高密度、低弯曲损耗光纤带电缆的制作方法

本申请要求2017年11月17日提交的美国临时申请序列号62/423,431的优先权的权益，其内容是本申请的依托并且以引用的方式整体并入本文。

本公开总体涉及光学通信电缆，并且更具体地，涉及具有外径的高光纤数光学通信电缆，所述外径被配置成适合指定尺寸的管道。可在例如对单根电缆中光纤数的需求可能超过3,000根光纤的超数据中心应用中使用高光纤数光学通信电缆。然而，需要使用具有小内径的现有管道来对这些高光纤密度电缆进行布线。

背景技术：

现今的常规带电缆基于近二十年来几乎没有变化的技术。例如，常规216光纤带堆叠通常包括十八个12光纤带。随着电缆价格多年来的下降，电缆安装成本不断增加。因此，期望在同一空间中放置更多光纤，以便降低总安装成本。趋势是朝向更小直径的电缆和/或可装配在给定直径管道空间内的尽可能多的光纤。

电缆供应商一直在研究更高光纤密度的电缆解决方案，从而产生例如2000光纤电缆解决方案，其电缆直径类似于过去的1000光纤电缆解决方案。一些这样的电缆解决方案依赖于可靠的带概念，所述带概念结合例如间歇性网状物轻松地将光纤粘合在一起以形成可更容易地卷曲以符合电缆护套或管道中的高密度填充的柔性带。

然而，这些电缆的关键客户价值仍然是期望光纤仍可以12为单位进行多路熔接。为了使现场拼接能够更容易处理，需要高密度带堆叠电缆，所述高密度带堆叠电缆例如与可卷曲带解决方案相比具有保留常规带的至少一些坚固结构的带。

技术实现要素：

常规带电缆通常包括250μm光纤的12光纤带的堆叠。根据在不增大容纳更高光纤数所需的空间的情况下在电缆中实现更高光纤密度的期望，本公开的各方面可基于200μm低损耗光纤。这包括基于在6光纤带子单元基础结构中的200μm低损耗光纤的新型带堆叠，与常规带电缆相比，这可实现给定直径下的更好的光纤密度。

6光纤子单元基础结构可在6、12、18、24、30和36光纤带宽度中使用，所述宽度随后被并入具有高密度带堆叠的电缆中。改进的密度通过使用改进的微弯性能光纤而进一步达成。本文公开现场多路熔接参数，所述参数提供200μm间隔的带到常规先前安装的250μm间隔光纤的可接受的熔接。根据本公开的又一些方面，电缆解决方案包括将较宽的带分成他们的基础6光纤子单元，然后将两个6光纤子单元并排布置用于12光纤多路熔接。通过分离两个6个光纤子单元，200μm间隔的带可多路熔接到传统的250μm间隔的带，例如，这些传统带可能先前已安装在传统网络中。

