光纤套塑制品结构与分类
光纤套塑制品结构
光纤套塑制品结构是光缆设计过程中的基本光单元结构，按光纤自由度可分为两个主要类别：松套结构与紧套结构。其中，松套结构是通信光缆的主要结构形式，制品由光纤、纤膏和松套管等组成；紧套结构是室内光缆的主要形式，制品由光纤、紧套材料等组成。
松套结构制品又可以分为光纤束松套管和光纤带松套管两种，主要是由光纤形态决定，以光纤束形态存在于松套管内的则为光纤松套管，俗称光纤束管；以光纤带形态存在于松套管内的则为光纤带松套管，俗称光纤带束管。松套结构光纤套塑中的光纤或光纤带在松套管内有可以较大的松动活动空间，可以从短段松套管中轻松抽拔出来，如图1-1和图1-2。
松套结构光纤束管主要由分散形态的着色光纤、触变性光纤油膏和PBT塑料松套管构成,光纤以螺旋或和正弦波的分散形态无规则地分布置于松套管内,而松套结构光纤带束管光纤则是以带状光纤一定节距的螺旋或和正弦波的形态存在,触变性光纤油膏填充于松套管内以保护光纤或光纤带,油膏填充度一般取决于光纤套塑工艺参数与技术要求。
紧套结构光纤套塑的光纤外层紧密挤包保护层达到对光纤的保护,几乎没有可以松动的活动空间,从短段紧套管中很难抽拔出光纤。紧套结构光纤由裸光纤或着色光纤和紧套塑料构成,紧套塑料一般有聚丙烯树酯、聚氯乙谗、无卤阻燃聚乙烯、低烟无卤阻燃聚乙烯、聚绊胺、聚氨酯弹性体和尼龙12，常见的为前三种紧套材料。由于紧套光纤的紧套层与光纤是紧贴着,是一个多层整体结构,当它受到侧压力时比较容易传到光纤上,因此,抗侧压力较差,是紧套光纤的一个重要缺点,这在成缆过程操作时,应予以注意。当环境温度发生变化时,由于光纤与紧套层的材料线膨胀系数不同,它们的变化量也各不相同。
研究结果表明,只要材料模量和线膨胀系数及涂层厚度选择得合适,相互匹配,还是可以得到较好的高、低温特性。光纤紧套结构有两种:一种是用外径为250μm的紫外光固化一次涂覆光纤(常称UV固化光纤)直接紧套至900μm或其他尺寸的紧套光纤;另一种是将外径为250μm的UV固化光纤再涂覆一层缓冲层(缓冲层一般是硅树脂,外径350～~450μm)后,紧套至850lm或其他尺寸的紧套光纤。紧套结构的横截面积如图1-3所示。
利用较软的紫外光(UV)固化涂料,借助制光纤带设备配上特制模具,由UV固化光纤制造出如图1-4所示的微束光纤(外径约为950μm)。若要得到多芯紧结构光缆,可用图1-4所示的6芯微束光纤,紧套一层尼龙,加上芳纶纱,挤上PVC外护套,构成6芯紧结构光缆。若用微束光纤(或紧套一层尼龙)，围绕一中心加强件绞合,则可获得更多芯数的紧结构光缆,如图1-5所示。
实践证明:单模光纤的抗微弯能力比多模光纤(如50/125μm或62.5/125 μm)多模光纤)强,所以单模光纤可采用上述两种紧套结构。但对于多模光纤,若采用(a)方式紧套,常会导致光纤在紧套后衰减增加较大。利用上述紧套光纤,可以制成单芯或多芯紧结构光缆。紧结构单芯光缆常称光纤软线或跳线。由于紧套光纤外径较小,所以6根紧套光纤同芳纶纱一起放入紧结构光缆中不必绞合。
光纤套塑制品结构根据光缆设计一般要求，主要可分为2、4、6、8、12、16、24、36、48、72、96、144、192、216和288芯光纤等15个系列基本光单元结构,其中36芯光纤以上光单元结构以光纤带束管为主要结构,个别厂家有大芯数光纤束结构的束管。单根松套管内容纳的光纤根数大,一般来说,相对松套管的外径也大,反之则小。
目前，中国移动、电信及联通等三大主流运营商普通光缆的松套管光单元在光缆结构序列中,一般分为每根松套管内最多容纳6、8和12芯光纤的三个基本单元,最小外径为1.8mm，气送微型光缆的松套管外径会更小。松套管的具体外径尺寸需要根据光缆制造厂家的光纤套塑设备、材料、工艺水平状况确定。目前世界范围内通信光缆结构序列中的松套管光单元以4、6、8和12芯光纤为主要光单元结构，特别是6和12芯光纤为单元的结构占据60%以上的市场结构比例。也有以其它芯光纤数的光纤单元结构，一般来说，光纤带松套管的结构系列错综复杂，它需要根据光缆设计进行光纤带规格、光纤带层数和光缆型号组合筛选匹配出技术经济合理的松套管结构，总共有70多个系列的松套管结构，再由相同规格的光单元松套管根据光缆设计需要的元件进行绞合或直接成缆,形成规格多样的光纤带光缆产品。
紧套光纤以单芯结构为主，外径尺寸主要有500μm、600μm和900μm三个规格，一般应用于室内光缆场所，它可以单根或多根组合成为室内光缆。紧套光纤的优点在于它的结构简单些，无论是测量还是使用都比较方便。