光缆余长形成及意义
光缆中光纤余长的问题
光缆中光纤余长的问题光纤松套时、成缆时、光缆存放后、施工后,还是在运转使用过程中,光纤在 1.55um 窗口衰减对各种因素都特别敏感,生产厂家的套塑、成缆工艺(包括光缆的结构设计)是保证光缆中光纤在1.55um窗口衰减不变化的重要环节。
对绞合式光缆,光缆中光纤余长的获得主要靠光缆中松套管的绞合节距,在松套管中光纤余长为零时,绞合式光缆中光纤余长和所受弯曲半径为ε=2π2DRe/(πD)2+P2;ρ=D(1+(P/πD)2)/2,式中Re为松套管的等效内半径,Re=R-1.16n1/2×r,R是松套管内半径,n为松套管内裸光纤数,r为光纤外半径,P为绞合节距,D为对应松套管中心位置的缆芯直径。
光缆中的光纤余长应该设计多少为好,这是各光缆生产厂家值得考虑的问题,余长设计定了,如何在生产工艺严格控制,使之真正实现则是第二个重要问题。
εi=-(2π/P)2(R-r/2)r×100% (式1)ε0=(2π/P)2(R+r/2)r×100% (式2)εi是光缆受拉伸时光纤的额外余长公式,ε0是光缆收缩时光纤的额外余长公式,式中P为成缆节距,R为成缆有效半径,r为光纤在套管内活动范围的有效半径。
光缆的综合线膨胀系数为ρ=5×10-5/℃;则光缆线性变化量(温度变化原因)为:ε=△T Uρ=ε0-εi=2(2π/P)2rR×100%光缆线性变化量取决于使用环境,而光缆结构尺寸、套塑规格、成缆工艺尤为重要。
当制造时的温度为T m,光纤套塑余长为a,光纤能承受的应变拉伸为b时,则ε1=(T m-T u低) ρ-a (式3)ε2=(T m-T u高) ρ-a-b (式4)对于套管理想状态是保存于恒温状态,但实际很难做到,所以对套塑余长修正:a=a1+ρ△T△其中a1为套塑时光纤余长,ρ△是二次被覆料与光纤线膨胀系数之差,T△是成缆制造与套塑制造温度之差。
当ε1=ε0;ε2=εi时,则光纤处于完美的工作状态,由上述公式推导:((R-r/2)/ (R+r/2))=(δ2-a-b)/ (δ1-a)式中δ1=(T m-T u低) ρ, δ2=(T m-T u高) ρ所以光纤套塑余长为a={(δ1+δ2)/2+(δ2-δ1)r/4R-(1+r/2R)b/2}×100% 一般光纤筛选强度为0.5%,按光纤寿命达到20~40年计算,残余应变不应该大于筛选强度的20~30%,即拉伸应变小于0.1~0.15%.并由a,b代入式3,4求得ε1和ε2,再由式1,2来确定成缆节距P,同时应该考虑光纤最小允许曲率半径:r=R(1+(P/2πR)2),一般认为当曲率半径大于80mm时光纤不会因此产生衰减变化。
光缆的余长设计与温度特陛分析
但 事 实上 ,这 样 恒 温 的 环 境 是不 可 能存 在 节 距 的平 方 成 反 比 .与 光纤 在 束 管 中径 向 来 新 的 问题 ,那 就 是 光 纤 缠 绕 中 心 加 强 件 的 。例 如 . 温 下 降 , 料 ( 别 是 P T束 移 动 量 成 正 比。 气 塑 特 B 半径 会减 小 .并 导 致 由 于
光 缆 的使 用 温 度 假 定 永 远 都 是 处在 加 工 时 光 缆绞 合 余 长 释 放 ,当 光 缆 继 续受 力 ( 升 距 关 系非 常 大 ,那 么 是 不 是 节 距 越 小 越 好
从余 长 的 释放 与 储 存 的 大 小来 考虑 , 小 的 温度 ,那 么 他 们 之 间基 本 不 存 在 热 胀 冷 温 )伸 长 时 .光 纤将 受纵 向拉 力 而 发生 应 呢 ?
复 合 而成 的均 匀 线 性 体 。 这些 材料 中 . 在 它 们 的线 膨 胀 系 数 、 面 积 、 张 模 量 各 不 相 截 抗
当 光缆 受 到 拉 伸 或 气 温 升 高 时 .光 缆 因此 ,可以近似认为层绞式光缆 中光纤余
此 光 同 。 某 一 温 度 下 , 他们 集 合 以一 定 的 工 将 伸 长并 发 生 应 变 。 时 , 纤 向缆 中心 移 长 将 释放 。 在 将 艺加 二 方 式 组 合 起 来 变 成 一 条 光 缆 。 如果 动 .光 纤 这 一 径 向移 动 过 程 称 之 为层 绞 式 从 以上 理 论 分 析 可 知 .余 长 大 小 和 节
从一次光缆故障看光缆余量对抢修的影响
在修复光缆故障的时候&我们可以根据光缆余量 确&查找故障点越快&因此这是光缆敷设中的一道重要
是否足够和故障点两边的光缆是否可以牵引得动&将 工作*
修复方式分为就地抢修和换段抢修两种方式*
23!5合理设计施工&减少光缆的换段抢修方式和几率
##$ 第一是指故障点两边的线路上有余留且能够
根据在修复过程中余留光缆的利用方式&可以分
法串移在一起的原因&多半是市政工程将管道堵塞或者 不落实的一个原因&因此建议必须对光缆余留地点和
是光缆在管道中跟别的缆绞在一起无法拖动引起的*
量进行验收*
比较而言&第一种情况修复起来简单)方便&能够
#!$ 规范光缆余量的要求(
快速把故障解决&第二种情况除了需要时间进行熔接&
!管道光缆在除了接头及引上处要做长度为 4 [
上百米&对于一些破坏现场明显或者线路架空的故障
查找也许影响不大&但是对于现场不明显或者管道内
! 中国有线电视"!"## 年第 ## 期
曾志军(从一次光缆故障谈谈光缆余量对抢修的影响
的故障就很难查找了*
化确认之后&及时归档&更新资料&作下次使用的依据*
A>影响光缆修复效率的因素
