一种室内外通用自承式皮线光缆的制作方法

1.本发明属于光纤通信技术领域，更具体地，涉及一种室内外通用自承式皮线光缆。


背景技术：

2.皮线光缆又称蝶形光缆，通常分为室内皮线光缆和室外皮线光缆。两者价格差异较大，室外型价格约为室内型价格的2倍，在做具体设计方案时应考虑价格因素，一般情况下，室外采用成本较高、抗拉性能更好的自承式皮线光缆，室内用普通蝶形光缆，两者通过分纤箱或接头盒过渡。
3.fttx工程中大规模使用皮线光缆，主要采用了两种接续方式：一种是以冷接子为主的光缆冷接技术（物理接续），一种是以熔接机为工具的热熔技术。然而冷接技术存在明显缺陷：损耗大、使用寿命短、维护成本高；热熔技术操作复杂、效率低下、设备投入较大。
4.另外，目前室外皮线光缆虽然抗拉性能良好，能承受较强的拉力不致断纤。实际安装过程中，通常采用水泥杆上缠绕固定、扭结固定等固定方式节省成本或提高效率，然而室外皮线光缆很有可能因为这种固定方式产生的折弯或受到压力较大导致损耗增加甚至断纤。


技术实现要素：

5.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种室内外通用自承式皮线光缆，其目的在于通过对现有的皮线光缆的进行简化设计，同时考虑成本、抗拉性能、以及抗侧压性能三方面的性能，从满足了室内室外通用皮线光缆的设计需求，由此解决现有的皮线光缆由室外安装到室内布线需要采用分纤箱或接头盒过渡，导致接续损耗、安装成本及维护成本较高的技术问题。
6.为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种自承式皮线光缆，包括加强件、通信光单元以及外护套；所述加强件由直放式金属加强件形成，所述加强件用作吊线，所述加强件与所述通信光单元平直排列；所述外护套紧贴于所述加强件外侧，并被覆于所述通信光单元外侧。
7.优选的，所述自承式皮线光缆，其所述金属加强件拉伸模量大于所述通信光单元拉伸模量，优选为粗钢丝。
8.优选的，所述自承式皮线光缆，其所述外护套在加强件一侧和通信光单元一侧分别成弧形；在加强件一侧的弧形曲率半径大于通信光单元一侧的弧形曲率半径。
9.优选的，所述自承式皮线光缆，其所述外护套具有两段圆弧呈8字形或葫芦型，加强件一侧的圆弧半径大于通信光单元一侧的圆弧半径，优选加强件一侧的圆弧半径是通信光单元一侧的圆弧半径的1.3至1.5倍。
10.优选的，所述自承式皮线光缆，其所述加强件一侧的圆弧半径以与所述加强件同心设置；所述通信光单元横截面几何中心位于加强加与通信光单元一侧圆弧所在的圆的圆心之间。
11.优选的，所述自承式皮线光缆，其所述加强件横截面为圆形，其直径大于通信光单元横截面尺寸最大值。
12.优选的，所述自承式皮线光缆，其所述自承式皮线光缆横截面外形尺寸满足以下条件：当所述自承式皮线光缆加强件一侧弧线、通信光单元一侧的弧线分别与水泥杆横截面圆周相当的圆周紧贴相切时，所述自承式皮线光缆通信光单元一侧的弧线轨迹不超过所述圆周与所述自承式皮线光缆加强件一侧弧线的外公切线段；优选，所述外护套具有两段圆弧呈8字形或葫芦型，加强件一侧的圆弧半径大于通信光单元一侧的圆弧半径，所述外护套在通信光单元一侧圆弧半径满足以下条件：其中，为所述外护套在加强件一侧的圆弧半径，为皮线光缆室外安装水泥杆的横截面半径。
13.优选的，所述自承式皮线光缆，其所述外护套横截面两侧设有凹槽。
14.优选的，所述自承式皮线光缆，其所述凹槽由加强件一侧的弧形和通信光单元一侧的弧形形成。
