光電融合型混合纜:專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利

《光電融合型混合纜》是江蘇亨通光電股份有限公司於2012年12月28日申請的專利，該專利的申請號為201210583515X，公布號為CN103021547A，公布日為2013年4月3日，發明人是顧利國、錢建林、尹紀成、薛夢馳、吳金華、施鐘飛，該發明涉及光纖接入技術領域。

《光電融合型混合纜》包括：絕緣後的電力導體、光電融合體、阻水填充物和護套；所述絕緣後的電力導體與所述光電融合體在所述護套內絞合成纜，所述阻水填充物填充所述護套內的空隙；其中，所述光電融合體的最外層為絕緣層，所述絕緣層內為一金屬導體層，所述金屬導體層中間為與金屬導體融合成一體的有帶保護層的光纖單元。

2017年5月，《光電融合型混合纜》獲得第十屆江蘇省專利項目獎優秀獎。

（概述圖為《光電融合型混合纜》摘要附圖）

基本介紹

中文名：光電融合型混合纜
公布號：CN103021547A
公布日：2013年4月3日
申請號：201210583515X
申請日：2012年12月28日
申請人：江蘇亨通光電股份有限公司
地址：江蘇省吳江市七都鎮亨通大道88號
發明人：顧利國、錢建林、尹紀成、薛夢馳、吳金華、施鐘飛
分類號：H01B9/00（2006.01）I、H01B13/00（2006.01）I、G02B6/44（2006.01）I
代理機構：北京瑞思智慧財產權代理事務所（普通合夥）
類別：發明專利
代理人：李濤

專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

截至2012年12月，FTTH（Fiber To TheHome，光纖入戶）因為具有高頻寬、無源及傳輸距離長等優點，已經成為寬頻接入的主要發展方向。隨著FTTH建設的大發展，光纖逐步向用戶端延伸，新裝寬頻的建設已普遍採用光纖方式鋪設到小區甚至用戶室內，另外各大主要運營商的寬頻升級也主要集中在光纖替換傳統弱電線纜的鋪設。

但是，FTTH的建設還存在諸多挑戰，光纖入戶需要運營商對入戶時的布線施工等綜合建設問題進行合理規劃，這就在組網方式、線路規劃、鋪設成本和施工時間等方面提出了不少要求，這使得2012年12月前FTTH的套用顯得動力不足。此時，出現了堅強智慧型電網的概念，其中的電力光纖到戶（PFTTH）項目就是將光纖隨低壓電力線一起敷設從而實現“三網融合”功能的技術。適用於低壓通信接入網的光纖複合低壓電纜（OPLC，Optical Fiber Composite Low-voltage Cable）作為實現PFTTH的主力線纜得到了迅猛的發展。圖1展示了2012年12月前已有技術中常見的OPLC線纜結構，其在外護套105中分別套裝有光單元101和電力單元103，兩者之間的空隙用填充繩102（或油膏）填充，在外護套105內側一般還設有一層電纜包帶104提供保護；圖1右側為光單元101的局部放大圖，通常光單元中有多根光纖101-5套裝在松套管101-3中，光纖間的空隙由阻水物101-4填充，松套管之外再由非金屬加強件101-2和護套101-1提供保護。可以看出，OPLC是在傳統的電力線纜中加入了獨立的光單元，光單元與電力單元一起絞合成纜，從而在鋪設電力線的同時實現了光纖通信線纜的鋪設。PFTTH能夠在布放電力電纜的同時構建覆蓋居民用戶的高速通信網路平台，綜合考慮設備、施工、管道資源等因素，採用OPLC與分別敷設光纜和電纜相比，能較大幅度降低建設成本，還避免了二次施工造成的資源浪費，是低壓通信接入網2012年12月前集成度高、節省資源的優選技術。

