弯曲不敏感光缆的利记博彩app

专利名称：弯曲不敏感光缆的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及用于电信的光缆，尤其涉及包括至少一条单模光纤的光缆。
背景技术：
在光纤到住所(FTTP)应用(其包括光纤入户(FTTH)应用和光纤到建筑物(FTTB) 应用)中对单模光纤的使用通常要求对传送通过该光纤的光信号的低弯曲损耗，在可能强加急转弯曲半径(例如，由于建筑物中的急转弯或者光纤的压缩)的严格安装约束下也是如此。特别地，针对使无源场设备(例如，局部会聚室或者存储箱)小型化的布线 (cabling)和硬件应用以及对多住户单元(MDU)的开发要求具有优异弯曲能力的光纤设计。此外，粗波分复用系统(CWDM)和无源光网络(PON)系统也可能需要采用弯曲不敏感 (bend-insensitive)光纤。为了标准化特别适于FTTP应用的光纤的弯曲性能，ITU-T(国际电信联盟，ITU电信部门)最近已经开发出了定义具有增强的弯曲性能的单模光纤的建议G. 657。为了遵循国际标准，除了弯曲能力之外，还可以针对其它相关的光学参数(例如， 截止波长和模场直径(MFD))来评估光纤性能。对于找出MFD、截止波长和弯曲损耗之间折中可能有用的一个参数是所谓的MAC数，这是MFD与截止波长之比。已经观察到，为了获得低弯曲损耗，MAC数应当减小。在Optics Communications 第 107 卷(1994)第 361-364 页上所发表的 C. Unger 禾口 W. Stocklein 白勺"Characterization of the bending sensitivity of fibers by the MAC value”中，研究了匹配包层光纤的宏观和微观弯曲性能及与MAC数的关联。该文章阐述了阶跃型(st印-index)光纤的弯曲行为完全是由MAC数表征的，而且宏观和微观弯曲损耗随MAC数的增加而增加。WO专利申请第01/27667号公开了工作在1300nm和1700nm之间并且具有减小的弯曲损耗的单模光纤，该光纤包括不大于7. 8的MAC数。优选的光纤据称在1310nm的波长下具有8. 6 μ m或者更小的MFD和最多大约1330nm的光缆截止波长。美国专利申请第2007/0077016号描述了具有低弯曲损耗的光纤，其中折射率分布被选择成提供不大于7.0的MAC数、小于1450nm的零色散波长、和在1550nm处不大于 5. 0dB/m的20mm直径弯曲损耗。微观弯曲性能据称通过主涂层和辅助涂层的某种组合得到了改进。主涂层具有小于1. OMPa的杨氏模数和小于_25°C的玻璃转化温度，而接触并包围主涂层的辅助涂层具有大于1200MPa的杨氏模数。已经开发出了具有适于降低弯曲损耗的凹陷的折射率区域的光纤设计。例如，美国专利申请第2007/(^80615号描述了可以用在FTTH和FTTC (光纤到街角)传送系统中的光纤设计。该光纤结构包括中央芯部、第一中间包层、第一凹陷包层、第二中间包层和第二凹陷包层。所描述的光纤可以具有可达大约8. 2的MAC比率。在日本的Electronics and Communications 第 68 卷第 7 期(198 第 104-113 页上所发表的"Length dependence of effective cutoff wavelength for single-modefiber”中，Y. Kitayama和S. Tanaka示出了卷绕(reel-wound)光纤的有效截止波长沿一段距离偏移到较低波长。该论文描述了对6-光纤光缆执行的为不同卷绕半径测量的有效截止波长的实验，其中光以200mm的节距(等效于1084mm的弯曲半径)绕中央件纤缠达Ikm长。日本专利申请第2004198523号公开了用在Raman放大器中的光纤模块。在该模块中，有效截止波长通过以卷绕形式缠绕用于Raman放大器的光纤来缩短。美国专利第5，590，233号关于用在配线网络中的光缆，该光缆包括多条光纤，每条光纤具有基本上密封的涂层并且在所述密封的涂层上包括塑料材料的涂层，该光缆还包括围绕所述光纤的塑料材料的外围保护性护套，其中每条所述光纤的模场直径在大约 1550nm下位于7 μ m至9 μ m的范围内，并且截止波长小于或者等于1350nm。为了改进光缆的机械品质，光纤可以沿光缆的长度方便地扭绕。在2005 年 6 月 13 日 Optics Express 第 13 卷第 4476-4484 页上发表的 Q. Wang 等人白勺"Theoretical and Experimental Investigation of Macro-bend Losses for standard single mode fibers”中，给出了用于标准光纤SMM8的宏观弯曲损耗的理论和实验研究，其示出了内部的主涂层对弯曲损耗有影响。美国专利第6，477，297号描述了组装多条光纤用于形成光纤尾纤部件的方法，其致力于减小宏观弯曲的光学影响。