用于光纤电缆的耦接系统的制作方法
用于光纤电缆的耦接系统的制作方法
【专利说明】用于光纤电缆的耦接系统
[0001]相关的申请案
[0002]本申请案根据35U.S.C.§120要求2014年4月17日提交的美国申请案序列号14/255，277的优先权权益，并且根据35U.S.C.§ 120要求2013年6月28日提交的美国临时申请案第61/840,641号的优先权权益，所述申请案的内容是本申请案的基础并以全文引用方式并入本文。
[0003]背景
[0004]本公开案的方面总体涉及光纤电缆，并且更具体地涉及将元件摩擦耦接至电缆内的相邻结构。
[0005]将光纤电缆内的元件(如光纤带的堆叠、紧密缓冲光纤或容纳光纤的松套管等)耦接至电缆的环绕或相邻结构可以减少元件轴向位移以及与元件相关联的光纤的相应翘曲，否则，所述情形会导致光纤的信号衰减增加。举例来说，如果元件不充分地耦接，那么当电缆拉伸或弯曲时，元件就会在电缆中重新分布，并且由此元件可能变得不均匀地压缩于电缆节段中。当电缆随后在较冷温度下变直或收缩或释放张力时，压缩节段中的元件随后会翘曲或扭结，从而导致衰减和/或光纤损坏。
[0006]泡沫带和油脂可以在光纤电缆中用于促进元件(如带堆叠)与电缆内的环绕结构之间的耦接。然而，泡沫可以是体积庞大的，并且会相应地增加电缆直径以及相关联的材料成本。油脂可能在操作和施用方面较易沾脏。需要将光纤电缆内的元件耦接至电缆的环绕和/或相邻结构(如电缆护套)而不大致增加电缆直径和/或相关联的材料成本的有效解决方案。
[0007]概述
[0008]—个实施方式涉及光纤电缆，所述光纤电缆包括:护套，所述护套中形成有空腔；光纤带的堆叠，其位于所述空腔中；以及强度构件，所述强度构件嵌入在所述护套中。护套围绕强度构件隆起，以形成沿着光纤电缆纵向延伸至空腔中的脊部。带堆叠螺旋穿过空腔，使得所述带堆叠的拐角沿着电缆长度在间歇位置处经过所述脊部，其中脊部和带堆叠的拐角之间的相互作用促进带堆叠到护套的耦接。
[0009]另一实施方式涉及光纤电缆，所述光纤电缆包括:护套，所述护套中形成有空腔；光纤带的堆叠，其位于所述空腔中；以及第一强度构件和第二强度构件，所述第一强度构件和所述第二强度构件嵌入在所述护套中。第一强度构件和第二强度构件各自定位在带堆叠的相对两侧。护套围绕强度构件隆起，以形成沿着护套纵向延伸至空腔中的脊部。所述脊部形成空腔在所述脊部之间的最窄宽度。带堆叠螺旋穿过空腔，使得所述带堆叠的拐角沿着光纤电缆长度在间歇位置处经过所述脊部，其中脊部和带堆叠的拐角之间的相互作用促进带堆叠到护套的耦接。
[0010]又一实施方式涉及光纤电缆，所述光纤电缆包括:护套，所述护套中形成有空腔；以及光纤带的堆叠，其位于所述空腔中。所述护套包括沿着所述护套的长度延伸至空腔中的脊部。每个带包括多个光纤，所述多个光纤在共用基质中彼此并排布置并且彼此耦接。带堆叠被缠绕，使得带堆叠的拐角沿着光纤电缆长度在间歇位置处经过脊部。所述脊部是刚性的，使得带堆叠在间歇位置处围绕所述脊部变形，从而使得带中的至少一些的光纤弯曲，然而所述光纤是弯曲不敏感的光纤，所述光纤均包括由玻璃包层环绕的玻璃芯。玻璃包层包括环形区域，其中所述环形区域中的第一个具有低于所述芯的平均折射率的折射率，从而将错误光反射回所述芯。包层的环形区域中的第二个具有不同于环形区域中的第一个的折射率，从而进一步反射或捕获来自芯的错误光，并且改善光纤在减小由宏观弯曲引起的衰减方面的性能。脊部和带堆叠之间的相互作用促进带堆叠到护套的耦接。
[0011]又一实施方式涉及光纤电缆，所述光纤电缆包括:护套，所述护套中形成有空腔；以及光纤带的堆叠，其位于所述空腔中。护套包括在其外部上的压痕，所述压痕形成沿着所述护套的长度延伸至空腔中的脊部。堆叠的每个带包括多个光纤，所述多个光纤在共用基质中彼此并排布置并且彼此耦接。带堆叠的拐角沿着光纤电缆长度在间歇位置处经过脊部，其中脊部和带堆叠的拐角之间的相互作用促进带堆叠到护套的耦接。
[0012]另外的特征和优点在以下【具体实施方式】中阐述，并且部分将由本领域的技术人员从说明书清楚或者通过实践如所撰写的说明书和其权利要求书以及附图中描述的实施方式来认识。应当理解，前述一般描述和以下【具体实施方式】仅是示例性的，并且意图提供用以理解权利要求书的性质和特征的概述或框架。
【附图说明】
[0013]附图被包括来提供进一步的理解，并且并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图例示一或多个实施方式，并与【具体实施方式】一起用于解释各种实施方式的原理和操作。因而，本公开案将从以下结合附图的【具体实施方式】而得到更全面地理解，在附图中:
[0014]图1是根据示例性实施方式的光纤电缆的横截面图。
[0015]图2是根据另一示例性实施方式的光纤电缆的透视图。
[0016]图3是根据又一示例性实施方式的光纤电缆的横截面图。
[0017]图4是根据示例性实施方式的支撑图1的多个光纤电缆在其中的光纤电缆的横截面图，所述光纤电缆中。
【具体实施方式】
[0018]在转向说明现详细描述的示例性实施方式的附图之前，应当了解，本发明的技术不限于在详细说明中阐明或在附图中示出的细节或方法。例如，如本领域的普通技术人员将理解，与附图中的一个附图所示实施方式相关联的特征和属性可以应用于附图中的其他图所示实施方式。
[0019]参照图1，以与电缆110的长度正交的横截面示出的光纤电缆110包括护套112(例如，管道、护鞘)，所述护套112形成空腔114(例如，罩壳、通道)。光纤116位于空腔114中；并且更具体地，光纤116的光纤带120的堆叠118位于空腔114中。每个带120包括光纤116，所述光纤116彼此并排布置，并且束缚在共用基质122中，所述共用基质122如紫外光固化的丙烯酸酯树脂或另一树脂或其他材料。
[0020]带堆叠118的横截面可为矩形，如图1所示，或者可以其他方式设定形状，如具有子区段，所述子区段具有特定数量的光纤116的带120，其中所述子区段的带120在更接近带堆叠118的顶部和底部处具有更少光纤116(例如，金字塔形)。带堆叠118的几何形状的横截面可为多边形，并且带120可在带堆叠118中彼此同心地对准。在其他实施方式中，光纤116可以其他方式布置在如缓冲管道、微型模块，或护套112内的其他结构中。
[0021]根据示例性实施方式，光纤电缆110包括嵌入护套112中的一或多个强度构件，如定位在带堆叠118的相对两侧的第一强度构件124和第二强度构件126，如图1所示。强度构件124、126可为细长杆，如玻璃增强的塑料杆、钢杆或其他材料。强度构件124、126可向光纤电缆110提供额外抗拉强度，从而加强带堆叠118。此外，强度构件124、126可向光纤电缆110提供抗弯强度。在一些实施方式中，光纤电缆110可进一步或可选地包括抗拉纱线，如芳族聚酰胺纱线或玻璃纤维纱线，所述抗拉纱线围绕带堆叠118定位在空腔114中(见，例如，如图3所示抗拉纱线312)。
[0022]根据示例性实施方式，光纤电缆110的护套112围绕强度构件124、126隆起。在一些实施方式中，隆起延伸至空腔114中，从而形成脊部128、130，所述脊部沿护套112纵向延伸穿过空腔114。在一些实施方式中，电缆110的外部132大体是圆形的，但是围绕强度构件124、126的隆起也可形成从护套的外部132向外延伸的脊部134、136，从而提供电缆110的内部内容物的触觉指示和视觉指示，如强度构件124、126的位置。定位强度构件12 4、126可易于电缆的连接器化和/或促进将电缆撕开以接取光纤116。在其他实施方式中，电缆110的外部132不包括脊部。例如，外部132可为完全圆形或以其他方式设定形状，如横截面为长方形或矩形的。在一些实施方式中，脊部128、130可由护套材料形成，而无需是围绕强度构件124、126的隆起。