然而，從線纜的根本效能來看，儘管OPLC為FTTH或者PFTTH的推進掃清了一些障礙，解決了管道資源緊張，二次施工造成的資源浪費等問題，但其並沒有真正完成FTTH或者PFTTH的職能。因為傳統OPLC中的多個光電單元的製造增大了成本，線纜外徑較大也增大了鋪設成本，而且由於光纖本身較脆弱、再加上光單元截面積通常遠小於電力單元，增大了安裝過程中光纖損傷的機率。這些都使得2012年12月前OPLC的終端還停留在“樓”而不是“戶”，亦即，OPLC能解決的是FTTB或者PFTTB，無法真正實現FTTH或者PFTTH。

發明內容

專利目的

《光電融合型混合纜》提供了一種光電融合型混合纜及其製備方法，以解決2012年12月前已有技術中光纖複合電纜無法真正實現光纖入戶的問題。

技術方案

優選地，所述光電融合體作為電力接入的地線、零線或通電導線複合在所述光電融合型混合纜中。

優選地，所述光電融合體的絕緣層上外加有識別帶。

優選地，所述光電融合體中的金屬導體層由多股金屬軟導線組成，單根軟導線直徑在0.05～1毫米，整個金屬導體層截面積範圍在0.5平方毫米～1000平方毫米。

優選地，所述光電融合體中的光纖單元外徑為0.2毫米~10毫米。

優選地，所述光纖單元有至少一根光纖，所述光纖上塗覆有不同的顏色加以鑑別。

優選地，所述保護套外還可設有金屬鎧裝層，所述金屬鎧裝層由外保護層包裹。

優選地，所述帶有保護層的光纖單元為經過二次被覆的石英光纖。

另一方面，該發明還同時提供了一種光電融合型混合纜的製備方法，所述方法包括步驟：光纖入庫後進行二次被覆保護形成光纖單元；軟金屬導線成形後與所述光纖單元融合，光纖單元置於金屬導體中間與金屬導體融合為一體，在所述軟金屬導線外包裹絕緣層形成光電融合體；對電力導體進行絕緣處理，隨後與所述光電融合體一起成纜絞合，纜芯填充乾式阻水物後外面擠至一層低煙無鹵外護套。

改善效果

通過上述方案，該發明提供了一種光電融合型混合纜，其採用光電融合技術，解決了施工、管道資源緊張等問題，較大幅度的降低建設成本，避免了二次施工造成的資源浪費，在電力線路建設的同時完成了通信線路的構建，完善了中國FTTH及PFTTH的鏈路建設，豐富了中國3G移動通信技術的發展。

該發明的光電融合型混合纜具有以下突出的有益效果：

（1）將光電進行融合，儘可能的將外徑減小到極限，降低了產品的材料耗用，解決2012年12月前常規光電混合纜或光纖複合電纜耗材多，成本高昂問題；

（2）具有結構簡單、重量輕、施工方便快速等優點，降低了施工周期和施工成本，避免了二次施工造成的資源浪費，為FTTH、PFTTH和移動通信技術的快速實現提供一種全新的解決方案；

（3）可解決各種終端設備的供電和通信問題，根據布線和設備供電需求，導體截面積可在0.5平方毫米～1000平方毫米範圍內，光纖芯數最多達144芯，因此可適用於各種需求；

（4）非常適用於新建房地區和舊樓翻新地區，新型纜造價低於兩種光纜造價之和，它的敷設可在滿足電力及通信需求的前提下，減少一個電纜槽，只安放一條纜，即意味著更少的人工成本和施工安裝成本，避免重複施工及期間很多不必要的麻煩如施工期間對小區的噪音污染及環境污染等，節省了很多材料亦即減少了碳排放，更加環保；

（5）解決了施工，耗時，費用等一系列問題，避免因重複建設造成資源浪費，打消運營商推進FTTH、PFTTH、3G的顧慮，更快更好的為用戶提供更高質量的網路及電力服務，為FTTH、FTTH、3G的大範圍推廣套用奠定基礎。

