ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ЛЕНТОЧНЫЙ КАБЕЛЬ, ИМЕЮЩИЙ ПОВЫШЕННОЕ СЦЕПЛЕНИЕ ЛЕНТОЧНОГО МОДУЛЯ, И СООТВЕТСТВУЮЩИЕ СПОСОБЫ Российский патент 2016 года по МПК G02B6/44 

Перекрестная ссылка

В соответствии с §119 раздела 35 Кодекса законов США по этой заявке испрашивается преимущество приоритета предварительной заявки №61/541142 на патент США, поданной 30 сентября 2011 года, на содержании которой основана эта заявка и которая полностью включена в эту заявку путем ссылки.

Предпосылки

Область техники, к которой относится раскрытие

В общем настоящее раскрытие относится к волоконно-оптическим кабелям. Более конкретно, раскрытие относится к сухому волоконно-оптическому ленточному кабелю, который включает в себя перекрывающуюся пленку для защиты по меньшей мере одного волоконно-оптического ленточного модуля и создания силы сцепления ленты.

Область техники

Волоконно-оптические кабели включают в себя световоды, такие как оптические волокна, которые передают оптические сигналы, например, речевую информацию, видеоинформацию и/или информацию в виде данных. Конфигурация волоконно-оптического кабеля одного вида включает в себя световод, расположенный в трубке, благодаря чему образуется трубчатый узел. Вообще говоря, трубка защищает световод; однако световод необходимо дополнительно защищать в трубке. Например, для приспособления световода к изгибу следует иметь некоторое относительное перемещение для световода и трубки. С другой стороны, световод должен быть адекватно сцеплен с трубкой для предотвращения смещения световода в трубке, когда, например, растягивающие силы прикладываются при укладке кабеля. В дополнение к этому трубчатый узел должен замедлять миграцию воды. Кроме того, трубчатый узел должен быть способен работать в диапазоне температур без чрезмерного ухудшения оптических характеристик.

Некоторые оптические трубчатые узлы удовлетворяют этим требованиям благодаря заполнению трубки тиксотропным материалом, таким как смазочный материал 1 (фиг.1). Тиксотропные материалы обычно обеспечивают соответствующие требованиям перемещение световода относительно трубки, демпфирование и сцепление световода. В дополнение к этому тиксотропные материалы эффективны при блокировании миграции воды в трубке. Однако световод необходимо очищать от тиксотропного материала перед выполнением соединения световода. Очистка световода от тиксотропного материала представляет собой неприятный и занимающий много времени процесс. Кроме того, вязкость тиксотропных материалов обычно зависит от температуры. Вследствие изменения вязкости тиксотропные материалы могут стекать с конца трубки при относительно высоких температурах и тиксотропные материалы могут быть причиной оптического затухания при относительно низких температурах.

Делаются попытки исключить тиксотропные материала из трубок в конструкциях кабелей, но такие конструкции обычно оказываются неудовлетворительными, поскольку они не соответствуют всем требованиям и/или являются дорогими в производстве. Один пример, в котором из трубки исключен тиксотропный материал, представлен в патенте США №4909592, в котором раскрыта трубка, имеющая набухающие в воде ленты 2 (фиг.2) и/или нити, расположенные в ней, при этом набухающие в воде ленты 2 являются относительно тонкими и не заполняют пространство внутри буферной трубки. Следовательно, набухающие в воде ленты не могут обеспечить достаточное сцепление световодов по причине незаполненного пространства. В дополнение к этому пространство позволяет воде в трубке мигрировать вдоль трубки вместо того, чтобы удерживаться набухающей в воде лентой. Следовательно, в такой конструкции может требоваться большое количество набухающих в воде компонентов в трубке для достаточного сцепления оптических волокон в трубке, что экономически невыгодно, поскольку возрастает сложность производства наряду со стоимостью кабеля.

Другой пример с исключением тиксотропного материала из волоконно-оптического кабеля представлен в патенте США №6278826, в котором раскрыта пена, имеющая содержание влаги больше 0, заполненная сверхпоглощающими полимерами. Содержание влаги в пене рассматривается как улучшающее характеристики огнестойкости пены. Точно так же пена этого вида является относительно дорогой и повышает стоимость кабеля.

Не следует предполагать, что любая ссылка, приведенная в этой заявке, определяет предшествующий уровень техники. Заявитель безоговорочно оставляет за собой право критически оценивать точность и релевантность всех цитированных документов.

Краткое изложение

Один аспект раскрытия относится к волоконно-оптическому ленточному кабелю, который включает в себя кожух кабеля, при этом кожух имеет полость, обозначенную в нем, оптический элемент, включающий в себя оптическое волокно и протянутый в полости кожуха, и сухой блокирующий воду элемент, продолжающийся вдоль оптического элемента в полости. Сухой блокирующий воду элемент намотан вокруг оптического элемента, при этом по меньшей мере один участок сухого блокирующего воду элемента расположен между другим участком сухого блокирующего воду элемента и оптическим элементом, в результате чего задается участок перекрытия сухого блокирующего воду элемента. Оптический элемент связан с участком перекрытия для обеспечения непосредственного или косвенного сцепления между оптическим элементом и кожухом.

Аспект раскрытия относится к волоконно-оптическому ленточному кабелю, имеющему кожух и буферную трубку, расположенную в кожухе, при этом буферная трубка имеет среднюю внутреннюю ширину, среднюю длину внутреннего периметра и среднюю внутреннюю площадь поперечного сечения. Волоконно-оптический ленточный модуль может продолжаться в продольном направлении в буферной трубке, при этом ленточный модуль имеет среднюю площадь ленты в поперечном сечении, внутренней площадью и площадью ленты задается отношение около 0,30 или больше. Кроме того, ленточный кабель может включать в себя протяженную пленку, продолжающуюся вдоль ленточного модуля, протяженная пленка намотана вокруг ленточного модуля, при этом по меньшей мере один участок одного противоположного края скрыт между другим противоположным краем и ленточным модулем и задает участок перекрытия, участок перекрытия составляет по меньшей мере 45°.

Согласно еще одному аспекту раскрытия волоконно-оптический ленточный кабель может включать в себя участок перекрытия от около 90° до около 130°, а согласно еще одному варианту осуществления участок перекрытия может быть около 130°. Участок перекрытия может продолжаться вдоль ленточного модуля на по меньшей мере 1 м.

Согласно еще одному аспекту раскрытия ленточный модуль может быть сцеплен с волоконно-оптическим ленточным кабелем, при этом имеется сила сцепления по меньшей мере 0,39 Н/м на протяжении кабеля длиной 30 м. В некоторых вариантах осуществления сила сцепления может быть до около 2,25 Н/м на протяжении кабеля длиной 30 м.

Согласно еще одному аспекту раскрытия предложен способ изготовления волоконно-оптического ленточного кабеля, включающий в себя подачу множества волоконно-оптических лент; подачу по меньшей мере одной протяженной пленки; помещение протяженной пленки вокруг множества волоконно-оптических лент для наматывания протяженной пленки вокруг ленточного модуля, при этом по меньшей мере один участок одного противоположного края скрывают между другим противоположным краем и ленточным модулем, задавая участок перекрытия по меньшей мере 45°, участком перекрытия по меньшей мере частично окружают множество волоконно-оптических лент, образуя сердечник; экструдирование буферной трубки вокруг сердечника; и экструдирование кожуха кабеля вокруг буферной трубки.

Согласно еще одному аспекту раскрытия предложен способ создания силы сцепления в волоконно-оптическом кабеле, включающий в себя получение волоконно-оптического ленточного модуля, при этом ленточный модуль имеет образованную спиральную крутку; получение протяженной пленки вдоль волоконно-оптического ленточного модуля; помещение протяженной пленки вокруг волоконно-оптического ленточного модуля, при этом образуется сердечник; создание участка перекрытия протяженной пленки, при этом участок перекрытия по меньшей мере частично окружает волоконно-оптический ленточный модуль, за счет участка перекрытия отрезок кабеля содержит по меньшей мере три слоя протяженной пленки, продолжающихся вдоль ленточного модуля; экструдирование буферной трубки вокруг сердечника, при этом буферная трубка содержит полимер, экструдированный в расплавленном состоянии; охлаждение буферной трубки, при этом охлаждающаяся буферная трубка сжимается во время охлаждения, создавая силу сцепления между ленточным модулем, протяженной лентой, участком перекрытия и буферной трубкой около 0,39 Н/м или больше; и экструдирование кожуха вокруг буферной трубки.

