任何适当的分配和/或系绳光缆。如图所示，分配电缆110包括作为光纤带113的一部分的至少一光纤、至少一加强件114、和光缆护套118。光缆护套118在其中形成空腔120以容纳光纤112。与光缆10类似，空腔120具有空腔次要尺寸CH和空腔主要尺寸CW。再次地，空腔次要尺寸CH随分配电缆110的次要尺寸H1调整，空腔主要尺寸CW随分配电缆110的主要尺寸W1调整。如图所示，分配电缆110的加强件114位于空腔120的两侧，且加强件尺寸D与空腔次要尺寸CH一样大小或更小，但其它适当的几何结构也是可能的。因此，工厂或现场的技术人员可简单且容易地接近空腔120，从而使能在接近过程期间在防止损害至少一光纤112和/或加强件114的同时进入空腔120。
图10a为分配电缆110在其打开之后的立体图，其中系绳光缆130已准备好，且分配电缆110在由带(未示出)包裹及由密封部分140如双料射出成型部分、热缩管等包封之前已处于适当位置。如图所示，系绳光缆130的适当光纤与分配电缆110的适当光纤光连接，且光纤布线和光连接在弯曲期间使用适当的结构和/或构件保护从而免受不适当的压力。为组件100准备系绳光缆130包括去除系绳光缆130的护套138的一部分并暴露加强件134，如图所示。加强件134的一部分被暴露使得它们可由密封部分140连接和/或固紧，从而对系绳光缆130提供应变消除。其后，系绳光缆130的光纤(未标号)可被封在用于保护及向接合点125布设光纤的相应分叉管(未标号)中。光纤被熔接在一起，且接合点125可被保持在接合支架、分叉管等中并通常位于分配电缆的空腔120的打开部分内。将接合点125定位在空腔120内是有利的，因为其相对靠近光缆组件100的中性弯曲轴安排，从而防止在光缆组件100弯曲期间在接合点125上产生应力。另外，接合支架和分叉管的一部分也可封闭在小管内以进一步保护和/或允许在构件间有小的移动。当然，其它构造也是可能的，如定位分配电缆外面的接合及对系绳光缆使用分度管以将光纤余长预载入系绳光缆内。之后，关于在其处实施电缆间的光连接的点，提供环境密封以密封元件并防止弯曲超出最小弯曲半径。作为例子，关于电缆连接点的区域包括由适当材料形成的密封部分140，但其它适当的密封构造也是可能的。在应用密封部分140如双料射出成型或热缩管之前，在接合区域上应用可选保护带或包裹物以保持双料射出成型材料远离敏感区域。密封部分140的截面面积应相当小并在提供必要保护的同时直截了当地构建。另外，系绳光缆110还可在其自由端上包括箍139和/或连接器(未示出)以快速及容易地连接到光网络。在用于室外应用的组件中，连接器最好被环境密封和变硬，从而使其坚固可靠。适当的连接器的例子可从Corning Cable Systems获得，其在商品名OptiTap下出售；然而，其它适当的连接器也可使用。
系绳光缆120可具有任何适当的电缆构造如圆形或总体扁平，如图9中所示；然而，总体扁平的设计有优点。由于光缆组件100使用两根总体上扁平的电缆，其导致相对小的光缆组件截面面积及足够的灵活性，从而使组件在某些应用中更有利，如拉入需要小面积和灵活性的管道。例如，小的适当的截面面积如图9中所示使得将光缆组件拉入管道如1-1/4英寸内径的管道内相对容易。为比较目的，图11和11a分别示出了位于1-1/4英寸内径的管道中的光缆组件100的截面及使用圆形分配电缆的光缆组件150的截面。如图所示，光缆组件100具有相对小的管道填充比，这使能容易地拉动组件。除了填充比之外，当拉入管道时最大组件截面尺寸也很重要。如图11中所示，光缆组件100具有相对小的最大组件截面尺寸，因为电缆的主要尺寸通常平行及次要尺寸通常堆在一起。因此，光缆组件100适于架空、地下或管道应用。另一方面，光缆组件150使用圆形分配电缆并具有相对大的填充比和最大组件截面尺寸，从而使得在管道中的弯曲和拐角处拉光缆组件非常困难，组件甚至可能塞满管道。