[0023]脊部128、130可相对于护套112的环绕壁延伸至空腔114中一定距离，所述距离如至少100微米、至少250微米和/或至少500微米。在一些这类实施方式中，或在其他实施方式中，脊部128、130可延伸至空腔中不超过2毫米，如不超过1.5毫米。在另一些的实施方式中，脊部长度可能更大或以其他方式设定大小。根据示例性实施方式，空腔114的宽度(从脊部128、130的尖峰穿过空腔114的横截面中心到空腔114的相对侧上的护套112)小于带堆叠118的最宽的横截面(如矩形带堆叠118的对角横截面)尺寸Drs。然而，空腔114的其他横截面比带堆叠118的最宽的横截面尺寸Drs更宽。
[0024]根据示例性实施方式，带堆叠118螺旋穿过空腔，使得带堆叠118的拐角138沿着光纤电缆110长度在间歇位置(见，例如，如图2所示位置XhX^X^X^Xs)处经过脊部128、130。在其他实施方式中，脊部128、130可成螺旋形的，并且带堆叠118可笔直地穿过空腔114(见，例如，如图2所示螺旋形脊部212)。带堆叠118和脊部128、130两者可按不同速率成螺旋形。无论哪个部件成螺旋形，脊部128、130可在间歇位置处直接接触带堆叠118的拐角138，或可升高电缆110的内部中的其他元件以使其接触带堆叠118，所述其他元件如遇水膨胀带、抗拉强度构件、热屏蔽带，或定位在带堆叠118和脊部128、130之间的其他元件。在间歇位置之间，如图1所示，带堆叠118可与护套112隔开平均至少20微米，如至少50微米，和/或使得带堆叠的间歇位置之间区段大致比间歇位置处的区段更少耦接到护套。
[0025]随着带堆叠118相对于脊部128、130旋转和/或脊部128、130相对于堆叠118旋转，脊部128、130和带堆叠118的拐角138之间的直接或间接相互作用促进带堆叠118到护套112的耦接。例如，在一些实施方式中，带堆叠118的拐角138和脊部128、130的相互作用所促进的带堆叠118到护套112的耦接使得当电缆110处于约23摄氏度的室温范围时，为了将带堆叠118从护套112的一端抽出，对于每30米电缆来说，在带堆叠中每光纤需要至少0.05牛顿的力，如每光纤需要至少0.1牛顿，每光纤需要至少0.2牛顿。对于每30米电缆110来说，所述力还可为或可选地为不超过带堆叠中的每光纤1.2牛顿，如每光纤1.0牛顿或更小，每光纤
0.8牛顿或更小。在其他所涵盖的实施方式中，在电缆110中可存在其他耦接力。
[0026]仍然参照图1，根据示例性实施方式，空腔114的内部衬有粉末140的颗粒。在一些实施方式中，粉末140的颗粒中的至少一些部分地嵌入护套112中，并且有助于在带堆叠118和脊部128、130之间的界面处的摩擦接触。在一些实施方式中，粉末140包括阻燃材料，如三水合铝、氢氧化铝、三聚氰胺、六溴环十二烷、氢氧化镁、云母粉、水合铝、六溴环十二烷聚碳酸酯、水镁石粉、聚磷酸铵、溴代聚苯乙烯，或其他阻燃材料。在一些实施方式中，粉末140包括遇水膨胀材料，如超强吸收性聚合物、交联聚丙烯酸钠、丙烯酸酯和聚丙烯酰胺的共聚物，以及其他遇水膨胀材料。在再其他的实施方式中，粉末140可包括更多组分或其他组分。在所涵盖的实施方式中，这种粉末140可另外地或可选地由带(如聚合材料的非编织片)和/或纱线(如芳族聚酰胺纤维束或其他纱线)携载或与所述带和/或纱线整合。
[0027]根据示例性实施方式，粉末140的基于平均体积的粒度为200微米或更小，其中基于体积的粒度等于具有给定颗粒的等效体积的球体的直径，如150微米或更小。如果光纤116和/或带120接触并且撞击颗粒，那么粉末140的较小颗粒减轻光纤116的微观弯曲衰减。
[0028]在一些实施方式中，每个光纤116包括由玻璃包层144环绕的玻璃芯142，其中光纤116的玻璃包层144由涂层146环绕，所述涂层146包括内部聚合物层和外部聚合物层。涂层146的内部聚合物层具有比涂层146的外部聚合物层低的弹性模量，使得所述涂层包括硬壳外层和在所述硬壳外层内部的应力隔离层。在一些这类实施方式中，外层的弹性模量是内层的弹性模量的至少两倍，如内层的弹性模量的至少三倍或甚至四倍。
[0029]如果从护套112的内部延伸至空腔114中的粉末140的颗粒接触光纤带120，那么涂层146的外部聚合物层限制光纤116的玻璃包层144的刮擦和磨损。此外，如果粉末140的颗粒接触光纤带120，涂层146的内部聚合物层减轻到玻璃包层144和玻璃芯142的应力转移，从而限制由微观弯曲引起的相关联的衰减。在一些实施方式中，代替环形围绕个别光纤116或除环形围绕个别光纤116之外，聚合物层中的一或两层与带的基质122整合。
[0030]至少部分由于协同使用强度构件126和/或护套112本身来促进带堆叠118到护套122的耦接，除了向光纤电缆110的光学部件提供加强强度和/或环境隔离之外，电缆110可特别小。例如，在一些实施方式中，电缆110的横截面大体为圆形的；并且当支撑光纤带的堆叠i 18时，具有小于7毫米的平均外径，如6.5毫米或更小，或甚至6毫米或更小。在一些这类实施方式中，带堆叠118包括至少四个带，并且所述带可各自包括至少四个光纤，如电缆110包括至少六个带，所述至少六个带各自具有八个纤维，所述电缆具有小于7毫米的直径。
[0031]在至少一些实施方式中，电缆包括两个强度构件128、130，所述强度构件的直径处于0.5毫米和1.5毫米之间，护套壁(除了隆起之夕卜)具有0.75毫米和1.75毫米之间的厚度，脊部128、130延伸至空腔114中至少0.15毫米且小于0.5毫米，带堆叠118为矩形并且具有2.0毫米和3.75毫米之间的对角线，护套112的内径(除脊部128、130之间外)处于2.5毫米和4.5毫米之间，并且护套112的总外径(如果存在外部脊部，除外部脊部134、136外)为约8毫米或更小，如7.5毫米或更小，如7.0毫米或更小。
[0032]根据示例性实施方式，位于脊部128、130之下的强度构件124、126向脊部128、130提供刚度，以使得带堆叠118在间歇位置处围绕脊部128、130变形，从而使带120中的至少一些的光纤116弯曲。光纤116在弯曲中压缩和/或拉紧;并且在一些实施方式中，使用弯曲不敏感的光纤减轻相关联的衰减。例如，在一些实施方式中，弯曲不敏感的光纤各自包括在玻璃包层144中的环形区域或层。包层144的环形区域中的第一个，如接触芯142的最内部区域，具有低于芯142的平均折射率的折射率，从而将错误光反射回到芯142。包层144的环形区域中的第二个，如与包层144的第一环形区域的外侧毗连的区域，具有不同于包层144的环形区域中的第一个的折射率(例如，包层144的第二环形区域可为高掺杂的或低掺杂的)，从而进一步反射或捕获来自芯142的错误光，并且改善光纤116在减小由宏观弯曲引起的衰减方面的性能。
[0033]对于一些这类弯曲不敏感的光纤116或其他光纤，光纤116的弯曲不敏感性的程度将使得:随着围绕10毫米直径的心轴的一匝，每个光纤在850纳米的波长下呈现小于0.5分贝、如0.3分贝，或甚至0.25分贝的衰减增加;随着围绕15毫米直径的心轴的一匝，每个光纤在850纳米的波长下呈现小于0.2分贝、 如0.15分贝，或甚至0.1分贝的衰减增加;并且随着围绕20毫米直径的心轴的一匝，每个光纤在850纳米的波长下呈现小于0.1分贝、如0.8分贝，或甚至0.6分贝的衰减增加，从而减轻由带堆叠118的光纤116与脊部128、130的相互作用引起的弯曲衰减。
