用于光纖到用戶應(yīng)用的光纜及組件的制作方法
【專利說明】
[0001 ] 本申請是申請日為2009年09月23日、申請?zhí)枮?009801467418、發(fā)明名稱為"用于 光纖到用戶應(yīng)用的光纜及組件"的中國專利申請的分案申請。
[000^ 相關(guān)申請
[0003] 本申請要求2008年9月23日申請的美國臨時申請61/192,295及2009年3月27日申 請的美國臨時申請61/192,295的權(quán)益，運些申請的所有內(nèi)容通過引用組合于此。
[0004] 本申請設(shè)及2007年11月26日申請的美國申請11/986,705(現(xiàn)在的美國專利7,539， 380)、2008年10月24日申請的美國申請12/258,121及2009年4月7日申請的美國申請12/ 419,425。
技術(shù)領(lǐng)域
[0005] 本申請設(shè)及適合光纖網(wǎng)絡(luò)如光纖到用戶或光纖到節(jié)點應(yīng)用的光纜和組件。更具體 地，本申請設(shè)及具有結(jié)實設(shè)計、抗壓碎載荷、小截面及大的余長松弛儲存能力的光纜。
【背景技術(shù)】
[0006] 通信網(wǎng)絡(luò)用于將多種信號如話音、視頻、數(shù)據(jù)及類似信號傳給用戶。服務(wù)提供商現(xiàn) 在將光纖更深入地布到通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)W增加用戶可用帶寬。例如，光纖到戶相較傳統(tǒng)的銅纜 提供更大的帶寬。
[0007] 圖1示意性地示出了使用兩種不同的安裝技術(shù)布到用戶所在房屋的兩根預(yù)接連接 器的光纜10和10'。圖1示出了按架空安裝技術(shù)布到房屋20的第一預(yù)接連接器的光纜10和按 埋置安裝技術(shù)布到房屋20的第二預(yù)接連接器的光纜10'。在架空安裝情形下，預(yù)接連接器的 光纜10的第一端10a連接到位于桿11處或靠近桿11的第一接口裝置12,及預(yù)接連接器的光 纜10的第二端10b連接到位于房屋20處的第二接口裝置14。第一接口裝置12可W是接線盒、 多端口（具有多個插座的裝置)或類似裝置。第二接口裝置14可W是接線盒、網(wǎng)絡(luò)接口裝置 (NID)、光網(wǎng)絡(luò)終端(0NT)或類似裝置。在架空安裝情形下，技術(shù)工人通常使用圖1中示意性 示出的壓力夾19如P夾(如圖1中示意性所示)將光纜10拉緊固定在桿11和房屋20處，從而避 免光纜10沿架空跨距出現(xiàn)下垂。
[000引圖2示出了 2PR壓力夾19, 一部分光纜10置于其中。壓力夾19可從伊利諾伊州 Franklin F*ark的Reliable Power Products獲得。壓力夾19包括夾體19日、夾子19b和用于 夾緊光纜的模19c，隨著光纜上的拉力增加，摩擦力相應(yīng)增加。夾體19a接收夾子19b和模19c 之間的光纜10并在施加拉力時將其壓擠在其間。夾體19a還包括用于將其附著到結(jié)構(gòu)如桿 11或房屋20上的環(huán)端。
[0009] 光纜10上的摩擦力增加防止光纜拉出壓力夾。然而，由于夾子19b具有凹陷及夾體 19a具有脊，來自壓力夾19的夾緊力可能使光纜塑性變形甚至損壞光纜。在壓力夾內(nèi)使用的 傳統(tǒng)光纜可包括緩沖管W保護光纖免遭前述變形。
