淺談光纜制造技術的演進 上篇
1982-1990年中國光纜制造的探索階段
自1982年***根實用化多模光纜在中國的應用開始，我國的光纜制造和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展已歷經(jīng)30個念頭，經(jīng)歷了9年一次的三起三落，發(fā)展到今天，形成了世界上***的光纜產(chǎn)業(yè)和相關產(chǎn)業(yè)群，年產(chǎn)能達到近1億芯公里，年實際產(chǎn)量達到8千萬芯公里。作為世界上***的光纜制造國，我們光纜企業(yè)回首看產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，與這三十年來光纜制造工藝的技術創(chuàng)新是分不開的，中國企業(yè)在骨架、中心管、層絞三種結(jié)構(gòu)的選擇上、在光纜機械性能的研究上、在工程應用以及在理論推算和總結(jié)上都已處于世界先進水平。
中國的光纜制造可以說與國際同步開始，但在基礎工業(yè)和工藝落后的九十年代，我國的光纜工藝以引進技術為主，其中侯馬電纜廠為主的骨架式單螺旋絞光纜出現(xiàn)的最早，之后出現(xiàn)了中心管式的結(jié)構(gòu)，武漢郵電科學研究院開發(fā)的中心束管光纜（農(nóng)話纜）至今仍是一個重要的光纜品種。
骨架槽光纜
早期的光纖技術還不完善，在光纖表面的涂層還是采用的熱固化的硅樹脂，光纜的脆弱使得光纜的保護更為重要，在成纜中的控制也要求更高，當時的光纖對側(cè)壓、-OH、彎曲更敏感，因此，開發(fā)出了復雜工藝的骨架式單螺旋絞光纜，把裸纖放在S絞的U型骨架槽內(nèi)，從單纖骨架開發(fā)到多纖骨架，采用色譜區(qū)分技術來區(qū)分同一骨架槽內(nèi)的光纖。光纜的結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖一 骨架槽光纜
骨架槽設計思想來自電纜，對光纖側(cè)壓有很好的保護作用，靠光纖在槽中的位移來抵抗拉伸和溫度變化光纜的形變。但其缺點是明顯的，首先骨架槽的制作工藝要求高，效率低;其次，成纜的設備復雜、收放線同步要求高、退扭復雜、速度很慢，對大芯數(shù)光纜無法實現(xiàn);***，在工程應用上發(fā)現(xiàn)，油膏的質(zhì)量和填充對光纜壽命的影響很大。鑒于這些問題，這種結(jié)構(gòu)在九十年代初期就陸續(xù)被淘汰了，但其某些特性和思路還將被現(xiàn)在使用，這在后面將介紹。
中心管式光纜
以美國AT&T公司為代表的中心管松套結(jié)構(gòu)，因其光纖位于光纜的中心，具有良好的彎曲特性、結(jié)構(gòu)緊湊，引進后成為一個主要品種，武漢郵電科學研究院結(jié)合我國幅員遼闊、當時光纖通信容量不大的特點，開發(fā)出***個有中國特色的光纜專利產(chǎn)品，中心束管式光纜。結(jié)構(gòu)見圖二：
圖二 中心管式典型結(jié)構(gòu)
中心管結(jié)構(gòu)也有幾種形式，最早的沒有鋼帶鎧裝，采用平行鍍鋅鋼絲加強，存在滲水和低溫特性不夠好的問題;后來增加了鋼帶鎧裝，是我國***個光纜鋼帶縱包成型工藝，采用了分級成型，鋼帶平帶對接、熱熔膠粘接工藝，解決了滲水和高低溫的問題，并確定了鋼帶的技術標準雛形，但光纜十分難開剝;***發(fā)展到了用阻水帶或油膏填充工藝，進一步合理化了該結(jié)構(gòu)。但從結(jié)構(gòu)特性上來看，出現(xiàn)大于12芯時，需要采用復雜的扎束技術來區(qū)分光纖，后來開發(fā)出了噴環(huán)工藝，用于OPGW。當多組光纖放在一個套管中時，需要多個放纖架，設備的利用率受到限制，不利于大規(guī)模的生產(chǎn)，同時在工程上也不便于分歧。
中心管光纜制造中的關鍵技術是光纖在套管中的余長控制技術，在這一時期先出現(xiàn)的是速差法余長控制技術，通過牽引輪和履帶牽引間的1-8‰速度差來控制，該方法具有直觀可控性強的優(yōu)點，但也具有設備復雜易磨損后不準確的問題;后出現(xiàn)的是水溫控制余長的方法，這是一個重大的進步，通過兩級水槽和中間牽引輪來控制余長，缺點是不同規(guī)格間需要通過工藝摸索來穩(wěn)定工藝參數(shù)。目前水溫控制法廣泛用于層絞套管的生產(chǎn)，但對于大余長的穩(wěn)定生產(chǎn)，該方法還是有困難。
雖然中心管光纜出現(xiàn)了很長時間，但真正能做好這個產(chǎn)品卻不容易，其縱包成型工藝會減小余長，包覆太松，將導致高低溫時套管收縮或伸長，工程上會出現(xiàn)在接頭盒處斷纖或損耗增加，為此IEC增加了一個試驗，但未被國內(nèi)采用;包覆的緊，吃掉過多余長，導致抗拉伸能力的下降。因此，有一段時間對這個結(jié)構(gòu)的爭論很多，其實，產(chǎn)品的好壞和生產(chǎn)企業(yè)的制造穩(wěn)定和可控性在這個產(chǎn)品上反映的很明顯。
光纜的其它結(jié)構(gòu)和情況
在這個時期出現(xiàn)了一些結(jié)構(gòu)上的探索，如緊套結(jié)構(gòu)的室外光纜，緊套結(jié)構(gòu)比裸纖具有更好的保護性，但損耗大，與同樣結(jié)構(gòu)的松套光纜比機械性能差，生產(chǎn)效率低，沒有被選作長途光纜。
中心管結(jié)構(gòu)的一個變形就是鋼絲鎧裝結(jié)構(gòu)，至今仍有采用，采用0.6-1mm的單細低碳鋼絲絞繞在套管外，加上鋼帶縱包護套，這個產(chǎn)品在廣電系統(tǒng)應用的多些。
在這個十年中，中國的光纜產(chǎn)業(yè)發(fā)展是離不開原材料廠家的創(chuàng)業(yè)開端的，最開始的原材料都是進口產(chǎn)品，如纖膏、纜膏是進口UNIGEL、ASTOR等的，阻水帶是蓋克的，PBT是德國赫茲等的，只有鋁帶是用電纜鋁帶代替的。到了80年代末，相繼出現(xiàn)了一些研究原材料的研究所和企業(yè)，在纖膏、纜膏、阻水帶、復合金屬帶等方面開始研究和試驗。
光纜的介紹還不止以上這些，讀者如若想了解更多內(nèi)容請看：淺談光纜制造技術的演進 下篇
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