層絞式光纖帶光纜的結構及套管設計的探討

一、 概述

在我國，光纖通信從70年代末開始運用，到現在已有20年有余，尤其是近年來，光纖光纜的大規模采用，更為顯著，一方面因為3G網絡的覆蓋建設、FTTX網絡的規模推廣以及IPTV網絡在城市的試點開展，另一方面運營商業務容量的急速膨脹，以及不斷開發出豐富且多樣性的業務內容，同時，運營商隨著城市化的發展而不斷地建設并完善其基礎物理光纖網絡，既有其發展的必要性，又有其保持競爭地位的需要。因此，來自基礎建設和業務發展這兩方面的大量需求，直接導致了運營商對光纖光纜需求的快速增長，例如：2009年相對2008年市場需求的增長率高達100%，用量達到8000萬纖芯公里以上。但是用于敷設光纜的城市地下管網資源在相當長的一段時間內和一定空間范圍內的增加又是有限的，并且具有獨占性和稀缺的特點。而光纖帶光纖光纜具有光纖密度大，光纜外徑小，易于敷設等特點，較好地解決了運營商發展的需要與面臨城市地下管網不足的矛盾。這些年來，運營商對光纖帶光纜的運用也越來越普遍，運用的地域也越來越廣泛，運營的網絡層次也由核心層逐步向重點接入層擴散，而且芯數也在不斷增加，已經運行的大芯數光纖帶光纜已經達到了432芯，展望未來5－10年，在京滬杭等一線城市，光纜的芯數將會達到1000芯左右。正是基于光纖帶光纖光纜的發展，本文介紹了制造層絞式光纖帶光纜的結構設計原理，通過對不同材質的光纖帶套管的選擇、不同套管尺寸的設計和性能比較，以及相關的試驗，驗證了采用不同材料的光纖帶套管時，光纖帶光纜的性能變化。

二、 光纖帶光纜套管設計的理論分析

1．光纖帶套管尺寸設計

光纖帶可以分為兩種結構，既邊緣粘接型和整體包覆型，整體包覆型結構相對邊緣粘接型結構來說，光纖帶厚度和寬度相應較大。考慮到光纖帶光纜在實際生產中和使用的情況，為了提高光纖帶的抗側壓能力和抗扭轉能力，國內光纜廠家目前選擇以整體包覆型結構生產光纖帶為主。

光纖帶中光纖的標識，一般建議選擇全色譜的方式識別，以便工程接續和將來光纖分配的現場管理。光纖帶可以疊加，就組成了光纖帶矩陣。矩陣的截面圖如圖1所示。

1.1套管內徑通常采用以下近似公式

光纖帶矩陣的等效尺寸如圖2所示，其中光纖帶矩陣的寬度和高度決定了矩陣對角線的長度，它的長度是我們設計套管尺寸的依據。

套管內徑的公式如下：

其中K值的大小與生產工藝控制有關，K值考慮的大，那么光纖疊帶在套管中可活動的空間就大，套管中的光纖疊帶質量就更有保證，但是若套管外徑設計的過大，那么光纜的成本就會大幅升高。

上述公式確定的套管內徑是基于完全理想的矩形光纖疊帶而設計的，但是從實際光纖帶光纜的解剖結果看，光纖疊帶在套管中為菱形，且各帶之間有一定的間隙。因此，修正后的光纖疊帶的模型應為形變時的疊帶