15.优选的，所述自承式皮线光缆，其所述凹槽朝向通信光单元方向。
16.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本发明提供的自承式皮线光缆，简化了现有的皮线光缆结构，取消了蝶形两翼的护套及加强件的设计，采用加强件同时用作吊线，满足室外皮线光缆自承式的设计；取消蝶形护套，还使通信光单元靠近加强件，并采用平直排列，从而保证抗拉性能，并使得加强件一侧分担侧向压力，从而提高抗光缆抗测压性能。另一方面，由于缆径减小，其弯曲性能满足室内布线需求。
17.优选方案，采用自承式皮线光缆的加强件一侧和通信光单元一侧的外护套，采用不对称的弧线设计，使加强件一侧的外护套曲率半径大于通信光单元一侧的外护套曲率半径，受到侧向压力时，由于受力不均衡，皮线光缆会处于加强件一侧受力的状态，从而更多的分担侧向压力，减少侧向压力对皮线通信光单元的影响。
18.尤其是，当加强件一侧以及通信光单元一侧采用圆弧设计，且满足通信光单元一侧圆弧半径满足以下条件时，通信光单元，即使采用缠绕的方式安装于水泥柱上时，其通信光单元仍几乎不受缠绕造成的侧向压力影响。而缠绕式安装是最为常见的皮线光缆受侧向压力致断纤的情形之一，因此本发明不对称的设计能有效减少皮线光缆在室外安装时，皮线光缆受侧压导致断纤的概率，整体上降低了安装及维护的成本。条件具体为：当所述自承式皮线光缆加强件一侧弧线、通信光单元一侧的弧线分别与水泥杆横截面圆周相当的圆周紧贴相切时，所述自承式皮线光缆通信光单元一侧的弧线轨迹不超过所述圆周与所述自承式皮线光缆加强件一侧弧线的外公切线段。
19.优选方案，采用偏芯设计的通信光单元，使得通信光单元横截面几何中心位于加强加与通信光单元一侧圆弧所在的圆的圆心之间，使得所述通信光单元靠近加强件，一方面，加强件更有效果的分担侧向压力，有助于提升皮线光缆抗侧压性能，另一方面，巧妙地通过外护套的圆弧相交形成的凹槽，用作皮线光缆开剥口，而无需另外加工开剥凹槽，简化了护套加工工艺。
附图说明
20.图1是本发明实施例1提供的自承式皮线光缆结构示意图；图2是本发明实施例2提供的自承式皮线光缆结构示意图；图3是本发明实施例3提供的自承式皮线光缆结构示意图；图4是本发明实施例4提供的自承式皮线光缆结构示意图；图5是本发明实施例5的自承式皮线光缆缠绕与水泥柱时的横截面投影示意图。
21.在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1为加强件，2为通信光单元，3为外护套，01为被缠绕的自承式皮线光缆，其加强件一侧圆弧半径为，其通信光单元一侧圆弧半径为，02为缠绕的自承式皮线光缆，03为光缆安装水泥柱，其半径为。
具体实施方式
22.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
23.皮线光缆，又称蝶形光缆，其横截面形似蝴蝶而得名，其两翼具有加强芯，中间处为通信光单元，具有光缆外径小、重量轻、成本低、柔软性能和弯曲性能好的特点，是fttx网络解决最佳备选产品；传统的室外皮线光缆，为自承式皮线光缆，在普通的皮线光缆一侧增加了一根粗钢丝吊线，其他结构不做改变。而粗钢丝吊线的增加，造成室外皮线光缆的价格成本接近室内皮线光缆的两倍，为了节省成本，室内布线采用普通皮线光缆，室外布线采用自承式皮线光缆，二者通过分纤箱或接头盒过渡，其接续会导致传输损耗或者成本增加。
