光缆的余长设计与温度特性分析
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。
OPGW光缆生产中光纤余长的控制研究
OPGW光缆生产中光纤余长的控制研究摘要：在OPGW光缆的生产过程中，光纤余长的控制是一个至关重要的研究领域。
光纤与光缆的连接质量直接影响着光缆的性能和可靠性，而光纤余长是确保连接质量的重要因素之一。
本文将系统地探讨光纤余长的控制方法和技术，在分析光缆制作过程中可能出现的问题的基础上，提出了一种有效的光纤余长控制策略。
通过优化材料选择、工艺参数和生产设备，旨在提高光纤连接的质量，并最大程度地降低光缆制作成本。
关键词：OPGW光缆；光纤余长；控制随着信息技术的迅猛发展，光通信作为一种高速、大容量、低损耗的通信方式，已经在全球范围内得到广泛应用。
光纤是实现光通信的核心组件之一，而光电地线光缆（OPGW）作为一种特殊类型的光纤通信线路，既能提供电力输送，又能传输通信信号，已经成为电力系统的重要组成部分。
一、OPGW光缆的概述光纤复合架空地线（OPGW）是将光纤单元放入架空地线中，以实现光缆和地线的有机整合。
它在保持架空地线原有的电气和机械性能的同时，还能进行音频、视频、数据等信息的传输。
OPGW光缆质量轻、体积小，已被电力系统广泛采用，用于变电站与中心高度所之间传送调度电话、远动信号、继电保护、电视图像等信息。
这种光缆的稳定性和可靠性得到了极大的提高，成为电力系统中不可或缺的组成部分。
OPGW线是由输电线路构成的，通常由电力公司使用，达到接地及通讯的双重目的。
它包含一个管状结构，内部含有一条或多条光缆，外围则由钢和铝组成。
复合光缆地线架设在超高压电塔的最顶端，其导电部分起到接地的功能，作为被雷击的保护屏障。
而内部的光缆则提供高速数据传输的功能，既可以用于电力系统自身的保护和控制，也可以出租给电信业者作为骨干网络[1-3]。
二、光纤余长的重要性光纤余长在光纤复合架空地线（OPGW）中起着至关重要的作用，它是衡量OPGW性能最重要的参数之一。
光纤余长的控制在施工过程中有着严格的要求，因为光纤在放入纵包焊接的不锈钢管内通常很难获得正值的余长，通常在该工序中还要填充冷油膏，所以可设定该工序后光纤在有一定张力条件下。
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
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，
层绞式光缆中光纤余长的最佳选择
层绞式光缆中光纤余长的最佳选择
徐建国
【期刊名称】《邮电设计技术》
【年(卷),期】1992(000)006
【总页数】3页(P4-5,33)
【作者】徐建国
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TN818.03
【相关文献】
1.中心管式和绞合式光缆中光纤余长探讨 [J], 邹林森
2.层绞式光缆SZ绞合控制与抗拉性能关系 [J], 曾辉;杨乔云;张卓
3.松套层绞式全干式光缆(GYFA)——长飞光纤光缆(上海)有限公司 [J],
4.实际松套层绞式光缆中光纤余长计算 [J], 邹林森
5.层绞光缆中光纤余长的最佳选择 [J], 徐建成
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光缆余长综述
余长综述一．余长设计与控制的意义光纤是由脆性材料石英制造的，当光纤受到张应力后，不会像钢丝，铝丝那样产生塑性应变，而使其内应力消失。
当应力作用于有缺陷的光纤界面上时，应力分布会集中，并使这种缺陷存在处的微裂纹生长。
当应力作用一段时间后，光纤就会断裂。
因此，光纤缆中余长的存在，可以使纤免受这种由于缆的张力而引起的静态疲劳应力。
