光纖電纜束的制作方法
【專利摘要】光纖束包括螺旋絞合子單元電纜?？偝稍诰S持可接受衰減損失的同時具有小橫截面和低彎曲半徑?？墒÷越壴鱽硖岣咛幚砑鞍惭b輕松度。子單元電纜的螺旋絞合允許在安裝期間輕松使用獨立電纜。
【專利說明】光纖電纜束
[0001]優(yōu)先權申請
[0002]本申請案根據(jù)專利法請求2011年5月3日提出申請的美國臨時申請案第61/481，925號的優(yōu)先權權益，本案依賴于所述申請案的內容并且所述申請案全文以引用的方式并入本文。
[0003]相關申請案
[0004]本申請案涉及2009年9月10日提出申請的PCT/US2009/060163，所述專利請求2008年10月9日提出申請的美國臨時申請案第61/104，142號和2009年9月24日提出申請的美國臨時申請案第61/245，420號的優(yōu)先權。
【技術領域】
[0005]本申請案通常涉及具有低彎曲半徑和小橫截面面積的光纖束。
【背景技術】
[0006]通信網(wǎng)絡用以傳輸各種信號，例如語音、視頻、數(shù)據(jù)等。由于通信應用要求更大的帶寬，通信網(wǎng)絡轉換到光纖電纜，是因為光纖電纜與銅導體相比能夠傳送極大量的帶寬。而且，光纖電纜與具有相同帶寬能力的銅電纜相比小得多并且輕得多。然而，常見光纖電纜對于一些應用來說可能太大或太過剛性。例如，在多住戶單元(multiple dwellingunit;MDU)(比如公寓樓)中，通常需要穿過小空間并圍繞狹小拐角鋪設光纖電纜來提供到獨立住戶單元的通道。常見光纖電纜通常是橫截面太大或太過剛性或者既橫截面太大又太過剛性以至于不能鋪設到獨立住戶單元。
[0007]常見MDU部署還要求將獨立電纜從光纖分布終端(fiber distributionterminal ;FDT)牽拉到每個居住單元。技術員通常向下放出電纜到門廳并在隨后將所述電纜放置到線槽模制件中。然而，線槽可能被電纜堵塞，并且可能要求技術員將6至12個獨立引入電纜從FDT牽拉到居住單元。拔出獨立線軸所需的時間還可能打擾到MDU租戶并且增加安裝的人力成本。
[0008]一種推薦的電纜設計為設計用于MDU的無護套電纜，所述電纜具有SZ絞合在一起并且用聚酯綁扎器固定到位的子單元電纜。SZ絞合捆束解決方案提供優(yōu)于部署6個和12個松散的單一光纖電纜的省時優(yōu)勢。然而，在一些應用中，設計中的綁扎器可能不方便在現(xiàn)場拆卸并且可能在安裝期間被卡住或受到磨損。另外，如果不適當?shù)貙壴魇┘舆^高的張力，那么所述綁扎器可能導致光纖衰減增大，因為所述綁扎器趨于壓入電纜子單元。

【發(fā)明內容】

[0009]根據(jù)一個實施方式，光纖束包含具有至少一個子單元光纖電纜的內層和具有多個子單元光纖電纜的外層，所述外層螺旋絞合在內層周圍。每個子單元光纖電纜包含至少一個光纖、圍繞所述至少一個光纖的松散拉伸強度構件層和圍繞所述松散拉伸強度構件層的聚合子單元護套。[0010]根據(jù)一個方面,束可不含玻璃強化塑料(glass-reinforced plastic;GRP)強度構件，使得所述束可經引導穿過例如在MDU中的狹小范圍。具有子單元的外層可包含束的外部周邊，其中束不含外部綁扎器和護套，使得獨立束在安裝期間可易于使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖式中的各種特征不一定按比例繪制。
[0012]圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的光纖電纜束的一部分的透視圖。
[0013]圖2為根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的光纖電纜束的一部分的透視圖。
【具體實施方式】
[0014]現(xiàn)將詳細參看本實施方式，所述實施方式的實例圖示于附隨圖式中。在任何可能的地方，將貫穿圖式使用相同元件符號指代相同或相似部件。
