CN113056690B - 具有可卷绕带和中心强度构件的光纤线缆 - Google Patents

Abstract

一种光纤线缆，可以包括：线缆护套、在线缆护套内居中的刚性抗拉加强构件以及绕刚性抗拉加强构件的多个部分键合的光纤带。光纤线缆不包括任何缓冲管，但是可以包括与带相邻的缓冲层。

Description

具有可卷绕带和中心强度构件的光纤线缆

相关申请的交叉引用

本文要求保护于2018年11月20日提交的标题为“ROLLABLE RIBBON CABLE WITHCENTRAL FRP MEMBER”的美国临时专利申请No.62/769,835的优先权权益，并且其内容通过引用整体并入本文，如在下面进行了完整阐述一样并针对所有适用的目的。

背景技术

光纤线缆一般包括被封在护套内的两根或更多根光纤。分配线缆是一种类型的光纤线缆，被用于将来自中心局的光信号分配到建筑物、房屋和其它场所(即，所谓的“FTTx”)，以及将光信号分配到无线网络小区场所。通常，将分配线缆在沿着其长度的各个点(“中跨”)处分支并拼接成较低光纤数的线缆和引入线缆。

在松散管分配线缆中，可以通过将多根光纤分组在子护套或缓冲管内或者通过将光纤的组松散地包裹在线或纱中以便于识别来将多根光纤组织成子单元。像线缆护套一样，缓冲管通常由相对坚硬的硬质材料制成，以帮助保护光纤。但是，缓冲管通常具有比线缆护套的热膨胀系数低的热膨胀系数，以帮助保护光纤免受线缆护套的热膨胀和收缩的有害影响。

分配线缆中的光纤可以是带状的。术语光纤“带”是指沿着其长度接合在一起的两根或更多根平行光纤。通常被称为基质的材料将光纤粘合在一起。条带化提供了大规模熔合拼接的优势。在“扁平”(也称为“封装”)类型的光纤带中，光纤可以沿着带的整个长度完全或部分地封装在基质材料内。常规扁平光纤带的刚度提出了在线缆中实现高光纤堆积密度的挑战。扁平带在线缆中还具有其它缺点，诸如优先弯曲以及弯角光纤暴露于应力。已经开发出所谓的“可卷绕的”或“部分键合的”光纤带，以实现高光纤堆积密度并避免扁平带的其它一些缺点。在可卷绕或部分键合的带中，基质材料沿着光纤间歇地分布，从而提供足够的柔性以使每个单独的带关于平行于光纤的轴线卷起，或者以其它方式将带压制成具有大致圆柱形的光纤束。

为了提供为满足安装负荷标准所需的高抗拉强度，诸如玻璃纤维环氧树脂或芳纶环氧树脂复合棒或实心钢丝的半刚性加强构件可以在线缆内位于中心。缓冲管可以排列在中心加强构件周围。

另一种类型的光纤线缆被称为开槽芯。开槽芯线缆的特征是具有臂的径向阵列的塑料(例如，聚乙烯)芯，使得相邻臂之间的空间定义其中固定带的槽。半刚性加强构件可以在芯内位于中心。

提供满足安装负荷要求、促进中跨访问并且提供相比于现有分配线缆的其它优点的紧凑的、高堆积密度的光纤分配线缆带来了挑战，本发明能够以下述方式解决这些挑战。

发明内容

本发明一般而言涉及光纤分配线缆。在示例性实施例中，光纤线缆可以包括线缆护套、在线缆护套内居中的刚性抗拉加强构件以及绕刚性抗拉加强构件的多个部分键合的光纤带。光纤线缆不包括任何缓冲管，但是可以包括与带相邻的一个或多个缓冲层。例如，缓冲层可以位于带和线缆护套之间。可替代地，或附加地，在带和刚性抗拉加强构件之间可以包括缓冲层。

通过检查以下附图和详细描述，其它线缆、方法、特征和优点对于本领域技术人员将是清楚的或变得清楚。旨在将所有这样的附加***、方法、特征和优点都包括在本描述内、在说明书的范围内，并由所附权利要求保护。

附图说明

参考以下附图可以更好地理解本发明。附图中的组件不必按比例绘制，而是将重点放在清楚地例示本发明的原理上。

图1是根据本发明的示例性实施例的光纤线缆的透视图。

图2是图1的光纤线缆的横截面视图。

图3是可卷绕的或部分键合的光纤带的平面图。

具体实施方式

如图1-图2中所示(未按比例)，在本发明的例示性或示例性实施方式中，光纤线缆100包括线缆护套102、刚性抗拉加强构件104以及两个或更多个“可卷绕的”(也称为“部分键合的”)带106。虽然出于例示的目的(图2)，光纤线缆100可以具有恰好10个部分键合的带106，但是根据本公开的线缆可以具有任何其它数量的这种带。