根据经验&资料登记越详细&判断故障位置越准
对于承载信息的网络&及时抢通是最重要的&为了 #" P 的 长 度 预 留& 每 隔 9"" P 也 同 样 对 光 缆 进 行
以后的抢修造成不少隐患&因此笔者根据以往经验对
#!$ 第二种是指在故障点两边没有余留的光缆&或 具体施工提出以下几点意见*
光缆余长的形成过程及影响的各种因素解析
相对光缆长度有下面公式计算可得: L=1000/cosα (1) 其中L为每公里缆光缆束管的长度m,α为光缆 成缆的绞合角。 tgα=π(φ1+φ2)/W
(2) φ1为加强件直径,φ2为束管直径,W为成缆节 距。 从上面两式可以看出,每公里光缆实际束管长 度比光缆长度长一些,长的部分可以用来提供部分余长, 加上二套
束管半径,Rc,为加强件外经,Rmin= Rn-Ri+Rf,其中Ri 束管内径,Rf光纤束外经,Rf=1.15*n1/2*0.25,n为束管中 光纤数。光缆在生产、
响余长稳定性的重要因素。我们平时生产中常看挤出机 头和热水槽间的油膏液面的稳定性来判断束管余长的稳 定性。油膏的粘度是决定余长大小的重要因素。 纤膏的粘度和其
加热温度成反比,当温度提高时纤膏粘度降低,纤膏粘 度对束管余长影响的范围很大。当纤膏粘度达到一定程 度时,束管余长就不可控,可能束管各根光纤的余长相 差很大。在生产的
过程中,纤膏在受到剪切力时化学键断裂,粘度大幅度 降低,纤膏有良好的流动性,满足生产的要求。当剪切 力撤消后,过一定时间,其化学键会恢复,达到纤膏不 会从束管中流出的
粘度,纤膏的这种性能叫触变性。这样能够满足束管生 产时纤膏粘度较小,光纤能自由运动,使光纤余长容易 控制。粘度过大使光纤运动困难,光纤余长就很难控制。 市场上常见的纤
是说形成了负余长。由于光纤在受力时有一定的拉伸量 (一般<1%),另一方面光纤在轮牵时光纤靠近束管的 内侧面,相对束管长于光纤为负余长。在冷水槽段是形 成余长的主要阶
段,由于束管在冷却时有很大的收缩而形成余长,抵消 前面的负余长而形成要求的余长。 层绞式光缆绞合 也形成一定的余长,束管相对光缆来说长。给光纤足够 拉伸窗口。其束管
由式1可以看出,
管道光缆预留长度
管道光缆预留长度摘要:一、引言二、管道光缆预留长度的定义和作用三、管道光缆预留长度的计算方法四、管道光缆预留长度的注意事项五、总结正文:一、引言随着现代通信技术的发展,光缆作为信息传输的主要载体,在我国的基础设施建设中发挥着越来越重要的作用。
在光缆铺设过程中,管道光缆预留长度的合理确定是一项关键的工作,它关系到光缆的安全性和使用寿命。
本文将详细介绍管道光缆预留长度的相关知识。
二、管道光缆预留长度的定义和作用管道光缆预留长度是指在光缆敷设前,预先在管道内预留的一定长度的光缆。
它的主要作用是在光缆敷设时,为光缆提供一定的拉伸和压缩余量,以补偿光缆在施工过程中可能发生的形变,防止光缆因过度拉伸或压缩而损坏。
同时,预留长度还可以为光缆的接头和终端提供一定的操作空间,便于施工和维护。
三、管道光缆预留长度的计算方法管道光缆预留长度的计算方法有多种,但通常可以采用以下公式进行估算:预留长度= 敷设长度+ 光缆拉伸余量+ 光缆压缩余量其中,敷设长度是指光缆在管道内实际敷设的长度;光缆拉伸余量和光缆压缩余量分别是指为防止光缆在施工过程中过度拉伸和压缩而预留的长度。
四、管道光缆预留长度的注意事项在确定管道光缆预留长度时,需要考虑以下几个因素:1.光缆的类型和规格:不同类型和规格的光缆,其拉伸和压缩性能有所不同,因此在预留长度时需要根据实际情况进行调整。
2.敷设环境:光缆敷设的环境条件(如温度、湿度等)会对光缆的性能产生影响,因此在预留长度时需要充分考虑这些因素。
3.施工方法:光缆的施工方法(如牵引、推送等)会对光缆的形变产生影响,因此在预留长度时需要结合施工方法进行调整。
五、总结管道光缆预留长度的合理确定对于光缆的安全敷设和使用具有重要意义。
光缆的余长设计与温度特性分析
光缆的余长设计与温度特性分析摘要: 西藏位于高海拔、地理环境非常复杂的地区。
这种环境对光缆的各项性能要求更是严格,而且近于苛刻。
本文通过介绍中心束管式光缆在西藏地区的使用,使人们了解中心束管式光缆不仅经受住了现场严峻考验,而且已成为多数供应商首选光缆结构。
前言我国疆土辽阔,气候温差大,在沙漠戈壁地区甚至每日温差都高达三四十摄氏度。
光缆有架空敷设、地埋敷设及穿管敷设三种方式,特别是兰西拉工程,光缆所经地段海拔高达四、五千米,冰冻高寒及温度变化可能导致光缆严重回缩,损耗剧增。
严重时会导致通信中断。
可见光缆的温度特性对光缆的传输性能优劣及稳定性影响十分重大。
高品质的光缆能在极其恶劣的气候条件下,仍然具有稳定的传输性能。
众所周知,光缆是由多种原材料加工复合而成的均匀线性体。
在这些材料中,它们的线膨胀系数、截面积、抗张模量各不相同。
在某一温度下,将他们集合以一定的工艺加工方式组合起来变成一条光缆。
如果光缆的使用温度假定永远都是处在加工时的温度,那么他们之间基本不存在热胀冷缩问题,也不存在各材料间的相互作用力。
但事实上,这样恒温的环境是不可能存在的。
例如,气温下降,塑料(特别是PBT束管和外层的护套)由于线膨胀系数大,回缩加剧,而钢丝或FRP由于线膨胀系数小,回缩量很小,光纤的线膨胀系数则更小,几乎不回缩,这样就导致了各层单元间相互作用,这种作用力的存在最终将影响光缆的温度特性。