[0034]仍然参照图1，在一些实施方式中，电缆110包括护套112中的材料间断148、150，所述材料间断沿着护套112纵向延伸。例如，护套112可由第一材料形成，并且间断148、150可由第二材料形成。第一材料可包括第一聚合物，如主要由第一聚合物组成(例如，第一聚合物构成第一材料的至少51体积％，如至少60体积％)。第二材料可包括第二聚合物，如主要由第二聚合物组成(例如，第二聚合物构成第二材料的至少51体积％，如至少60体积％ )。
[0035]在一些实施方式中，第二材料也可包括相对少量的第一聚合物，以增加第一材料和第二材料之间的粘附性，使得具有间断148、150的护套112形成内聚体。在一些实施方式中，第一聚合物为聚乙烯、聚氯乙烯或另一材料。在一些实施方式中，第二聚合物为聚丙烯，或另一材料。第一材料和第二材料中的任一个或两个可包括阻燃添加剂或阻燃材料。根据示例性实施方式，间断148、150通过提供穿过和/或围绕所述间断148、150的撕裂路径来促进围绕间断148、150将护套112撕开。
[0036]在一些实施方式中，电缆110包括至少两个间断148、150。间断148、150可互相定位在带堆叠118的相对两侧上，以使得间断148、150促进将护套112撕裂成两个部分以接取带堆叠118。如图1所示，间断148、150可位于护套112的介于强度构件124、126之间的区段中(例如，与所述强度构件124、126等距)，以使得将强度构件124、126拉开促进经由间断148、150将护套112撕开。在其他实施方式中，可使用如V形沟槽的其他接取特征来促进护套112的撕裂。
[0037]现在参照图2，与电缆110类似的电缆210包括脊部212，所述脊部212沿护套216的内表面成螺旋形纵向穿过空腔214，所述护套216在图2中展示为透明的，以示出脊部212和带堆叠218之间的相互作用。带堆叠218或其他光学元件可铺设成笔直穿过空腔214而不绞合，并且耦接可以通过在脊部212越过带堆叠218的拐角时在间歇位置处与带堆叠218的拐角和脊部212的相互作用实现。因而，上文关于电缆110所述的特征和属性可以用如图2所示的配置来实现，其中考虑到带堆叠和一或多个脊部之间的上述关系，脊部212(而不是带堆叠218)成螺旋形。在这种实施方式中，脊部212可由护套材料形成，所述护套材料不由强度构件升高或支撑。抗拉纱线可定位在电缆210的空腔214中，位于带堆叠218和护套216的内部之间。
[0038]对于电缆110或电缆210，或本文所公开的其他电缆，耦接的间歇位置Χι、X2、X3、X4、知之间的距离取决于堆叠218和/或脊部212相对于另一成螺旋的速率。因此，用于带堆叠218的较短捻距可通过提供更多用于给定长度的护套216的间歇位置来增加带堆叠218到护套216的耦接。此外，增加脊部212数量(图2示出四个)可相应地使得用于给定长度的护套216的间歇位置X!、Χ2、Χ3、Χ4、X5的数量加倍。
[0039]例如，在一些实施方式中，电缆210或本文所公开的任何其他电缆，对于每米长度的护套216，包括带堆叠218的拐角与内部脊部212交界的至少5个间歇位置XhX^X^XhXs，如每米至少8个这类间歇位置XhX^X^X^Xs，这可提供足够的耦接度以克服光学元件位移，如背景章节中所讨论的。在一些这类实施方式或其他实施方式中，对于每米长度的护套216，存在带堆叠218的拐角与内部脊部212交界的不超过80个间歇位置XhX^X^X^Xs，如不超过每米45个这类间歇位置乂142、乂3、乂4、乂5，这允许了带堆叠218的介于间歇位置乂142、父3、Χ4、Χ5之间的区段在电缆弯曲时向低应力位置的挠曲和移动。
[0040]现在参照图3，光纤电缆310包括其中形成有空腔314的护套316，以及位于空腔314中的光纤带320的堆叠318。护套316包括脊部322，所述脊部322沿着护套316的长度延伸至空腔314中。电缆310可包括嵌入的强度构件(参见，例如，如图1所示强度构件124、126)、抗拉纱线312、遇水膨胀带和/或本文关于电缆110、210所公开的其他特征。
[0041]图3中的电缆310的脊部322由护套316的连续、纵向压痕324或褶皱形成。压痕324可由沿着电缆310的制造线定位的位于挤出十字头后面的轮子或其他元件形成;并且可在护套316未完全冷却时形成。形成压痕324的轮子或其他元件可控制来施加护套316的一致位移，以便形成深度一致的压痕324;或可被控制来将一致的力施加至护套316，使得压痕324的深度可例如取决于脊部322是否接触带堆叠318的拐角而改变。在一些实施方式中，当制造护套316时，轮子或其他元件围绕护套316螺旋旋转，从而形成与电缆210的脊部212类似的一或多个成螺旋形的脊部322。在其他实施方式中，脊部322沿护套316的长度是笔直的，并且带堆叠318是成螺旋形的。使得带堆叠318、118成螺旋形可以减小弯曲衰减。
[0042]在一些实施方式中，两个或更多个纵向压痕324形成在护套316中，如定位在护套316的相对两侧以提供耦接，这与电缆110的脊部128、130类似。
[0043]在一些实施方式中，脊部322是刚性的，使得带堆叠318在间歇位置处围绕脊部322变形，从而使带320中的至少一些的光纤弯曲；并且，在一些这类实施方式中，光纤为弯曲不敏感的光纤。脊部322和带堆叠318之间的直接相互作用或通过中间元件的间接相互作用促进带堆叠318到护套316的耦接。
[0044]在一些实施方式中，压痕324和由所述压痕324形成的脊部322被间歇地压入电缆310中，以沿电缆310的长度形成离散的脊部322和压痕324(通常见沿电缆210的长度隔开的间歇位置XhX^X^X^Xs)。使脊部322离散化降低耦接程度，并且离散脊部322的间隔可用来实现所需耦接程度。在一些实施方式中，离散的压痕324和脊部322的长度各自为至少一厘米，并且长度不超过一米。离散的压痕和脊部互相隔开至少一厘米，如至少一分米。
[0045]根据示例性实施方式，压痕324形状被设定来减轻压痕324对光纤电缆310弯曲的影响，使得电缆310不具有由压痕324引起的实质弯曲偏好。在一些实施方式中，压痕324是相对浅的，具有相对于电缆310的毗连外部的最大深度D，所述最大深度D为至少100微米和/或不超过2毫米。在其他实施方式中，深度D可以其他方式设定尺寸。此外，在一些实施方式中，压痕324是相对窄的，具有从护套316的外部上的一个边缘到另一个边缘的宽度W，所述宽度W小于3毫米，如2毫米或更小。在一些实施方式中，护套316的外部的横截面周边为圆形，并且每个压痕324落在小于45度周长的弧长内，如小于30度周长。
[0046]根据示例性实施方式，形成压痕324不会明显改变界定压痕324和脊部322的护套316的厚度T，以使得厚度T在护套316的平均厚度的至少25%以内，如15%以内、10%以内，这可通过如当护套316的平均温度比十字头处的温度冷至少5摄氏度，如冷至少10度，冷至少20度;和/或冷不超过100摄氏度时，在护套316已挤出后部分固化之后制造压痕来实现。根据示例性实施方式，电缆310的脊部322可具有上文对于电缆110、210的脊部所描述的几何形状和/或尺寸。