Дополнительные признаки и преимущества будут изложены в подробном описании, которое следует ниже, и к тому же станут без труда очевидными для специалистов в данной области техники из описания или будут выявлены при практическом применении вариантов осуществления, рассмотренных в описании и формуле изобретения, а также представленных на прилагаемых чертежах.

Следует понимать, что изложенное выше общее описание и нижеследующее подробное описание приведены только для примера и предназначены для получения общего представления или основных положений, необходимых для понимания сущности и особенностей формулы изобретения.

Сопровождающие чертежи включены для обеспечения дальнейшего понимания и образуют часть этого описания. Чертежи иллюстрируют один или несколько вариантов осуществления и совместно с описанием служат для пояснения принципов и работы различных вариантов осуществления.

Краткое описание чертежей

На чертежах:

фиг.1 - поперечное сечение волоконно-оптического кабеля, имеющего обычный трубчатый узел, заполненный смазочным материалом;

фиг.2 - поперечное сечение волоконно-оптического кабеля, имеющего обычный сухой трубчатый узел;

фиг.3 - поперечное сечение трубчатого узла согласно настоящему раскрытию;

фиг.3а - поперечное сечение другого трубчатого узла согласно настоящему раскрытию;

фиг.4 - поперечное сечение сухой прокладки трубчатого узла из фиг.3;

фиг.4а - поперечное сечение другой сухой прокладки согласно настоящему раскрытию;

фигуры 4b-4d - различные конфигурации адгезива/клея, нанесенного на сухую прокладку из фиг.4;

фигуры 5 и 5а - поперечные сечения трубчатых узлов согласно настоящему раскрытию, имеющих сухую прокладку из фиг.4а;

фиг.6 - схематичное представление производственной линии согласно настоящему раскрытию;

фиг.7 - поперечное сечение волоконно-оптического кабеля согласно настоящему раскрытию с использованием трубчатого узла из фиг.3;

фиг.8 - поперечное сечение волоконно-оптического кабеля согласно настоящему раскрытию с использованием трубчатого узла из фиг.5;

фиг.9 - перспективный вид еще одной сухой прокладки согласно концепциям настоящего раскрытия;

фиг.10 - поперечное сечение еще одной сухой прокладки согласно концепциям настоящего раскрытия;

фиг.11 - перспективный вид еще одной сухой прокладки согласно концепциям настоящего раскрытия;

фиг.12 - перспективный вид еще одной сухой прокладки согласно концепциям настоящего раскрытия;

фиг.13 - поперечное сечение волоконно-оптического кабеля с бронирующим слоем согласно настоящему раскрытию;

фиг.14 - поперечное сечение волоконно-оптического кабеля без трубки согласно настоящему раскрытию;

фиг.15 - поперечное сечение волоконно-оптического кабеля, имеющего скрученные трубки, согласно настоящему раскрытию;

фиг.16 - поперечное сечение сухой прокладки из фиг.4а, имеющей дополнительный слой;

фиг.17 - поперечное сечение еще одного варианта осуществления сухой прокладки согласно настоящему раскрытию;

фиг.18 - вид в плане сухой прокладки из фиг.17;

фигуры 19 и 20 - поперечные сечения волоконно-оптических кабелей без трубок согласно настоящему раскрытию;

фиг.21 - перспективный вид волоконно-оптического ленточного кабеля, имеющего перекрывающуюся протяженную пленку;

фиг.22 - схематичное поперечное сечение кабеля из фиг.21;

фиг.23 - поперечное сечение кабеля из фиг.21;

фиг.24 - еще одно поперечное сечение кабеля из фиг.21;

фиг.25 - местный перспективный вид протяженной пленки; и

фиг.26 - график, показывающий силу сцепления кабеля из фиг.21.

Подробное описание

Теперь настоящее раскрытие будет описано ниже более полно с обращением к сопровождающим чертежам, на которых показаны предпочтительные варианты осуществления раскрытия. Однако раскрытие может быть реализовано во многих различных формах и не должно толковаться как ограниченное вариантами осуществления, изложенными в этой заявке; точнее, эти варианты осуществления представлены для того, чтобы описанием изобретения полностью передать объем раскрытия специалистам в данной области техники. Чертежи необязательно выполнены в масштабе и представлены для наглядной демонстрации раскрытия.

На фиг.3 представлен пример трубчатого узла 10 согласно одному аспекту настоящего раскрытия. Трубчатый узел 10 включает в себя по меньшей мере один световод 12, по меньшей мере одну сухую прокладку 14 и трубку 18. В этом случае по меньшей мере один световод 12 выполнен в виде ленточного модуля 13, имеющего диагональный размер D между углами модуля. Сухая прокладка 14 целиком окружает по меньшей мере один световод 12 и образует сердечник 15, который расположен в трубке 18. Сухая прокладка 14 выполняет такие функции, как демпфирование, сцепление, замедление миграции воды и приспособление к изгибу. Сухая прокладка 14 является предпочтительной, поскольку световоды легко удаляются из нее без сохранения остатка или пленки, которую пришлось бы стирать перед выполнением соединения. Кроме того, в отличие от обычных тиксотропных материалов вязкость сухой прокладки 14 не изменяется при вариациях температуры и отсутствует склонность к просачиванию материала с конца трубки при высоких температурах. Кроме того, трубчатый узел 10 может включать в себя другие подходящие компоненты, такие как полиэфирная перевязочная нить 17, для удержания сухой прокладки 14 вокруг световода 12. Точно так же две или большее количество нитей могут быть переплетены для удержания сухой прокладки 14 до экструзии трубки 18 по окружности. На фиг.3а показан трубчатый узел 10′, который представляет собой вариант трубчатого узла 10. В частности, трубчатый узел 10′ включает в себя множество свободных световодов 12 вместо ленточного модуля 13. В этом случае трубчатый узел 10′ включает в себя двадцать четыре свободных световода 12, имеющих диагональный размер D, но можно использовать любое подходящее число световодов. Кроме того, световоды 12 могут быть связаны в одну или несколько групп с использованием связующих веществ, набухающих в воде нитей, лент, оберток или других подходящих материалов. В дополнение к этому трубчатый узел 10 или 10′ может быть частью кабеля, показанного на фиг.7. Кроме того, сухие прокладки 14 согласно настоящему раскрытию можно использовать в конструкциях кабелей без трубки.

Как показано, световод 12 представляет собой оптическое волокно, которое образует часть волоконно-оптической ленты. В этом случае световоды представляют собой множество одномодовых оптических волокон в конфигурации ленты, которые образуют ленточный модуль 13. Ленточный модуль 13 может включать в себя спиральную или разнонаправленную скрутку. В дополнение к этому можно использовать световоды других видов или конфигураций. Например, световод 12 может быть многомодовым, одномодовым, легированным эрбием, сохраняющим поляризацию волокном, световодом других подходящих видов и/или сочетанием из них. Кроме того, световоды 12 могут быть свободными или могут находиться в жгутах. Каждый световод 12 может включать в себя сердцевину на основе диоксида кремния, которая при работе передает свет и окружена оболочкой на основе диоксида кремния, имеющей меньший показатель преломления, чем сердцевина. В дополнение к этому одно или несколько покрытий могут быть нанесены на световод 12. Например, мягкое первичное покрытие окружает оболочку, а относительно жесткое вторичное покрытие окружает первичное покрытие. В одном варианте осуществления один или несколько световодов 12 включают в себя систему покрытий, раскрытую в заявке №10/632219 на патент США, поданной 18 июля 2003 года, раскрытие которой включено в эту заявку путем ссылки. Световод 12 может также включать идентифицирующее средство, такое как маркировочный знак или другие подходящие знаки идентификации. Подходящие оптические волокна можно получить от Corning Incorporated из Корнинга, Нью-Йорк.

В других вариантах осуществления ленточный модуль 13 может иметь угловой световод (световоды) 12а с заданным числом МАС, благодаря которому снижается оптическое затухание в угловом световоде, когда он подвергается воздействию сжимающих сил. Иначе говоря, отдельные угловые световоды с заданным числом МАС, оптическое затухание в которых менее чувствительно к сжимающим силам, помещают в ленточный модуль на места, которые подвергаются воздействию сжатия с относительно большими уровнями. Используемое в этой заявке число МАС вычисляется как диаметр модового поля (ДМП), деленный на длину волны отсечки для данного световода 12а, при этом обе величины выражаются в микрометрах, так что число МАС является безразмерным. Иначе говоря, диаметр модового поля обычно выражают в микрометрах, а длину волны отсечки обычно выражают в нанометрах, так что длину волну отсечки следует разделить на 1000 для преобразования ее в микрометры, что даст безразмерное число МАС.