由于靠近打开分配电缆的点的连接和/或环境密封(即双料射出成型)，光缆组件100在靠近连接系绳光缆130的点具有最大截面积。例如，在密封部分140，光缆组件100优选具有约25毫米或更小的最大组件截面尺寸，约21毫米或更小则更好，约17毫米或更小则最好。另外，对于管道的给定内径，本发明的光缆组件具有约80％或更小的填充比，约70％或更小则更好。
图12和12a分别示出了光缆组件200的截面图和立体图，其包括分配电缆210、插座或其它适当的连接点230、及密封部分240如双料射出成型部分等。光缆组件200是有利的，由于分配电缆210和插座230之间的安排其具有相对小的截面面积。分配电缆210包括位于光缆护套218的空腔220内的多个光纤带213。分配电缆210还包括位于空腔220两侧上的两个加强件214。分配电缆210具有扁平外形，即两个总体上扁平的主表面(未标号)、主要尺寸W2和次要尺寸H2；然而，该电缆可具有任何适当大小和/或形状的空腔。简言之，空腔220可具有任何适当的次要或主要尺寸。在该实施例中，光缆组件200将光纤从分配电缆210的多个光纤带213中的一个或多个布设到插座230，而不使用系绳光缆。如图所示，该实施例包括12光纤带并使用12光纤箍；然而，光纤排列和箍结构的任何适当组合也是可能的。插座230适于在多光纤箍232内终止多根光纤212，所述箍232连到插座的壳体234。插座230最好硬化并构造为适于组件的环境密封。壳体234有助于对齐和保护箍232且最好锁接。另外，插座230可具有用于使光连接与配合组件如硬化连接器固紧的螺纹部分。另外，插座230可具有帽250，其可拆卸地连到插座以在双料射出成型期间及之后保护箍、连接器和/或插座。适当的插座如2003年6月17日授权的题为“光纤插座”的美国专利6,579,014及2004年8月24日申请的题为“光纤插座及插头组件”的美国专利申请10/924,525中所示。其它光缆组件可具有没有护罩或壳体的连接器或插座，从而使截面面积更小。具体地，光纤212被布设到连接器230的多光纤箍232，在那里光纤与相应的孔连接。箍232具有次要轴FH和主要轴FW的截面。箍232相对于电缆210可具有任何适当的方位，但在优选实施例中，次要轴FH通常与电缆210的次要尺寸H2相同，从而提供已知可用于保持组件的小截面面积的方位。当然，光缆组件200可具有沿其长度连接的多个连接器230；此外，光缆组件200可将连接器定位在通常扁平的主表面的任一侧或两侧上。
本发明的光缆还可使用相对耐弯曲的光纤以在遭受相当小的弯曲半径时保持光学性能。图14示出了适于在本发明的光缆、光缆组件、光纤硬件及其它网络构件中使用的弯曲性能光纤12’的表示。例如，使用弯曲性能光纤的光缆30在卷成相当小的弯曲半径时具有相当小的衰减量。作为例子，当弯曲为单匝、直径为约200mm(即半径为约100mm)的线圈时，光缆30的光纤具有约0.1dB每匝或更小的光学衰减量，从而保持适当的光缆光学性能水平。例如，光缆30的几匝如3匝或3匝以上松弛储存为直径约200mm的线圈将导致约0.4dB或更小的光学衰减量。
作为例子，耐弯曲光纤可具有允许减小的弯曲半径的同时保持光学性能的微结构，从而允许强烈弯曲/安装解决方案同时保持极低的光学衰减。如图所示，弯曲性能光纤12’为微结构光纤，其具有纤芯区和包围纤芯区的覆层区，所述覆层区包括由非周期布置的孔组成的环状含孔区，使得光纤能够在一个或多个工作波长范围中的一个或多个波长进行单模传输。纤芯区和覆层区提供改进的耐弯曲性，及单模操作优选在大于或等于1500nm的波长，在一些实施例中大于约1310nm，在其它实施例中大于1260nm。所述光纤在波长为1310nm时优选提供大于8.0微米的模场，在约8.0和10.0微米之间更好。在优选实施例中，在此公开的光纤因此为单模传输光纤。