[00 47]与电缆110的外部脊部134、136类似，电缆310的压痕324为电缆310提供取向点。因而，压痕324可结合如材料间断326、328的接取特征来使用，所述材料间断326、328可相对于压痕324—致定位在护套内的已知位置中。例如，在一些实施方式中，材料间断326、328定位在压痕324中，并且在带堆叠318与压痕324相对的一侧上定位在护套316中。这样定位，用户就可使用压痕324作为凹口来将护套316剥离开，将指甲、钥匙、螺丝刀或其他物品插入所述凹口。
[0048]现在参照图1和图4，本文所公开的电缆的护套可能是个别光纤电缆的最外部护套，这个最外部护套界定所述电缆的外部。在其他实施方式中，额外制造步骤可包括围绕护套112挤出第二护套412，将光纤电缆110与其他这类光纤电缆110绞合在更大的组件中，使用金属铠装环绕光纤电缆110，并且然后在所述铠装上挤出聚合物，和/或额外制造步骤可用来使用本文所公开的技术制作其他配置。
[0049]图4示出支撑多个较小光纤电缆110的电缆410(例如，配线电缆)，所述多个较小光纤电缆110各自与图1的电缆110类似。光纤电缆110围绕中心强度构件414绞合，并且位于用于电缆410的主护套414内。在一些实施方式中，用于电缆410的主护套414为聚合物的，如包括挤出聚乙烯。在一些这类实施方式中，主护套414为复合物，并且包括如波纹钢管或铜管的内部铠装层，以环绕和保护电缆410内的较小光纤电缆110。
[0050]如各种示例性实施方式中示出的光纤电缆的构造和布置仅是例示性的。虽然本公开案仅仅详细描述几个实施方式，但是许多修改是可能的(例如，在各种构件的大小、大小、结构、形状和比例、参数的值、安装布置、材料使用、颜色、取向等方面的变化)而不脱离本文所描述的主题的新颖教导内容和优点。示出为整体形成的一些元件可由多个部件或元件构造，元件位置可以颠倒或以其他方式改变，并且可变更或改变分立元件或位置的性质和数目。任何过程、逻辑算法或方法步骤的顺序或序列都可根据替代实施方式来改变或重新排序。在不背离本发明技术的范围的情况下，也可以在各种示例性实施方式的设计、操作条件和布置方面进行其它取代、修改、变化和省略。
【主权项】
1.一种光纤电缆，所述光纤电缆包括: 护套，所述护套中形成有空腔； 光纤带的堆叠，其位于所述空腔中，每个带包括多个光纤，所述多个光纤在共用基质中彼此并排布置并且彼此耦接;以及 强度构件，所述强度构件嵌入在所述护套中， 其中所述护套围绕所述强度构件隆起以形成沿着护套纵向延伸至所述空腔中的脊部，其中所述带堆叠螺旋穿过所述空腔，使得所述带堆叠的拐角沿着所述护套长度在间歇位置处经过所述脊部，并且其中所述脊部和所述带堆叠的所述拐角之间的相互作用促进所述带堆叠到所述护套的耦接。2.根据权利要求1所述的光纤电缆，其特征在于，从所述脊部的尖峰穿过所述空腔的中心到在所述空腔的相对侧的所述护套之所述空腔的宽度小于所述带堆叠的最宽的横截面尺寸。3.根据权利要求1或2所述的光纤电缆，其特征在于，所述带堆叠在所述间歇位置处直接接触所述脊部，以在所述带堆叠与所述脊部之间的界面处提供所述带堆叠与所述脊部之间摩擦接触。4.根据权利要求3所述的光纤电缆，其特征在于，所述空腔内部衬有粉末颗粒，其中所述颗粒中的至少一些部分嵌入在所述护套中，并有助于所述带堆叠与所述脊部之间的所述界面处发生所述摩擦接触。5.根据权利要求4所述的光纤电缆，其特征在于，所述粉末包括阻燃材料。6.根据权利要求1至5中任一项所述的光纤电缆，其特征在于，位于所述脊部下方的所述强度构件向所述脊部提供刚度，使得所述带堆叠在所述间歇位置处围绕所述脊部变形，从而使得所述带中的至少一些的光纤弯曲。7.根据权利要求6所述的光纤电缆，其特征在于，所述光纤带的所述光纤为弯曲不敏感的光纤，所述光纤均包括由玻璃包层环绕的玻璃芯，其中所述玻璃包层包括环形区域，其中所述环形区域中的第一个具有低于所述芯的平均折射率的折射率，并且其中所述包层的所述环形区域中的第二个具有不同于所述环形区域中的所述第一个的折射率。8.根据权利要求7所述的光纤电缆，其特征在于，所述光纤的弯曲不敏感性的程度使得:随着围绕10毫米直径的心轴的一匝，每个光纤在850纳米的波长下呈现小于0.5分贝的衰减增加；随着围绕15毫米直径的心轴的一匝，每个光纤在850纳米的波长下呈现小于0.2分贝的衰减增加；以及随着围绕20毫米直径的心轴的一匝，每个光纤在850纳米的波长下呈现小于0.1分贝的衰减增加。9.根据权利要求1至8中任一项所述的光纤电缆，其进一步包括: 所述护套中的材料间断，所述间断沿着所述护套纵向延伸，其中所述间断促进围绕所述间断来将所述护套撕开， 另一间断，其中所述间断各自处于所述带堆叠的相对两侧，使得所述间断促进将所述护套撕裂成两个部分以接取所述带堆叠， 其中所述间断位于所述强度构件之间，使得拉开所述强度构件促进经由所述间断来将所述护套撕开。10.根据权利要求1至9中任一项所述的光纤电缆，其特征在于，所述护套围绕所述强度构件隆起，以形成从所述护套的外部突出的外部脊部，所述外部脊部提供所述强度构件位置的触觉指示和视觉指示。11.根据权利要求1至10中任一项所述的光纤电缆，其特征在于，所述带堆叠到所述护套的所述耦接使得为了将所述带堆叠从所述护套的一端抽出，需要这样的力:对于每30米的所述护套来说，在所述带堆叠中每光纤需要至少0.05牛顿的力，但是对于每30米的所述护套来说，在所述带堆叠中每光纤需要不超过1牛顿的力。12.—种光纤电缆，所述光纤电缆包括: 护套，所述护套中形成有空腔，所述护套包括在其外部上的压痕，所述压痕形成脊部，所述脊部沿着所述护套长度延伸至所述空腔中；以及 光纤带的堆叠，其位于所述空腔中，每个带包括多个光纤，所述多个光纤在共用基质中彼此并排布置并且彼此耦接， 其中所述带堆叠的拐角沿着所述护套的所述长度在间歇位置处经过所述脊部，并且其中所述脊部和所述带堆叠之间的相互作用促进所述带堆叠到所述护套的耦接。13.根据权利要求12所述的光纤电缆，其特征在于，所述空腔的横截面大体为圆形的，并且其中所述压痕落入小于45度的弧长内。14.根据权利要求12或13所述的光纤电缆，其特征在于，所述护套的平均内径大于所述带堆叠的最宽的横截面尺寸，并且其中所述空腔从所述脊部的尖峰穿过所述空腔的中心到所述护套的所述空腔的相对侧的直径小于所述带堆叠的所述最宽的横截面尺寸。15.根据权利要求12至14中任一项所述的光纤电缆，其特征在于，所述脊部围绕所述护套的内表面螺旋穿过所述空腔的所述长度。
【专利摘要】本发明公开了一种光纤电缆(110)，所述光纤电缆包括：护套(112)，所述护套中形成有空腔(114)；光纤带(120)的堆叠(118)，其位于所述空腔中；以及强度构件(124、126)，所述强度构件嵌入在所述护套中。所述护套形成脊部(128、130)，所述脊部沿着所述光纤电缆纵向延伸至所述空腔中。所述带堆叠(118)螺旋穿过所述空腔，使得所述带堆叠的拐角(138)沿着所述电缆长度在间歇位置处经过所述脊部，其中所述脊部和所述带堆叠的拐角之间的相互作用促进所述带堆叠到所述护套的耦接。
【IPC分类】G02B6/44
【公开号】CN105492951
【申请号】CN201480042739
【发明人】迈克尔·约翰·金布利特, 朱利安·拉斯泰勒·格林伍德三世, 贾森·克莱·莱尔, 埃里克·约翰·穆兹迪, 戴维·艾伦·塞登
【申请人】康宁光电通信有限责任公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年6月23日
【公告号】WO2014209871A1
【专利说明】用于光纤电缆的耦接系统