В одном варианте осуществления один или несколько угловых световодов 12а имеют заданное число МАС. В частности, число МАС составляет около 7,35 или меньше, более предпочтительно около 7,00 или меньше и наиболее предпочтительно около 6,85 или меньше. Например, угловой световод (световоды) 12а выбирают с диаметром модового поля 9,11 мкм или меньшим и длиной волны отсечки 1240 нм или меньшей, что дает для числа МАС значение 7,35 или меньшее. Вообще говоря, число МАС прямо пропорционально диаметру модового поля и обратно пропорционально длине волны отсечки. Ленточный модуль 13 имеет четыре угловых световода 12а; однако ленточные модули с другими конфигурациями могут включать в себя большее количество угловых мест. Например, ленточный модуль, имеющий в целом форму знака плюс, включает в себя восемь внешних углов. Точно так же ленточные модули с другими конфигурациями могут иметь другие количества угловых мест.

В дополнение к этому варианты осуществления ленты согласно настоящему раскрытию могут иметь положительную избыточную длину ленты (ИДЛ), хотя возможна отрицательная избыточная длина ленты. Используемая в этой заявке избыточная длина ленты определяется как длина конкретной ленты за вычетом длины трубки или кабеля, содержащего ленту, деленная на длину трубки или кабеля, содержащего ленту, которую можно выражать в процентах путем умножения на 100. Использование длины трубки или длины кабеля при вычислении избыточной длины ленты зависит от конкретной конфигурации. Кроме того, отдельные ленты кабеля могут иметь отличающиеся значения избыточной длины ленты. Для примера, ленты кабеля имеют положительную избыточную длину ленты, предпочтительно положительную избыточную длину ленты в пределах от около 0,0% до около 0,2% или больше. Точно так же в вариантах осуществления со свободными или собранными в жгут оптическими волокнами может иметься положительная избыточная длина ленты (ИДЛ).

На фигурах 4 и 4а показаны поперечные сечения приведенных для пояснения сухих прокладок 14 согласно настоящему раскрытию. Сухие прокладки 14 образуют из длинномерного материала или материалов, которые можно подавать с барабана для непрерывного наложения во время изготовления. Сухие прокладки 14 можно образовать из множества слоев (фиг.4), которые могут выполнять различные функции; однако сухая прокладка 14 (фиг.4а) также может быть однослойной, например, из войлочного материала, который является сжимаемым. Сухая прокладка 14 амортизирует световод 12 со стороны трубки 18, вследствие чего оптическое затухание в световоде 12 поддерживается ниже 0,4 дБ/км при эталонной длине волны 1310 нм и 0,3 дБ/км при эталонных длинах волн 1550 нм и 1625 нм. В одном варианте осуществления сухая прокладка 14 образована из двух отдельных слоев и/или материалов. Например, на фиг.4 показан первый слой 14а сухой прокладки 14, который представляет собой сжимаемый слой, и второй слой 14b, который представляет собой набухающий в воде слой. В этом случае первый слой 14а образован из сжимаемого материала, имеющего заданную постоянную пружины для обеспечения адекватных характеристик сцепления. Например, первый слой представляет собой ленту из пенопласта, предпочтительно ленту из пенопласта с открытыми порами; однако можно использовать любой подходящий сжимаемый материал, такой как лента из пенопласта с закрытыми порами. Второй слой 14b представляет собой набухающий в воде слой, такой как лента, имеющая набухающий в воде порошок, который замедляет миграцию воды в трубке 18. В дополнение к этому однослойные сухие прокладки согласно настоящему раскрытию могут иметь аналогичные характеристики.

На фиг.4а показана другая сухая прокладка 14, имеющая единственный нетканый слой войлока, выполненного из одного или нескольких материалов. В этом случае сухая прокладка 14 содержит множество набухающих в воде нитей 24а вместе с другими нитями 24b, которые не набухают в воде, в результате чего образуется слой войлока, имеющего многочисленные материалы. Используемый в этой заявке войлок означает материал, содержащий непрерывные нити одного или нескольких видов и/или волокон, которые сцеплены или спутаны друг с другом под воздействием теплоты, влаги, химикатов, давления или сочетания приведенных выше факторов, в результате чего образуется относительно толстый и сжимаемый слой. Набухающие в воде нити 24а могут содержать любой подходящий набухающий в воде материал, но предпочтительно, чтобы они включали в себя по меньшей мере один сверхпоглощающий полимер. Предпочтительные сверхпоглощающие полимеры представляют собой частично сшитые полимеры, которые поглощают воду в количестве, во много раз превышающем их собственный вес, и значительно набухают без растворения, например акрилат, уретан и материалы на основе целлюлозы. Например, однослойная сухая прокладка 14 из фиг.4а может включать около 25 вес.% или меньше набухающих в воде нитей 24а и около 75 вес.% или больше других нитей 24b; однако возможны другие подходящие отношения. Точно так же в этой конфигурации на плотность сухой прокладки могут влиять требования, предъявляемые к трубчатому узлу. Вообще говоря, однослойная войлочная сухая прокладка представляет собой сжимаемый слой, предназначенный для демпфирования и сцепления оптических волокон, и может включать в себя набухающие в воде материалы для замедления миграции воды. В отличие от некоторых набухающих в воде лент однослойный войлок имеет относительно большую толщину, так что, вообще говоря, он заполняет пространства в трубке или полости. Кроме того, в войлочной сухой прокладке можно использовать набухающие в воде нити, которые содействуют достижению сжимаемости или пушистости сухой прокладки, а не набухающие в воде порошки, которые используют в других набухающих в воде лентах.

Другие нити 24b могут включать в себя любой подходящий нитяной и/или волокнистый материал, такие как полимерные нити, подобные полипропиленовым, полиэтиленовым и полиэфирным, точно так же другие подходящие материалы, такие как хлопчатобумажные материалы, нейлон, шелковые материалы, эластомеры, стекловолокно, арамиды, полимеры, уретаны на основе каучука, композитные материалы и/или смеси из них, могут быть включены как часть других нитей 24b и могут быть изготовлены по заказу для получения особых характеристик. Например, полимерные нити можно использовать для сцепления сухой прокладки с трубкой при экструзии. Иначе говоря, экструдат горячей трубки по меньшей мере частично расплавляет полимерные нити, в результате чего создается сцепление между ними двумя. В другом примере эластомерные волокна могут быть включены в сухую прокладку для обеспечения улучшенного сцепления световода 12 с трубкой 18. Использование эластомерных волокон или другого подходящего материала может обеспечивать сцепление сухой прокладки 14 с трубкой 18 и/или световода 12 с сухой прокладкой 14 благодаря повышению коэффициента трения. Конечно, как показано на фигурах 4b-4d, адгезивы, клеи (фигуры 4b-4d) или другие средства можно использовать для прикрепления сухой прокладки к трубке. Кроме того, сухая прокладка может включать в себя другие химикаты или добавки для воздействия на свойства, такие как огнезащитные.

На фигурах 5 и 5а показаны трубчатые узлы 30 и 30′, которые аналогичны трубчатым узлам 10 и 10′, показанным на фигурах 3 и 3а, за исключением того, что в них использована сухая прокладка из фиг.4а. Кроме того, трубчатые узлы 30 и 30′ могут быть включены в качестве составной части в волоконно-оптический кабель 60, показанный на фиг.8. Сухая прокладка 14 из фиг.4а успешно выполняет функции демпфирования, сцепления, замедления миграции воды и приспособления к изгибу подобно многослойной прокладке. В дополнение к этому при однослойной конструкции могут снижаться затраты и повышаться производственная технологичность кабеля.

Кроме того, для получения заданных характеристик сухая прокладка из фиг.4а может включать в себя один или несколько других слоев в дополнение к войлоку. Для иллюстрации на фиг.16 показана еще одна сухая прокладка 14, имеющая второй слой 162, прикрепленный к одной стороне войлочной сухой прокладки из фиг.4а. Использование второго слоя, прикрепленного к войлочной сухой прокладке, позволяет иметь сухие прокладки нескольких различных конфигураций. Например, из войлочной сухой прокладки можно исключить набухающие в воде нити, а вместо второго слоя 162 использовать набухающую в воде ленту, которая замедляет миграцию воды. В другом варианте осуществления войлок включает в себя набухающие в воде нити и набухающую в воде ленту, прикрепленную к ним. В дальнейшем варианте осуществления второй слой 162 представляет собой плавкий слой, имеющий полимер, который по меньшей мере частично плавится во время экструзии трубки. Точно так же возможны другие варианты осуществления сухих прокладок.

