[发明专利]装有槽形缆芯构件相耦合光纤的水下光纤维缆

说明书

本发明涉及装有与槽形缆芯构件相耦合光纤的水下光纤维缆。

由于光纤十分适于大陆间和其它海底通讯，故它们经常被用在水下或海底光缆中作为传输媒介。当然，使用在如此环境中的光纤必须以适合的、经济可行的光缆结构对其进行封装。

用在水底光缆中的光纤面临的一个主要问题是必须对光纤进行密封保护以防水。通过被称为静态疲劳的现象，发现湿度和压力对光纤的共同作用使其强度减小。另外，水下光纤维缆必须包含供以有效直流（D.C）通道以驱动系统中光中继器的装置，必须有足够的强度以经受上述压力和多年在水下环境中工作。

公开在美国专利4156104中的用于光通信的水底光缆已克服了上述问题。其中，缆芯包含一个纵向延伸的加强构件，该构件可以是高强度导电或绝缘材料并被称作为主线（kingwire）。将许多螺旋绞合光纤嵌入一层布置在主线周围的塑料中的诸如hytrel牌塑料。在这层塑料周围可配置一尼龙或其它熔点较高材料的保护层。将几层钢丝绞合在该保护层周围并由密封该缆芯的管形铜罩或套将其与保护层固定在一起。该铜套也有效地提供了用于驱动中继器的导电通道，并也有效地将光缆密封装置的各部件固定在一起。这些钢丝，特别是最里层的纲丝有效地提供了耐光缆在使用期间受到的静水压性。将由聚乙烯塑料组成的护套置于该密封套周围。如果希望增加其耐久性，可以包括一个独立的密度更高的聚乙烯外层护套。在制造这种光缆中，防水材料间置于钢丝之中以及里层钢丝和缆芯之间。

现有技术也包括美国专利4484963。其中，缆芯包含一根由弹性材料围绕的主线，在弹性材料中嵌入许多光纤。加在该弹性材料上的尼龙保护层有一层涂在其上的粘性材料。该粘性材料在尼龙保护层和绞合在其周围的第一层钢丝间形成紧密的结合。这种结合防止了潜移并确保在光缆敷设、光缆复元和实际使用操作过程中缆芯跟踪钢丝。第二层钢丝绞合在第一层周围并在其上形成一个由铜制成的导电管形构件。将塑料护套置于铜管形构件周围。

上述光缆结构可归为紧密耦合类，因为光纤通过塑料与主线紧密耦合，从而受到基本上与其它光缆部件相同的应力。然而在这种光缆中，要接触单一光纤有点困难。另外，在制造光缆过程中，通过将光纤嵌入其中的塑料，光纤受到横向加到缆芯的压力。

在水下光缆中已使用了一些可选构造。其中之一被称作为开槽缆芯光缆，在该光缆中，置于中心的缆芯构件由塑料制成并包括许多光纤容纳槽，每个槽通到该缆芯构件的外表面。一根或多根光纤被置于每个槽中。将粘性填充材料注入到每个槽中并使光纤和缆芯构件间能相对移动。参见美国专利4548664。在另一个开槽缆芯光缆结构中，用在光缆工作温度下是粘性的材料来部分地填充这些槽，但是该材料是冷却可逆硬化材料。在用该粘性材料完成对每个槽的填充后，将光纤置于每个槽中。参见美国专利4422889。

开槽缆芯光缆便于接触光纤，并使槽中光纤免受横向施加的压力。然而，和上面引用的美国专利4156104的光缆相反，刚刚描述过的开槽缆芯光缆是以光纤和缆芯构件间的松弛耦合为其特征的。

一个包括在具有紧密耦合到其缆芯的光纤的水下光缆中的提高是当除去在制造和安装过程中轴向加到光缆上的负载时光纤沿光缆长度均匀复元。对于使用在海底的长光缆，在安装张力负载除去后长度的复元很可能导致那些没有与光缆其它部分完全耦合的光纤的非均匀长度复元。

这个问题可通过使光纤与缆芯构件紧密耦合而得到解决。这样，光纤和缆芯构件一起移动，并受到基本相同的应力。如果不是这样，那么当从光缆除去负载时，光纤可能受到过分的摆动而导致微弯曲。这种问题在水下光缆中会加重，因光缆在水下受到的应力远大于在地面所受到的应力。

看起来，现有技术不包括十分适合于水下环境并在光纤与缆芯构件间紧密耦合以及能易于光纤进出的光缆。所需光缆应该制造经济、坚固并可在导致低传输损耗结构中容纳许多光纤。所需要的是坚固的水下光缆，它包括Mondello专利的紧密耦合特点和开槽缆芯光缆易于进出的特点。

本发明的目的即是提供克服了上述种种问题的光缆。为此，根据本发明的光缆，它包含：

在本发明的一个实施例中，一个包括槽的纵向延伸的缆芯构件，所述槽朝该缆芯构件的外表面开口，

安放在所述槽中的至少一根光纤，

用于将所述光纤与所述缆芯构件充分耦合以当所述光纤受到外力作用时基本上阻止在所述光纤与所述缆芯构件间的相对运动的装置，以及

置于该缆芯构件周围的封装装置。

在本发明的一个实施例中，所述用于将所述光纤与所述缆芯构件紧密耦合的装置包括安放于所述槽中用于固定所述光纤克服相对于所述缆芯构件移动的装置。