城域網(wǎng)及接入網(wǎng)的高速發(fā)展將增加對光纖的需求，帶狀光纜由于其光纖集成度高且鋪設費用低將得到廣泛使用，那中心束管式帶狀光纜是如何設計的，制造過程中工藝參數(shù)對帶狀光纜性能有哪些影響？

目前光纖網(wǎng)絡的建設逐漸由國家骨干網(wǎng)轉(zhuǎn)向區(qū)域網(wǎng)及城域接入網(wǎng)，在光纖城域網(wǎng)及接入網(wǎng)中，由于連接的節(jié)點較多，往往需要鋪設大芯數(shù)的光纜，而采用帶狀光纜有很多優(yōu)點：帶狀光纜其光纜的集成度，即相同的光纖芯可以將光纜結(jié)構(gòu)做得較小，占用路由資源較少;降低光纜熔接費用，提高安裝效率;由于光纖成本的下降，帶狀光纜的成本降低;光纖帶及光纜制造技術(shù)的進步，使得帶狀光纜與普通的散纖光纜的光纖損耗基本相近;光纖帶比光纖具有更好的機械性能。

在國外，光纜長途干線上亦大量采用帶狀光纜，而在國內(nèi)大中城市的城域網(wǎng)中多采用帶狀光纜。帶狀光纜按其結(jié)構(gòu)有中心束管式，層絞式，骨架式結(jié)構(gòu)。中心束管式帶狀光纜由于其具有良好的抗側(cè)壓及彎曲性能，單位面積其光纖芯數(shù)最大，即相同大小的外形尺寸其光纖芯數(shù)最大，開剝及接入效率高等特點在國內(nèi)外得到廣泛使用。

中心束管式帶狀光纜設計

帶狀光纜的設計主要根據(jù)光纖帶芯數(shù)的多少及應用環(huán)境特點來進行光纜結(jié)構(gòu)設計及材料選擇，使光纜在生命周期內(nèi)具有良好的機械性能及環(huán)境性能。保證光纖的傳輸性能在其鋪設及運營過程中保持不變。光纜設計包括光纖纜芯設計，光纜加強單元設計，光纜結(jié)構(gòu)設計及光纜材料選擇，由于帶狀光纜多于城域網(wǎng)及接入網(wǎng)，因此應盡可能縮少光纜尺寸來彌補城市光纜路由資源(管道或架空)的限制，即優(yōu)化的光纜設計應使光纜單位截面積的光纖芯數(shù)應最大但同時又能保證光纜具有良好的機械及環(huán)境性能。

光纜纜芯設計

中心束管式帶狀光纜纜芯在整個光纜設計中是基礎，主要起到保護光纖的作用，在套管與光纖帶之間填充光纖油膏，在光纖帶受到側(cè)壓時能起到很好的緩沖作用。設計主要是根據(jù)光纖帶尺寸及芯數(shù)來確定纜芯尺寸即纜芯的內(nèi)徑、厚度、外徑及根據(jù)生產(chǎn)中光纖帶的制造節(jié)距和控制余長來驗證光纖的曲率半徑不能引起光纖損耗增加其設計主要原則：

((W2+(nT)2)/Di(0.8--

其中：W-光纖帶的寬度，n-光纖帶數(shù)量，T-光纖帶厚度，Di-光纜纜芯管內(nèi)徑

其光纜的纜芯芯管厚度根據(jù)光纖帶數(shù)量的多少可選擇在0.7mm～1.5mm左右。因此芯管外徑：Do(2*(0.7～1.5)+((W2+(nT)2)/0.8---(2)

由，(2)式可知：要使芯管尺寸最小且光纖帶填充度最大，其光纖帶排列(W*nT)的寬度及重疊厚度應相等，據(jù)此可對芯管內(nèi)的光纖帶類型進行選擇，一般常用的光纖帶芯數(shù)為6芯，12芯或24芯。

根據(jù)以上關(guān)系，可以得出芯管最大內(nèi)徑與光纜總芯數(shù)及光纖帶類型的關(guān)系圖：

芯管最大內(nèi)徑與光纜總芯數(shù)及光纖帶類型的關(guān)系圖

光纜加強單元設計

光纜的加強單元可據(jù)光纜的不同應用環(huán)境分為金屬加強及非金屬加強。光纜在鋪設及應用過程中所經(jīng)受的機械張力主要由加強單元來承擔，因此加強單元的設計計算及加強材料的選擇顯得十分重要。