尽管用于尾纤的SMF-观的额定截止波长是大约1280nm， 但是对于一束光纤，实际的截止波长是跨高斯分布而分布的。所公开的方法包括步骤从由公共额定截止波长和实际截止波长表征的多条光纤(使得这多条光纤中每一条的实际截止波长都与额定截止波长相同或者由于制造容限而与额定截止波长稍有不同)中，仅选择实际截止波长大于Xmin的光纤，其中λ min是所选光纤的预先确定的最小可接受截止波长；以及，弯曲这些所选光纤中的至少一条的至少一部分，使得这个弯曲的部分具有弯曲半径 R,其中 12mm < R < 18mm。本申请人已经观察到具有凹陷芯部或者沟槽辅助结构并适于减小弯曲损耗的光纤设计可能增加预成形制造的复杂性，并因此增加所完成产品的成本。本申请人已经指出，通过降低MFD和/或通过增加有效截止波长来减小MAC可能产生背离ITU-T标准的光纤，由此使得光纤与某些传送光学系统或者接入配线网络不兼容。

发明内容
本发明解决了实现具有增强的弯曲性能同时呈现出遵循最通用国际标准(尤其是关于FTTP应用的那些)的光学参数的光缆的问题。本发明致力于提供弯曲不敏感光缆，所述光缆可以经受急角弯曲，而且同时，所述光缆在0带(1260nm-1360nm)波长范围内呈现出单模传送。此外，本发明致力于提供弯曲不敏感光缆，所述光缆呈现出单模传送，同时使得易于操作，而且在光缆的熔接和/或机械拼接中有相对小的插入损耗，例如，小于0. ldB。本申请人发现，通过选择至少一条本身具有与用于传送或者FTTP应用的标准不兼容的光学参数(即“光纤MAC数”)的光纤，并通过向所述光纤的至少一个纵向部分提供曲率来将该光纤设置在光缆中，有可能获得遵循标准的弯曲不敏感光缆。特别地，通过对该光纤应用适当的曲率，有效光纤截止波长减小，因此结果产生的在光缆中测量到的截止波长满足在等于或者大于1260nm的波长下用于单模传送的期望的光学性能。有利地，在本发明中，光纤被选择成具有至少8. 6μπι的MFD，例如可达9. 5μπι，优选地是从8. 6 μ m至9. 0 μ m。根据一方面，本发明致力于提供如下一种光纤，该光纤具有从输入端延伸到输出端的光缆长度Ltot，并且包括至少一条具有从1290nm至1650nm的光缆截止波长(λ Ja的单模光纤，其中所述至少一条光纤针对扭绕长度L以扭绕节距P绕纵向方向螺旋地扭绕，L 和P的值被选择成使得光缆呈现基本上单模传送，而且其中所述扭绕长度L沿所述光缆长度Ltot的至少一部分延伸。特别地，扭绕长度L和扭绕节距P被选择为使得光缆中所测量的截止波长等于或者小于1260nm。优选地，所述至少一条光纤的光缆截止波长(λ Ja是从1320nm至1650nm，更优选地是从 1450nm 至 1650nm。在有些实施例中，扭绕节距P是在从IOmm至30mm的范围内选择的。优选地，光缆的扭绕长度L是通过考虑扭绕节距P的值来选择的。在有些实施例中，扭绕长度L是至少2米。在有些实施例中，扭绕长度L不超过2km。优选地，扭绕长度L近似地等于光缆长度Ltot。根据一个优选实施例，光缆包括针对给定的扭绕长度L沿纵向方向扭绕到一起的两条光纤，其中两条光纤中的每一条都具有从1290nm至1650nm的(λ Ja值。根据另一个优选实施例，光缆包括绕沿纵向方向延伸的中央元件扭绕的光纤。优选地，光缆中所包括的至少一条光纤是匹配包层类型。根据本发明的光缆可以有利地用作光纤接入配线网络中的分支光缆(drop cable)0根据一方面，本发明涉及一种用于接入配线网络的配线光缆，该配线光缆包括一束分支光缆，其中这一束分支光缆中的至少一条分支光缆包括至少一条光缆截止波长 (入Ja为从1290nm至1650nm的单模光纤，而且其中，所述至少一条光纤针对扭绕长度L以扭绕节距P绕纵向方向螺旋地扭绕，L和P的值被选择成使得分支光缆呈现基本上单模传送，即，所测量到的分支光缆的截止波长等于或者小于1260nm。优选地，这束配线光缆的每条分支光缆都包括至少一条扭绕的光纤。根据另一方面，本发明涉及包括配线光缆的接入配线网络，所述光缆包括一束配线光纤，其中这束配线光纤中的至少一条是从配线光缆抽出的，而且从配线光缆路由到包括绞接(splice)托盘的光纤绞接区域，所述绞接托盘用于将配线光缆的至少一条配线光纤的下游部分和包括在光纤分支光缆中的至少一条光纤的上游部分相连结，其中分支光缆的至少一条光纤针对扭绕长度L以扭绕节距P绕纵向方向螺旋地扭绕，L和P的值被选择成使得所测量到的截止波长(即光缆中所测量到的截止波长)等于或者小于1260nm。下文将参考附图更加完整地描述本发明，附图中示出了本发明的一些但不是全部实施例。例示实施例的附图是不按比例的示意图表示。对于本描述和所附权利要求来说，除非另外指出，否则，表示量、数量、百分比等等的所有数值应被理解为在所有情况下可通过术语“大约”而修改。而且，所有范围包括所公开的最大值点和最下值点，而且包括其中的任何中间范围，该中间范围可能或者可能没有在此具体列举出来。