Для иллюстрации на фигурах 17 и 18 показана сухая прокладка 14, имеющая первый и второй слои 172, 176 с по меньшей мере одним набухающим в воде слоем 174, расположенным в камере 174а между ними. Иначе говоря, набухающий в воде слой 174 целиком содержится в одной или нескольких камерах 174а между первым и вторым слоями 172, 176, которые действуют как защитные слои. Например, первый и второй слои могут быть образованы из нейлона, полимеров, стекловолокна, арамида, набухающей в воде ленты, композитных материалов или любых других подходящих материалов в ленточной конфигурации. Материалы для этой конфигурации должны обеспечивать необходимую прочность для выдерживания нагрузки во время процесса укладки кабеля и предполагаемого использования. В дополнение к этому по меньшей мере один из первого и/или второго слоя должен быть пористым для проникновения воды. Предпочтительно, чтобы набухающий в воде слой 174 включал в себя дискретные набухающие в воде нити, свободно расположенные между первым и вторым слоями 172, 174, благодаря которым образуется сжимаемая сухая прокладка. Подходящие набухающие в воде нити представляют собой, например, материалы LANSEAL, поставляемые Toyobo из Осаки, Япония, или материалы OASIS, поставляемые Technical Absorbent Ltd. из Саут-Хамберсайда, Великобритания. В дополнение к этому набухающий в воде слой 174 может содержать набухающий в воде порошок наряду с набухающими в воде нитями. Кроме того, набухающий в воде слой 174 может включать в себя другие нити в качестве наполнителя для повышения толщины набухающего в воде слоя и, следовательно, сухой прокладки и в то же время снижения стоимости сухой прокладки. Другие нити могут содержать любые подходящие ненабухающие материалы, рассмотренные в этой заявке.

Кроме того, первый и второй слои 172, 176 прикреплены друг к другу так, что набухающий в воде слой 174 обычно заключен между ними, в результате чего создается одна или несколько камер 174а, в которых, вообще говоря, удерживается набухающий в воде слой 174. Как минимум, слои 172, 176 прикреплены друг к другу множеством швов 178 по продольным краям, но могут прикрепляться другими способами. Слои 172, 176 можно прикреплять с использованием адгезивов, теплоты, когда это целесообразно, сшивания или других подходящих способов. В предпочтительных вариантах осуществления слои 172, 176 прикреплены в промежуточных местах по длине сухой прокладки. Как показано на фиг.18, слои 172, 176 прикреплены друг к другу с использованием ромбического рисунка швов 178; однако возможны другие рисунки, такие как треугольные, полукруговые или криволинейные рисунки, благодаря которым создается множество камер 174а. В дополнение к этому швы между камерами могут быть расположены в определенном порядке для содействия образованию сухой прокладки вокруг световодов. Делением на части набухающего в воде слоя 174 успешно предотвращается перемещение или сдвиг материала за пределы отдельной камеры. Кроме того, камеры придают сухой прокладке подушечную структуру.

В дальнейших вариантах осуществления первый и второй слои 172, 176 необязательно содержат один и тот же материал. Иначе говоря, материалы первого и второго слоев могут выбираться с подгонкой под характеристики сухой прокладки в соответствии с требованиями к каждой стороне сухой прокладки. Например, первый слой подбирают с учетом сцепления с экструдируемой трубкой и второй слой подбирают, чтобы получать гладкую поверхность для контакта со световодами. В дополнение к этому в других вариантах осуществления сухая прокладка может иметь большее количество слоев, а не только первый и второй слои, например, для оптимизации прикрепления слоев, сцепления и/или замедления миграции воды. Однако сухая прокладка не должна быть слишком жесткой, поскольку ее будет трудно встраивать в кабельный узел. Кроме того, как показано на фиг.4а, может быть предпочтительно, чтобы, например, продольные края любой сухой прокладки имели скошенные кромки 24с, чтобы продольные края могли накладываться без большого выпячивания при образовании сухой прокладки вокруг по меньшей мере световода 12.

Предпочтительно, чтобы сухие прокладки 14 настоящего раскрытия имели такую скорость набухания в воде, при которой большая часть высоты набухания материала, набухающего в воде, подвергающегося воздействию воды, возникала в течение приблизительно 120 с или меньше, более предпочтительно около 90 с или меньше. В дополнение к этому предпочтительно, чтобы сухие прокладки 14 имели максимальную высоту набухания около 18 мм в дистиллированной воде и около 8 мм в 5%-ном ионном водном растворе, то есть в соленой воде; однако можно использовать сухие прокладки с другими подходящими максимальными высотами набухания.

Сухие прокладки 14 могут сжиматься во время сборки, так что создается заданная нормальная сила, которая препятствует легкому смещению световода 12 в продольном направлении вдоль трубки 18. Предпочтительно, чтобы сухие прокладки 14 имели в отсутствие сжатия высоту h около 5 мм или меньше для минимизации диаметра трубки и/или диаметра кабеля; однако для сухих прокладок 14 можно использовать любую подходящую высоту h. Например, однослойная сухая прокладка 14 может иметь в отсутствие сжатия высоту в пределах от около 0,5 мм до около 2 мм, в результате чего будет получаться трубчатый узел, имеющий относительно небольшой диаметр. Кроме того, высота h сухой прокладки 14 необязательно должна быть постоянной по ширине, а может изменяться, в результате чего будут обеспечиваться согласование с формой световодов в поперечном сечении и более эффективное демпфирование с улучшением оптических характеристик (фиг.12). Сжатие сухой прокладки 14 фактически представляет собой локализованное максимальное сжатие сухой прокладки 14. В случае из фиг.3 локализованное максимальное сжатие сухой прокладки 14 происходит в углах ленточного модуля по диаметру. Для вычисления процента сжатия сухой прокладки из фиг.3 требуется знание внутреннего диаметра трубки 18, диагонального размера D ленточного модуля и высоты h сухой прокладки 14 в отсутствие сжатия. Для примера, внутренний диаметр трубки 18 составляет 7,1 мм, диагональ D ленточного модуля составляет 5,1 мм и высота h по диаметру сухой прокладки 14 в отсутствие сжатия составляет 3,0 мм (2 раза по 1,5 мм). Увеличение диагонали D (5,1 мм) и высоты h сухой прокладки 14 в отсутствие сжатия по диаметру (3,0 мм) дает размер в отсутствие сжатия, составляющий 8,1 мм. При помещении ленточного модуля и сухой прокладки 14 в трубку 18 с внутренним диаметром 7,1 мм сухая прокладка сжимается всего на 1 мм (8,1 мм - 7,1 мм). Таким образом, сухая прокладка 14 сжимается приблизительно на 30% по диаметру трубки 18. Согласно концепциям настоящего раскрытия предпочтительно, чтобы сжатие сухой прокладки 14 находилось в пределах от около 10% до около 90%; однако при других подходящих пределах сжатия могут обеспечиваться заданные характеристики. Все же сжатие сухой прокладки 14 не должно быть слишком большим, приводящим к чрезмерному оптическому затуханию в любом из световодов.

В других вариантах осуществления первый слой 14а сухой прокладки 14 не сжат в трубчатом узле 10, но начинает сжиматься, если световод начинает перемещаться. Другие варианты включают в себя прикрепление, соединение или иным образом сцепление участка сухой прокладки 14 с трубкой 18. Например, адгезивы, клеи, эластомеры и/или полимеры 14с располагают на участке поверхности сухой прокладки 14, который соприкасается с трубкой 18, для присоединения сухой прокладки 14 к трубке 18. В дополнение к этому можно по спирали наматывать сухую прокладку 14 вокруг световода 12, а не располагать в продольном направлении. В дальнейших вариантах осуществления две или большее количество сухих прокладок может быть образовано вокруг одного или нескольких световодов 12, например вокруг двух половин, помещенных в трубку 18.

