无线射频拉远单元（RRU）用光缆的设计及生产制造工艺

摘要：本文主要介绍了无线射频拉远单元（RRU）用光缆的常用结构，描述了拉远光缆制造过程中的工艺控制，提出了重点控制的参数，可解决松结构光缆高低温下衰减指标不合格现象，文中内容可供参考。
关键词：拉远单元用光缆；制造工艺；重点控制参数  
 
一、引言
        近几年光纤拉远技术在无线传输网路中得到广泛应用，光纤拉远是通过光电耦合部件将射频信号用光纤进行远距离传输，远端部分包括光电耦合部件、功放设备、智能天线，同时节约了光传输设备，这样的设备称之光纤拉远。2014年中国移动投资建设50万个基站，在建设过程中需要使用大量的拉远光缆，正是在这样的前提下，通鼎研发了拉远光缆,它具有柔软、弯曲半径小、足够轻便等特点。
                    
二、拉远光缆典型结构
        目前常用的主要结构为：
        1、光纤紧套后护套。在护套工序，紧套单元均布在非金属中心加强件外围，然后芳纶纱绕包后进行护套。（见图1）
        2、光纤紧套后+芳纶纱+单元缆护套+非金属加强件绕包+护套。（见图2）  

三、拉远光缆的典型技术参数
        1、成缆后光纤的衰减指标（见表1）：

光纤类别		B1.1和B1.3			B4		B6
使用波长（nm）		1310	1550	1625	1550	1625	1310	1550	1625
衰减系数（最大值）（dB/km）	Ⅰ级	0.36	0.23	0.26	0.22	0.27	0.38	0.24	0.28
	Ⅱ级	0.40	0.26	0.30	0.25	0.30	0.50	0.30	0.40
注：产品只在用户要求使用的波长上进行检验。

        2、光缆的机械性能指标（见表2）：

受力类型	光缆结构	拉伸力 （N）	压扁力 （N/100 mm）
短暂受力	普通型光缆	400	1000，2200
	单元式光缆	1 000	2200
长期受力	普通型光缆	200	500，1100
	单元式光缆	500	1100
按光缆护套判别，普通型光缆中2200 N短暂压扁力，1100 N长期压扁力不适用于热塑性聚氨酯弹性体护套的光缆。 按光缆结构判别，普通型光缆中2200 N短暂压扁力，1100 N长期压扁力仅适用于由子缆组成的光缆，或紧套光纤外加一层中心管结构的光缆。

        3、光缆的环境性能指标（见表3）：

分级 代号	适用温度范围 （℃）		适用场合	允许光纤附加衰减 (dB/km)
	低限TA	高限TB		B1.1和B1.3	B4	B6	A1a和A1b
A	-40	+80	严酷气候下的室外	≤0.80	≤1.00	≤0.80	≤1.00
B	-40	+70	一般气候下的室外	≤0.60	≤0.60	≤0.60	≤1.00
C	-30	+60	室内或气候条件较好的室外	≤0.50	≤0.50	≤0.50	≤0.80
D	-20	+60	室内或气候条件较好的室外	≤0.50	≤0.50	≤0.50	≤0.80
光缆温度附加衰减为适用温度下相对于20℃下的光纤衰减差。 分级代号的A级不适用于低烟无卤阻燃聚烯烃护套的光缆。