另外，张应力的存在也会给光纤产生张力引起的侧压力，并导致附加损耗的增加。
相反，余长过大会引起由于光纤弯曲而引起的附加损耗。
二．余长的形成光纤在束管中的余长既不能太大，又不能过大，一般情况下，对于G652光纤，如果其在松套管中的空间螺旋弯曲半径大于70mm，就不会产生附加损耗。
光纤从放线架以一定放线张力放出，通过油枪进入主机挤出系统，再通过热水槽冷却进入轮前。
在这个过程中，光线是以直线运动，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，具有良好的流动性，光纤在热水槽段是被拉直，没有形成余长或形成负于长，由于光纤在受力时有一定的拉伸量，令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。
再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。
对于层绞式光缆，由于其余长的获得主要依靠其绞绕效应来获得，能形成的余长为2.5‰左右，因此，光纤相对于束管的余长应尽可能的小些为好。
另外，由于层绞式光缆等效线膨胀系数大，温度下降，光缆收缩，会引起光纤在松套管内的余长加大。
三．生产中影响余长的因素防线张力对余长的影响是张力越大，其光纤被拉伸的程度越大，相对在热水槽束管的负余长越大，最终余长就越小。
因此在生产中，由于放线架稳或放线张力过大，都会使束管余长不稳，形成束管中各个光纤长度相差较大。
余长张力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，但是他的调节范围不是很大，只能将余长在小范围内调节。
层绞式带状光缆的综合余长研究
层绞式带状光缆的综合余长研究易伟;李金龙;严映律【摘要】建立了层绞式带状光缆的综合余长模型,并对该模型的设计进行了研究,列出了结构参数的方程组,采用逆Broyden秩1迭代法进行数值求解,得到了不同综合余长和宏弯半径下的光缆结构尺寸.结合成本构造了光缆综合指标模型,对其理论设计进行了修正,获得了光缆设计的最佳余长值.【期刊名称】《光通信技术》【年(卷),期】2015(039)007【总页数】3页(P54-56)【关键词】层绞式;带状光纤;余长;数值计算【作者】易伟;李金龙;严映律【作者单位】西南交通大学物理科学与技术学院,成都611756;西南交通大学物理科学与技术学院,成都611756;西南交通大学物理科学与技术学院,成都611756【正文语种】中文【中图分类】TN913.70 引言带状光缆具有光纤密度高的优点，在同样的光缆外径下可以容纳较多的光纤芯数，而且可多根光纤同时接续，简单方便，节省了安装时间和成本。
带状光缆主要有层绞式光缆和中心束管式光缆，其中层绞式光缆因其能获得较大余长的特点被广泛应用，但其光缆结构的初步设计不仅依赖于经验取值，而且需要结合应用现场的相关要求和参数，通过反复验算修正才能渐趋优化，工作量较大。
余长是表征光缆性能的重要参数，文献[1～3]已经对套管余长的两种模型进行了公式推导。
因此，本文主要研究层绞式带状光缆的综合余长。
1 层绞式带状光缆的综合余长模型光纤余长是指光纤恰好不产生应变时的最大应变量，分为套管余长和绞合余长两种。
套管余长有螺旋和正弦两种模型，而绞合余长是通过松套管螺旋状绞合在中心件上获得的。
层绞式带状光缆的空间示意图如图1所示，松套管呈螺旋状绞合，且光纤在松套管中呈正弦状。
图1中，P为绞合节距，L为一个正弦周期长度，R内、R外分别为套管内、外半径，R1为中心加强件半径，R2为缆芯内半径，R为加强件中心到套管中心的距离，a和b为带状光纤尺寸。
图1 层绞式带状光缆的空间示意图设光缆应变达到余长时伸长量为ΔP，光纤在松套管内的剩余套管余长为ε1，绞合余长为ε2，根据拉伸前后光纤长度不变原理，得到综合余长ε为：其中，T为绞合张力，E为套管等效杨氏模量，S为套管截面积，d为带纤能到达的最大高度。
