光纤互连线缆的制作方法
【专利摘要】一种光纤互连线缆(10)，其包括：一个或多个光纤(12)；以及一个或多个电导体(14)，其由外套管包围。如多模光纤这样的光纤(12)通常封装在挠性聚合管(13)内以形成挠性子单元。
【专利说明】光纤互连线缆
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]该美国非临时申请要求(2011年2月21日提交的)标题为“光纤互连线缆(Optical-Fiber Interconnect Cable) ”的美国专利申请序列号 61/444，960 和(2011 年 8月5日提交的)标题为“光纤互连线缆(Optical-Fiber Interconnect Cable) ”的美国专利申请序列号61/515，532的优先权，在此通过引用包含各申请的全部内容。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种光纤互连线缆。
【背景技术】
[0004]与传统的基于网线的网络相比较，光纤通信网络能够以显著更高的速度传输显著更多的信息。因此，光纤正越来越多地用在通信网络中。光纤数据传输元件也正越来越多地集成于计算机、计算机系统和其它电子装置。
[0005]已经使用诸如USB线缆等的各种互连线缆来将计算机连接至外围装置。然而，传统的互连线缆并不支持光学数据传输。
[0006]随着光学通信扩展到计算机和外围装置内及其之间，需要存在能够便于进行光学数据传输的光纤互连线缆。
【发明内容】
[0007]在一个方面中，本发明涉及一种光纤互连线缆。该互连线缆通常包括挠性子单元，其中该挠性子单元通常具有封装在挠性聚合管内的一个或多个光纤(例如，多模光纤)。该挠性聚合管的杨氏模量通常小于约lOOMPa。该互连线缆通常包括一个或多个高导电性导体。外套管包围该挠性子单元和高导电性导体。该外套管的杨氏模量通常小于约150MPa。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1示意性示出根据本发明的光纤互连线缆的截面图。
[0009]图2是根据本发明的示例性的原型光纤互连线缆的照片。
[0010]图3是示出根据本发明的经历挤捏测试(pinch test)的互连线缆的照片。
【具体实施方式】
[0011]在一个方面中，本发明涉及一种光纤互连线缆。
[0012]在这方面，图1示出根据本发明的示例性光纤互连线缆10。光纤互连线缆10通常包括至少一个挠性子单元11 (例如，挠性管)，其中该挠性子单元11通常具有由挠性聚合管13(8卩，挠性管)包围的一个或多个(例如，两个?四个)光纤12。例如，挠性子单元11可以包括由挠性聚合管13包围的至少六个光纤12 (例如，十二个光纤)。
[0013]典型地，光纤互连线缆10还包括一个或多个绝缘高导电性导体14 (例如，电导体)。如图1所示，外套管15通常包围挠性子单元11和绝缘高导电性导体14。在一些实施例中，光纤互连线缆10还可以具有加强构件16(例如，位于外套管的中央空间内的加强纱)。
[0014]在这方面，根据本发明的示例性光纤互连线缆通常采用高导电性导体(例如，电导体)、光导体和加强纱来实现干法填充芯。在典型实施例中，加强纱主要用来填充如下的自由空间(即，外套管的中央空间中没有被电导体和光导体占据的部分)，其中该自由空间是电导体和包围光导体的挠性子单元周围的自由空间。更通常地，沿着光纤互连线缆的长度，加强纱大致充满电导体和包围光导体的挠性子单元周围的自由空间。
[0015]本领域技术人员应理解，加强纱填充外套管的中央空间内的自由空间的概念并不意图表示在相邻的加强纱之间基本不存在空隙。相反，该概念意图传达加强纱或多或少以光纤填料的形式存在的思想。
[0016]作为示出根据本发明的原型光纤互连线缆的照片的图2例示了该概念(例如，纵长的加强纱大致充满电导体和包围光导体的挠性护套元件周围的自由空间)。特别地，图2所示的加强纱不仅提高了线缆的拉伸强度和抗压性，而且(例如，通过限制挠性子单元的横向移动)还对光导体提供了横向保护。
[0017]光纤互连线缆10通常被设计成弯曲半径是自限性的，从而防止违反最小光纤弯曲半径(即，作为构成组件的光纤所具有的最小弯曲半径)。例如，互连线缆的构成组件(例如，电导体和周围的外套管)可以提高线缆的机械性质，由此防止光纤互连线缆的可能会导致不期望的光学衰减的过度弯曲。实际上，可以修改线缆的机械性质以实现期望的自限性弯曲特性。示例性的机械性质包括但不限于(i)线缆粗度(例如，直径线缆刚性和(iii)线缆纤芯的填充率。如本领域技术人员应理解，线缆的构成元件的特性将确定如此得到的光纤互连线缆的弯曲性质。