所谓光缆的温度特性,是指在某一温度范围内(例如-50℃~+60℃),光缆中每公里光纤损耗变化量,记作。
究竟那些因素会影响光缆的温度特性,归纳起来主要有如下因素:(1)层绞式光缆或中心束管式光缆中光纤的余长设计与制造时的控制。
(2)光缆中各层单元间的摩擦力(或紧密度)。
1. 层绞式光缆的余长设计与温度特性关系当光纤相对于置自身束管的余长等于零的情况,这时,PBT束管绕绞在中心加强件上时,其光纤相对于心加强件的位置如图1所示。
当光缆受到拉伸或气温升高时,光缆将伸长并发生应变。
光纤余长的概念及其实例解析
光纤余长的概念及其实例解析姜正权高欢谢书鸿(1.上海电缆研究所 上海 200093)【摘 要】本文对光纤余长的概念作了完整的阐述,给出了光纤余长的明确定义,阐明了光纤余长的物理意义。
借助于松管层绞式光缆典型结构,对光纤余长作了实例解析,提出了新的物理模型,分析了数学等式的物理意义,得出了较全面的、更加符合实际的光纤余长计算公式,对光缆的结构设计、生产制造及工程应用具有一定指导意义。
【关键词】光纤余长物理模型数学分析物理意义1 光纤余长(excess fiber length)的概念光纤余长是针对某一参照比较对象而言的,按字面理解,是指超过、多出某一参照比较对象长度的那一段光纤长度。
在实际应用中,考虑光纤余长概念的涵盖面、统一性和完整性,将光纤余长定义为以最短路径计算的光纤无纵应变物理长度与参照比较对象物理长度之差以百分数表示的相对值,可用下面公式表示:ε=100 ×(L f— Lo)/ Lo (%) (1) 式中,ε表示光纤余长,单位以“ % ”表示;L f为参照比较对象内以最短路径计算的光纤无纵应变物理长度;Lo为参照比较对象的物理长度。
2 实例解析2.1 分析用光缆结构的选择通常,我们将松结构光缆分成管式和槽式两大类,在实际应用中,管式光缆占据了绝大部分份额,在实际应用的管式光缆中,松管层绞式光缆由于其结构的合理、稳定和可靠而赢得大部分用户的认可,具有一定的典型意义,所以,在本文中,我们借用松管层绞式光缆结构作为解析的载体。
典型的松管层绞式光缆剖面结构见图1。
- 1 -图1. 松套管层绞式光缆读者从本文的后续部分可以发现,松管层绞式光缆结构的典型意义还在于其宽广的涵盖面,用其作为载体的分析结果和过程同样适用于层绞紧结构光缆和中心管式光缆。
2.2 光纤余长的物理模型对于松管层绞式光缆,为便于分析和计算,建立物理模型如图2。
设:ε0为松管内固有光纤余长,r0为中心加强芯半径与光纤松管外半径之和,r1为中心加强芯半径与松管壁厚、等效光纤(束)半径之和,P为缆芯绞合节距。
光纤余长及作用
光纤余长及作用
光纤是一种能够将光信号传输的通信媒介,它利用在玻璃或其他透明体中的光束传输信息,当光束进入纤维中时,其“余长”过程及其作用就会发挥出重要作用。
光纤余长是指光纤传输过程中,光纤接受到的光束被玻璃或其他透明体反射或反向折射,形成另一束光束,从而使光源光束的位置被前进的过程。
在这个过程中,光束会受到玻璃或其他透明体的反射和折射作用,使其在总光束的方向上前进,其称之为“余长”,也叫“余弦余长”。
“余长”机制可以使光纤在一定程度上不受外界波动等因素影响,进而提高光纤传输效率。
余长反应作用不仅表现在光纤传输中,在其他领域也有普遍应用。
例如,在者激光路由技术中,利用余长作用可以将高能量激光束在特定材料表面反弹,这有助于控制激光光束的路径,从而指导激光束实现高精度的扫描效果。
此外,光纤余长还可用于实现光纤传感方面的应用,例如温度的测量和监控等。
因为光纤传输特性的变化会影响“余长”现象,经过测量和分析,可以得出所需要的温度值,并将其实时传输至远程受控端。
此外,余长机制还可用来实现飞行器或机器人的避障方面的应用,当飞行器或机器人在飞行过程中,可以利用余长原理,把激光束反射到特定的物体上,当反射的激光束返回时,就可以确定飞行器的距离,进而实现前进的避障。
总而言之,光纤余长及其作用非常重要,它不仅可以提高光纤传输效率,还可以用来实现激光路由技术,光纤传感技术,飞行器和机器人等多种应用。
另外,由于光纤余长特性独特,对于解决传统通信系统存在的问题,如信号衰减,噪声干扰等,也具有十分重要的意义。
未来,光纤余长的应用会得到进一步发展和深入研究,可能会开发出更多更高效的应用,使光纤传输技术进一步成熟和发展。
光缆结构设计中光纤余长的原理与产生分析
光缆结构设计中光纤余长的原理与产生分析摘要:光纤余长是光缆设计和生产中的重要参数。
光纤的余长设计及控制对光缆的性能指标影响非常大。
光纤余长的大小直接影响到光纤的抗拉性能、温度性能、直径、重量、成本和工艺参数等许多方面。
本文分别介绍了套管余长中的螺线式余长分布和正弦余长分布余长数学模型,绞和余长和综合余长,讨论了各自余长的产生机理以及光缆的各个参数对余长的具体影响情况,为工业中如何设计和优化光纤余长提供了理论依据。
关键字:光纤余长松套结构光缆结构设计1、光纤余长的定义所谓光纤余长是指多于参照对象的光纤的长度,而在实际的应用中光纤余长的定义则为按照最短的路径计算所得的光纤的无纵向应变的物理长度和所参照的对象的物理长度两张只差,通常用百分数来表示。
2、光纤余长的产生机理和作用在松套结构光缆中,光纤在松套管或骨架盆中有一定的活动空间,同时光纤呈现自由弯曲状态。
当光纤因受到纵向应力(或拉力)或由于温度变化,光纤会产生一定的长度应变。
所谓的光纤余长,是指以最短路径计算的光纤无纵应变物理长度与参照物理长度之差以百分数表示的相对值。
