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1、 ，、 n ，. r f G 万产 ，产产犷 ， 关于改善带状光纤几个重要指标的探讨 薛东红 ( . 4西侯 马邮电通信 电缆厂侯马 . 0 4 3 0 1 5 ) 【 摘要】 本文介绍了 带状光 纤的类型、 特点及设备情况， 根据自己平时的摸索. 总结出一套改 善诸如平面度、 衰减及微弯敏感性等指标的方法 并从各个角度展开讨论 关钮词 :带状 光纤平面度衰减 1 背景及摘要 随着光纤通信的发展， 一些发达国家纷纷提出并进行诸如光纤到路边( F T T C ) . 光纤到大 楼 F T T B ) ， 光纤到家庭( F TT H) 和光纤到办公室( F T T O) 的用户环路的研究开发。为了
2、经济 有效地建设广阔的光纤用户网， 减小高密度光缆的直径和重量， 提高光缆的接头速度是十分重 要的。研究开发带状光纤光缆正是为了上述目标的需要。 自从带状光纤间世以来， 工艺有待进一步完善， 其中光纤带的平面度， 衰减指标及微弯敏 感性等几个指标需要得到很好的控制。 经过大量的实践， 笔者摸索出一些切实可行的方法与大 家一起 探讨。 Z 光纤带的结构特点及设备特点 2 . 1 光纤带的结构特点 光 纤带， 由 于其结构紧密、 光纤密度大以 及便于集中接续， 近年 来在冈 际上 被广泛采用。 因 此， 光纤带技术成了光纤光缆技术领域中不可分割的重要部分。 光纤带是构成叠带式光缆的基础， 优化光纤
3、带结构对其各项性能、 可靠性及经济性都是非 常 重 要的。到 目前 为 止， 共 有两 种光纤 带结 构: 枯边 型 ( e d g e - b o n d e d ) 和 封 包型 ( e n c a p s u l a t e d ) 。图l 分别 示出了光纤 带的两 种基本结构。 钻 边 塑封 包 型 图 1 光纤 带结构示 意图 粘边型结构中， 树脂主要涂覆在光纤中间， 具体制作过程是对光纤带进行一次涂攫， 一 次 固化。封包型结构中， 树脂不仅涂覆在光纤中间， 而且又在粘边型结构的基础上涂覆了一层树 脂， 具体制作过程是对光纤带进行两次涂覆， 两次固化 两种结构比较起来， 各有优缺点
4、e ( 1 ) 微弯敏感性: 封包型优于粘边型、( 2 ) 抗侧压性能方 一53 一 .召|引. 面: 由于封包型比粘边型多一层 保护， 因此封包型光 纤带具有良 好的 机械性能。 这一点对于用 户环路光纤应用尤为重要。( 3 ) 提高密度方面: 由 于粘边型 光纤 带厚度较封包型要小2 5 ， 可 在同样光纤芯数下减小光缆的尺寸。 虽 然粘边型结构因被班层较薄耐压性能较差一些， 但有利 于高密度化， 非常适合松套结构的设计。 ( 4 ) 价格方面; 众所周知， uv固化材料价格昂贵， 以四 芯带为例， 封包型光纤带所需固化材料为粘边型的2 -3 倍.因此， 采用粘边型更具有经济性. 因此，
5、到 底采用哪种 光纤 带为 好， 主要取决于结构设计和 具体应用， 在符合几何尺寸、 光学 性能及机械物理性能的前提下， 达到少花钱多办事的目的。 2 . 2 设备特点 以S WI S S C A B L E 带状光纤生产线为例进行说明. S WI S S C A B L E公司是世界上专业生产光缆制造设 备的厂家之一， 其设备主要有以下两 个主要特点: ( 1 ) 在放线装置上有很精密的张力控制， 其放线为主动放线， 牵引 轮可对 放线 过程中的“ 千 扰” 进行“ 过滤” ， 并由几个舞蹈轮对其进行分解， 使光纤非常平稳地运行。 ( 2 ) “ 冷” 紫外光固 化。 此项技术为S W I
6、S S C A B L E公司的专利技术。 其原理如图2 所示。 班 .玻 皿 uv灯 uv 光 .， / . 慈趁 ， 先纤 图 z 光纤带 生产线 U V 固化技术原 理图 使用u v光导管， 可以有效地传输紫外光能量而将红外线分离出去， 因而避免了u v灯 产生的红外线造成的高温环境对光纤的影响。 另外， 紫外线 导管将放射的 紫外光能 量集中 到最 接近模具的点， 使其充分固化。 3 光纤带生产过程中fL个重要参数的 控制 3 I 几何结构 带状光纤的几何尺寸是评价其质量的一个重要指标。其中光纤带的平面度尤为重要。众 所周知， 带状缆的一个显著特点是 接续方便、 快捷， 可对带中 所有
7、光纤的端面同 时进行处理， 同 时接续。 这就要求光纤带有很好的平面度。 I E C标准要求平面度簇5 0 NM,影响平面度的因素 主要有以下几个方面: ( 1 ) 放线张力: 一般来讲， 每根光纤的放线张力虽然差异较大， 但经过放线牵引的“ 过滤尸 作 用， 其张力差异变得很小。如表 1 所示。 一54 一 表 1 放线牵引轮前后光纤张 力的比较 窃趁 之 牵 引 轮 前 的 光 纤 张 力 ( 9 )牵引 轮 后的 光 纤 张 力 9 ) 3 0 m / m ， n 时，3 0 m / m in 时 本 3 32 5 本 2 7.2 7 本 45 一2 5 3 52 3 本 一2 2 一