[0018]注意，光纤互连线缆10通常包括至少一个挠性子单元11。在典型实施例中，挠性子单元11包括一个或多个多模光纤(例如，符合ITU-T G.651.1推荐的诸如0M2多模光纤等的纤芯为50微米的传统多模光纤)。可以采用的示例性多模光纤包括从Draka(Claremont, North Carolina)可买到的 MaxCap? 多模光纤(0M2+、0M3 或 0M4)。
[0019]通过进一步示例的方式,挠性子单元11可以包括诸如从Draka (Claremont, NorthCarolina)可买到的MaxCapTM-BB-0Mx多模光纤等的弯曲不敏感多模光纤。在这方面，弯曲不敏感多模光纤通常如下:(i)在波长850纳米处，对于以15毫米的弯曲半径绕线轴两匝的卷绕，其宏弯曲损耗不大于0.1dB ； (ii)在波长1300纳米处，对于以15毫米的弯曲半径绕线轴两匝的卷绕，其宏弯曲损耗不大于0.3dB。
[0020]作为对比，根据ITU-T G.651.1推荐，标准多模光纤如下:⑴在波长850纳米处，对于以15毫米的弯曲半径绕线轴两匝的卷绕，其宏弯曲损耗不大于IdB ;(ii)在波长1300纳米处，对于以15毫米的弯曲半径绕线轴两匝的卷绕，其宏弯曲损耗不大于ldB。此外，在使用以15毫米的弯曲半径绕卷轴两匝的卷绕进行测量的情况下，这些标准多模光纤通常如下:(i)在波长850纳米处，其宏弯曲损耗大于0.ldB、更通常地大于0.2dB(例如，0.3dB以上)；以及(ii)在波长1300纳米处，其宏弯曲损耗大于0.3dB、更通常地大于0.4dB (例如，0.5dB以上)。
[0021]由于多模光纤的相对较长的纤芯直径便于进行容易的接头连接，因此这些多模光纤是有利的。因此，采用具有诸如约为70微米?100微米(例如，约80微米)等的扩大的纤芯直径(例如，62.5微米以上)的多模光纤，这落在本发明的范围内。在(Molin等人)2011年 7 月 26 日提交的标题为Multimode Optical Fiber with Improved Bend Resistance 的共同受让的美国专利申请61/511，672中公开了具有扩大的纤芯直径的示例性多模光纤。特别地，美国专利申请61/511，672公开了具有改善的抗弯曲性的槽辅助多模光纤。在美国专利申请公开2010/0220966A1中公开了具有扩大的纤芯直径的另一示例性多模光纤。
[0022]在可选实施例中，挠性子单元11包括多个传统的标准单模光纤(SSMF)。例如从Draka(Claremont, North Carolina)可买到符合ITU-T G.652.D推荐的适当的单模光纤(例如，增强型单模光纤(ESMF))。
[0023]在又一可选实施例中，挠性子单元11包括多个弯曲不敏感单模光纤。从Draka(Claremont, North Carolina)可买到商标名为BendBright?的小易受(例如因微弯曲或宏弯曲所引起的)衰减影响的弯曲不敏感单模光纤。BendBright?光纤符合ITU-TG.652.D推荐。这就是说，采用满足ITU-T G.657.A推荐(例如，ITU-T G.657.Al (2009年11月)子范畴和ITU-T G.657.A2 (2009年11月)子范畴)以及/或者ITU-T G.657.B推荐(例如，ITU-T G.657.B2(2009 年 11 月)子范畴和 ITU-T G.657.B3 (2009 年 11 月)子范畴)的弯曲不敏感玻璃光纤，这落在本发明的范围内。
[0024]在这方面，从Draka(Claremont, North Carolina)可买到商标名为BendBrightXS?的本发明中所使用的特别突出的弯曲不敏感单模玻璃光纤。BendBrightXS?光纤不仅符合ITU-T G.652.D标准和ITU-T G.657.A/B推荐这两者，而且还展现出相对于宏弯曲和微弯曲这两者的显著改善。与这些弯曲不敏感单模光纤相比较，传统的单模光纤通常不符合ITU-T G.657.A推荐或ITU-T G.657.B推荐，但通常符合ITU-TG.652 推荐(例如，ITU-T G.652.D 推荐)。