因此,光纤余长在光缆受到外应力时,可以为光纤提供一定的受力保护。
光纤余长一般可以由所采用的抗张元件和光缆的受力指标来确定。
同时,根据光纤余长可以进一步确定套管内半径和光纤活动空间。
3、光纤余长的分类光纤在进行二次被覆时,由于套管的冷却收缩,使得套管内的光纤受力收缩,这种余长的产生方式称为套管余长。
通过将含有光纤的松套管以螺线状绞合在中心件上的方式,也可以产生余长,这种方式称为绞合余长。
一般而言,光纤的套管余长主要取决于制造温度和使用温度,而绞合余长主要取决于光缆结构。
3.1套管余长在一般光缆中,光纤在套管中有正弦和螺旋线两种可能的分布形式。
通常在工程设计中,所谓的曲率半径具体到实际问题中时,对应为光纤的宏弯半径。
因此应考虑在最小曲率半径的条件下进行设计优化,以保证在实际应用中,设计的光缆能够符合应用要求并能正常工作。
光纤光缆制作的工艺与设备之二
光纤光缆制作的工艺与设备之二1.4光纤张力筛选与着色工艺1.4.1张力筛选经涂覆固化后光纤可直接与机械表面接触。
为确保光纤具有一个最低强度,满足套塑、成缆、敷设、运输和使用时机械性能要求,在成缆前,必须对一次涂覆光纤进行100%张力筛选。
张力筛选方式有两种:在线筛选和非在线筛选。
所谓在线张力筛选是指在光纤拉丝与一涂覆生产线上同步完成张力的筛选,这种筛选方式由于光纤涂层固化时间短,测得的光纤强度会受到一定影响,独立式光纤张力筛选是在专用张力筛选设备上完成,一般情况下均采用独立式光纤张力筛选方式进行光纤张力筛选。
1.4.2光纤着色工艺1.定义:光纤着色是指在本色光纤表面涂覆某种颜色的油墨并经过固化使之保持较强附着力的一个工艺操作过程。
2.原因:光缆结构中的光纤根数已从每单元内放置一根光纤,发展到放置2、4、8、12、24、48、144、200、260、140、600、1000、1100、2000、2004等多根光纤,由于这一结构上的变化,给光纤的接续和维护、查检带来了许多不便,为便于光纤的标记和识别,必须对光纤采取某种标识方法,以便于人们对其进行区分,这一方法就是着色处理。
着色方法,过去一般紧套光纤在一次涂覆后着色或在二次涂覆材料中加入颜料,同步着色,而带纤在成带前着色,松套光纤在一次涂覆后着色。
现在无论何种光纤,通常都采取在一次涂覆后着色工艺。
3.要求:对着色工艺要求是着色光纤颜色应鲜明易区分,颜色层不易脱落,且与光纤阻水油膏相容性要好,且着色层均匀,避免断纤。
4.方式:常采用的着色方法有两种:在线着色和独立着色。
在线着色是指在拉丝和一次覆过程中,同步完成着色的一种方法;而独立着色是利用专门的着色设备在已涂覆的光纤上独立着色处理的方法,目前采用后一种方法进行着色处理更多些。
1.4.2.1.光纤着色生产线及设备。
光纤着色工艺的完成主要采用着色机实现。
着色机是一种在本色光纤表面涂覆不同颜色涂料并能够使其快速固化的设备。
光缆余长形成及意义
光缆余长形成及意义光缆在生产、安装和运行过程中都要求有一定的拉伸窗口,这样就要求光缆在束管和成缆时形成足够的余长。
束管余长是决定光缆各种性能好坏的重要因素。
本文重点介绍了光缆余长的形成过程,及影响光缆余长的各种因素,各种因素是如何影响光缆余长的变化,光缆余长的存在对光缆各种性能的意义。
关键词:拉伸窗口、余长、光缆性能一、前言随着光缆的长期发展,光缆生产工艺已十分成熟,各种资料主要是在探讨十分前沿的光通信系统的研究,在现阶段对传统光缆生产基础工艺的文章较少。
本文将讨论常规光缆最重要的工艺参数——光缆余长来。
光缆余长是光缆生产过程中最关键的工艺参数,也是影响因素最多的工艺参数,是确定光缆各种性能的重要工艺指标。
本文的目的在于与大家一起进一步研究光缆生产工艺,避免生产的过程中发生相同的问题,也为初学者提供学习光缆关键工艺的机会。
二、光缆余长的形成光缆余长形成主要来源于二次被覆和成缆工序,它们一起决定了光缆余长的大小。
而二次被覆工序是光缆余长和余长调节的最重要工序,它可以通过调节其他工艺参数来达到调节余长的目的。
图1ROSENDAHL 二次被覆机,用它来讨论二次被覆中光缆余长的形成过程。
生产设备流程图如图1所示:设备组成为1放线单元、2油膏填充系统和塑料挤出系统、3热水冷却、4轮牵、5冷水冷却、6履带牵引、7储线系统和收线系统光纤从放线架以一定放线张力下放出,通过油枪进入主机挤出系统,再通过热水槽冷却进入轮牵,在这个过程中光纤是以直线运动。
由于光纤油膏有触变性在受到剪切力的情况下化学键断裂,纤膏粘度降低,具有很好的流动性,光纤在热水槽段是被拉直,没有形成余长或是说形成了负余长。
由于光纤在受力时有一定的拉伸量(一般<1%),另一方面光纤在轮牵时光纤靠近束管的内侧面,相对束管长于光纤为负余长。
在冷水槽段是形成余长的主要阶段,由于束管在冷却时有很大的收缩而形成余长,抵消前面的负余长而形成要求的余长。
层绞式光缆绞合也形成一定的余长,束管相对光缆来说长。
影响不锈钢光单元余长因素论文
影响不锈钢光单元余长因素论文【摘要】不锈钢光单元余长存在意义重大,因此,在生产时必须严格控制相关的生产工艺。
余长的存在,使得光缆在安装过程中弯曲受力、运行过程拉伸受力安全可靠性。
引言众所周知,光纤余长于一盘光缆而言,至关重要,直接决定了缆的使用寿命。
一般,一盘光缆的结构有中心管式和层绞式两种结构。
中心管式光缆光单元生产时,余长设计在4-5‰左右,层绞式光单元设计在2-3‰左右,但是层绞式光缆还涉及到一个结构余长,就是光单元与其他单丝混绞合时产生的余长。
