一種大容量低損耗全干式光纜的制造方法技術

本發明專利技術公開了一種大容量低損耗全干式光纜的制造方法，其特征是：圍繞中心加強件排列各光纖單元并填充阻水繩構成纜芯，在纜芯的外圍，由內向外依次設置內護套、金屬鎧裝層和外護套層；其中光纖單元是將多根光纖由高強度阻水紗束緊并敷設在金屬松套管中；光纖是采用摻稀土單模光纖。本發明專利技術結構緊湊，其采用摻稀土單模光纖有效降低了傳輸損耗，提高了傳輸速率，全干式設計提高了光纜的使用壽命并減輕光纜重量，其性能穩定、抗干擾能力強，具有廣泛的應用領域。

【技術實現步驟摘要】
一種大容量低損耗全干式光纜的制造方法
本專利技術涉及一種光纜的制造方法，特別涉及一種大容量低損耗全干式光纜的制造 方法，屬于通信領域。
技術介紹
通信系統中需要使用光纖進行遠距離的通信。由于網線的傳輸距離限制，如普通 的網線只能傳輸一百多米，超五類線也就是200米，這就大大制約了局域網的長距離擴展。 而光纖可以傳輸幾百公里，傳輸頻帶寬，通信容量大，保密性好，損耗低，相對于電磁通信相 t匕，干擾小等諸多優點而被日益廣泛地應用于通信傳輸領域，這主要是基于光纖的復用性、 適應惡劣環境下的工作能力、多功能、抗電磁干擾以及高精度等優點。隨著經濟的發展，網 絡的發展對光纖提出新的要求。下一代傳送網要求更高的速率、更大的容量、更低的損耗， 這樣的要求非光纖網莫屬。 通信光纖的性能主要向三個方向發展，即降低光纖損耗、提高傳輸速率、擴大帶 寬、減少光纖的非線性。從光纖角度來講，高速傳輸對色散、偏振模有很高的要求，現在國際 上的光纖傳輸速率發展很快，l〇〇G、400G，甚至1T，要求配套光纖具有更高性能。 要解決目前超高速傳輸受限的的窘境，必須采用新型性能更優光纖，即采用插損 更小（提升0SNR)、有效面積更大（降低非線性損耗）、PMD值更小（降低PMD影響）的新 型光纖。 研究表明，在纖芯中摻雜稀土元素鍺的方式來提高纖芯的折射率，從而和純二氧 化娃的包層材料間形成折射率差，以保證入射光在單模光纖中的傳播。但由于芯層中摻入 Ge02等金屬氧化物，而使瑞利散射損耗增加。理論和實驗表明，光纖中的損耗主要來自于 光纖材料的瑞利散射損耗和吸收損耗兩個部分。同時氧化物的摻入破壞了光纖在氫元素和 Y-射線輻射環境中的穩定性，因此摻鍺光纖的衰減無法進一步降低。 為了保持纖芯和包層直接的折射率差，需要降低包層的折射率，這可以通過在包 層中摻雜氟等元素來實現。目前最好的石英光纖的衰減可以進一步降低到理論的最低值 0.15dB/km。 自從上世紀八十年代中期開發出摻稀土離子單模光纖制造技術以后，摻稀土離子 光纖及器件方面的研究取得了巨大進展。稀土摻雜特種光纖在光纖激光器、放大器和傳感 器很容易實現高密度泵浦，使激射閾值低，散熱性能好、高效率、窄線寬、可調諧和高性能價 格比等優點，其芯徑大小與通信光纖很匹配，耦合容量及效率高，可形成傳輸光纖與有源光 纖的一體化，是實現全光通信的基礎，有利于大容量、長距離通信，是光纖發展方向之一，受 到普遍重視并逐步商用化。 但是稀土元素眾多，添加到光纖中對光波的傳輸影響并不相同，并隨著其在石英 中的含量不同，性能也有很大的變化。 摻鐿光纖是目前稀土摻雜特種光纖領域中最受人關注的一個研究熱點，作為一種 激光介質受到人們的重視。摻鐿光纖具有很寬的吸收譜線和更高的吸收系數，因此可以采 用不同的泵浦方式；而且它還具有很寬的增益譜（980nm?1200nm);鐿離子具有簡單的二 能級結構，理論上沒有其他摻雜光纖具有的激發態吸收、濃度猝滅等現象，但是高摻雜濃度 YDF存在激發態壽命猝滅，導致強烈的非可飽和吸收，從而影響激光器件的效率。 鉺摻雜的光纖的接合損耗創造了最低記錄。但是都要需要添加若干共摻雜劑，增 加了制造的難度和制造成本。 