[0025]如共同受让的标题为Microbend Resistant Optical Fiber的国际专利申请公开 W02009/062131A1 和标题为 Microbend-Resistant Optical Fiber 的美国专利申请公开US2009/0175583所述，使弯曲不敏感玻璃光纤(例如，Draka的以商标名BendBrightXS?可用的单模玻璃光纤)和模量非常低的一次包覆进行配对，这实现了损耗异常低的光纤(例如，与采用传统包覆系统的单模光纤相比，微弯曲敏感度下降了至少IOx)。
[0026]挠性子单元11中所配置的光纤可以采用国际专利申请公开W02009/062131A1和美国专利申请公开US2009/0175583中所公开的光纤包覆，其可以是单模光纤或多模光纤。
[0027]光纤的外径通常约为235微米?265微米，尽管使用直径较小的光纤也落在本发明的范围内。
[0028]例如,组分玻璃光纤的外径可以约为125微米。对于光纤周围的包覆层,一次包覆的外径可以约为175微米?195微米(即，一次包覆的厚度约为25微米?35微米)，并且二次包覆的外径可以约为235微米?265微米(即，二次包覆的厚度约为20微米?45微米)。这些包覆层中的至少一个(通常为二次包覆)可以是有色的并且/或者具有其它标记以帮助识别各个光纤。可选地，光纤可以包括通常为2?10微米的最外侧的墨层。
[0029]在一个可选实施例中，光纤可以具有缩小的直径(例如，最外径约为150微米?230微米)。在该可选光纤结构中，一次包覆和/或二次包覆的厚度缩小，而组分玻璃光纤的直径维持在约125微米。
[0030]例如，在这些典型实施例中，一次包覆层的外径可以约为135微米~175微米(例如，约为160微米)，通常小于165微米(例如，约为135微米~150微米)，并且通常大于140微米(例如，约为145微米~155微米，诸如约为150微米等)。此外，在这些典型实施例中，二次包覆层的外径可以约为150微米~230微米(例如，大于约165微米，诸如190~210微米等)，通常约为180微米~200微米。换言之，光纤的总直径缩小至小于约230微米(例如，约为195微米~205微米，特别地约为200微米)。
[0031]在另一可选实施例中，可以使组分玻璃光纤的直径缩小至小于125微米(例如，约为60微米~120微米)，可能约为70微米~115微米(例如，约为80~110微米)。例如，这可以通过缩小一个或多个包层的厚度来实现。与之前的可选实施例相比较，(i)可以缩小光纤的总直径(即，根据之前的可选实施例来维持一次包覆和二次包覆的厚度)，或者
(ii)相对于之前的可选实施例，可以(例如，以能够维持光纤的总直径的方式)增加一次包覆和/或二次包覆各自的厚度。
[0032]通过例示的方式，对于前者，可以将直径约为90~100微米的组分玻璃光纤与外径约为110微米~150微米(例如，约为125微米)的一次包覆层和外径约为130微米~190微米(例如，约为155微米)的二次包覆层相结合。对于后者，可以将直径约为90~100微米的组分玻璃光纤与外径约为120微米~140微米(例如，约为130微米)的一次包覆层和外径约为160微米~230微米(例如，约为195~200微米)的二次包覆层相结合。
[0033]图1示出封装在挠性聚合管13内的光纤12。在挠性聚合管13内可以使光纤12成束或绞合。通常，挠性聚合管13由(例如，在25°C )杨氏(Young’s)模量小于约300兆帕(MPa)、通常小于约200MPa(例如，50MPa~150MPa)、更通常小于约IOOMPa的聚合材料构成。为了实现小于约IOOMPa(例如，小于约SOMPa)的杨氏模量，挠性聚合管13可以由从DuPont可买到的诸如Hyti el R HTR8351等的热塑性共聚酯弹性体构成。
[0034]这就是说，可以采用具有适当的杨氏模量的其它材料。在这方面，挠性聚合管13可以由作为EPDM橡胶和聚丙烯的混合物的Santoprene?构成。Santoprene?可从ExxonMobile 买到。
[0035](以下的)表1中示出挠性聚合管(即，挠性管)所用的适当材料的机械性质。
[0036]复I
【权利要求】
1.一种光纤互连线缆，包括: 挠性子单元，所述挠性子单元包括封装在挠性聚合管内的一个或多个光纤； 一个或多个高导电性导体；以及 外套管，其包围所述挠性子单元和所述高导电性导体。
2.根据权利要求1所述的光纤互连线缆，其中，所述挠性子单元包括多个多模光纤。
3.根据权利要求1所述的光纤互连线缆，其中，所述挠性子单元包括多个弯曲不敏感多模光纤。