无论哪种结构,最终,光缆中光纤的余长均保证在5‰左右,太大或是太小,于光缆都不是太好。
光纤余长太大的话,由光纤弯曲引起的附加衰减会跟着变大,影响光纤传输性能,表1列出了普通G652和G655光纤在波长为1550nm窗口衰减特性与光纤最小弯曲半径对应关系;光纤余长太小的话,当外界环境温度变化或是光缆受力时,极易造成某根或是某些根光纤发生断纤。
通常,在一盘缆完成后对其做实验需要满足,以一定力施加到光缆上,在40%RTS作用时光纤无任何附加衰减,在60%RTS作用时附加衰减不得大于0.05dB/km,在90%RTS作用时无任何光纤断纤和单丝断线。
因此,如何做出合适余长的光缆,是一些企业的重中之重。
1、光缆不锈钢光单元形成原理一般不锈钢光单元形成的原理是变形法和热松弛法。
本文重点分析行变法,行变法主要依靠不锈钢管在其弹性范围内的形变产生余长。
行变法分为两类,一类是通过轮牵先对光单元施加一个较大的力,然后经过轮牵以后,这个力变小,在轮牵前后有一个张力差值,这样不锈钢管先拉伸后收缩,于是产生一定的余长,如图1a;另外一种方法是,将不锈钢管通过一组水平和垂直的导轮,通过增加、减少水平竖直轮的数量,抑或是调节水平竖直轮组对不锈钢管的挤入量产生余长,如图1 b。
2、影响不锈钢光单元余长因素2.1光纤放纤张力的影响正常从光纤放线架上放出光纤的张力的范围控制在30g-120g之间,放纤张力大,一方面抑制光纤向前移动,另一方面使得光纤贴近牵引轮内侧壁,产生负余长,对应光纤的余长也就越小,太大的话对光纤本身也不好;相反,光纤放线张力太小的话,余长会适量变大,但是对光纤盘上光纤的排线造成较大影响。
浅谈骨架式光纤带光缆的余长控制
PAGE 038电缆及光缆Cables & Optical Cables浅谈骨架式光纤带光缆的余长控制■ 赵现伟1 许建国1 刘畅1 王东雪1 钱镇国2 潘齐阳1(1.沈阳亨通光通信有限公司 辽宁 沈阳 110168)(2.浙江东通光网物联科技有限公司 浙江 湖州 313009)本文简要介绍了骨架式光纤带光缆在骨架成缆工序中主要影响余长的质量控制点,以及骨架式光纤带光缆中余长控制的重要性。
旨在与大家共同探讨,以期提升骨架式光纤带光缆的产品品质,拓展骨架式光缆的产品应用,让光通信更好的助力“宽带中国”、“互联网+”等国家战略的实施。
This paper discuesses quality control points in fiber excess length control as well as its importence to slotted core ribbon cables,aiming at improving the quality of slotted core ribbon cables and expanding the application of slotted core ribbon cable products,so that optical communication technique can better help implementation of "Broadband Chinese","Internet +"and other national strategies.骨架式光纤带光缆 余长 质量控制 张力Slotted Core Ribbon Cable; Fiber Excess Length; Quality Control; TensionDoi:10.3969/j.issn.1673-5137.2020.05.001摘 要Abstract关键词Key Words1. 引言通信用光缆按照缆芯结构分,可以分为三大类,即中心管式光缆、层绞式光缆、骨架式光缆。
光缆预留标准
光缆预留标准光缆预留标准一、总体说明光缆预留标准旨在规范光缆布设、接续、终端、保护及测试过程中的预留操作,确保光缆系统的稳定性和可靠性。
本标准适用于室外光缆和室内光缆的预留。
二、室外光缆1. 室外光缆的布设应根据设计要求进行,预留长度一般为5-10米。
2. 在光缆进入设备箱或终端箱时,应留出足够长度的光缆以便于连接设备或跳线。
3. 在光缆布设过程中,应注意避免过度弯曲或受力,以免损坏光纤。
4. 室外光缆的预留位置应选择在安全、不易受环境因素影响的地方,如设备箱、终端箱内或其附近。
三、室内光缆1. 室内光缆的布设应根据设计要求进行,预留长度一般为1-2米。
2. 在光缆进入配线架或接续盒时,应留出足够长度的光缆以便于连接跳线或尾纤。
3. 室内光缆的预留位置应选择在配线架或接续盒附近,避免占用过多空间。
四、光缆接续1. 光缆接续前应确保光缆清洁,避免灰尘、污垢或其他杂质影响接续质量。
2. 光缆接续时应根据不同的光纤类型选用合适的接续器,并按规定步骤进行接续。
3. 光缆接续过程中应注意保护光纤,避免光纤受到过度弯曲或受力。
4. 光缆接续后应对接续质量进行检查,确保接续损耗符合要求。
五、光缆终端1. 光缆终端应根据设计要求进行,选用合适的终端器或尾纤。
2. 光缆终端时应确保光纤连接器清洁,避免灰尘、污垢或其他杂质影响连接质量。
3. 光缆终端时应按照规定步骤进行操作,确保连接可靠。
4. 光缆终端后应对连接质量进行检查,确保连接损耗符合要求。
六、光缆保护1. 光缆应放置在安全、干燥、不易受环境因素影响的地方,避免损坏光纤。