[0001]相关的申请案
[0002]本申请案根据35U.S.C.§120要求2014年4月17日提交的美国申请案序列号14/255，277的优先权权益，并且根据35U.S.C.§ 120要求2013年6月28日提交的美国临时申请案第61/840,641号的优先权权益，所述申请案的内容是本申请案的基础并以全文引用方式并入本文。
[0003]背景
[0004]本公开案的方面总体涉及光纤电缆，并且更具体地涉及将元件摩擦耦接至电缆内的相邻结构。
[0005]将光纤电缆内的元件(如光纤带的堆叠、紧密缓冲光纤或容纳光纤的松套管等)耦接至电缆的环绕或相邻结构可以减少元件轴向位移以及与元件相关联的光纤的相应翘曲，否则，所述情形会导致光纤的信号衰减增加。举例来说，如果元件不充分地耦接，那么当电缆拉伸或弯曲时，元件就会在电缆中重新分布，并且由此元件可能变得不均匀地压缩于电缆节段中。当电缆随后在较冷温度下变直或收缩或释放张力时，压缩节段中的元件随后会翘曲或扭结，从而导致衰减和/或光纤损坏。
[0006]泡沫带和油脂可以在光纤电缆中用于促进元件(如带堆叠)与电缆内的环绕结构之间的耦接。然而，泡沫可以是体积庞大的，并且会相应地增加电缆直径以及相关联的材料成本。油脂可能在操作和施用方面较易沾脏。需要将光纤电缆内的元件耦接至电缆的环绕和/或相邻结构(如电缆护套)而不大致增加电缆直径和/或相关联的材料成本的有效解决方案。
[0007]概述
[0008]—个实施方式涉及光纤电缆，所述光纤电缆包括:护套，所述护套中形成有空腔；光纤带的堆叠，其位于所述空腔中；以及强度构件，所述强度构件嵌入在所述护套中。护套围绕强度构件隆起，以形成沿着光纤电缆纵向延伸至空腔中的脊部。带堆叠螺旋穿过空腔，使得所述带堆叠的拐角沿着电缆长度在间歇位置处经过所述脊部，其中脊部和带堆叠的拐角之间的相互作用促进带堆叠到护套的耦接。
[0009]另一实施方式涉及光纤电缆，所述光纤电缆包括:护套，所述护套中形成有空腔；光纤带的堆叠，其位于所述空腔中；以及第一强度构件和第二强度构件，所述第一强度构件和所述第二强度构件嵌入在所述护套中。第一强度构件和第二强度构件各自定位在带堆叠的相对两侧。护套围绕强度构件隆起，以形成沿着护套纵向延伸至空腔中的脊部。所述脊部形成空腔在所述脊部之间的最窄宽度。带堆叠螺旋穿过空腔，使得所述带堆叠的拐角沿着光纤电缆长度在间歇位置处经过所述脊部，其中脊部和带堆叠的拐角之间的相互作用促进带堆叠到护套的耦接。
[0010]又一实施方式涉及光纤电缆，所述光纤电缆包括:护套，所述护套中形成有空腔；以及光纤带的堆叠，其位于所述空腔中。所述护套包括沿着所述护套的长度延伸至空腔中的脊部。每个带包括多个光纤，所述多个光纤在共用基质中彼此并排布置并且彼此耦接。带堆叠被缠绕，使得带堆叠的拐角沿着光纤电缆长度在间歇位置处经过脊部。所述脊部是刚性的，使得带堆叠在间歇位置处围绕所述脊部变形，从而使得带中的至少一些的光纤弯曲，然而所述光纤是弯曲不敏感的光纤，所述光纤均包括由玻璃包层环绕的玻璃芯。玻璃包层包括环形区域，其中所述环形区域中的第一个具有低于所述芯的平均折射率的折射率，从而将错误光反射回所述芯。包层的环形区域中的第二个具有不同于环形区域中的第一个的折射率，从而进一步反射或捕获来自芯的错误光，并且改善光纤在减小由宏观弯曲引起的衰减方面的性能。脊部和带堆叠之间的相互作用促进带堆叠到护套的耦接。
[0011]又一实施方式涉及光纤电缆，所述光纤电缆包括:护套，所述护套中形成有空腔；以及光纤带的堆叠，其位于所述空腔中。护套包括在其外部上的压痕，所述压痕形成沿着所述护套的长度延伸至空腔中的脊部。堆叠的每个带包括多个光纤，所述多个光纤在共用基质中彼此并排布置并且彼此耦接。带堆叠的拐角沿着光纤电缆长度在间歇位置处经过脊部，其中脊部和带堆叠的拐角之间的相互作用促进带堆叠到护套的耦接。
[0012]另外的特征和优点在以下【具体实施方式】中阐述，并且部分将由本领域的技术人员从说明书清楚或者通过实践如所撰写的说明书和其权利要求书以及附图中描述的实施方式来认识。应当理解，前述一般描述和以下【具体实施方式】仅是示例性的，并且意图提供用以理解权利要求书的性质和特征的概述或框架。
【附图说明】
[0013]附图被包括来提供进一步的理解，并且并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图例示一或多个实施方式，并与【具体实施方式】一起用于解释各种实施方式的原理和操作。因而，本公开案将从以下结合附图的【具体实施方式】而得到更全面地理解，在附图中:
[0014]图1是根据示例性实施方式的光纤电缆的横截面图。
[0015]图2是根据另一示例性实施方式的光纤电缆的透视图。
[0016]图3是根据又一示例性实施方式的光纤电缆的横截面图。
[0017]图4是根据示例性实施方式的支撑图1的多个光纤电缆在其中的光纤电缆的横截面图，所述光纤电缆中。
【具体实施方式】
[0018]在转向说明现详细描述的示例性实施方式的附图之前，应当了解，本发明的技术不限于在详细说明中阐明或在附图中示出的细节或方法。例如，如本领域的普通技术人员将理解，与附图中的一个附图所示实施方式相关联的特征和属性可以应用于附图中的其他图所示实施方式。
[0019]参照图1，以与电缆110的长度正交的横截面示出的光纤电缆110包括护套112(例如，管道、护鞘)，所述护套112形成空腔114(例如，罩壳、通道)。光纤116位于空腔114中；并且更具体地，光纤116的光纤带120的堆叠118位于空腔114中。每个带120包括光纤116，所述光纤116彼此并排布置，并且束缚在共用基质122中，所述共用基质122如紫外光固化的丙烯酸酯树脂或另一树脂或其他材料。
[0020]带堆叠118的横截面可为矩形，如图1所示，或者可以其他方式设定形状，如具有子区段，所述子区段具有特定数量的光纤116的带120，其中所述子区段的带120在更接近带堆叠118的顶部和底部处具有更少光纤116(例如，金字塔形)。带堆叠118的几何形状的横截面可为多边形，并且带120可在带堆叠118中彼此同心地对准。在其他实施方式中，光纤116可以其他方式布置在如缓冲管道、微型模块，或护套112内的其他结构中。
[0021]根据示例性实施方式，光纤电缆110包括嵌入护套112中的一或多个强度构件，如定位在带堆叠118的相对两侧的第一强度构件124和第二强度构件126，如图1所示。强度构件124、126可为细长杆，如玻璃增强的塑料杆、钢杆或其他材料。强度构件124、126可向光纤电缆110提供额外抗拉强度，从而加强带堆叠118。此外，强度构件124、126可向光纤电缆110提供抗弯强度。在一些实施方式中，光纤电缆110可进一步或可选地包括抗拉纱线，如芳族聚酰胺纱线或玻璃纤维纱线，所述抗拉纱线围绕带堆叠118定位在空腔114中(见，例如，如图3所示抗拉纱线312)。
[0022]根据示例性实施方式，光纤电缆110的护套112围绕强度构件124、126隆起。在一些实施方式中，隆起延伸至空腔114中，从而形成脊部128、130，所述脊部沿护套112纵向延伸穿过空腔114。在一些实施方式中，电缆110的外部132大体是圆形的，但是围绕强度构件124、126的隆起也可形成从护套的外部132向外延伸的脊部134、136，从而提供电缆110的内部内容物的触觉指示和视觉指示，如强度构件124、126的位置。定位强度构件12 4、126可易于电缆的连接器化和/或促进将电缆撕开以接取光纤116。在其他实施方式中，电缆110的外部132不包括脊部。例如，外部132可为完全圆形或以其他方式设定形状，如横截面为长方形或矩形的。在一些实施方式中，脊部128、130可由护套材料形成，而无需是围绕强度构件124、126的隆起。