图1是光纤接入配线网络的可能部署的一种例示性例子。图2是记录对于单模阶跃型光纤的宏观弯曲损耗(MB)对MAC值的数值模拟的曲线图。图3是示出了阶跃型光纤的有效截止波长λ ec的实验测量结果的曲线图，其中该光纤具有1320nm的光缆截止波长(λ。。)Α和8. 66 μ m的MFD。图4是根据本发明一个实施例的光缆的示意性立体图。图5是示出了光缆的光缆截止波长(λ Jb的实验测量结果作为扭绕长度L(单位为mm)的函数的曲线图，其中光缆包括围绕彼此扭绕的、外直径为900 μ m的两条紧套 (tight-buffered)光纤。图6是根据本发明另一实施例的光缆的示意性立体图。图7是对于(λ Ja为1320nm而且MFD为8. 66 μ m的光纤，作为扭绕节距P (单位为mm)的函数的扭绕长度(单位为米)的曲线图。方形和菱形符号分别代表扭绕部分的最小长度(Lmin)和最大长度(Lmax),它们满足下文参考附图描述的有些条件。图8的曲线图对应于图7的曲线图，其中L表示为与扭绕节距P相关联的曲率半径P (单位为mm)的函数。图9是对于(λ J A为1644nm而且MFD为8. 60 μ m的光纤，作为扭绕节距P (单位为mm)的函数的扭绕长度(单位为米)的曲线图。方形和菱形符号分别代表扭绕部分的最小长度(Lmin)和最大长度(Lmax),它们满足下文参考附图描述的有些条件。图10的曲线图对应于图9的曲线图，其中L表示为与扭绕节距P相关联的曲率半径P (单位为mm)的函数。图11是根据本发明一实施例的配线光缆的示意性立体图。图12是根据本发明一实施例的在配线光缆到各订户之间的接入连接的示意图。
具体实施例方式定义单模光纤的截止波长是在该波长之上光纤只传播基模的波长。在截止波长之下， 光纤可以传送多于一种模式。根据IEC-60793-1-44标准，所测量的截止波长定义为大于包括发出的高阶模在内的总功率与基模功率之比减小到小于0. IdB的波长的波长。根据这种定义，二阶模(LP11) 比基模(LPtll)经受多出19. 3dB的衰减。在此，当光缆是基本上线性部署的时候，给定光缆的光缆长度Ltot，所测量的截止波长通常是指根据IEC-60793-1-44标准定义在光缆长度Ltot 中所测量的截止波长。光纤的光缆截止波长(λ Ja是根据IEC-60793-1-44标准中所描述的截止测试方法A所测量的截止波长值。即，方法A规定对22m的未成缆光纤跨度(span)执行测量，其中光纤的中央20m部分缠在^Omm直径的心轴上，而且两个Im长的端部中每一个的一圈缠在80mm直径的心轴上。光纤的光缆截止波长(λ Jb是根据IEC-60793-1-44标准中所描述的截止测试方法B所测量的截止波长值。测量是对2 !长的光缆执行的，其中光缆的中央20m部分是线性部署的，而对于两个Im长的末端部分(其缠在80mm直径的心轴上)而言光纤是暴露的。光纤的模场直径(MFD)是在1310nm的波长下根据IEC-60793_1_45标准测量的。MAC数定义为在1310nm下测量的模场直径(MFD)与光缆截止波长(λ。。)Α之间的比率，其中MFD和(λ。。)Α的单位都是微米。当没有另外定义时，宏观弯曲损耗(单位为dB)是在绕15mm直径的心轴缠一圈的光纤中所测量的1625nm下的衰减增加量。匹配包层光纤是，在用于单模传送的波长(U60-1625nm)下，其折射率分布基本上没有折射率显著低于纯硅折射率的区域的光纤。一般来说，匹配包层光纤基本上在芯部中没有折射率降低掺杂物。匹配包层光纤的一个例子是包括掺Ge芯部和纯硅包层的阶跃型光纤。在本描述和权利要求中，术语“分支光缆”用于指用作接入配线网络最后链路的光缆，其通常仅仅为一个订户服务。具体描述包括单模光纤的弯曲不敏感光缆常常修整成适合FTTP应用，其中它们是在房子、 办公室和其它住所内为电信服务(例如，宽带互联网、视频点播和高清晰iPTV)而提供的。建筑物中的光纤接入配线网络的例示性表示在图1中示出。配线光缆4从多住户单元(MDU)I路由，放到建筑物的地下室中，上到每一层并且围绕建筑物的外墙或者在浮隔地板之下(在附图中，只示出了一层)，其中配线光缆4可以包括相当大量的光纤，例如可达 90条光纤。从多个中间过渡箱(ITB)2a-2d，配线光缆4可以绞接直到4条分支光缆5。每条分支光缆5到达相应的接入终端盒(ATB) 3，该接入终端盒3用于至多两条光纤到单个订户的端接，其中分支光缆一般为单个住宅服务，或者例如在所例示的例子中，为大型开放空间位置中的不同区域服务。每个ATB 3可以利用光/电转换器来完成。在每个ITB从配线光缆绞接的分支光缆5的条数完全是示例性的。例如，有些或者每个ITB可以使配线光缆能够绞接到多达12条分支光缆。可以有多于一条分支光缆5连接到一个ATB 3。尽管图1的例子示出了单层上的接入配线，但是应当理解，配线网络通常可以安装到多层建筑物中，以将光纤带到不同楼层的各个订户。例如，在多层建筑物中，配线网络可以包括放在建筑物的地下室中的MDU，升吊光缆从该地下室经过建筑物的垂直高度而且光缆的部分在每一层分支。