2. 光缆在运输和布设过程中应采取保护措施,如使用护套、包装箱等,以避免光缆受到损坏。
3. 光缆保护的方式应根据环境条件和光缆类型选择,确保保护效果符合要求。
七、光缆测试1. 光缆布设前应对光缆进行测试,确保光缆符合设计要求。
2. 光缆接续后应对接续质量进行测试,确保接续损耗符合要求。
3. 光缆终端后应对连接质量进行测试,确保连接损耗符合要求。
光缆生产、加工及制造工艺
光缆生产,加工及制造工艺重点内容:原料提纯工艺,预制棒汽相沉积工艺,拉丝工艺,套塑工艺,余长形成,松套水冷,绞合工艺,层绞工艺难点:汽相沉积工艺参数确定,拉丝环境保护,余长的控制,梯度水冷的控制,绞合参数的选择主要内容:通信用光纤是由高纯度SiO2与少量高折射率掺杂剂GeO2,TiO2,Al2O3,ZrO2和低折射率掺杂剂SiF4(F)或B2O3或P2O5等玻璃材料经涂覆高分子材料制成的具有一定机械强度的涂覆光纤。
而通信用光缆是将若干根(1~2160根)上述的成品光纤经套塑,绞合,挤护套,装铠等工序工艺加工制造而成的实用型的线缆产品。
在光纤光缆制造过程中,要求严格控制并保证光纤原料的纯度,这样才能生产出性能优良的光纤光缆产品,同时,合理的选择生产工艺也是非常重要的。
目前,世界上将光纤光缆的制造技术分成三大工艺.光纤制造工艺的技术要点:1.光纤的质量在很大程度上取决于原材料的纯度,用作原料的化学试剂需严格提纯,其金属杂质含量应小于几个ppb,含氢化合物的含量应小于1ppm,参与反应的氧气和其他气体的纯度应为6个9(99.9999%)以上,干燥度应达-80℃露点。
2.光纤制造应在净化恒温的环境中进行,光纤预制棒,拉丝,测量等工序均应在10000级以上洁净度的净化车间中进行。
在光纤拉丝炉光纤成形部位应达100级以上。
光纤预制棒的沉积区应在密封环境中进行。
光纤制造设备上所有气体管道在作业间歇期间,均应充氮气保护,避免空气中潮气进入管道,影响光纤性能。
3.光纤质量的稳定取决于加工工艺参数的稳定。
光纤的制备不仅需要一整套精密的生产设备和控制系统,尤其重要的是要长期保持加工工艺参数的稳定,必须配备一整套的用来检测和校正光纤加工设备各部件的运行参数的设施和装置。
以MCVD工艺为例:要对用来控制反应气体流量的质量流量控制器(MFC)定期进行在线或不在线的检验校正,以保证其控制流量的精度;需对测量反应温度的红外高温测量仪定期用黑体辐射系统进行检验校正,以保证测量温度的精度;要对玻璃车床的每一个运转部件进行定期校验,保证其运行参数的稳定;甚至要对用于控制工艺过程的计算机本身的运行参数要定期校验等。
光缆中光纤余长的控制
光缆中光纤余长的控制光纤余长是影响光缆性能的重要因素之一,如何在成品光缆中实现希望的光纤余长是光缆生产者十分关心的问题。
1 光缆中光纤的余长光缆中光纤余长有两种含义a.是光纤相对松套管的长度差与松套管长度的百分比率,这是一般习惯所说的余长。
其计算公式为:ε=(L f-L t)/L t×100%式中,ε—光纤余长;L—光纤长度;fL—松套管长度。
tb.在松套层绞式光缆中,光纤占松套管中心位置时的长度与占松套管最内侧位置时的长度之差与占松套管中心位置时长度的百分比率,这常称为无应力窗口余长。
其计算公式为:ε= 2π2DR0(1-R0/D)/(π2D2+P2)式中,ε—光纤余长;D —光缆缆芯直径;—松套管等效内半径,其值为:RR= R-1.16n1/2d/2其中,R —松套管内半径;n —松套管内光纤数目;d —光纤直径。
P —成缆节距。
通常说的光纤余长是指第一种余长含义。
本文所述余长也是指第一种余长含义。
1.1松套层绞式光缆的光纤余长当光缆受到拉力或环境温度变化时,光缆长度会产生伸长或压缩的形变。
当光缆伸长时,光缆中各元件均会拉伸变长。
由于光纤是按螺旋状绞合在光缆加强芯外面,当光缆伸长时光纤的绞合节距会变大,绞合半径会变小,光纤向光缆加强芯靠近,从而提供适应光缆伸长的长度,使光纤不遭受拉力。
当光缆伸长过大时,光纤紧贴在松套管内壁上,这时光纤受到拉力,同时受到松套管内壁对其产生的侧压力而产生微弯曲。
当温度变化光缆收缩时,光纤绞合节距会变小,绞合半径会变大,光纤离开光缆加强芯,不会受力。
当光缆收缩过大时,光纤也会紧贴松套管内壁,受到松套管内壁侧压力而产生微弯曲。
众所周知,光纤长期遭受拉力或弯曲应力会使光纤的使用寿命缩短,微弯曲会使光纤的衰减增大。
一般情况下,光缆设计者将20℃定为标准温度,并将此温度下的光纤设定在绞合式光缆松套管中心,即光纤与松套管等长。
光纤余长计算方法举例:设光缆中心加强元件为不锈钢丝,其外径为D中= 2.5mm;松套管为PBT管,其外径为D管外= 1.5mm,内径为D管内= 1.0mm;光纤的外径为D纤= 0.25mm;20℃时松套管的绞合节距设为L节= 0.25mm。
光纤余长及作用
光纤余长及作用光纤余长是指在光纤传输数据时,光信号在光纤中传输到终点后,还剩余一部分光纤长度。
这个长度就是光纤余长。
光纤余长的存在对光纤通信具有重要的作用。
首先,它可以充当备份通道。
在光纤传输数据时,若主通道出现故障,备份通道可以立即启动,以保证数据传输不中断。
为了实现备份通道,需要将主通道和备份通道的起点和终点分别扣在同一头尾上,大小相等。
这样,在主通道的终点和备份通道的起点之间就形成了光纤余长。
当主通道出现故障时,数据可以在光纤余长上经过绕回,进入备份通道,继续传输,从而保证数据的无间断传输。