Другие варианты осуществления могут включать в себя фугитивный клей/адгезив для сцепления сердечника 15 кабеля и/или сухой прокладки 14 с трубкой 18. Клей/адгезив или что-либо подобное наносят на обращенную в радиальном направлении наружу поверхность сухой прокладки 14, например, во время процесса изготовления. Фугитивный клей/адгезив наносят в горячем или расплавленном состоянии на внешнюю поверхность сухой прокладки 14 и затем он охлаждается или схватывается, когда кабель остужают или охлаждают. Для примера, подходящий фугитивный клей можно получить от National Starch and Chemical Company из Бриджуотера, Нью-Джерси, под фирменным названием LITE-LOK® 70-003A. Фугитивный клей или другой подходящий адгезив/материал можно наносить в виде полосок, имеющих непрерывную или прерывистую конфигурацию, показанную на фигурах 4b-4d. Например, можно наносить одну или несколько полосок адгезива/клея в продольном направлении на всем протяжении сухой прокладки, разнесенные в продольном направлении полоски, зигзагообразную полоску вдоль продольной оси сухой прокладки или в любой другой подходящей конфигурации.

В процессе однократного нанесения множество полосок фугитивного клея/адгезива или чего-либо подобного наносят на сухую прокладку 14. Например, три непрерывные или прерывистые полоски можно располагать на участках так, чтобы при образовании сухой прокладки вокруг ленточного модуля полоски были разнесены по углу примерно на 120°. Точно так же четыре полоски можно располагать на участках таким образом, чтобы они были разнесены по углу примерно на 90° при образовании сухой прокладки вокруг световодов. В вариантах осуществления, имеющих полоски, разнесенные вдоль продольной оси, полоски могут иметь продольный шаг S от около 20 мм до около 800 мм или больше; однако можно использовать другой подходящий шаг. В дополнение к этому полоски можно наносить с промежутками для минимизации количества необходимого материала, в результате чего снижаются затраты на изготовление, но все же при обеспечении достаточного сцепления/адгезии.

Поскольку трубчатые узлы 10 не заполнены тиксотропным материалом, трубка может деформироваться или сминаться, в результате чего образуется трубка овальной формы вместо круглой трубки. В заявке №10/448509 на патент США, поданной 30 мая 2003 года, раскрытие которой включено в эту заявку путем ссылки, рассматриваются сухие трубчатые узлы, в которых трубка образована из бимодального полимерного материала, имеющего заданную среднюю овальность. Используемая в этой заявке овальность представляет собой разность между внешним диаметром D1 и внутренним диаметром D2 трубки 18, деленную на внешний диаметр D1 и умноженную на множитель «сто», в результате чего овальность выражается в процентах. Бимодальные полимерные материалы включают в себя материалы, имеющие по меньшей мере первый полимерный материал, имеющий относительно высокий молекулярный вес, и второй полимерный материал, имеющий относительно низкий молекулярный вес, которые производятся при выполнении процесса в двух реакторах. Этим процессом в двух реакторах получают материалы с заданными свойствами и их не следует путать с простыми постреакторными полимерными смесями, в которых сочетаются свойства обеих полимеров в смеси. В одном варианте осуществления трубка имеет среднюю овальность около 10% или меньше. Для примера, трубку 18 образуют из полиэтилена высокой плотности, который можно получить от Dow Chemical Company из Мидленда, Мичиган, под фирменным названием DGDA-2490 NT.

Сцепление световода в трубчатом узле можно измерять при использовании испытания на нормированное усилие отрыва оптической ленты. При выполнении испытания на усилие отрыва ленты измеряют силу (в ньютонах на метр), необходимую для начала перемещения ленточного модуля из кабеля длиной 10 м. Конечно, это испытание равным образом применимо к свободным или объединенным в жгут световодам. В частности, при испытании измеряют силу, необходимую для начала перемещения ленточного модуля или световодов с другими конфигурациями относительно трубки, и силу делят на длину кабеля, посредством чего нормируют усилие отрыва оптической ленты. Предпочтительно, чтобы усилие отрыва ленты находилось в пределах от 0,5 Н/м до около 5,0 Н/м, более предпочтительно в пределах от около 1 Н/м до около 4 Н/м.

На фиг.6 схематично показан пример производственной линии 40, предназначенной для изготовления трубчатого узла 10 согласно настоящему раскрытию. Производственная линия 40 включает в себя по меньшей мере один барабан 41 подачи световода, барабан 42 подачи сухой прокладки, используемую по желанию станцию 43 сжатия, станцию 43а нанесения клея/адгезива, станцию 44 обвязывания, экструдер 45 с поперечной головкой, водяную ванну 46 и приемный барабан 49. В дополнение к этому трубчатый узел 10 может иметь покров 20, благодаря которому образуется кабель 50, показанный на фиг.7. Покров 20 может включать в себя упрочняющие элементы 19а и кожух 19b, которые можно изготавливать на той же самой линии, что и трубчатый узел 10, или на второй производственной линии. Примерный производственный процесс включает в себя подачу по меньшей мере одного световода 12 и сухой прокладки 14 с соответствующих барабанов 41 и 42. Для наглядности только по одному подающему барабану показано для световода 12 и сухой прокладки 14; однако производственная линия может включать в себя любое подходящее количество подающих барабанов для изготовления трубчатых узлов и кабелей согласно настоящему раскрытию. Далее сухую прокладку 14 сжимают до заданной высоты h на станции 43 сжатия и при желании адгезив/клей наносят на внешнюю поверхность сухой прокладки 14 на станции 43а. После этого сухую прокладку 14 обычно располагают вокруг световода 12 и, если это необходимо, на станции обвязывания наматывают одну или несколько перевязочных нитей вокруг сухой прокладки 14 или обшивают ее, образуя тем самым сердечник 15. Затем сердечник 15 подают в экструдер 45 с поперечной головкой, где трубку 18 экструдируют вокруг сердечника 15, образуя тем самым трубчатый узел 10. После этого трубку 18 быстро охлаждают в водяной ванне 46 и далее трубчатый узел 10 наматывают на приемный барабан 49. Как показано в рамке, если одна производственная линия настроена на изготовление кабеля 50, то упрочняющие элементы 19а подают с барабана 47 и располагают вблизи трубки 18, а кожух 19b экструдируют вокруг упрочняющих элементов 19а и трубки 18, используя экструдер 48 с поперечной головкой. Затем кабель 50 пропускают во вторую водяную ванну 46 до того, как его наматывают на приемный барабан 49. Кроме того, возможны другие кабели и/или производственные линии согласно концепциям настоящего раскрытия. Например, кабели и/или производственные линии могут включать в себя набухающую в воде ленту 19с и/или броню между трубкой 18 и упрочняющими элементами 19а; однако можно использовать другие подходящие кабельные компоненты.

Кроме того, испытание на силу сцепления ленты можно использовать для моделирования сил, прилагаемых к световоду (световодам), когда на кабель воздействует, например, растяжение во время укладки кабеля. Хотя результаты испытаний на усилие отрыва ленты и на силу сцепления ленты могут находится в одном и том же общем диапазоне сил, сила сцепления ленты обычно представляет собой лучший индикатор реальных характеристик кабеля.

В частности, при испытании на сцепление ленты моделируют укладку кабеля под землей в трубе, создавая растяжения 600 фунтов (272,6 кг) на кабеле длиной 250 м путем помещения растягивающих блоков на соответствующие покровы концов кабеля. Аналогично испытанию на отрыв ленты это испытание равным образом применимо для свободных или собранных в жгут световодов. Однако другие подходящие нагрузки, длины и/или конфигурации укладки кабеля можно использовать для определения характеристики сцепления световода при других моделированиях. Затем силу, действующую на световод (световоды) вдоль длины, измеряют от конца кабеля. Силу, действующую на световод (световоды), измеряют с использованием бриллюэновского оптического рефлектометра временной области (БОРВО). Определением наклона наилучшего соответствия для кривой нормируют силу сцепления ленты. При этом согласно концепциям настоящего раскрытия предпочтительно, чтобы сила сцепления была в пределах от около 0,5 Н/м до около 5,0 Н/м, более предпочтительно в пределах от около 1 Н/м до около 4 Н/м. Однако заданные характеристики могут обеспечиваться при других подходящих пределах сил сцепления.

Кроме того, концепции настоящего раскрытия можно применять при использовании сухих прокладок других конфигураций. Как показано на фиг.9, сухая прокладка 74 имеет первый слой 74а и второй слой 74b, которые включают в себя подходящие набухающие в воде вещества различных видов. В одном варианте осуществления два различных набухающих в воде вещества расположены на или во втором слое 14b, так что трубчатый узел 10 может использоваться при многочисленных окружающих условиях и/или имеет улучшенные характеристики блокирования воды. Например, второй слой 14b может включать в себя первый набухающий в воде компонент 76, эффективный в случае ионизированных жидкостей, таких как соленая вода, и второй набухающий в воде компонент 78, эффективный в случае неионизированных жидкостей. Для примера, первый набухающий в воде материал представляет собой полиакриламид и второй набухающий в воде материал представляет собой полиакрилатный сверхпоглотитель. Кроме того, первый и второй набухающие в воде компоненты 76, 78 могут занимать заданные участки набухающей в воде ленты. Благодаря чередованию набухающих в воде материалов лента пригодна для стандартных применений, применений в случае соленой воды или в обоих случаях. Другие варианты иных набухающих в воде веществ включают в себя набухающие в воде вещества с другими скоростями набухания, прочностями геля и/или сцеплениями с лентой.