4.根据权利要求3所述的光纤互连线缆，其中，对于以15毫米的弯曲半径卷绕的两匝，所述弯曲不敏感多模光纤具有以下性质:(i)在波长850纳米处，宏弯曲损耗为0.1dB以下；以及(ii)在波长1300纳米处，宏弯曲损耗为0.3dB以下。
5. 根据权利要求3所述的光纤互连线缆，其中，根据挤捏测试，在850纳米处，所述弯曲不敏感多模光纤的衰减附加损耗小于0.3dB。
6.根据权利要求1所述的光纤互连线缆，其中，所述挠性子单元包括纤芯直径约为80微米的多个槽辅助多模光纤。
7.根据权利要求6所述的光纤互连线缆，其中，根据挤捏测试，在850纳米处，所述槽辅助多模光纤的衰减附加损耗小于0.5dB。
8.根据权利要求6所述的光纤互连线缆，其中，根据挤捏测试，在850纳米处，所述槽辅助多模光纤的衰减附加损耗小于0.25dB。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的光纤互连线缆，其中，所述挠性聚合管的外径小于约I毫米。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的光纤互连线缆，其中，还包括位于所述外套管内的加强构件。
11.根据权利要求10所述的光纤互连线缆，其中，所述加强构件包括芳纶纱，所述芳纶纱(i)包围所述挠性子单元和所述高导电性导体，并且(ii)大致充满所述外套管所限定的剩余中央空间。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的光纤互连线缆，其中，所述外套管包括无卤阻燃化合物。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的光纤互连线缆，其中，所述外套管具有根据UL Vff-1垂直线缆火焰测试(UL1581)的VW-1耐火性。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的光纤互连线缆，其中，所述外套管的外径小于约5毫米。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的光纤互连线缆，其中，还包括位于连接器-线缆接口处的应力释放用连接器。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的光纤互连线缆，其中，还包括包含机械干涉装置的连接器，所述机械干涉装置便于在不会对光导体或所述高导电性导体造成损坏的情况下进行可靠的插入和移除。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的光纤互连线缆，其中，预先进行特定长度的线缆的接头连接。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的光纤互连线缆，其中，在25°C，所述挠性聚合管的杨氏模量小于约300MPa。
19.根据权利要求1至17中任一项所述的光纤互连线缆，其中，在25°C，所述挠性聚合管的杨氏模量小于约200MPa。
20.根据权利要求1至17中任一项所述的光纤互连线缆，其中，在25°C，所述挠性聚合管的杨氏模量约为25MPa~75MPa。
21.根据权利要求1至17中任一项所述的光纤互连线缆，其中，在25°C，所述挠性聚合管的杨氏模量约为20MPa~40MPa。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的光纤互连线缆，其中，在25°C，所述外套管的杨氏模量小于约150MPa。
23.根据权利要求1至21中任一项所述的光纤互连线缆，其中，在25°C，所述外套管的杨氏模量小于约80MPa。
24.一种光纤互连线缆，包括: 外套管，其包围干法填充芯，所述干法填充芯包括:(i)封装在挠性管内的多个光纤；(ii)多个电导体；以及(iii)加强纱，其大致充满所述外套管内的剩余自由空间。
25.根据权利要求24所述的光纤互连线缆，其中，所述干法填充芯包括纤芯直径约为80微米的多个槽辅助多模光纤。
26.根据权利要求25所述的光纤互连线缆，其中，根据挤捏测试，在850纳米处，所述槽辅助多模光纤的衰减附加损耗小于0.5dB。
【文档编号】G02B6/44GK103492922SQ201280019566
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年2月21日 优先权日:2011年2月21日
【发明者】B·G·瑞斯克, J·C·罗斯克, O·泰泰特 申请人:德拉克通信科技公司