摻稀土光纖，在纖芯和內包層滿足單模光纖的傳輸條件，而內外包層之間卻形成 了一個多模光波導層，這樣大大增加了泵浦光的接受面積，從而得到更大的功率的信號光， 使光纖激光器的輸出功率大幅度提高。因此，研制新型高功率、長壽命、小體積、大功率光纖 具有非常廣闊的潛在應用市場。摻銩光纖具有獨特性能，國外研究較為成熟，由于國內在摻 銩光纖的研制起步較晚，技術仍然不夠成熟，到目前為止，高質量的摻銩光纖幾乎全部依靠 進口，其價格十分昂貴。 低損耗光纖的低損耗特性，非常適用于超長距離、大容量、高速率網絡傳輸的應 用。所以要實現大容量低損耗類光纜，不僅在光纖材料、制造工藝上創新，同時在光纜結構 設計上創新也可以起到效果。
技術實現思路
本專利技術是為避免上述現有技術上存在的不足，提供一種大容量低損耗全干式光纜 的制造方法，以降低傳輸損耗、提高傳輸速率、延長使用壽命，并能減輕光纜的重量，從而擴 大應用范圍。 本專利技術為解決技術問題采用如下技術方案： 本專利技術大容量低損耗全干式光纜的制造方法的特點是： 所述大容量低損耗全干式光纜的結構形式是：設置位于中心的中心加強件，圍繞 所述中心加強件排列各光纖單元并填充阻水繩構成纜芯，在所述纜芯的外圍，由內向外依 次設置內護套、金屬鎧裝層和外護套層；所述中心加強件是芳綸纖維繩或炭纖維繩；所述 光纖單元是將多根光纖由高強度阻水紗束緊并敷設在金屬松套管中；所述光纖是采用摻稀 土單模光纖，在所述摻稀土單模光纖的表面由內向外依次設置由有機硅樹脂通過熱固化形 成的一次涂覆層、UV固化聚丙烯酸樹脂緩沖層，以及由聚酰亞胺加熱固化形成的二次涂覆 層；所述摻稀土單模光纖具有光纖芯，并且光纖芯的表面具有內包層，內包層的表面具有外 包層；所述內護套是由聚乙烯塑料擠包而成；所述金屬鎧裝層是由鍍鋅細鋼絲疏繞形成； 所述外護套層是由耐磨性線性低密度聚乙烯LLPE擠包而成，厚度為0. 5-1. 8_ ; 所述大容量低損耗全干式光纜的制造方法是： 步驟一、按如下過程制作光纖 a、利用純氧氣將加熱汽化的四氯化硅飽和蒸氣和摻雜劑六氟化硫飽和蒸氣導入 石英玻璃襯管內，轉動石英玻璃襯管并以1300-1800°C的溫度加熱石英玻璃襯管的外壁，使 得通過石英玻璃襯管內的氣體氧化反應生成的粉狀物沉積在所述石英玻璃襯管內壁上； b、將四氯化硅、稀土化合物三氯化銩、共摻雜劑四氯化鍺或三氯化鋁加熱汽化為 飽和蒸氣，并與流量為600-1000sccm的純氧氣均勻混合得混合氣體，將所述混合氣體通入 到經步驟a制備的石英玻璃襯管中，在1200-1700°C的溫度下氧化反應形成粉末狀沉積物 附著于石英玻璃襯管內壁制得沉積管；將所述沉積管在縮棒設備上經熔縮制得實心的摻雜 稀土的光纖預制棒；將所述光纖預制棒加熱到1900-2100°C，按150-450米/分的速度進行 拉絲，再經自然冷卻即制得摻稀土單模光纖；所述摻稀土單模光纖是指在光纖芯的表面具 有內包層，在所述內包層的表面具有外包層； c、對于所述摻稀土單模光纖，首先由有機硅樹脂通過熱固化形成的一次涂覆層， 再以UV固化聚丙烯酸樹脂形成緩沖層并引出，隨后由聚酰亞胺加熱固化形成的二次涂覆 層即制得光纖； 步驟二、制作光纖單元 將多根光纖和高強度阻水紗導入有縫金屬管；隨后通過拉拔模具進行多道拉拔， 再經過鉗式牽引機的牽引制得光纖單元；所述光纖單元經過牽引機送至收線架，并卷繞在 線盤上；所述有縫金屬管是由金屬帶縱包，再將縱向縫口在氮氣保護下激光焊接形成的金 屬松套管；所述多道拉拔的模口直徑為Φ 1. 6-1. 0mm ;所述鉗式牽引機的牽引力為90? 