附图说明

图1是根据本公开的各方面的光纤电缆的等轴视图。

图2是在线2-2处截取的图1的电缆的剖视图。

图3是根据本公开的各方面的常规250μm24光纤带电缆与使用6光纤基础带单元的200μm24光纤电缆的剖视图比较。

图4是根据本公开的各方面的常规250μm48光纤带电缆与使用6光纤基础带单元的200μm48光纤电缆的剖视图比较。

图5是根据本公开的各方面的常规250μm72光纤带电缆与使用6光纤基础带单元的200μm72光纤电缆的剖视图比较。

图6是根据本公开的各方面的常规250μm96光纤带电缆与使用6光纤基础带单元的200μm96光纤电缆的剖视图比较。

图7是根据本公开的各方面的常规250μm144光纤带电缆与使用6光纤基础带单元的200μm144光纤电缆的剖视图比较。

图8是根据本公开的各方面的常规250μm216光纤带电缆与使用6光纤基础带单元的200μm216光纤电缆的剖视图比较。

图9是根据本公开的各方面的常规250μm288光纤带电缆与使用6光纤基础带单元的200μm288光纤电缆的剖视图比较。

图10是根据本公开的各方面的常规250μm432光纤带电缆与使用6光纤基础带单元的200μm432光纤电缆的剖视图比较。

图11是根据本公开的各方面的常规250μm576光纤带电缆与使用6光纤基础带单元的200μm的576光纤电缆的剖视图比较。

图12是根据本公开的各方面的常规250μm864光纤带电缆与使用6光纤基础带单元的200μm的864光纤电缆的剖视图比较。

图13是根据本公开的各方面的常规250μm12光纤带与对准以用于拼接的200μm12光纤带的剖视图比较。

图14是根据本公开的各方面的常规250μm12光纤带与对准以用于在200μm12光纤带的光纤6与7分离之后进行拼接的200μm12光纤带的剖视图比较。

图15是根据本公开的各方面的光纤带处理器的剖视图和尺寸的相关联参数图表。

图16至图20示出根据本发明的各方面的光纤识别的方法。

图21是根据本发明的各方面的被组织用于光纤识别的216光纤堆叠的剖视图。

具体实施方式

参考图1，示出根据实例性实施方案被示为电缆10的光学通信电缆。电缆10包括被示为电缆护套12的电缆主体，所述电缆主体具有限定内部区域或区的内表面，下文所论述的各种电缆组件位于所述内部区域或区中。通常，在电缆部件中包括多根光纤14，并且电缆10在安装期间和之后对多根光纤14提供结构和保护(例如，处理期间的保护、免受元件的保护、免受害虫的保护)。

根据本发明的各方面，如图1所示，第一类型的芯元件可以是光学传输芯元件16，所示光学传输芯元件16包括位于管(诸如缓冲管20)内的光纤带18的光纤组。多个这些光学传输芯元件16可以围绕示为中央强力构件22的中央支撑构件的图案或布置(例如，螺线图案、螺旋图案、sz图案等)缠绕。中央强力构件可由诸如玻璃增强塑料或金属(例如，钢)的材料形成。例如，中心强力构件22可由上护套24和水溶胀带26围绕。

光学传输芯元件16和中央强力构件22一起形成电缆10的芯28。例如，包封元件30(诸如薄膜粘结剂、铠装或铠装带，或者水溶胀带)可被设置成围绕芯与护套12之间的芯28。撕裂线32可被设置成在施加足够的向外指向的拉力时撕裂开电缆部件中的一个的至少一部分(例如，包封元件30和/或护套12)，以提供对芯28的接近。除撕裂线32之外或代替撕裂线32，护套12可包括促进接近芯28的分离特征。例如，一对沿直径相对的中断部分可被共挤出以沿着电缆10的长度延伸，从而使护套能够沿着电缆10的中心线容易地分离。

如图2所示，每个光纤组18可包括任何倍数个光纤子组40，每个光纤子组40具有以基本上平面方式布置的一组或多组6光纤基础带42。根据本发明的各方面，6光纤基础带42由包裹在常规固化带矩阵中以使每电缆/管道光纤容量最大化的六根200μm光纤(诸如超200光纤)组成。在本公开的6光纤带中维持更坚固的带矩阵克服了可卷曲带型带经受处理和拼接时的困难。特别地，例如，多个6光纤200μm带的多路熔接相比柔性可靠带的类似多路熔接更容易且更快，并且相比现场带状松散光纤或单光纤多路熔接更容易且更快。此外，200μm光纤维持与常规250μm光纤相同的9.2μm模场直径。虽然在本文中称为200μm光纤，但当考虑可涂覆到单根光纤以供识别的着色层时，200μm光纤的6光纤带中的光纤之间的实际间隔可以更接近208μm。

然后，如同这样的每个光纤组18可包括任意数量的堆叠光纤子组40，其中光纤子组40优选地具有不同的宽度，从而形成光纤组18的阶梯式周边。例如，光纤组18可包括光纤带的内侧子组42，其中至少一组侧向子组44a、44b位于其相对侧上。侧向子组44a、44b可与侧向子组45a、45b紧密地侧接；侧向子组45a、45b可与侧向子组46a、46b紧密地侧接；并且侧向子组46a、46b可与侧向子组47a、47b紧密地侧接。在优选的示例性实施方案中，内侧子组42可具有十二层36光纤带，每个层具有六个6光纤子单元；横向子组44a、44b包含各自具有30光纤带的四个层，每个30光纤带层具有五个6光纤子单元；横向子组45a、45b包含各自具有24光纤带的两个层，每个24光纤带层具有4个6光纤子单元；横向子组46a、46b包含各自具有18光纤带的两个层，每个18光纤带层具有三个6光纤子单元；并且每个横向子组47a、47b包含具有两个6光纤子单元的12光纤带的单层。因此，每个光纤子组18可包括例如864根光纤。根据本公开的各方面，如图1和图2所示，具有六个缓冲管20的光纤电缆10包括5184根光纤，并且具有大约36mm的电缆内径和大约4根光纤/mm²的光纤密度。

