光缆基础知识之光缆基本要求 ulk yP
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对光缆的基本要求是保护光纤的机械强度和传输特性,防止施工过程和使用期间光纤断裂,保持传输特性稳定。为此,必须根据使用环境设计各种结构的光缆,以保证光纤不受应力的作用和有害物质的侵蚀。
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保护光纤固有机械强度的方法,通常是采用塑料被覆和应力筛选。光纤从高温拉制出来后,要立即用软塑料(例如紫外固化的丙烯酸树脂)进行一次被覆和应力筛选,除去断裂光纤,并对成品光纤用硬塑料(例如高强度聚酰胺塑料)进行二次被覆。 QmsS,Zljo
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应力筛选条件直接影响光纤的使用寿命。设对光纤进行拉伸应力筛选时,施加的应力为σ P ,作用时间为 t P ( 设为 ls) ;长期使用时,容许施加的应力为σ r ,作用时间为 t r ,断裂概率为 10 6 km 一个断裂点。理论推算得到的容许作用时间(光纤使用寿命) t r 和应力比σ r / σ P 的关系示于图 11 。图中 n 为疲劳因子,其数值随环境条件而变化,例如充气光缆 n=20 ,不充气光缆 n=13 ~ 20 。由图可见,为保证 20 年的光纤使用寿命,应力比被限制为 0.20 ~ 0.35 。经验确定,陆上光缆敷设后,长期使用应力(用应变表示)σ r =0.17 %,因此要求筛选应力σ P =0.5 %~ 0.9 %,海底光缆要求更高,σ P > 2 %。 {|Fn<&G
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图 11 光纤使用寿命和应力比的关系 yGb^k R}d
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即使进行应力筛选,软塑料一次被覆光纤的机械强度,对于成缆的要求还是不够的。因此要用硬塑料进行二次被覆。二次被覆光纤有紧套、松套、大套管和带状线光纤四种,见图 12 。 lq27^K
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图 12 二次被覆光纤(芯线)简图 d,t'e?
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? 紧套; (b) 松套; (c) 大套管; (d) 带状线 zc>LwX}<
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把一次被覆光纤装入硬塑料套管内,使光纤与外力隔离是保护光纤的有效方法。在工程应用中,光缆不可避免要遭受一定的拉力而伸长,或者遭遇低温而收缩。因此,松套管内的光纤要留有一定的余长,使光纤受拉力或压力的作用。图 13 表示松套管光纤无应力“窗口”。 Ak2Vf0E b
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图 13 松套管光纤的无应力“窗口”