一、前言
随着中国光纤到户网络建设的高速发展，管道资源日趋紧张，传统的光缆设计由于尺寸大、不够轻便、弯曲半径较大以及高成本和施工不方便，通常不能适合这种管道资源有限的场合。紧套结构的光缆使用上存在局限性。因此，为了克服上述的缺点，就需要开发新的光缆产品用于FTTX场合。我们研制生产了各种满足不同技术指标要求的小型中心束管式引入光缆，此类型光缆具有质量轻、缆径小、柔软性好、弯曲半径小等优点。特别适用于管道资源紧张的旧小区网络改造，以及高档住宅区的“三网融合”等项目。我们研制生产的6~12芯的小型中心束管式引入光缆，还可作为普通管道光缆或架空光缆来使用。
二、小型中心束管式引入光缆的结构设计
1、结构图
图1 结构图
小型中心束管式引入光缆的结构如上图所示。外径为Φ1.8mm的松套管最多放4根光纤；外径为Φ2.5mm的松套管最多放12根光纤。套管内填充油膏。光纤的类型可以是G657光纤，也可以是G652光纤，还可以是多模光纤。在松套管外，纵包上一层玻璃纤维带作为缆的加强构件。护套采用高密度聚乙烯（HDPE）来提供机械保护。对于6~12芯（套管外径Φ2.5mm）的小型中心束管式引入光缆，还需要在套管上绕放一根阻水纱，来保证光缆的渗水指标合格。
2、主要技术参数
表1 光缆主要技术参数
| 型号 | 芯数 | 非金属加强带厚度 | 光缆尺寸(mm) | 套管尺寸(mm) | 短期拉力(N) | 长期拉力(N) | 短期压扁力(N/10cmm) | 长期压扁力(N/10cmm) | 护套厚度(mm) |
| GYFXTF | 1~4 | 0.4mm | 5.0±0.15 | 1.8 | 600 | 300 | 1000 | 300 | 1.2 |
| GYFXTF | 6~12 | 0.6mm | 6.1±0.15 | 2.5 | 1500 | 600 | 1000 | 300 | 1.2 |
1~4芯小型中心束管式引入光缆在上表中的技术条件下，应满足中华人民共和国通信行业标准YD/T1997-2009《接入网用蝶形引入光缆》的要求。6~12芯小型中心束管式引入光缆，除应满足上述技术标准外，还应符合中华人民共和国通信行业标准YD/T769-2010《中心管式通信用室外光缆》，也就是说6~12芯小型中心束管式引入光缆，可以作为普通中心束管式光缆使用。
三、小型中心束管式引入光缆生产工艺及控制点
1、选用光纤及松套管内光纤余长的控制
（1）选用光纤
小型中心束管式引入光缆由于其施工与布线的需要，一般要求光缆具有较小的弯曲半径（甚至是直角弯），为满足此种需要，我们一般选用弯曲不敏感光纤（G657光纤）来设计制造此种光缆。
（2）松套管内余长的控制
对于中心束管式光缆，获取余长的方法主要是靠二次套塑工序中水冷的温差、放纤张力及牵引的“拉伸后收缩”。后续护套工序也有一定影响。光缆中光纤余长与管内半径和光纤在管内的弯曲状态相关。一般管内半径大、弯曲小，余长就大。但当光纤的弯曲半径小到一定程度时，光纤就会产生附加弯曲损耗。因此对中心管式光缆来说，得到一定数量余长的最好办法是适当增加中心管的内半径。但中心管内半径过大，会使光缆外径变粗，不利于减小光缆体积，且在较小的弯曲半径时，还有缆变扁的质量隐患。实践证明，对于Φ1.8mm和Φ2.5mm的松套管（满足表一中的技术要求），余长分别控制在0.08%和0.15%左右较为合适。经过理论计算与多次试验，我们基本上掌握了不同技术条件下，此类光缆的余长控制方法。
2、护套时收放线张力的控制
由于玻璃纤维带加强的小型中心束管式引入光缆，没有钢铝带、钢丝或FRP等加强构件的硬支撑，在护套时套管易受热收缩而引起光纤衰减的变化。因而在护套过程中一定要控制好放线张力和收线张力。放线张力的大小直接影响到光纤衰减的变化。若放线张力太大，护套时光纤受拉应力作用易使衰减超标。如果放线张力太小，套管收缩会引起光纤余长变大，光纤在套管内受弯曲应力的作用而使衰减超标。如果收线张力太大，就会使缆的PE护套变得扭曲。如收线张力太小，它和放线张力太小一样，也会引起光纤余长变大，导致单模光纤在1550nm波长的OTDR测量曲线内端下滑，有的甚至不能耦合出图像曲线。为了保证小型中心束管式引入光缆在护套时光纤的附加衰减可控，套管的放线张力及光缆的收线张力一定要调整合适，并且稳定。在试制过程中，我们将套管放线张力控制在5~7N；缆的收线张力控制在100N左右，取得了较好的效果。另外，加大玻璃纤维带的放线张力（150N）左右，有利于降低光缆的残余应变。
3、护套模具的设计与选配