在一些实施例中，在此公开的微结构光纤包括位于纵向中心线周围的纤芯区及包围所述纤芯区的覆层区，所述覆层区包括由非周期布置的孔组成的环状含孔区，其中所述环状含孔区具有小于12微米的最大径向宽度，所述环状含孔区具有低于30％非区域空区，及所述非周期布置的孔具有小于1550nm的平均直径。
“非周期布置”或“非周期分布”意味着当取光纤的一个截面(如垂直于纵轴的截面)时，非周期布置的孔跨一部分光纤随机或非周期分布。沿光纤长度在不同点取的类似截面将展现不同的截面孔图案，即不同的截面将具有不同的孔图案，其中孔的分布和孔的大小不匹配。也就是说，所述孔为非周期性的孔，即它们不是周期性地布置在光纤结构内。这些孔沿光纤长度(即平行于纵轴的方向)伸展(拉伸)，但对于典型长度的传输光纤，其不延伸至整个光纤的整个长度。
对于多种应用，形成这些孔使得高于95％的孔(优选所有孔)在光纤的覆层中展现的平均孔大小低于1550nm是合乎需要的，低于775nm更好，低于390nm最好。同样，光纤中的孔的最大直径优选低于7000nm，低于2000nm更好，低于1550nm更佳，低于775nm最好。在一些实施例中，在此公开的光纤具有少于5000个的孔，在一些实施例中少于1000个孔，及在其它实施例中在给定光纤垂直截面的孔总数少于500个。当然，最佳光纤将展现这些特性的组合。因此，例如，光纤的一个特定优选实施例将在光纤中展现少于200个的孔，这些孔具有小于1550nm的最大直径及小于775nm的平均直径，尽管有用且耐弯曲的光纤也可具有更多及更大的孔。孔数、平均直径、最大直径及孔的总空区百分比均可在放大率为约800X的扫描电子显微镜和图象分析软件如ImagePro的帮助下进行计算，所述软件可从美国马里兰州Silver Spring的Media Cybernetics，Inc.获得。
在此公开的光纤可以也可不包括氧化锗或氟以调节光纤纤芯和覆层的折射率，但在中间环状区也可避免这些掺杂剂，而是孔(与可布置在孔内的任何气体结合)可用于调整光向光纤纤芯传导的方式。含孔区可由未掺杂(纯)的硅石组成，从而避免在含孔区使用任何掺杂剂以实现折射率降低，或者含孔区可包括掺杂的硅石例如具有多个孔的掺氟硅石。
在一组实施例中，纤芯区包括掺杂硅石以相对于纯的硅石提供正折射率，如掺氧化锗的硅石。纤芯区优选无孔。如图14中所示，在一些实施例中，纤芯区170包括单纤芯段，其相对于纯的硅石具有正的最大折射率Δ1％，所述单纤芯段从中心线延伸到半径R1。在一组实施例中，0.30％＜Δ1＜0.40％及3.0μm＜R1＜5.0μm。在一些实施例中，单纤芯段具有α形状的折射率外形，其中α为6或更大，及在一些实施例中α为8或更大。在一些实施例中，内部环状无孔区182从纤芯区延伸到半径R2，其中内部环状无孔区具有等于R2-R1的径向宽度W12，及W12大于1μm。半径R2优选大于5μm，大于6μm更好。中间环状含孔区184从R2径向向外延伸到半径R3并具有等于R3-R2的径向宽度W23。外部环状区186从R3径向向外延伸到半径R4。半径R4是光纤的硅石部分的最远半径。一个或多个涂层可被施加到光纤的硅石部分的外表面，其在R4开始，即所述最远半径或光纤的玻璃部分的最远边界。纤芯区170和覆层区180优选由硅石组成。纤芯区170优选为用一种或多种掺杂剂掺杂的硅石。有效地，纤芯区170无孔。含孔区184具有不大于20μm的内径R2。在一些实施例中，R2不小于10μm且不大于20μm。在其它实施例中，R2不小于10μm且不大于18μm。在其它实施例中，R2不小于10μm且不大于14μm。再次地，在不限于任何特定宽度的同时，含孔区184具有不小于0.5μm的径向宽度W23。在一些实施例中，W23不小于0.5μm且不大于20μm。在其它实施例中，W23不小于2μm且不大于12μm。在其它实施例中，W23不小于2μm且不大于10μm。
