低摩擦力室内光缆的发展

        当在原有线路管道内已安有多种线缆,需要安装新的室内光缆时.管道空间已极其有限,在这种情形下安装新的室内光缆十分困难。为了解决这些问题,发展了一种比常规室内光缆尺寸更加小型化、缆表面具有低的摩擦系数、具有适当的弯曲刚性、具有好的安装特性和机械特性的低摩擦力室内光缆。同时用于这种室内光缆包装形式也已得到改进，采用无盘盒式包装形式。
 
一、介绍
        照惯例，提供宽带服务多采用金属通信电缆。最流行的方式为：ADSL、VDSL。随着快速增长的数据通信需求，FTTH即从电信局到用户家中的光网络单元ONU，全部采用光缆。如图1所示：
        当新的光缆需要安装进入已存在的多住户单元时，尽量利用原有管道的空间进行安装，这种方法被广为认同。由于原有管道大多已安有电视电缆或通信数据电缆，可利用的空间已极小。而且原有室内光缆的设计没考虑到这种情况，光缆与管道内壁或与其它电缆之间的摩擦力。特别当管道距离很长或已捆扎安装电缆时，这种情况下光缆安装更是极其困难。
        在这种情况下，开发了新的室内光缆。具有原室内光缆相同特性，同时具有优异的安装特性。在研发中为了发展这种新的室内光缆，探求减小尺寸、降低光缆表面摩擦力、优化光缆弯曲刚度，同时改变了光缆包装方式。
 
二、光缆设计
        拉出方法是以下程序完成。安装线在图3中被显示，从光缆出边穿入管道后，在光缆进入边将室内光缆绑在一起。而后拉出安装线，室内光缆被拉出并安装在管道内。为提高工作效率，减小光缆表面摩擦力极其重要。推入安装是直接将室内光缆从光缆进边插入管道，这种方法无需安装线。在这种方法中，光缆要求适当的弯曲刚性，平稳插入没有纵向弯曲。为了实现这些目的，经研发后实施了以下三项方法：
        ①减小尺寸
        ②降低光缆表面摩擦系数
        ③提供适当的弯曲刚度
        每项方法均在以下段落讨论。
        1、小型化
        小型化室内光缆的外部尺寸能减少摩擦力,因为它能减少室内光缆与管道内壁及已安装线缆的接触表面积.然而，它可能引起机械特性下降，尤其冲击特性。为了确定光缆尺寸小型化可能的范围，通过冲击试验的途径，准备将要试验的不同外部尺寸的室内光缆和一套冲击测试装置如图4所示。
        测验结果在图5中被显示。室内光缆缆高度0.6毫米宽度1.1～1.4毫米。因尺寸太小（图5中的红十字叉试验），结果光纤断裂、强度元件裸露。
        通过试验要求没有光纤断裂而且没有张力元件裸露，在试验其间及试验以后损耗增加小于0.1 dB。
        2、低的摩擦力
        减少光缆摩擦系数是一个有效的方法，因为它能减少室内光缆与管道内壁及已安装线缆的表面摩擦力。为了降低光缆表面摩擦系数，已经新研发了以聚烯烃为基础的外护材料，基材本身具有低的表面摩擦力特性。然后掺杂滑性树脂从而改善光缆表面的滑移性。图6表示测量光缆摩擦力系数方法和图7表示光缆摩擦系数取决于掺杂滑性树脂的含量。常规室内光缆的测试结果也在图7上作为参考。另外选择的滑性树脂与基础树脂的化学特性融合,甚至在高温或低温之下仍保持摩擦系数。图7显示滑性树脂在常规材料及新发展材料中掺杂后均有滑动特性，在每种材料中随着滑性树脂含量的增加，摩擦系数减小。同时在附加滑性树脂之前，选择低摩擦系数的基础树脂十分重要。因为在各种滑性树脂含量中，低摩擦力外护材料的光缆摩擦系数均显示较低。在低摩擦系数外护材料中，当滑性树脂含量为0.4以上时，光缆摩擦系数减小趋势变成饱和状态。但是滑性树脂含量1.0是最终选择，此时光缆摩擦系数值最低。
        当光缆直接插入管道时，被安装的光缆需要一定的弯曲刚度.因为光缆只能在无纵向弯曲的情况下通过管道。当纵向弯曲发生时，摩擦阻力大于施加在光缆上的拉力。因此光缆要不易弯曲具有抵抗纵向弯曲的阻力。同理，具有高弯曲刚度的光缆可以插入较长的距离。然而在同时，担心通过管道的弯曲部份变得难以通过，或者垂直布放光缆时握持力变差。为了评估弯曲刚度的状况，准备了具有不同的弯曲刚度室内光缆。根据光缆网络特性，做推入管道安装的试验。其结果表明：大约两倍常规室内光缆的弯曲刚度，是新发展的低摩擦力室内光缆所需要的。
        4、光缆结构
        低摩擦力室内的光缆结构，如图8所示。依据小型化、低摩擦力表面特性、最佳弯曲刚度而设计。
        如表1所示：与常规光缆相比，新发展的低摩擦力室内光缆的弯曲刚度是其二倍、截面积减小50%。
        5、光缆安装特性
        光缆安装进入试验管道时，在总长20M的管道有五个转弯部份，弯曲半径为6D。其中D为管道直径，试验结果如表2所示。         常规光缆在拉出方式中安装数值为10，而在推入式安装中安装数值为0。当用新发展的低摩擦力室内光缆安装时两种方式安装数值均可达30。
        6、光缆特性
        低摩擦力室内光缆试验结果如表3所示。在所有试验中无损耗增加。  
三、连接器部份：夹持部份
        对于新研发的光缆如果没有可用的连接器，将会极为不方便。因此专门为新发展的光缆研发了光纤连接器的夹持部份。如图9所示.现有的现场光纤连接器不能用于低摩擦力室内光缆，因为低摩擦力室内光缆外尺寸与常规光缆不同。新连接器的夹持部份与常规连接器的夹持部份，具有相同的外尺寸，但夹持面积是专为低摩擦力室内光缆重新设计。这种重新设计的现场连接器可以方便使用，机械特性试验结果如表4所示、环境试验结果如表5所示。所有结果与常规光纤连接器试验结果相同。
 
四、无盘包装
        低摩擦力室内光缆具有多种优点，包装形式也已改变。从原来500m一盘到1000m无盘包装。表6显示了常规光缆包装形式与新包装形式比较。常规包装形式，室内光缆整体组合为一盘。缆重4.7 kg、500 m缆长，整盘重量约为8～13 kg。另一方面，新型无盘包装总重7.5 kg、1000 m缆长。由于不仅是包装材料，而且低摩擦力室内光缆每单位长度重量比较轻，使得运输方便，可退绕、平稳。在新包装形式中无金属部件室内可以退绕，在室内无损害房屋的危险。
五、结论
        已研发低摩擦力室内光缆，光缆安装特性超过常规光缆。这种低摩擦力室内光缆可以更为扩大安装范围，更加有效建设光纤网络。