[发明专利]一种有中继海底光缆的光纤余长设计方法及成型工艺

权利要求书

1.一种有中继海底光缆的光纤余长设计方法，基于G654光纤，其特征在于，包括建立基于大容量超低损G654光纤的有中继海底光缆光纤余长边界条件：

超低损G654光纤对于弯曲较为敏感，为避免过大的弯曲损耗，光纤最小弯曲半径应不小于200mm，采用光纤束的概念来模拟多芯数光纤在松套管中的情形，等效直径d_e与光纤直径d_f的关系满足

光纤束在松套管中的形态通常为螺旋模式和正弦模式，在螺旋模式下，光纤束的最小弯曲半径与光纤束余长的关系满足

式中，ε_hmax为螺旋模式下光纤最大余长；R_b为光纤束最小弯曲半径，基于超低损G654光纤的设计，R_b的值应不小于200；P_h为螺旋线节距；d_e为光纤束等效直径；R_t为松套管内半径，等于松套管外半径减去松套管壁厚；R_I为中间物理量，长度量纲，以上以长度为量纲的物理量单位均为mm；

在正弦模式下，光纤束的最小弯曲半径与正弦曲线方程满足

式中，y＝R_I×sin(P_sx)为正弦曲线方程；R_b为光纤束最小弯曲半径，基于超低损G654光纤的设计，R_b的值应不小于200；P_s为正弦曲线角频率；以上以长度为量纲的物理量单位均为mm，对正弦曲线y＝R_I×sin(P_sx)在一个周期内的曲线长度与周期长度进行分析可得到在正弦模式下光纤的最大余长ε_smax；

由以上可得到光纤余长的上边界

ε_max＝min(ε_hmax，ε_smax)

式中min( )表示取一组数的最小值；

另一方面，有中继海底光缆的光纤应具有一定的余长以降低在特定运行工况下的光纤应变，满足光纤寿命的设计要求；光纤的最小余长可由以下公式确定

式中，ε_min为光纤最小余长；

ε_c为特定运行工况下的海底光缆应变；

ε_f为满足光纤设计寿命的光纤应变；

ε_p为光纤筛选应变；

T_f为光纤设计寿命，单位：秒；

t_p为光纤筛选时间；

φ为设计寿命中光纤的断纤概率；

N_p为光纤筛选断纤概率，可由光纤供应商提供；

N为光纤芯数；L为有中继海底光缆系统设计长度，单位为公里；

n为光纤疲劳系数；

m为光纤威布尔斜率；

由以上可得到基于超低损G654光纤的有中继海底光缆光纤余长ε_EFL的边界条件为

ε_min≤ε_EFL≤ε_max。

2.根据权利要求1所述的有中继海底光缆的光纤余长设计方法，其特征在于，所述φ可取10^-6。

3.根据权利要求1所述的有中继海底光缆的光纤余长设计方法，其特征在于，对应于有中继海底光缆的不同运行工况：NTTS工况、NOTS工况、NPTS工况，光纤的设计寿命应分别不小于1小时、48小时、25年。

4.根据权利要求1所述的有中继海底光缆的光纤余长设计方法，其特征在于，典型的光纤筛选时间为1秒。

5.根据权利要求1所述的有中继海底光缆的光纤余长设计方法，其特征在于，200kpsi筛选强度下的光纤筛选应变为2％。