附圖說明

圖1為2012年12月前已有技術中光纖複合低壓電纜的線纜截面結構示意圖；

圖2為《光電融合型混合纜》的實施例中光電融合型混合纜的截面結構示意圖；

圖3為該發明的實施例中光電融合型混合纜的製備方法示意圖；

圖4為該發明的實施例中光電融合型混合纜的一個典型套用場景的安裝方式示意圖。

權利要求

1.《光電融合型混合纜》其特徵在於，所述混合纜包括：絕緣後的電力導體、光電融合體、阻水填充物和護套；所述絕緣後的電力導體與所述光電融合體在所述護套內絞合成纜，所述阻水填充物填充所述護套內的空隙；其中，所述光電融合體的最外層為絕緣層，所述絕緣層內為一金屬導體層，所述金屬導體層中間為與金屬導體融合成一體的有帶保護層的光纖單元；所述帶有保護層的光纖單元為經過二次被覆的石英光纖。

2.根據權利要求1所述的混合纜，其特徵在於，所述光電融合體作為電力接入的地線、零線或通電導線複合在所述光電融合型混合纜中。

3.根據權利要求1所述的混合纜，其特徵在於，所述光電融合體的絕緣層上外加有識別帶。

4.根據權利要求1所述的混合纜，其特徵在於，所述光電融合體中的金屬導體層由多股金屬軟導線組成，單根軟導線直徑在0.05～1毫米，整個金屬導體層截面積範圍在0.5平方毫米～1000平方毫米。

5.根據權利要求1所述的混合纜，其特徵在於，所述光電融合體中的光纖單元外徑為0.2毫米~10毫米。

6.根據權利要求1所述的混合纜，其特徵在於，所述光纖單元有至少一根光纖，所述光纖上塗覆有不同的顏色加以鑑別。

7.根據權利要求1所述的混合纜，其特徵在於，所述保護套外還可設有金屬鎧裝層，所述金屬鎧裝層由外保護層包裹。

8.一種光電融合型混合纜的製備方法，其特徵在於，所述方法包括步驟：光纖入庫後經過二次被覆保護後形成光纖單元；軟金屬導線成形後與所述光纖單元融合，光纖單元置於金屬導體中間與金屬導體融合為一體，在所述軟金屬導線外包裹絕緣層形成光電融合體；對電力導體進行絕緣處理，隨後與所述光電融合體一起成纜絞合，纜芯填充乾式阻水物後外面擠至一層低煙無鹵外護套；帶有保護層的所述光纖單元為經過二次被覆的石英光纖。

實施方式

要真正實現電力光纖入戶，必須針對線纜套用過程中的各種不同環境進行綜合考慮。因此，線上纜的結構設計過程中，著重考慮了電力電纜及室內光纜敷設的幾個特點：

a．需要利用2012年12月前已有的電力電纜管道資源進行敷設，所以線纜與傳統的電力電纜的差異應儘可能少；

b．從戶外到入戶，線纜必須適應室內室外各種環境，所以線纜應為室內外混合纜，且對於高層建築來說有垂直布線的敷設要求；

c．要考慮到光電單元的材料差異，保證其能共同工作且不易受到損傷。

通過以上三點考慮，參見圖2，在《光電融合型混合纜》的實施例中，光電融合型混合纜包括：絕緣後的電力導體1（外側包有絕緣層4）、光電融合體2、阻水填充物3和護套6；所述絕緣後的電力導體1與所述光電融合體2在所述護套6內絞合成纜，所述阻水填充物3填充所述護套6內的空隙；其中，圖2右側為局部放大圖，所述光電融合體2的最外層為絕緣層204，所述絕緣層內為一金屬導體層203，所述金屬導體層203中間為與金屬導體融合成一體的有帶保護層202的光纖單元201。通常情況下，護套6的內側還設定有一層繞包帶5。在該發明中，光纖單元不是單獨存在，而是置於金屬導體中間與金屬導體融合為一體，兩者間並不存在明顯的空隙，其製備時也是將兩者緊密融合在一起（如採用螺旋絞合方式或直放工藝等）；這與普遍採用套管套裝的方式存在明顯區別，套裝方式由於可能會在套管中抽拉線纜，需要在套管中填充用於潤滑的膏體，而這些膏體一方面增大了線纜的體積和負載，另一方面給線纜截斷、接續等施工增加了清除油膏或回填的工序，在垂直布線時油膏的滴流問題也會嚴重影響施工效果，而《光電融合型混合纜》中很好地解決了這類問題。