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。
光缆基础知识
光缆基础知识光缆，是以一根或多根光纤或光纤束制成符合光学、机械和环境特性的结构。
光缆的结构直接影响系统的传输质量，而且与施工也有较大的关系。
施工人员在敷设光缆前，必须了解光缆的结构和性能。
工程施工应按所选用光缆的结构、性能，采取正确的操作方法，完成传输线路的建设，并确保光缆的正常使用寿命。
1.光缆设计的原则光纤在通信领域内的广泛应用，要求设计制造各种各样结构的光缆。
设计光缆，必须规定光缆的结构尺寸和所用材料。
设计光缆的一般原则如下：（1）光纤的余长：根据每管光纤芯数和余长要求，设计松套管尺寸。
当松套管是用来制作中心束管式光缆时，松套管中光纤余长应在0.25%左右；当松套管是用来制作层绞式光缆时，松套管中光纤余长应在0.02%左右。
（2）机械强度：根据对光缆机械强度要求，合理选择光缆中的加强构件、直径以及护层结构、铠装结构等。
光缆的抗拉强度主要靠加强构件提供；光缆抗侧压力主要靠护层或铠装层提供。
光缆防水防潮，主要靠铝—塑粘结护套或钢—塑粘结护套，以及缆中的阻水油膏和阻水材料提供。
（3）使用场合：根据光缆的使用场合，使用不同结构的光缆，满足使用场合的要求。
（4）阻水：要注意选用阻水油膏，特别是松套光纤用阻水油膏的温度特性要好，不能有淅油等。
（5）光缆结构：合理的光缆结构设计，应使松套管尽量靠近光缆中起支承作用的部件。
同时，合理的光缆结构设计，应对光纤起到最佳的机械保护。
在光缆结构设计中，在保证光缆所要求的特性下，应尽量使光缆横截面积小，单位长度重量轻，发挥光缆本身所应具有的优点。
2.光缆结构中所用材料及其性能光缆是由光纤、高分子材料、金属-塑料复合带及金属加强件等共同构成的光信息传输介质。
光缆结构设计要点是根据系统通信容量、使用环境条件、敷设方式、制造工艺等，通过合理选用各种材料来赋予光纤抵抗外界机械作用力、温度变化、水作用等保护。
图2.5层绞式钢带纵包双层钢丝铠装光缆结构图图2.5 所示的是所用材料种类最多的GYTY53+333层绞式钢带纵包双层钢丝铠装光缆的横。
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。
光缆富裕度——精选推荐
长度、光纤衰减系数和光纤后向散射曲线进行测量检查，以确定光缆的主要性能指标是否达到工程设计和采购要求，并为光缆配盘提供依据。
光缆单盘检验同时也是界定光缆质量问题与工程施工责任的重要环节。
光缆在生产、贮存和长途运输过程中，光纤有可能受到损伤。
根据《军用光缆数字传输系统工程施工及验收技术规范》要求，在光缆盘运至施工现场后，必须对每盘光缆的每根光纤进行测试（检测率为100% ），符合技术指标后方可进行配盘和布放。
而有的施工单位不重视这一环节，认为厂家已提供了相关资料，测试时只是进行抽测（检测率为50% 甚至更低），或者只检测一下光纤长度，其它指标一概忽略，更有甚者，干脆不做单盘检验，这都是十分错误的。
一旦在光缆布放完毕后才发现光缆性能指标不合格，就很难区分是光缆质量问题还是施工质量问题。
根据多年的施工经验，我们认为，应该严格按照施工程序，认真做好单盘检验，才能保证施工质量。
其主要程序如下：1.检查资料：到达测试现场后，应首先检查光缆出厂质量合格证，并检查厂方提供的单盘测试资料是否齐全，其内容包括光缆的型号、芯数、长度、端别、结构剖面图及光纤的纤序、衰减系数、折射率等等，看其是否符合订货合同的规定要求。
2.外观检查：主要检查光缆盘包装在运输过程中是否损坏，然后开盘检查光缆的外皮有无损伤，缆皮上打印的字迹是否清晰、耐磨，光缆端头封装是否完好。