24.考虑到在光纤接入工程中，靠近用户的室内布线是最为复杂的环节，皮线光缆做面临的技术挑战在室内部位为室内布线对光缆弯曲性能、抗拉性能的需求，在室外部分则为室外环境对光缆抗拉性能、抗压性能的需求。结合室外自承式皮线光缆的特点，本发明采用自承式皮线光缆的吊线，同时用作光缆加强件，并取消了蝶形护套及护套内的加强件。
25.本发明提供的自承式皮线光缆，包括加强件、通信光单元以及外护套；其中：加强件仅保留原自承式光缆的吊线，取消了蝶形护套两翼的加强件，采用和通信光单元平行直放的结构，从而满足室内室外抗拉性能的需求，同时取消蝶形护套，使得通信光单元与吊线单元更为靠近，光缆承受压力时，吊线单元能更加有效分担压力。更为重要的是由于取消了蝶形护套及蝶形护套两翼的加强件（金属加强件如钢丝、钢绞线；或非金属加强件如frp），大幅削减了成本，与现有的室内蝶形光缆的成本相当。结合以上对于抗拉性
能、抗压性能、以及成本优势，同时满足了室内室外对皮线光缆的要求，可以直接由室外布线入户，减少接续带来的传输损耗、分纤箱、接头盒等施工设备需求以及维护成本。整体而言，无论是相对于现有的室内蝶形光缆，还是相对于现有的室外用自承式皮线光缆，本发明的技术方案，不影响其全部功能实现，同时相对于现有的自承式皮线光缆降低了造价，对于整体光纤传输系统而言，降低传输损耗，并且减少施工及维护成本。
26.本方案中采用吊线作为加强件，同时满足抗拉、抗压性能需求，故优选的材料为粗钢丝。皮线光缆一般光纤余长较小或者为无余长的紧套通信光单元。故吊线的拉伸模量宜超过通信光单元的拉伸模量，二者形成平直排列，从而保护通信光单元在外界拉力作用下受到影响较小。宜采用拉伸强度相对较大的粗钢丝作为吊线，同时作为抗拉加强件。
27.进一步的，室外安装环境下，为了提高抗压能力，减少安装过程中的带来的光纤压损，将护套的外形加工成具有不对称弧形，在加强件一侧，形成曲率半径较大的弧线，而在通信光单元一侧形成曲率半径较小的弧线，由于通信光单元一侧的曲率半径较小，所以受压时形成的稳定状态是压力分布在曲率半径较大的一侧，即加强件一侧，从而有效的通过压力分布减小了通信光单元所承受的压力，从而降低外界压力对光纤的影响，例如水滴型结构，如图2所示。优选的结构，将护套的外形设计为容易加工的圆形，两段护套直接拼接形成8字型或葫芦形，如图3和4所示。其中8字形结构自然的，具有易开剥的特点，方便施工，而葫芦形的结构，由于通信光单元及其外被的护套在几何结构上更加靠近加强件及其外被护套，因此加强件的分压作用更加明显，同等条件下，光缆的抗压性能更具有优势。优选加强件一侧的圆弧半径是通信光单元一侧的圆弧半径的1.3至1.5倍，保证光单元测不会因为直径过小而削弱皮线光缆的扁平特性，容易旋转、扭曲，同时保证不对称结构带来的压力分配效果。
28.需要进一步提高对通信光单元的保护，可采用通信光单元相对于护套的偏芯设置，而加强件与护套同心设置，即所述加强件一侧的圆弧半径以与所述加强件同心设置；所述通信光单元横截面几何中心位于加强加与通信光单元一侧圆弧所在的圆的圆心之间，使得通信光单元更加靠近加强件，而提高抗压能力。通常情况下，皮线光缆的加强件或吊线其横截面呈圆形，而通信光单元呈圆形或大体圆形，当加强件的横截面直径大于通信光单元横截面尺寸最大值时，配合外护套的不对称弧形设计，能有效的避免通信光单元所受到的侧向压力，保护光纤在通常施工及使用环境下减少压损。
29.尤其是对于室外水泥杆安装的情况，皮线光缆以缠绕固定、扭结固定等固定方式固定在水泥杆上，极有可能造成光纤受压导致断纤，严重影响工程施工，大幅增加施工成本。