其次,光纤余长在光纤传输信号时,也可以起到缓冲作用。
在光纤传输数据时,数据传输速度非常快。
如果光信号直接传到终点后立即停止,容易造成信号丢失,不稳定的问题。
光纤余长的存在可以让光信号继续传输,并且缓冲下来,使信号输出更加稳定和有序。
光纤余长还可以用于保持光纤的一致性。
在铺设光纤时,由于光纤本身的材料和长度的差异,不同的光纤长度难以完全一致。
为了让光纤的传输性能更加稳定,需要对于光纤长度进行管理。
光纤余长可以起到很好的管理作用。
当发现光纤长度不一致时,可以通过剪掉或者增加光纤余长的方式,来保证光纤的长度一致,从而维护光纤传输性能的稳定。
另外,光纤余长还可以用来分析光纤通信质量。
由于光纤余长处在光信号传输的终点处,因此可以通过对光纤余长进行测试,来评估光纤通信质量和光纤传输性能的稳定程度。
总之,光纤余长在光纤通信中有着重要的作用,它不仅可以提高传输的稳定性、保证数据传输的连续性,还可以用来维护光纤通信的质量,从而保证光纤通信的良好运行。
浅析纱线类加强元件余长对光缆拉伸性能的影响
浅析纱线类加强元件余长对光缆拉伸性能的影响[摘要]光缆生产过程中,光纤余长属于一项重要的参数,对光缆质量及其使用性能有着直接的影响,但接入网用的尺寸较小光缆领域中,保护光缆所用加强元件以非金属类型的加强元件居多,如玻璃纤维纱、芳纶纱等,光缆的加强元件往往会对光缆拉伸性能产生影响,为确保光缆总体达到良好的拉伸性能,本文主要探讨纱线类的加强元件实际余长对光缆自身拉伸性能所产生的影响,可供业内相关人士参考。
[关键词]光缆;加强元件;纱线类;余长;拉伸性能;影响前言:纱线类的加强元件在实际应用中,它的余长参数往往会影响到光缆自身拉伸性能,若想更好地控制这一影响,则围绕纱线类的加强元件实际余长对光缆自身拉伸性能所产生的影响开展综合分析较为必要。
1、阐述光缆总体结构与其性能要求针对中心管式加强型的FTTH光缆,采用中心管式结构,选取特定PBT材料套管,把0.9mm紧套光纤和阻水纱一起放置于PBT松套管里面,然后在中心松套管周围包覆着阻水芳纶纱及玻璃纤维纱,增加一根撕裂绳,用于光缆开剥作业,再挤制一层高阻燃类型LSZH护套[1]。
针对光缆性能方面要求,即拉伸性能处于未增加相应预张力条件下,参考 IEC 60794-1-21 E1标准。
针对性能测试条件方面,光缆总体长度>50m;长期及短期拉力分别设定200N、1200N;长期及短期负载维持时间设定1min;卡盘直径为20倍左右的光缆外径;负载实际移动速度设定100mm/min。
此外,针对合格标准的判定,即光纤无断裂、光缆护套无开裂现象等;200N力值条件下,光纤应变<0.2%;1200N力值条件下,光纤应变<0.6%,且光缆应变≤0.6%。
2、纱线类的加强元件实际余长对光缆自身拉伸性能所产生影响结合光缆总体结构与其性能要求可了解到,光缆对长期及短期拉力条件下,光纤应变方面有着较高要求,开展拉伸性能试验过程中,应尽量让此加强元件多承受拉力,可确保更大程度地保护光纤,下列是对纱线类的加强元件实际余长对光缆自身拉伸性能所产生影响的详细分析,便于更好地对加强元件实施余长控制。
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光缆余长形成及意义
光缆在生产、安装和运行过程中都要求有一定的拉伸窗口,这样就要求光缆在束管和成缆时形成足够的余长。
束管余长是决定光缆各种性能好坏的重要因素。
本文重点介绍了光缆余长的形成过程,及影响光缆余长的各种因素,各种因素是如何影响光缆余长的变化,光缆余长的存在对光缆各种性能的意义。
关键词:拉伸窗口、余长、光缆性能
一、前言
随着光缆的长期发展,光缆生产工艺已十分成熟,各种资料主要是在探讨十分前沿的光通信系统的研究,在现阶段对传统光缆生产基础工艺的文章较少。
本文将讨论常规光缆最重要的工艺参数——光缆余长来。
光缆余长是光缆生产过程中最关键的工艺参数,也是影响因素最多的工艺参数,是确定光缆各种性能的重要工艺指标。
本文的目的在于与大家一起进一步研究光缆生产工艺,避免生产的过程中发生相同的问题,也为初学者提供学习光缆关键工艺的机会。
二、光缆余长的形成
光缆余长形成主要来源于二次被覆和成缆工序,它们一起决定了光缆余长的大小。
而二次被覆工序是光缆余长和余长调节的最重要工序,它可以通过调节其他工艺参数来达到调节余长的目的。
图1ROSENDAHL 二次被覆机,用它来讨论二次被覆中光缆余长的形成过程。
生产设备流程图如图1所示:设备组成为1放线单元、2油膏填充系统和塑料挤出系统、3热水冷却、4轮牵、5冷水冷却、6履带牵引、7储线系统和收线系统
光纤从放线架以一定放线张力下放出,通过油枪进入主机挤出系统,再通过热水槽冷却进入轮牵,在这个过程中光纤是以直线运动。
由于光纤油膏有触变性在受到剪切力的情况下化学键断裂,纤膏粘度降低,具有很好的流动性,光纤在热水槽段是被拉直,没有形成余长或是说形成了负余长。
由于光纤在受力时有一定的拉伸量(一般<1%),另一方面光纤在轮牵时光纤靠近束管的内侧面,相对束管长于光纤为负余长。
在冷水槽段是形成余长的主要阶段,由于束管在冷却时有很大的收缩而形成余长,抵消前面的负余长而形成要求的余长。
层绞式光缆绞合也形成一定的余长,束管相对光缆来说长。
给光纤足够拉伸窗口。
其束管相对光缆长度有下面公式计算可得:
L=1000/cosα(1)