其光纖在光纜中的余長，光纜應變及光纖應變的關(guān)系圖可參考下圖。一般來說，光纜應變0.3%～0.4%之間，光纖應變在0.05%～0.25%是合理區(qū)間，而中心束管式帶狀光纜的余長控制在0.15%之下較合理。

光纜結(jié)構(gòu)設計

在確定光纜芯管及加強單元后，即可進行光纜結(jié)構(gòu)設計，包括阻水材料，鎧裝層、護套材料的選擇及尺寸確定。中心束管式帶狀光纜常用的光纜結(jié)構(gòu)有以下兩種：一種是以兩根平行加強單元，比較適合于216芯以下帶狀光纜，包括金屬加強及非金屬加強;另一種是采用加強單元絞合結(jié)構(gòu)，包括金屬及非金屬加強絞合結(jié)構(gòu)，在216芯以上的光纜多采用此種結(jié)構(gòu)，特別是非金屬絞合結(jié)構(gòu)層既對光纜主要起抗張作用，又增強了對光纜纜芯的抗側(cè)壓能力，對光纖帶及芯管起很好的保護作用。外加阻燃護套可在城域網(wǎng)中與電力管道同溝鋪設，具有很廣闊的應用前景。

與層絞式帶狀光纜結(jié)構(gòu)比較

光纜結(jié)構(gòu)設計最重要的任務是在外力及環(huán)境變化時能保證光纖的傳輸性能基本不變，即所有的光纜結(jié)構(gòu)設計均是圍繞如何更好地保護光纖。對于帶狀光纜來說，最容易受外力及環(huán)境變化引起光纖性能變化的是光纖帶排列矩陣中的邊角光纖(corner fiber of ribbon stack)，對于中心束管式而言，不論其光纖芯數(shù)多少，光纖帶的邊角光纖總是4根，而層絞式光纜中每一套管中便有4根邊角光纖，隨著其光纖芯數(shù)增大，其邊角光纖隨之增多。因此層絞式帶狀光纜在套管絞合工序或在光纜鋪設過程中，對這些邊角光纖造成壓應力而產(chǎn)生微彎損耗的可能性增大。

相對于層絞式光纜結(jié)構(gòu)來說，中心束管式的帶狀光纜由于光纖帶位于光纜中心位置，因而具有較好的抗側(cè)壓及彎曲性能，同時其單位面積的光纖芯數(shù)最多，即光纖集成度高，重量輕，結(jié)構(gòu)尺寸較小，容量開剝，可以節(jié)約路由資源及便于施工。

帶狀光纜工藝及性能優(yōu)化

帶狀光纜制造工藝是光纜設計的具體實現(xiàn)，良好的制造設備及工藝工裝設計必須達到以下主要目的：光纖帶的制造過程中的過程增加損耗最小；纖帶有合適的余長使光纜具有良好的機械性能；纜具有良好的溫度特性即高低溫性能。

光纜的質(zhì)量來自于過程的制造質(zhì)量而非檢驗出來的，因此必須通過工藝優(yōu)化設計來達到光纜的綜合性能，即具有良好的過程附加損耗、機械性能及溫度特性。在帶纜制造工藝中，光纖帶的放線張力及絞入節(jié)距，填充油膏溫度，光纖帶余長控制都是關(guān)鍵工藝參數(shù)，特別是當以機械牽引方式產(chǎn)生余長的生產(chǎn)線上必須嚴格優(yōu)化其張力大小來控制其光纖余長。在實際中可通過正交試驗設計方法來進行工藝參數(shù)優(yōu)化，從而達到光纜性能優(yōu)化的目的。

中心束管式帶狀光纜具有光纖集成度高及其良好的綜合機械性能，特別是抗側(cè)壓及彎曲性能，在城域網(wǎng)及接入網(wǎng)中得到廣泛使用，在中心束管式帶狀設計中，其纜芯結(jié)構(gòu)設計及加強單元的設計與選擇至關(guān)重要，中心束管式帶狀光纜主要有兩種結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)的選擇可依據(jù)應用環(huán)境及光纖帶數(shù)量的多少而定;光纜的制造工藝對光纜的性能產(chǎn)生很大影響，當光纜設計確定后，必須對光纜制造工藝進行總體優(yōu)化，才能使帶狀光纜具有良好的傳輸性能、機械性能及環(huán)境性能，即優(yōu)化的光纜設計必須通過優(yōu)化的制造工藝去實現(xiàn)。