每个带106包括单独的光纤108(为清楚起见，未在图1中示出)，如下面关于图3更详细描述的。虽然出于例示的目的(图2-图3)，每个带106可以具有恰好12根光纤108，但是在其它实施例中，每个这样的带可以具有任何数量的这种光纤。因而，在图1-图3中所示的示例性实施例中，光纤线缆100总共具有恰好120根光纤108。光纤108可以具有标准尺寸，诸如总直径为200μm或250μm。

刚性抗拉加强构件104在线缆护套102内位于中心，即，大致沿着光纤线缆100的纵轴。刚性抗拉加强构件104可以由例如玻璃纤维-环氧树脂或芳纶-环氧树脂复合棒或实心钢丝制成。刚性抗拉加强构件104相对于光纤线缆100的其它元件是“刚性的”(即，具有高拉伸模量)，因此基本上为光纤线缆100提供了满足安装负荷标准所必需的抗拉加强。

带106可以绞合在刚性抗拉加强构件104周围。绞合可以是“S-Z”型，其中扭绞方向在顺时针和逆时针之间交替，在一定的扭绞数后反转。可替代地，绞合可以是螺旋的。在刚性抗拉加强构件104周围绞合带106而不是与刚性抗拉加强构件104平行地铺设带106提供以下优点：允许光纤线缆100以比某些先前的(例如，中心管)线缆更高的张力被拉动，同时对于给定数量的线缆应变减少了光纤应变。它还允许在常常用于分配线缆应用的紧密松弛的存储线圈中的整个光纤上平均化弯曲应变。具有S-Z扭绞的绞合带还具有在S和Z扭绞区段之间的反转点处提供额外的带长度的优点，从而使分配线缆的中跨访问更容易。

在一些实施例中，光纤线缆100还可以在带106与线缆护套102之间包括至少一个缓冲层110。缓冲层110可以是涂层(即，粘附到线缆护套102上或以其它方式紧密贴合)，它可以是管子(即，在线缆护套102内更松散地贴合)，或者可以采取缠绕在带106周围的带子的形式。可替代地或附加地，光纤线缆100还可以在带106与刚性抗拉加强构件104之间包括缓冲层112。缓冲层112可以是涂层(即，粘附到刚性抗拉加强构件104或以其它方式紧密贴合)，它可以是管子(即，更松散地围绕刚性抗拉加强构件104贴合)，或者可以采取缠绕在带106周围的带子的形式。缓冲层110和112可以是(化学地或物理地)发泡的。

缓冲层110和112用于保护带106。缓冲层110和112帮助防止微弯曲或大弯曲损失、提供抗压性，并且还可以帮助将带106保持在适当的位置。外层(未单独示出)还可以在安装过程期间充当安装人员的关于光纤正在接近表面的“警告轨迹”指示，并且可以帮助安装人员在剥离过程期间设置刀片深度以避免割伤光纤。因而，缓冲层110和112可以由与制造线缆护套102和刚性抗拉加强构件104的材料相比相对柔软和柔性的材料制成。例如，缓冲层110和112可以包括以下一种或多种：线性低密度聚乙烯(LLDPE)、乙烯-醋酸乙烯酯(E-VA)共聚物、聚氯乙烯(PVC)、乙烯橡胶、丙烯橡胶和热塑性弹性体(TPE)，包括热塑性聚氨酯(TPU)弹性体。此类材料和其它合适的材料一般可以用10-200MPa范围内的杨氏模量和或者小于50的肖氏D硬度或者小于95的肖氏A硬度来表征。但是，倾向于在光纤上留下(例如，粘性)残留物的材料是不合适的。

注意的是，光纤线缆100不包括用于容纳带106的中心管或任何缓冲管。而是，如关于示例性实施例在图1-图2中所示，带106位于缓冲层110和112之间的空间114内。带106与缓冲层110和112相邻，并因此在它们之间被缓冲。缓冲层110和112的弹性或低杨氏模量可以与由高密度聚乙烯、聚丙烯等制成的中心管或常规缓冲管的刚度或高杨氏模量形成对比。

可替代地，缓冲层110和112可以采取带子的形式，包括由一种或多种非织造聚酯纤维、非织造聚丙烯或包括以下一种或多种的挤出材料制成的带子：线性低密度聚乙烯(LLDPE)、乙烯-醋酸乙烯酯(E-VA)共聚物、聚氯乙烯(PVC)、乙烯橡胶、丙烯橡胶和热塑性弹性体(TPE)，包括热塑性聚氨酯(TPU)弹性体。带子可以包括已经(化学地或物理地)发泡的材料。

缓冲层110和112中的一个或两者可以包括提供阻水功能的水溶胀材料，诸如超吸收性聚合物。缓冲层110和112中的一个或两者可以包括阻燃材料，诸如金属水合物(例如，二水合镁、三水合铝等)。可以将水溶胀和/或阻燃材料与上述可以制成缓冲层110和112的材料(例如，LLDP、E-VA、PVC等)混合，以提供均质缓冲层110或112。可替代地，水溶胀材料和/或阻燃材料可以是涂层。