可选地，配线光缆可以从光网络单元路由并在多个分支光缆的通风道(plenum)光缆入口设备上绞接，然后分支光缆到达各订户的不同房子。分支光缆的安装路线常常包括急转弯和边缘，例如在光缆绕门框或者绕公寓内急转弯走线的情况下。宏观弯曲损耗具有随光纤MAC数减小而减小的总趋势。光纤的MAC数是由以下关系式定义的MAC =( 1 )其中MFD是在1310nm处以微米测量的模场直径，而(λ Ja是光纤的光缆截止波长，单位始终是微米。图2记录了针对标准类型的单模阶跃型光纤，以黑点表示的宏观弯曲损耗作为 MAC数的函数的数字模拟的结果，其中光纤芯部是由掺杂了增加折射率的掺杂元素(例如， 锗)的硅基材料制成的，而包层是由纯(未掺杂的)硅制成的。该曲线图在横坐标中记录 MAC值，而在纵坐标中是单位为dB的宏观弯曲损耗(MB)。可以观察到，尽管宏观弯曲损耗与MAC数之间的关系不是完全单义的，但是存在宏观弯曲损耗随MAC数的减小而总体减小。低MAC值可以通过减小MFD或通过增加(λ Ja或者通过同时作用于这两个光学参数来实现。然而，为了遵循国际标准，除了弯曲能力之外，光纤还需要拥有在规定值范围内的几个相关光学参数，例如光缆截止波长和MFD。例如，ITU-T推荐G. 652 (用于标准传送的光纤)推荐了在1310nm处至少8. 6 μ m的MFD，而且，还是根据G. 652，光纤的光缆截止波长不应当大于1260nm，即充分地低于1310nm的典型工作波长。这些约束暗示，在原理上，如果要保持与主要光纤标准兼容的话，MAC数应当等于或者高于6. 83。在图2中，垂直虚线指示6. 83的MAC数。因此，结果显示阶跃型光纤的宏观弯曲性能是相对有限的，因为对应于6. 8的MAC数的宏观弯曲损耗不能比2dB小太多。这种值没有小到足以适合光纤在接入配线网络中的安装。本申请人已经观察到，光纤(尤其是如果修整到适合FTTP应用的话)应当有利地呈现出大到足以支持操作容易性与熔接和机械绞接中有限的插入损耗的MFD值。卷起由给定截止波长表征的光纤可以将截止波长偏移到更小的值。图3是显示匹配包层光纤的有效截止波长λ。。(单位为nm)的实验测量结果的曲线图，其中该匹配包层光纤具有1320nm的光缆截止波长(λ。。)Α、8. 66 μ m的MFD，并因此有6. 56的MAC数。应当指出，实验中所考虑的光纤具有大于用于单模传送的公共ITU-T标准中所推荐的(λ。。)Α值。 在图3中，对于未缠绕的光纤(菱形)和光纤长度的中央部分缠在^Omm直径的心轴上且光纤长度的两个1米长横向(lateral)部分中每一个在40mm半径心轴上(方形)、30mm半径心轴上(三角形)和20mm半径心轴上(圆形)绕一圈的光纤，有效截止波长(纵坐标， 单位为nm)绘制为光纤跨度距离Lf (横坐标，单位为米)的函数。图3的曲线图用箭头指示对2 !光纤跨度距离(用圆圈来标记)的测量结果，其中横向部分缠在40mm半径心轴上， 这是因为对于光纤的光缆截止波长的确定，这种测量对应于由IEC-60793-1-44标准(方法 A)所规定的。图3的结果显示以小于40mm的曲率半径(即心轴半径)缠绕光纤导致有效截止波长的减小。显著地，在具有20mm半径的心轴上缠绕光纤的Im长的横向部分使得有效截止波长为大约1230nm的值，至少在所考虑的范围内几乎与光纤跨度距离Lf无关，由此允许 0带波长区域(即，从1260nm至1360nm)内的单模传送。本申请人理解，通过选择光缆截止波长在允许单模传送的值范围之外而且尤其是在最普通传送标准所规定的最高值之上的光纤，有可能通过使光缆中所包括的光纤的至少一部分长度具有合适曲率半径的曲率来获得具有单模光学性能的光缆。有利地，光纤可以选择成具有至少8. 6 μ m的MFD值，由此光纤可以修整成允许相对低的绞接损耗。例如，MFD可达9.5 μ m。优选地，为了进一步增强光缆的弯曲性能，MFD 值是从8. 6至9. 0 μ m。图4是根据本发明一实施例的光缆的示意性立体图。可以是接入配线网络的分支光缆的光缆10包括沿纵轴Z(即，螺旋轴)彼此螺旋扭绕的两条光纤11和12，其中该纵轴 Z大体上基本平行于光缆的纵向。每条光纤11和12都是具有等于或者高于1290nm(优选地是从1320nm至1650nm)的光缆截止波长(λ Ja的单模光纤。光缆10从适于接收要传送的光信号的输入端沿整个长度Ltot延伸至输出端。输入端和输出端在图中没有示出，为了例示光缆构造，该图只表示了光缆的一部分。光纤11和12针对扭绕长度L以扭绕节距 P进行扭绕，其中P对应于曲率半径P。优选地，扭绕光纤对中的每条光纤11和12都具有从8. 6 μ m至9. 0 μ m的MFD。在一个实施例中，光纤11和12是由硅基材料制成的，而且包括被包层围绕的芯部。优选地， 光纤是匹配包层类型。优选地，每条光纤的芯部是由掺杂了增加折射率的掺杂元素(例如锗)的硅制成的，而包层是由纯(未掺杂的)硅制成的。根据优选实施例，光缆10的光纤11和12是“紧套的”。一般具有125 μ m额定直径的硅光纤被主涂层涂覆，该主涂层又被辅助涂层包围，其中辅助涂层一般与主涂层接触， 主涂层和辅助涂层形成涂层系统。