上述光電融合型混合纜中，所述光電融合體作為電力接入的地線、零線或通電導線複合在所述光電融合型混合纜中。為便於區分電力線和光電融合體，在所述光電融合體的絕緣層上外加識別帶，以便於分線纜的安裝套用。

為使《光電融合型混合纜》的光電融合型混合纜具有較高的機械性能和環境性能，以滿足複雜環境套用需求，下面對其材料及製備工藝做進一步的說明。

其中，光電融合體中的金屬導體由多股金屬軟導線組成，單根軟導線直徑在0.05～1毫米，整個金屬導體層截面積範圍在0.5平方毫米～1000平方毫米。光電融合體中的光纖單元外徑一般為0.2毫米~10毫米，其結構一般是外包層塗覆耐高溫樹脂（如聚醯亞胺）的石英光纖，也可以是普通石英光纖外添加保護層，如果其中有多根光纖，那么將這些光纖塗覆上不同的顏色加以鑑別。光纖的使用視安裝環境而定，一般用ITU-TG.652和G.657單模光纖或其他類型的光纖，光纖芯數最多達144芯。光纖單元可直放入金屬導體層中，也可與金屬導體層的軟金屬導線絞合成纜。保護層的材料具有低線性膨脹係數和高軟化點的特點，線性膨脹係數小於10×10K，軟化點應不低於150℃，從而確保在極端使用環境下，地線或者零線中通過極端電流產生的短時或瞬時溫升不會影響光纖的傳輸性能和使用壽命。保護層可以是塑膠外護如PVC、LSZH、TPU（熱塑性聚氨酯彈性塑膠）、PA（尼龍）等耐高溫塑膠，也可以是UV固化樹脂，視用戶的具體安裝使用需求而定。

其中，光纜採用乾式阻水填充物實現全截面阻水，無縱向滴流問題，有利於綜合布線時垂直布線的敷設要求。為進一步增強整個線纜的物理特性以保證在室外嚴酷環境中的套用，在所述光電融合型混合纜的保護套外還可增加金屬鎧裝層，所述金屬鎧裝層則由外保護層包裹。

進一步參見圖3，上述光電融合型混合纜的製備工藝如下：光纖入庫後進行二次被覆保護形成光纖單元（如光纖緊套）；軟金屬導線成形後與所述光纖單元融合，光纖單元置於金屬導體中間與金屬導體融合為一體，在所述軟金屬導線外包裹絕緣層形成光電融合體；對電力導體進行絕緣處理，隨後與所述光電融合體一起成纜絞合，纜芯填充乾式阻水物後外面擠至一層低煙無鹵外護套。

圖4給出了該發明的光電融合型混合纜的一個典型的實施場景。在圖4的FTTH場景中，電力線應安裝在每幢大樓地下室的電錶箱401和公寓中的斷路器402之間，光纖應藉助電力安裝路徑403實現入戶。具體地，將該發明的光電融合型混合纜與公寓內的斷路器402連線，並將混合纜沿著安裝路徑敷設到地下室與電錶箱401相接，兩端要留足夠的長度保證混合纜中的光纖可以分別和室內的終端盒和地下室的多用戶單元連線。與斷路器402連線時，光電融合體作為地線，其光纖單元和金屬導線需進行分離處理，分離出的光纖單元將光纖與終端盒中的尾纖熔接，剩下的金屬導線作為地線進行接地處理。在地下室，與各個公寓斷路器402連線的混合纜都匯集到電錶箱401中。和上面一樣，將光纖從光電融合體中分離出來，接到用戶單元盒中並與運營商的跳線相連線，光電融合體中金屬線進行接地處理，最終實現由一根光電融合型混合纜同時提供通信和供電的效果。

榮譽表彰