[0015]圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的光纖電纜總成10或光纖電纜束10的一部分的透視圖。光纖電纜束10包含多個經捆束子單元光纖電纜100的單元。未用綁扎器纏繞子單元電纜100以適當緊固子單元電纜100。束包含具有一或多個子單元電纜100的內層120和具有多個子單元電纜100的外層130。在所示實施方式中，外層130包括圍繞單一子單元內層120的呈“5-1”布置的五個子單元電纜。子單元100以高度束完整性螺旋地絞合。在無綁扎器的情況下通過選擇適當?shù)穆菪g距長度和單元尺寸將束固定在一起。
[0016]獨立子單元在結構和組成方面可對應于PCT/US2009/060163中所描述的子單元，所述專利的所有內容以引用的方式并入。例如，每個子單元光纖電纜100可為阻燃的單一光纖電纜。在所示實施方式中，子單元光纖電纜100包括由松散拉伸強度構件層104圍繞的單一緩沖式光纖102和擠壓在強度構件層104上方的外聚合物管狀子單元護套或護鞘106。根據(jù)本實施方式，松散拉伸強度構件層104向獨立光纖子單元增加充足拉伸強度，以使得整體總成10不需要額外的強度構件。例如,本文所公開的總成可不含增加成本并增大電纜彎曲半徑的剛性強度構件，例如玻璃強化塑料(GRP)棒。光纖的緩沖涂層可由聚氯乙烯(PVC)材料形成。用于涂層的其他適合材料包括聚合材料，例如紫外線固化丙烯酸酯材料、聚乙烯、PVDF、尼龍或PVR。外部子單元護套106可由(例如)PVC材料形成。用于外部子單元護套106的其他適合材料包括聚合材料，比如聚乙烯、PVDF或尼龍。拉伸強度構件層104可為芳纟侖纖維紗，例如可從E.1 du Pont de Nemours and C0.獲得的KEVLAR?、玻璃纖維和芳纟侖強化塑料(aramid-reinforced plastic;ARP)。子單元護套106及/或緩沖涂層可包括氫氧化鋁、三氧化二銻或其他適合添加劑來改善阻燃性。
[0017]束10可基于束直徑而絞合為對應絞距長度，以使得束在彎曲、布線和安裝時維持完整性。調整中央子單元100的大小以容納適宜數(shù)量的待絞合子單元100。將所有子單元電纜100的大小調整為相同以便使用相同的連接器部件也可為有利的。完成此舉的一種方法為:以所需子單元100的大小開始并外涂覆到恰當大小的中央單元，以使得成品束將維持完整性。此舉可通過以下方式實現(xiàn):在上護套與外層之間添加滑動層使得外層可在附接連接器時剝離。子單元電纜100可利用彎曲不敏感光纖，所述彎曲不敏感光纖可彎曲到5_的彎曲半徑?？蛻粢蠼浝κ訂卧?00可安裝在可商購的最小模制件中。還要求將經捆束電纜10連同連接器套筒總成剛好放入模制件中。子單元電纜100可經顏色編碼以便易于識別。電纜10可整批售賣，以用可現(xiàn)場安裝連接器(未圖示)安裝或用工廠安裝連接器(未圖示)安裝為電纜總成。
[0018]螺旋絞合的優(yōu)勢在于:螺旋絞合有助于對子單元電纜100的中跨使用，當將貫穿結構(例如多住戶單元)部署子單元電纜100時，所述中跨使用為重要特征。具有子單元電纜100的鄰接的內層120和外層130可在單獨的絞合機上以獨立道次絞合或在共用絞合機上以單一道次絞合。內層120的子單元電纜100可與外層130的子單元電纜緊密鄰接并接觸所述子單元電纜。
[0019]在無綁扎器維持束絞距長度的情況下，技術員可避免在安裝期間緊固及切割綁扎器。不存在綁扎器還避免了在安裝期間綁扎材料的磨損或粗磨問題，所述問題可導致?lián)p傷光纖束10?？赏ㄟ^僅解開絞距長度以選擇所需單元來使用子單元100，并且一旦移除所需子單元100，將重新扭絞所述束10。螺旋絞合可等同于減少束10的衰減以及實質上減少處理時間及復雜度。束是高度穩(wěn)定的，并且獨立子單元100的絞距長度不受比如松散綁扎張力或應用綁扎器的機器的故障的因素的不利影響，此情況使得處理更加一致并降低不良率。
