光缆基础知识之光缆基本要求

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对光缆的基本要求是保护光纤的机械强度和传输特性，防止施工过程和使用期间光纤断裂，保持传输特性稳定。为此，必须根据使用环境设计各种结构的光缆，以保证光纤不受应力的作用和有害物质的侵蚀。
保护光纤固有机械强度的方法，通常是采用塑料被覆和应力筛选。光纤从高温拉制出来后，要立即用软塑料（例如紫外固化的丙烯酸树脂）进行一次被覆和应力筛选，除去断裂光纤，并对成品光纤用硬塑料（例如高强度聚酰胺塑料）进行二次被覆。
应力筛选条件直接影响光纤的使用寿命。设对光纤进行拉伸应力筛选时，施加的应力为σ P ，作用时间为 t P ( 设为 ls) ；长期使用时，容许施加的应力为σ r ，作用时间为 t r ，断裂概率为 10 6 km 一个断裂点。理论推算得到的容许作用时间（光纤使用寿命） t r 和应力比σ r / σ P 的关系示于图 11 。图中 n 为疲劳因子，其数值随环境条件而变化，例如充气光缆 n=20 ，不充气光缆 n=13 ～ 20 。由图可见，为保证 20 年的光纤使用寿命，应力比被限制为 0.20 ～ 0.35 。经验确定，陆上光缆敷设后，长期使用应力（用应变表示）σ r =0.17 ％，因此要求筛选应力σ P =0.5 ％～ 0.9 ％，海底光缆要求更高，σ P ＞ 2 ％。

图 11 光纤使用寿命和应力比的关系

即使进行应力筛选，软塑料一次被覆光纤的机械强度，对于成缆的要求还是不够的。因此要用硬塑料进行二次被覆。二次被覆光纤有紧套、松套、大套管和带状线光纤四种，见图 12 。

图 12 二次被覆光纤（芯线）简图

? 紧套； (b) 松套； (c) 大套管； (d) 带状线
把一次被覆光纤装入硬塑料套管内，使光纤与外力隔离是保护光纤的有效方法。在工程应用中，光缆不可避免要遭受一定的拉力而伸长，或者遭遇低温而收缩。因此，松套管内的光纤要留有一定的余长，使光纤受拉力或压力的作用。图 13 表示松套管光纤无应力“窗口”。

图 13 松套管光纤的无应力“窗口”

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