[0023]脊部128、130可相对于护套112的环绕壁延伸至空腔114中一定距离，所述距离如至少100微米、至少250微米和/或至少500微米。在一些这类实施方式中，或在其他实施方式中，脊部128、130可延伸至空腔中不超过2毫米，如不超过1.5毫米。在另一些的实施方式中，脊部长度可能更大或以其他方式设定大小。根据示例性实施方式，空腔114的宽度(从脊部128、130的尖峰穿过空腔114的横截面中心到空腔114的相对侧上的护套112)小于带堆叠118的最宽的横截面(如矩形带堆叠118的对角横截面)尺寸Drs。然而，空腔114的其他横截面比带堆叠118的最宽的横截面尺寸Drs更宽。
[0024]根据示例性实施方式，带堆叠118螺旋穿过空腔，使得带堆叠118的拐角138沿着光纤电缆110长度在间歇位置(见，例如，如图2所示位置XhX^X^X^Xs)处经过脊部128、130。在其他实施方式中，脊部128、130可成螺旋形的，并且带堆叠118可笔直地穿过空腔114(见，例如，如图2所示螺旋形脊部212)。带堆叠118和脊部128、130两者可按不同速率成螺旋形。无论哪个部件成螺旋形，脊部128、130可在间歇位置处直接接触带堆叠118的拐角138，或可升高电缆110的内部中的其他元件以使其接触带堆叠118，所述其他元件如遇水膨胀带、抗拉强度构件、热屏蔽带，或定位在带堆叠118和脊部128、130之间的其他元件。在间歇位置之间，如图1所示，带堆叠118可与护套112隔开平均至少20微米，如至少50微米，和/或使得带堆叠的间歇位置之间区段大致比间歇位置处的区段更少耦接到护套。
[0025]随着带堆叠118相对于脊部128、130旋转和/或脊部128、130相对于堆叠118旋转，脊部128、130和带堆叠118的拐角138之间的直接或间接相互作用促进带堆叠118到护套112的耦接。例如，在一些实施方式中，带堆叠118的拐角138和脊部128、130的相互作用所促进的带堆叠118到护套112的耦接使得当电缆110处于约23摄氏度的室温范围时，为了将带堆叠118从护套112的一端抽出，对于每30米电缆来说，在带堆叠中每光纤需要至少0.05牛顿的力，如每光纤需要至少0.1牛顿，每光纤需要至少0.2牛顿。对于每30米电缆110来说，所述力还可为或可选地为不超过带堆叠中的每光纤1.2牛顿，如每光纤1.0牛顿或更小，每光纤
0.8牛顿或更小。在其他所涵盖的实施方式中，在电缆110中可存在其他耦接力。
[0026]仍然参照图1，根据示例性实施方式，空腔114的内部衬有粉末140的颗粒。在一些实施方式中，粉末140的颗粒中的至少一些部分地嵌入护套112中，并且有助于在带堆叠118和脊部128、130之间的界面处的摩擦接触。在一些实施方式中，粉末140包括阻燃材料，如三水合铝、氢氧化铝、三聚氰胺、六溴环十二烷、氢氧化镁、云母粉、水合铝、六溴环十二烷聚碳酸酯、水镁石粉、聚磷酸铵、溴代聚苯乙烯，或其他阻燃材料。在一些实施方式中，粉末140包括遇水膨胀材料，如超强吸收性聚合物、交联聚丙烯酸钠、丙烯酸酯和聚丙烯酰胺的共聚物，以及其他遇水膨胀材料。在再其他的实施方式中，粉末140可包括更多组分或其他组分。在所涵盖的实施方式中，这种粉末140可另外地或可选地由带(如聚合材料的非编织片)和/或纱线(如芳族聚酰胺纤维束或其他纱线)携载或与所述带和/或纱线整合。
[0027]根据示例性实施方式，粉末140的基于平均体积的粒度为200微米或更小，其中基于体积的粒度等于具有给定颗粒的等效体积的球体的直径，如150微米或更小。如果光纤116和/或带120接触并且撞击颗粒，那么粉末140的较小颗粒减轻光纤116的微观弯曲衰减。
[0028]在一些实施方式中，每个光纤116包括由玻璃包层144环绕的玻璃芯142，其中光纤116的玻璃包层144由涂层146环绕，所述涂层146包括内部聚合物层和外部聚合物层。涂层146的内部聚合物层具有比涂层146的外部聚合物层低的弹性模量，使得所述涂层包括硬壳外层和在所述硬壳外层内部的应力隔离层。在一些这类实施方式中，外层的弹性模量是内层的弹性模量的至少两倍，如内层的弹性模量的至少三倍或甚至四倍。
[0029]如果从护套112的内部延伸至空腔114中的粉末140的颗粒接触光纤带120，那么涂层146的外部聚合物层限制光纤116的玻璃包层144的刮擦和磨损。此外，如果粉末140的颗粒接触光纤带120，涂层146的内部聚合物层减轻到玻璃包层144和玻璃芯142的应力转移，从而限制由微观弯曲引起的相关联的衰减。在一些实施方式中，代替环形围绕个别光纤116或除环形围绕个别光纤116之外，聚合物层中的一或两层与带的基质122整合。
[0030]至少部分由于协同使用强度构件126和/或护套112本身来促进带堆叠118到护套122的耦接，除了向光纤电缆110的光学部件提供加强强度和/或环境隔离之外，电缆110可特别小。例如，在一些实施方式中，电缆110的横截面大体为圆形的；并且当支撑光纤带的堆叠i 18时，具有小于7毫米的平均外径，如6.5毫米或更小，或甚至6毫米或更小。在一些这类实施方式中，带堆叠118包括至少四个带，并且所述带可各自包括至少四个光纤，如电缆110包括至少六个带，所述至少六个带各自具有八个纤维，所述电缆具有小于7毫米的直径。
[0031]在至少一些实施方式中，电缆包括两个强度构件128、130，所述强度构件的直径处于0.5毫米和1.5毫米之间，护套壁(除了隆起之夕卜)具有0.75毫米和1.75毫米之间的厚度，脊部128、130延伸至空腔114中至少0.15毫米且小于0.5毫米，带堆叠118为矩形并且具有2.0毫米和3.75毫米之间的对角线，护套112的内径(除脊部128、130之间外)处于2.5毫米和4.5毫米之间，并且护套112的总外径(如果存在外部脊部，除外部脊部134、136外)为约8毫米或更小，如7.5毫米或更小，如7.0毫米或更小。
[0032]根据示例性实施方式，位于脊部128、130之下的强度构件124、126向脊部128、130提供刚度，以使得带堆叠118在间歇位置处围绕脊部128、130变形，从而使带120中的至少一些的光纤116弯曲。光纤116在弯曲中压缩和/或拉紧;并且在一些实施方式中，使用弯曲不敏感的光纤减轻相关联的衰减。例如，在一些实施方式中，弯曲不敏感的光纤各自包括在玻璃包层144中的环形区域或层。包层144的环形区域中的第一个，如接触芯142的最内部区域，具有低于芯142的平均折射率的折射率，从而将错误光反射回到芯142。包层144的环形区域中的第二个，如与包层144的第一环形区域的外侧毗连的区域，具有不同于包层144的环形区域中的第一个的折射率(例如，包层144的第二环形区域可为高掺杂的或低掺杂的)，从而进一步反射或捕获来自芯142的错误光，并且改善光纤116在减小由宏观弯曲引起的衰减方面的性能。
[0033]对于一些这类弯曲不敏感的光纤116或其他光纤，光纤116的弯曲不敏感性的程度将使得:随着围绕10毫米直径的心轴的一匝，每个光纤在850纳米的波长下呈现小于0.5分贝、如0.3分贝，或甚至0.25分贝的衰减增加;随着围绕15毫米直径的心轴的一匝，每个光纤在850纳米的波长下呈现小于0.2分贝、 如0.15分贝，或甚至0.1分贝的衰减增加;并且随着围绕20毫米直径的心轴的一匝，每个光纤在850纳米的波长下呈现小于0.1分贝、如0.8分贝，或甚至0.6分贝的衰减增加，从而减轻由带堆叠118的光纤116与脊部128、130的相互作用引起的弯曲衰减。