На фиг.10 показан другой вариант осуществления сухой прокладки. Сухая прокладка 84 образована из трех слоев. Слои 84а и 84с представляют собой набухающие в воде слои, между которыми заключен слой 84b, который может сжиматься для обеспечения силы сцепления с по меньшей мере одним световодом. Точно так же сухие прокладки согласно другим вариантам осуществления могут включать в себя другие составляющие, такие как по меньшей мере два сжимаемых слоя, между которыми заключен набухающий в воде слой. Два сжимаемых слоя могут иметь различные постоянные пружины для оптимизации нормальной силы, прилагаемой к по меньшей мере одному световоду.

На фиг.11 показана сухая прокладка 94, имеющая слои 94а и 94b согласно другому варианту осуществления настоящего раскрытия. Слой 94а образован из пенопласта с закрытыми порами, имеющего по меньшей мере одно отверстие 95, а слой 94b включает в себя по меньшей мере одно набухающее в воде вещество; однако другие подходящие материалы можно использовать для сжимаемого слоя. Пенопласт с закрытыми порами действует как пассивный блокирующий воду материал, который замедляет миграцию воды, а отверстие 95 позволяет активированному набухающему в воде веществу из слоя 94b мигрировать в радиальном направлении к световоду. Допускаются любые подходящие размер, форма и/или рисунок отверстия 95, позволяющие активированному набухающему в воде веществу мигрировать в радиальном направлении внутрь для эффективного блокирования воды. Размер, форму и/или рисунок отверстий можно выбирать, а отверстия располагать возле угловых световодов модуля, чтобы улучшать характеристики угловых световодов. Например, отверстия 95 могут вызывать изменение сжимаемости сухой прокладки, при этом оптимизируется нормальная сила, прилагаемая к световодам, при сохранении оптических характеристик.

На фиг.12 показана сухая прокладка 104, которой иллюстрируются другие концепции настоящего раскрытия. Сухая прокладка 104 включает в себя слои 104а и 104b. Слой 104а образован из множества дискретных сжимаемых элементов, расположенных на слое 104b, который представляет собой непрерывный набухающий в воде слой. В одном варианте осуществления элементы слоя 104а расположены на регулярных интервалах, которые обычно коррелированны с длиной укладки ленточного модуля. В дополнение к этому элементы имеют высоту h, которая изменяется на протяжении ширины w. Иначе говоря, элементы имеют форму, согласованную с формой световодов, для окружения которых они предназначены.

На фиг.13 показан кабель 130 согласно другому варианту осуществления настоящего раскрытия, в котором использован трубчатый узел 10. Кабель 130 включает в себя покровную систему 137 вокруг трубчатого узла 10 для защиты трубчатого узла 10 от, например, раздавливающих сил и воздействий окружающей среды. В этом случае покровная система 137 включает в себя набухающую в воде ленту 132, которая закреплена перевязочной нитью (не показанной явно), пару нитей 135 для снятия оболочки, бронирующую ленту 136 и кожух 138. Предпочтительно, чтобы бронирующая лента 136 была образована роликовым профилированием; однако можно использовать другие подходящие способы изготовления. Пара нитей 135 для снятия оболочки обычно расположена с угловым разнесением приблизительно на 180° и со сдвигом приблизительного на 90° от места перекрытия брони, в результате чего во время использования предотвращается срезание нити для снятия оболочки на краю бронирующей ленты. В предпочтительных вариантах осуществления нити для снятия покрова, пригодные для разрезания сквозь бронирующую ленту, имеют конструкцию, раскрытую в заявке №10/652046 на патент США, поданной 29 августа 2003 года, раскрытие которой включено в эту заявку путем ссылки. Бронирующая лента 136 может быть из диэлектрического или металлического материала. При использовании диэлектрической бронирующей ленты кабель может также включать в себя металлический провод для определения местоположения кабеля при подземных применениях. Иначе говоря, металлический провод делает кабель способным излучать сигнал. Кожух 138 обычно окружает бронирующую ленту 136 и обеспечивает защиту кабеля 130 от окружающих условий. Конечно, другие подходящие покровные системы могут использоваться вокруг трубчатого узла.

На фиг.14 показан волоконно-оптический кабель 140. Кабель 140 включает в себя по меньшей мере один световод 12 и сухую прокладку 14, образующие кабельный сердечник 141 внутри покровной системы 142. Иначе говоря, кабель 140 имеет конструкцию без трубки, поскольку доступ к кабельному сердечнику 141 осуществляется исключительно разрезанием покровной системы 142. Кроме того, покровная система 142 включает в себя упрочняющие элементы 142а, внедренные в нее и расположенные с разнесением по углу приблизительно на 180°, и тем самым обеспечивается предпочтительный изгиб кабеля. Конечно, возможны покровные системы других конфигураций, такие как с упрочняющими элементами 142а других видов, в других количествах и/или иначе размещенными. Кабель 140 может также включать в себя одну или несколько нитей для 145 для снятия покрова, расположенных между кабельным сердечником 141 и покровом 142, для разрезания покрова 142, в результате чего для специалистов обеспечивается легкий доступ к кабельному сердечнику 141.

На фиг.15 показан волоконно-оптический кабель 150, имеющий множество трубчатых узлов 10, закрученных вокруг центрального элемента 151. В частности, трубчатые узлы 10 вместе со множеством уплотнительных стержней 153 разнонаправлено закручены вокруг центрального элемента 151 и закреплены одной или несколькими перевязочными нитями (не показанными явно), в результате чего образуется скрученный кабельный сердечник. Скрученный кабельный сердечник имеет по окружности набухающую в воде ленту 156, которую закрепляют перевязочной нитью (не показанной явно) до экструдирования кожуха 158. По желанию арамидные волокна, другие подходящие упрочняющие элементы и/или блокирующие воду компоненты, такие как набухающая в воде пряжа, могут быть закручены вокруг центрального элемента 151, в результате чего образуется участок скрученного кабельного сердечника. Точно так же набухающие в воде компоненты, такие как пряжа или лента, могут быть помещены вокруг центрального элемента 151 для замедления миграции воды по центральной части кабеля 150. Другие варианты кабеля 150 могут включать в себя бронирующую ленту, внутренний кожух и/или трубчатые узлы в ином количестве.

На фигурах 19 и 20 показаны для пояснения конструкции кабеля без трубки согласно настоящему раскрытию. В частности, кабель 190 представляет собой ответвительный кабель, имеющий по меньшей мере один световод 12, целиком окруженный сухой прокладкой 14, в полости кожуха 198. Кроме того, кабель 190 включает в себя по меньшей мере один упрочняющий элемент 194. Также возможны ответвительные кабели без трубки других конфигураций, например круглых или овальных конфигураций. На фиг.20 показан ответвительный кабель 200 без трубки в виде восьмерки, имеющий несущую секцию 202 и передающую секцию 204, соединенные общим кожухом 208. Несущая секция 202 включает в себя упрочняющий элемент 203 и передающая часть 204 включает в себя полость, имеющую по меньшей мере один световод 12, который целиком окружен сухой прокладкой 14. Передающая секция 204 может также включать в себя по меньшей мере один препятствующий потере устойчивости элемент 205 для замедления сокращения при отделении передающей секции 204 от несущей секции 202. Хотя на фигурах 19 и 20 показана сухая прокладка из фиг.4а, можно использовать любую подходящую сухую прокладку.

Согласно другим примерам вариантов осуществления кабеля свободный от геля или сухой волоконно-оптический ленточный кабель может включать в себя средство для сцепления ленточного модуля с буферной трубкой или кожухом. Протяженную пленку можно использовать внутри буферной трубки или кожуха, окружающего ленточный модуль, для содействия сцеплению и блокировке воды. Например, путем использования такой пленки с шириной, достаточной для создания участка перекрытия вокруг по меньшей мере участка ленточного модуля, можно создать сцепление за счет присутствия по меньшей мере трех слоев пленки на участке внутренней окружности буферной трубки или кожуха. Например, прежде пленка была такой ширины относительно размера трубки, что перекрытие отсутствовало. Такое сцепление можно дополнительно усилить, если иметь относительно большое отношение внутренней площади трубки к площади поперечного сечения ленточного модуля. Такое усиленное сцепление можно получать без увеличения затухания в оптических волокнах ленточного модуля.

