[其他]光缆

说明书

本发明涉及电缆。更具体地说，它涉及一种改进的光缆，该光缆至少让一根光纤以周期地倒转方向的方式成螺旋形地盘绕在中心构件上。

通常，通过把单向股绞的若干光纤容纳在一个定位架中的螺旋形凹槽中来制造各种光缆。为改善光缆工作的效率和可靠性起见，在未审查的、已公布的日本专利申请第126238/1977号中已经提出把各光纤容纳在一定位架中按给定间隔倒转螺旋线方向的螺旋形凹槽中。该方法在改善光缆工作的效率和可靠性方面是有效的。但是，它产生了一些在单绞合方向结构的光缆中未出现过的新问题。这些问题是：由于光缆弯曲而增加了传输损耗以及该损耗依赖于光缆弯曲的方向。理论上和实验上都已证明：当光缆〔该光缆中的各光纤被容纳在外径9毫米的定位架的螺旋形凹槽中，该槽在每个360°点处倒转螺旋线的方向〕以100毫米的半径弯曲时，在各光纤中产生不小于1%的应变。在检验试验中通常作筛选制成的光纤的判断标准的保证强度是0.7%，而因为光传输损耗和光纤寿命缩短的原因，所述1%的应变是不容许的。

用于制造光缆的另一种通常的方法是这样盘绕多股绞合的光纤、使得它们沿着相同方向的一些螺旋形路径环绕一个中心构件。为了改善用该方法拧成的光缆的工作效率和可靠性，在日本实用新型公开第39362/1980号中已经提出：沿着一个公共的中心构件的外表面股绞这些光纤、同时以纵向适当间距周期性地反转扭纹方向。该方法在改善拧成的光缆的工作效率和可靠性方面是有效的，但是该方法具有关于光损耗和缩短了光纤寿命方面的缺点，这些缺点和未审查的、已公布的日本专利申请第126238/1977号中所公开的相同。

例如，理论和实验都已表明：当光缆（构成该光缆的方法是：环绕一根具有9毫米外径的中心构件螺旋形地盘绕各光纤，同时以200毫米的间隔、在每个360°点处反转扭纹方向）以100毫米的半径弯曲时，在所述各光纤中产生高达1%的应变。

还不清楚为什么在上述两项先有的专利中所述光缆具有不好的弯曲特性，就确保产生与光缆弯曲方向无关的最小应变的扭纹反转角而言，还没有做过充分的设计考虑。术语“扭纹反转角”意指这样的角度：在从螺旋线方向的一个反转点到下一个反转点的距离范围内、光纤在中心构件的园周方向上转过的角度。该术语的上述定义用图解法示于图2中。当扭纹的反转开始于中心构件上的点F1而结束于扭纹方向再次反转的点F2时，光纤在中心构件1的园周方向上转过的角度就称为该光纤的“扭纹反转角”。

因此，本发明的目的是要提供这样一种光缆：它免除了由传统结构所带来的各种问题、并以最佳扭纹反转角为特征。

本发明的第一方面是提供这样一种光缆：它的各光纤容纳在一个定位架中的、螺旋线方向周期地反转的螺旋形凹槽中，其特征在于扭纹反转角φ（它表示这样的角度：在从螺旋线方向的一个反转点到下一个反转点的距离范围内，定位架中的螺旋形凹槽在所述定位架的园周方向上转过的角度）设定为230°和330°之间的值。

在一个优选实施例中，所述扭纹反转角φ是这样的值：可以把上面规定的230°和330°之间的值加上360°×n（n是正整数）。在一个更佳实施例中，该扭纹反转角设定为大约275°或275°+360°×n（n是正整数）。

本发明的第二方面是要提供一种层股绞的光缆，它的多股光纤沿着一个公共中心构件的外表面成螺旋形地股绞，同时，扭纹的方向按适当的间隔周期地反转，其特征在于：该扭纹反转角（它表示这样的角度：在从扭纹方向的一个反转点到下一个反转点的距离范围内，各光纤的扭纹在所述中心构件的园周方向上转过的角度）设定为240°和310°之间的值。

在一个较佳实施例中，该扭纹反转角φ是这样的：可以把上面规定的240°和310°之间的值加上360°×n（n是正整数）。在一个更佳实施例中，该扭纹反转角φ被设定为大约275°或275°+360°×n（n是正整数）。

图1（a）是使用根据本发明的第一方面的凹槽形定位架的光缆的横截面图;

图1（b）是根据本发明的第二方面的层股绞光缆的横截面图;

图2是说明所述扭纹反转角的定义的示意图;

图3是用图解法表示具有按给定间隔周期地反转的扭纹方向的光缆的示意图;

图4是图3中所示光缆的二维表示法;

图5是说明扭纹反转角与光纤中弯曲应变之间的理论关系的曲线圈;

图6是说明光缆弯曲方向的定义的示意图;

图7是表示扭纹反转角与光纤中弯曲应变之间的实验关系的曲线图;以及