8、由上表可知， 经过牵引轮的“ 过滤” 作用， 张力变得差异较小， 要使其变得更小 应对其进行 精确控制， 在开车过程中用张力仪测量其在线张力， 从而选择合适的砧码配重， 同时调整微调 旋纽， 以达到合适的平衡状态 ( 2 ) 两个涂覆器与牵引之间的线性度: 设备在使用过程中， 需经常校准涂覆器与牵引之间 的线性度， 保证其在一条垂直线上。 否则， 光纤带会在生产过程中一直受力， 严重影响其平面度 及衰减指标。 (3 ) 静电消除: 每根光纤在高速运转过程中， 都会因为摩擦产生大量静电， 使光纤之间互相 吸引、 排斥， 严重的还会产生抖动， 影响 光纤带平面 度。 为了 解决这个问题 我们把原有
9、静电消 除器移近光纤带， 同时又 在原来的静电 消除器与导 线轮之间加了一个 静电 消除装置， 这样既避 免在生产中光纤表面吸附尘埃， 又消除了光纤与光纤之间的作用力， 大大提高光纤带的平面 度。 汉) 模具: 成型模具是光纤儿何尺寸的保证。 设计模具时 要考虑到光纤带由热变冷这 一 收 缩过程。 同时， 树脂进入模具的方式， 会直接影响光纤带的平面度 在模具已确定的情况 下. 保 证模具清洁是至关重要的 另外， 横截面尺寸也很重要， 我厂企业标准对光纤带几何 尺寸有严格的规定 这里不再赘 述。我们主要从以下几个方面进行控制: 涂橙压力: 一般来讲， 涂覆压力与出胶量成正比关系 涂覆压力补偿值
10、: 补偿值是涂筱压力的起点值. 也为基值. 它对出胶量的大小也有影响 最后， 还有一点 值得往意的是， u v灯在起车一分钟后其效率才能达到 10 。 % 所以刚开 始的光纤表面几何尺寸不好属于正常现象 3 ， 2 光学特性 首先， 在制作光纤带时， 我们最关心的莫过于衰减值的大小。在实际生产中 我们发现， 由 于光纤在光纤带中存在难以克服的残余应力， 且收线盘直径较小 容易产生弯曲损耗光纤带 在刚下车时衰减值较大， 放置一段时间后， 应力逐渐释放， 结构趋于稳定 衰减会产生大幅度下 降 而且， 我们还发现， 衰减值较大的光纤带进入下一道工序套塑以后. 光纤带衰减位也会 产生大幅度下降。 下面
11、以一个粘边型光纤带的实测结果为例进行说明。 如表 2 所示。 其最大附 加衰减为 。 、 01 d B /km。 55 一 表 2 6 芯粘边型光纤带的实浏结果单位, d B / k m 其次， 微弯敏感性也是一个重要指标。 在测试光纤带的光学指标时， 经常出现台阶现象， 这 大多是由于收线过程中排线不好， 产生“ 跳线” 现象， 光纤带在某一位置曲率半径过小， 超出允 许范围， 这时， 只要复绕一遍， 一般台阶就会消除。 另外， 设备上有一个在线张力检测仪， 一般显 示在3 - 6 N之间为宜， 若该张力显示过大， 说明光 纤与模具之间摩擦力 较大， 光纤肯定受力， 从而在光纤带内部产生微弯
12、损耗， 这种附加衰耗一般不易修复， 在开车过程中应尽量避免。 3 . 3 机械性能 我们主要考虑其剥离性。因为带状光纤具有集中熔接的优点， 为了减少接续时间， 带状光 纤应易于剥离， 剥离后， 光纤表面不应有残余物. 另外， 虽然光纤带成带后其抗拉强度显著增大， 但收线张力不宜过大， 否则会使光纤带长 期受力引起附加衰减， 收线张力也不宜过小， 否则绕线过松， 影响下道工序的正常生产。 最后， 还应考 虑其杭扭 矩、 杭压扁、 撕 裂、 冲击， 这里 从略。 3 4 环境要求 光纤带在生产过程中， 对环境要求非常高。这一点至关重要， 光纤带的生产属较精密的工 作， 光纤上附着的尘埃会严重影响它
13、的性能。另外， 模具、 导轮及设备各部位要经常擦洗， 固化 炉内的石英玻璃管应及时更 换， 否则会直 接影响固化质 量。其次， 室内的 温度和湿度也有严格 的规定， 我们要根据室温对树脂箱内温度进行微调。 4 结 束 语 笔者经过长期的实践摸索， 将光纤带的平面度控制到 5 0 J m以内， 摸清了光纤带衰减变 化的规律， 掌握了消除微弯损耗的关键， 但还有一些难题有待进一步解决。我将在今后的工作 实践中， 用理论指导实践， 多观察、 多动脑、 多动手， 积极寻求最佳的方案， 使生产光纤带的工艺 日臻完善 。 参考文献 1曹维敏. 大芯数光纤带亚带光缆及其发展动向 光纤与电缆及其应用技术， 1 9 9 6 1 ( 2 ) 2 S WI S S C A B光缆 专题座谈 会 光缆的 生产 与设计 一56 _ 卜 . 洛 卖心