[0020]如圖1中所示，六個光纖的設計具有五個外部直徑為1.65mm的子單元100，所述子單元100螺旋地絞合在一個外部直徑為1.65mm的中央子單元100周圍。子單元絞距長度大約50mm,在40mm至60mm的范圍中，并且束直徑大約4.8mm,在4.6mm至5.2mm的范圍中。平均束直徑可通過在束的多個橫截面處用圓劃定束的范圍來估計。如果將六個子單元100絞合在一起，那么將需要使用中央元件來確保一圓形緊密封裝層；然而，如果將一個元件放置在中央并且縮短絞距長度，那么可在獲得短絞距長度提供的高靈活度以外實現(xiàn)相同緊密封裝。然而，取決于電纜中的光纖類型，絞距長度太短可能具有對光纖可靠性的不利影響、大量彎曲誘發(fā)的衰減或者以上兩者。外層130中的子單元可具有相同外部直徑，一般在
1.6mm至1.7mm的范圍中。
[0021]圖2為根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的光纖電纜總成210或光纖電纜束210的一部分的透視圖。光纖電纜束210包含一個單元的十二個螺旋絞合的經捆束子單元光纖電纜200。未用綁扎器纏繞子單元電纜200以適當緊固子單元電纜200。束包含具有多個子單元電纜200的內層220和具有多個子單元電纜200的外層230。在所示實施方式中，外層230包括圍繞三個子單元內層220的呈“9-3”布置的九個子單元電纜。子單元200以高度束完整性螺旋地絞合。獨立子單元在結構和組成方面可對應于PCT/US2009/060163中所描述的子單元并且對應于上文所論述的子單元100。在無綁扎器的情況下通過選擇適當?shù)穆菪g距長度和單元尺寸將總成210固定在一起。
[0022]束210可基于束直徑而絞合為對應絞距長度，以使得束在經彎曲、布線和安裝時維持完整性。調整內層220中的子單元200的大小以容納適宜數(shù)量的待絞合的子單元200。將所有子單元電纜200的大小調整為相同以便使用相同的連接器部件也可為有利的。子單元電纜200可利用彎曲不敏感光纖。具有子單元電纜200的鄰接的內層220和外層230可在單獨的絞合機上以獨立道次絞合或在共用絞合機上以單一道次絞合。內層220的子單元電纜200可與外層230的子單元電纜緊密鄰接并接觸所述子單元電纜。
[0023]如圖2中所示,十二個光纖的設計具有九個外部直徑為1.65mm的子單元200,所述子單元200螺旋地絞合在三個外部直徑為1.65mm的中央子單元200周圍。子單元絞距長度大約70mm,在60mm至80mm的范圍中或在另一實施方式中在65mm至75mm的范圍中；且平均束直徑大約6.4mm,在6.2mm至6.6mm的范圍中。
[0024]八個光纖的設計具有七個外部直徑為1.65mm的子單元200，所述子單元200螺旋地絞合在一個外部直徑為2.0Omm的中央子單元200周圍。子單元絞距長度大約60_，在50mm至70mm的范圍中，且束直徑大約5.2mm。在此情況下,通過使用極大中央元件在周圍絞合其他七個子單元來將束的大小保持為最小值。此舉又允許高靈活度和圓形緊密封裝結構的產生。替代性的八個光纖的設計具有八個外部直徑為1.65mm的導光子單元200，所述導光子單元200螺旋地絞合在一個外部直徑為2.9mm的中央子單元周圍。在此實施方式中，中央子單元可不具有導光光纖且可包括機械光纖，例如芳綸。子單元絞距長度大約60mm，在50mm至70mm的范圍中，且束直徑大約6.10mm。在此情況下,通過使用極大中央元件在周圍絞合八個子單元來將束的大小保持為最小值。此舉又允許高靈活度和圓形緊密封裝結構的產生。兩種八個光纖的配置使用較大子單元作為中央構件，所述中央構件可能并非為一些安裝者所需。因此，對1.65mm的子單元增加上護套至所需大小將允許安裝者將上護套剝離并且允許僅一個連接器壓接帶大小用于束中的所有子單元。
[0025]在本實施方式中，選擇絞距長度使得單元能夠在被搬運和安裝時將自身固定在一起。如果絞距長度太長，那么一或多個層展開且電纜失去自身完整性。通過極大中央元件的不標準使用或相比針對此類絞合構造的一般情況減少層中的元件的數(shù)量，使得能夠省略綁扎紗。另外，通過安裝小直徑線軸所提供的耦接(例如，康寧的“Reel in a Box”解決方案)限制扭動并保證束的穩(wěn)定性。