[0034]仍然参照图1，在一些实施方式中，电缆110包括护套112中的材料间断148、150，所述材料间断沿着护套112纵向延伸。例如，护套112可由第一材料形成，并且间断148、150可由第二材料形成。第一材料可包括第一聚合物，如主要由第一聚合物组成(例如，第一聚合物构成第一材料的至少51体积％，如至少60体积％)。第二材料可包括第二聚合物，如主要由第二聚合物组成(例如，第二聚合物构成第二材料的至少51体积％，如至少60体积％ )。
[0035]在一些实施方式中，第二材料也可包括相对少量的第一聚合物，以增加第一材料和第二材料之间的粘附性，使得具有间断148、150的护套112形成内聚体。在一些实施方式中，第一聚合物为聚乙烯、聚氯乙烯或另一材料。在一些实施方式中，第二聚合物为聚丙烯，或另一材料。第一材料和第二材料中的任一个或两个可包括阻燃添加剂或阻燃材料。根据示例性实施方式，间断148、150通过提供穿过和/或围绕所述间断148、150的撕裂路径来促进围绕间断148、150将护套112撕开。
[0036]在一些实施方式中，电缆110包括至少两个间断148、150。间断148、150可互相定位在带堆叠118的相对两侧上，以使得间断148、150促进将护套112撕裂成两个部分以接取带堆叠118。如图1所示，间断148、150可位于护套112的介于强度构件124、126之间的区段中(例如，与所述强度构件124、126等距)，以使得将强度构件124、126拉开促进经由间断148、150将护套112撕开。在其他实施方式中，可使用如V形沟槽的其他接取特征来促进护套112的撕裂。
[0037]现在参照图2，与电缆110类似的电缆210包括脊部212，所述脊部212沿护套216的内表面成螺旋形纵向穿过空腔214，所述护套216在图2中展示为透明的，以示出脊部212和带堆叠218之间的相互作用。带堆叠218或其他光学元件可铺设成笔直穿过空腔214而不绞合，并且耦接可以通过在脊部212越过带堆叠218的拐角时在间歇位置处与带堆叠218的拐角和脊部212的相互作用实现。因而，上文关于电缆110所述的特征和属性可以用如图2所示的配置来实现，其中考虑到带堆叠和一或多个脊部之间的上述关系，脊部212(而不是带堆叠218)成螺旋形。在这种实施方式中，脊部212可由护套材料形成，所述护套材料不由强度构件升高或支撑。抗拉纱线可定位在电缆210的空腔214中，位于带堆叠218和护套216的内部之间。
[0038]对于电缆110或电缆210，或本文所公开的其他电缆，耦接的间歇位置Χι、X2、X3、X4、知之间的距离取决于堆叠218和/或脊部212相对于另一成螺旋的速率。因此，用于带堆叠218的较短捻距可通过提供更多用于给定长度的护套216的间歇位置来增加带堆叠218到护套216的耦接。此外，增加脊部212数量(图2示出四个)可相应地使得用于给定长度的护套216的间歇位置X!、Χ2、Χ3、Χ4、X5的数量加倍。
[0039]例如，在一些实施方式中，电缆210或本文所公开的任何其他电缆，对于每米长度的护套216，包括带堆叠218的拐角与内部脊部212交界的至少5个间歇位置XhX^X^XhXs，如每米至少8个这类间歇位置XhX^X^X^Xs，这可提供足够的耦接度以克服光学元件位移，如背景章节中所讨论的。在一些这类实施方式或其他实施方式中，对于每米长度的护套216，存在带堆叠218的拐角与内部脊部212交界的不超过80个间歇位置XhX^X^X^Xs，如不超过每米45个这类间歇位置乂142、乂3、乂4、乂5，这允许了带堆叠218的介于间歇位置乂142、父3、Χ4、Χ5之间的区段在电缆弯曲时向低应力位置的挠曲和移动。
[0040]现在参照图3，光纤电缆310包括其中形成有空腔314的护套316，以及位于空腔314中的光纤带320的堆叠318。护套316包括脊部322，所述脊部322沿着护套316的长度延伸至空腔314中。电缆310可包括嵌入的强度构件(参见，例如，如图1所示强度构件124、126)、抗拉纱线312、遇水膨胀带和/或本文关于电缆110、210所公开的其他特征。
[0041]图3中的电缆310的脊部322由护套316的连续、纵向压痕324或褶皱形成。压痕324可由沿着电缆310的制造线定位的位于挤出十字头后面的轮子或其他元件形成;并且可在护套316未完全冷却时形成。形成压痕324的轮子或其他元件可控制来施加护套316的一致位移，以便形成深度一致的压痕324;或可被控制来将一致的力施加至护套316，使得压痕324的深度可例如取决于脊部322是否接触带堆叠318的拐角而改变。在一些实施方式中，当制造护套316时，轮子或其他元件围绕护套316螺旋旋转，从而形成与电缆210的脊部212类似的一或多个成螺旋形的脊部322。在其他实施方式中，脊部322沿护套316的长度是笔直的，并且带堆叠318是成螺旋形的。使得带堆叠318、118成螺旋形可以减小弯曲衰减。
[0042]在一些实施方式中，两个或更多个纵向压痕324形成在护套316中，如定位在护套316的相对两侧以提供耦接，这与电缆110的脊部128、130类似。
[0043]在一些实施方式中，脊部322是刚性的，使得带堆叠318在间歇位置处围绕脊部322变形，从而使带320中的至少一些的光纤弯曲；并且，在一些这类实施方式中，光纤为弯曲不敏感的光纤。脊部322和带堆叠318之间的直接相互作用或通过中间元件的间接相互作用促进带堆叠318到护套316的耦接。
[0044]在一些实施方式中，压痕324和由所述压痕324形成的脊部322被间歇地压入电缆310中，以沿电缆310的长度形成离散的脊部322和压痕324(通常见沿电缆210的长度隔开的间歇位置XhX^X^X^Xs)。使脊部322离散化降低耦接程度，并且离散脊部322的间隔可用来实现所需耦接程度。在一些实施方式中，离散的压痕324和脊部322的长度各自为至少一厘米，并且长度不超过一米。离散的压痕和脊部互相隔开至少一厘米，如至少一分米。
[0045]根据示例性实施方式，压痕324形状被设定来减轻压痕324对光纤电缆310弯曲的影响，使得电缆310不具有由压痕324引起的实质弯曲偏好。在一些实施方式中，压痕324是相对浅的，具有相对于电缆310的毗连外部的最大深度D，所述最大深度D为至少100微米和/或不超过2毫米。在其他实施方式中，深度D可以其他方式设定尺寸。此外，在一些实施方式中，压痕324是相对窄的，具有从护套316的外部上的一个边缘到另一个边缘的宽度W，所述宽度W小于3毫米，如2毫米或更小。在一些实施方式中，护套316的外部的横截面周边为圆形，并且每个压痕324落在小于45度周长的弧长内，如小于30度周长。
[0046]根据示例性实施方式，形成压痕324不会明显改变界定压痕324和脊部322的护套316的厚度T，以使得厚度T在护套316的平均厚度的至少25%以内，如15%以内、10%以内，这可通过如当护套316的平均温度比十字头处的温度冷至少5摄氏度，如冷至少10度，冷至少20度;和/或冷不超过100摄氏度时，在护套316已挤出后部分固化之后制造压痕来实现。根据示例性实施方式，电缆310的脊部322可具有上文对于电缆110、210的脊部所描述的几何形状和/或尺寸。