30.我们观察到本发明提供的光纤以不对称的结构绕缠在水泥杆上时，可通过外形尺寸设计，进一步降低光缆绕缠对于通信光单元的侧向压力。当满足以下条件时，通信光单元几乎不会受到光缆绕缠的影响：当所述自承式皮线光缆加强件一侧弧线、通信光单元一侧的弧线分别与水泥杆横截面圆周相当的圆周紧贴相切时，所述自承式皮线光缆通信光单元一侧的弧线轨迹不超过所述圆周与所述自承式皮线光缆加强件一侧弧线的外公切线段。
31.典型地，尤其是对于所述自承式皮线光缆加强件一侧的弧线和通信光单元一侧的弧线皆为圆弧而言，上述条件可具体描述为，所述外护套在通信光单元一侧圆弧半径满
足以下条件，几乎不会受到绕缠带来的压力影响：其中，为所述外护套的加强件一侧的圆弧半径，为皮线光缆室外安装水泥杆的横截面半径。
32.当光缆绕缠在水泥杆上时，其横截面投影如图5所示水泥杆的横截面和被绕缠的光缆可简化为两个相切的圆形，半径分别为和，而绕缠的光缆处于其外公切线上，所述外护套通信光单元一侧的圆弧处于水泥杆、外护套的加强件一侧的圆弧，以及缠绕的光纤之间，由于护套一般材质均一，忽略护套的弹性，以上述构件的为刚性进行集合计算，当所述外护套在通信光单元一侧圆弧半径满足上述条件时，其处于加强件一侧圆周、外公切线、水泥杆之间的间隙中，不会受到绕缠光缆的压迫。而绕缠光缆，由于如上所述的原理，同样是受加强件一侧受压。因此光缆即使绕缠固定在室外安装的水泥杆上时，断纤几率亦大幅降低，安装方便，成本低，稳定可靠。
33.同时，皮线光缆为了方便安装，一般在外护套上两侧设置凹槽，用于光缆开剥。不同于一些蝶形光缆，需要制作楔形凹槽，本发明采用的两侧弧线直接相交即可形成用于光缆开剥的凹槽。优选方案，凹槽朝向通信光单元方向，即凹槽裂口延长线方向处于凹槽与通信光单元两侧切线之间。
34.所述通信光单元，为紧套光纤或套有松套管，为单芯、双芯、四芯或多芯，呈圆形或类似圆形。
35.以下为实施例：实施例1如图1所示，本实施例提供的自承式皮线光缆，包括加强件，通信光单元以及外护套；所述加强件为磷化粗钢丝，直径1mm；加强件直放；所述通信光单元为单芯紧套光纤；所述加强件与所述通信光单元平直排列；所述外护套，呈8字型；其加强件一侧紧贴于磷化粗钢丝外侧，厚0.5mm，加强件一侧的弧形曲率半径1.0mm；其通信光单元一侧，厚度0.25mm，形成直径为1mm的空腔，收纳通信光单元，即被覆于通信光单元外侧，通信光单元一侧的曲率半径0.75mm。
36.安装用水泥柱梢径在为130mm，因此允许通信单元一侧圆弧半径为：。
37.故本实施例设计的光缆具有良好的抗压，尤其是抗缠绕侧压性能。
38.实施例2如图2所示，本实施例提供的自承式皮线光缆，包括加强件，通信光单元以及外护套；
所述加强件为磷化粗钢丝，直径1mm；加强件直放；所述通信光单元为单芯紧套光纤；所述加强件与所述通信光单元平直排列；所述外护套，其横截面呈水滴形，加强件一侧的圆弧所在的圆和通信光单元一侧的圆弧所在的圆相切，其横截面外形由两侧圆周及其所在圆的外公切线段组成，加强件一侧的圆弧曲率半径为1.0mm，通信光单元一侧的曲率半径为0.75mm，外公切线段中间位置具有凹槽，用于光缆开剥；其加强件一侧紧贴于磷化粗钢丝外侧，厚0.5mm，加强件一侧的弧形曲率半径1.0mm；其通信光单元一侧，外护套紧贴紧套光纤外侧，通信光单元一侧的曲率半径0.75。加强件于外护套加强件一侧的圆周所在的圆同心设置，通信光单元于同心光单元一侧的圆周所在的圆偏芯设置，其中轴与加强件中轴距离为1.0mm。
39.安装用水泥柱梢径在为130mm，因此允许通信单元一侧圆弧半径为：。