其中L为每公里缆光缆束管的长度m,α为光缆成缆的绞合角。
tgα=π(φ1+φ2)/W (2)
φ1为加强件直径,φ2为束管直径,W为成缆节距。
从上面两式可以看出,每公里光缆实际束管长度比光缆长度长一些,长的部分可以用来提供部分余长,加上二套形成的余长,两者共同组成了光缆的所有余长,为光缆提供了足够的拉伸窗口。
对于中心束管式光缆由于没有成缆部分的余长,在二次套塑时余长要大一些。
为光缆提供了足够的拉伸窗口。
因此对于不同用途的光缆设定相应的束管余长。
三、影响余长的因素
影响余长的因素很多,他们之间是既独立又相互联系。
在二套生产中各个环节都不同程度的影响着余长的大小,具体总结起来有如下几个方面对余长有影响。
放线张力对余长影响是张力越大,其光纤被拉伸的程度越大,相对在热水槽段束管的负余长越大,最终余长就越小。
因此在生产中由于放线架不稳或放线主力过大,都会时束管余长不稳,形成束管中各个
光纤长度相差较大。
有的设备为主动放线有的为被动放线,但张力不稳对光纤的余长都有影响,被动放线影响较大。
余长张力是我们日常生产中最常见调节余长的工艺参数之一,他的调节对余长变化比较敏感。
余长张力调大时束管余长变小,相反张力调小时余长变大。
调节余长张力是一种容易控制的调节方式,也有稳定的量度,容易调节,但他的调节范围不是很大,只能将余长在小范围的调节。
热水槽温度也是调节束管余长的主要工艺参数,在其他参数稳定不变的情况下,一般温度提高,余长变大,反之则然。
一般热水的温度都高于45℃,由于PBT的结晶温度一般是高于45~50℃,如果热水温度过低,PBT结晶不好会影响其束管的性能,束管后期收缩会很大。
而热水和冷水的温度差是最终决定束管的余长,一般温差越大,其束管收缩越大,余长越大,反之则然。
油膏的性能也是影响余长稳定性的重要因素。
我们平时生产中常看挤出机头和热水槽间的油膏液面的稳定性来判断束管余长的稳定性。
油膏的粘度是决定余长大小的重要因素。
纤膏的粘度和其加热温度成反比,当温度提高时纤膏粘度降低,纤膏粘度对束管余长影响的范围很大。
当纤膏粘度达到一定程度时,束管余长就不可控,可能束管各根光纤的余长相差很大。
在生产的过程中,纤膏在受到剪切力时化学键断裂,粘度大幅度降低,纤膏有良好的流动性,满足生产的要求。
当剪切力撤消后,过一定时间,其化学键会恢复,达到纤膏不会从束管中流出的粘度,纤膏的这种性能叫触变性。
这样能够满足束管生产时纤膏粘度较小,光纤能自由运动,使光纤余长容易控制。
粘度过大使光纤运动困难,光纤余长就很难控制。
市场上常见的纤膏有unigel.、DAE和汉膏等,他们都有不同的粘度和不同产品型号来满足不同设备和不同类型产品的要求。
有的设备生产速度达400m/min,这时就应对纤膏粘度有特殊的要求。
纤膏挤出的模具油针和导纤针对束管余长也有一定的影响。
油针或导纤针的大小,直接影响到纤膏的挤出稳定性。
纤膏挤出稳定性决定了光纤运动轨迹,所以一般纤膏挤出不稳定,则表现在各光纤的余长相差很大。
配置适合的模具也是决定束管余长好坏的主要方面,模具配置不合理,二套时束管内就会包裹进去大量的空气,使束管表面上看有许多真空泡,束管放置一段时间气泡也不消失,说明是由于油膏液面不稳卷入了空气。
在成缆的过程中,余长的形成主要来源于束管和光缆的相对长度。
由式1可以看出,光缆结构固定后,其余长大小和成缆时束管与填芯的绞合角决定。
一般绞合角越大其余长越大。
从式2中看出,决定绞合角的因素是成缆节距,节距越小,绞合角越大,余长就越大。
绞合也是余长的重要来源。
有的公司在二套生产时故意形成零余长,目的是利用成缆形成余长就足够了。
四、余长在实际应用中的意义
光缆在生产和使用过程中都需要有一定的拉伸窗口§,一般光缆§为0.5%,自承式光缆§为
0.8-1.0%。
拉伸
窗口与余长和成缆节距有如下关系,如式(3)。
§=§0(1+4πRn2/Sn2)+2π2 (Rn2-Rmin2) /Sn2 (3)
其中§为光缆的拉伸窗口,§0束管的余长,Sn绞合节距,Rn为绞合半径(Rn= Rc+ Rt)) Rt为束管半径,Rc,为加强件外经,Rmin= Rn-Ri+Rf,其中Ri束管内径,Rf光纤束外经,Rf=1.15*n1/2*0.25,n 为束管中光纤数。
光缆在生产、安装和工作运行时,受到一定的拉力,缆将被拉伸一定的长度,在光缆被拉伸时,光纤不能受力,这样就要求光缆有一定的被拉伸窗口。
拉伸窗口的大小直接决定光缆的抗拉试验的好坏,所以拉伸试验是光缆试验中最重要试验之一。
在有些地区,一年四季的温度变化比较大,在光缆工作温度变化时,由于光纤和光缆的其他组成材料间热膨胀系数不同,而光纤又不能受到外界拉力,所以光缆必须有足够的拉伸窗口。
我们生产光缆每年都做的型式实验高低温,其目的就是防止光缆工作温度变化的情况下对光缆有无损坏。
光缆的其他试验如压扁、弯曲和抗冲击等都要求光纤在光缆中有足够的余长。
当光缆受到外界作用时,光纤能够得到足够的应变空间,以至于光纤不会受到外力的作用损坏。
五、结束语
光纤余长是光缆生产中最重要的控制参数,它的好坏直接决定光缆质量的好坏和光缆使用的性能,有其重要的意义。
影响余长的因素很多,他们之间相互作用又相互关联。
因此在我们生产过程中必须理解了各个影响因素是如何影响光缆的余长,才能够很好的控制生产。
光缆生产虽然十分成熟,但我们实际生产中还是存在问题给光缆生产带来许多的损失。
光缆生产的各个工艺参数必须严格控制才能生产出一流的产品。