[0010] 在埋置或管道應(yīng)用中，預(yù)接連接器的光纜10'的第一和第二端分別連接到位于現(xiàn) 場位置18如基座、人孔、手孔等內(nèi)的接口裝置16及第二接口裝置14。接口裝置可包括用于使 與預(yù)接連接器的光纜10的插頭端光學連接的至少一插座(不可見）。與架空應(yīng)用類似，埋置 或管道應(yīng)用也要求結(jié)實的光纜設(shè)計。例如，光纜可能遭遇粗糖的地勢如被推靠巖石等或在 安裝期間粗暴地處理如拉入管道。因此，對于光纖到用戶應(yīng)用，預(yù)接連接器的光纜應(yīng)足夠結(jié) 實W處理架空、埋置和/或管道安裝，同時保持適當?shù)墓鈱W性能和可靠性。
[0011] 此外，桿11或現(xiàn)場位置18到第二接口裝置14之間的距離隨每一安裝變化，而技術(shù) 工人通常使用預(yù)選長度的預(yù)接連接器的光纜。因此，必須儲存額外長度的松弛光纜。由于松 弛儲存需要的空間大，大的光纜可能存在問題。一種解決方案是將許多不同長度的預(yù)接連 接器的光纜攜帶到現(xiàn)場，運對技術(shù)工人、服務(wù)提供商和制造商產(chǎn)生復(fù)雜問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，光纜包括至少一光纖;第一拉伸加強件和第二拉伸加強件， 其中第一拉伸加強件和第二拉伸加強件位于至少一光纖的兩側(cè)且大致沿共面對齊;及聚合 光纜護套，該光纜護套具有位于第一和第二加強件之間的至少一光纖周圍的中間高度，該 中間高度小于加強件處的端部高度，其中光纜具有小于25平方毫米的截面積。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，中間高度和端部高度的比小于0.95。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，光纜抗壓碎載荷如P夾中產(chǎn)生的壓碎載荷。例如，當光纜 遭受每毫米60牛頓的壓碎載荷時，光纖經(jīng)歷小于20MPa的徑向應(yīng)力。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，光纜護套可擠壓成型在光纖上而不干預(yù)緩沖管。例如光 纖可W是涂覆光纖、緊密緩沖光纖或非緊密緩沖光纖。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，制造光纜的方法包括放出至少一光纖;放出第一加強件； 放出第二加強件，其中第一加強件和第二加強件位于至少一光纖的兩側(cè);及將光纜護套擠 壓成型在至少一光纖和加強件周圍，其中當光纜護套擠壓成型在光纖周圍時至少一光纖W 至少100克力拉緊，使得光纖中保留0.0-0.2 %的殘余應(yīng)變。
[0017] 根據(jù)上述及其它方面，光纜表面不規(guī)則，使得它們可吸收徑向壓縮，如在P夾中經(jīng) 受壓縮時，還具有制造成本便宜的小截面，及方便儲存。
[0018] 應(yīng)當理解，前面的一般描述和下面的詳細描述均呈現(xiàn)本發(fā)明的實施方式，并用于 提供理解本發(fā)明的性質(zhì)和特征的概覽或框架。
【附圖說明】
[0019] 圖1示意性地示出了使用不同安裝技術(shù)布到房屋的光網(wǎng)絡(luò)的分支鏈路部分。
[0020] 圖2為一部分光纜保持在架空應(yīng)用中使用的典型壓力夾內(nèi)的立體圖。
[0021] 圖3為根據(jù)本發(fā)明的光纜的截面圖。
[0022] 圖4示出了圖3的光纜的截面區(qū)域疊加在傳統(tǒng)分支光纜上。
