層絞式光纖帶光纜的結構及套管設計的探討

一、 概述

在我國，光纖通信從70年代末開(kāi)始運用，到現在已有20年有余，尤其是近年來(lái)，光纖光纜的大規模采用，更為顯著(zhù)，一方面因為3G網(wǎng)絡(luò )的覆蓋建設、FTTX網(wǎng)絡(luò )的規模推廣以及IPTV網(wǎng)絡(luò )在城市的試點(diǎn)開(kāi)展，另一方面運營(yíng)商業(yè)務(wù)容量的急速膨脹，以及不斷開(kāi)發(fā)出豐富且多樣性的業(yè)務(wù)內容，同時(shí)，運營(yíng)商隨著(zhù)城市化的發(fā)展而不斷地建設并完善其基礎物理光纖網(wǎng)絡(luò )，既有其發(fā)展的必要性，又有其保持競爭地位的需要。因此，來(lái)自基礎建設和業(yè)務(wù)發(fā)展這兩方面的大量需求，直接導致了運營(yíng)商對光纖光纜需求的快速增長(cháng)，例如：2009年相對2008年市場(chǎng)需求的增長(cháng)率高達100%，用量達到8000萬(wàn)纖芯公里以上。但是用于敷設光纜的城市地下管網(wǎng)資源在相當長(cháng)的一段時(shí)間內和一定空間范圍內的增加又是有限的，并且具有獨占性和稀缺的特點(diǎn)。而光纖帶光纖光纜具有光纖密度大，光纜外徑小，易于敷設等特點(diǎn)，較好地解決了運營(yíng)商發(fā)展的需要與面臨城市地下管網(wǎng)不足的矛盾。這些年來(lái)，運營(yíng)商對光纖帶光纜的運用也越來(lái)越普遍，運用的地域也越來(lái)越廣泛，運營(yíng)的網(wǎng)絡(luò )層次也由核心層逐步向重點(diǎn)接入層擴散，而且芯數也在不斷增加，已經(jīng)運行的大芯數光纖帶光纜已經(jīng)達到了432芯，展望未來(lái)5－10年，在京滬杭等一線(xiàn)城市，光纜的芯數將會(huì )達到1000芯左右。正是基于光纖帶光纖光纜的發(fā)展，本文介紹了制造層絞式光纖帶光纜的結構設計原理，通過(guò)對不同材質(zhì)的光纖帶套管的選擇、不同套管尺寸的設計和性能比較，以及相關(guān)的試驗，驗證了采用不同材料的光纖帶套管時(shí)，光纖帶光纜的性能變化。

二、 光纖帶光纜套管設計的理論分析

1．光纖帶套管尺寸設計

光纖帶可以分為兩種結構，既邊緣粘接型和整體包覆型，整體包覆型結構相對邊緣粘接型結構來(lái)說(shuō)，光纖帶厚度和寬度相應較大?？紤]到光纖帶光纜在實(shí)際生產(chǎn)中和使用的情況，為了提高光纖帶的抗側壓能力和抗扭轉能力，國內光纜廠(chǎng)家目前選擇以整體包覆型結構生產(chǎn)光纖帶為主。

光纖帶中光纖的標識，一般建議選擇全色譜的方式識別，以便工程接續和將來(lái)光纖分配的現場(chǎng)管理。光纖帶可以疊加，就組成了光纖帶矩陣。矩陣的截面圖如圖1所示。

1.1套管內徑通常采用以下近似公式

光纖帶矩陣的等效尺寸如圖2所示，其中光纖帶矩陣的寬度和高度決定了矩陣對角線(xiàn)的長(cháng)度，它的長(cháng)度是我們設計套管尺寸的依據。

套管內徑的公式如下：

其中K值的大小與生產(chǎn)工藝控制有關(guān)，K值考慮的大，那么光纖疊帶在套管中可活動(dòng)的空間就大，套管中的光纖疊帶質(zhì)量就更有保證，但是若套管外徑設計的過(guò)大，那么光纜的成本就會(huì )大幅升高。

上述公式確定的套管內徑是基于完全理想的矩形光纖疊帶而設計的，但是從實(shí)際光纖帶光纜的解剖結果看，光纖疊帶在套管中為菱形，且各帶之間有一定的間隙。因此，修正后的光纖疊帶的模型應為形變時(shí)的疊帶