对存在的问题，应做好详细记录，在光缆指标测试时，应做重点检验。
3.核对端别：从外端头开剥光缆约30cm ，根据光纤束（或光纤带）的色谱判断光缆的外端端别，并与厂方提供的资料相对照，看是否有误。
然后在光缆盘的侧面标明光缆的 A 、 B 端，以方便光缆布放。
4.光纤检查：开剥光纤松套管约20cm ，清洁光纤，核对光纤芯数和色谱是否有误，并确定光纤的纤序。
5.技术指标测试：用活动连接器把被测光纤与测试尾纤相连，然后用OTDR 测试光纤的长度、平均损耗，并与光纤的出厂测试指标相对照，看是否有误。
松套管光纤余长的形成与测试方式的比较光电通信
松套管光纤余长的形成与测试方式的比较光电通信一.引言室外光缆的生产制造与应用中，光缆会承受生产、施工和使用中的拉力，同时还会受环境温度的四季变化影响。
为保证光缆在使用过程中的传输稳定，通常情况下设计光纤在松套管内部空间处于自由松弛状态，来防止松套管在拉伸或收缩时光纤受力产生应变导致传输性能下降。
设计合理的松套管光纤余长值，并对生产中的松套、绞合和护套工序进行松套管光纤余长控制十分必要。
松套管的工艺控制是光缆制造过程中最关键的工艺控制之一，光纤在松套管中的状态是我们必须严格监控的重要指标，不同的评估方法会带来不一样的评估结果。
行业中对松套管光纤余长的评估方法有多种，我们就目前比较流行的两种评估方案做一些比较。
二.余长的作用通常情况下松套管是由PBT、光纤、纤膏所组成，PBT是高分子塑料材料，其杨氏模量2.5GPa，线膨胀系数为：1.3*10^-4 /℃，光纤是由二氧化硅材料生产，其杨氏模量为73GPa，线膨胀系数为：3.4*10^-7 /℃，纤膏则是一种触变型的流体材料。
在松套管的加工过程中，光纤恒张力放出时被拉伸，而熔融的PBT冷却定型过程中会发生收缩，这二者必然会产生不同的长度，这样我们需要设计一种工艺控制手段来控制松套管与光纤之间的差值，因此引入了松套管光纤余长概念。
光缆在低温条件下，由于松套管线膨胀系数比光纤大，因此松套管在低温收缩的情况下光纤长度会逐步大于松套管长度，也就是所谓的余长增加，这样会导致光纤在松套管内弯曲受压产生衰减，最终低温性能不合格。
反之光缆在高温下环境时，随着松套管的热膨胀后松套管内的光纤会逐步小于松套管长度，导致光纤受拉力影响发生传输衰减增加。
光缆在受到外部拉力的过程中，松套管内的光纤必然会随着缆应变的增加而逐步受力，同样会出现衰减的增加，甚至断裂。
为保证光缆受外力作用和不同使用环境温度下均保持良好传输性能，需要设计合理的松套管光纤余长。
如何使松套管光纤余长与设计保持一致呢？生产过程工艺控制与设计合理的松套管光纤余长是唯一的解决方案。
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。
套塑余长偏大讨论
虽然有一定的影响，但是很微小，在生产中还需预防。
⑶热水槽的温度。
【刘班长：①希望把水温调节在35℃以上，尽量达到40℃，同时套塑E线的排水管线路需要改善。②水流量的控制也是关键，尽量保证满槽的水量。】
【刘课长：①热水槽水温提高到40℃以上，可以减少后收缩，尤浩宇、王斌1个月内完成工艺的调试及更换指示卡。②可以就温度调控方面的问题与烽火总部的技术人员进行交流。③对现场的水温测定要形成明文规定，1小时测定一次，由刘诚负责查核。】
【刘班长：根据对整盘的分析，出现不良的位置在中间，这点需要引起关注。】
【刘课长：关于出现的这三盘不合格品，一定要追根溯源，找到其在整盘里的生产位置和当时的生产情况，要认真分析，找出原因。】
2，原因分析及应对措施：
⑴光纤着色固化不好，粘性大。
【刘课长：余长变化和这个原因的关系不大，但是着色固化不好会发粘易引起断纤。】
一，会议简介
这一阶段护套的成品检测有几盘衰减超标，层绞也常出现大头，段差，松套管开裂等不良事故，归根结底，问题出现在套塑制程，而套塑最为关键的就是余长，所以这次会议将就余长展开讨论。