На фиг.21 показан пример варианта осуществления волоконно-оптического ленточного кабеля 300, имеющего кожух 310, буферную трубку 320, расположенную в кожухе 310, волоконно-оптический ленточный модуль 330 и протяженную пленку 340, расположенную вокруг ленточного модуля 330. Ленточный модуль 330 продолжается в продольном направлении в буферной трубке 320. В некоторых вариантах осуществления буферная трубка 320 может отсутствовать, при этом на кожух 310 налагаются функции кожуха и буферной трубки. Протяженная пленка 340 может включать два противоположных края 342, 344. В примерах вариантов осуществления протяженная пленка 330 может продолжаться вдоль ленточного модуля 330, при этом она намотана вокруг ленточного модуля 330 так, что, например, по меньшей мере участок одного противоположного края 344, скрытый между другим противоположным краем 342 и ленточным модулем 330, задает участок 350 перекрытия. Ленточный модуль 330 может быть выполнен из волоконно-оптических лент 331 и может быть образован со спиральной круткой. Ленточный модуль 330 может включать в себя до 144 оптических волокон, в примерах вариантов осуществления могут иметься 72 оптических волокна.

Как показано на фиг.22, ленточный модуль 330 имеет среднюю площадь 336 поперечного сечения ленты, определяемую средней высотой 332 модуля и средней шириной 334 модуля. В примерах вариантов осуществления буферная трубка 310 имеет среднюю площадь 326 поперечного сечения, ограниченную средним внутренним периметром 324 и определяемую, например, средней внутренней шириной 322. В некоторых вариантах осуществления буферной трубкой 310 задается в основном круговой профиль, что позволяет применять для вычисления площади формулу для площади круга, имеющего, как известно, для диаметра значение средней внутренней ширины 322. В примерах вариантов осуществления внутренней площадью 326 и площадью 336 ленты задается отношение около 0,30 или больше. Иначе говоря, площадь 336 ленты может соответствовать приблизительно 30% внутренней площади 326 или большей величине.

Как показано на фиг.23, протяженная пленка 340 может находиться в пределах внутренней площади 326, при этом она по существу окружает ленточный модуль 330. Как указано выше, протяженная пленка 340 может иметь два противоположных края 342, 344, которые расположены поперек длины протяженной пленки 340. В примерах вариантов осуществления участок 350 перекрытия может быть задан, например, одним краем, например краем 342, скрытым ниже другим краем, например краем 344, ограничивающими внешний слой 343 и скрытый слой 345 протяженной пленки 340 между буферной трубкой 320 и ленточным модулем 330. Как показано угловым показателем 352 перекрытия, составляющим, например, по меньшей мере 45°, участок 350 перекрытия может частично окружать ленточный модуль 330. В примерах вариантов осуществления показатель 352 перекрытия участка 350 перекрытия может быть от около 90° до около 180°, а в других примерах вариантов осуществления может быть около 130°.

Воображаемая диаметральная линия 362, проходящая поперек кабеля 300 и пересекающая участок 350 перекрытия, может встречаться, например, с тремя слоями 364, 366, 368 протяженной пленки 340. Таким перекрытием может гарантироваться адекватное линейное расстояние 354, показанное на фиг.24, участка перекрытия, обеспечивающее большую протяженность области 360 трехслойной пленки, в результате чего повышается сцепление ленточного модуля. Линейное расстояние 354 может составлять от около 4 мм до около 6 мм. Характеризуемое в этой заявке «перекрытие» необязательно должно быть непрерывным или равномерным по всей длине ленточного кабеля 300. В примерах вариантов осуществления участок 350 перекрытия может продолжаться в продольном направлении ленточного модуля 330 на расстояние по меньшей мере 1 м.

Показанная на фиг.25 протяженная пленка 340 согласно примерам вариантов осуществления выполнена из нетканого полиэфирного материала и включает в себя блокирующий воду материал, например сверхпоглощающий полимер, хотя могут предполагаться другие материалы. Протяженная пленка 340 может иметь ширину 346 больше 14 мм, а в других вариантах осуществления может иметь ширину в пределах от около 18 мм до около 25 мм. В дальнейших примерах вариантов осуществления протяженная пленка 340 может иметь ширину от около 20 мм до около 22 мм, например 21 мм. В примерах вариантов осуществления для протяженной пленки 340 ленточного кабеля 300 может не требоваться применение адгезивов или клеев.

Наличие трех слоев 364, 366, 368 протяженной пленки 340, создаваемых участком 350 перекрытия, обеспечивает сцепление ленточного модуля 330 относительно кожуха 310 или буферной трубки 320. Любая попытка перемещения ленточного модуля 330 может натолкнуться на сопротивление протяженной пленки 340, эффективно связывающей ленточный модуль 330 с внутренней стороной кожуха 310 или буферной трубки 320. В дополнение к участку 350 перекрытия протяженная пленка 340 может включать в себя другие продольные элементы, расположенные по длине кабеля, например складки, морщины, вмятины, волнистости, стежку и сочетания из них, которые могут дополнительно повышать силу сцепления ленточного модуля 330. В некоторых вариантах осуществления ленточный модуль 330 может иметь силу сцепления относительно кожуха 310 или буферной трубки 320 больше чем или равную 0,39 Н/м (ньютонов на метр) для ленточного кабеля 300 длиной 30 м. Этим обеспечивается 0,1625 ньютонов на одно волокно для кабеля длиной 30 м. В других вариантах осуществления сила сцепления может быть от около 1,67 Н/м до около 2,66 Н/м для ленточного кабеля 300 длиной 30 м. В других вариантах осуществления сила сцепления может быть от около 2,0 Н/м до около 2,33 Н/м для ленточного кабеля 300 длиной 30 м. В примерах вариантов осуществления сила сцепления может быть около 2,25 Н/м для ленточного кабеля 300 длиной 30 м. Иначе говоря, ленточный модуль 330, имеющий, например, 72 волокна, может иметь силу сцепления около 68 Н. Как показано на фиг.26, 72-волоконный кабель без участка 350 перекрытия имеет силу сцепления около 7 Н, которую можно выразить как 0,0972 Н на одно волокно на протяжении кабеля длиной 30 м или только как только 60% минимального значения, обеспечиваемого участком 350 перекрытия.

В примерах вариантов осуществления ленточный кабель 300 может дополнительно включать в себя бронирующий слой, расположенный между буферной трубкой 320 и кожухом 310. Бронирующий слой (непоказанный) может быть диэлектрическим бронирующим слоем или металлическим армирующим слоем.

Способ изготовления ленточного кабеля 300 можно обнаружить выше и на фиг.6. В дополнение к процедурам, приведенным выше, способ может также включать в себя этап подачи множества волоконно-оптических лент, образование ленточного модуля 330. В примерах вариантов осуществления способ может включать в себя подачу по меньшей мере одной протяженной пленки 340, размещение протяженной пленки 340 вокруг волоконно-оптических лент таким образом, чтобы протяженная пленка перекрывалась с образованием участка 350 перекрытия, при этом участок перекрытия по меньшей мере частично окружает множество волоконно-оптических лент с образованием сердечника. Например, буферную трубку 320 можно экструдировать вокруг сердечника. Кожух 310 можно экструдировать вокруг буферной трубки 320.

Силу сцепления можно создавать в волоконно-оптическом ленточном кабеле 300. Например, когда буферная трубка 320 должна находиться вокруг сердцевины, буферную трубку 320 можно выполнять, например, из полимера, экструдируемого в расплавленном состоянии. Когда буферную трубку 320 охлаждают, буферная трубка 320 может сжиматься вокруг сердечника, создавая силу сцепления между ленточным модулем, протяженной пленкой, участком перекрытия и буферной трубкой около 0,39 Н/м или больше для кабеля длиной 30 м.