[0026]在此說明書中的子單元中，低煙無鹵素材料可用作緊密緩沖材料和用作子單元護套材料。阻燃級(plenum rated) PVC可用作緊密緩沖材料和護套材料。根據(jù)最終應用，額外材料變體可包括:聚酯、尼龍或TPE。子單元的外部直徑可為除1.65mm之外的大小。例如，500微米的緊密緩沖式光纖可用于較小直徑的電纜。經捆束子單元配置可為除上文列出的配置的其他配置。例如，十五個子單元可反式螺旋地絞合在九個內子單元周圍以獲得光纖計數(shù)較高的束。子單元可為防水的以用于室外應用。經捆束總成可使用單個光纖連接器或多個光纖連接器，例如康寧“MTP”連接器。
[0027]用于子單元光纖電纜100中的光纖可為彎曲不敏感光纖。彎曲不敏感光纖的實例包括可從康寧公司獲得的ClearCurve?牌光纖。此類光纖可具有低至5_的彎曲半徑和低衰減。
[0028]光纖電纜束可適用于室內使用，例如，使得無需用于光纖電纜束的外部電纜護鞘。不存在外護套和省略中央強度構件在某種程度上為光纖電纜束提供相對低的彎曲直徑。相比之下，在常見電纜中，電纜護套的外表面上的最大允用應變將電纜彎曲半徑限制為電纜外徑的至少約5至10倍。每個子單元電纜可具備靈活強度組件，使得光纖電纜束在保持靈活的同時具有充分的拉伸強度。
[0029]根據(jù)上述實施方式，低彎曲直徑和小橫截面面積在某種程度上允許光纖電纜束在維持可接受衰減損失性能的同時在拐角周圍彎曲并且以其他方式引入狹小空間或穿過孔洞。光纖電纜束因此尤其適合為結構(例如，多住戶單元(MDU))提供室內光纖服務。在一種安裝方法中，可將光纖電纜束放置在拐角模制線槽中，且單一光纖子單元電纜可在MDU的每個公寓處引入。盡管可以各種方式絞合子單元電纜，但螺旋絞合在總成的中跨位置處提供輕松使用。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，光纖總成的子單元電纜可根據(jù)行業(yè)標準代碼上色。可將光纖電纜總成放置在拐角模制線槽中，并且單一光纖子單元電纜可在MDU的每個公寓處引入。每個獨立電纜還可具有唯一的印刷標識符以有助于連接到恰當?shù)腇DT端口。例如，在MDU的第一居住單元處，技術員可憑借子單元電纜上印刷的“C0NN1”使用子單元電纜。第二居住單元可接收上面印刷有“C0NN2”的白色子單元電纜，并且以此類推到標注為“C0NN6”的第六子單元。印刷方向可用于促進無錯安裝，并且可布置所述印刷方向為總是遠離FDT或指向FDT。此舉使得技術員能夠切割子單元電纜并使電纜可靠地引入到適當位置。這為一重要特征，因為技術員通常必須在一點處切割子單元電纜，所述點離放置終端引入電纜的點至少六英尺遠。螺旋絞合在光纖總成的中跨位置處提供對子單元電纜輕松使用。雙重六光纖顏色編碼(例如，藍色到白色和黑色到淺綠色)可用于十二個光纖的實施方式中，以提供退出MDU中的連接室的兩個路徑。例如,在一個方向上可將淺色光纖(例如,藍色到白色)引導到編號較低的公寓，且可在相反方向上引導深色光纖(例如，黑色到淺綠色)。以此方式，六個光纖的分離群組降低每個樓層所需的電纜量。
[0031]根據(jù)上述實施方式，低彎曲直徑和小橫截面面積在某種程度上允許光纖總成在維持可接受衰減損失性能的同時在拐角周圍彎曲并且以其他方式引入狹小空間或穿過孔洞。光纖總成因此尤其適合為結構(例如，多住戶單元(MDU))提供室內光纖服務。
[0032]所示實施方式展示具有多個單一光纖子單元電纜的光纖電纜總成。具有一個以上光纖(例如兩個、三個或三個以上光纖)的子單元光纖電纜也可用于根據(jù)本發(fā)明的原理構造的光纖電纜總成實施方式中。此外，各種數(shù)量的子單元電纜(比如八個、二十四個、等等數(shù)量的子單元電纜)可布置于根據(jù)本發(fā)明的光纖電纜總成中。
[0033]權利要求書的范圍內的許多修改和其他實施方式對于所屬領域技術人員將顯而易見。例如，本發(fā)明的概念可用于任何適合的光纖電纜設計及/或制造方法。