[00 47]与电缆110的外部脊部134、136类似，电缆310的压痕324为电缆310提供取向点。因而，压痕324可结合如材料间断326、328的接取特征来使用，所述材料间断326、328可相对于压痕324—致定位在护套内的已知位置中。例如，在一些实施方式中，材料间断326、328定位在压痕324中，并且在带堆叠318与压痕324相对的一侧上定位在护套316中。这样定位，用户就可使用压痕324作为凹口来将护套316剥离开，将指甲、钥匙、螺丝刀或其他物品插入所述凹口。
[0048]现在参照图1和图4，本文所公开的电缆的护套可能是个别光纤电缆的最外部护套，这个最外部护套界定所述电缆的外部。在其他实施方式中，额外制造步骤可包括围绕护套112挤出第二护套412，将光纤电缆110与其他这类光纤电缆110绞合在更大的组件中，使用金属铠装环绕光纤电缆110，并且然后在所述铠装上挤出聚合物，和/或额外制造步骤可用来使用本文所公开的技术制作其他配置。
[0049]图4示出支撑多个较小光纤电缆110的电缆410(例如，配线电缆)，所述多个较小光纤电缆110各自与图1的电缆110类似。光纤电缆110围绕中心强度构件414绞合，并且位于用于电缆410的主护套414内。在一些实施方式中，用于电缆410的主护套414为聚合物的，如包括挤出聚乙烯。在一些这类实施方式中，主护套414为复合物，并且包括如波纹钢管或铜管的内部铠装层，以环绕和保护电缆410内的较小光纤电缆110。
[0050]如各种示例性实施方式中示出的光纤电缆的构造和布置仅是例示性的。虽然本公开案仅仅详细描述几个实施方式，但是许多修改是可能的(例如，在各种构件的大小、大小、结构、形状和比例、参数的值、安装布置、材料使用、颜色、取向等方面的变化)而不脱离本文所描述的主题的新颖教导内容和优点。示出为整体形成的一些元件可由多个部件或元件构造，元件位置可以颠倒或以其他方式改变，并且可变更或改变分立元件或位置的性质和数目。任何过程、逻辑算法或方法步骤的顺序或序列都可根据替代实施方式来改变或重新排序。在不背离本发明技术的范围的情况下，也可以在各种示例性实施方式的设计、操作条件和布置方面进行其它取代、修改、变化和省略。
【主权项】
1.一种光纤电缆，所述光纤电缆包括: 护套，所述护套中形成有空腔； 光纤带的堆叠，其位于所述空腔中，每个带包括多个光纤，所述多个光纤在共用基质中彼此并排布置并且彼此耦接;以及 强度构件，所述强度构件嵌入在所述护套中， 其中所述护套围绕所述强度构件隆起以形成沿着护套纵向延伸至所述空腔中的脊部，其中所述带堆叠螺旋穿过所述空腔，使得所述带堆叠的拐角沿着所述护套长度在间歇位置处经过所述脊部，并且其中所述脊部和所述带堆叠的所述拐角之间的相互作用促进所述带堆叠到所述护套的耦接。2.根据权利要求1所述的光纤电缆，其特征在于，从所述脊部的尖峰穿过所述空腔的中心到在所述空腔的相对侧的所述护套之所述空腔的宽度小于所述带堆叠的最宽的横截面尺寸。3.根据权利要求1或2所述的光纤电缆，其特征在于，所述带堆叠在所述间歇位置处直接接触所述脊部，以在所述带堆叠与所述脊部之间的界面处提供所述带堆叠与所述脊部之间摩擦接触。4.根据权利要求3所述的光纤电缆，其特征在于，所述空腔内部衬有粉末颗粒，其中所述颗粒中的至少一些部分嵌入在所述护套中，并有助于所述带堆叠与所述脊部之间的所述界面处发生所述摩擦接触。5.根据权利要求4所述的光纤电缆，其特征在于，所述粉末包括阻燃材料。6.根据权利要求1至5中任一项所述的光纤电缆，其特征在于，位于所述脊部下方的所述强度构件向所述脊部提供刚度，使得所述带堆叠在所述间歇位置处围绕所述脊部变形，从而使得所述带中的至少一些的光纤弯曲。7.根据权利要求6所述的光纤电缆，其特征在于，所述光纤带的所述光纤为弯曲不敏感的光纤，所述光纤均包括由玻璃包层环绕的玻璃芯，其中所述玻璃包层包括环形区域，其中所述环形区域中的第一个具有低于所述芯的平均折射率的折射率，并且其中所述包层的所述环形区域中的第二个具有不同于所述环形区域中的所述第一个的折射率。8.根据权利要求7所述的光纤电缆，其特征在于，所述光纤的弯曲不敏感性的程度使得:随着围绕10毫米直径的心轴的一匝，每个光纤在850纳米的波长下呈现小于0.5分贝的衰减增加；随着围绕15毫米直径的心轴的一匝，每个光纤在850纳米的波长下呈现小于0.2分贝的衰减增加；以及随着围绕20毫米直径的心轴的一匝，每个光纤在850纳米的波长下呈现小于0.1分贝的衰减增加。9.根据权利要求1至8中任一项所述的光纤电缆，其进一步包括: 所述护套中的材料间断，所述间断沿着所述护套纵向延伸，其中所述间断促进围绕所述间断来将所述护套撕开， 另一间断，其中所述间断各自处于所述带堆叠的相对两侧，使得所述间断促进将所述护套撕裂成两个部分以接取所述带堆叠， 其中所述间断位于所述强度构件之间，使得拉开所述强度构件促进经由所述间断来将所述护套撕开。10.根据权利要求1至9中任一项所述的光纤电缆，其特征在于，所述护套围绕所述强度构件隆起，以形成从所述护套的外部突出的外部脊部，所述外部脊部提供所述强度构件位置的触觉指示和视觉指示。11.根据权利要求1至10中任一项所述的光纤电缆，其特征在于，所述带堆叠到所述护套的所述耦接使得为了将所述带堆叠从所述护套的一端抽出，需要这样的力:对于每30米的所述护套来说，在所述带堆叠中每光纤需要至少0.05牛顿的力，但是对于每30米的所述护套来说，在所述带堆叠中每光纤需要不超过1牛顿的力。12.—种光纤电缆，所述光纤电缆包括: 护套，所述护套中形成有空腔，所述护套包括在其外部上的压痕，所述压痕形成脊部，所述脊部沿着所述护套长度延伸至所述空腔中；以及 光纤带的堆叠，其位于所述空腔中，每个带包括多个光纤，所述多个光纤在共用基质中彼此并排布置并且彼此耦接， 其中所述带堆叠的拐角沿着所述护套的所述长度在间歇位置处经过所述脊部，并且其中所述脊部和所述带堆叠之间的相互作用促进所述带堆叠到所述护套的耦接。13.根据权利要求12所述的光纤电缆，其特征在于，所述空腔的横截面大体为圆形的，并且其中所述压痕落入小于45度的弧长内。14.根据权利要求12或13所述的光纤电缆，其特征在于，所述护套的平均内径大于所述带堆叠的最宽的横截面尺寸，并且其中所述空腔从所述脊部的尖峰穿过所述空腔的中心到所述护套的所述空腔的相对侧的直径小于所述带堆叠的所述最宽的横截面尺寸。15.根据权利要求12至14中任一项所述的光纤电缆，其特征在于，所述脊部围绕所述护套的内表面螺旋穿过所述空腔的所述长度。
【专利摘要】本发明公开了一种光纤电缆(110)，所述光纤电缆包括：护套(112)，所述护套中形成有空腔(114)；光纤带(120)的堆叠(118)，其位于所述空腔中；以及强度构件(124、126)，所述强度构件嵌入在所述护套中。所述护套形成脊部(128、130)，所述脊部沿着所述光纤电缆纵向延伸至所述空腔中。所述带堆叠(118)螺旋穿过所述空腔，使得所述带堆叠的拐角(138)沿着所述电缆长度在间歇位置处经过所述脊部，其中所述脊部和所述带堆叠的拐角之间的相互作用促进所述带堆叠到所述护套的耦接。
【IPC分类】G02B6/44
【公开号】CN105492951
【申请号】CN201480042739
【发明人】迈克尔·约翰·金布利特, 朱利安·拉斯泰勒·格林伍德三世, 贾森·克莱·莱尔, 埃里克·约翰·穆兹迪, 戴维·艾伦·塞登
【申请人】康宁光电通信有限责任公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年6月23日
【公告号】WO2014209871A1
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