采用玻璃纤维带纵包（采用对接纵包方式，无搭接）时，由于宽度较窄，加之其弹性较大（表2为厂家提供玻璃纤维带物理机械性能指标），生产过程中极易翻带，起不到纵包的效果，造成机械性能试验不合格及外观不良等质量问题。因此我们专门设计了用于玻璃纤维带纵包的模具：纵包模采用喇叭型，出口为圆环形状，定径模与挤塑机机头之间加专用装置相连。这样就保证了生产过程中玻璃纤维带不会出现翻带现象。机头模具选用半挤压式，并抽真空。保证了光缆紧凑、密实，有利于提高光缆的抗拉性能。
表2 玻璃纤维带企业标准
| 序号 | 项目名称 | 单位 | 指标 |
| 1 | 厚度偏差 | mm | ±0.05 |
| 2 | 宽度偏差 | mm | ±0.5 |
| 3 | 比重 | g/cm3 | 2.2-2.3 |
| 4 | 抗张强度 | MPa | ≥1200 |
| 拉伸弹性模量 | GPa | ≥50 | |
| 断裂伸长率 | % | ≤3 | |
| 5 | 线膨胀系数（-30℃-80℃） | 1/℃ | ＜7×10-6 |
| 6 | 吸水 | % | ≤0.1 |
| 7 | 热收缩 | % | 0 |
| 8 | 材料与填充混合物的相容性 | / | 无毛刺、无裂口、手感光滑 |
| 外观 | / | 光滑 |
四、小型中心束管式引入光缆的性能试验
1、光学性能（G.657A2型光纤）
众所周知光纤如果处于较小的弯曲状态，附加衰耗会变大；如果长期处于弯曲状态下会增加断裂的风险。我们选用的光纤为G657A2弯曲不敏感光纤。该光纤通过严格的筛选测试，筛选应力不低于0.69Gpa；动态疲劳参数Nd值不小于20。完全能够满足FTTX布线场景的需要。
表3 G.657A2型光纤的特点
| 宏弯损耗 | 半径（mm） | 15 | 10 | 7.5 |
| 缠绕圈数 | 10 | 1 | 1 | |
| 1550 nm最大值（dB） | 0.03 | 0.1 | 0.5 | |
| 1625 nm最大值（dB） | 0.1 | 0.2 | 1.0 |
| 光纤色谱 | 蓝 | 桔 |
| 1310nm(dB/km) | 0.332 | 0.327 |
| 1550nm(dB/km) | 0.195 | 0.192 |
| 光纤色谱 | 蓝 | 桔 | 绿 | 棕 | 灰 | 白 | 红 | 黑 | 黄 | 紫 | 粉 | 水绿 |
| 1310nm（dB/km） | 0.329 | 0.338 | 0.334 | 0.321 | 0.321 | 0.328 | 0.327 | 0.328 | 0.327 | 0.325 | 0.321 | 0.336 |
| 1550nm（dB/km） | 0.197 | 0.199 | 0.189 | 0.182 | 0.187 | 0.181 | 0.198 | 0.183 | 0.183 | 0.192 | 0.191 | 0.200 |
采用YD/T1997-2009《接入网用蝶形引入光缆》标准，对生产的一盘GYFXTF-2B6a2光缆进行了全套的机械性能试验，结果合格。采用YD/T769-2010《中心管式通信用室外光缆》标准对生产的一盘GYFXTF-12B6a2光缆进行了全套的机械性能试验，结果合格。表6和表7是拉伸试验结果图。值得注意的是：在设计该型光缆时，一定要充分考虑到加强件的截面积大小是否满足拉伸强度要求。
表6 GYFXTF-2B6a2光缆在短期拉力600N；长期拉力300N条件下的光纤应变图
表7 GYFXTF-12B6a2光缆在短期拉力1500N；长期拉力600N条件下的光纤应变图
3、环境性能
采用GB/T15972.52-2008《环境性能的测量方法和试验程序—温度循环》进行试验。由于玻璃纤维带较好的耐温性能，我们选择了一盘2公里的GYFXTF-2B6a2光缆和一盘2公里的GYFXTF-12B6a2光缆做试验，在-40℃～+60℃温度区间内，按-40℃—+20℃—+60℃—+20℃的顺序，每个温度点时间为12小时，循环两次，附加衰减分别符合YD/T1997-2009《接入网用蝶形引入光缆》标准和YD/T769-2010《中心管式通信用室外光缆》标准中的要求。
五、结论
采用玻璃纤维做加强件的小型中心束管式引入光缆，具有缆径小、质量轻、柔软性好、弯曲半径小等优点，特别适用于管道资源紧张的旧小区网络改造，以及高档住宅区的“三网融合”等通信建设项目。对于1-4芯的这种光缆，满足YD/T1997-2009《接入网用碟形引入光缆》标准；对于6-12芯的这种光缆，满足YD/T769-2010《中心管式通信用室外光缆》标准，可以广泛用于光通信建设。