根据本发明的又一些方面，中央构件单元(22、24、26)可用具有多达另外864μm光纤的光纤组18的第七光学传输芯元件16替代。具有第七光学传输芯元件16的电缆在相同的36mm电缆直径中可具有多达6048根光纤，光纤密度为大约4.7根光纤/mm²。

上文各种子组基于提供最大密度的电缆或管组件，其光纤数超过将装配到两英寸管道中的4320根光纤。然而，子组40的数量和在每个子组中包括层的光纤带的数量可取决于所需电缆的尺寸和适应该特定电缆尺寸的光纤需求所需的光纤密度而有所不同。每个子组可包含具有至少一个光纤带的至少一个相应层。每个子组可例如从内侧子组开始并移动到侧向子组逐渐变小。因此，光纤带组18可限定阶梯状轮廓，所述阶梯状轮廓可关于内侧子组42大体上对称。阶梯状轮廓可通过基本上用例如光纤带组填满芯28的体积来限定高光纤填充密度。换句话说，电缆10的光纤填充密度可通过阶梯状轮廓来优化。宽度w和/或高度h在阶梯之间可以是恒定的，或者它们在轮廓中逐步变得越来越小(图1)。

下表1提供用于包括250μm常规12光纤带堆叠的电缆或管组件的各种尺寸的光纤带组18与用于包括200μm多阶梯6光纤基础带堆叠的电缆或管组件的光纤带组18的比较。

从图表和相关图中可看出，图中圆圈所表示的内径说明在使用200μm多阶梯6光纤基础带堆叠时由于增加的光纤密度而减小电缆直径的能力。如图3所示，例如，常规250μm24光纤数管可具有以3.1mm对角线尺寸和4.2mm管内径堆叠的两个12光纤带。所得的光纤密度是2.5根光纤/mm²。将其与图4所示的实例进行比较，其中具有四个200μm6光纤带堆叠的相同的24光纤计数管对于具有2.3mm内径的管具有1.5mm对角线尺寸。所得的光纤密度是10.7根光纤/mm²，这是对空间的更好利用，从而实现更小的管直径。如图5所示，例如，常规250μm48光纤数管可具有以3.3mm对角线尺寸和4.2mm的内径堆叠的四个12光纤带。所得的光纤密度是4.4根光纤/mm²。将其与图6所示的实例进行比较，其中相同的48光纤数管具有以具有两层内侧子组的分层形式堆叠的八个200μm6光纤带，每个层包括相邻以形成12光纤宽层的两个6光纤带以及位于内侧子组两侧上的两个侧向子组，每个侧向子组具有两层6光纤带。这产生在具有3.2mm内径的管中的2.4mm对角线尺寸的带堆叠。所得的光纤密度是8.3根光纤/mm²。表1和图3至图12概述了包括图1和图2所示的电缆的864光纤构型的常规光纤堆叠尺寸的所有对应值，在这种情况下，如图所示的以分层形式堆叠的200μm6光纤带具有基本上对应于管或电缆的内径的7.7mm对角线尺寸。在这种情况下，实现14.6根光纤/mm²的最大光纤密度。

根据本公开的各方面，6光纤基础带堆叠的各种构型可实现在2英寸管道中可安装多达6048根光纤的带电缆光纤数、在1.25英寸管道中可安装多达1728根绞合缓冲管电缆的带状电缆光纤数，以及在1英寸管道中多达864根光纤的标准单管带状电缆设计的带状光纤数。可为特定尺寸电缆设定特定的堆叠构型，以进一步实现多路熔接过程。例如，144光纤构型具有四个六光纤层、七个十二光纤层和两个18光纤层。这些构型被具体地设计成使得当使用6、18或30光纤的带层时，在堆叠中总是存在偶数个相应的光纤层，使得第一带层的后继基础6光纤带可在第二带层的前导基础6光纤带旁边拼接，以获得十二光纤多路接头。当堆叠返回每个层12、24或36光纤带尺寸时，则可从相同的带层拉出相邻的用于拼接的基础6光纤带。