110N ； 步驟三、成纜 采用束絲機將多股芳綸絲或碳纖維按節徑比為7-12進行絞合，制得中心加強件； 以中心加強元件為中心，由多根光纖單元圍繞所述中心加強件進行成纜，成纜的節距比為 14-28倍外徑，成纜方向為左向，成纜本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種大容量低損耗全干式光纜的制造方法，其特征是：所述大容量低損耗全干式光纜的結構形式為：設置位于中心的中心加強件(1)，圍繞所述中心加強件(1)排列各光纖單元(2)并填充阻水繩(3)構成纜芯，在所述纜芯的外圍，由內向外依次設置內護套(4)、金屬鎧裝層(5)和外護套層(6)；所述中心加強件(1)是芳綸纖維繩或炭纖維繩；所述光纖單元(2)是將多根光纖(21)由高強度阻水紗(22)束緊并敷設在金屬松套管(23)中；所述光纖(21)是采用摻稀土單模光纖(211)，在所述摻稀土單模光纖(211)的表面由內向外依次設置由有機硅樹脂通過熱固化形成的一次涂覆層(212)、UV固化聚丙烯酸樹脂緩沖層(213)，以及由聚酰亞胺加熱固化形成的二次涂覆層(214)；所述摻稀土單模光纖(211)具有光纖芯(211a)，并且光纖芯(211a)的表面具有內包層(211b)，內包層(211b)的表面具有外包層(211c)；所述內護套(4)是由聚乙烯塑料擠包而成；所述金屬鎧裝層(5)是由鍍鋅細鋼絲疏繞形成；所述外護套層(6)是由耐磨性線性低密度聚乙烯LLPE擠包而成，厚度為0.5?1.8mm；所述大容量低損耗全干式光纜的制造方法是：步驟一、按如下過程制作光纖a、利用純氧氣將加熱汽化的四氯化硅飽和蒸氣和摻雜劑六氟化硫飽和蒸氣導入石英玻璃襯管內，轉動石英玻璃襯管并以1300?1800℃的溫度加熱石英玻璃襯管的外壁，使得通過石英玻璃襯管內的氣體氧化反應生成的粉狀物沉積在所述石英玻璃襯管內壁上；b、將四氯化硅、稀土化合物三氯化銩、共摻雜劑四氯化鍺或三氯化鋁加熱汽化為飽和蒸氣，并與流量為600?1000sccm的純氧氣均勻混合得混合氣體，將所述混合氣體通入到經步驟a制備的石英玻璃襯管中，在1200?1700℃的溫度下氧化反應形成粉末狀沉積物附著于石英玻璃襯管內壁制得沉積管；將所述沉積管在縮棒設備上經熔縮制得實心的摻雜稀土的光纖預制棒；將所述光纖預制棒加熱到1900?2100℃，按150?450米/分的速度進行拉絲，再經自然冷卻即制得摻稀土單模光纖(211)；所述摻稀土單模光纖(211)是指在光纖芯(211a)的表面具有內包層(211b)，在所述內包層(211b)的表面具有外包層(211c)；c、對于所述摻稀土單模光纖(211)，首先由有機硅樹脂通過熱固化形成的一次涂覆層(212)，再以UV固化聚丙烯酸樹脂形成緩沖層(213)并引出，隨后由聚酰亞胺加熱固化形成的二次涂覆層(214)即制得光纖(21)；步驟二、制作光纖單元(2)將多根光纖(21)和高強度阻水紗(22)導入有縫金屬管；隨后通過拉拔模具進行多道拉拔，再經過鉗式牽引機的牽引制得光纖單元(2)；所述光纖單元(2)經過牽引機送至收線架，并卷繞在線盤上；所述有縫金屬管是由金屬帶縱包，再將縱向縫口在氮氣保護下激光焊接形成的金屬松套管(23)；所述多道拉拔的模口直徑為φ1.6?1.0mm；所述鉗式牽引機的牽引力為90～110N；步驟三、成纜采用束絲機將多股芳綸絲或碳纖維按節徑比為7?12進行絞合，制得中心加強件(1)；以中心加強元件(1)為中心，由多根光纖單元(2)圍繞所述中心加強件(1)進行成纜，成纜的節距比為14?28倍外徑，成纜方向為左向，成纜間隙用阻水繩(3)填充圓整，再用阻水帶繞包扎緊，阻水帶的搭蓋率為45％～50％，制得纜芯；步驟四、制作內護套、金屬鎧裝層和外護套層在所述纜芯的外圍采用內護套擠壓式擠出機擠包聚乙烯塑料，并在60?70℃的溫度下烘干形成內護套(4)；在所述內護套(4)的外圍用鍍鋅細鋼絲疏繞形成金屬鎧裝層(5)，鎧裝方向為左向，鍍鋅細鋼絲的單絲放線張力控制為6～8kg；在金屬鎧裝層(5)的外圍采用外護套層擠壓式擠出機擠包耐磨性線性低密度聚乙烯LLPE形成外護套層(6)即成。...