绑扎线116可以绕一根或多根带106的束扭绞(例如，相对于光纤线缆100的长度或范围成螺旋形)。绑扎线116可以被颜色编码以帮助识别带106或两根或更多根带106的束。但是，也可以使用其它的光纤和带识别的方法，诸如在带和光纤上印刷各种形状、数字或字母。绑扎线116可以包括(例如，涂覆或浸渍)水溶胀材料。在图1-图2所示的实施例中，绑扎线116绕每个带106扭绞(如每个带106周围的断线所一般性指示的)。不过，在其它实施例中(未示出)，一根或多根捆扎线可以绕两根或更多根带的束进行配置。而且，虽然在所示的实施例中，绑扎线116用作围绕一根或多根带106的束的绑扎结构，但是在其它实施例(未示出)中，这种绑扎结构可以包括替代或附加元件，诸如非织造或纸质的带子(例如，在绑扎线和带之间)。此类其它绑扎结构可以包括水溶胀材料。

可以在线缆护套102下方提供一个或多个撕裂绳(ripcord)118，以帮助移除线缆护套102的一部分以进行拼接或其它中跨访问。而且，由于带106不包含在任何缓冲管或中心管内，因此根据本公开的线缆提供的益处包括促进对带106的中跨访问。

在图3中示出了每个带106的示例性结构。带106包括通过粘合剂片(通常被称为基质材料)120沿其长度间断地彼此接合的两根或更多根光纤108。图3中所示的基质材料120的图案或本文描述的带106的其它特点仅旨在作为示例，并且本领域普通技术人员将认识到其它类型的可卷绕或部分键合的光纤带是合适的。

如本领域普通技术人员很好理解的，虽然带106在平放时具有图3所示的其光纤108彼此平行排列的带形状，但是光纤108也可以卷成或以其它方式采取紧凑束或大致圆柱形。即，基质材料120的间断分布而不是连续分布为带106提供了足够的柔性，以绕基本平行于光纤的轴线卷绕。在光纤带的上下文中，术语“可卷绕的”和“部分键合的”被本领域普通技术人员理解为具体地是指具有这种特点的带，其由基质材料120的间断分布而不是连续分布提供。“可卷绕的”带可以与其中基质材料沿着光纤的长度连续分布的本领域中通常称为“扁平的”或“封装的”带形成对比。在扁平带中，光纤可以被完全封装在基质材料内。被封装的光纤带的刚度对实现线缆中的高光纤堆积密度提出了挑战。可卷绕带的发展已导致线缆中的光纤堆积密度更高。

包括可卷绕的或部分键合的带106形式的光纤108，与不存在缓冲管或中心管相结合，促进了高堆积密度。为了本公开的目的，堆积密度被定义为光纤108的总横截面面积与线缆护套102内部的横截面面积之间的比率。而且，如上所述，不存在缓冲管或中心管促进对带106的中跨访问。

上面已经描述了本发明的一个或多个例示性或示例性实施例。但是，应该理解的是，本发明由所附权利要求定义，并且不限于所描述的具体实施例。

Claims (6)

1.一种光纤线缆，包括：

线缆护套；

刚性抗拉加强构件，在线缆护套内居中；

绕刚性抗拉加强构件的多个部分键合的光纤带，其中光纤线缆不包括缓冲管；以及

至少一个缓冲层，包括第一缓冲层，所述第一缓冲层具有在10-200兆帕斯卡(MPa)的范围内的杨氏模量，位于所述多个部分键合的光纤带和所述线缆护套之间并且与所述多个部分键合的光纤带和所述线缆护套直接接触。

2.如权利要求1所述的光纤线缆，其中所述多个部分键合的光纤带绕刚性抗拉加强构件绞合。

3.如权利要求1所述的光纤线缆，其中所述多个部分键合的光纤带中的至少一个通过线被绑扎。

4.如权利要求1所述的光纤线缆，其中所述至少一个缓冲层包括第二缓冲层，所述第二缓冲层具有在10-200兆帕斯卡(MPa)的范围内的杨氏模量，位于所述多个部分键合的光纤带和所述刚性抗拉加强构件之间并且与所述多个部分键合的光纤带和所述刚性抗拉加强构件直接接触。

5.如权利要求1-4中任一项所述的光纤线缆，其中所述至少一个缓冲层包括以下一种或多种：线性低密度聚乙烯(LLDP)、乙烯-醋酸乙烯酯(E-VA)共聚物、聚氯乙烯(PVC)、乙烯橡胶、丙烯橡胶和热塑性弹性体(TPE)。

6.如权利要求1-4中任一项所述的光纤线缆，其中所述至少一个缓冲层包括水溶胀材料。

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