例如，涂层系统是由直径可达250 μ m的两种不同的UV 固化的丙烯酸酯材料制成的。提供缓冲层来紧紧地包围涂层系统，即，基本上均勻地粘到光纤涂层系统。有利地，缓冲层是由热塑材料制成的，优选地是LSOH(低烟无卤)材料。缓冲层一般在具有250 μ m涂层的光纤之上凸起，增加外直径可达600-1000 μ m, 一般的值是 800-900 μm0根据另一实施例，光缆的光纤只被涂层系统涂覆而且具有大约250 μ m的外直径。图4的光缆例示了松套管缓冲构造，其中扭绕的光纤插入到由聚合材料(例如，热塑材料)制成的、纵向延伸的管状护套14中。在护套14中，扭绕的光纤被加固件13(例如， 聚芳基酰胺线)包围。例如，光纤具有900 μ m的外直径，而护套14具有2-3mm的内直径和 4-5mm的外直径。生产图4中所表示的光缆的一种途径是通过选择(λ Ja > 1290nm(优选地可达 1650nm)的两条紧套光纤的给定跨度距离。每条光纤的跨度距离可以是例如15_20m，这对于生产用于室内FTTP应用的光缆(例如，分支光缆)是典型的。例如，根据本发明包括两条光纤的光缆是如下生产的。两条900 μ m的缓冲光纤加载到对扭绕与绞合模块上，该模块通常用于铜绞合双股光缆的生产。所述模块包括双放线器(pay-off)，一个用于扭绕对成形的弓形件和一个旋转鼓拉线器。放线器与拉线器的组合扭绕确定了大约20mm的扭绕节距。通过所述装置，制造出大约600m总长度的扭绕对。以本身已知的方式，通过挤压机可以在扭绕光纤上突出形成保护性护套。围绕彼此扭绕光纤使得两条光纤都具有曲率，该曲率由曲率半径P来表征，其中 P由以下关系式给出
_3] p = (2)其中P是扭绕节距而R是光纤半径。扭绕节距P是沿螺旋轴(即，图4中的Z轴) 获得光纤全程旋转的距离。每个单个节距中光纤的长度Lp是由下式给出的Lp = /Ρ^ - 2ζ( 3 )图5记录了用于图4所示类型的光缆的光缆截止波长(λ Jb的实验测量结果，它是通过取光缆的2 !长跨度距离(Ltot = 22m)来测量的，其中，通过抽出光缆的两个Im长的端部并且通过对每个端部插入40mm直径的环，光缆的中央20m部分基本上保持没有卷起 (实验条件对应于IEC-60793-1-44标准中所规定的那些条件，方法B)。图5的曲线图在纵坐标中显示光缆的光缆截止波长(单位为nm) (λ。。)Β，在横坐标中显示光纤沿其扭绕的光缆的长度，下文中将该长度称为扭绕长度L(单位为mm)。光缆包括两条扭绕在一起的、外直径为900 μ m的缓冲光纤(R = 0. 45mm)。每条光纤都具有大约1320nm的光缆截止波长 (λ Ja和8·6μπι的MFD。对于20mm(方形)、30_(三角形)和40mm(菱形)的三个不同的扭绕节距(其分别对应于23mm、51mm和90mm的曲率半径P )，光缆的光缆截止波长绘制为扭绕长度L的函数。应当理解，L = NxLp,其中N是节距的个数，Lp是由等式(3)给出的。
扭绕长度L以等于\ - Π 的因子小于扭绕中所利用的光纤的长度部分。实验结果显示，随着扭绕长度L的增加，(λ。。)Β的值有显著减小，尤其是对于ρ = 23mm，其对应于扭绕节距P = 20_。对于P = 5Imm(P = 30mm)，针对L = 450mm观察到了 (入Jb的显著减小。结果显示，利用足够短的扭绕节距(或者足够小的曲率半径)扭绕足够长的光纤部分，从而减小光缆的光缆截止波长，可以产生适于单模传送的低宏观弯曲损耗光缆。应当指出，要是光纤未扭绕的话，期望根据以上定义确定的U。丄和(λ Jb的值基本上彼此相等。根据本发明，扭绕长度和扭绕节距被选择成使得光缆呈现出等于或者低于1260nm 的测量截止波长(即，如前面所述，在光缆长度中所测量到的)。以这种方式，对于具有总长度Ltot的光缆(该光缆从适于接收光信号的输入端向输出端延伸)，单模光信号在光缆的输出端显现。对于给定的扭绕节距，光缆的扭绕长度L应当足够长，使得更高阶模慢慢衰落，并获得总长度为Ltot的单模传送光缆。优选地，扭绕长度L近似地对应于整个光缆长度Ltot。 这可以使光缆的安装变得容易，尤其是当光缆需要被切断或者缩短以便使其与连接器匹配或者适于安装路径时。在那种情况下，安装者将不需要知道扭绕部分定位在沿光缆长度的什么位置。此外，这种实施例可以保证光缆对于其整个长度Ltot实际上是单模的(当L大于Lmin时)。应当理解，光纤的扭绕长度与光缆的总长度之间的近似相等意味着，除了百分之几的长度以外，光纤沿光缆总长度的大部分是扭绕的，其中这例外的百分之几通常是在光缆的端部，在那里光纤可以有连接或者绞接光纤所需的一定距离不扭绕(例如，在每个光缆末端的24cm)。长度为Ltot的光缆中所测量的截止波长等于或者小于1260nm。根据另一实施例，扭绕长度可以只沿光缆总长度的一部分延伸。仅提供一种非限制性的数值例子Ltot = IOm的光缆包括至少一条光纤，该光纤沿光缆的初始部分螺旋扭绕，扭绕节距为25mm，而扭绕长度L < Ltot且为2至5m。