40.故本实施例设计的光缆具有良好的抗压，尤其是抗缠绕侧压性能。
41.实施例3如图3所示，本实施例提供的自承式皮线光缆，包括加强件，通信光单元以及外护套；所述加强件为磷化粗钢丝，直径1mm；加强件直放；所述通信光单元为单芯紧套光纤；所述加强件与所述通信光单元平直排列；所述外护套，其横截面葫芦形，加强件一侧的圆弧所在的圆和通信光单元一侧的椭圆弧所在的椭圆周组成横截面外周，加强件一侧的圆弧曲率半径为1.0mm，通信光单元一侧的曲率半径为0.75mm，通信光单元一侧的椭圆弧所在的椭圆，长轴为4.0mm，短轴为3.0mm，与加强件一侧的圆弧所在的圆相交，其中心与圆心距离1mm，椭圆弧与圆弧形成凹槽，用于光缆开剥；其加强件一侧紧贴于磷化粗钢丝外侧，厚0.5mm，加强件一侧的弧形曲率半径1.0mm；其通信光单元一侧，外护套紧贴紧套光纤外侧，通信光单元一侧的曲率半径0.75。加强件于外护套加强件一侧的圆周所在的圆同心设置，通信光单元于同心光单元一侧的圆周所在的圆偏芯设置，其中轴与加强件中轴距离为1.0mm。
42.实施例4如图4所示，本实施例提供的自承式皮线光缆，包括加强件，通信光单元以及外护套；所述加强件为磷化粗钢丝，直径1mm；加强件直放；所述通信光单元为松套管光单元，其收纳双芯光纤；所述加强件与所述通信光单元平直排列；所述外护套，其横截面呈葫芦形，加强件一侧的圆弧所在的圆和通信光单元一侧的圆弧所在的圆相交，圆心距离1.25mm，其横截面外形由两侧圆弧段组成，加强件一侧的圆弧曲率半径为1.0mm，通信光单元一侧的曲率半径为0.75mm，圆弧段相交形成凹槽，用于光缆开剥；其加强件一侧紧贴于磷化粗钢丝外侧，厚0.5mm，加强件一侧的弧形曲率半径1.0mm；其通信光单元一侧，外护套紧贴松套管外侧，通信光单元一侧的曲率半径0.75。加强件于外护套加强件一侧的圆周所在的圆同心设置，通信光单元于同心光单元一侧的圆周所
在的圆偏芯设置，其中轴与加强件中轴距离为1.0mm。
43.安装用水泥柱梢径在为130mm，因此允许通信单元一侧圆弧半径为：。
44.故本实施例设计的光缆具有良好的抗压，尤其是抗缠绕侧压性能。
45.实施例5当光缆绕缠在水泥杆上时，其横截面投影如图5所示水泥杆的横截面和被绕缠的光缆可简化为两个相切的圆形，半径分别为和，而绕缠的光缆处于其外公切线上，所述外护套通信光单元一侧的圆弧处于水泥杆、外护套的加强件一侧的圆弧，以及缠绕的光纤之间，其半径为，由于护套一般材质均一，忽略护套的弹性，以上述构件的为刚性进行集合计算。
46.令、、分别为：水泥杆的横截面圆周和自承式皮线光缆加强件一侧圆周的外公切线长、水泥杆的横截面圆周和自承式皮线光缆通信光单元一侧圆周的外公切线长、和自承式皮线光缆加强件一侧圆周和自承式皮线光缆通信光单元一侧圆周的外公切线长。
47.极限情况，当水泥杆的横截面圆周、自承式皮线光缆加强件一侧圆周、和自承式皮线光缆通信光单元一侧圆周共外公切线时，以该状态下自承式皮线光缆通信光单元一侧圆周为其最大值，则能保证通信光单元一侧圆弧处于加强件一侧圆周、外公切线、水泥杆之间的间隙中。
48.此时满足几何关系：同时有：同时有：同时有：故求解此时为作为其最大值有：故有：当所述外护套在通信光单元一侧圆弧半径满足下述条件时，其处于加强件一侧圆周、外公切线、水泥杆之间的间隙中：
通信光单元，即使绕缠安装于水泥柱上，亦不会受到绕缠压迫。
49.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。