【技術特征摘要】
1. 一種大容量低損耗全干式光纜的制造方法，其特征是：所述大容量低損耗全干式光 纜的結構形式為：設置位于中心的中心加強件（1)，圍繞所述中心加強件（1)排列各光纖單 元（2)并填充阻水繩（3)構成纜芯，在所述纜芯的外圍，由內向外依次設置內護套（4)、金 屬鎧裝層（5)和外護套層￠);所述中心加強件（1)是芳綸纖維繩或炭纖維繩；所述光纖 單元（2)是將多根光纖（21)由高強度阻水紗（22)束緊并敷設在金屬松套管（23)中；所 述光纖（21)是采用摻稀土單模光纖（211)，在所述摻稀土單模光纖（211)的表面由內向外 依次設置由有機硅樹脂通過熱固化形成的一次涂覆層（212)、UV固化聚丙烯酸樹脂緩沖層 (213)，以及由聚酰亞胺加熱固化形成的二次涂覆層（214);所述摻稀土單模光纖（211)具 有光纖芯（211a)，并且光纖芯（211a)的表面具有內包層（211b)，內包層（211b)的表面具 有外包層（211c);所述內護套（4)是由聚乙烯塑料擠包而成；所述金屬鎧裝層（5)是由鍍 鋅細鋼絲疏繞形成；所述外護套層（6)是由耐磨性線性低密度聚乙烯LLPE擠包而成，厚度 為 0· 5-1. 8mm ; 所述大容量低損耗全干式光纜的制造方法是： 步驟一、按如下過程制作光纖 a、 利用純氧氣將加熱汽化的四氯化硅飽和蒸氣和摻雜劑六氟化硫飽和蒸氣導入石英 玻璃襯管內，轉動石英玻璃襯管并以1300-1800°C的溫度加熱石英玻璃襯管的外壁，使得通 過石英玻璃襯管內的氣體氧化反應生成的粉狀物沉積在所述石英玻璃襯管內壁上； b、 將四氯化硅、稀土化合物三氯化銩、共摻雜劑四氯化鍺或三氯化鋁加熱汽化為飽和 蒸氣，并與流量為600-lOOOsccm的純氧氣均勻混合得混合氣體，將所述混合氣體通入到經 步驟a制備的石英玻璃襯管中，在1200-1700°C的溫度下氧化反應形成粉末狀沉積物附著 于石英玻璃襯管內壁制得沉積管；將所述沉積管在縮棒設備上經熔縮制得實心的摻雜稀土 的光纖預制棒；將所述光纖預制棒加熱到1900-2100°C，按150-450米/分的速度進行拉 絲，再經自然冷卻即制得摻稀土單模光纖（211);所述摻稀土單模光纖（211)是指在光纖芯 (211a)的表面具有內包層（211b)，在所述內包層（211b)的表面具有外包層（211c); c、 對于所述摻稀土單模光纖（211)，首先由有機硅樹脂通過熱固化形成的一次涂覆層 (212)，再以UV固化聚丙烯酸樹脂形成緩沖層（213)并引出，隨后由聚酰亞胺加熱固化形成 的二次涂覆層（214)即制得光纖（21); 步驟二、制作光纖單元（2) 將多根光纖（21)和高強度阻水紗（22)導入有縫金屬管；隨后通過拉拔模具進行多道 拉拔，再經過鉗式牽引機的牽引制得光纖單元（2);所述光纖單元（2)經過牽引機送至收線 架，并卷繞在線盤上；所述有縫金屬管...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬金龍，姜彬，
申請(專利權)人：安徽天龍電器線纜集團有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽;34