扭绕长度具有接收光信号的输入扭绕端和输出扭绕端。在优选实施例中，输入扭绕端或者输出扭绕端可以分别对应于光缆输入端或者光缆输出端。然而，根据特定的光缆设计需求，输入扭绕端和输出扭绕端都还可以位于沿光缆的中间位置。在光纤的扭绕部分的输出处，即，在输出扭绕端处，由于扭绕慢慢衰落了 LP11光模，因此传送是单模的。优选地，扭绕部分被提供成使输出扭绕端近似地对应于光缆的输出端。在这些条件下，所测量的光缆的截止波长(即，在光缆输出端处的)结果等于或者小于1260nm。应当指出，尽管预期在光缆中留下未扭绕的部分，例如，当外部干扰可以排除时，但优选地是在关于总光缆长度尽可能长的光缆部分中应用扭绕。根据本发明的一种实施例，弯曲不敏感光缆只包括一条光纤。图6是包括光纤18 的光缆16的示意图表示，其中光纤18绕沿纵向Z延伸的中央元件19螺旋地缠绕，其中纵向 Z基本上对应于光纤缠绕的轴，S卩，螺旋轴。光纤18是有效截止波长等于或者高于1290nm， 优选地可达1650nm且更优选地是从1320nm至1650nm的单模光纤。在一个实施例中，光纤18是“紧套的”，即，它包括由例如硅玻璃制成的光纤，该光纤被涂层系统包围，涂层系统又被缓冲层包围。光纤的外直径的范围可以是例如600至 1000 μ m。中央元件19可以是例如外直径为1 μ m的GRP (玻璃增强聚合物)棒。应当理解，等式⑵和(3)也适用于图6中所例示的光纤的扭绕。包括扭绕光纤18的光缆16具有松套管缓冲构造，该松套管缓冲构造包括在扭绕光纤和聚合物管状护套17之上应用加固件(例如，吸水细丝)15。应当理解，光缆中加固件 15的存在是可选的。如果需要例如小于几个mm直径的光缆的减小横截面尺寸，则图6的实施例是有利的。在这种情况下，中央元件19可以是相对小的直径，例如，0. 5mm。图7是光缆部分的长度L(至少一条光纤沿其关于螺旋轴扭绕，S卩，扭绕长度)， (纵坐标，单位是米)作为横坐标中扭绕节距P(单位为mm)的函数的曲线图。所述至少一条光纤具有UJa= 1320nm和MFD = 8. 66 μ m。方形和菱形符号分别表示对于给定扭绕节距的扭绕长度L的最小长度(Lmin)和最大长度(Lmax)，以下所述的条件保持该给定扭绕节距。该曲线图显示了扭绕长度与扭绕节距之间近似对数线性的关系(通过数据的实线)。 通过插值图7的数据，可以推断出经验数学关系，总体上为以下类型Iog10(Lmin) = B^b1 · P+Cl · P2(4)Iog10(Lmax) = a2+b2 · P+c2 · P2其中，对于图7 的例子，Ei1 = -6. 72，Id1 = 0. 57，C1 =。，且 =-14. 6，b2 = 1. 37，
C2 = 0。在图7中，被垂直粗实线与通过Lmin和Lmax的值的线围出的图形区域表示满足以下条件的P和L值的范围(a)对于给定的扭绕节距P，或者等效地对于给定的曲率半径，光缆的扭绕长度长到足以使较高阶的模式(例如，Lpn)消失，即，(λ Jb不大于1260nm，如根据 IEC-60793-1-44的方法B中的成缆配置所测量的；(b)与单模传送兼容的最小光缆长度小于20m，其中20m的长度对应于根据方法B 的测试长度的未卷起部分；(c)扭绕长度使得，在1550nm的波长下，由于光纤扭绕造成的沿光缆的基模(Lroi) 的总衰减小于0. ldB，及(d)P的值使得，在1550nm的波长下，由于光纤扭绕造成的沿扭绕长度的基模 (Lpoi)的衰减系数(即，每单位长度的衰减)小于ldB/km。总的来说，条件(a)尤其影响Lmin(P)的值，条件(b)影响P的最大值，条件(c)影响Lmax(P)的值，而条件(d)尤其影响P的最小值。对于图7的例子，满足以上条件的P值的范围是从17mm至观讓，而且优选地选择成从20mm至观讓。从图7的结果可以观察到，由于接入网络中所采用的光缆的总长度通常不会超过 l-2km的长度的事实，所以扭绕长度的上限Lmax在大部分接入配线网络和PON应用中不是问题。例如，对于P = 17mm, Lmax是1. 3km ；而对于P = 28mm, Lmax取得非常大的值。图8的曲面图对应于图7的曲线图，其中对于扭绕光纤的外直径2R为900 μ m (例如，光纤是标准的紧套光纤)，根据等式0)，L表示为与扭绕节距P相关联的曲率半径 P (单位为mm)的函数。应当理解，条件(b)至(d)在一定程度上是任意选择的，而且它们应当不被认为是本发明的限制。更通常地，条件(b)至(d)只反映了单模信号传送应用中典型期望的属性。在图7(或者图8)中和等式⑷中、在以下图形(图8至10)中所记录的L和P(或者P)的值以及这里所记录的数值例子，是由本领域技术人员通过使用本身已知的用于沿光纤的光模式传送的数学等式并通过考虑扭绕光纤的截止波长(λ。。)Α和MFD的值而惯常计算的。在本发明的教义之内，从在此给出的例子和范围，对于在范围1290-1650nm中选择的(λ Ja的给定值和对于优选地包括在8. 6和9. 5 μ m之间的MFD的选定值，P和L(或者 Lmin和Lmax)的合适值可以由本领域技术人员容易地确定。