精彩译文：采用柔韧12芯光纤带的超大光纤数和高密度开槽芯光缆

[摘  要]  本文介绍了日本住友电气工业株式会社的科研人员采用12芯柔韧光纤带开发的一种新型超大光纤数（UHFC）和高密度（HD）开槽芯光缆的结构。他们将柔韧光纤带技术与开槽芯光缆设计相结合，使光缆的光纤数增加一倍，同时直径保持与常规光缆相同。柔韧光纤带由光纤粘接部分和非粘接部分组成，它们在纵向和横向方向上依次交替，能够在有限管道空间内实现高光纤密度和多路熔接。开槽芯光缆设计有非优先弯曲轴，使得在空间受限的区域便于安装。这种新光缆保留了其最佳特性，如易于处理、良好的识别和多路熔接。本文介绍了12芯光纤带的设计以及多路熔接的试验结果。此外还提到商用最大光纤数光缆的3456芯开槽芯光缆以及1728芯开槽芯光缆的设计和特性。

[关键词]  超大光纤数（UHFC）；高密度（HD）；柔韧光纤带；开槽芯光缆；安装

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引言

近年来，由于云计算的普及，随着世界各地数据中心的数据容量急剧增加，对大光纤数和高密度（HD）光缆的需求不断增加。为了更经济地构建光网络，有必要有效利用现有的管道和空间来安装光缆。

最近已经报道了有关采用柔韧光纤带的超高密度光缆的几项研究。随后，将柔韧光纤带与开槽芯光缆相结合的新设计应用于超大光纤数（UHFC）光缆。

                           表1  光纤数的比较

表1示出常见地下管道尺寸中的光纤数比较。科研人员面临的挑战是使光缆的光纤数增加一倍，同时直径保持与常规光缆相同。

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光纤带设计和评价

2.1  柔韧光纤带设计

如图1所示，12芯柔韧光纤带由容易变形的光纤粘接部分A、非粘接接部分C和粘接节距P组成。为了实现光纤带的柔韧性和易于多路熔接，科研人员优化了粘接型式。作为示例，他们采用具有不同粘接节距P的样品光纤带进行了熔接可加工性试验。

表2示出接续可加工性试验的试验程序。

      图1   12芯柔韧光纤带的结构

如图2所示，型式A的粘接节距越大，由于排列单根光纤的程序而使接续变得越难。另一方面，型式B的接续作业时间比型式B的短，即使它具有大的粘接节距P，所以科研人员选择相对值P＝1.5的型式B。

 图2  采用几个光纤带样品的接续作业时间比较

2.2  所开发光纤带的评价

测量了柔韧12芯光纤带之间的多路熔接损耗。结果如图3所示，证实了新开发光纤带的接续损耗与普通光纤带不相上下。

                              图3  熔接损耗分布

为了确认柔韧光纤带之间接续点的可靠性，科研人员对带有保护套管的熔接点进行了热循环（H/C）试验。图4示出10接续点从－40 ℃到75 ℃的衰减变化。结果证实，衰减变化值可忽略不计。

 图4  带有10个保护套管的12芯柔韧光纤带之间                                   接续点的H/C试验结果

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超大光纤数和高密度开槽芯光缆

3.1  光缆设计

作为代表性示例，1728芯光缆的结构如图5所示，3456芯光缆的结构如图6所示。通过采用弯曲不敏感单模光纤（ITU-T G.657 A1）和柔韧光纤带设计，他们试图实现高光纤密度。光缆包括一层排除了光缆填充油膏的干式阻水带，从而消除了与标准油膏填充光缆相关的清洁和堵塞准备步骤。

    图5  1728芯光缆的结构

图6  3456芯光缆的截面图

需要轻松识别各开槽中的光纤带，因此，他们对UHFC光缆采用了新的光纤带识别。如图7所示，在光纤带上采用“条纹和方块带状标记”。

                       图7  带状标记的照片和结构

3.2  阻水设计

要像常规光缆一样改进UHFC和HD光缆的阻水性能比较困难，因为阻水带的遇水可膨胀粉末不能深入分解到含有较高光纤密度的光缆中。因此，科研人员研究了光纤密度对阻水性能的依赖性，如图8所示。

          图8  UHFC和HD光缆的渗水性能

      考虑到光纤密度对渗水性能的依赖性，他们优化了UHFC和HD光缆（如3456芯光缆）的开槽设计和光纤密度。

3.3  安装特性

开槽芯光缆由于中心加强件而具有非优先弯曲轴和低弯曲硬度，使得在空间受限的区域易于处理。他们还研究了弯曲硬度。图9示出弯曲硬度测量装置

 图9  弯曲硬度测量装置

表3示出在光缆直径相似的情况下新1728芯光缆与常规864芯中心管光缆之间的弯曲硬度比较。结果证实，新开发光缆的弯曲硬度约为常规光缆的一半。

3.4  所开发光缆的特性

科研人员还对3456芯和1728芯光缆进行了温度循环和机械试验。

试验项目、条件和结果汇总在表4中。结果证实，这些光缆在每项试验中的衰减变化都较低。

图10示出3456芯光缆在温度循环试验（－40 ℃～＋70 ℃）期间的衰减变化。从图中可以看出，没有明显的衰减变化。

       图10  3456芯光缆在温度循环期间的衰减变化

3.5  带状光缆的光纤数比较

图11示出新开发开槽芯光缆与常规松套管中光纤带（RILT）光缆的光纤数比较。

新开发1728芯和3456芯光缆的光纤数是具有相同光缆外径的常规RILT光缆的两倍。

       图11  带状光缆的光纤数比较

结论

日本住友电气工业株式会社的科研人员开发出柔韧12芯光纤带以及超大光纤数和高密度开槽芯光缆。新型光纤带平衡了柔韧性与接续可加工性。

新开发的开槽芯光缆设计具有非优先弯曲轴和低弯曲硬度，使得在空间受限的区域易于安装。他们将柔韧光纤带技术与开槽芯光缆设计相结合，使光缆的光纤数增加一倍，同时直径保持与常规光缆相同。

（来源：上缆所传媒摘自中国电线电缆网   作者：吴静  译自《Proceedings of the 65th IWCS》2016，P.604～609 ）