 
四、拉远光缆的设计及制造工艺
        1、拉远光缆设计。随着分布式基站的广泛应用，拉远光缆的需求量越来越大。但是，一条拉远光缆的使用同时涉及到室内和室外（见图3）。因此，该光缆既要满足室外敷设的要求，又要满足在室内布放的要求。结合现有光缆的技术特点，我们选用了图2结构作为拉远光缆。         （1）材料选用：
        ①光纤选用，光纤选用抗弯曲性能比较优越的耐弯光纤，最小弯曲半径为7.5mm。
        ②紧包材料和护套材料，选用低烟无卤低收缩材料。
        ③非金属增强材料，选用高模量的芳纶纱。
        （2）工装模具:
        拉远光缆是全截面松结构的非金属光缆，整个缆中没有钢性的支撑件。因此，紧套光纤、护套材料的性能直接影响到光缆的环境特性，因此我们选用了半挤压式形式。（见图4）         （3）制造工艺：
        ①紧套制造：
        光纤紧套：在光纤外面挤上一层0.325mm厚的LSZH材料，主要控制好以下技术指标：
        紧包光纤的剥离度和紧套光纤的高低温。
        在紧包工序中，我们选取了半挤压式挤出模加抽真空的加工工艺，重点控制好以下参数：a、光纤的放线张力、收线张力，以收线张力放线张力为原则。b、挤出工艺温度：在不影响挤出表面质量的情况下，挤出温度越高越好。c、水槽温度：第一段水槽温度在不影响外表圆整的情况下，尽量提高。第二段和第三段水温，根据第一段水槽温度情况，逐步降低。d、光纤松紧度：在生产线速度稳定的情况下合理调整抽真空压力阀门，确保剥离度符合要求。通过控制以上指标，我们生产的紧套光纤指标可满足要求。
        ②拉远缆中子缆工艺和外护套工艺：
        子缆和护套工艺基本一致。
        在制造工艺中重点控制好以下参数：a、芳纶纱以及紧套光纤的放线张力，一般控制在100g左右。单元缆的话，则控制在250g左右。b、子缆及护套挤出控制：一般低烟无卤阻燃护套料的温度控制在130℃-180℃，生产线速度控制在50m/min左右。c、水槽温度控制，第一段水槽温度一般控制在70℃。
 
五、产品可靠性测试情况
        我们抽取了一盘拉远光缆做机械性能测试和高低温性能高。测试指标见表4，温度测试见图5。

盘号		14020047251027		规格型号	GJYFJH-2B6
光缆长度		1200米		试验日期	2014.3.21
序号	检验项目	单位	标准与要求			检验结果	结论
1	光缆外径	mm	7.0±0.2			7.05	合格
2	拉伸应变	%	长期拉力400N，缆中光纤应变值≤0.2			0.182	合格
		%	短期拉力200N，缆中光纤应变值≤0.4			0.382	合格
	拉伸附加衰减	dB	长期拉力200N，缆中光纤附加衰减绝对值≤0.05			0.002	合格
		dB	拉力去除后，缆中光纤残余附加衰减绝对值≤0.05			0.004	合格
		/	护套无目视可见开裂			无	合格
3	压扁	dB	长期压力1000N，缆中光纤附加衰减绝对值≤0.05			0.009	合格
		dB	短暂压力2200N，缆中光纤附加衰减绝对值≤0.4（1550nm）			0.054	合格
		/	护套无目视可见开裂			无	合格
4	冲击	dB	4.5N·m，至少3次，光纤残余附加衰减 ≤0.4（1550nm）			0.009	合格
		/	护套无目视可见的任何开裂和损伤			0.054	合格
5	反复弯曲	dB	张力40N，10D，25次，光纤残余附加衰减≤0.4（1550nm）			0.007	合格
		/	护套无目视可见的任何开裂和损伤			无	合格
6	扭转	dB	张力40N，受扭长度1m，角度±180°，次数10次，光纤残余附加衰减≤0.4（1550nm）			0.003	合格
		/	护套无目视可见的任何开裂和损伤			无	合格
7	曲绕	dB	张力40N，10D,次数30次，光纤残余附加衰减≤0.4（1550nm）			0.005	合格
		/	护套无目视可见的任何开裂和损伤			无	合格
8	卷绕	dB	10D，每次循环6圈，10次，光纤残余附加衰减≤0.4（1550nm）			0.006	合格
		/	护套无目视可见的任何开裂和损伤			无	合格