二，关于余长问题的预防与调控
1，重点问题回顾：
【尤皓宇：上周五，护套常温检测，有两盘光缆衰减超标，衰减值＞0.20dB/km,将这两盘做高低温试验，同时抽取两外四盘常温检测合格的光缆一同做高低温，共有三盘不合格，盘号为wc1012na7542，wc1012na7543，wc1012na7591。】
⑷张力不稳。
【刘课长：张力对余长的影响需重视，以后每月对各条线的收线、放线张力校准一次，由王斌负责。】
⑸材料原因。
【刘课长：①工程师对每批进厂材料的厂商报告和检验报告要检查分析。②材料的换料需要记录，包括换料时间也要注明。】
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。
光纤余长与光缆参数影响的研究
光纤余长与光缆参数影响的研究作者：王蕾郭建强刘畅来源：《中国科技博览》2013年第32期摘要：光纤余长是光缆生产过程中的重要参数，与光缆的使用性能和光缆质量直接相关。
在松套结构的光缆中，光纤有一定的活动空间和余长，并在光缆中形成一定的弯曲形态，使得光缆在受到外界环境变化时，保证了光纤处于不受力的状态，使其性能稳定，并对光纤起到保护作用。
本文从光纤余长的产生机理、影响因素以及光纤余长类型的选择出发，仿真研究了松套结构光缆中的光纤余长与各影响参数的关系，为进一步的光缆设计与提供了设计参数。
关键字：光纤余长松套结构仿真中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）32-291-021.光纤余长的机理当光缆受环境变化，如温度变化或拉力作用时，光纤的自然长度恰好弥补光缆的最大应变量，这个余度称为光纤余长，即在光纤不受拉力的前提下，光缆所允许的最大应变量[1]。
在光缆中，光纤余长的形成主要有两种方式，即套管余长与绞合余长。
光纤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的结构。
2.光纤套管余长原理光纤在进行二次被覆时，套管冷却收缩，迫使套管内的光纤受力弯曲，通过这种方式获得的余长称为套管余长[1]。
松套管中的光纤状态，一般由正弦模型和螺旋模型来描述。
如图1所示为光纤的状态模型，其中为正弦空间周期，为螺旋节距。
（a）正弦模型（b）螺旋模型图1 光线在松套管中的典型状态（1）正弦模型在正弦模型中，套管中的光纤以正弦状态存在，如图1（a）所示。
则套管余长可表示为：（1）式中参数（2）其中，Rc为松套管等效内半径，R内为松套管内半径，Rf为光纤束等效半径。
它们之间有如下关系式：（3）由此得到，当正弦空间周期Ps越大，则光纤余长越小。
同时，松套管等效半径Rc越大，光纤余长越大。
为了更好的比较余长与自变量的变化关系，我们应用Matlab绘图并进行分析。
这里我们取Rf为自变量，取值区间在100～400mm之间，同时为了体现Rc的影响情况，我们分别取Rc的值为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm，应用Matlab仿真得到下图分析所得曲线，与公式（1）所得结论相同：正弦空间周期Ps越大，则光纤余长越小；松套管等效半径Rc越大，光纤余长越大。
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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。
此时，光纤向缆中心移动，当移至D2位置时，光纤束已靠近束管孔内壁，光纤这一径向移动过程称之为层绞式光缆绞合余长释放，当光缆继续受力（升温）伸长时，光纤将受纵向拉力而发生应变。
