乌鲁木齐光纤光缆的余长设计与温度特性分析_通信线缆_通信设备

的余长设计与温度特性分析。
我国疆土辽阔，气候温差大，在沙漠戈壁地区甚至每日温差都高达三四十摄氏度。光缆有架空敷设、地埋敷设及穿管敷设三种方式，特别是兰西拉工程，光缆所经地段海拔高达四、五千米，冰冻高寒及温度变化可能导致光缆严重回缩，损耗剧增。严重时会导致通信中断。可见光缆的温度特性对光缆的传输性能优劣及稳定性影响十分重大。高品质的光缆能在极其恶劣的气候条件下，仍然具有稳定的传输性能。
众所周知，光缆是由多种原材料加工复合而成的均匀线性体。在这些材料中，它们的线膨胀系数、截面积、抗张模量各不相同。在某一温度下，将他们集合以一定的工艺加工方式组合起来变成一条光缆。如果光缆的使用温度假定永远都是处在加工时的温度，那么他们之间基本不存在热胀冷缩问题，也不存在各材料间的相互作用力。但事实上，这样恒温的环境是不可能存在的。例如气温下降，塑料（特别是PBT束管和外层的护套）,由于线膨胀系数大，回缩加剧，而钢丝或FRP由于线膨胀系数小，回缩量很小，光纤的线膨胀系数则更小，几乎不回缩，这样就导致了各层单元间相互作用，这种作用力的存在最终将影响光缆的温度特性.
所谓光缆的温度特性，是指在某一温度范围内（例如-50℃~+60℃），光缆中每公里光纤损耗变化量，记作。
究竟那些因素会影响光缆的温度特性，归纳起来主要有如下因素：
1）层绞式光缆或中心束管式光缆中光纤的余长设计与制造时的控制。
2）光缆中各层单元间的摩擦力（或紧密度）。
1. 层绞式光缆的余长设计与温度特性关系
当光纤相对于置自身束管的余长等于零的情况，这时，PBT束管绕绞在中心加强件上时，其光纤相对于心加强件的位置。
且 D 1 =D 0 +d 1 其中： D 0 ：中心加强件直径 d 1 ：束管外径
当光缆受到拉伸或气温升高时，光缆将伸长并发生应变。此时光纤向缆中心移动，当移至D2位置时，光纤束已靠近束管孔内壁，光纤这一径向移动过程称之为层绞式光缆绞合余长释放，当光缆继续受力（升温）伸长时，光纤将受纵向拉力而发生应变。层绞式光缆余长释放量的大小与绞合节距的平方成反比，与光纤在束管中径向移动量成正比。
其中：R=D1/3r=(d2-dfe)/2，
d2：束管内孔，
dfe：光纤束等效直径，且dfe=1.16(n)1/2×df，
其中，n：光纤根数，
df：单根光纤直径，
P：为缠绕节距。
反之，当光缆在低温情况下，发生收缩。光纤束在束管中的径向会向外移动并移至图2中如D3所示位置。
光纤束的这种向外径向移动，我们称之为余长储存。
在实际生产层绞式光缆时，我们希望光纤束在绞缆后，所处位置在束管中处于接近中心位置为好。为了保证这一点，光纤在二次套塑后，常需要在束管里有一定量的小余长（比如0.4~0.6‰），以便满足当束管受到拉伸应变时，正好抵消这一被拉伸量。设束管的放线张力（即拉伸束管的力）为F1，则束管在该张力下的伸长量εP为：F1=EP×SP×εP

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