可制成这样的光纤以展现低于1400nm的光纤截止波长，优选低于1310nm，20mm宏弯曲在1550nm导致的损耗小于1dB/匝，优选小于0.5dB/匝，小于0.1dB/匝更好，小于0.05dB/匝更佳，小于0.03dB/匝上佳，小于0.02dB/匝最好；12mm宏弯曲在1550nm导致的损耗小于5dB/匝，优选小于1dB/匝，小于0.5dB/匝更好，小于0.2dB/匝更佳，小于0.01dB/匝上佳，小于0.05dB/匝最好；8mm宏弯曲在1550nm导致的损耗小于5dB/匝，优选小于1dB/匝，小于0.5dB/匝更好，小于0.2dB/匝更佳，小于0.1dB/匝最好。
适当的光纤的例子如图15中所示。图15中的光纤包括由覆层区包围的纤芯区，覆层区包括随机布置的空隙，这些空隙包含在环状区内，其与纤芯分隔开并处于有效沿纤芯区引导光的位置。其它光学类型的弯曲性能光纤和/或微结构光纤也可在本发明中使用。
对本领域技术人员而言，在不背离本发明精神或范围的情况下，对本发明电缆或光缆组件进行各种修改和变化是显而易见的。例如，本发明的电缆或组件可包括其它电缆构件如拉索、纸或云母带、摩擦元件、或其它适当的构件。说明性地，与电缆10类似的电缆还可包括靠近北侧和南侧位置置放的多根小钢丝，其用于防止在接近过程期间切入玻璃增强塑料。尽管光缆组件讨论了与一根或多根系绳光缆光通信的分配电缆，光缆组件也可使用在光网络中的上游如与一根或多根分配电缆光通信的馈电电缆。因而，本发明意于覆盖所提供的本发明的修改和变化，它们均在所附权利要求及其等效方案的范围内。

Claims (14)

1、光缆，包括：
至少一光纤；
至少两个加强件；
至少一干燥嵌入物；及
光缆护套，该光缆护套具有空腔，所述至少两个加强件位于所述空腔的两侧，其中所述至少一光纤及所述至少一干燥嵌入物位于空腔内，及所述至少一光纤与所述光缆护套具有预定的联结水平，该联结水平由所述至少一干燥嵌入物提供，其中对于30米长的光缆所述预定的联结水平为约0.1625牛顿每光纤或更大。
2、根据权利要求1的光缆，所述至少一光纤为光纤带的一部分，及所述光缆具有将所述光纤带夹在中间的多个干燥嵌入物。
3、根据权利要求1或2的光缆，所述光缆为光缆组件的一部分。
4、根据权利要求1、2或3的光缆，所述光缆还包括遇水膨胀构件或阻水构件。
5、根据权利要求1、2或3的光缆，所述至少一干燥嵌入物包括泡沫带。
6、根据权利要求1、2或3的光缆，所述至少一干燥嵌入物包括下组的一种或多种材料：多个微球体、立体织物、毡物质、及附着到基体材料的多根细丝。
7、根据权利要求1、2或3的光缆，所述至少一光纤为耐弯曲光纤。
8、根据权利要求1、2或3的光缆，还包括铠装构件。
9、根据权利要求1、2或3的光缆，所述光缆护套为阻燃护套。
10、根据权利要求1、2或3的光缆，所述至少一光纤为具有外套的模块的一部分。
11、根据权利要求3的光缆，其中所述光缆组件还包括具有至少一系绳光纤的系绳光缆，所述至少一系绳光纤与所述光缆的所述至少一光纤光通信。
12、根据权利要求11的光缆，其中所述光缆组件还包括在所述光缆和所述系绳光缆之间提供环境密封的密封部分。
13、根据权利要求11的光缆，其中所述光缆组件还包括附装到所述至少一系绳光纤的箍。
14、根据权利要求11的光缆，其中所述光缆组件还包括箍，该箍附装到所述至少一系绳光纤，其中所述箍是包括护罩的连接器的一部分。
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