层绞式光缆余长释放量的大小与绞合节距的平方成反比，与光纤在束管中径向移动量成正比，详见式（1）。
R=D1/3r=(d2-dfe)/2， (1)
d2：束管内孔，
dfe：光纤束等效直径，且dfe=1.16(n)1/2×df，
其中，
n：光纤根数，
df：单根光纤直径，
P：为缠绕节距。
反之，当光缆在低温情况下，发生收缩。
光纤束在束管中的径向会向外移动并移至图2中如D3所示位置。
光纤束的这种向外径向移动,我们称之为余长储存。
在实际生产层绞式光缆时，我们希望光纤束在绞缆后，所处位置在束管中处于接近中心位置为好。
为了保证这一点，光纤在二次套塑后，常需要在束管里有一定量的小余长（比如0.4~0.6‰），以便满足当束管受到拉伸应变时，正好抵消这一被拉伸量。
设束管的放线张力（即拉伸束管的力）为F1，则束管在该张力下的伸长量εP为：
F1=EP×SP×εP (2)
其中：EP：PBT束管的拉伸模量，
SP：PBT束管的截面积，
εP：PBT束管的伸长量。
光缆是由多层不同材料复合制成，假定他们之间是紧密的，且有足够的摩擦力，那么，光缆中各层间在光缆伸长或回缩时，不发生层间的相对滑动，这时，光缆的伸长与回缩将按等效线膨胀系数进行热胀冷缩。
等效线膨胀系数由式（3）决定。
式中，E1、S1、α1：中心加强元件的杨氏模量、截面积及线胀系数；
E2、S2、α2：PBT束管的杨氏模量、截面积及线胀系数；
E3、S3、α3：皱纹钢带的杨氏模量、截面积及线胀系数；
E4、S4、α4：中密度护套的杨氏模量、截面积及线胀系数；
我们知道，如果光缆温度升高而伸长，由于光纤的线膨胀系数极小（约为5.8×10-7℃），几乎不伸长，因此，可以近似认为层绞式光缆中光纤余长将释放。
假定制造光缆时的气温为20℃，绞合节距为80mm，光缆芯数为36芯，中心加强钢丝为φ2.2，PBT束管为φ2.1/1.5，光缆型号为GYTA53型。
但实际上不可能达到如此的高温和低温，因为光缆材料本身不允许。
但至少可以说在-40℃~+60℃温度范围内光缆的性能指标不会有什么变化。
根据公式粗略计算（只算中心钢丝的抗拉力），光缆在3340N力作用下，缆中光纤无应变。
从以上理论分析可知，余长大小和节距关系非常大，那么是不是节距越小越好呢？从余长的释放与储存的大小来考虑，小节距应当比大节距好，但节距过小，又会带来新的问题，那就是光纤缠绕中心加强件的空间螺旋弯曲半径会减小，并导致由于弯曲所引起的应变增加，同时还会影响光缆中光纤的PMD值。
这种静态弯曲应变的存在，同样会影响光纤的寿命。
根据理论计算，当上述结构在节距为80mm时，其静态弯曲应变约为0.8‰，因此，还能保证光纤30年以上的预期寿命不受影响。
同样原理我们可以分析中心管式光缆，这里不再讨论了。
2.制造中应注意的若干问题
根据上述理论分析,要想获得理想的余长必须做到:
（1）合理设计束管的截面尺寸和光纤芯数，以便保证光纤束在管孔中的径向移动量r。
（2）在挤PBT束管时，应严格稳定地控制光纤在束管中的余长为0.4~0.6‰,并保证束管壁厚度及均匀性。
（3）束管层绞时，严格控制束管的放线张力F1及绕绞节距P，以保证绞合余长在理论计算值附近。
（4）光缆的各层之间应紧密、均匀，并有足够的摩擦力，防止层间在光缆的两端发生由于材料的收缩引起的相对滑移，这一点十分重要。
当然这种滑移一般都是由于温度变化所引起的。
3.结论
层绞式光缆由于其产生余长主要领先控制绕绞节距来控制余长，因此，其余长的分布均匀、稳定、可靠。
而中心束管式光缆，主要依靠挤束管工序产生正余长，余长相比之下，较层绞式要小，而且分布易发生随机性。
因此，从这一意义上讲，层绞式优于中心管式。
另一方面，平行钢丝加强的中心管式光缆只能在垂直平行钢丝平面内弯曲，而不能在平行钢丝的平面内弯曲，给施工放缆带来一定困难。
因此，对建设国家一级干线，笔者建议尽可能选用层绞式光缆。