[0023] 圖4a-4c示出了位于圖2的壓力夾內(nèi)、具有不同高度比的光纜的截面圖。
[0024] 圖5為在各種拉伸載荷狀態(tài)下圖3的光纜和比較光纜在布置在圖2的壓力夾內(nèi)時的 光衰減量圖示。
[0025] 圖6和7為根據(jù)本發(fā)明的具有多根光纖的光纜的截面圖。
[0026] 圖8-10為根據(jù)本發(fā)明的與光纜30類似的、具有可音頻探測元件的光纜的截面圖。
[0027] 圖lla-llc為圖3的預(yù)接連接器的光纜在根據(jù)本發(fā)明的示例性硬質(zhì)連接器插入互 補插座時的各個階段的圖示。
[0028] 圖12為根據(jù)本發(fā)明的使用圖8的光纜的預(yù)接連接器的光纜的組裝立體圖。
[0029] 圖13為圖11a的根據(jù)本發(fā)明的預(yù)接連接器的光纜的局部分解圖。
[0030] 圖14a和14b分別示出了圖13的硬質(zhì)連接器的護罩的立體圖和截面圖。
[0031] 圖15a為圖3的光纜準備接連接器的立體圖。
[0032] 圖1加為圖13的硬質(zhì)連接器的壓接外殼的其中一殼的立體圖。
[0033] 圖15c為圖13的預(yù)接連接器的光纜的部分組裝圖。
[0034] 圖15d為圖13的預(yù)接連接器的光纜的另一部分組裝圖，其中壓接髓滑入壓接外殼 上的位置。
[0035] 圖16為根據(jù)本發(fā)明的使用不同的硬質(zhì)連接器的另一預(yù)接連接器的光纜的分解圖。
[0036] 圖17為根據(jù)本發(fā)明的兩個預(yù)接連接器的光纜的部分分解圖，其中每一光纜具有互 補硬質(zhì)連接器。
[0037] 圖18為根據(jù)本發(fā)明的兩個預(yù)接連接器的光纜的部分分解圖，其中每一光纜具有與 圖17的硬質(zhì)連接器類似的互補硬質(zhì)連接器。
[0038] 圖19為根據(jù)本發(fā)明的兩個預(yù)接連接器的光纜的部分分解圖，其中每一光纜具有與 圖17的硬質(zhì)連接器類似的互補硬質(zhì)連接器。
[0039] 圖20為根據(jù)本發(fā)明實施例的光纜的截面圖。
[0040] 圖21a為在所施加的壓碎載荷下的模擬光纖應(yīng)力曲線。
[0041] 圖21b為用于對護套材料進行建模的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
[0042] 圖22為在所施加的壓碎位移下的模擬光纖應(yīng)力曲線。
[0043] 圖23和24為與圖20中所示光纜類似的光纜的截面圖，但具有可音頻探測元件。
[0044] 圖25為用于制造根據(jù)本發(fā)明的光纜的生產(chǎn)線的示意性圖示。
[0045] 圖26和27示出了測量光纜的拉出力的方法。
[0046] 圖28為在此公開的多模光纖的示例性實施例的玻璃部分的截面的折射率曲線的 示意性表示(非按比例），其中下陷的折射率環(huán)狀部分偏離中屯、并由外環(huán)狀部分包圍。
[0047] 圖29為圖28的光波導光纖的截面圖的示意性表示(非按比例）。
【具體實施方式】
[0048] 現(xiàn)在將詳細提及本發(fā)明目前的優(yōu)選實施方式，其例子如附圖所示。在實施時，同樣 或類似的附圖標記在所有附圖中將用于指相同或類似的部分。
[0049] 圖3為具有至少一光纖32、第一和第二加強件34及光纜護套38的光纜30的截面圖。 第一和第二加強件34位于光纖32的兩側(cè)。光纖32和加強件34中的每一個具有大致沿共面A- A對準的軸向中屯、線(未示出）。共面A-A上的加強件32、34的定向向光纜30部分提供優(yōu)先彎 曲特性。