Преимущества описанных выше вариантов осуществления включают в себя возможность изменения или подстройки силы сцепления путем регулирования величины перекрытия пленки или путем изменения изгибного повива ленточного модуля. Например, как показано на фигурах 21, 23 и 24, в по меньшей мере некоторых из описанных выше вариантов осуществления углы прямоугольного ленточного модуля образуют наиболее удаленные от центра проекции ленточного модуля и благодаря этому соприкасаются с пленкой и обеспечивают некоторую часть силы сцепления или всю силу сцепления через посредство взаимодействия с пленкой (например, сжатия пленки (пленок) углами модуля). При скрученном модуле углы модуля могут соприкасаться только с участком перекрытия пленки в трубке на дискретных местах по длине кабеля, в результате чего будут создаваться точки или участки прерывистого сцепления; при этом между точками или участками прерывистого сцепления ленточный модуль может быть меньше сцеплен или совсем не сцеплен непосредственно с трубкой, что обеспечивает большую степень свободы для перемещения ленты по сравнению с точками или участками прерывистого сцепления. По существу при повышении количества скруток на метр длины (то есть, снижении длины повива модуля) возрастает количество точек или участок прерывистого сцепления между модулем и участком перекрытия пленки, в результате чего возрастают полное сцепление и сила отрыва. В качестве варианта или в дополнение при повышении степени перекрытия пленки (например, до 130° внутренней стороны трубки в отличие от перекрытия всего лишь на 45°) соответственно возрастает длина, на которой углы ленточного модуля, закручиваемого внутри трубки относительно перекрытия, соприкасаются или связываются с перекрытием в каждой соответствующей точке или на участке прерывистого сцепления, в результате чего соответственно возрастает сила сцепления. Сцепление можно повышать путем изменения других параметров, а также, например, путем уменьшения диаметра трубки (влияющего на отношение площадей модуля и внутренней трубки), увеличения размера ленточного модуля (влияющего на отношение площадей модуля и внутренней трубки), повышения толщины пленки и путем регулирования или изменения других параметров; и напротив, также может быть справедливо, что силу сцепления между ленточным модулем и трубкой посредством пленки можно снижать обратным изменением таких параметров. С учетом вышесказанного увеличение степени перекрытия пленки и/или повышение количества скруток на метр длины (то есть, снижение длины повива) представляют собой два относительно простых способа подстройки силы сцепления для получения заданного сцепления и/или силы сцепления в пределах, раскрытых выше (или других сил сцепления).

Многие модификации и другие варианты осуществления настоящего раскрытия в объеме прилагаемой формулы изобретения должны быть очевидными для специалистов в данной области техники. Например, из световодов можно образовать ряд ленточных модулей или конфигураций, таких как ленточный модуль со ступенчатым профилем. Кроме того, кабели согласно настоящему раскрытию могут включать в себя несколько оптических трубчатых узлов, скрученных по спирали, а не в конфигурации разнонаправленной скрутки. В дополнение к этому сухие прокладки настоящего раскрытия могут быть многослойными, как это показано, или компоненты их могут применяться отдельно. Поэтому должно быть понятно, что раскрытие не ограничено конкретными вариантами осуществления, раскрытыми в этой заявке, и что модификации и другие варианты осуществления могут быть сделаны в объеме прилагаемой формулы изобретения. Хотя в этой заявке используются конкретные термины, они используются только в общем и описательном смысле, а не для ограничения. Раскрытие описано применительно к световодам на основе диоксида кремния, но концепции изобретения согласно настоящему раскрытию применимы к другим подходящим световодам и/или конфигурациям кабелей.

Если ясно не оговаривается иное, то никоим образом не предполагается, что любой способ, изложенный в этой заявке, должен интерпретироваться как требующий выполнения этапов в конкретном порядке. В соответствии с этим, когда в формуле изобретения на способ фактически не излагается порядок, в котором должны следовать этапы, или же точно не оговаривается в формуле изобретения или описании, что этапы должны быть ограничены конкретным порядком, то никоим образом не предполагается, что любой конкретный порядок должен приниматься. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что различные модификации и варианты могут быть сделаны без отступления от сущности и объема раскрытия. Поскольку модификации, комбинации, подкомбинации и варианты раскрытых вариантов осуществления, охватывающие сущность и объем раскрытия, могут приходить в голову специалистов в данной области техники, то раскрытие следует толковать как включающее все это в объем прилагаемой формулы изобретения и эквивалентов.

Изобретение относится к волоконно-оптическим кабелям. Волоконно-оптический ленточный кабель включает в себя кожух (320) кабеля, при этом кожух имеет полость, обозначенную в нем, оптический элемент, включающий в себя оптическое волокно и протянутый в полости кожуха, и сухой блокирующий воду элемент (340), продолжающийся вдоль оптического элемента в полости. Сухой блокирующий воду элемент намотан вокруг оптического элемента, при этом по меньшей мере один участок сухого блокирующего воду элемента расположен между другим участком сухого блокирующего воду элемента и оптическим элементом, в результате чего задается участок перекрытия сухого блокирующего воду элемента. Угол ленточного модуля связан с участком перекрытия для обеспечения сцепления между ленточным модулем и буферной трубкой. Технический результат - повышение силы сцепления без усложнения производства волоконно-оптического кабеля. 14 з.п. ф-лы, 32 ил.

1. Волоконно-оптический ленточный кабель, содержащий:
кожух кабеля;
буферную трубку, расположенную в кожухе;
волоконно-оптический ленточный модуль, протянутый в буферной трубке, при этом ленточный модуль закручен по длине буферной трубки; и
по меньшей мере одну пленку, имеющую по меньшей мере два края вдоль длины по меньшей мере одной пленки, при этом по меньшей мере одна пленка продолжается вдоль ленточного модуля в буферной трубке; при этом по меньшей мере одна пленка намотана вокруг ленточного модуля с по меньшей мере одним участком одного края, расположенным между другим краем и ленточным модулем, в результате чего задается участок перекрытия по меньшей мере одной пленки; и при этом по меньшей мере один угол ленточного модуля связан с участком перекрытия для обеспечения сцепления между ленточным модулем и буферной трубкой.

2. Кабель по п. 1, в котором, поскольку ленточный модуль закручен в буферной трубке, углы ленточного модуля прилегают к участку перекрытия, за которым следуют стороны ленточного модуля, в результате чего обеспечивается прерывистое сцепление ленточного модуля.

3. Кабель по любому одному из п. 1, 2, в котором ленточный модуль имеет среднюю площадь поперечного сечения ленты и кожух имеет среднюю внутреннюю площадь поперечного сечения, и при этом отношение средней площади поперечного сечения ленты к
средней внутренней площади поперечного сечения буферной трубки составляет около 0,30 или больше.

4. Кабель по любому одному из п. 1, 2, в котором участок перекрытия по меньшей мере одной пленки продолжается вокруг внутреннего периметра буферной трубки на протяжении по меньшей мере 45°.

5. Кабель по п. 4, в котором участок перекрытия по меньшей мере одной пленки продолжается вокруг внутреннего периметра буферной трубки на протяжении от около 90° до около 180°.

6. Кабель по любому одному из п. 1, 2, в котором участок перекрытия по меньшей мере одной пленки продолжается в продольном направлении в буферной трубке и вдоль ленточного модуля на расстояние, составляющее по меньшей мере 1 м.

7. Кабель по любому одному из п. 1, 2, в котором ленточный модуль имеет силу сцепления с буферной трубкой по меньшей мере около 0,5 Н/м.

8. Кабель по п. 7, в котором сила сцепления находится в пределах от около 1,67 Н/м до около 2,66 Н/м для кабеля длиной 30 м.

9. Кабель по любому одному из п. 1, 2, в котором по меньшей мере одна пленка содержит нетканый полиэфир и представляет собой пленку блокирующего воду вида.

10. Кабель по п. 9, в котором по меньшей мере одна пленка имеет ширину больше чем 14 мм.

11. Кабель по п. 10, в котором ширина по меньшей мере одной пленки находится в пределах от около 18 до около 25 мм.

12. Кабель по любому одному из п. 1, 2, в котором
ленточный модуль содержит 72 оптических волокна.

13. Кабель по любому одному из п. 1, 2, в котором участок перекрытия имеет длину, ортогональную к продольной оси кабеля, от около 4 до около 6 мм.

14. Кабель по любому одному из п. 1, 2, в котором по меньшей мере одна пленка включает себя элементы вдоль длины кабеля, выбранные из группы, состоящей из складок, морщин, вмятин, волнистостей, стежек и сочетаний из них, при помощи которых сцепление ленточного модуля с буферной трубкой возрастает через посредство элементов по меньшей мере одной пленки.

15. Кабель по любому одному из п. 1, 2, где кабель включает в себя только одну буферную трубку и ленточный модуль и при этом буферная трубка обычно является круглой в поперечном сечении.