优选地，(λ。。)Α是在1320-1650nm 的范围内选择的，更优选地是在范围1450-1650nm中。图9是包括至少一条具有(λ。。)A = 1644nm和MFD = 8. 60 μ m的光纤的光缆的扭绕长度L(单位为米)作为横坐标中的扭绕节距P(单位为mm)的函数的曲线图。方形和菱形符号分别表示针对给定扭绕节距的扭绕长度L的最小长度(Lmin)和最大长度(Lmax)。在垂直粗实线之间和通过Lmin和Lmax数据的线之间界定的图形区域表示满足以上所述条件(a) 至(d)的P和L值的范围。利用等式，图9的数据插值提供了以下参数 = -2. 70，Id1 = -0. 02，C1 = 0. 006，a2 = -5. 87，b2 = 0. 02，以及 c2 = 0. 03。应当理解，对于MFD和/或(入。丄的不同值，所计算出的Lmin(P)和Lmax(P)数据的值可以通过不同于等式(4)所给出的多项式函数来插值，因此等式(4)不应当认为是限制本发明。满足以上所述条件(a)至(d)的图9的P值范围是从12mm至14mm。图10的曲线图对应于图9的曲线图，其中对于扭绕光纤的外直径2R为900 μ m (例如，光纤是标准的紧套光纤)，根据等式0)，L表示为与扭绕节距P相关联的曲率半径 P (单位为mm)的函数。根据有些优选实施例，扭绕节距P是在从10至30mm的范围内选择的，其中将通过考虑光缆中所包括的至少一条光纤的(λ。。) Α和MFD值在上述范围内选择合适的值。图11是根据本发明一实施例的配线光缆的示意性立体图。例如可以用于建筑物内部、吊索和通风道应用的配线光缆20包括一束分支光缆22，其中这束分支光缆中的至少一条光缆(优选地，是多条分支光缆中的每一条)包括截止波长至少为1290nm(优选地，可达1650nm)的至少一条扭绕光纤23。每条分支光缆都可以从配线光缆分出来，然后直接分支到各个订户。相应地，可以获得从MDu或者中央办公室下行到用户终端给出低宏观弯曲损耗和单模传送的接入配线网络。
在(附图中所例示的)优选实施例中，这束分支光缆22是图4中所例示的类型而且包括光纤23的扭绕对(其可选地被加固件M包围)。这束分支光缆22被管状的外部护套21包住，该护套21例如是由阻燃热塑材料(例如，LSOH材料)制成的。尽管在图11中没有示出，但至少一个加强元件可以嵌入到护套中并沿光缆的长度布置，从而减小由于张力造成的对光纤的机械应力。通常，加强元件可以由玻璃增强聚合物(GRP)棒制成或者可以是聚芳基酰胺棒。图12例示了根据本发明一实施例的从配线光缆到各订户的接入连接，其可以表示接入配线网络的一部分。配线光缆30包括紧套配线光纤束观，它们被包在外部护套31 中。配线光缆可以是商用类型的吊索光缆，例如由ftrsmian Cable & Systems销售并且包括多达96条缓冲的CasaLight 单模光纤的VertiCasa 吊索光缆，其中VertiCasa 和 CasaLight 都是ftrsmian Cable & Systems的商标。为了进行连接，在光缆护套31中切开窗口 26。该光纤束观中的一条配线光纤33在窗口沈下游的某个距离处(例如，在建筑物的上层处(一般是从窗口 26起至多20m))被切开，并且从配线光缆30中向下拉出以定位到中间过渡箱(ITB)32的里面。ITB 32包括绞接托盘37，在那里分支光缆38的一条光纤(未示出)连结到配线光缆的配线光纤33。从配线光缆抽出的配线光纤可以从配线光缆到达预先安装的保护管(未示出)内部的ITB。分支光缆的光纤和光纤33首先被绞接到一起，例如，通过在每条光纤的端部剥去适于机械或者熔接绞接的很短长度的缓冲物。 可选地，分支光缆的光纤可以被连接，即，光学连接器(所谓的尾纤)被安装在一个光缆末端。分支光缆38被拉到订户的接入终端盒(ATB)34，其中ATB 34包括具有光/电转换器的光学尾纤盒35。分支光缆38可以是参考图6所示的类型，而且包括一条有效截止波长为至少1290nm且优选地是从1290nm至1650nm的扭绕光纤。光纤沿分支光缆长度的大部分围绕纵向扭绕。光纤的末端部分(例如，每个末端部分是几厘米长)优选地留着不扭绕，用于将分支光缆光纤在一端连接到配线光纤并用于在分支光缆的另一端引出分支光缆光纤，或者用于在任何一端连接光纤。在优选实施例中，束观的两条配线光纤(在图12中没有示出第二条光纤)是从配线光缆30的窗口沈中引出的。这两条配线光纤路由到ITB 32，在那里它们被切开并分别绞接到绞接盒37中分支光缆38的两条光纤。从配线光缆抽出的配线光纤可以在预先安装好的保护管内前进。在这种实施例中，分支光缆38是参考图4所示类型的光缆，该光缆包括扭到一起的两条光纤，其中每条光纤都具有至少1290nm且优选地是从1290nm至1650nm 的有效截止波长。光纤沿分支光缆长度的大部分扭到一起。光纤的末端部分(例如，每个末端部分是几厘米长)优选地留着不扭绕，用于在一端连结到配线光纤并用于在分支光缆的另一端引出，或者用于在任何一端连接光纤。应当理解，绞接托盘37可以是集成的绞接托盘，其容纳从配线光缆30引出的多条光纤，使得它们可以连结到ITB 32中的多条分支光缆。以上是本发明各种实施例的描述，但是应当理解，其它实施例和例子可以执行类似的功能和/或获得类似的结果。所有这些等效的实施例都在本发明的范围之内而且要被所附权利要求覆盖。特别地，尽管已经参考包括一条扭绕光纤或者一对扭绕光纤的光缆描述了包括至少一条扭绕光纤的光缆，但是本发明设想包括多于两条围绕彼此扭绕的光纤的光缆，例如三条光纤按三股辫扭绕。