根据本公开的各方面，用于多路熔接的方法包括将12、18、24、30或36光纤层分成单独的6光纤基础带，使得6光纤基础带之间的间隙可用于进行12光纤多路熔接。如图13所示，当试图将呈带状形式的12根200μm光纤多路熔接到呈带状形式的12根250μm光纤时，每个带的光纤1和12将偏移达220微米，而每个带的光纤6和7仅偏移达20微米。如图14所示，为了克服图13所示的偏移，可将12光纤200μm带制造成具有由沿着纵向中心轴线的至少一部分的间隙分离以便限定优先撕裂部分的两个六光纤子单元，如转让给北卡罗来纳州希科里的康宁光学通信有限责任公司(corningopticalcommunications,llcofhickory,nc)的美国专利6,853,783或美国专利7,532,796中所公开的，两者的内容特此以引用的方式整体并入本文。以这种方式，可将12光纤带分成两个六光纤基础带，从而减小最大偏移。例如，如图14所示，在每个带的光纤1和12处的最大偏移现在是100微米，这在多路熔接接头产率和每根光纤的接头损耗衰减的容限内。

根据本公开的又一些方面，并且如图15所示，可使用固持带以用于热剥离、开裂和多路熔接的带处理器装置来提供用于拼接的必要间隔。处理器装置100可包括肋110，所述肋110从用于固持常规12光纤250um带的通道112突出。通过改变肋110的深度以及间隔尺寸a和c，如图15的表中所示，可在多路熔接接头的光纤6与7之间插入多达240微米的空间。光纤1、6、7和12之间的偏移现在将是100微米，并且所有光纤将能够装配在常规多路熔接器的250um间隔v形槽内并在所述槽内工作。

为了实现衰减性能，本公开的各方面可包括具有高性能200um光纤(诸如像并入本文的美国专利申请序列号62/341,369中所公开的具有改进的微弯性能的光纤)的电缆。

为了在拼接期间识别6光纤带，公开一种新颖的识别方法。如图16所示，两个18光纤带(带1和带2)的示意图被印刷为带5和6以及带6和7。被印刷为带5和6的18光纤带1将最后6根光纤着色为rd-aq(前12根光纤是bl-aq而其余为带5)。被印刷为带6和7的18光纤带2将前6根光纤着色为bl-wh(最后12根为bl-aq而其他为带状物7)。

如图17所示，在拼接期间，带6的两个6光纤带与18光纤带1和18光纤带2分开。如图18所示，18光纤带1的带6的bl-wh与18光纤带2的带六的rd-aq对齐。如图19所示，bl-wh可移动到顶部而rd-aq移动到底部，使得结果如图20所示。通过对齐x，仍可读取带6的印记(例如，6smwh1)。特别是对于864带堆叠，这种类型的识别方法可有益于跟踪堆叠中的七十二个12光纤带单元。

图21示出216光纤带堆叠的示意性横截面，其中带5的rd-aq位于带4的端部处，并且带5的bl-aq位于带6的开始处。通过以这种方式分配特定颜色序列，可简化识别并将识别设定成便于在现场进行多路熔接。例如，如图21所示，带堆叠中的一个将继续以所有bl光纤开始，并且堆叠的相对侧将继续以所有aq光纤结束，同时存在无法被12整除的带(18光纤、30光纤)。其他颜色序列可包括例如全部在左侧或者全部在堆叠的右侧的18光纤和30光纤带层中的额外6光纤基础子单元的全部。

因此，已参考示例性实施方案描述本发明，所述实施方案意图说明而不是限制发明构思。本领域普通技术人员应理解，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可作出前述实施方案的变型和修改。阶梯状轮廓可包括相比相邻子组具有更大或更小光纤数的子组的插入。即使在电缆弯曲期间子组移位的情况下，也可标记子组中的每个带/子单元以便于识别。此外，光纤子组可分别包括通常不相等的光纤数(未示出)。弯曲敏感度较低的光纤可放置在组/子组/带中的预定义位置，用于维持光纤电缆的总体低衰减。