【權利要求】
1.一種光纖電纜束，所述光纖電纜束包含: 具有至少一個子單元光纖電纜的內層； 和具有多個子單元光纖電纜的外層，所述外層螺旋絞合在所述內層周圍，其中每個子單元光纖電纜包含: 至少一個光纖； 松散拉伸強度構件層，所述層圍繞所述至少一個光纖； 及聚合子單元護套，所述聚合子單元護套圍繞所述松散拉伸強度構件層。
2.如權利要求1所述的光纖電纜束，其中所述束不含玻璃強化塑料(GRP)強度構件。
3.如權利要求2所述的光纖電纜束，其中所述具有子單元的外層包含所述束的外部周邊，并且所述束不含外部綁扎器和護套。
4.如權利要求3所述的光纖電纜束，其中所述內層包含單個子單元且所述外層包含五個子單元。
5.如權利要求4所述的光纖電纜束，其中所述外層的絞距長度介于40mm至60mm之間。
6.如權利要求5所述的光纖電纜束，其中所述外層的絞距長度介于45mm至55mm之間。
7.如權利要求4至6所述的光纖電纜束，其中所述束的平均外部直徑在4.6mm至5.2mm的范圍中，其中所述平均直徑通過在所述束的多個橫截面處用圓劃定所述束的范圍來估計。`
8.如權利要求4至6所述的光纖電纜束，其中所述外層中的所述子單元的直徑在1.6mm至1.7mm的范圍中。
9.如權利要求4至6所述的光纖電纜束，其中所述拉伸強度構件包含芳綸紗。
10.如權利要求3所述的光纖電纜束，其中所述內層包含三個子單元且所述外層包含九個子單元。
11.如權利要求10所述的光纖電纜束，其中所述外層的絞距長度介于60mm至80mm之間。
12.如權利要求11所述的光纖電纜束，其中所述外層的絞距長度介于65mm至75mm之間。
13.如權利要求10至12所述的光纖電纜束，其中所述束的平均外部直徑在6.2mm至6.6_的范圍中，其中所述平均直徑是通過在所述束的多個橫截面處用圓劃定所述束的范圍來估計。
14.如權利要求10至12所述的光纖電纜束，其中所述外層中的所述子單元的直徑在1.6mm至1.7mm的所述范圍中。
15.如權利要求10至12所述的光纖電纜束，其中所述拉伸強度構件包含芳綸紗，且其中所述內層中的子單元相對于所述外層中的子單元反式螺旋地絞合。
16.如權利要求3所述的光纖電纜束，其中所述內層包含一個子單元且所述外層包含七個子單元，所述內層中的所述一個子單元具有大于所述外層中的所述七個子單元的外部直徑的外部直徑。
17.如權利要求16所述的光纖電纜束，其中所述外層的絞距長度介于50mm至70mm之間且所述內層中的所述子單元的直徑在2.8mm至3.0mm的范圍中。
18.如權利要求16至17所述的光纖電纜束，其中所述束的平均外部直徑在5.0mm至.5.4mm的范圍中，其中所述平均直徑是通過在所述束的多個橫截面處用圓劃定所述束的范圍來估計。
19.如權利要求16至17所述的光纖電纜束，其中所述束的平均外部直徑在5.8mm至6.2mm的范圍中，其中所述平均直徑是通過在所述束的多個橫截面處用圓劃定所述束的范圍來估計。
20.如權利要求16至17所述的光纖電纜束，其中所述外層中的所述子單元的直徑在1.6mm至1.7mm的所述范圍中且其中所述拉伸強度構件包含芳纟侖紗。
21.如權利要求3所述的光纖電纜束，其中: 所述內層包含一個中央子單元且所述外層包含八個子單元，所述內層中的所述子單元具有大于所述外層中的所述八個子單元的外部直徑的外部直徑； 所述外層的絞距長度介于50mm至70mm之間且所述內層中的所述子單元的直徑在2.8mm至3.0mm的所述范圍中； 所述外層中的所述子單元的直徑在1.6mm至1.7mm的所述范圍中； 及所述拉伸強度構件包含芳綸紗。
【文檔編號】G02B6/44GK103502864SQ201280021774
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年5月2日 優(yōu)先權日:2011年5月3日
【發(fā)明者】愛德華·H·哈得孫, 威廉·C·赫爾利, 沃倫·W·麥卡爾平, 戴維·A·塞登 申請人:康寧光纜系統(tǒng)有限責任公司