权利要求
1.一种用于传送光信号的光缆(10 ；16 ；22 ；38)，所述光缆具有从适于接收光信号的输入端延伸到输出端的长度(LTOT)，所述光缆包括至少一条单模光纤(11 ； 12 ； 18 ；23)，该至少一条单模光纤具有从1290nm至1650nm的光缆截止波长(λ Ja和模场直径(MFD)值，其中，所述至少一条光纤针对至少沿光缆的长度(Ltot)的一部分延伸的扭绕长度(L) 以扭绕节距(P)绕纵轴(Z)螺旋地扭绕，及其中，扭绕长度(L)和扭绕节距(P)被选择成使得光缆呈现出等于或者低于1260nm的测量截止波长。
2.如权利要求1所述的光缆，其中，所述至少一条光纤的光缆截止波长(λ。。)A是从 1320nm 至 1650nm。
3.如权利要求1或者2中任何一项所述的光缆，其中，扭绕节距⑵是从IOmm至30mm。
4.如前面任何一项权利要求所述的光缆，其中，所述扭绕长度(L)是依赖于扭绕节距 (P)的值选择的，而扭绕节距是依赖于光纤的光缆截止波长(λ Ja和MFD值选择的。
5.如前面任何一项权利要求所述的光缆，其中，扭绕长度(L)是至少2米。
6.如前面任何一项权利要求所述的光缆，其中，扭绕长度(L)不大于2km。
7.如前面任何一项权利要求所述的光缆，其中，扭绕长度(L)近似地等于光缆的长度(Ljqj) 。
8.如前面任何一项权利要求所述的光缆，其中，所述至少一条光纤包括沿纵轴(Z)扭绕在一起的两条光纤(11，12)，这两条光纤中的每一条都具有从1290nm至1650nm的(XJA。
9.如权利要求1至7中任何一项所述的光缆，其中，所述至少一条光纤包括绕沿纵轴 (Z)延伸的中央元件(19)扭绕的光纤(18)。
10.如前面任何一项权利要求所述的光缆，其中，光缆具有松套管构造而且包括用于包围所述至少一条光纤的、纵向延伸的外部护套(14 ；17)。
11.如权利要求11所述的光缆，还包括加固件(13；15)，该加固件(13 ；15)包围在外部护套之中并且绕所述至少一条光纤纵向定位。
12.如前面任何一项权利要求所述的光缆，其中，所述至少一条光纤是紧套光纤。
13.如权利要求12所述的光缆，其中，所述至少一条光纤具有从600μπι至IOOOym的外直径。
14.如前面任何一项权利要求所述的光缆，其中，所述至少一条光纤是匹配包层类型。
15.如前面任何一项权利要求所述的光缆，其中，所述至少一条光纤具有至少8.6 μ m 的MFD值。
16.如权利要求1至14中任何一项所述的光缆，其中，所述至少一条光纤具有从 8.6卩111至9.0卩111的]\^值。
17.—种配线光缆(20)，包括一束0 分支光缆和用于包围这束分支光缆的、纵向延伸的外部护套(21)，其中，这束分支光缆中的至少一条分支光缆是根据前面任何一项权利要求所述的光缆。
18.如权利要求17所述的配线光缆，其中，所述一束分支光缆中的每一条分支光缆都是根据权利要求1至16中任何一项所述的光缆。
19. 一种接入配线网络，包括配线光缆(30)，包括一束08)配线光纤，其中这束配线光纤(33)中的至少一条配线光纤从配线光缆中抽出并且从配线光缆路由到光纤绞接区域(32)，其中光纤绞接区域(32)包括用于将配线光缆(30)的至少一条配线光纤(33)的下游部分和分支光缆(38)的至少一条光纤的上游部分相连结的绞接托盘(37)，及分支光缆(38)是根据权利要求1至16中任何一项所述的光缆。
全文摘要
公开了用于传送光信号的弯曲不敏感光缆，该光缆具有从适于接收光信号的输入端延伸到输出端的长度LTOT并且包括至少一条单模光纤，所述光纤具有从1290nm至1650nm且优选地是从1320nm至1650nm的光缆截止波长(λcc)A。所述至少一条光纤针对至少沿光缆的长度LTOT的一部分延伸的扭绕长度L以扭绕节距P绕纵轴(Z)螺旋地扭绕，其中，扭绕长度和扭绕节距被选择成使得光缆呈现出等于或者低于1260nm的测量截止波长。优选地，所述至少一条光纤具有从8.6μm至9.5μm的模场直径(MFD)。根据优选实施例，光缆(10)包括沿纵轴(Z)扭绕到一起的两条光纤(11，12)，这两条光纤中的每一条都具有从1290nm至1650nm的(λcc)A。
文档编号G02B6/02GK102209924SQ200880131862
公开日2011年10月5日 申请日期2008年11月7日 优先权日2008年11月7日
发明者D·科莫, E·孔松尼, F·萨托利, M·鲁齐尔 申请人:普睿司曼股份公司