全干式室外用光缆

                                         康宁光缆系统

自始以来，层绞式松套管光缆和带状光缆都是室外应用中普遍采用的光缆。近年来，在许多室内/室外通用光缆和室内阻燃光缆的应用领域，这些结构也开始得到应用，并作为主流的光缆类型而凸显出来。这些光缆最初被设计成包含阻水油膏和填充油膏的结构，以此保护光纤而防止水的进入和渗透。在二十世纪九十年代末人们对室外光缆的设计进行了改进，其中包括采用一种干式的阻水材料代替阻水油膏，并将这种阻水材料应用在缓冲套管的周围，从而能够使光缆的使用和接续更容易。干式阻水技术的应用则是代替了缓冲套管中所使用的填充油膏，从而使现在的光缆可以完全没有凝胶—即全干式。


 
全干式光缆的设计

光缆在室外应用（架空、线槽或直埋）中必须能够满足广泛而多样的环境条件，包括较大的温度波动。如果光缆内被水渗透，而随后随着温度急剧下降，由水结成冰而形成的破坏力将会对光缆性能产生显著的负面影响。在缓冲管周围使用干式阻水材料并且提供必要的保护措施就可以避免上述情况的发生。

近期使用的光缆，通常都会在缓冲管周围采用干式阻水材料，这样做可以减少水气的渗透以及在光缆内部的迁移。这种渗透和迁移的主要危害就是会产生内应力，例如冰的破坏力。在光缆中提供阻水和水渗透保护的标准方法是使用遇水发生膨胀的材料。这种材料通常包含一种高吸水性树脂（SAP），它在和水接触时会迅速膨胀，从而阻止水的进一步渗透和迁移。高吸水性树脂材料能够以多种不同的形式存在于光缆内，例如带状、条形或是与非金属的抗拉线合并在一起。

在全干式室外松套管的光缆设计中，通常会在容纳光纤的缓冲管内放置遇水膨胀型阻水纱线。缓冲管的长度非常精确，刚好稍长于光纤的尺寸，这样才能保证随着温度变化光缆发生膨胀时或是光缆受到拉力负荷时，这种缓冲管可以确保光纤不受光缆的机械震动的影响。缓冲管长度的精确控制，确保当套管随着温度的变化出现伸缩时，光纤不会被压到缓冲管壁上（见图一和图二）。
 


在套管破裂的情况下，干式膨胀型阻水纱线的使用可以使水和水气沿着套管纵深方向的迁移降到最低。当裸露光纤与水共处较长一段时间之后，由于水和玻璃光纤两者之间发生反应将会使光纤的强度下降，如果光纤本身就存在某些瑕疵或此时光纤遭受到持续的外力作用，这种变化就会加剧，因此干式膨胀型阻水纱线的作用非同一般。

全干式光缆的可靠性

光缆的环境测试和机械测试已经依照行业标准进行操作，例如ICEA-640、光纤室外应用通信标准、ICEA-696室内室外光纤标准、Telecordia GR-20标准以及光纤光缆的通用要求，通过测试光缆性能是否达到或超过相关标准要求从而可以表明其长期使用的可靠性。特别地，阻水性和环境测试可以显示完全干式的光缆性能与填充油膏的光缆性能相当。需要特别指出的一个可靠性问题是光纤和直接与之接触的干式阻水材料的兼容性。

采用全干式松套管光缆和中心束管带状光缆进行了大量的测试，而且所进行的光学性能测试取自多种不同的条件下。这些方案包括极端测试，其中所使用的干式阻水材料分别：
1）在长距离光缆内强制在水中活化（受到压力的水通过若干的孔洞穿过光缆护套，并在压力作用下使干式阻水材料活化）；
2）被水活化而且随后其中的水冷冻结成冰；
3）暴露在水份环境当中而且温度-40°至＋158°F（-40°至＋70°C）范围经历若干个循环周期；
4）被水活化，其中的水冷冻结成冰，然后结冰的光缆被置于同一个温度室内，在低温条件下进行振动测试和弯曲测试。这个测试方法显示，通过选择正确的材料和光缆设计，即使当水进入缓冲管并且使阻水材料活化，甚至它随着温度降低而结冰，然而网络可靠性都能维持在一个理想的水平上。
除此之外，从美国不同的地质层和被污染的孔洞中提取地下水标本，而这些地下水标本的酸碱度各不相同，然后采用这些水对光缆进行水渗透测试。

全干式光缆的端接优势

在室外应用的光缆中摒弃阻水油膏和填充油膏，对于使用者而言能够带来很多的好处。干式阻水技术提供了更加高效且更为友好的工艺，而相比之下，如果需要对填充油膏的光缆进行清理，则必须使用清洁剂对光缆芯及光纤进行清洗，而该过程相当耗费时间。和清除凝胶过程完全不同的是，对于干式阻水材料而言，使用者只需要用剪刀就可以很快并且很简便的将其取出。干式阻水技术更利于简化熔接工艺，同时也利于使用扇出套件的端接。对于熔接和端接而言，安装准备、光纤光缆的准备工作及清理工作所需的时间都会得到显著缩短。松套管光缆通常使用一种缓冲套管扇出套件装配，250微米光纤被接入到扇出套件并且穿过900微米的缓冲管再进行端接。标准缓冲管长度为25到47英寸。在使用“干式”光纤后，由于缓冲管内的光纤表面不再发粘因此不会在分叉过程中相互贴合在一起，因此整个分叉过程也得到了简化。

同样，光缆油膏的弃用也减少了很多最终消耗产品例如洗涤剂和毛巾的使用。除此之外，有研究表明，与油膏填充型光缆相比，“干式”光缆从准备安装到终止装配所需要花费的工作时间可以缩短50%以上。

总结
全干式松套管光缆现在正被广泛用于以前油膏填充型光缆常用的室内及室外的地方。革新的干式阻水技术缩短了光缆在安装准备及端接过程所需花费的时间，同时还能显著地降低成本。而且经过环境测试、机械测试、透水性测试表明，全干式光缆的性能与油膏填充型光缆相一致。