层绞式光纤带光缆的结构及套管设计的探讨

      一、 概述

      在我国，光纤通信从70年代末开始运用，到现在已有20年有余，尤其是近年来，光纤光缆的大规模采用，更为显著，一方面因为3G网络的覆盖建设、FTTX网络的规模推广以及IPTV网络在城市的试点开展，另一方面运营商业务容量的急速膨胀，以及不断开发出丰富且多样性的业务内容，同时，运营商随着城市化的发展而不断地建设并完善其基础物理光纤网络，既有其发展的必要性，又有其保持竞争地位的需要。因此，来自基础建设和业务发展这两方面的大量需求，直接导致了运营商对光纤光缆需求的快速增长，例如：2009年相对2008年市场需求的增长率高达100%，用量达到8000万纤芯公里以上。但是用于敷设光缆的城市地下管网资源在相当长的一段时间内和一定空间范围内的增加又是有限的，并且具有独占性和稀缺的特点。而光纤带光纤光缆具有光纤密度大，光缆外径小，易于敷设等特点，较好地解决了运营商发展的需要与面临城市地下管网不足的矛盾。这些年来，运营商对光纤带光缆的运用也越来越普遍，运用的地域也越来越广泛，运营的网络层次也由核心层逐步向重点接入层扩散，而且芯数也在不断增加，已经运行的大芯数光纤带光缆已经达到了432芯，展望未来5－10年，在京沪杭等一线城市，光缆的芯数将会达到1000芯左右。正是基于光纤带光纤光缆的发展，本文介绍了制造层绞式光纤带光缆的结构设计原理，通过对不同材质的光纤带套管的选择、不同套管尺寸的设计和性能比较，以及相关的试验，验证了采用不同材料的光纤带套管时，光纤带光缆的性能变化。

      二、 光纤带光缆套管设计的理论分析

      1．光纤带套管尺寸设计

      光纤带可以分为两种结构，既边缘粘接型和整体包覆型，整体包覆型结构相对边缘粘接型结构来说，光纤带厚度和宽度相应较大。考虑到光纤带光缆在实际生产中和使用的情况，为了提高光纤带的抗侧压能力和抗扭转能力，国内光缆厂家目前选择以整体包覆型结构生产光纤带为主。

      光纤带中光纤的标识，一般建议选择全色谱的方式识别，以便工程接续和将来光纤分配的现场管理。光纤带可以叠加，就组成了光纤带矩阵。矩阵的截面图如图1所示。

      1.1套管内径通常采用以下近似公式

      光纤带矩阵的等效尺寸如图2所示，其中光纤带矩阵的宽度和高度决定了矩阵对角线的长度，它的长度是我们设计套管尺寸的依据。    

      套管内径的公式如下：

      其中K值的大小与生产工艺控制有关，K值考虑的大，那么光纤叠带在套管中可活动的空间就大，套管中的光纤叠带质量就更有保证，但是若套管外径设计的过大，那么光缆的成本就会大幅升高。    

      上述公式确定的套管内径是基于完全理想的矩形光纤叠带而设计的，但是从实际光纤带光缆的解剖结果看，光纤叠带在套管中为菱形，且各带之间有一定的间隙。因此，修正后的光纤叠带的模型应为形变时的叠带