[0050] 在圖3中所示的示例性實施例中，光纜護套38包圍并接觸光纖32及還包圍和接觸 加強件34。光纜護套38具有按在加強件34之間的光纖32的上面和下面延伸的光纜截面中間 或中屯、區(qū)域的護套厚度測量的中間高度MH。光纜護套38的端部高度EH測量為在每一加強件 上面和下面延伸的光纜截面的每一端的護套厚度。端部高度EH可等于光纜30的總高度，并 可在加強件的中屯、線處對準。根據(jù)本發(fā)明，中間高度MH小于端部高度EH。該結(jié)構(gòu)在壓碎載荷 下如夾緊在壓力夾19內(nèi)期間保持光學性能，如下面進一步詳細所述。相比于用于光纖到用 戶或節(jié)點、應(yīng)用的傳統(tǒng)分支光纜，光纜30還具有相對小的截面覆蓋區(qū)。小截面覆蓋區(qū)提供相 對大的余長松弛儲存能力、制造時需要更少的材料，同時依然結(jié)實。
[0051] 為比較目的，圖4為光纜30的截面覆蓋區(qū)42(由實線表示)疊加在用于光纖到用戶 應(yīng)用的傳統(tǒng)光纜的截面覆蓋區(qū)44(由陰影線表示，還示出了緩沖管和加強件的輪廓)上示意 性圖示。如圖所示，光纜30的截面覆蓋區(qū)42遠小于傳統(tǒng)光纜的截面覆蓋區(qū)44,同時仍然提供 在2PR壓力夾19內(nèi)使用的結(jié)實設(shè)計。在所示例子中，截面覆蓋區(qū)42約為傳統(tǒng)光纜的截面覆蓋 區(qū)44的42% (例如，相比于約31.5平方毫米，約為13.2平方毫米）。光纜30的運種結(jié)構(gòu)使光纜 30的截面積相對小，同時依然在壓力夾19的應(yīng)力下工作。
[0052] 截面覆蓋區(qū)42遠小于傳統(tǒng)截面覆蓋區(qū)44,部分是因為其不需要該類型傳統(tǒng)光纜所 需要的緩沖管(在圖4中由中間陰影圓表示）。緩沖管在傳統(tǒng)光纜中用于包圍和保護光纖免 遭如由壓力夾產(chǎn)生的應(yīng)力。根據(jù)本發(fā)明，光纜30不需要特殊安裝程序，如不需要像傳統(tǒng)架空 應(yīng)用中所需要的那樣將光纖與來自壓力夾19的夾緊力分開或隔開。同樣，光纜30也可經(jīng)受 住埋置和/或管道應(yīng)用的要求。
[0053] 作為例子，光纜30具有約3.0毫米的高度MH和約5.3毫米的寬度W。本發(fā)明的概念可 與如表1中所示的具有其它適當尺寸和/或形狀的光纜一起使用。此外，光纜30的較小的截 面覆蓋區(qū)使線圈直徑相比于傳統(tǒng)光纜更小。因此，光纜30有利地使能在相對小的體積（即空 間）中如用戶房屋處的網(wǎng)絡(luò)接口裝置、接線盒、基座或其它適當位置處儲存相對長的光纜。 對于架空安裝和/或埋置安裝，光纜30的小尺寸還使能在小空間中松弛儲存相對大的長度。 服務(wù)提供商和制造商因此可進貨較少長度的預(yù)接連接器的光纜如短長度和長長度。同樣， 技術(shù)工人可攜帶較少長度的預(yù)接連接器的組件到現(xiàn)場。
[0054] 對于冰和風加載如肥SC重加載情形下，光纜30還具有相對小的重量和小的覆蓋 區(qū)。運樣，在架空安裝時為維持光纜30適當?shù)南麓箤⑿枰偷睦?，運導致更低的拉力從 施加到壓力夾的張力施加到用戶房屋。例如，在150英尺架空跨距下光纜30 1%的下垂可W 約20磅的拉力實現(xiàn)。該拉力相比于圖4中所示的傳統(tǒng)分支光纜降低約30%。相對低的拉力還 使光纜30更易于安裝。
[0055] 表1在前兩行中比較了光纜30和圖